EP0352342A1 - Brenner für Trocknungs- oder Gasreinigungsprozesse - Google Patents

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EP0352342A1
EP0352342A1 EP88111991A EP88111991A EP0352342A1 EP 0352342 A1 EP0352342 A1 EP 0352342A1 EP 88111991 A EP88111991 A EP 88111991A EP 88111991 A EP88111991 A EP 88111991A EP 0352342 A1 EP0352342 A1 EP 0352342A1
Authority
EP
European Patent Office
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fuel gas
combustion air
combustion
burner
distributors
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EP88111991A
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English (en)
French (fr)
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EP0352342B1 (de
Inventor
Gerardus C. Dielissen
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Maxon International BVBA
Original Assignee
Maxon International BVBA
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Priority to DE8888111991T priority patent/DE3868406D1/de
Priority to ES198888111991T priority patent/ES2030122T3/es
Priority to AT88111991T priority patent/ATE72605T1/de
Publication of EP0352342A1 publication Critical patent/EP0352342A1/de
Priority to US07/657,342 priority patent/US5057008A/en
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    • 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
    • F23D14/46—Details, e.g. noise reduction means
    • F23D14/72—Safety devices, e.g. operative in case of failure of gas supply
    • F23D14/76—Protecting flame and burner parts
    • 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
    • F23D14/34—Burners specially adapted for use with means for pressurising the gaseous fuel or the combustion air
    • F23D14/36—Burners specially adapted for use with means for pressurising the gaseous fuel or the combustion air in which the compressor and burner form a single unit

Definitions

  • the invention relates to a burner for drying or gas cleaning processes with fuel gas distributors, which have a number of fuel gas outlets, and an air distributor for supplying the combustion air, to which an additional air supply device can be assigned and which has a passage plate with different passages for the combustion air.
  • So-called longitudinal burners with outlet mixture are known from GB-A-1 044 235 and EP-A-0 053 454.
  • the fuel gas is brought in via two fuel gas distributors arranged parallel to each other and opposite each other.
  • a number of fuel gas outlets are provided in these fuel gas distributors, through which the fuel gas emerges from the fuel gas distributors.
  • the fuel gas outlets are provided so that a sufficient amount of the fuel gas can escape.
  • the required combustion air is supplied via a passage plate extending in the longitudinal direction of the burner in the form of air jets, for which purpose the passage plate is equipped with appropriate air passages.
  • EP-A-0 053 454 relates to the specific arrangement of the air passages, these having different diameters, so that in each case sufficient combustion air is available, taking into account the flow velocity of the fuel gas.
  • This well-known burner is suitable for normal drying and flue gas cleaning processes as well as similar processes if there is enough oxygen in the air flow. If this is not the case and a high content of H2O and CO2 is added, the burner fails or it works very unsatisfactorily. Such conditions occur, for example, in power plants in which the fuel gas has to be heated again before it passes through a catalyst in order to reduce the NOx content. Due to the increasingly stringent regulations for the operation Power plants, for example with hydrogen sulfide washers, lack suitable aggregates to ensure a sufficient reduction in the NOx content.
  • the invention has for its object to provide a burner that works perfectly even under unfavorable conditions, especially high CO2 proportions of fuel gas.
  • the object is achieved in that the fuel gas distributors are arranged surrounded by a combustion air flow channel and in that the burner body is assigned the inert gas-removing extension plates.
  • extension plates ensure surprisingly simply and safely that the flame is protected from the asphyxiation effect by inert gas, so that advantageous conditions for complete combustion are guaranteed.
  • These extension and extension plates create a kind of chimney effect, so that the inert gas does not blow back.
  • the particular guidance of the combustion air flow in the area of the fuel gas distributor has a multiple effect in that the fuel gas distributors are advantageously cooled by the combustion air flow, the flame being protected at the same time by the combustion air flow flowing around it, so that inert gas also does not enter the area of the burner or the flame can penetrate. Above all, as a further effect, a limitation of the NOX production is surprisingly ensured, since the combustion takes place in two stages.
  • the combustion takes place in the area of the fuel gas outlets and secondly in a kind of afterburning where the combustion air flow is returned to the area of the flame after the fuel gas distributor has been flushed. It is therefore surprisingly possible with the present invention, even under unfavorable conditions in the range of force Works fuel gases with a high proportion of CO2 and H2O to heat up so far that they can then be passed over the catalyst or brought into contact with it in order to safely release further pollutants, so that optimally cleaned flue gases can be released into the atmosphere.
