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Verfahren. und Vorrichtung zum Betrieb von Feuerungen für wasserhaltige
und schwer zündbare körnige Brennstoffe Feuerungen für wasserhaltige und schwer
zündbare körnige Brennstoffe bedürfen zur wirtschaftlichen Verbrennung einer Aufbereitung,
damit man die erforderlichen hohen Feuerraumtemperaturen von i zoo bis i 3oo° C
erreichen kann. Die Aufbereitung der Kohle hat man dabei schon in verschiedener
Weise vorgenommen.
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Bei Braunkohlenfeuerungen hat man .außerhalb des Feuerraums hohe Schächte
angeordnet, die beim Füllen mit Kohle die- Kohle langsam zum Rostanfang hinuntersinken
ließen. Während des Aufenthalts der Kohle im Schacht, der .also mehrere Stunden
dauerte, wurde die Kohle in gewissen Grenzen vorgetrocknet. Dieses Verfahren eignete
sich wohl für grobkörnige Kohle und solche mit geringem Wassergehalt, Höchstleistungen
ließen sich aber nicht erzielen, weil die mittelbare Trocknung der Kohle nicht weit
genug getrieben werden konnte.
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Um minderwertige Kohle, insbesondere Staubkohle, ohne vorhergehendes
Trocknen und Mahlen zu verfeuern, hat man ferner schon vorgeschlagen, vor dem Verbrennungsraum
einer Halbgasschachtfeuerung einen Schacht ,anzuordnen, dem die Kohle durch Schnecken
von oben her zugeführt wurde. Hierbei wurde in den Schacht von unten Luft unter
hoher Pressung und reichlichem Dampfzusatz eingeblasen, um die Staubkohle in der
Schwebe oder in langsamer fallender Bewegung zu halten, bis sie unter Einfluß der
strahlenden Wärme der Wände des Schachtes zu Koks entgaste. Die Verbrennung der
erzeugten Gase erfolgte erst nach Verlassen des Schachtraumes in dem Feuerraum unter
Zuführung von heißer Zusatzluft.
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Die Zuführung von heißer Luft in den Verbrennungsraum bei dieser Feuerung
hat aber gewisse Nachteile. Es sind große Luftvorwärmer und große Gebläse notwendig,
um heiße Luft zu erzeugen und in die Feuerung zu befördern. Die heiße Luft erhöht
aber die Feuerungstemperatur über die zulässige Temperatur des Aschenschmelzpunktes;
und man muß infolgedessen durch besondere Kühlrohre im Feuerraum die Temperatur
wieder herabsetzen. Auch bringt die Umwälzung der heißen Luft, die erheblichen Kraftaufwand
erfordert, gewisse Störungen in dem Gleichgewichtszustand, der im Verbrennungsraum
herrschen soll, hervor.
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Die Erfindung will diese Nachteile beseitigen und es ermöglichen,
auch wasserhaltige und schwer zündbare körnige Brennstoffe in Feuerungen mit hohem
wirtschaftlichem Erfolge zu verfeuern, sofern sie vor
Einbringen
in den Feuerraum entsprechend aufbereitet worden sind.
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Gemäß dem den Gegenstand der Erfindung bildenden Verfahren wird die
Kohle, die nur in geringem Maße (beispielsweise durch Vorbrechen und Absieben) auf
bestimmte Korngrößen aufbereitet worden ist, durch zahlreiche gleichmäßig in der
Feuerraumdecke verteilte Öffnungen in Fallschächte, die an den Feuerraumwänden außerhalb
der Feuergasführung. liegen, eingeführt und fällt in diesen herab. Dabei nimmt die
Kohle Verbrennungswärme unmittelbar aus dem Feuerraum .auf, so daß die feinkörnigen
Teilchen so weit erwärmt werden, daß bei Zutritt von Luft ihre sofortige Verbrennung
erfolgt, während die groben Kohleteile durch die Wärmeaufnahme zerfallen, sich am
Boden der Fallschächte ansammeln und hier unter Luftzuführung verbrennen.
