EP0367966B1 - Brenner für die Vergasung von feinkörnigen bis staubförmigen festen Brennstoffen - Google Patents

Brenner für die Vergasung von feinkörnigen bis staubförmigen festen Brennstoffen Download PDF

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EP0367966B1
EP0367966B1 EP89117730A EP89117730A EP0367966B1 EP 0367966 B1 EP0367966 B1 EP 0367966B1 EP 89117730 A EP89117730 A EP 89117730A EP 89117730 A EP89117730 A EP 89117730A EP 0367966 B1 EP0367966 B1 EP 0367966B1
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EP
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channel
gasification
oxidising agent
primary
fuel
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EP89117730A
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EP0367966A1 (de
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Karl-Heinz Dutz
Lothar Semrau
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Krupp Koppers GmbH
Original Assignee
Krupp Koppers GmbH
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/46—Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
    • C10J3/48—Apparatus; Plants
    • C10J3/50—Fuel charging devices
    • C10J3/506—Fuel charging devices for entrained flow gasifiers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/12—Heating the gasifier
    • C10J2300/1223—Heating the gasifier by burners

Definitions

  • the invention relates to a burner for the gasification of fine-grained to dust-like solid fuels, in which the fly dust that is separated dry from the raw gas generated is returned to the gasification with a centrally arranged feed device for primary oxidants and fuels that are introduced with a carrier gas, an annular feed channel for secondary oxidizing agents surrounding the central feed device such as a tubular injection lance arranged in the central axis of the central feed device for the introduction of the fly dust in the form of a fly dust / carrier gas stream into the core of the fuel-reactant jet emerging from the gasification burner.
  • the basic structure of the gasification burner is symmetrical.
  • the gasification is carried out as pressure gasification.
  • the solid fuels are in particular coal, coke, petroleum coke and the like. Oxygen and / or air and, if appropriate, water vapor are used in particular as the oxidizing agent.
  • the carrier gas is an inert gas, such as nitrogen or carbon dioxide, or dedusted raw gas.
  • reactant refers both to the oxidizing agent and to reaction products which have already formed, optionally also moderator gas and carrier gas.
  • the raw gas leaving the reactor is known to carry fly dust, which, for example, carries fuel in an amount of up to 15% by weight. The dust is removed from the raw gas with suitable dedusting devices. Its disposal is complex.
  • fly dust In order to dispose of the fly dust, it is already known to return the fly dust to the gasification process. Its fuel portion is to be burned, and the fly dust is to be melted down. As part of known measures (EP-B-0 072 457, EP-B-0 109 109), the flying dust is mixed with the fresh fuel and fed to the gasification burners together with the fuel. However, this requires special processing of the fly dust with extensive and complicated technical facilities and large safety precautions. The pore space or gap space of the flying dust is filled with the raw gas containing carbon monoxide and hydrogen, which has to be diluted or removed only below the danger limit by repeated application and pumping with inert gas.
  • the invention is therefore based on the object of further developing a burner of the type described at the outset so that the fly dust can get into the reaction zone of the gasification reactor without disrupting the gasification reaction and the ash content contained in the fly dust can be melted to slag without impairing the other reactions.
  • the burner used to achieve this object is characterized according to the invention in that the centrally arranged feed device has a feed channel for the primary oxidant and a fuel ring channel surrounding it for the fuels introduced with a carrier gas, and that the injection lance is surrounded by an oxidant channel and this by the feed channel for the primary oxidant wherein the oxidant channel has a mouth running parallel to the axis of the gasification burner, the feed channel for the primary oxidant has an outwardly directed mouth and the feed channel for the secondary oxidant has an inward mouth, the feed channel for the secondary oxidant having a plurality of equidistantly over the circumference has distributed orifices.
  • the invention makes use of the fact that a fuel / reactant jet emerging from a gasification burner, in particular a rotationally symmetrical fuel / reactant jet, is very stable in terms of gas dynamics and can carry an amount of airborne dust into the primary reaction zone.