  • the fuel gas distributors, the fuel gas supply and the fuel gas pipe are arranged to run in the combustion air flow or partial flow supplied in a housing. This optimizes the cooling of the fuel gas by means of the combustion air flow and ensures that an optimized combustion takes place in the area of the fuel gas outlet and thus the desired heating of the gases.
  • the housing has a side opening closed by a detachably attached plate. At the same time, this side opening also serves as an inspection opening in order to be able to carry out any necessary maintenance work in the area of the burner.
  • the fuel gas pipe is fixed in the housing by at least one spacer plate, which is also designed as a diffuser plate.
  • the diffuser effect is generated in particular in the direction in order to guide the combustion air close to the fuel gas pipe and the other devices and at the same time to have a uniformly mixed combustion air available.
  • the actual diffuser plate is then in the area of the passage plate, as can also be seen from the prior art.
  • the invention provides that angular irons are provided at a distance from the fuel gas distributors on the outside thereof. These angle irons are arranged and guided in such a way that the combustion air flow is directed around the fuel gas distributor and then air is introduced from the front as a second combustion stage into the area of the flame.
  • the angle iron is equipped with a mounting flange and a free-standing flange, which protrude opposite each other from the web.
  • the invention additionally provides that the angle irons are detachably and displaceably arranged transversely to the longitudinal direction on the burner body.
  • the combustion air flow channel which partially encompasses the fuel gas distributors, can then be changed so that more or less combustion air flows through this channel, in order to then be directed at the end into the flame.
  • the free-standing flange of the angle iron can again have subdivisions or corresponding webs in order to specifically subdivide the air flow leaving the combustion air flow duct.
  • the free-standing flange of the angle iron is designed to be extendable. This allows the combustion air flow to be guided in a targeted manner, depending on how this is optimal for maintaining the flame. Either the free-standing flange is guided up to the corresponding front edge of the respective fuel gas distributor or even further, or it ends earlier, depending on whether an additional combustion or protection against inert gas is an essential goal for introducing the additional Ver combustion air flow.
  • a further possibility of producing a combustion air flow channel in a targeted manner is that of attaching the extension plates to the combustion air channel to the combustion gas distributors in a predetermined manner on the burner body.
  • the extension plates thus fulfill a double task, whereby they can also specify the size of the combustion air duct according to the circumstances by means of an appropriate arrangement, namely by means of a displaceable arrangement.
  • the extension plates are expediently to be provided with transverse webs in order to deflect the combustion air flow around the fuel gas distributor in the direction of the flame.
  • angle irons are held displaceably on the extension plates.
  • the angle iron thus forms the combustion air flow channel, the extension plates as such being able to be pushed more or less far to guide the heated air flow or the exhaust gas flow.
  • the angle irons can thus virtually fulfill the task of the extension plates in the lower area or form a system unit with the extension plates. An advantageous variation in all directions is thus achieved.
  • the passage plate with the corresponding passages for the combustion air is mounted just below the fuel gas outlets in the fuel gas distributors, the invention additionally providing here that the passage plate arranged in the area of the fuel gas outlets is detachably arranged on the inner flank of the fuel gas distributors.
  • the invention is particularly characterized in that a burner is created which can always be operated safely under unfavorable conditions, in particular with high proportions of CO2 and H2O.
  • a surprising multiple success is achieved by preventing the inert gas from striking back into the area of the burner flame, at the same time by arranging extension plates and by directing the combustion air flow.
  • the particular guidance of the combustion air flow leads to further effects in that cooling of the fuel gas supply devices is achieved and combustion in two stages, since the combustion air flow duct is arranged at a distance behind the passage plate for the combustion air and here again supplies combustion air to the flame.
  • a significant reduction in the NOX content of such gas is surprisingly ensured.
  • Existing considerable problems can be solved there, especially in the flue gas desulfurization of power plants and similar systems, whereby the previous structure of the burner can advantageously be integrated into the new development.
  • Fig. 1 shows the burner (1) referred to as a longitudinal burner, the burner body (2) being formed by a rectangular or square sheet metal housing, in which fuel gas distributors (3) lying opposite one another in the longitudinal direction are fixed to the side walls.
  • This fuel gas distributor (3) is connected to a fuel gas pipe (4) and the fuel gas supply (5) in order to ensure a uniform supply of the fuel gas.
  • the fuel gas emerges from the fuel gas distributors (3) in each case via fuel gas outlets (6, 7) arranged in the longitudinal direction, which are arranged on the inner flank (8) of the fuel gas distributors (3) or are provided there in the form of bores and which are arranged in such a way that that the escaping fuel gas is mixed intensively with the combustion air flow.
