DE940058C

DE940058C - Process for preparing and burning a moist fuel

Info

Publication number: DE940058C
Application number: DED11518A
Authority: DE
Inventors: Ewald Dipl-Ing Schindler
Original assignee: Deutsche Babcock and Wilcox Dampfkesselwerke AG
Current assignee: Deutsche Babcock and Wilcox Dampfkesselwerke AG
Priority date: 1952-02-06
Filing date: 1952-02-06
Publication date: 1956-03-08

Description

Verfahren zum Aufbereiten und Verbrennen eines feuchten Brennstoffes Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Aufbereiten und Verbrennen eines .feuchten Brennstoffes, insbesondere Rohbraunkohle, in einer Zyklonfeuerung mit flüssigem Abzug der Schlacke und besteht darin, daß der Brennstoff im Nachbrennraum durch Berührung mit den aus der Zyklonmuffel kommenden Feuergasen getrocknet, anschließend in einer Hammermühle zerkleinert und mit Luft in die Zyklonmuffel zur Verbrennung eingeblasen wird, während die Feuergase mit den Schwaden und dem trocknen Feinstaub bei ihrem Übertritt in den Strahlungsraum durch Zugabe von Verbrennungsluft _ausgebrannt werden. Bei Verwendung eines Brennstoffes mit hohem Feuchtigkeitsgehalt für die Zyklonmuffel, insbesondere Rohbraunkohle, muß der Brennstoff, um in einer Zerkleinerungsvorrichtung auf die erforderliche Kornfeinheit gebracht werden zu können, entweder vorgetrocknet werden oder er muß in einem Mahltrocknungsvorgang unter Verwendung von Rauchgasen oder Luft bzw. einer Mischung aus beiden mit hoher Temperatur aufbereitet werden. Die dabei entstandenen Schwaden verzögern die Verbrennung, wenn sie unmittelbar mit dem Brennstoff eingeblasen, werden, in erheblichem Maße. Soll dieser Nachteil vermieden werden, so sind besondere Einrichtungen für die Trennung des Brennstoffes von den Schwaden und die getrennte Verarbeitung dieser Anteile erforderlich. Beide Möglichkeiten sind nicht sehr vorteilhaft.Process for preparing and burning a moist fuel The invention relates to a method for processing and burning a . Moist fuel, especially raw lignite, in a cyclone furnace with liquid withdrawal of the slag and consists in that the fuel in the afterburning chamber dried by contact with the fire gases coming from the cyclone muffle, then crushed in a hammer mill and with air in the cyclone muffle for combustion is blown in while the fire gases with the plumes and the dry fine dust burned out when they pass into the radiation room by adding combustion air will. When using a fuel with a high moisture content for the Cyclone muffles, especially raw lignite, must be the fuel in order to be used in a crushing device to be brought to the required grain fineness, either pre-dried or it must be in a mill drying process using flue gases or air or a mixture of both at high temperature. The resulting plumes delay the combustion if they are immediate blown in with the fuel, to a considerable extent. Should this disadvantage to be avoided so are special Facilities for separation of the fuel from the steam and the separate processing of these parts necessary. Both options are not very beneficial.

Gemäß der Erfindung wird daher vorgeschlagen, den Brennstoff in die Nachbrennkammer einzuwerfen,. um die hohe Temperatur der aus der Zyklonmuffel austretenden Feuergase voll für die Trocknung ausnutzen zu können. Die unmittelbare Berührung des Brennstoffes mit den heißen Feuergasen, deren Temperatur in dem Bereich zwischen 1400 und r6oo° liegt, ergibt eine intensive Trocknungswirkung, die unterstützt wird durch den Umstand,, daß die Brennstoffteilchen infolge der stürmischen Verdampfung des in ihnen enthaltenen Wassers zersprengt werden. Die Feuergase kühlen sich andererseits durch die Berührung mit dem feuchten Brennstoff so weit ab, daß die flüssigen, aus der Muffel ausgetragenen Schlackenteilchen fest werden oder bei ihrer Berührung mit Brennstoffteilchen an diesen festhaften.According to the invention it is therefore proposed that the fuel in the Throw in the afterburning chamber. around the high temperature of the exiting from the cyclone muffle To be able to fully utilize fire gases for drying. The immediate touch of the fuel with the hot fire gases, the temperature of which is in the range between 1400 and r6oo ° results in an intensive drying effect that is supported by the fact that the fuel particles as a result of the stormy evaporation of the water they contain. The fire gases, on the other hand, cool down by contact with the moist fuel so far that the liquid, out The slag particles discharged from the muffle become solid or when they are touched stick to them with fuel particles.