  • the gasification reaction begins in the fuel / reactant stream and is not disturbed by the flying dust, as in the primary reaction zone, which also contributes to the fact that its residual carbon is also gasified.
  • the volume flow of airborne dust must not be chosen too large.
  • hardly more flight dust is discharged from the primary reaction zone than was previously the case and without the recirculation described. It does not accumulate.
  • a special fly dust disposal is no longer required when working with the burners according to the invention. The fly dust is rather melted into slag.
  • a preferred embodiment of the invention which allows adjustment to different operating conditions, is characterized in that the injection lance and thus its mouth are adjustable in the axial direction. It is also recommended to arrange an annular cooling channel between the ring channel for the primary oxidant and the fuel ring channel.
  • a further preferred embodiment of the invention is characterized in that the injection lance, the oxidant channel, the feed channel for the primary oxidant and the cooling channel form a single component which is separate from the other components of the gasification burner and is adjustable as a single component in the axial direction.
  • a preferred embodiment is characterized in that the injection lance is set up for supplying a flow of fly dust that is smaller by a factor of 0.01 to 0.15 than the fuel flow. In this area, it is generally possible to recycle all of the fly dust, with its proportion of fuel, which occurs in a plant for the gasification of fine-grained to dust-like solid fuels.
  • the burner shown in the figures is intended for a plant, not shown, for the gasification of fine-grained to dust-like solid fuels.
  • the plant has a gasification reactor. A majority of the burners burn with their fuel / reactant jet into the gasification reactor and are generally distributed equidistantly around the circumference of the gasification reactor at the same height.
  • the fuel / reactant jets form a high temperature primary reaction zone in the gasification reactor. It is understood that a raw gas is withdrawn from the gasification reactor.
  • the basic structure of the burner according to the invention includes a first feed channel 1 for the primary oxidizing agent, a surrounding fuel ring channel 2 for the fuels that are introduced with a carrier gas, a second annular feed channel 3 surrounding the fuel ring channel 2 for secondary oxidizing agent and cooling channels 4, and optionally at least one moderator gas ring channel 5.
  • the injection lance 6 In the first feed channel 1 there is a tubular injection lance 6 which is surrounded by oxidizing agent. A flight dust / carrier gas flow is through the injection lance 6 injectable into the core of the fuel / reactant jet.
  • the carrier gas is, for example, raw gas.
  • the injection lance 6 opens in the area of the mouths of the first feed channel 1, the fuel ring channel 2 and the second feed channel 3 and thus, as it were, in the front of the gasification burner.
  • a funnel-shaped training follows.
  • the injection lance 6 runs in the axis of the gasification burner. It can be axially adjustable in the direction of the double arrow, which allows adaptation to different operating conditions.
  • the injection lance 6 is surrounded by an oxidant channel 7 and this is surrounded by the first supply channel 1.
  • the oxidizing agent channel 7 has an opening 8 which is directed parallel to the axis of the gasification burner and accordingly the oxidizing agent emerges from an oxidizing channel, enveloping the flow of flue dust.
  • the first feed channel 1, on the other hand has an outwardly directed mouth 9.
  • the mouth 10 of the second feed channel 3, on the other hand, is directed inwards, the second feed channel 3 being provided with a plurality of orifices 11 distributed equidistantly around the circumference, as shown in FIG. 2 was indicated. For the rest, all other mouths are designed as annular gaps.
  • An annular cooling channel 4 is located between the first supply channel 1 and the fuel ring channel 2.
  • a flame monitor 12 was indicated, with which the gasification burner can be monitored in a known manner.
  • An outer cooling jacket 13 with further cooling channels 4 follows. It is within the scope of the invention to arrange an insulated ignition electrode 14 in the injection lance 6, as was indicated by dash-dotted lines at the mouth of the injection lance 6.
  • the injection lance 6, the oxidizing agent channel 7, the first supply channel 1 and the cooling channel 4 are located in or on a unitary component which is marked by close hatching in FIG. 1 and which is adjustable in the axial direction.
  • the burner according to the invention consists of two independent assemblies, which are also interchangeable. By exchanging an adaptation to different operating conditions is possible.