  • the required combustion air is fed through the air distributor (10), for which purpose the correspondingly large housing (11) is provided, which at the same time carries the fuel gas distributor (3) in the upper area.
  • Combustion air ducts are designated by (12), which run in such a way that a partial combustion air flow is led around the fuel gas distributor (3).
  • the required combustion air is usually sucked in from the outside for the design of the burner according to the invention, for example around the strongly CO2- and H2O-containing air flows e.g. heating up from power plant processes again before they are fed to the catalytic converter.
  • the additional air supply device shown in FIG. 1 is designated by (13).
  • the combustion air is evenly distributed through the housing (11) and then passed through the passage plate (14) through passages (15, 16) provided there into the area of the fuel gas distributor (3) or the fuel gas outlets (6, 7), in order here to give the targeted flame.
  • the combustion air flow is evened out beforehand by passing through the diffuser plate (17) in the corresponding bores (18, 19) are provided.
  • Influencing of the flame in the area of the fuel gas distributor (3) is prevented by the extension plates (20, 21) attached to the side. Inert gas can therefore not flow into the area of the flame. Rather, the heated gas is removed after passing through the fuel gas outlets (6, 7) or the passage plate (14) in a targeted manner and without being influenced.
  • Fig. 2 shows the burner (1) in cross section, the combustion air flow with (23) and the branches branching off with (24, 25) are designated. According to the invention, these partial streams (24, 25) are passed close and past the fuel gas distributors (3), on the one hand to cool these fuel gas distributors (3) and on the other hand to be able to supply additional combustion air to the flame again behind the fuel gas outlets (6, 7). 2 shows the combustion achieved in two stages, which, due to its optimized design, brings about a significant and substantial reduction in the NOx content.
  • the spacer plate also has a diffuser effect, that is to say a targeted mixing and equalization of the air flow as such.
  • the partial flow (24 or 25) already mentioned above along the fuel gas distributor (3, 3 ') is formed of a channel, which is represented by an angle iron (32) arranged at a distance from the fuel gas distributor (3).
  • These angle irons (32) have two flanges, the fixing flange (33) for fastening to the burner body (2) or the housing (11), while the free-standing flange (34) extends and is arranged so that the partial flow (24 or 25) around the fuel gas distributor (3) and again directed towards the flame, so that the combustion is achieved in two stages.
  • the screw (35) is provided for the simultaneous fixing and fastening of the angle iron (32) and the extension plates (20, 21), the screw connection (35) with the holder (36) giving the possibility of either moving the angle iron (32) or the extension plates (20, 21) or both, depending on where and how a change in the combustion air duct (12) or the guidance of the exhaust gases is desired or necessary.
  • the individual parts such as angle iron (32) and extension plates (20, 21) are detachably connected to one another or to the housing (11) or burner body (2).
  • the passage plate (14) is also expediently fastened to the fuel gas distributors (3) by means of a screw connection (38) in such a way that a change is possible here.
  • the passage plate (14) is designed as a U-shaped longitudinal plate, the flanges (39) of which serve for releasable connection via the screw connection (38). As a result, the passage plate (14) can be changed in position or replaced by another if necessary.
  • a push-on sleeve (40) is used to connect the fuel gas pipe (4) to the fuel gas supply (5) and thus to the actual burner (1), with ent speaking introduction of the fuel gas pipe (4) in the push-on sleeve (40) a sufficiently secure seal and connection is created.

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Abstract

Für Trocknungs- oder Gasreinigungsprozesse und damit auch zur Zwischenaufheizung von Gas oder Abluft dient ein Brenner (1), bei dem das Brenngas über ein Brenngasrohr (4) und eine Brenngaszuführung (5) in Längsrichtung verlaufenden Brenngasverteilern (3) zugeführt wird, in denen Brenngas auslässe (6, 7) vorgesehen sind. Die notwendige Verbrennungsluft kommt über einen Luftverteiler (10) nach Passieren einer Diffusorplatte (17) und einer Durchlaßplatte (14) in den Bereich der Brenngasauslässe (6, 7). Parallel dazu wird Verbrennungsluft über zusätzliche Verbrennungsluftkanäle (12) einen Verbrennungsluftteilstrom (24, 25) erzeugend an den Brenngasverteilern (3, 3') vorbeigeführt. Diese Teilströme (24, 25) werden nach Umströmen der Brenngasverteiler (3) der Flamme zugeführt, so daß eine Verbrennung in zwei Stufen erfolgt. An die Brenngasverteiler (3) bzw. die den Verbrennungsluftstromkanal (12) bildenden Winkeleisen (32) sind Verlängerungsplatten (20, 21) angebracht, die ein Rückschlagen des Inertgases in die Flamme sicher verhindern. So können auch hohe CO2- und H2O-Gehalte aufweisende Luftströme bzw. Gasströme sicher getrocknet bzw. aufgeheizt werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Brenner für Trocknungs- oder Gasreinigungsprozesse mit Brenngasverteilern, die eine Anzahl von Brenngasauslässen aufweisen, und einem Luftver­teiler für die Zuleitung der Verbrennungsluft, dem eine Zu­satzluftzuführeinrichtung zugeordnet sein kann und der über eine Durchlaßplatte mit verschiedenen Durchlässen für die Verbrennungsluft verfügt.