Die Brennstoff- und Schlackenteilchen werden hierauf am Ende des Nachbrennraumes durch Schwerkraftwirkung von denn Feuergasen getrennt und nach Durchlaufen einer Hammermühle, welche den Brennstoff auf die erforderliche Kornfeinheit zerkleinert, mittels eines Förderluftstromes in die Zyklonmuffel eingeblasen. Die Feuergase mit den Schwaden, ebenso die trocknen, feinen Staubteilchen, die von den Gasen getragen werden, treten in den anschließenden Strahlungsraum ein, wobei in dem Übertrittsquerschnitt zum Strahlungsraum nochmals heiße Verbrennungsluft eingeblasen wird, um die Gase vollständig auszubrennen. Da sie aus der Zyklonmuffel mit nur geringem Sauerstoffüberschuß austreten, im Nachbrennraum eine teilweise Entgasung des feinkörnigen Brennstoffanteiles erfolgt, ferner die schwebefähigen Teilchen mit in den Stra:hlungsraum!abziehen, ist eine nochmalige Luftzufuhr am Anfang des. Strahlungsraumes erforderlich.The fuel and slag particles are then placed at the end of the afterburning space separated by gravity from the fire gases and after passing through a Hammer mill, which crushes the fuel to the required grain fineness, blown into the cyclone muffle by means of a conveying air stream. The fire gases with the vapor, as well as the dry, fine dust particles carried by the gases enter the adjoining radiation space, in which case the overflow cross-section hot combustion air is blown in again to the radiant room to remove the gases to burn out completely. Since they are out of the cyclone muffle with only a small excess of oxygen emerge, a partial degassing of the fine-grain fuel fraction in the afterburning chamber takes place, furthermore the suspended particles are drawn off into the radiation space!, Another air supply at the beginning of the radiation room is required.

Es ist bekannt, den Brennstoff zum Zwecke der Abtrocknung der Einstrahlung aus dem Feuerraum auszusetzen, ebenso, ihn vor seiner Vermahlung an der Wand des Brennraumes herabfallen zu lassen. Hierbei bleibt der Brennstoff aber immer in der Nähe des Brenners, und die Flamme, die erst ein kleineres oder größeres Wegstück vor dem Brenner zündet, hat hier noch nicht ihre volle Strahlungsintensität erreicht. Demgegenüber ergibt das Einwerfen des Brennstoffes in den Nachbrennraum einer Zyklonmuffel eine wesentlich kräftigere Trocknungswirkung, denn die Feuergase haben hier nicht nur eine viel höhere Temperatur als die Flamme in unmittelbarer Nähe des Brenners einer Kohlenstaubfenerung, infolge der hohen Austrittsgeschwindigkeit der Feuergase aus der Zyklonmuffel treten im Nachbrennrauin starke Wirbelungen auf, die den Brennstoff mit den Trocknungsgasen gut durchmischen. Es erfolgt daher der Wärmeübergang an den Brennstoff nicht nur durch Strahlung wie bei den bekannten Anlagen, sondern zum überwiegenden Teil durch Berührung. Die Trocknungswirkung wird damit wesentlich begünstigt.It is known to use the fuel for the purpose of drying the radiation to expose it from the furnace, as well as to place it on the wall of the Let the combustion chamber fall down. However, the fuel always remains in the Near the burner, and the flame, which is only a short or long distance before the burner ignites, has not yet reached its full radiation intensity. In contrast, throwing the fuel into the afterburning chamber results in a cyclone muffle a much stronger drying effect, because the fire gases do not have here just a much higher temperature than the flame in the immediate vicinity of the burner coal dusting, as a result of the high exit speed of the fire gases From the cyclone muffle, strong eddies occur in the afterburning area, which the fuel mix well with the drying gases. The heat transfer therefore takes place the fuel not only through radiation as in the known systems, but mostly through touch. The drying effect is therefore essential favored.