  • the oxidizing agent oxygen required for the gasification of the fine-grained to dust-like fuel is divided into two streams, the primary and the secondary gasification oxygen, whose mass ratios between primary and secondary can be 1: 1.15 to 1.3.
  • the arrangement is such that the oxygen flow from the first feed channel 1 strikes the fuel flow at an inflow angle of 0 to 20 ° to the central axis of the gasification burner.
  • the exit velocity of the primary oxygen of 60 to 120 m / s serves, in addition to an intimate mixing of the substances, also to accelerate the fuel from a low initial velocity to the velocity which corresponds to or approximates the axial velocity of the secondary oxygen. This emerges from the feed channel 3 at an angle of 20 to 50 ° to the central axis of the gasification burner at a speed of 40 to 100 m / s.
  • the flame monitor 12 is of particular importance. It makes it possible to determine whether caking of particulate matter has formed.
  • the burner according to the invention can also be used as a pilot burner, in particular in coal gasification plants.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Gasification And Melting Of Waste (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Brenner für die Vergasung von feinkörnigen bis staubförmigen festen Brennstoffen, bei der der aus dem erzeugten Rohgas trocken abgeschiedene Flugstaub in die Vergasung zurückgeführt wird, mit
       einer zentral angeordneten Zuführungseinrichtung für Primäroxidationsmittel und Brennstoffe, die mit einem Trägergas eingeführt werden,
       einem die zentrale Zuführungseinrichtung umgebenden ringförmigen Zuführungskanal für Sekundäroxidationsmittel
    sowie
       einer in der Mittelachse der zentralen Zuführungseinrichtung angeordneten rohrförmigen Injektionslanze für die Einführung des Flugstaubes in Form eines Flugstaub/Trägergas-Stromes in den Kern des aus dem Vergasungsbrenner austretenden Brennstoff-Reaktionsmittel-Strahles.
  • Der grundsätzliche Aufbau des Vergasungsbrenners ist symmetrisch. Die Vergasung wird als Druckvergasung durchgeführt. Die festen Brennstoffe sind insbesondere Kohle, Koks, Petrolkoks und dergleichen. Als Oxidationsmittel werden insbesondere Sauerstoff und/oder Luft sowie gegebenenfalls Wasserdampf eingesetzt. Das Trägergas ist ein Inertgas, wie beispielsweise Stickstoff oder Kohlendioxid, oder entstaubtes Rohgas. In dem Ausdruck Brennstoff/Reaktionsmittel-Strahl bezeichnet Reaktionsmittel sowohl die Oxidationsmittel als auch bereits entstandene Reaktionsprodukte, gegebenenfalls auch Moderatorgas und Trägergas. Das den Reaktor verlassende Rohgas führt bekanntlich Flugstaub mit, der z.B. in einer Menge von bis zu 15 Gew.-% Brennstoff mitführt. Der Flugstaub wird mit geeigneten Entstaubungseinrichtungen aus dem Rohgas entfernt. Seine Entsorgung ist aufwendig. Um den Flugstaub zu entsorgen, ist es bereits bekannt, den Flugstaub in den Vergasungsprozeß zurückzuführen. Sein Brennstoffanteil soll dabei verbrannt werden, im übrigen soll der Flugstaub eingeschmolzen werden. Im Rahmen von bekannten Maßnahmen (EP-B-0 072 457, EP-B-0 109 109) wird der Flugstaub dabei dem frischen Brennstoff beigemischt und zusammen mit dem Brennstoff den Vergasungsbrennern zugeführt. Das erfordert jedoch eine besondere Aufbereitung des Flugstaubes mit umfangreichen und komplizierten technischen Einrichtungen sowie großen Sicherheitsvorkehrungen. Der Porenraum oder Lückenraum des Flugstaubes ist mit dem kohlenmonoxid- und wasserstoffhaltigen Rohgas gefüllt, welches erst durch mehrmaliges Beaufschlagen und Umpumpen mit Inertgas bis unter die Gefahrengrenze verdünnt oder entfernt werden muß. Auch die Aufarbeitung des vom Flugstaub abgetrennten Rohgases ist umständlich und aufwendig, da es häufig schwefelhaltig ist und aus Gründen des Umweltschutzes weder abgefackelt noch sonstwie verbrennt oder in die Atmosphäre abgestoßen werden kann. Im übrigen stört, daß der dem frischen Brennstoff beigemischte Flugstaub den Heizwert dies Brennstoffes reduziert, was die Thermodynamik und die Reaktionskinetik des Vergasungsprozesses beeinflußt. Es ist auch bekannt, den Flugstaub in den Vergasungsreaktor zurückzuführen (DE-C-2 909 008), und zwar über besondere, von den Vergasungsbrennern getrennte Zuführungsdüsen. Das beeinträchtigt die Vergasungsreaktion und hat in die Praxis kaum Eingang gefunden. In der Praxis ist es bisher eher üblich (DE-B-2 325 204), den Flugstaub in einem Reaktor auf die Schlacke aufzublasen, wobei im allgemeinen auch der Restkohlenstoff in die Schlacke geht.
