EP0289851A2 - Process and burner for the combustion of fuel - Google Patents

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EP0289851A2
EP0289851A2 EP88106197A EP88106197A EP0289851A2 EP 0289851 A2 EP0289851 A2 EP 0289851A2 EP 88106197 A EP88106197 A EP 88106197A EP 88106197 A EP88106197 A EP 88106197A EP 0289851 A2 EP0289851 A2 EP 0289851A2
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EP
European Patent Office
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fuel
ring channel
channel
burner
primary air
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP88106197A
Other languages
German (de)
French (fr)
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EP0289851A3 (en
Inventor
Hans Bilawa
Eberhard Dipl.-Ing. Neumann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
Original Assignee
Krupp Polysius AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Krupp Polysius AG filed Critical Krupp Polysius AG
Publication of EP0289851A2 publication Critical patent/EP0289851A2/en
Publication of EP0289851A3 publication Critical patent/EP0289851A3/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D11/00—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D1/00—Burners for combustion of pulverulent fuel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/26—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid with provision for a retention flame
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D17/00—Burners for combustion conjointly or alternatively of gaseous or liquid or pulverulent fuel

Definitions

  • the invention relates to a method (according to the preamble of claim 1) and a burner (according to the preamble of claim 6) for firing solid, liquid or gaseous fuel, in particular for rotary kilns.
  • the previously known burners for rotary kilns are therefore designed in such a way that the fuel is mixed with the secondary air with the aid of the smallest possible proportion of primary air, which is usually taken from the ambient air.
  • primary air which is usually taken from the ambient air.
  • an in is usually used with the help of swirl or blocking bodies nere backflow generated.
  • the invention is therefore based on the object of designing a method and a burner for firing solid, liquid or gaseous fuel, in particular for rotary kilns, in such a way that fuel particles are not thrown out into the secondary air, rapid and uniform mixing of the fuel primary air Free jet is achieved with the secondary air and thus an earlier start and faster combustion and thus a short flame is achieved.
  • part of the fuel is fed together with primary air through the second ring channel with a delay to a speed of 5 to 20 m / s, preferably 7 to 10 m / s, so that the ignition of this partial fuel flow is before it Leaves from the burner.
  • the root of the main flame is formed by a permanent pilot flame which is generated by this partial fuel flow.
  • the amounts of fuel and air supplied to the permanent pilot flame can be regulated independently of the amounts of fuel and air supplied to generate the main flame.
  • the main flame fuel is now invented appropriately supplied via the first, outer ring channel and thus surrounds the permanent pilot flame.
  • the introduction of this part of the fuel and the associated primary air into the combustion chamber takes place at a very high speed of 70 to 120 m / s, preferably 80 to 100 m / s, which is possible because the flame is lifted by the combustion of the Partial fuel flow in the flame root, ie in the permanent pilot flame, energy released is prevented.
  • the static pressure in the fuel ring jet drops proportionally to the square of the speed increase. If the speed of the fuel-air jet introduced through the first, outer ring channel into the combustion chamber is chosen to be sufficiently high, this static pressure becomes negative and the jet begins to draw in secondary air from the environment.
  • the geometry of the annular gap at the outlet end of the first, outer ring channel is chosen so that the emerging ring free jet has a wall thickness of approximately 5 to 20 mm, which depends on the burner dimensions and the achievable manufacturing tolerances.
  • the large outer surface and the small thickness of the ring jet facilitate and promote the penetration and mixing of the secondary air, which means that the combustion reactions start very early and take place very quickly.
  • the secondary air mixing rate and the expiry of the Combustion reactions can be controlled via the back pressure generated by the permanent pilot flame inside the main flame and by the amount of heat introduced by the pilot flame.
  • the method according to the invention is also very suitable for the joint combustion of different types of fuels, for example coal dust and pyrolysis gas.
  • the main flame and the permanent pilot flame can each be generated by one of the fuel components.
  • the method is also particularly well suited for the supply of recirculated exhaust gases to reduce the formation of NO x .
  • 50 to 95%, preferably 70 to 85% of the total fuel can be supplied through the first, outer ring channel used to generate the main flame, while 5 to 50%, preferably 15 to 30%, of the second ring channel used to generate the permanent pilot flame all fuel are supplied.