  • Sogenannte Längsbrenner mit Auslaßmischung sind aus der GB-A-1 044 235 sowie der EP-A-0 053 454 bekannt. Das Brenngas wird über zwei parallel zueinander und einander gegenüber im Abstand angeordnete Brenngasverteiler herange­führt. In diesen Brenngasverteilern sind eine Anzahl von Brenngasauslässen vorgesehen, durch die das Brenngas aus den Brenngasverteilern austritt. Dabei sind die Brenngasaus­lässe so vorgesehen, daß eine genügende Menge des Brenngases austreten kann. Die benötigte Verbrennungsluft wird über eine in Längsrichtung des Brenners sich erstreckende Durchlaß­platte in Form von Luftstrahlen zugeführt, wozu die Durchlaß­platte mit entsprechenden Luftdurchlässen ausgerüstet ist. Gegenstand der EP-A-0 053 454 ist die bestimmte Anordnung der Luftdurchlässe, wobei diese unterschiedliche Durchmesser aufweisen, so daß jeweils unter Berücksichtigung der Strömungsgeschwindigkeit des Brenngases genügend Verbrennungs­luft zur Verfügung steht. Dieser bekannte Brenner eignet sich für normale Trocknungs- und Rauchgasreinigungsprozesse sowie ähnliche Prozesse, wenn genügend Sauerstoff im Luftstrom vorhanden ist. Ist dies nicht der Fall und kommt noch ein hoher Gehalt an H₂O und CO₂ hinzu, so versagt der Brenner bzw. er arbeitet sehr unbefriedigend. Derartige Gegebenheiten treten beispielsweise bei Kraftwerken auf, bei denen das Brenngas bevor es einen Katalysator passiert um den NOX-Gehalt zu reduzieren noch einmal aufgeheizt werden muß. Aufgrund der immer schärfer werdenden Bestimmungen für den Betrieb von Kraftwerken beispielsweise mit Schwefelwasserstoffwäschen fehlt es an geeigneten Aggregaten, um die ausreichende Redu­zierung des NOX-Gehaltes zu gewährleisten.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen auch unter ungünstigen Bedingungen, vor allem hohe CO₂-Anteile aufweisenden Brenngas einwandfrei arbeitende Brenner zu schaffen.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Brenngasverteiler von einem Verbrennungsluftstromkanal umgeben angeordnet sind und daß dem Brennerkörper das Inertgas abführende Verlängerungsplatten zugeordnet sind.
  • Durch die Verlängerungsplatten wird überraschend einfach und sicher erreicht, daß die Flamme vor dem Erstickungseffekt durch Inertgas geschützt wird, so daß vorteilhafte Bedingungen für eine vollständige Verbrennung gewährleistet sind. Diese Erweiterungs- und Verlängerungsplatten schaffen eine Art Kamineffekt, so daß ein Zurückschlagen des Inertgases sicher vermieden ist. Die bestimmte Führung des Verbrennungsluft­stromes im Bereich der Brenngasverteiler hat einen Mehrfach­effekt insofern, als die Brenngasverteiler durch den Ver­brennungsluftstrom vorteilhaft gekühlt werden, wobei gleich­zeitig die Flamme geschützt wird durch den umspülenden Ver­brennungsluftstrom, so daß auch hierdurch Inertgas nicht in den Bereich des Brenners bzw. der Flamme vordringen kann. Vor allem aber wird als weiterer Effekt überraschend eine Begrenzung der NOX-Produktion sichergestellt, da die Verbren­nung quasi in zwei Etappen erfolgt. Einmal nämlich erfolgt die Verbrennung im Bereich der Brenngasauslässe und zum zweiten in einer Art Nachverbrennung dort, wo der Verbren­nungsluftstrom nach dem Umspülen der Brenngasverteiler wieder in den Bereich der Flamme zurückgeführt wird. Somit ist es mit der vorliegenden Erfindung überraschend sicher möglich, auch unter ungünstigen Verhältnissen im Bereich von Kraft­ werken Brenngase mit hohem Anteil an CO₂ und H₂O so weit aufzuheizen, daß sie anschließend über den Katalysator geführt werden können bzw. mit diesem in Berührung gebracht werden können, um weitere Schadstoffe sicher abzugeben, so daß optimal gereinigte Rauchgase in die Atmosphäre abgegeben werden können.