Die Schwerkraftausscheidung am- Ende des Nachbrennraumes ermöglicht ohne besondere Mittel die Trennung des Brennstoffes von den Trocknungsgasen und Schwaden, wobei auch die im Nachbrennraum und im Strahlwngsraurn angefallene Asche mit dem Brennstoff in die Hammermühle und wieder zurück in die Zyklonmuffel gelangt, wo- sie in die flüssige Schlacke übergeführt wird. Die flüssige Schlacke wird unmittelbar aus der Zyklonmuffel abgezogen und damit der Umweg über den Nachbrennraum vermieden, aus welchem die Austragung der Schlacke manchmal Schwierigkeiten bereitet, insbesondere bei Teillast, wenn die Abkühlung bereits so weit geht, daß die Schlacke zähflüssig wird. Die Regelung der .Brennstoffmenge erfolgt vor Aufgabe des Brennstoffes in den Nachbrennraum auf bekannte Weise durch Regelung des Zuteilers.The gravity separation at the end of the afterburning chamber is made possible the separation of the fuel from the drying gases and without special means Steam, including the ash that has accumulated in the afterburning chamber and in the jet chamber gets into the hammer mill with the fuel and back into the cyclone muffle, where it is converted into the liquid slag. The liquid slag is instant withdrawn from the cyclone muffle, thus avoiding the detour via the afterburning chamber, from which the discharge of the slag sometimes causes difficulties, especially at part load, when the cooling has already gone so far that the slag is viscous will. The amount of fuel is regulated before the fuel is added to the afterburning chamber in a known manner by regulating the distributor.

In der Zeichnung ist die Anordnung zur Ausführung des vorgeschlagenen Verfahrens schematisch dargestellt.In the drawing is the arrangement for carrying out the proposed Procedure shown schematically.