  • the primary air supplied via the burner is expediently 5 to 30%, preferably 5 to 12% of the total combustion air.
  • the combustion air (secondary air) is not passed through the burner.
  • the lines connected to the individual channels of the burner for supplying fuel and / or primary air are expediently provided with actuators which serve to influence the fuel and / or air quantities supplied.
  • the burner shown contains a first, outer annular channel 1, which is provided at its outlet end with a cross-sectional constriction in the form of an annular nozzle 1a.
  • a second ring channel 2 Arranged within the first ring channel 1 is a second ring channel 2, which is provided at the outlet end with a diffuser 2a widening at an angle of approximately 7 °, which is followed by a precisely manufactured cylindrical end piece 2b.
  • a third ring channel 3 is arranged within the second ring channel 2 and is provided with a swirl body 3a at the outlet end.
  • the third ring channel 3 encloses a central channel 4.
  • the channels 1, 2, 3 and 4 are arranged coaxially to the burner axis 5.
  • the Erzeu Part of the fuel serving the main flame is supplied together with primary air and accelerated to a high speed of 70 to 120 m / s by means of the ring nozzle 1a.
  • the part of the fuel used to generate the permanent pilot flame is supplied together with primary air through the second ring channel 2 and decelerated to a low speed of 5 to 20 m / s by means of the diffuser 2a.
  • the combustion therefore continues in the diffuser 2a or in the end piece 2b. In this way, the root of the main flame is formed by the permanent pilot flame.
  • Primary air is supplied through the third ring channel 3 and is swirled by the swirl body 3a when it exits this ring channel.
  • Starting fuel is supplied via the central duct 4 when starting and burned by means of the primary air supplied via the third ring duct.
  • the lines connected to channels 1 to 4 for supplying fuel and / or air, and the actuators arranged in these lines for influencing the amount of fuel or air, are not illustrated in the drawing. It goes without saying that, for example, devices for dividing a fuel flow (e.g. division into channels 1 and 2) are also provided can be hen.
  • the fuel is introduced into the combustion chamber via the ring channels 1 and 2 in such a way that a completely or almost swirl-free jet of fuel and primary air is generated.
  • the flame generated by the outer ring channel 1 is stabilized by supplying thermal energy to the flame root, namely by generating a permanent pilot flame which is applied directly to the end of the burner.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie einen Brenner, wobei ein Teil des Brennstoffes durch einen äußeren Ringkanal (1) zugeführt und am Austrittsende auf eine hohe Geschwindigkeit beschleunigt wird, während ein weiterer Teil des Brennstoffes durch einen zweiten, inneren Ringkanal (2) zugeführt und am Austrittsende auf eine niedrige Geschwindigkeit verzögert wird. Auf diese Weise erfolgt eine Stabilisierung und Regelung der Hauptflamme durch eine permanente Pilotflamme.The invention relates to a method and a burner, wherein part of the fuel is fed through an outer ring channel (1) and accelerated to a high speed at the outlet end, while another part of the fuel is fed through a second, inner ring channel (2) and on Exit end is delayed to a low speed. In this way, the main flame is stabilized and regulated by a permanent pilot flame.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren (entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1) sowie einen Bren­ner (gemäß dem Gattungsbegriff des Anspruches 6) zur Verfeuerung von festem, flüssigem oder gasför­migem Brennstoff, insbesondere für Drehrohröfen.The invention relates to a method (according to the preamble of claim 1) and a burner (according to the preamble of claim 6) for firing solid, liquid or gaseous fuel, in particular for rotary kilns.

Verfahren und Brenner dieser Art sind beispielswei­se durch die DE-A- 29 05 746 und 30 27 587 bekannt.Methods and burners of this type are known for example from DE-A-29 05 746 and 30 27 587.

Da in Drehrohröfen der Hauptanteil der Wärmeenergie durch Strahlung auf das zu behandelnde Gut übertra­gen werden muß, werden an das durch den Brenner in Richtung der Ofenlängsachse erzeugte Temperaturpro­fil strenge Anforderungen gestellt. Erschwerend ist hierbei der Umstand, daß aus wärmewirtschaftlichen Gründen ein möglichst hoher Anteil der Verbrennungs­luft dem Ofensystem in Form von vorgewärmter Sekun­därluft aus der Kühlung des erbrannten Gutes zuge­führt werden soll. Diese Sekundärluft kann im all­gemeinen nicht über den Brenner geführt werden.Since the majority of the thermal energy in rotary kilns has to be transferred to the material to be treated by radiation, strict requirements are placed on the temperature profile generated by the burner in the direction of the longitudinal axis of the furnace. This is made more difficult by the fact that, for reasons of heat economy, as high a proportion of the combustion air as possible is to be fed to the furnace system in the form of preheated secondary air from the cooling of the goods produced. This secondary air can generally not be passed through the burner.

