EP2085693A2 - Method and device for burning solid fuel - Google Patents
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- EP2085693A2 EP2085693A2 EP09450013A EP09450013A EP2085693A2 EP 2085693 A2 EP2085693 A2 EP 2085693A2 EP 09450013 A EP09450013 A EP 09450013A EP 09450013 A EP09450013 A EP 09450013A EP 2085693 A2 EP2085693 A2 EP 2085693A2
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Definitions
- the invention relates to a method and apparatus for burning solid fuels.
- Known devices for burning solid fuels usually have a grate on which the fuel to be burned is burned.
- the invention has for its object to provide a method and apparatus of the type mentioned, with which at low operating costs, a problem-free thermal utilization of agricultural and forestry biomasses and special fuels, such as waste wood, waste from the paper industry and rejects, is possible.
- An advantage of the method and apparatus according to the invention is that the primary combustion (feed grate) and the secondary combustion (cyclone combustion) are spatially separated.
- the primary combustion can be operated in a reducing atmosphere. As a result, a significant reduction of environmentally harmful nitrogen oxides is possible.
- the drying of the fuel and the subsequent primary combustion can be carried out in a controlled ember bed.
- the burning on a feed grate has significant advantages over a pure fluidized bed combustion, which among other things lower air velocities at the grate is to call.
- the invention results in the advantage that the raw dust content is already minimized in the primary region.
- the cyclone combustion is arranged vertically above the primary zone designed as a feed grate firing.
- the specially shaped entry into the cyclone chamber and tangentially arranged air nozzles for the secondary air and the circulation caused thereby result in an advantageous rotation of the flue gases.
- This rotational movement of the flue gases pushes (heavy) dust particles outwards where they burn and fall back down into the primary zone.
- the combustion process that takes place in the cyclone combustion and is dynamically influenced by the tangential forces and gravity enables a complete burning of the fly ash.
- this embodiment can be carried out in a device having a combustion chamber for burning solid fuels, in particular agricultural and forestry biomass, and special fuels, wherein a primary combustion is carried out in a chamber with a grate, and a secondary combustion is carried out as cyclone combustion, which is characterized in that in the cyclone chamber several nozzles / nozzles for the entry of air and that the nozzle blocks / nozzles are aligned tangentially or at least approximately tangentially to the cyclone chamber.
- the invention allows the tangential or substantially tangential air streams (from the nozzles) to control the tangential velocity during cyclone combustion to achieve optimum combustion. All this can lead to the advantageous reduction of the raw dust content in the exhaust gases (flue gas).
- the chamber for the cyclone combustion is arranged vertically above the primary zone designed as a feed grate firing.
- the method according to the invention may be distinguished by the fact that the primary combustion is carried out as feed grate firing.
- the method according to the invention may be distinguished by the fact that the primary combustion enters the cyclone combustion through a connection opening.
- the method according to the invention can be characterized in that air is blown into the cyclone combustion in different directions.
- the method according to the invention can be characterized in that air is blown into the cyclone combustion in tangential or in substantially tangential streams.
- the method according to the invention can be characterized in that the tangential velocity in the cyclone combustion is set by selecting the speed of the air streams.
- the method according to the invention may be characterized in that air is blown into the cyclone combustion from at least two nozzles.
- the method according to the invention may be characterized in that air is alternately injected into the cyclone combustion from two nozzle sticks arranged distributed over the circumference of the chamber of the cyclone combustion, the two nozzle sticks being diametrically opposed to one another.
- the method according to the invention may be distinguished by the fact that the directions of the air streams emerging from the two nozzles are parallel but opposite to each other.
- the method according to the invention may be characterized in that air is alternately injected, with equal or different intensity, from nozzles of a set of two sets of nozzles into the cyclone combustion, the air streams emerging from the nozzles of the two sets being oppositely tangential or in the opposite direction Essentially tangentially aligned.
- the method according to the invention may be characterized in that air is injected simultaneously, with equal or different intensity, from nozzles of a set of two sets of nozzles into the cyclone combustion, the air streams emerging from the nozzles of the two sets being oppositely tangential or in the opposite direction Essentially tangentially aligned.
- the method according to the invention can be characterized in that the air streams are injected in one direction and speed into the cyclone combustion, that the cyclone combustion is performed turbulent.
- the method according to the invention may be distinguished by the fact that the air streams are blown into the cyclone combustion in one direction and speed, and that the cyclone combustion is carried out in the form of a fluidized bed.
- the device according to the invention proposed for carrying out the method according to the invention may be distinguished by the fact that the chamber for the advancing grate firing is assigned a device for supplying solid fuels.
- the device according to the invention proposed for carrying out the method according to the invention may be distinguished in that the transition between the chamber for the feed grate firing and the cyclone chamber for the cyclone combustion has a smaller cross-sectional area compared to the cross-sectional area of the cyclone chamber.
- the inventive device proposed for carrying out the method according to the invention may be characterized in that the cyclone chamber for cyclone combustion with distance from the connection opening between chamber for Vorschubrostfeuerung and Zyklonhunt for cyclone combustion an inwardly facing, inwardly projecting rib, in particular an annular rib , having.
- the device according to the invention proposed for carrying out the method according to the invention can be characterized in that at least one nozzle for the entry of air opens in the cyclone chamber for the cyclone combustion.
- the device according to the invention proposed for carrying out the method according to the invention can be characterized in that the at least one nozzle for the introduction of air into the cyclone chamber for the cyclone combustion opens tangentially into the region between the connection opening and the rib.