  • Aus der US-A-4 480 559 ist ein Brenner der eingangs genannten Art bekannt, bei dem eine als Char bezeichnete, zu je 50 % aus Kohle und Flugasche bestehende Substanz mittels Luft als Trägergas über eine zentral angeordnete Injektionslanze in den Kern des aus dem Brenner austretenden Kohle-Reaktionsmittelstrahles eingeleitet wird. Diese Injektionslanze ist von einem ringförmigen Zuführungskanal umgeben, durch den die Kohle zusammen mit dem Primäroxidationsmittel zugeführt wird. Das Primäroxidationsmittel dient dabei zugleich als Fördermittel für die festen Brennstoffe. Der Oxidationsmittelstrom muß deshalb so bemessen werden, daß eine sichere Förderung gewährleistet ist und keine Rückzündung aus dem Reaktionsraum vor dem Brenner in den Brenner hinein erfolgen kann. Aufgrund dieser Zwänge ist die Einstellung eines für die Reaktion optimalen Mengenverhältnisses von Oxidationsmittel und Brennstoff nur schwer möglich. Es besteht außerdem das Problem, daß der über die Injektionslanze zugeführte Char mit ausreichendem Oxidationsmittel versorgt werden muß. Die Einschmelzung des darin enthaltenen Ascheanteils beeinträchtigt in beachtlichem Maße den Kohlenstoffumsatz des mit dem Primäroxidationsmittel zugeführten Brennstoffes.
  • Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Brenner der eingangs beschriebenen Art so weiter auszubilden, daß der Flugstaub ohne Störung der Vergasungsreaktion in die Reaktionszone des Vergasungsreaktors gelangt und der in dem Flugstaub enthaltene Ascheanteil ohne Beeinträchtigung der übrigen Reaktionen zu Schlacke aufgeschmolzen werden kann.
  • Der der Lösung dieser Aufgabe dienende Brenner ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die zentral angeordnete Zuführungseinrichtung einen Zuführungskanal für das Primäroxidationsmittel und einen diesen umgebenden Brennstoffringkanal für die mit einem Trägergas eingeführten Brennstoffe aufweist und daß die Injektionslanze von einem Oxidationsmittelkanal sowie dieser vom Zuführungskanal für das Primäroxidationsmittel umgeben ist, wobei der Oxidationsmittelkanal eine parallel zur Achse des Vergasungsbrenners verlaufende Mündung, der Zuführungskanal für das Primäroxidationsmittel eine nach außen gerichtete Mündung und der Zuführungskanal für das Sekundäroxidationsmittel eine nach innen gerichtete Mündung aufweisen, wobei der Zuführungskanal für das Sekundäroxidationsmittel eine Mehrzahl von äquidistant über den Umfang verteilten Mündungsbohrungen aufweist.