Die bisher bekannten Brenner für Drehrohröfen sind daher so konstruiert, daß unter Zuhilfenahme eines möglichst geringen Primärluftanteiles, der übli­cherweise aus der Umgebungsluft entnommen wird, der Brennstoff mit der Sekundärluft vermischt wird. Zur Flammenstabilisierung wird üblicherweise mit Hilfe von Drall- oder Versperrungskörpern eine in­ nere Rückströmung erzeugt.The previously known burners for rotary kilns are therefore designed in such a way that the fuel is mixed with the secondary air with the aid of the smallest possible proportion of primary air, which is usually taken from the ambient air. For flame stabilization, an in is usually used with the help of swirl or blocking bodies nere backflow generated.

Bei diesen bekannten Ausführungen werden den aus Brennstoff und Luft bestehenden Freistrahlen ro­tierende oder divergierende Bewegungen bestimmter Stärke aufgezwungen, die die Vermischung mit der Sekundärluft bestimmen. Auf diese Weise erzeugte Flammen sind durchweg mit dem Nachteil behaftet, daß je nach der Intensität der Rotation bzw. Di­vergenz ein mehr oder weniger großer Anteil des Brennstoffes aus der eigentlichen Flamme heraus­geschleudert wird und im Sekundärluftstrom ver­brennt, was eine Absenkung der Flammenenergie­dichte bzw. einer Erhöhung des spezifischen Flam­menvolumens zur Folge hat.In these known designs, the free jets consisting of fuel and air are forced to rotate or divergent movements of certain strength, which determine the mixing with the secondary air. Flames produced in this way have the disadvantage that, depending on the intensity of the rotation or divergence, a more or less large proportion of the fuel is thrown out of the actual flame and burns in the secondary air stream, which results in a decrease in the flame energy density or an increase of the specific flame volume.

Der Erzeugung kurzer Flammen sind bei den bisher bekannten Ausführungen enge Grenzen gezogen, da die hierzu erforderliche Intensivierung von Rota­tion bzw. Divergenz zwangsweise eine Erhöhung der inneren Rückströmung nach sich zieht. Diese inne­re Rückströmung nimmt einen bestimmten Raum ein, ohne jedoch die Anzahl der ablaufenden Verbren­nungsreaktionen pro Volumeneinheit zu vergrößern. In Verbindung mit der Erhöhung des aus der Flamme herausgeschleuderten Brennstoffanteils führt dies sehr rasch zu einer unerwünschten Zunahme des Flam­mendurchmessers, was die Gefahr mit sich bringt, daß die Flamme die feuerfeste Auskleidung des Brenn­raumes und das Brenngut berührt.The generation of short flames is limited in the previously known designs, since the intensification of rotation or divergence required for this inevitably leads to an increase in the internal backflow. This internal backflow takes up a certain space without, however, increasing the number of combustion reactions taking place per unit volume. In connection with the increase in the proportion of fuel thrown out of the flame, this quickly leads to an undesirable increase in the flame diameter, which entails the risk that the flame touches the refractory lining of the combustion chamber and the material to be burned.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie einen Brenner zur Verfeuerung von festem, flüssigem oder gasförmigem Brennstoff, insbesondere für Drehrohröfen, so auszubilden, daß ein Herausschleudern von Brennstoffteilchen in die Sekundärluft vermieden, eine rasche und gleichmäßi­ge Vermischung des Brennstoff-Primärluft-Freistrah­les mit der Sekundärluft erzielt und damit ein frü­her Beginn und schneller Ablauf der Verbrennung und auf diese Weise eine kurze Flamme erzielt wird.The invention is therefore based on the object of designing a method and a burner for firing solid, liquid or gaseous fuel, in particular for rotary kilns, in such a way that fuel particles are not thrown out into the secondary air, rapid and uniform mixing of the fuel primary air Free jet is achieved with the secondary air and thus an earlier start and faster combustion and thus a short flame is achieved.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kenn­zeichnenden Merkmale der Ansprüche 1 und 6 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Ge­genstand der Unteransprüche.This object is achieved by the characterizing features of claims 1 and 6. Appropriate embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Teil des Brennstoffes zusammen mit Primärluft durch den zweiten Ringkanal unter Verzögerung auf eine Ge­schwindigkeit von 5 bis 20 m/s,vorzugsweise 7 bis 10 m/s, so zugeführt, daß die Zündung dieses Brenn­stoff-Teilstromes noch vor seinem Austritt aus dem Brenner erfolgt. Auf diese Weise wird die Wurzel der Hauptflamme durch eine permanente Pilotflamme gebildet, die durch diesen Brennstoff-Teilstrom erzeugt wird. Die der permanenten Pilotflamme zu­geführten Brennstoff- und Luftmengen sind dabei unabhängig von den für die Erzeugung der Haupt­flamme zugeführten Brennstoff- und Luftmengen re­gelbar.In the method according to the invention, part of the fuel is fed together with primary air through the second ring channel with a delay to a speed of 5 to 20 m / s, preferably 7 to 10 m / s, so that the ignition of this partial fuel flow is before it Leaves from the burner. In this way, the root of the main flame is formed by a permanent pilot flame which is generated by this partial fuel flow. The amounts of fuel and air supplied to the permanent pilot flame can be regulated independently of the amounts of fuel and air supplied to generate the main flame.