- the device according to the invention proposed for carrying out the method according to the invention may be distinguished in that the at least one nozzle opens at a small distance above the connection opening.
- the proposed device according to the invention for carrying out the method according to the invention may be characterized in that in the cyclone chamber several nozzles / nozzles for the entry of air and that the nozzle blocks / nozzles are aligned tangentially or at least approximately tangentially to the cyclone chamber.
- the device according to the invention proposed for carrying out the method according to the invention can be characterized in that a feed grate is provided in the combustion chamber for the primary combustion, to which a device for supplying solid fuels is assigned.
- the device according to the invention proposed for carrying out the method according to the invention may be distinguished in that the transition between the combustion chamber for the primary combustion and the cyclone chamber has a smaller cross-sectional area than the cross-sectional area of the interior of the cyclone chamber.
- the device according to the invention proposed for carrying out the method according to the invention may be characterized in that the cyclone chamber for cyclone combustion with a distance from the connection opening between the combustion chamber for the primary combustion and the cyclone chamber for cyclone combustion, an inwardly facing, inwardly projecting rib, in particular an annular rib having.
- the device according to the invention proposed for carrying out the method according to the invention may be distinguished in that the cyclone chamber for the cyclone combustion is designed as a projection-free cylinder.
- the device according to the invention proposed for carrying out the method according to the invention may be characterized in that the nozzle nozzles / nozzles for the introduction of air into the cyclone chamber open tangentially.
- the device according to the invention proposed for carrying out the method according to the invention may be distinguished by the fact that two pairs are provided with two nozzle bars which are diametrically opposed to one another.
- the device according to the invention proposed for carrying out the method according to the invention may be distinguished by the fact that the axes of the openings of the nozzle blocks are aligned parallel to a diameter line lying between two nozzle bars.
- the device according to the invention proposed for carrying out the method according to the invention can be characterized in that the nozzle rods are connected to supply lines for air supply such that either the nozzle blocks of one pair or the nozzle blocks of the other pair are exposed to air.
- the device according to the invention proposed for carrying out the method according to the invention may be characterized in that the nozzle sticks are connected to supply lines for air supply, that the nozzle sticks of the one pair and the nozzle sticks 31 of the other pair simultaneously with air, optionally with air of different intensity , are acted upon.
- the device according to the invention proposed for carrying out the method according to the invention may be characterized in that in the wall of the cyclone chamber a first set of nozzles, which are oriented approximately tangentially, on the one hand, and a second set of nozzles, which are aligned approximately tangentially to the cyclone chamber, on the other hand, are provided and that the nozzles of the first set and the nozzles of the second set are aligned in opposite directions.
- the device according to the invention proposed for carrying out the method according to the invention may be characterized in that nozzle blocks / nozzles are arranged at different altitudes in the cyclone chamber.
- the device according to the invention proposed for carrying out the method according to the invention may be distinguished by the fact that several pairs of nozzle sticks are distributed over the height of the cyclone chamber.
- FIG. 1 a device for burning solid fuels and in the Fig. 2 to 5
- FIG. 1 a device for burning solid fuels
- Fig. 2 to 5 In schematic horizontal sections embodiments of inventive cyclone chambers are shown.
- a plant according to the invention has in the in Fig. 1 embodiment shown, two basic components, a combustion chamber 1 and a cyclone chamber 5.
- a feed grate 3 is provided in the burner chamber 1, in which the Vorschubrostfeuerung is executed.
- the cyclone chamber 5 is arranged, in which the cyclone combustion takes place.
- the cyclone chamber 5 has a vertical axis 7 and is arranged at the upper end 9 of the combustion chamber 1 for the Vorschubrostfeuerung.
- a feed 13 which can operate continuously or discontinuously and, for example, a mechanical supply by means of hydraulic Stoker or screw conveyors, fed.
- the kiln 11 slides down along the feed grate 3 while it is burning.
- the transition 15 between the combustion chamber 1 with the Vorschubrostfeuerung and the cyclone chamber 5 for the cyclone combustion is formed in the embodiment with reduced cross section to ensure in the cyclone chamber 5, an advantageous flow of smoke or carbonization from the feed grate firing in the vertical cyclone combustion.
- the section 17 of the larger diameter cyclone chamber 5 terminates at the top with a further Einschürung 23, to which a second, extended portion 25 connects at the top.
- the purified flue gases from the cyclone chamber 5 can also escape upwards.
- a considerable advantage of the method according to the invention and the device according to the invention is that, thanks to the special arrangement and operation of the nozzles (cf. Fig. 2 to 5 ) in the cyclone chamber 5 of a fluidized bed can form similar conditions, wherein substances in the fluidized bed from below by transfer from the burner chamber 1, in which the Vorschubrostfeuerung is performed, and deducted smoke or combustion gases through the lateral outlet 21 (or up) become.
- FIGS. 2 and 3 In the in the FIGS. 2 and 3 In the embodiment shown in FIG. Fig. 1 ) for forming a cyclone combustion in the cyclone chamber 5, four nozzle blocks 30 and 31 for supplying air are provided.
- the nozzle sticks 30 and 31 are aligned so that the axes of their mouths and thus the air streams emerging from them are aligned parallel to a diameter line 32 which is provided between adjacent nozzle bars 30 and 31, that is, the air streams from the nozzle sticks 30 and 31 entering the cyclone chamber 5 substantially tangentially.