Der Brennstoff, der mit einem Trägerluftstrom durch die Leitung i axial durch.den Brenner 4 .oder tangential der Zyklonmuffel2 zugeführt wird, verbrennt in dieser unter Zugabe von Zweitluft, die durch die Luftdüsen 3 tangential in die Muffel 2 eintritt. Die Wände der Muffel sind aus feuerfester Stampfmasse 5 hergestellt, die durch eingebettete Kühlrohre 6 gekühlt wird. Die flüssige Schlacke fließt durch die Öffnung 7 in ein nicht gezeichnetes Wasserbad, wo sie granuliert und durch eine geeignete Vorrichtung ausgetragen wird. Die Verbrennungsgase treten durch die Öffnung 8 in den Nachbrennraum 9 über, in welchen von oben, durch einen regelbaren Zuteiler io zugeteilt; der Brennstoff eingeworfen wird. Infolge der hohen Austrittsgeschwindigkeit der Feuergase aus der Muffel e findet im Nachbrennraum 9 eine innige Durchmischung der Gase mit dem. Brennstoff statt, die im Gleichstrom den Nachbrennraum nach unten durchziehen. Am unteren Ende der Zwischenwand zwischen Nachbrennraum 9 und Strahlungsraum 13 ziehen die Feuergase mit den Schwaden der Trocknung und dem Feinstaub nach oben in den Strahlungsraum 13 ab und werden durch Einblasung von heißer Verbrennungsluft aus dem Kanal 17 über die Düsen 16 ausgebrannt. Die Trennwand wird getragen von dem Sammler ii und den Vorderwandkühlrohren 12, ebenso wird die Rückwand durch die aus dem Sammler 14 kommenden Rohre 15 gekühlt. Die Seitenwandkühlsysteme sind nicht dargestellt.The fuel, which is fed axially through the burner 4 or tangentially to the cyclone muffle 2 with a carrier air flow through the line i, burns in this with the addition of secondary air, which enters the muffle 2 tangentially through the air nozzles 3. The walls of the muffle are made of refractory ramming mass 5, which is cooled by embedded cooling tubes 6. The liquid slag flows through the opening 7 into a water bath, not shown, where it is granulated and discharged through a suitable device. The combustion gases pass through the opening 8 into the afterburning chamber 9, in which are allocated from above, by a controllable distributor io; the fuel is thrown in. As a result of the high exit speed of the fire gases from the muffle e there is an intimate mixing of the gases with the afterburning chamber 9. Fuel instead, which pull through the afterburning chamber in direct current downwards. At the lower end of the partition between the afterburning chamber 9 and the radiation chamber 13, the fire gases with the steam from drying and the fine dust are drawn up into the radiation chamber 13 and are burned out by blowing in hot combustion air from the channel 17 via the nozzles 16. The partition wall is supported by the collector ii and the front wall cooling tubes 12, and the rear wall is likewise cooled by the tubes 15 coming from the collector 14. The side wall cooling systems are not shown.

In dem Trichter 21, der den Auslauf für den Nachbrennraum 9 und den Strahlungsraum 13 bildet, wird sowohl der frisch aufgegebene Brennstoff als auch die aus der Muffel :2 ausgetragene Schlacke und die im Strahlungsraum angefallene Asche gesammelt und der Hammermühle 18 zugeführt. Um die Asche aus dem Strahlungsraum 13 entgegen dem aufsteigenden Gasstrom in den Trichter 2i gelangen zu lassen, empfiehlt es sich, den Nachbrennraum 9 nicht so breit zu machen wie den Strahlungsraum 13, damit zu beiden Seiten des aufsteigenden Gasstromes etwas toter Raum bleibt, in welchem die Asche herabrieseln kann. Es können natürlich mehrere Zyklonmuffeln mit je einem I\Tachbrennraum vor einem gemeinsamen Strahlungsraum 13 angeordnet werden. In diesem Falle muß jeder Muffel 2 eine Zerkleinerungsvorrichtung 18 zugeordnet werden. Diese Zerkleinerungsvorrichtungen 18 können jedoch, da der Brennstoff durch die Trocknung in den heißen Gasen bereits weitgehend aufgeschlossen ist, verhältnismäßig klein ausgeführt werden, außerdem bleibt der Kraftverbrauch, da der Brennstoff nicht bis auf Staubfeinheit aufgeschlossen zu werden braucht, in niedrigen Grenzen.In the funnel 21, which forms the outlet for the afterburning chamber 9 and the radiation chamber 13 , both the freshly added fuel and the slag discharged from the muffle: 2 and the ash that has accumulated in the radiation chamber are collected and fed to the hammer mill 18. In order to let the ashes from the radiation space 13 get into the funnel 2i against the rising gas flow, it is advisable not to make the afterburning space 9 as wide as the radiation space 13, so that a little dead space remains on both sides of the rising gas flow in which the ashes can trickle down. Of course, several cyclone muffles, each with a combustion chamber, can be arranged in front of a common radiation chamber 13. In this case, each muffle 2 must be assigned a comminuting device 18. However, since the fuel is already largely decomposed by the drying in the hot gases, these comminuting devices 18 can be made relatively small, and the power consumption remains within low limits, since the fuel does not need to be broken down to dust fineness.