Der Brennstoff für die Hauptflamme wird nun erfin­ dungsgemäß über den ersten, äußeren Ringkanal zu­geführt und umgibt damit die permanente Pilotflam­me. Die Einführung dieses Teiles des Brennstoffes und der zugehörigen Primärluft in den Brennraum erfolgt mit einer sehr hohen Geschwindigkeit von 70 bis 120 m/s, vorzugsweise 80 bis 100 m/s, was möglich ist, da ein Abheben der Flamme durch die bei der Verbrennung des Brennstoff-Teilstromes in der Flammenwurzel, d. h. in der permanenten Pilot­flamme, freiwerdende Energie verhindert wird. Dem Bernoulli'schen Strömungsgesetz folgend sinkt der statische Druck im Brennstoff-Ringstrahl proportio­nal dem Quadrat der Geschwindigkeitszunahme. Wird die Geschwindigkeit des durch den ersten, äußeren Ringkanal in den Brennraum eingeführten Brennstoff-­Luft-Strahles genügend hoch gewählt, so wird die­ser statische Druck negativ, und der Strahl be­ginnt, Sekundärluft aus der Umgebung anzusaugen.The main flame fuel is now invented appropriately supplied via the first, outer ring channel and thus surrounds the permanent pilot flame. The introduction of this part of the fuel and the associated primary air into the combustion chamber takes place at a very high speed of 70 to 120 m / s, preferably 80 to 100 m / s, which is possible because the flame is lifted by the combustion of the Partial fuel flow in the flame root, ie in the permanent pilot flame, energy released is prevented. According to Bernoulli's flow law, the static pressure in the fuel ring jet drops proportionally to the square of the speed increase. If the speed of the fuel-air jet introduced through the first, outer ring channel into the combustion chamber is chosen to be sufficiently high, this static pressure becomes negative and the jet begins to draw in secondary air from the environment.

Die Geometrie des Ringspaltes am Austrittsende des ersten, äußeren Ringkanales wird so gewählt, daß der austretende Ring-Freistrahl eine Wanddicke von etwa 5 bis 20 mm erhält, was von den Brennerabmes­sungen und den erreichbaren Fertigungstoleranzen abhängt. Die große Außenoberfläche und die gerin­ge Dicke des Ringstrahles erleichtern und begün­stigen das Eindringen und Einmischen der Sekun­därluft, wodurch die Verbrennungsreaktionen sehr früh beginnen und sehr schnell ablaufen.The geometry of the annular gap at the outlet end of the first, outer ring channel is chosen so that the emerging ring free jet has a wall thickness of approximately 5 to 20 mm, which depends on the burner dimensions and the achievable manufacturing tolerances. The large outer surface and the small thickness of the ring jet facilitate and promote the penetration and mixing of the secondary air, which means that the combustion reactions start very early and take place very quickly.