  • Nach einer zweckmäßigen Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Brenngasverteiler, die Brenngaszuführung und das Brenngasrohr in dem in einem Gehäuse zugeführten Verbrennungsluftstrom bzw. Teilstrom verlaufend angeordnet sind. Damit wird die Kühlung des Brenngases durch den Ver­brennungsluftstrom optimiert und sichergestellt, daß im Bereich des Brenngasauslasses eine optimierte Verbrennung stattfindet und damit die gewünschte Aufheizung der Gase.
  • Um einfache Art und Weise zusätzliche Verbrennungsluft zuführen zu können, ist vorgesehen, daß das Gehäuse eine durch eine lösbar angebrachte Platte verschlossene Seiten­öffnung aufweist. Gleichzeitig dient diese Seitenöffnung auch als Inspektionsöffnung, um im Bereich des Brenners eventuell notwendige Wartungsarbeiten durchführen zu können.
  • Eine im Sinne der Kühlung der Brenngaszuführeinrichtungen wirkt es sich vorteilhaft aus, wenn das Brenngasrohr im Gehäuse durch mindestens eine Abstandsplatte fixiert ist, die gleichzeitig als Diffusorplatte dienend ausgebildet ist. Die Diffusorwirkung wird dabei insbesondere in der Richtung erzeugt, um die Verbrennungsluft dicht an dem Brenngasrohr und den übrigen Einrichtungen vorbeizuführen und um gleich­zeitig damit eine gleichmäßig durchmischte Verbrennungsluft zur Verfügung zu haben. Die eigentliche Diffusorplatte liegt dann im Bereich der Durchlaßplatte, wie dies auch dem Stand der Technik zu entnehmen ist.
  • Um die Verlängerungsplatten einerseits günstig anbringen zu können und um andererseits einen Verbrennungsluftstromkanal im Bereich der Brenngasverteiler zu erreichen, sieht die Erfindung vor, daß im Abstand zu den Brenngasverteilern außen­seitig derselben angeordnete Winkeleisen vorgesehen sind. Diese Winkeleisen sind dabei so angeordnet und geführt, daß der Verbrennungsluftstrom gezielt um die Brenngasverteiler herumgeführt und dann von vorne als zweite Verbrennungsstufe Luft in den Bereich der Flamme hineingeführt wird. Hierzu ist das Winkeleisen einmal mit einem Befestigungsflansch und einmal mit einem freistehenden Flansch ausgerüstet, die einander gegenüberliegend vom Steg abstehen.
  • Um die Größe des Verbrennungsluftstromkanals den Gegeben­heiten entsprechend ändern zu können, sieht die Erfindung ergänzend vor, daß die Winkeleisen lösbar und quer zur Längs­richtung verschieblich am Brennerkörper angeordnet sind. Durch Lösen und Verschieben der Winkeleisen kann dann der die Brenngasverteiler teilweise umfassende Verbrennungsluft­stromkanal so verändert werden, daß entsprechend mehr oder weniger Verbrennungsluft durch diesen Kanal hindurchströmt, um dann endseitig in die Flamme hineingelenkt zu werden. Dabei kann der freistehende Flansch des Winkeleisens wieder Unterteilungen oder entsprechende Stege aufweisen, um so den den Verbrennungsluftstromkanal verlassenden Luftstrom gezielt zu unterteilen.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfin­dung ist vorgesehen, daß der freistehende Flansch des Winkel­eisens verlängerbar ausgebildet ist. Dadurch kann der Ver­brennungsluftstrom gezielt geführt werden, je nachdem, wie dies zur Erhaltung der Flamme optimal ist. Entweder wird der freistehende Flansch also bis zur entsprechenden vorderen Kante des jeweiligen Brenngasverteilers oder sogar noch weiter geführt oder aber endet schon vorher, je nachdem, ob nun eine zusätzliche Verbrennung oder ein Schutz vor Inertgas wesentliches Ziel für die Heranführung des zusätzlichen Ver­ brennungsluftstromes ist.
