EP0352342B1 - Brenner für Trocknungs- oder Gasreinigungsprozesse - Google Patents

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EP0352342B1
EP0352342B1 EP88111991A EP88111991A EP0352342B1 EP 0352342 B1 EP0352342 B1 EP 0352342B1 EP 88111991 A EP88111991 A EP 88111991A EP 88111991 A EP88111991 A EP 88111991A EP 0352342 B1 EP0352342 B1 EP 0352342B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fuel gas
combustion
air
burner
gas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP88111991A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP0352342A1 (de
Inventor
Gerardus C. Dielissen
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.)
Maxon International BVBA
Original Assignee
Maxon International BVBA
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Filing date
Publication date
Application filed by Maxon International BVBA filed Critical Maxon International BVBA
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Priority to EP88111991A priority patent/EP0352342B1/de
Priority to DE8888111991T priority patent/DE3868406D1/de
Priority to ES198888111991T priority patent/ES2030122T3/es
Publication of EP0352342A1 publication Critical patent/EP0352342A1/de
Priority to US07/657,342 priority patent/US5057008A/en
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Publication of EP0352342B1 publication Critical patent/EP0352342B1/de
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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 and gas cleaning processes of flue gas and similar gases with fuel gas distributors, which have a number of fuel gas outlets, with an air distributor for supplying the combustion air, which has a passage plate with different passages for the combustion air, with a fuel gas supply and a fuel gas tube, which are arranged in the housing supplying the combustion air flow.
  • 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 catalytic converter in order to reduce the NOx content.
  • a gas burner is known, to the nozzle of which there are parallel extension walls or plates.
  • the flue gas is referred to as fuel gas because it has to fulfill this function in the burner.
  • the invention has for its object to provide a burner that works perfectly even under unfavorable conditions, especially with high CO2 contents of combustion or flue gas.
  • each fuel gas distributor is surrounded by a combustion air flow channel, which is formed by an angle iron arranged at a distance and on the outside from the fuel gas distributor, which has two flanges, one of which is the fixing flange for fastening to the fuel element or the housing and the the extension plates discharging inert gas are used, while the free-standing flange runs and is arranged in such a way that the partial flow is led around the fuel gas distributor and directed again towards the flame.
  • the specific routing of the combustion air flow in the area of the fuel gas distributors has a multiple effect in that the fuel gas distributors are advantageously cooled by the combustion air flow, and on the other hand, since the flame is protected from the inert gas or the post-burned flue gas by the surrounding combustion air flow, i.e. no longer in the Area of the burner.
  • the extension plates ensure surprisingly simply and safely that the flame is protected from the asphyxiation effect by the inert gas, so that advantageous conditions for complete combustion are ensured.
  • These extension and extension plates create a kind of chimney effect, so that the inert gas is prevented from striking back. 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.
  • the present invention it is surprisingly possible with the present invention to heat combustion gases with a high proportion of CO2 and H2O to such an extent, even under unfavorable conditions in the area of power plants, that they can then be passed over the catalyst or brought into contact with it, to safely release other pollutants so that optimally cleaned flue gases can be released into the atmosphere.
  • the angle irons are provided to arrange the extension plates and to achieve a favorable design of the combustion air flow duct.
  • 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 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 lead the combustion air close to the fuel gas pipe and the other devices and to have a uniformly mixed combustion air available at the same time.
  • the actual diffuser plate is then in the area of the passage plate, as can also be seen from the prior art.
  • 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 a major goal for the introduction of the additional 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 NCX 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 (1o), 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 channels are designated which run in such a way that a partial combustion air flow is led around the fuel gas distributor (3).
  • the combustion air required is usually removed from the power plant process for the design of the burner according to the invention, for example in order to heat the strongly CO2- and H2O-containing air streams again before they are fed to the catalytic converter.
  • the additional air supply device (13) shown in FIG. 1 is therefore only intended for exceptional cases in this sense.
  • 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 equalized beforehand by passage through the diffuser plate (17) in which corresponding bores (18, 19) are provided.
  • Influencing the flame in the area of the fuel gas distributor (3) is prevented by the extension plates (20, 21) on 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 achieved by forming 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) designed as a U-shaped longitudinal plate, the flanges (39) of which serve for releasable connection via the screw connection (38).
  • 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). 4) a sufficiently secure seal and connection is created in the push-on sleeve (40).