Die Sekundärluft-Einmischrate und der Ablauf der Verbrennungsreaktionen sind über den durch die permanente Pilotflamme erzeugten Gegendruck im Innern der Hauptflamme und durch die von der Pi­lotflamme eingebrachte Wärmemenge steuerbar.The secondary air mixing rate and the expiry of the Combustion reactions can be controlled via the back pressure generated by the permanent pilot flame inside the main flame and by the amount of heat introduced by the pilot flame.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist auch zur ge­meinsamen Verfeuerung verschiedenartiger Brenn­stoffe, beispielsweise Kohlenstaub- und Pyroly­segas, sehr geeignet. Die Hauptflamme und die permanente Pilotflamme können dabei jeweils von einer der Brennstoffkomponenten erzeugt werden.The method according to the invention is also very suitable for the joint combustion of different types of fuels, for example coal dust and pyrolysis gas. The main flame and the permanent pilot flame can each be generated by one of the fuel components.

Durch Aufteilung der verschiedenen Brennstoff- und Luftströme ist das Verfahren ferner besonders gut für die Zuführung von rezirkulierten Abgasen zur Verminderung der NOx-Bildung geeignet.By dividing the various fuel and air flows, the method is also particularly well suited for the supply of recirculated exhaust gases to reduce the formation of NO x .

Durch den zur Erzeugung der Hauptflamme dienen­den ersten, äußeren Ringkanal kann 50 bis 95 %, vorzugsweise 70 bis 85 % des gesamten Brennstof­fes zugeführt werden, während durch den zur Er­zeugung der permanenten Pilotflamme dienenden zweiten Ringkanal 5 bis 50 %, vorzugsweise 15 bis 30 % des gesamten Brennstoffes zugeführt werden.50 to 95%, preferably 70 to 85% of the total fuel can be supplied through the first, outer ring channel used to generate the main flame, while 5 to 50%, preferably 15 to 30%, of the second ring channel used to generate the permanent pilot flame all fuel are supplied.

Die über den Brenner zugeführte Primärluft be­trägt zweckmäßig 5 bis 30 %, vorzugsweise 5 bis 12 % der gesamten Verbrennungsluft. Im übrigen wird die Verbrennungsluft (Sekundärluft) nicht über den Brenner geführt.The primary air supplied via the burner is expediently 5 to 30%, preferably 5 to 12% of the total combustion air. Incidentally, the combustion air (secondary air) is not passed through the burner.

Die an die einzelnen Kanäle des Brenners ange­schlossenen Leitungen zur Zuführung von Brenn­stoff und/oder Primärluft sind zweckmäßig mit Stellorganen versehen, die zur Beeinflussung der zugeführten Brennstoff- und/oder Luftmengen die­nen.The lines connected to the individual channels of the burner for supplying fuel and / or primary air are expediently provided with actuators which serve to influence the fuel and / or air quantities supplied.

Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Brenners ist in der Zeichnung in einem Teilschnitt schematisch veranschaulicht.An embodiment of a burner according to the invention is schematically illustrated in the drawing in a partial section.

Der dargestellte Brenner enthält einen ersten, äußeren Ringkanal 1, der an seinem Austrittsen­de mit einer Querschnittsverengung in Form einer Ringdüse 1a versehen ist.The burner shown contains a first, outer annular channel 1, which is provided at its outlet end with a cross-sectional constriction in the form of an annular nozzle 1a.

Innerhalb des ersten Ringkanales 1 ist ein zwei­ter Ringkanal 2 angeordnet, der am Austrittsende mit einem sich unter einem Winkel von ca. 7° er­weiternden Diffusor 2a versehen ist, an den sich ein präzis gefertigtes zylindrisches Endstück 2b anschließt.Arranged within the first ring channel 1 is a second ring channel 2, which is provided at the outlet end with a diffuser 2a widening at an angle of approximately 7 °, which is followed by a precisely manufactured cylindrical end piece 2b.

Innerhalb des zweiten Ringkanales 2 ist ein drit­ter Ringkanal 3 angeordnet, der am Austrittsende mit einem Drallkörper 3a versehen ist.A third ring channel 3 is arranged within the second ring channel 2 and is provided with a swirl body 3a at the outlet end.

Der dritte Ringkanal 3 umschließt einen Zentralka­nal 4. Die Kanäle 1, 2, 3 und 4 sind koaxial zur Brennerachse 5 angeordnet.The third ring channel 3 encloses a central channel 4. The channels 1, 2, 3 and 4 are arranged coaxially to the burner axis 5.

Durch den ersten Ringkanal 1 wird der zur Erzeu­ gung der Hauptflamme dienende Teil des Brennstof­fes zusammen mit Primärluft zugeführt und mittels der Ringdüse 1a auf eine hohe Geschwindigkeit von 70 bis 120 m/s beschleunigt.Through the first ring channel 1 is the Erzeu Part of the fuel serving the main flame is supplied together with primary air and accelerated to a high speed of 70 to 120 m / s by means of the ring nozzle 1a.