  • Eine weitere Möglichkeit, gezielt einen Verbrennungsluft­stromkanal zu erzeugen ist die, die Verlängerungsplatten dem Verbrennungsluftkanal zu den Brenngasverteilern vorgebend am Brennerkörper anzubringen. Damit erfüllen die Verlänge­rungsplatten eine doppelte Aufgabe, wobei sie durch ent­sprechende Anordnung, nämlich durch verschiebliche Anordnung auch die Größe des Verbrennungsluftkanals jeweils den Gegeben­heiten entsprechend vorgeben können. Dabei sind die Verlänge­rungsplatten zweckmäßigerweise mit Querstegen zu versehen, um die Umlenkung des Verbrennungsluftstroms um die Brenngas­verteiler herum in Richtung auf die Flamme zu erreichen.
  • Vorteilhafterweise ist es so, daß die Winkeleisen an den Verlängerungsplatten verschieblich gehalten sind. Damit bilden die Winkeleisen den Verbrennungsluftstromkanal, wobei die Verlängerungsplatten als solche mehr oder weniger weit zur Führung des aufgeheizten Luftstromes bzw. des Abgasstromes geschoben werden können. Die Winkeleisen können somit im unteren Bereich quasi die Aufgabe der Verlängerungsplatten mit erfüllen bzw. bilden mit den Verlängerungsplatten eine Systemeinheit. Eine vorteilhafte Variation in allen Richtungen ist somit erreicht.
  • Die Durchlaßplatte mit den entsprechenden Durchlässen für die Verbrennungsluft ist dicht unterhalb der Brenngas­auslässe in den Brenngasverteilern angebracht, wobei die Erfindung hier ergänzend vorsieht, daß die im Bereich der Brenngasauslässe angeordnete Durchlaßplatte lösbar an der Innenflanke der Brenngasverteiler angeordnet ist. Hierdurch ist es möglich, Durchlaßplatten mit unterschiedlicher Lochung den Gegebenheiten entsprechend anzubringen oder aber die Durchlaßplatte auch so in ihrer Lage zu verändern, daß die austretenden Verbrennungsluftströme mehr oder weniger zentriert in den Bereich der Brenngasauslässe hineingelangen, wodurch eine Veränderung der Flamme jeweils wie erforderlich möglich ist.
  • Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, daß ein Brenner geschaffen ist, der unter ungünstigen Verhält­nissen, insbesondere bei hohen Anteilen an CO₂ und H₂O immer sicher betrieben werden kann. Dabei wird ein überraschender Mehrfacherfolg dadurch erreicht, daß ein Zurückschlagen des Inertgases in den Bereich der Flamme des Brenners ausge­schlossen ist, gleichzeitig durch die Anordnung von Verlänge­rungsplatten und durch die gezielte Führung des Verbrennungs­luftstromes. Die bestimmte Führung des Verbrennungsluftstromes führt zu weiteren Effekten insofern, als eine Kühlung der Brenngaszuführeinrichtungen erreicht wird und eine Verbrennung in zwei Stufen, da der Verbrennungsluftstromkanal im Abstand hinter der Durchlaßplatte für die Verbrennungsluft angeordnet ist und hier noch einmal Verbrennungsluft der Flamme zuführt. Eine deutliche Reduzierung des NOX-Gehaltes derartigen Gases ist so überraschend sichergestellt. Gerade bei der Rauchgas­entschwefelung von Kraftwerken und ähnlichen Anlagen können so dort bestehende erhebliche Probleme gelöst werden, wobei sich vorteilhaft der bisherige Aufbau des Brenners in die Neuentwicklung integrieren läßt.
  • Weitere Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegen­standes ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der bevorzugte Ausführungsbeispiele mit den dazu notwendigen Einzelheiten und Einzelteilen darge­stellt sind. Es zeigen:
    • Fig. 1 eine perspektivische Ansicht des Längs­brenners mit Zusatzluftzuführeinrichtung und
    • Fig. 2 einen Schnitt durch einen Brenner ohne Zusatzluftzuführeinrichtung.
  • Fig. 1 zeigt den als Längsbrenner bezeichneten Brenner (1), wobei der Brennerkörper (2) von einem rechteckigen oder quadratischen Blechgehäuse gebildet ist, in dem in Längsrich­tung einander gegenüberliegende Brenngasverteiler (3) an den Seitenwänden fixiert sind. Dieser Brenngasverteiler (3) ist mit einem Brenngasrohr (4) und der Brenngaszuführung (5) verbunden, um eine gleichmäßige Zuführung des Brenngases zu gewährleisten. Das Brenngas tritt aus den Brenngasver­teilern (3) jeweils über in Längsrichtung angeordnete Brenn­gasauslässe (6, 7) aus, die an der Innenflanke (8) der Brenn­gasverteiler (3) angeordnet bzw. in Form von Bohrungen dort vorgesehen sind und die so angeordnet sind, daß das aus­tretende Brenngas mit dem Verbrennungsluftstrom intensiv gemischt wird.