Landscapes

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Description

  • Die Erfindung betrifft einen Brenner für Trocknungs- und Gasreinigungsprozesse von Rauchgas und ähnlichen Gasen mit Brenngasverteilern, die eine Anzahl von Brenngasauslässen aufweisen, mit einem Luftverteiler für die Zuleitung der Verbrennungsluft, der über eine Durchlaßplatte mit verschiedenen Durchlässen für die Verbrennungsluft verfügt, mit einer Brenngaszuführung und einem Brenngasrohr, die in dem den Verbrennungsluftstrom zuführenden Gehäuse verlaufend angeordnet sind.
  • Sog. Längsbrenner mit Auslaßmischung sind aus der GB-A-1 044 235 sowie der EP-A-0 053 454 bekannt. Das als Brenngas dienende Rauchgas 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. Aus der EP-A-0 031 206 ist ein Gasbrenner bekannt, zu dessen Düse parallel verlaufende Verlängerungswände bzw. Platten vorgesehen sind.
  • 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 im Rauchgas zu gewährleisten. Nachfolgend wird das Rauchgas als Brenngas bezeichnet, weil es im Brenner diese Funktion zu erfüllen hat.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen auch unter ungünstigen Bedingungen, vor allem hohe CO₂-Anteile aufweisenden Brenn- bzw. Rauchgas einwandfrei arbeitenden Brenner zu schaffen.
  • Die Aufgabe wird erfindungemäß dadurch gelöst, daß jeder Brenngasverteiler von einem Verbrennungsluftstromkanal umgeben ist, der durch ein im Abstand und außenseitig zum Brenngasverteiler angeordnetes Winkeleisen gebildet ist, das zwei Flansche aufweist, von denen der Fixierflansch zur Befestigung mit dem Brennkörper bzw. dem Gehäuse und den das Inertgas abführenden Verlängerungsplatten dient, während der freistehende Flansch so verläuft und so angeordnet ist, daß der Teilstrom um den Brenngasverteiler herumgeführt und wieder in Richtung Flamme geleitet wird.
  • Die bestimmte Führung des Verbrennungsluftstromes im Bereich der Brenngasverteiler hat einen Mehrfacheffekt insofern, als die Brenngasverteiler durch den Verbrennungsluftstrom vorteilhaft gekühlt werden, und zum anderen als die Flamme durch den umspülenden Verbrennnungsluftstrom vor dem Inertgas bzw. dem nachverbrannten Rauchgas geschützt ist, also nicht mehr in den Bereich des Brenners gelangen kann. Durch die Verlängerungsplatten wird überraschend einfach und sicher erreicht, daß die Flamme vor dem Erstickungseffekt durch das 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 auch hierdurch sicher vermieden ist. 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 Kraftwerken 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. Zur Anordnung der Verlängerungsplatten und um eine günstige Ausbildung des Verbrennungsluftstromkanals zu erreichen, sind die Winkeleisen vorgesehen. 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 auf einfache Art und Weise zusätzliche Verbrennungsluft zuführen zu können, ist vorgesehen, daß das Gehäuse eine durch eine lösbar angebrachte Platte verschlossene Seiten-Öffnung aufweist. Gleichzeitig dient diese Seitenöffnung auch als Inspektionsöffnung, um im Bereich des Brenners eventuell notwendige Wartungsarbeiten durchführen zu können.
  • 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 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 Verbrennungsluftstromes 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 NCX-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 (1o) 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 dem Kraftwerksprozeß entnommen, beispielsweise um die stark CO₂- und H₂O-haltigen Luftströme noch einmal aufzuheizen, bevor sie dem Katalysator zugeführt werden. Die in Fig. 1 wiedergegebene Zusatzluftzuführeinrichtung (13) ist daher nur für Ausnahmefälle in diesem Sinne vorgesehen.
  • 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 fit 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 entsprechende Einführung des Brenngasrohres (4) in die Aufsteckmuffe (40) eine ausreichend sichere Abdichtung und Verbindung geschaffen ist.

Claims (8)

  1. Brenner (1) für Trocknungs- und Gasreinigungsprozesse von Rauchgas und ähnlichen Gasen mit Brenngasverteilern (3), die eine Anzahl von Brenngasauslässen (6, 7) aufweisen, mit einem Luftverteiler (10) für die Zuleitung der Verbrennungsluft, der über eine Durchlaßplatte (14) mit verschiedenen Durchlässen (15, 16) für die Verbrennungsluft verfügt, mit einer Brenngaszuführung und einem Brenngasrohr (4), die in dem den Verbrennungsluftstrom zuführenden Gehäuse (11) verlaufend angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Brenngasverteiler (3) von einem Verbrennungsluftstromkanal (12) umgeben ist, der durch ein im Abstand und außenseitig zum Brenngasverteiler (3) angeordnetes Winkeleisen (32) gebildet ist, das zwei Flansche aufweist, von denen der Fixierflansch (33) zur Befestigung mit dem Brennkörper (2) bzw. dem Gehäuse (11) und den das Inertgas abführenden Verlängerungsplatten (20, 21) dient, während der freistehende Flansch (34) so verläuft und so angeordnet ist, daß der Teilstrom (24, 25) um den Brenngasverteiler (3) herumgeführt und wieder in Richtung Flamme geleitet wird.
  2. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (11) eine durch eine lösbar angebrachte Platte (28) verschlossene Seitenöffnung (27) aufweist.
  3. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Brenngasrohr (4) im Gehäuse (11) durch mindestens eine Abstandsplatte (30) fixiert ist, die gleichzeitig als Diffusorplatte (17) dienend ausgebildet ist.
  4. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkeleisen (32) lösbar und quer zur Längsrichtung verschieblich am Brennerkörper (2) angeordnet sind.
  5. Brenner nach Anspruch 1 oder Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der freistehende Flansch (34) des Winkeleisens (32) verlängerbar ausgebildet ist.
  6. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verlängerungsplatten (20, 21) den Verbrennungsluftkanal (12) zu den Brenngasverteilern (3) vorgebend am Brennerkörper (2) angebracht sind.
  7. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkeleisen (32) an den Verlängerungsplatten (20, 21) verschieblich gehalten sind.
  8. 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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