Durch den zweiten Ringkanal 2 wird der zur Erzeu­gung der permanenten Pilotflamme dienende Teil des Brennstoffes zusammen mit Primärluft zuge­führt und mittels des Diffusors 2a auf eine niedrige Geschwindigkeit von 5 bis 20 m/s ver­zögert. Die Verbrennung setzt daher noch im Diffu­sor 2a bzw. im Endstück 2b ein. Die Wurzel der Hauptflamme wird auf diese Weise durch die per­manente Pilotflamme gebildet.The part of the fuel used to generate the permanent pilot flame is supplied together with primary air through the second ring channel 2 and decelerated to a low speed of 5 to 20 m / s by means of the diffuser 2a. The combustion therefore continues in the diffuser 2a or in the end piece 2b. In this way, the root of the main flame is formed by the permanent pilot flame.

Durch den dritten Ringkanal 3 wird Primärluft zu­geführt, die beim Austritt aus diesem Ringkanal durch den Drallkörper 3a verdrallt wird.Primary air is supplied through the third ring channel 3 and is swirled by the swirl body 3a when it exits this ring channel.

Über den Zentralkanal 4 wird beim Anfahren Anfahr­brennstoff zugeführt und mittels der über den dritten Ringkanal zugeführten Primärluft verbrannt.Starting fuel is supplied via the central duct 4 when starting and burned by means of the primary air supplied via the third ring duct.

Die an die Kanäle 1 bis 4 angeschlossenen Leitun­gen zur Zuführung von Brennstoff und/oder Luft sowie die in diesen Leitungen angeordneten Stell­organe zur Beeinflussung der Brennstoff- bzw. Luftmenge sind in der Zeichnung nicht veranschau­licht. Es versteht sich, daß beispielsweise auch Einrichtungen zur Teilung eines Brennstoffstromes (z. B. Aufteilung auf die Kanäle 1 und 2) vorgese­ hen werden können.The lines connected to channels 1 to 4 for supplying fuel and / or air, and the actuators arranged in these lines for influencing the amount of fuel or air, are not illustrated in the drawing. It goes without saying that, for example, devices for dividing a fuel flow (e.g. division into channels 1 and 2) are also provided can be hen.

Erfindungsgemäß wird der Brennstoff über die Ring­kanäle 1 und 2 so in den Brennraum eingeführt, daß ein ganz oder nahezu drallfreier Freistrahl aus Brennstoff und Primärluft erzeugt wird. Die Sta­bilisierung der durch den äußeren Ringkanal 1 er­zeugten Flamme erfolgt durch Zufuhr von Wärme­energie in die Flammenwurzel, nämlich durch Er­zeugung einer unmittelbar am Brennerende anset­zenden permanenten Pilotflamme.According to the invention, the fuel is introduced into the combustion chamber via the ring channels 1 and 2 in such a way that a completely or almost swirl-free jet of fuel and primary air is generated. The flame generated by the outer ring channel 1 is stabilized by supplying thermal energy to the flame root, namely by generating a permanent pilot flame which is applied directly to the end of the burner.

Der Ablauf der Verbrennungsreaktionen und damit das Temperaturprofil wird durch Veränderung der inneren Wärmezufuhr und des statischen Druckes im Freistrahl gesteuert.The course of the combustion reactions and thus the temperature profile is controlled by changing the internal heat supply and the static pressure in the free jet.

Claims (8)