  • Die benötigte Verbrennungsluft wird über den Luftver­teiler (10) jeweils herangeführt, wozu das entsprechend groß bemessene Gehäuse (11) vorgesehen ist, das gleichzeitig im oberen Bereich die Brenngasverteiler (3) trägt. Mit (12) sind Verbrennungsluftkanäle bezeichnet, die so verlaufen, daß ein Teilverbrennungsluftstrom um die Brenngasverteiler (3) herumgeführt wird. Dabei wird die benötigte Verbrennungs­luft üblicherweise für die erfindungsgemäße Ausführung des Brenners von außen angesaugt, beispielsweise um die stark CO₂- und H₂O-haltigen Luftströme z.B. aus Kraftwerksprozessen noch einmal aufzuheizen, bevor sie dem Katalysator zugeführt werden. Die in Fig. 1 wiedergegebene Zusatzluftzuführungs­einrichtung ist mit (13) bezeichnet.
  • Die Verbrennungsluft wird durch das Gehäuse (11) hindurch gleichmäßig verteilt und dann durch die Durchlaßplatte (14) durch dort vorgesehene Durchlässe (15, 16) in den Bereich des Brenngasverteilers (3) bzw. der Brenngasauslässe (6, 7) geführt, um hier die gezielte Flamme zu ergeben. Die Vergleichmäßigung der Verbrennungsluftstroms erfolgt vorher durch Durchführung durch die Diffusorplatte (17), in der entsprechende Bohrungen (18, 19) vorgesehen sind.
  • Eine Beeinflussung der Flamme im Bereich der Brenngas­verteiler (3) wird durch die seitlich angebrachten Verlänge­rungsplatten (20, 21) verhindert. Inertgas kann somit in den Bereich der Flamme nicht strömen. Vielmehr wird das aufge­heizte Gas nach Passieren der Brenngasauslässe (6, 7) bzw. der Durchlaßplatte (14) gezielt und ohne Beeinflussung abge­führt.
  • Fig. 2 gibt den Brenner (1) im Querschnitt wieder, wobei der Verbrennungsluftstrom mit (23) und die davon abzweigenden Teilströme mit (24, 25) bezeichnet sind. Diese Teilströme (24, 25) werden erfindungsgemäß dicht und hinter den Brenngas­verteilern (3) vorbeigeführt, einmal um diese Brenngasver­teiler (3) zu kühlen und zum anderen um zusätzliche Ver­brennungsluft noch einmal hinter den Brenngasauslässen (6, 7) der Flamme zuführen zu können. Deutlich wird anhand der Fig. 2 die damit erreichte Verbrennung in zwei Stufen, die aufgrund ihrer optimierten Ausführung eine deutliche und wesentliche Reduzierung des NOX-Gehaltes mit sich bringt.
  • Mit (27) ist eine Seitenöffnung im Gehäuse (11) bezeich­net, wobei diese Seitenöffnung (27) durch eine Platte (28) verschlossen ist, die über Halteschrauben (29) am Gehäuse (11) festgelegt wird. Der Abstand zwischen Gehäusewand und Brenngasrohr (4) und sonstigen Einrichtungen wird durch die Abstandsplatte (30) gewährleistet, wobei diese Abstandsplatte (30) wie gezeigt gezielt einen Luftstrom dicht am Brenngas­rohr (4) sicherstellt. Eine weitere Variation ist die, daß die Abstandsplatte zusätzlich Diffusorwirkung mit erbringt, also eine gezielte Durchmischung und Vergleichmäßigung des Luftstromes als solchem.
  • Der weiter oben schon erwähnte Teilstrom (24 bzw. 25) entlang der Brenngasverteiler (3, 3′) wird durch Bildung eines Kanals erzielt, der durch ein im Abstand zum Brenngas­verteiler (3) angeordnetes Winkeleisen (32) dargestellt wird. Diese Winkeleisen (32) weisen zwei Flansche auf, wobei der Fixierflansch (33) zur Befestigung mit dem Brennerkörper (2) bzw. dem Gehäuse (11) dient, während der freistehende Flansch (34) so verläuft und so angeordnet ist, daß der Teil­strom (24 bzw. 25) um den Brenngasverteiler (3) herumgeführt und wieder in Richtung Flamme geleitet wird, so daß die Ver­brennung in zwei Stufen erreicht ist.