- either the pair with the nozzle sticks 30 (FIG. Fig. 3 ) or the pair with the nozzle sticks 31 (FIG. Fig. 2 ) is exposed to air, so that once a direction of rotation of the cyclone in a clockwise direction ( Fig. 3 ) and in the other case, a counterclockwise direction ( Fig. 2 ).
- two sets of nozzles namely nozzles 40 and nozzles 41 are provided in the region of the cyclone chamber 5, which are arranged, for example, at different heights (one above the other) in the wall of the cyclone chamber 5.
- the nozzles 40 and 41 are aligned substantially tangentially to the inner wall of the cyclone chamber 5, so that during operation of the nozzles 40, a rotational movement of the cyclone in a clockwise direction (FIG. Fig. 4 ) or when applying the nozzles 41, a rotational movement of the cyclone counterclockwise ( Fig. 5 ).
- the parameters of the combustion in the cyclone chamber 5 can be set so that optimum combustion is achieved. This also ensures that the raw dust content in the flue gas is reduced. Finally, there is also an advantage that a cleaning of the fire box can be achieved.
- a device which has a burner chamber 1, in which a feed grate firing is performed as a primary combustion on a feed grate 3. Above the burner chamber 1, a cyclone chamber 5 is arranged, in which a cyclone combustion is performed.
- the cyclone chamber 5 is a chamber with a substantially vertical axis 7, which is connected to an opening at the upper end 9 of the burner chamber 1.
- cyclone chamber 5 In the cyclone chamber 5 is achieved by tangentially through nozzle rods 30, 31 or nozzles 40, 41 air supplied a rotational movement of the flue gases and solids contained therein, whereby the solids are pressed to the outside and optionally, if they do not burn in the cyclone combustion, back into the burner chamber 1 fall. Purified flue gases are withdrawn from the top and / or sides of the cyclone chamber 5.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verbrennen fester Brennstoffe.The invention relates to a method and apparatus for burning solid fuels.
Bekannte Vorrichtungen zum Verbrennen fester Brennstoffe besitzen in der Regel einen Rost, auf dem der zu verbrennende Brennstoff verbrannt wird.Known devices for burning solid fuels usually have a grate on which the fuel to be burned is burned.
Problematisch bei den bekannten Feuerungsanlagen ist es, dass land- und forstwirtschaftliche Biomasse nur bedingt einer thermischen Nutzung durch Verbrennen zugeführt werden konnten.The problem with the known firing systems is that agricultural and forestry biomass could only be supplied to a limited extent to thermal utilization by burning.
Ein zusätzliches Problem besteht darin, dass eine Sekundärverbrennung nur bedingt möglich ist.An additional problem is that secondary combustion is only conditionally possible.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, mit denen bei geringen Betriebskosten eine problemlose thermische Nutzung von land- und forstwirtschaftlichen Biomassen und Sonderbrennstoffen, wie Altholz, Abfälle aus der Papierindustrie und Spuckstoffe, möglich ist.The invention has for its object to provide a method and apparatus of the type mentioned, with which at low operating costs, a problem-free thermal utilization of agricultural and forestry biomasses and special fuels, such as waste wood, waste from the paper industry and rejects, is possible.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß mit einem Verfahren, das die Merkmale von Anspruch 1 aufweist und mit einer Vorrichtung, welche die Merkmale von Anspruch 14 aufweist.This object is achieved according to the invention with a method having the features of
Bevorzugte und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Preferred and advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es, dass die Primärverbrennung (Vorschubrost) und die Sekundärverbrennung (Zyklonverbrennung) räumlich getrennt erfolgen. Die Primärverbrennung kann in reduzierender Atmosphäre betrieben werden. Dadurch ist eine erhebliche Reduktion der umweltschädigenden Stickoxide möglich.An advantage of the method and apparatus according to the invention is that the primary combustion (feed grate) and the secondary combustion (cyclone combustion) are spatially separated. The primary combustion can be operated in a reducing atmosphere. As a result, a significant reduction of environmentally harmful nitrogen oxides is possible.
Da bei dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine Kombination aus Vorschubrostfeuerung und eine vertikale Zyklonverbrennung (Wirbelschichtverbrennung) vorliegt, bei der die Primärverbrennung auf einem Vorschubrost stattfindet, ergibt sich ein günstiger Verlauf der Verbrennung mit geringem Anfall an umweltbelastenden Abfallstoffen. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung können insbesondere auch feste, langflammige und vor allem ligninhältige Brennstoffe verbrannt werden.Since in the inventive method and apparatus according to the invention a combination of Vorschubrostfeuerung and a vertical cyclone combustion (fluidized bed combustion) is present, in which the primary combustion takes place on a feed grate, results in a favorable course of combustion with a small amount of polluting waste. With the device according to the invention, in particular also solid, long-flame and especially lignin-containing Fuels are burned.
In einer Ausführungsform kann durch großzügige Dimensionierung der Rostkonstruktion das Trocknen des Brennstoffes und die nachfolgende Primärverbrennung in einem kontrollierten Glutbett ausgeführt werden.In one embodiment, by generously dimensioning the grate construction, the drying of the fuel and the subsequent primary combustion can be carried out in a controlled ember bed.