1. Verfahren zur Verfeuerung von festem, flüssi­gem oder gasförmigem Brennstoff, insbesondere für Drehrohröfen, unter Verwendung eines Bren­ners, der mehrere koaxial zueinander angeord­nete Kanäle zur Zuführung von Brennstoff und Primärluft enthält,
gekennzeichnet durch folgende Merkmale: a) ein Teil des Brennstoffes wird zusammen mit Primärluft durch einen ersten, äuße­ren Ringkanal (1) zugeführt und am Austritts­ende dieses Kanales auf eine Geschwindigkeit von 70 bis 120 m/s, vorzugsweise 80 bis 100m/s beschleunigt; b) ein weiterer Teil des Brennstoffes wird zu­sammen mit Primärluft durch einen innerhalb des ersten Ringkanales (1) liegenden zwei­ten Ringkanal (2) zugeführt und am Austritts­ende dieses Kanales unter Erzeugung einer permanenten Pilotflamme auf eine Geschwin­digkeit von 5 bis 20 m/s, vorzugsweise 7 bis 10 m/s, verzögert. 1. Method for firing solid, liquid or gaseous fuel, in particular for rotary kilns, using a burner which contains a plurality of channels for supplying fuel and primary air arranged coaxially to one another,
characterized by the following features: a) part of the fuel is fed together with primary air through a first, outer ring channel (1) and accelerated at the outlet end of this channel to a speed of 70 to 120 m / s, preferably 80 to 100m / s; b) a further part of the fuel is fed together with primary air through a second ring channel (2) located within the first ring channel (1) and at the outlet end of this channel to produce a permanent pilot flame at a speed of 5 to 20 m / s, preferably 7 up to 10 m / s, delayed. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­net, daß a) durch den ersten Ringkanal (1) 50 bis 95 %, vorzugsweise 70 bis 85 %, b) und durch den zweiten Ringkanal (2) 5 bis 50 %, vorzugsweise 15 bis 30 % des gesam­ten Brennstoffes zugeführt werden. 2. The method according to claim 1, characterized in that a) through the first ring channel (1) 50 to 95%, preferably 70 to 85%, b) and through the second ring channel (2) 5 to 50%, preferably 15 to 30% of the total fuel are supplied. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­net, daß weitere Primärluft durch einen inner­halb des zweiten Ringkanales (2) liegenden dritten Ringkanal (3) zugeführt wird.3. The method according to claim 1, characterized in that further primary air is supplied through a third ring channel (3) lying within the second ring channel (2). 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­net, daß zum Anfahren Brennstoff durch einen Zentralkanal (4) zugeführt wird.4. The method according to claim 1, characterized in that for starting fuel is supplied through a central channel (4). 5. Verfahren nach Anspruch l, dadurch gekennzeich­net, daß die über den Brenner zugeführte Pri­märluft 5 bis 30 %, vorzugsweise 5 bis 12 %, der gesamten Verbrennungsluft beträgt.5. The method according to claim l, characterized in that the primary air supplied via the burner is 5 to 30%, preferably 5 to 12%, of the total combustion air. 6. Brenner zur Verfeuerung von festem, flüssigem oder gasförmigem Brennstoff, insbesondere für Drehrohröfen, enthaltend mehrere koaxial zu­einander angeordnete Kanäle zur Zuführung von Brennstoff und Primärluft,
gekennzeichnet durch folgende Merkmale: a) ein erster, äußerer Ringkanal (1) ist am Austrittsende mit einer Querschnittsver­engung in Form einer Ringdüse (1a) verse­hen; b) ein innerhalb des ersten Ringkanales (1) liegender zweiter Ringkanal (2) ist am Austrittsende mit einem sich erweitern­den Diffusor (2a) versehen. 6. burner for firing solid, liquid or gaseous fuel, in particular for rotary kilns, containing a plurality of channels arranged coaxially to one another for supplying fuel and primary air,
characterized by the following features: a) a first, outer annular channel (1) is provided at the outlet end with a cross-sectional constriction in the form of an annular nozzle (1a); b) a second ring channel (2) lying within the first ring channel (1) is provided at the outlet end with an expanding diffuser (2a). 7. Brenner nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­net, daß c) innerhalb des zweiten Ringkanales (2) ein dritter Ringkanal (3) angeordnet ist, der am Austrittsende mit einem Drallkörper (3a) versehen ist, d) und innerhalb des dritten Ringkanales (3) ein Zentralkanal (4)angeordnet ist. 7. Burner according to claim 6, characterized in that c) a third ring channel (3) is arranged within the second ring channel (2) and is provided with a swirl body (3a) at the outlet end, d) and a central channel (4) is arranged within the third ring channel (3). 8. Brenner nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekenn­zeichnet, daß an die einzelnen Kanäle (1, 2, 3, 4) Leitungen zur Zuführung von Brennstoff und/­oder Primärluft angeschlossen sind, in denen Stellorgane zur Beeinflussung der zugeführ­ten Brennstoff und/oder Luftmenge vorgesehen sind.8. Burner according to claim 6 or 7, characterized in that to the individual channels (1, 2, 3, 4) lines for supplying fuel and / or primary air are connected, in which actuators for influencing the supplied fuel and / or air quantity are provided.
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