  • Zur gleichzeitigen Fixierung und Befestigung des Winkel­eisens (32) und der Verlängerungsplatten (20, 21) ist die Verschraubung (35) vorgesehen, wobei die Verschraubung (35) mit der Halterung (36) die Möglichkeit gibt, entweder die Winkeleisen (32) zu verschieben oder aber die Verlängerungs­platten (20, 21) oder auch beide, je nachdem, wo und wie eine Veränderung des Verbrennungsluftkanals (12) oder der Führung der Abgase gewünscht wird bzw. notwendig ist.
  • Weiter oben ist erläutert worden, daß die Einzelteile wie Winkeleisen (32) und Verlängerungsplatten (20, 21) lösbar miteinander bzw. mit dem Gehäuse (11) bzw. Brennerkörper (2) verbunden sind. Zweckmäßigerweise ist auch die Durchlaß­platte (14) über eine Verschraubung (38) so an den Brenngas­verteilern (3) befestigt, daß hier eine Veränderung möglich ist. Bei der aus Fig. 2 ersichtlichen Ausführung ist die Durchlaßplatte (14) als U-förmige Längsplatte ausgebildet, deren Flansche (39) zur lösbaren Verbindung über die Ver­schraubung (38) dienen. Hierdurch kann bei Bedarf die Durch­laßplatte (14) in ihrer Position jeweils verändert oder aber durch eine andere ersetzt werden.
  • Die Montage des gesamten Brenners (1) wird weiter dadurch erleichtert, daß zur Verbindung des Brenngasrohres (4) mit der Brenngaszuführung (5) und damit mit dem eigentlichen Brenner (1) eine Aufsteckmuffe (40) dient, wobei durch ent­ sprechende Einführung des Brenngasrohres (4) in die Aufsteck­muffe (40) eine ausreichend sichere Abdichtung und Verbindung geschaffen ist.

Claims (10)

1. Brenner für Trocknungs- oder Gasreinigungsprozesse mit Brenngasverteilern, die eine Anzahl von Brenngasauslässen aufweisen, und einem Luftverteiler für die Zuleitung der Verbrennungsluft, dem eine Zusatzluftzuführeinrichtung zugeordnet sein kann und der über eine Durchlaßplatte mit verschiedenen Durchlässen für die Verbrennungsluft verfügt, dadurch gekennzeichnet, daß die Brenngasverteiler (3) von einem Verbrennungsluftstromkanal (12) umgeben angeordnet sind und daß dem Brennerkörper (2) das Inertgas abführende Verlängerungsplatten (20, 22) zugeordnet sind.
2. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Brenngasverteiler (3), die Brenngaszuführung (5) und das Brenngasrohr (4) in dem in einem Gehäuse (11) zugeführten Verbrennungsluftstrom (23) bzw. Teilstrom (24, 25) verlauf­end angeordnet sind.
3. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (11) eine durch eine lösbar angebrachte Platte (28) verschlossene Seitenöffnung (27) aufweist.
4. Brenner nach Anspruch 1 und Anspruch 3, dadurch gekenn­zeichnet, daß das Brenngasrohr (4) im Gehäuse (11) durch mindestens eine Abstandsplatte (30) fixiert ist, die gleichzeitig als Diffusorplatte (17) dienend ausgebildet ist.
5. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Abstand zu den Brenngasverteilern (3) außenseitig derselben angeordnete Winkeleisen (32) vorgesehen sind.
6. Brenner nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkeleisen (32) lösbar und quer zur Längsrichtung ver­schieblich am Brennerkörper (2) angeordnet sind.
7. Brenner nach Anspruch 5 oder Anspruch 6, dadurch gekenn­zeichnet, daß der freistehende Flansch (34) des Winkel­eisens (32) verlängerbar ausgebildet ist.
8. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verlängerungsplatten (20, 21) den Verbrennungsluftkanal (12) zu den Brenngasverteilern (3) vorgebend am Brenner­körper (2) angebracht sind.
9. Brenner nach Anspruch 5 oder Anspruch 8, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Winkeleisen (32) an den Verlängerungs­platten (20, 21) verschieblich gehalten sind.
10. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die im Bereich der Brenngasauslässe (6, 7) angeordnete Durch­laßplatte (14) lösbar an der Innenflanke (8) der Brenngas­verteiler (3) angeordnet ist.
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