Das Verbrennen auf einem Vorschubrost hat wesentliche Vorteile gegenüber einer reinen Wirbelschichtfeuerung, worunter unter anderem geringere Luftgeschwindigkeiten am Rost zu nennen ist.The burning on a feed grate has significant advantages over a pure fluidized bed combustion, which among other things lower air velocities at the grate is to call.
Dabei ergibt sich in einer Ausführungsform bei der Erfindung der Vorteil, dass der Rohstaubgehalt bereits im Primärbereich minimiert wird.In one embodiment, the invention results in the advantage that the raw dust content is already minimized in the primary region.
Mit Vorteil ist im Rahmen der Erfindung vorgesehen, dass über der als Vorschubrostfeuerung ausgebildeten Primärzone, die Zyklonverbrennung vertikal angeordnet ist.It is advantageously provided in the context of the invention that the cyclone combustion is arranged vertically above the primary zone designed as a feed grate firing.
In einer Ausführungsform der Erfindung ergeben der speziell geformte Eintritt in die Zyklonkammer und tangential angeordnete Luftdüsen für die Sekundärluft und die dadurch bewirkte Zirkulation ein vorteilhaftes Drehen der Rauchgase. Durch diese Rotationsbewegung der Rauchgase werden (schwere) Staubteilchen nach außen gedrückt, wo sie verbrennen und wieder nach unten in die Primärzone fallen.In one embodiment of the invention, the specially shaped entry into the cyclone chamber and tangentially arranged air nozzles for the secondary air and the circulation caused thereby result in an advantageous rotation of the flue gases. This rotational movement of the flue gases pushes (heavy) dust particles outwards where they burn and fall back down into the primary zone.
Der in der Zyklonverbrennung ablaufende, dynamisch durch die Tangentialkräfte und Schwerkraft beeinflusste Verbrennungsprozess ermöglicht ein vollständiges Verbrennen der Flugasche.The combustion process that takes place in the cyclone combustion and is dynamically influenced by the tangential forces and gravity enables a complete burning of the fly ash.
Zusätzlich ergibt sich durch die hohe Turbulenz im Bereich der vertikalen Zyklonverbrennung eine gute Vermischung der Schwelgase mit Sauerstoff, wodurch das Verbrennen mit einem sehr geringen Restsauerstoff und damit hohem feuerungstechnischen Wirkungsgrad betrieben werden kann.In addition, due to the high turbulence in the region of the vertical cyclone combustion, a good mixing of the carbonization gases with oxygen, whereby the combustion can be operated with a very low residual oxygen and thus high firing efficiency.
Durch den Selbstreinigungseffekt der vertikal angelegten Kammer, in welcher die Zyklonverbrennung ausgeführt wird, wird das Ablagern von Flugasche verhindert.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass in die Zyklonverbrennung Luft in unterschiedlichen Richtungen eingeblasen wird.Due to the self-cleaning effect of the vertically applied chamber, in which the cyclone combustion is carried out, the deposition of fly ash is prevented.
In one embodiment of the invention, it is provided that air is injected into the cyclone combustion in different directions.
Gemäß der Erfindung kann diese Ausführungsform in einer Vorrichtung mit einer Brennkammer zum Verbrennen fester Brennstoffe, insbesondere land- und forstwirtschaftlicher Biomasse, sowie Sonderbrennstoffe, ausgeführt werden, wobei eine Primärverbrennung in einer Kammer mit einem Rost ausgeführt wird, und eine Sekundärverbrennung als Zyklonverbrennung ausgeführt wird, die sich dadurch auszeichnet, dass in der Zyklonkammer mehrere Düsenstöcke/Düsen für den Eintritt von Luft münden und dass die Düsenstöcke/Düsen zur Zyklonkammer tangential oder wenigstens annähernd tangential ausgerichtet sind.According to the invention, this embodiment can be carried out in a device having a combustion chamber for burning solid fuels, in particular agricultural and forestry biomass, and special fuels, wherein a primary combustion is carried out in a chamber with a grate, and a secondary combustion is carried out as cyclone combustion, which is characterized in that in the cyclone chamber several nozzles / nozzles for the entry of air and that the nozzle blocks / nozzles are aligned tangentially or at least approximately tangentially to the cyclone chamber.
Durch die erfindungsgemäße Verfahrensweise ebenso wie durch die erfindungsgemäße Anordnung und Wahl der Düsen, durch die Luft in den Bereich der, vorzugsweise vertikalen, Zyklonverbrennung eingeblasen wird, hat man es mit einfachen Mitteln einerseits in der Hand, die Zyklonverbrennung turbulent oder in Form einer Wirbelschicht zu betreiben, und andererseits besteht die Möglichkeit die Bedingungen der Sekundärverbrennung im Zyklon zu optimieren.By the method of the invention, as well as by the arrangement and choice of nozzles, is blown through the air in the field of, preferably vertical, cyclone combustion, it is with simple means on the one hand in the hand, the cyclone combustion turbulent or in the form of a fluidized bed On the other hand, it is possible to optimize the conditions of secondary combustion in the cyclone.
Überdies erlaubt es die Erfindung durch die tangentialen oder im Wesentlichen tangentialen Luftströme (aus den Düsen) die tangentiale Geschwindigkeit bei der Zyklonverbrennung zu regeln, um eine optimale Verbrennung zu erreichen. Die alles kann zum vorteilhaften Verringern des Rohstaubgehaltes in den Abgasen (Rauchgas) führen.Moreover, the invention allows the tangential or substantially tangential air streams (from the nozzles) to control the tangential velocity during cyclone combustion to achieve optimum combustion. All this can lead to the advantageous reduction of the raw dust content in the exhaust gases (flue gas).