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Durch dieses Verfahren wird also eine besondere Heißluftförderanlage
vermieden und der hohe Wärmegehalt des Feuerraums für die Vortrocknung und Zündung
des Brenn-Stoffes ausgenutzt. Die seitlichen Feuerraumwände kommen mit den heißen
Gasen fast gar nicht in Berührung, so daß Beschädigungen nicht eintreten und eine'
Feuerraumkühlanlage entbehrlich ist.
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In dem großen Feuerraum steht also eine große Menge Verbrennungswärme
zur Verfügung, die besonders von feinkörniger Kohle bis etwa i mm Korn aufgenommen
wird, so daß diese schon zum Teil während des Herabfallens zur Verbrennung kommt,
wobei natürlich eine ausreichende Fallhöhe vorgesehen sein muß. Hierfür dürften
die Feuerraumhöhen der heutigen Großkesselanlagen genügen, die 5 bis 6 m betragen.
Das grobe Korn trocknet naturgemäß weniger schnell, aber immerhin wird es durch
die Feuerraumwärme zum Zerfall gebracht und vorgewärmt. Es häuft sich daher am Boden
der Fallkammer an und kommt hier mit dem brennenden oder glimmenden Feinkorn in
Berührung. Es erfolgt also hier eine katalytische Zündung und eine unmittelbare
Ver= brennung des grobkörnigen Brennstoffes.
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Diese Verbrennung kann aber auch in der Weise durchgeführt werden,
daß man an dem Sammelraum der Fallkammer einen Rost bekannter Art anschließt, beispielsweise
für Braunkohle einen Treppenrost und für Steinkohle einen Wanderrost, auf dem dann
die groben Teile der Kohle verbrennen.
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Die nach diesem Verfahren arbeitenden Feuerungen können verschieden
ausgebildet sein. In jedem Falle wird man die Zuführung der 'Kohle durch die Öffnungen
in der Feuerraumdecke vornehmen. Über der Decke kann ein Sieb angebracht sein, über
das die Kohle durch ein Zuführungsorgan (Band, Redler o. dgl.) zugeführt wird, so
daß nur Kohle bestimmter Korngröße durch das Sieb hindurchfallen kann, während das
überkorn am Ende des Fallschachtes wieder abgenommen und der Zerkleinerungsvorrichtung
zugeführt wird.
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Es ist auch zweckmäßig, die Wandteile des Feuerraums durch Zwischenwände
in einzelne Fallkammern zu unterteilen, die nach dem Feuerraum zu offen sind, wobei
die Fallkammern auf ,allen vier Seiten des Feuerraums vorgesehen sein können.
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Der untere Teil des Fallraums wird als Sammelkammer ausgebildet. Um
der sich hier ansammelnden Kohle genügend Luft zuzuführen, können in dem Sammelraum
dachförmige Leitkörper für die Kohle eingebaut werden, deren Unterseite mit einer
Luftkammer in Verbindung steht. An dieaen Sammelraum schließt sich dann ein Rost
oder eine Einblasevorrichtung an, durch welche die heiße zerfallene Kohle in den
Feuerraum geblasen wird.
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Auf der Zeichnung sind zwei zur Ausführung des neuen Verfahrens geeignete
Feuerungen beispielsweise dargestellt, und zwar zeigt Fig. i einen Längsschnitt
durch die erste Ausführungsform mit zwei nebeneinanderliegenden Feuerräumen -und
Fig.2 einen Querschnitt durch diese Feuerung, Fig.3 die zweite Ausführungsform,
bei der für feine und grobe Kohle getrennte Fallräume nebeneinanderliegen.
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Bei der Feuerung nach Fig. i und 2 ist der Feuerraum in zwei Kammern
i und 2 unterteilt. Die Feuergase ziehen durch die Öffnungen 3 zum Kessel. Die Seitenwände
des Feuerraums sind als Fallräume für die Kohle ausgebildet und zu dieseln Zweck
durch .die Zwischenwände q. . unterteilt, die gegebenenfalls rippenartige Verstärkungen
5 erhalten können, um einen Einfall der Kohle in den eigentlichen Feuerraum zu verhindern.
