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Verfahren und Anlage zurr Verlängern der Brenndauer flüssiger Brennstoffe
Zum Verbrennen flüssiger Brennstoffe werden `Brenner verwendet, deren Aufgabe hauptsächlich
darin besteht, den Brennstoff möglichst fein zu verteilen und innig mit der Verbrennungsluft
zu mischen, um dadurch eine völlige Verbrennung zu erzielen. Hierbei ,ist die Verbrennungsdauer,
die von der Zusammensetzung des Brennstoffes, von der Feinheit seiner Verteilung
und seiner Vermischung mit der Luft sowie von der Höhe des Luftüberschusses und
von. der Brennraumtemperatur abhängt, bei in dieser Beziehung gleichbleibenden Verhältnissen
nicht veränderlich. So ist z. B. bei einer niedrigen Brennraumtemperatur und einer
Verbrennung ohne Luftüberschuß die Verbrennungsgeschwindigkeit verhältnismäßig klein
und die Flamme lang, während die Verbrennung schnell und mit kurzer Flamme vor sich
geht, wenn die Brennraumtemperatur oder der Luftüberschuß zunehmen. Es ist aber
nicht möglich, die Verbrennungszeiten außerhalb dieser Grenzen zu verändern.
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Nun gibt es Fälle, in denen es notwendig ist, die Abgabe der Verbrennungswärme
auf eine größere Zeitspanne zu verteilen und demgemäß die Höchsttemperatur der Flamme
zu vermindern und die Temperatur an der Flammenspitze auf indiiTekbem Wege zu.erhöhen.
Die Erfindurng ist darauf gerichtet, diese Verlängerung der Vezbrenn.ungsdauer derart
möglich zu machen, daß sie sich den jeweiligen Bedürfnissen anpassen läßt. Sie üst
u. a. in folgenden Fällen notwendig oder erwünscht: bei keramischen Öfen, Emaillieröfen,
Vorwärmern., Öfen, für thermische Behandlung, Glühöfen usw., bei Trockenkammern,
Röstvorrichtungen usw., um die Temperaturen. gleichmäßig zu halten oder ein. gleichmäßigeres
Ansteigen
der Temperaturen zu erzielen, hei Dampfkesseln, um die Heizflächen und das @Ia,ue,rwerk
gegen Risse zu schützen., die Überhitzungstemperatur zu regeln, die Korrosionswirkung
der Abgase zu vermindern. usw., fern-er bei Ofen für sehr hohe Temperaturen oder
Dauerbrand, um die Verbrennung in mehreren Stufen durchzuführen.
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Das Verfahren nach der Erfindung kennzeichnet sich dadurch, daß der
Verbrennungsluft vor oder während ihrer Berührung mit dem zerstäubten oder vergasten
flüssigen Brennstoff eine bestimmte Menge von Gasen oder neutralen Dämpfen beigemischt
-wird, die unter Hitzeeinwirkung beständig sind oder endothermisch, d.. h. unter
Wärmebindung zersetzt werden, wodurch infolge der V'erdün'nung des Luftsauerstoffes
in dieser inaktiven Masse und infolge der Absorption von Wärme, die zur Erhitzung
der neutralen. Gase verbraucht oder bei der endothermischen Zersetzung gebunden
werden, die Temperatur der Flamme in. dem Augenblick verringert wird, in dem sie
sich ohne diese Zuführung der Gase oder Dämpfe erhöht hätte. Diese Heral>-setzung
der Höchsttemperatur wird dadurch ergänzt, daß die bei der Verbrennung miterhitzten
neutralen Gase oder die Produkte der endothe-rmischen Zersetzungen später die. Wärme
abgeben, die sie aufgenommen haben und als fühlbare Wärme enthalten, oder die bei
ihrer chemischen Wiederverbindung frei werden, was sich besonders durch eine bedeutende
Verlängerung der Flamme bemerkbar macht.
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Die Art der der Luft beigemischten Stoffe, ihre Temperatur und ihr
Beimischungsverhältnis verändern die Stärke ihrer Auswirkung auf ,die Brenndauerverlängerung,
so .daß -durch das Verfahren nach der Erfindung jede Regelung und Verlagerung der
Temperaturen erzielbar ist. Führt man zeitlich nach der Anfangsverbrennung zusätzlich
Luft oder Brennstoff zu, so läßt sich auch eine Verbrennung in mehreren Stufen durchführen;
ist hierbei die zweite Luft heiß oder der zugeführte Brennstoff sauerstoffreich,
so können in den hinteren Zonen des Gemisches erhöhte Temperaturen erzielt werden.
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Das neutrale Gas oder der boizurnischende Dampf können von einer außerhalb
der Verbrennungsanlage befindlichen Stelle zugeführt oder auch den Abgasen der mit
den flüssigen Brennstoffen betriebenen Feuerungsanlage entnommen werden. :.an arbeitet
dann ähnlich wie bei den bekannten Anlagen mit Abgasumlauf, wobei jedoch die wieder
in Umlauf gesetzten Gase und Dämpfe nicht nach der -#"erbrennun.g des flüssigen
Brennstoffes in die Brenngase eingeleitet, sondern hier als Verzögerungsstoffe mit
der Verbrennungsluft gemischt werden, und zwar vor dem Verbrennungsbeginn oder während
der Verbrennung.
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Die Vermischung der neutralen Stoffe mit der Verbrennungsluft kann
in dein. Luftzuführungsleitungen oder ,in den Brennern erfolgen, jedoch auch unmittelbar
in der Flamme stattfinden, in die die neutralen Stoffe dann in dem Augenblick eingeleitet
werden, in dem die Oxydatiion des Brennstoffes vor sich geht. Dabei ist es wesentlich,
daß die neutralen oder zersetzbaren Stoffe in dem Augenblick anwesend sind, in dem
die Verbrennungsreaktion stattfindet.