Mit Vorteil ist im Rahmen der Erfindung vorgesehen, dass über der als Vorschubrostfeuerung ausgebildeten Primärzone, die Kammer für die Zyklonverbrennung vertikal angeordnet ist.It is advantageously provided within the scope of the invention that the chamber for the cyclone combustion is arranged vertically above the primary zone designed as a feed grate firing.
Insgesamt ergibt sich mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung gegenüber konventionellen Vorschubrostfeuerungsanlagen eine erhebliche Reduktion der Betriebskosten.Overall, with the device according to the invention over conventional Vorschubrostfeuerungsanlagen a significant reduction in operating costs.
In einer Ausführungsform kann sich das erfindungsgemäße Verfahren dadurch auszeichnen, dass die Primärverbrennung als Vorschubrostfeuerung ausgeführt wird.In one embodiment, the method according to the invention may be distinguished by the fact that the primary combustion is carried out as feed grate firing.
In einer Ausführungsform kann sich das erfindungsgemäße Verfahren dadurch auszeichnen, dass die Primärverbrennung durch eine Verbindungsöffnung in die Zyklonverbrennung eintritt.In one embodiment, the method according to the invention may be distinguished by the fact that the primary combustion enters the cyclone combustion through a connection opening.
In einer Ausführungsform kann sich das erfindungsgemäße Verfahren dadurch auszeichnen, dass in die Zyklonverbrennung Luft in unterschiedlichen Richtungen eingeblasen wird.In one embodiment, the method according to the invention can be characterized in that air is blown into the cyclone combustion in different directions.
In einer Ausführungsform kann sich das erfindungsgemäße Verfahren dadurch auszeichnen, dass in die Zyklonverbrennung Luft in tangentialen oder in im Wesentlichen tangentialen Strömen eingeblasen wird.In one embodiment, the method according to the invention can be characterized in that air is blown into the cyclone combustion in tangential or in substantially tangential streams.
In einer Ausführungsform kann sich das erfindungsgemäße Verfahren dadurch auszeichnen, dass die tangentiale Geschwindigkeit bei der Zyklonverbrennung durch Wahl der Geschwindigkeit der Luftströme eingestellt wird.In one embodiment, the method according to the invention can be characterized in that the tangential velocity in the cyclone combustion is set by selecting the speed of the air streams.
In einer Ausführungsform kann sich das erfindungsgemäße Verfahren dadurch auszeichnen, dass Luft in die Zyklonverbrennung aus wenigstens zwei Düsen eingeblasen wird.In one embodiment, the method according to the invention may be characterized in that air is blown into the cyclone combustion from at least two nozzles.
In einer Ausführungsform kann sich das erfindungsgemäße Verfahren dadurch auszeichnen, dass Luft abwechselnd aus zwei von vier über den Umfang der Kammer der Zyklonverbrennung verteilt angeordneten Düsenstöcken, wobei die zwei Düsenstöcke einander diametral gegenüberliegen, in die Zyklonverbrennung eingeblasen wird.In one embodiment, the method according to the invention may be characterized in that air is alternately injected into the cyclone combustion from two nozzle sticks arranged distributed over the circumference of the chamber of the cyclone combustion, the two nozzle sticks being diametrically opposed to one another.
In einer Ausführungsform kann sich das erfindungsgemäße Verfahren dadurch auszeichnen, dass die Richtungen der Luftströme, die aus den zwei Düsen austreten, zueinander parallel jedoch entgegengesetzt sind.In one embodiment, the method according to the invention may be distinguished by the fact that the directions of the air streams emerging from the two nozzles are parallel but opposite to each other.
In einer Ausführungsform kann sich das erfindungsgemäße Verfahren dadurch auszeichnen, dass Luft abwechselnd, mit gleicher oder unterschiedlicher Intensität, aus Düsen eines Satzes von zwei Sätzen von Düsen in die Zyklonverbrennung eingeblasen wird, wobei die aus den Düsen der beiden Sätze austretenden Luftströme entgegengesetzt tangential oder im Wesentlichen tangential ausgerichtet sind.In one embodiment, the method according to the invention may be characterized in that air is alternately injected, with equal or different intensity, from nozzles of a set of two sets of nozzles into the cyclone combustion, the air streams emerging from the nozzles of the two sets being oppositely tangential or in the opposite direction Essentially tangentially aligned.
In einer Ausführungsform kann sich das erfindungsgemäße Verfahren dadurch auszeichnen, dass Luft gleichzeitig, mit gleicher oder unterschiedlicher Intensität, aus Düsen eines Satzes von zwei Sätzen von Düsen in die Zyklonverbrennung eingeblasen wird, wobei die aus den Düsen der beiden Sätze austretenden Luftströme entgegengesetzt tangential oder im Wesentlichen tangential ausgerichtet sind.In one embodiment, the method according to the invention may be characterized in that air is injected simultaneously, with equal or different intensity, from nozzles of a set of two sets of nozzles into the cyclone combustion, the air streams emerging from the nozzles of the two sets being oppositely tangential or in the opposite direction Essentially tangentially aligned.