Der zerkleinerte Brennstoff, der unter dem Rost der Hammermühle 18 anfällt, wird in der Düse i9 mit einem durch die Leitung 2o zugeführten Förderluftstrom vermischt und durch die Leitung i dem Brenner 4 zugeführt. An Stelle der Mischdüse a9, deren Saugwirkung bei höherem Gegendruck nicht ausreicht, um ein Eintreten von Förderluft in die Mühle 18 zu vermeiden, kann auch eine Staubpumpe verwendet werden. Es empfiehlt sich in diesem Falle, die Drehzahl der Zuteilschnecke der Pumpe im Verhältnis der Brennstoffmenge zu regeln, damit die Schnecke immer gefüllt ist und auf diese Weise ein Austreten von Luft in die Mühle i8 verhindert.The crushed fuel that fell under the grate of the hammer mill 18 arises, is in the nozzle i9 with a conveying air flow supplied through the line 2o mixed and fed to the burner 4 through line i. Instead of the mixing nozzle a9, the suction effect of which is not sufficient at higher back pressure to prevent To avoid conveying air into the mill 18, a dust pump can also be used. In this case, it is advisable to adjust the speed of the feed screw of the pump in To regulate the ratio of the amount of fuel so that the auger is always full and in this way prevents air from escaping into the mill i8.

Wo ein Festbacken des Brennstoffes nicht zu befürchten ist, kann dieser, wie in der Abbildung dargestellt, auf den schrägen Boden des Nachbrennraumes 9 fallen, da durch dieses Auffallen die Zerkleinerung unterstützt wird. Wo das mit Rücksicht auf den Brennstoff nicht zulässig ist, muß dieser frei fallend durch den Nachbrennraum 9 geführt werden, so daß die Zwischenwand zwischen den Räumen 9 und 13 lotrecht angeordnet und der Trichter des Nachbrennraumes 13 einseitig ausgeführt werden muß.Where there is no risk of the fuel sticking, it can as shown in the figure, fall on the sloping floor of the afterburning chamber 9, because the crushing is supported by this conspicuousness. Where that with consideration is not permitted on the fuel, it must fall freely through the afterburning chamber 9 are performed so that the partition between the spaces 9 and 13 is perpendicular arranged and the funnel of the afterburning chamber 13 must be carried out on one side.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for processing and incinerating a moist fuel, especially raw lignite, in a cyclone furnace with liquid Discharge of the slag, characterized in that the fuel is above the outlet opening the cyclone muffle is thrown into the afterburning chamber, in cocurrent with the combustion gases passes through the afterburning chamber and falls into the mill at its lower end, while the gases as they enter the radiation room with the addition of combustion air to be burned out.

2. The method according to claim i, characterized in that the liquid slag discharged directly from the cyclone muffle in a manner known per se will.

3. The method according to claim i or 2, characterized in that in the radiation space accruing ash falls into the mill in a manner known per se and together with the fuel is fed into the cyclone muffle.

4. Cyclone firing to carry out of the method according to one of claims i to 3, characterized in that the Afterburning space and the radiation space open into a common funnel, below which the hammer mill is arranged.

5 .. cyclone furnace according to claim 4, characterized characterized in that under the hammer mill one with preheated combustion air operated nozzle for conveying the crushed fuel is arranged.

6th Cyclone furnace according to claim 5, characterized in that under the hammer mill a dust pump is arranged to remove the crushed fuel, whose Feed screw can be regulated depending on the amount of fuel fed.

7. cyclone furnace according to one of claims4 to 6, characterized in that in the cross-section from the afterburning chamber to the radiation chamber nozzles for the injection of combustion air are arranged. Attached pamphlets: »Notices of the Association of Large Boiler Owners ”, Issue 17/18, 1951, pp. 48 and 49; "Fuel, Warmth, Kraft ”, 1951, pp. 7 and 8; "Brown coal, heat and energy", 1951, p. 64; German Patent Nos. 701 835, 666 708.