  • Die Erfindung nutzt die Tatsache, daß ein aus einem Vergasungsbrenner austretender Brennstoff/Reaktionsmittel-Strahl, insbesondere ein rotationssymmetrischer Brennstoff/Reaktionsmittel-Strahl, in gasdynamischer Hinsicht sehr stabil ist und einen Flugstaubmengenstrom in die Primärreaktionszone hineintragen kann. Die Vergasungsreaktion beginnt bereits in dem Brennstoff/Reaktionsmittel-Strom und wird hier so wie in der Primärreaktionszone durch den Flugstaub nicht gestört, wozu beiträgt, daß auch dessen Restkohlenstoff vergast wird. Der Mengenstrom an Flugstaub darf allerdings nicht zu groß gewählt werden. Überraschenderweise wird aus der Primärreaktionszone kaum mehr Flugstaub ausgetragen als es bisher und ohne die beschriebene Rückführung üblich war. Er reichert sich nicht an. Eine besondere Flugstaubentsorgung ist nicht mehr erforderlich, wenn mit den erfindungsgemäßen Brennern gearbeitet wird. Der Flugstaub wird vielmehr zu Schlacke aufgeschmolzen.
  • Im einzelnen bestehen im Rahmen der Erfindung mehrere Möglichkeiten der weiteren Ausbildung und Gestaltung. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, die eine Einstellung auf unterschiedliche Betriebsverhältnisse zuläßt, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Injektionslanze und damit ihre Mündung in axialer Richtung verstellbar sind. Es empfiehlt sich ferner, zwischen dem Ringkanal für das Primäroxidationsmittel und dem Brennstoffringkanal einen ringförmigen Kühlkanal anzuordnen. Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Injektionslanze, der Oxidationsmittelkanal, der Zuführungskanal für das Primäroxidationsmittel und der Kühlkanal ein einheitliches Bauteil bilden, welches von den übrigen Bauteilen des Vergasungsbrenners getrennt und als einheitliches Bauteil in axialer Richtung verstellbar ist.
  • Im Rahmen der Erfindung darf, wie bereits erwähnt, nicht ein zu großer Flugstaubmengenstrom in den Vergasungsbrenner eingeführt werden. Nichtsdestoweniger sind insoweit im großen Bereich Einstellungen möglich. Eine bevorzugte Ausführungsform ist in diesem Zusammenhang dadurch gekennzeichnet, daß die Injektionslanze für die Zuführung eines Flugstaubmengenstromes eingerichtet ist, der um einen Faktor von 0,01 bis 0,15 kleiner ist als der Brennstoffmengenstrom. In diesem Bereich kann im allgemeinen der gesamte bei einer Anlage für die Vergasung von feinkörnigen bis staubförmigen festen Brennstoffen anfallende Flugstaub, mit seinem Anteil an Brennstoff, zurückgeführt werden.
  • Im folgenden werden die beschriebenen und weiteren Merkmale der Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlich erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung
    • Fig. 1 einen Axialschnitt durch einen erfindungsgemäßen Brenner,
    • Fig. 2 eine Ansicht des Brenners gemäß Fig. 1, ausschnittweise.
  • Der in den Figuren dargestellte Brenner ist für eine nicht gezeichnete Anlage für die Vergasung von feinkörnigen bis staubförmigen festen Brennstoffen bestimmt. Die Anlage weist einen Vergasungsreaktor auf. Eine Mehrzahl der Brenner brennt mit ihrem Brennstoff/Reaktionsmittel-Strahl in den Vergasungsreaktor hinein und ist dazu im allgemeinen auf gleicher Höhe äquidistant um den Umfang des Vergasungsreaktors verteilt. Die Brennstoff/Reaktionsmittel-Strahlen bilden in dem Vergasungsreaktor eine Primärreaktionszone hoher Temperatur. Es versteht sich, daß aus dem Vergasungsreaktor ein Rohgas abgezogen wird.
  • Zum grundsätzlichen Aufbau des erfindungsgemäßen Brenners gehören ein erster Zuführungskanal 1 für die Primäroxidationsmittel, ein umgebender Brennstoffringkanal 2 für die Brennstoffe, die mit einem Trägergas eingeführt werden, ein den Brennstoffringkanal 2 umgebender zweiter ringförmiger Zuführungskanal 3 für Sekundäroxidationsmittel und Kühlkanäle 4, sowie gegebenenfalls zumindest ein Moderatorgasringkanal 5.