In einer Ausführungsform kann sich das erfindungsgemäße Verfahren dadurch auszeichnen, dass die Luftströme in einer Richtung und Geschwindigkeit in die Zyklonverbrennung eingeblasen werden, dass die Zyklonverbrennung turbulent ausgeführt wird.In one embodiment, the method according to the invention can be characterized in that the air streams are injected in one direction and speed into the cyclone combustion, that the cyclone combustion is performed turbulent.
In einer Ausführungsform kann sich das erfindungsgemäße Verfahren dadurch auszeichnen, dass die Luftströme in einer Richtung und Geschwindigkeit in die Zyklonverbrennung eingeblasen werden, dass die Zyklonverbrennung in Form einer Wirbelschicht ausgeführt wird.In one embodiment, the method according to the invention may be distinguished by the fact that the air streams are blown into the cyclone combustion in one direction and speed, and that the cyclone combustion is carried out in the form of a fluidized bed.
In einer Ausführungsform kann sich die zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgeschlagene erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch auszeichnen, dass der Kammer für die Vorschubrostfeuerung eine Vorrichtung zum Zuführen von festen Brennstoffen zugeordnet ist.In one embodiment, the device according to the invention proposed for carrying out the method according to the invention may be distinguished by the fact that the chamber for the advancing grate firing is assigned a device for supplying solid fuels.
In einer Ausführungsform kann sich die zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgeschlagene erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch auszeichnen, dass der Übergang zwischen der Kammer für die Vorschubrostfeuerung und der Zyklonkammer für die Zyklonverbrennung einen gegenüber der Querschnittsfläche der Zyklonkammer kleinere Querschnittsfläche aufweist.In one embodiment, the device according to the invention proposed for carrying out the method according to the invention may be distinguished in that the transition between the chamber for the feed grate firing and the cyclone chamber for the cyclone combustion has a smaller cross-sectional area compared to the cross-sectional area of the cyclone chamber.
In einer Ausführungsform kann sich die zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgeschlagene erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch auszeichnen, dass die Zyklonkammer für die Zyklonverbrennung mit Abstand von der Verbindungsöffnung zwischen Kammer für Vorschubrostfeuerung und Zyklonkammer für die Zyklonverbrennung eine nach innen weisende, nach innen vorspringende Rippe, insbesondere eine Ringrippe, aufweist.In one embodiment, the inventive device proposed for carrying out the method according to the invention may be characterized in that the cyclone chamber for cyclone combustion with distance from the connection opening between chamber for Vorschubrostfeuerung and Zyklonkammer for cyclone combustion an inwardly facing, inwardly projecting rib, in particular an annular rib , having.
In einer Ausführungsform kann sich die zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgeschlagene erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch auszeichnen, dass in der Zyklonkammer für die Zyklonverbrennung wenigstens eine Düse für den Eintritt von Luft mündet.In one embodiment, the device according to the invention proposed for carrying out the method according to the invention can be characterized in that at least one nozzle for the entry of air opens in the cyclone chamber for the cyclone combustion.
In einer Ausführungsform kann sich die zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgeschlagene erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch auszeichnen, dass die wenigstens eine Düse für das Zuführen von Luft in die Zyklonkammer für die Zyklonverbrennung in den Bereich zwischen der Verbindungsöffnung und der Rippe tangential einmündet.In one embodiment, the device according to the invention proposed for carrying out the method according to the invention can be characterized in that the at least one nozzle for the introduction of air into the cyclone chamber for the cyclone combustion opens tangentially into the region between the connection opening and the rib.
In einer Ausführungsform kann sich die zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgeschlagene erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch auszeichnen, dass die wenigstens eine Düse mit geringem Abstand über der Verbindungsöffnung mündet.In one embodiment, the device according to the invention proposed for carrying out the method according to the invention may be distinguished in that the at least one nozzle opens at a small distance above the connection opening.
In einer Ausführungsform kann sich die zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgeschlagene erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch auszeichnen, dass in der Zyklonkammer mehrere Düsenstöcke/Düsen für den Eintritt von Luft münden und dass die Düsenstöcke/Düsen zur Zyklonkammer tangential oder wenigstens annähernd tangential ausgerichtet sind.In one embodiment, the proposed device according to the invention for carrying out the method according to the invention may be characterized in that in the cyclone chamber several nozzles / nozzles for the entry of air and that the nozzle blocks / nozzles are aligned tangentially or at least approximately tangentially to the cyclone chamber.
In einer Ausführungsform kann sich die zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgeschlagene erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch auszeichnen, dass in der Brennkammer für die Primärverbrennung ein Vorschubrost vorgesehen ist, dem eine Vorrichtung zum Zuführen von festen Brennstoffen zugeordnet ist.In one embodiment, the device according to the invention proposed for carrying out the method according to the invention can be characterized in that a feed grate is provided in the combustion chamber for the primary combustion, to which a device for supplying solid fuels is assigned.
In einer Ausführungsform kann sich die zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgeschlagene erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch auszeichnen, dass der Übergang zwischen der Brennkammer für die Primärverbrennung und der Zyklonkammer eine gegenüber der Querschnittsfläche des Inneren der Zyklonkammer kleinere Querschnittsfläche aufweist.In one embodiment, the device according to the invention proposed for carrying out the method according to the invention may be distinguished in that the transition between the combustion chamber for the primary combustion and the cyclone chamber has a smaller cross-sectional area than the cross-sectional area of the interior of the cyclone chamber.