Die Decke 6 des Feuerraums ist mit düsenartigen Durchbrechungen 7 versehen, über
welchen ein Siebblech liegt. Über diesem Sieb ist der Zuführer 9 angeordnet, der
die Kohle über- die ganze Länge des Fallraums fördert, so daß sie gleichmäßig auf
die Deckendurchbrechungen' verteilt wird. In dem unteren Teil des Fallraums sind
in der Seitenwand Luftzuführungsöffnungen io vorgesehen, die mit Absperrorganen
versehen sind, um nur an gewissen Stellen und i;n.bestimmten Mengen Luft in den
Fallraum einzuführen. ' Der untere, als Sammelraum i i dienende Teil ist von dachförmigen
Leitkörpern 12
durchsetzt, deren Unterseite mit der Luftkammer 13
der Seitenwand in Verbindung steht. Die angesammelte Kohle böscht sich also an den
Kanten der Leitkörper .ab. Es entstehen dadurch Hohlräume, durch die Verbrennungsluft
aus der Kammer 13 zugeleitet wird. An die unteren Enden der Sammelräume kann sich
dann noch ein Rost 1 ¢ üblicher Art, beispielsweise ein Treppenrost, anschließen.
Bei der Unterteilung des Feuerraums in die beiden Räume i -und 2 werden in der Mitte
ebenfalls Fallräume 15 vorgesehen, die in gleicher Weise ausgebildet sind. Die Mittelwand
16 kann bis oben hin durchgeführt sein, um Luft an einzelnen Stellen in die Fallräume
eintreten zu lassen.
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Beim Betrieb der Feuerung fällt die aufbereitete Kohle in fein verteilten,
regenförmigen Strahlen durch die Fallräume herab. Die hohe Strahlungstemperatur
'von i Zoo bis i3oo° C im Feuerraum trocknet dabei die fallende Kohle mehr oder
weniger, am meisten natürlich die feine Kohle bis zu i mm Korn, und bringt diese
zum größten Teil schon während des Falles zur Entzündung. Die entstehenden aufsteigenden
Gase bewegen sich in der Richtung des Pfeiles A nach oben und verringern dadurch
die Fallgeschwindigkeit der herabsinkenden Kohle, wodurch die Trocknung und Zündung
der Kohle beschleunigt wird. Die Feuergase ziehen schließlich nach der Öffnung 3
ab. Die Verbrennung der grobkörnigen Kohle im Sammelraum i i erfolgt durch katalytische
Zündung durch die glühende Feinkohle. Hierbei zerfällt die grobe Kohle in feine
Kohle, und es können nunmehr die Reste auf dem Rost oder durch Einblasen durch die
Düsen in dem Feuerraum verbrannt werden.
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Bei dieser Anordnung wird also die Feuerraumtemperatur ohne Feuerraumkühlung
auf die zulässige Schlackenschmelztemperatur erniedrigt. Außerdem bleibt das Mauerwerk
von den hohen Feuerraumtemperaturen verschont, und die Strahlungsverluste werden
geringer. Selbstverständlich kann man im Bedarfsfalle auch den Fallraum nach der
Innenseite zu noch durch wassergekühlte Kesselrohre 17 .abschirmen, die in größeren
Abständen angeordnet sein können.
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Bei der Ausführungsform nach Fig.3 wird die Grobkohle durch den Zuführer
18 und die Feinkohle durch den danebenliegenden Zubringer i9 zugeführt. Fein- und
Grobkohle fallen in dem verbreiterten Fallraum 2o daher nebeneinander herab. Der
Sammelraum kann mit einer Zwischenwand 21 versehen sein. Die nicht verbrannte Kohle
gelangt auf den Wanderrost 22 und brennt hier vollständig aus.