  • In dem ersten Zuführungskanal 1 befindet sich eine rohrförmige Injektionslanze 6, die von Oxidationsmittel umströmt ist. Durch die Injektionslanze 6 ist ein Flugstaub/Trägergasstrom in den Kern des Brennstoff/Reaktionsmittel-Strahles injizierbar. Das Trägergas ist beispielsweise Rohgas. Im Ausführungsbeispiel mündet die Injektionslanze 6 im Bereich der Mündungen des ersten Zuführungskanals 1, des Brennstoffringkanals 2 sowie des zweiten Zuführungskanals 3 und damit gleichsam in der Front des Vergasungsbrenners. Eine trichterförmige Ausbildung schließt sich an. Die Injektionslanze 6 verläuft in der Achse des Vergasungsbrenners. Sie kann in Richtung des eingezeichneten Doppelpfeils axial verstellbar sein, was eine Anpassung an unterschiedliche Betriebsverhältnisse zuläßt.
  • Erfindungsgemäß ist die Injektionslanze 6 von einem Oxidationsmittelkanal 7 und dieser von dem ersten Zuführungskanal 1 umgeben. Dabei besitzt der Oxidationsmittelkanal 7 eine Mündung 8, die parallel zur Achse des Vergasungsbrenners gerichtet ist und entsprechend tritt das Oxidationsmittel aus einem Oxidationskanal, den Flugstaubmengenstrom umhüllend, aus. Der erste Zuführungskanal 1 besitzt demgegenüber eine nach außen gerichtete Mündung 9. Die Mündung 10 des zweiten Zuführungskanals 3 ist demgegenüber nach innen gerichtet, wobei der zweite Zuführungskanal 3 mit einer Mehrzahl von äquidistant über dem Umfang verteilten Mündungsbohrungen 11 versehen ist, wie es in Fig. 2 angedeutet wurde. Im übrigen sind alle anderen Mündungen als Ringspalte ausgeführt. Zwischen dem ersten Zuführungskanal 1 und dem Brennstoffringkanal 2 befindet sich ein ringförmiger Kühlkanal 4. Angedeutet wurde ein Flammenüberwacher 12, mit dem der Vergasungsbrenner auf bekannte Weise überwacht werden kann. Ein äußerer Kühlmantel 13 mit weiteren Kühlkanälen 4 schließt sich an. Im Rahmen der Erfindung liegt es, in der Injektionslanze 6 eine isolierte Zündelektrode 14 anzuordnen, wie es an der Mündung der Injektionslanze 6 strichpunktiert angedeutet wurde.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung befinden sich die Injektionslanze 6, der Oxidationsmittelkanal 7, der erste Zuführungskanal 1 und der Kühlkanal 4 in einem bzw. an einem einheitlichen, durch enge Schraffur in Fig. 1 gekennzeichneten Bauteil, welches in axialer Richtung verstellbar ist. Hierbei besteht der erfindungsgemäße Brenner gleichsam aus zwei selbständigen Baugruppen, die auch austauschbar sind. Durch das Austauschen ist eine Anpassung an unterschiedliche Betriebsverhältnisse möglich.
  • Das für die Vergasung des feinkörnigen bis staubförmigen Brennstoffes erforderliche Oxidationsmittel Sauerstoff wird in zwei Ströme aufgeteilt, den primären und den sekundären Vergasungssauerstoff, deren Massenverhältnisse primär zu sekundär 1 : 1,15 bis 1,3 betragen können. Die Anordnung ist so getroffen, daß der Sauerstoffstrom aus dem ersten Zuführungskanal 1 unter einem Einströmwinkel von 0 bis 20° zur Mittelachse des Vergasungsbrenners auf den Brennstoffstrom trifft. Die Austrittsgeschwindigkeit des primären Sauerstoffs von 60 bis 120 m/s dient neben einer innigen Vermischung der Stoffe auch dazu, den Brennstoff von einer niedrigen Anfangsgeschwindigkeit auf die Geschwindigkeit zu beschleunigen, die der Axialgeschwindigkeit des sekundären Sauerstoffs entspricht bzw. nahekommt. Dieser tritt aus dem Zuführungskanal 3 unter einem Winkel von 20 bis 50° zur Mittelachse des Vergasungsbrenners mit einer Geschwindigkeit von 40 bis 100 m/s aus.