In einer Ausführungsform kann sich die zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgeschlagene erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch auszeichnen, dass die Zyklonkammer für die Zyklonverbrennung mit Abstand von der Verbindungsöffnung zwischen der Brennkammer für die Primärverbrennung und der Zyklonkammer für Zyklonverbrennung eine nach innen weisende, nach innen vorspringende Rippe, insbesondere eine Ringrippe, aufweist.In one embodiment, the device according to the invention proposed for carrying out the method according to the invention may be characterized in that the cyclone chamber for cyclone combustion with a distance from the connection opening between the combustion chamber for the primary combustion and the cyclone chamber for cyclone combustion, an inwardly facing, inwardly projecting rib, in particular an annular rib having.
In einer Ausführungsform kann sich die zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgeschlagene erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch auszeichnen, dass die Zyklonkammer für die Zyklonverbrennung als vorsprungfreier Zylinder ausgebildet ist.In one embodiment, the device according to the invention proposed for carrying out the method according to the invention may be distinguished in that the cyclone chamber for the cyclone combustion is designed as a projection-free cylinder.
In einer Ausführungsform kann sich die zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgeschlagene erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch auszeichnen, dass die Düsenstöcke/Düsen für das Zuführen von Luft in die Zyklonkammer tangential einmünden.In one embodiment, the device according to the invention proposed for carrying out the method according to the invention may be characterized in that the nozzle nozzles / nozzles for the introduction of air into the cyclone chamber open tangentially.
In einer Ausführungsform kann sich die zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgeschlagene erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch auszeichnen, dass zwei Paare mit zwei einander diametral gegenüberliegender Düsenstöcke vorgesehen sind.In one embodiment, the device according to the invention proposed for carrying out the method according to the invention may be distinguished by the fact that two pairs are provided with two nozzle bars which are diametrically opposed to one another.
In einer Ausführungsform kann sich die zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgeschlagene erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch auszeichnen, dass die Achsen der Mündungen der Düsenstöcke parallel zu einer zwischen zwei Düsenstöcken liegenden Durchmesserlinie ausgerichtet sind.In one embodiment, the device according to the invention proposed for carrying out the method according to the invention may be distinguished by the fact that the axes of the openings of the nozzle blocks are aligned parallel to a diameter line lying between two nozzle bars.
In einer Ausführungsform kann sich die zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgeschlagene erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch auszeichnen, dass die Düsenstöcke mit Versorgungsleitungen für Luftzufuhr derart verbunden sind, dass entweder die Düsenstöcke des einen Paares oder die Düsenstöcke des anderen Paares mit Luft beaufschlagbar sind.In one embodiment, the device according to the invention proposed for carrying out the method according to the invention can be characterized in that the nozzle rods are connected to supply lines for air supply such that either the nozzle blocks of one pair or the nozzle blocks of the other pair are exposed to air.
In einer Ausführungsform kann sich die zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgeschlagene erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch auszeichnen, dass die Düsenstöcke mit Versorgungsleitungen für Luftzufuhr derart angeschlossen sind, dass die Düsenstöcke des einen Paares und die Düsenstöcke 31 des anderen Paares gleichzeitig mit Luft, gegebenenfalls mit Luft unterschiedlicher Intensität, beaufschlagbar sind.In one embodiment, the device according to the invention proposed for carrying out the method according to the invention may be characterized in that the nozzle sticks are connected to supply lines for air supply, that the nozzle sticks of the one pair and the nozzle sticks 31 of the other pair simultaneously with air, optionally with air of different intensity , are acted upon.
In einer Ausführungsform kann sich die zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgeschlagene erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch auszeichnen, dass in der Wand der Zyklonkammer ein erster Satz Düsen, die annähernd tangential ausgerichtet sind, einerseits, und ein zweiter Satz Düsen, die annähernd tangential zur Zyklonkammer ausgerichtet sind, andererseits, vorgesehen sind und dass die Düsen des ersten Satzes und die Düsen des zweiten Satzes in entgegengesetzte Richtungen ausgerichtet sind.In one embodiment, the device according to the invention proposed for carrying out the method according to the invention may be characterized in that in the wall of the cyclone chamber a first set of nozzles, which are oriented approximately tangentially, on the one hand, and a second set of nozzles, which are aligned approximately tangentially to the cyclone chamber, on the other hand, are provided and that the nozzles of the first set and the nozzles of the second set are aligned in opposite directions.
In einer Ausführungsform kann sich die zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgeschlagene erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch auszeichnen, dass in der Zyklonkammer Düsenstöcke/Düsen in unterschiedlichen Höhenlagen angeordnet sind.In one embodiment, the device according to the invention proposed for carrying out the method according to the invention may be characterized in that nozzle blocks / nozzles are arranged at different altitudes in the cyclone chamber.
In einer Ausführungsform kann sich die zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgeschlagene erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch auszeichnen, dass mehrere Paare Düsenstöcke über die Höhe der Zyklonkammer verteilt angeordnet sind.In one embodiment, the device according to the invention proposed for carrying out the method according to the invention may be distinguished by the fact that several pairs of nozzle sticks are distributed over the height of the cyclone chamber.
Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen, in welcher in
Eine erfindungsgemäße Anlage besitzt in der in
In der Brennerkammer 1 mit der Vorschubrostfeuerung wird Brenngut 11 über eine Zuführung 13, die kontinuierlich oder diskontinuierlich arbeiten kann und beispielsweise eine mechanische Zuführung mittels Hydraulikstoker oder Förderschnecken sein kann, zugeführt. Das Brenngut 11 gleitet entlang des Vorschubrostes 3 nach unten, während es verbrennt.In the
Der Übergang 15 zwischen der Brennkammer 1 mit der Vorschubrostfeuerung und der Zyklonkammer 5 für die Zyklonverbrennung ist in dem Ausführungsbeispiel mit reduziertem Querschnitt ausgebildet, um in der Zyklonkammer 5 eine vorteilhafte Strömung der Rauch- bzw. Schwelgase aus der Vorschubrostfeuerung in die vertikale Zyklonverbrennung zu gewährleisten.The
Im Bereich des unteren erweiterten Abschnittes 17 der Zyklonkammer 5 münden mehrere Düsen in die Zyklonkammer 5 tangential ein, durch welche Luft zugeführt wird, welche die Rauchgase und die in diesen enthaltenen Staubteilchen bei der Zyklonverbrennung in eine Drehbewegung um die lotrechte Achse 7 der Zyklonkammer 5 versetzen.In the region of the lower
Der Abschnitt 17 der Zyklonkammer 5 mit größerem Durchmesser endet oben mit einer weiteren Einschürung 23, an die sich oben ein zweiter, erweiterter Abschnitt 25 anschließt.The
Durch die Drehbewegung der Rauchgase und der in diesen enthaltenen Staubteilchen in der Zyklonkammer 5, werden Staubteilchen nach außen gedrückt, wo sie verbrennen und nach unten oder zurück in die Brennerkammer 1 der Primärzone (Vorschubrostfeuerung) fallen. Die von Staubteilchen und sonstigen festen Anteilen gereinigten Rauchgase treten aus der Zyklonkammer 5, in welcher die Zyklonverbrennung stattfindet, seitlich aus. Da obere Ende der Zyklonkammer 5, in welchem die Zyklonverbrennung stattfindet, ist geschlossen, kann aber für Wartungs- oder Reinigungsarbeiten mit einem öffenbaren Deckel 19 ausgebildet sein, wobei auch ein Schauglas zum Beobachten des Verbrennungsvorganges denkbar ist.As a result of the rotational movement of the flue gases and the dust particles contained in them in the
In einer abgeänderten (nicht gezeigten) Ausführungsform können die gereinigten Rauchgase aus der Zyklonkammer 5 auch nach oben hin austreten.In a modified embodiment (not shown), the purified flue gases from the
Ein erheblicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es, dass sich dank der besonderen Anordnung und Betrieb der Düsen (vgl.
Bei der in den
Bei der in den
Bei der in den
Die Düsen 40 und 41 sind zur Innenwand der Zyklonkammer 5 im Wesentlichen tangential ausgerichtet, so dass sich bei Betrieb der Düsen 40 eine Drehbewegung des Zyklons im Uhrzeigersinn (
Bei den Ausführungsformen der
Durch die erfindungsgemäße Anordnung und die Beaufschlagung von Düsenstöcken 30, 31 bzw. Düsen 40, 41 mit Luft ergeben sich beim Ausführen des Verfahrens der Erfindung ebenso wie beim Betrieb der Vorrichtung der Erfindung erhebliche Vorteile beim Nachverbrennen im Zyklon in der Zyklonkammer 5, da die Drehrichtung umgedreht werden kann, einerseits, und durch Wahl der Stärke/Geschwindigkeit, mit der Luft aus den Düsenstöcken 30, 31 bzw. Düsen 40, 41 austritt auch eine Einstellung der Art des Zyklons, nämlich turbulent oder eine reine Wirbelschicht, andererseits.The inventive arrangement and the admission of nozzle sticks 30, 31 and
Durch Ändern der Tangentialgeschwindigkeit in der Zyklonkammer 5 können die Parameter der Verbrennung in der Zyklonkammer 5 so eingestellt werden, dass eine optimale Verbrennung erzielt wird. So wird auch erreicht, dass in dem Rauchgas der Rohstaubgehalt verringert wird. Schließlich ergibt sich auch ein Vorteil, dass eine Reinigung der Feuerbox erreicht werden kann.By changing the tangential velocity in the
Zusammenfassend kann ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, wie folgt beschrieben werden:In summary, an embodiment of the invention can be described as follows:
Bei einem Verfahren zum Verbrennen fester Brennstoffe, insbesondere Biomassen, wird eine Vorrichtung verwendet, die eine Brennerkammer 1 besitzt, in der auf einen Vorschubrost 3 eine Vorschubrostfeuerung als Primärverbrennung ausgeführt wird. Oberhalb der Brennerkammer 1 ist eine Zyklonkammer 5 angeordnet, in welcher eine Zyklonverbrennung ausgeführt wird. Die Zyklonkammer 5 ist eine Kammer mit im Wesentlichen lotrechter Achse 7, die an eine Öffnung am oberen Ende 9 der Brennerkammer 1 angeschlossen ist. In der Zyklonkammer 5 wird durch tangential über Düsenstöcke 30, 31 oder Düsen 40, 41 zugeführte Luft eine Drehbewegung der Rauchgase und in dieser enthaltener Feststoffe erreicht, wodurch die Feststoffe nach außen gedrückt werden und gegebenenfalls, wenn sie nicht in der Zyklonverbrennung verbrennen, zurück in die Brennerkammer 1 fallen. Gereinigte Rauchgase werden oben und/oder seitlich aus der Zyklonkammer 5 abgezogen.In a method for burning solid fuels, in particular biomasses, a device is used which has a
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