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Das Verfahren nach der Erfindung kann auch in Verbindung mit dem bekannten
Verfahren des Abgasumlaufs verwendet werden, bei dem die wieder in Umlauf gesetzten
Gase und Dämpfe einfach. nur mit Abgasen gemischt werden, und zwar nachdem die Verbrennungsreaktionen
erfolgt sind.
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Die Zeichnung zeigt in vereinfachten Darstellungen Ausführungsbeispiele
der Feuerungsanlagen zur Ausführung des Verfahrens nach der Erfindung, und zwar
Fig. I den Querschnitt einer Masutverfeuerungsanlage, bei der die zur Verzögerung
der Verbrennung dienenden Gase aus den Abgasen der Anlage entnommen werden, Fig.
II ebenfalls eine Masutverfeuerungsanlag e, bei der Wasserdampf zur Verzögerung
der Verbrennung benutzt wird, Fig. III eine Verbundanlage, die mit Abgasentnahme
und Zuführung von Wasserdampf arbeitet, der durch Ausnutzung der Abgaswärmo erzeugt
wird, Fig. IV eine Verbundanlage, bei der ein Teil der Abgase zur Verzögerung der
Verbrennung verwendet, ein anderer Teil hinter der Feuerstelle in den Heizgasstrom
zurückgeführt wird, Fig. V eine Anlage, der die Verzögerung der Verbrennung durch
Wasserdampf erfolgt, der sich bei Berührung mit dem zerstäubten Brennstoff nach
Art der Wassergasreaktion. zersetzt, und wobei die chemische Wiederverbindung der
Abgase durch Berührung mit Luft vor sich geht, die als Zweitluft in den. Abgasstrom
eingeleitet wird, so da,ß eine zweistufige Verbrennung erfolgt, Fig. VI eine Anlage,
bei der die Vermischung der Verzögerungsstoffe mit der Verbrennungsluft nicht vor
der Berührung der Luft mit dem @erstäubten Brennstoff, sondern erst im Augenblick
der Verbrennungsreaktion erfolgt.
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Bei der Anlage nach Eig. I ist das Gehäuse- r an ein Gebläse 2 angeschlossen,
dessen Saugleitung über eine Regelklappe 3 mit einem Lufteinlaß und über eine Regelklapped.
mit einer Verbindungsleitung zum Abgaskanal verbunden ist. Mit Hilfe der Klappen
3 und q. läßt sich das Verhältnis zwischen den anteiligen Mengen zwischen Verbrennungsluft
und den zur Verzögerung der Verbrennung dienenden Abgasen. nach Bedarf einregeln.
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Bei der Anlage nach Fig. II wird der in die Luftzuführungsleitung
des Masutbrenners eingeführte Wasserdampf einem Kessel 5 entnommen, der von den
Abgasen der Feuerungsanlage beheizt wird, jedoch auch unabhängig davon von einer
anderen Wärmequelle beheizt werden kann.
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Bei der Anlage nach Fig. III wird durch eine Leitung 6 Wasserdampf
in die Luftleitung des Brenners eingeführt, der in der Feuerzone zersetzt oder auch
nur überhitzt wird, und außerdem wird durch eine abgezweigte Leitung 7 ein Teil
des unter
Ausnutzung der Abgaswärme erzeugten Wasserdampfes hinter
der Feuerzone in die Brenngase eingeleitet.
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Die Anlage nach Fig. IV ist mit einer an den Abgaskanal angeschlossenen.
Zuführungsleitung 8 versehen, die als Mischdüse. in die Luftzuführungsleitung des
Brenners einmündet. Das zur Verzögerung der Verbrennung des flüssigen Brennstoffes
zugeführte. Abgas, wird. in der Brennzone zum Tei,1 nur erhitzt und nimmt fühlbare
Wärme auf, zum Teil jedoch auch zersetzt, soweit es CO2 und Wasserdampf enthält.
Ein Teil der aus dem Abgaskanal abgezogenen Gase kann nach Bedarf durch eine abgezweigte
Leitung 9 auch hinter der Feuerstelle, in die heißen Brenngase eingeleitet werden.
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Nach Fig. V wird der einem Kessel entnommene Wasserdampf in die Luftzuführungsleitung
des Brenners eingeleitet, so daß in der Brennzone eine Zersetzungsreaktion entsteht,
wie sie ähnlich bei der Bildung von Wassergas eintritt. Aus der Luftzuführungsleitung
des Brenners ist eine Luftleitung abgezweigt, die mit Öffnungen io in den Feuerungsschacht
ausmündet und Zweitluft in die Brenngase einleitet, um in, diesem Bereich die unter
Wärmeabgabe stattfindende Wiederverbindung .der Zersetzungsprodukte zu erzielen.
Man erhält so eine zweistufige Verbrennung. Die Verzögerung der Verbrennung wird
hier durch den Wasserdampf erreicht, der bei der Berührung mit dem zerstäubten Brennstoff
zersetzt wird.
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Soll die Vermischung der Verzögerungsstoffe mit der Luft nicht vor,
sondern während der Brennreaktion erfolgen, d. h. in dem Augenblick, in dem die
Verbrennungsluft den zerstäubten Brennstoff berührt, so kann gemäß Fig. VI eine
an die Abgasführung angeschlossene Leitung i i benutzt werden, die in eine das Brennergehäuse-
umschließende Ringleitung einmündet, mit der das Gas auf die Entstehungsstelle der
Brennerflamrne geleitet wird.