  • Von besonderer Bedeutung ist der Flammenüberwacher 12. Er erlaubt es, festzustellen, ob sich Verbackungen von Flugstaubteilchen gebildet haben.
  • Der erfindungsgemäße Brenner kann auch als Zündbrenner eingesetzt werden, und zwar insbesondere bei Kohlevergasungsanlagen.

Claims (5)

  1. Brenner für die Vergasung von feinkörnigen bis staubförmigen festen Brennstoffen, bei der der aus dem erzeugten Rohgas trocken abgeschiedene Flugstaub in die Vergasung zurückgeführt wird, mit
       einer zentral angeordneten Zuführungseinrichtung für Primäroxidationsmittel und Brennstoffe, die mit einem Trägergas eingeführt werden,
       einem die zentrale Zuführeinrichtung umgebenden ringförmigen Zuführungskanal für Sekundäroxidationsmittel
    sowie
       einer in der Mittelachse der zentralen Zuführeinrichtung angeordneten rohrförmigen Injektionslanze für die Einführung des Flugstaubes in Form eines Flugstaub/Trägergas-Stromes in den Kern des aus dem Vergasungsbrenner austretenden Brennstoff-Reaktionsmittel-Strahles,
       dadurch gekennzeichnet, daß die zentral angeordnete Zuführungseinrichtung einen Zuführungskanal (1) für das Primäroxidationsmittel und einen diesen umgebenden Brennstoffringkanal (2) für die mit einem Trägergas eingeführten Brennstoffe aufweist und daß die Injektionslanze (6) von einem Oxidationsmittelkanal (7) sowie dieser vom Zuführungskanal (1) für das Primäroxidationsmittel umgeben ist, wobei der Oxidationsmittelkanal (7) eine parallel zur Achse des Vergasungsbrenners verlaufende Mündung, der Zuführungskanal (1) für das Primäroxidationsmittel eine nach außen gerichtete Mündung (9) und der Zuführungskanal (3) für das Sekundäroxidationsmittel eine nach innen gerichtete Mündung (10) aufweisen, wobei der Zuführungskanal (3) für das Sekundäroxidationsmittel eine Mehrzahl von äquidistant über den Umfang verteilten Mündungsbohrungen (11) aufweist.
  2. Vergasungsbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Injektionslanze (6) und damit deren Mündung in axialer Richtung verstellbar sind.
  3. Vergasungsbrenner nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Zuführungskanal (1) für das Primäroxidationsmittel und dem Brennstoffringkanal (2) ein ringförmiger Kühlkanal (4) angeordnet ist.
  4. Vergasungsbrenner nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Injektionslanze (6), der Oxidationsmittelkanal (7), der Zuführungskanal (1) für das Primäroxidationsmittel und der Kühlkanal (4) ein einheitliches Bauteil bilden, welches durch den Kühlkanal (4) von den übrigen Bauteilen des Vergasungsbrenners getrennt ist, und daß dieses einheitliche Bauteil in axialer Richtung verstellbar ist.
  5. Vergasungsbrenner nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Injektionslanze (6) für die Zuführung eines Flugstaubmengenstromes eingerichtet ist, der um einen Faktor von 0,01 bis 0,15 kleiner ist als der Brennstoffmengenstrom.
EP89117730A 1988-11-05 1989-09-26 Brenner für die Vergasung von feinkörnigen bis staubförmigen festen Brennstoffen Expired - Lifetime EP0367966B1 (de)

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EP0367966A1 EP0367966A1 (de) 1990-05-16
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