EP3263987A1 - Vorrichtung und verfahren zur verfeuerung brennbarer gase - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zur verfeuerung brennbarer gase Download PDF

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EP3263987A1
EP3263987A1 EP16176959.1A EP16176959A EP3263987A1 EP 3263987 A1 EP3263987 A1 EP 3263987A1 EP 16176959 A EP16176959 A EP 16176959A EP 3263987 A1 EP3263987 A1 EP 3263987A1
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EP
European Patent Office
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combustion chamber
gas
combustible
heat transfer
gases
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP16176959.1A
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English (en)
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Inventor
Stefan Beer
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Ostbayerische Technische Hochschule Amberg-Weiden
Original Assignee
Ostbayerische Technische Hochschule Amberg-Weiden
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Filing date
Publication date
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    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G7/00—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals
    • F23G7/06—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases
    • F23G7/061—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases with supplementary heating
    • F23G7/065—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases with supplementary heating using gaseous or liquid fuel
    • F23G7/066—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases with supplementary heating using gaseous or liquid fuel preheating the waste gas by the heat of the combustion, e.g. recuperation type incinerator
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C5/00—Disposition of burners with respect to the combustion chamber or to one another; Mounting of burners in combustion apparatus
    • F23C5/08—Disposition of burners
    • F23C5/32—Disposition of burners to obtain rotating flames, i.e. flames moving helically or spirally
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
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    • F23G5/02—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment
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    • F23G5/32—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor the waste being subjected to a whirling movement, e.g. cyclonic incinerators
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    • F23G2201/30—Pyrolysing
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2900/00—Special features of, or arrangements for incinerators
    • F23G2900/00001—Exhaust gas recirculation

Definitions

  • the present invention relates to the field of combusting combustible gases for heat recovery.
  • the present invention relates to a combustion chamber for burning combustible gases obtained by means of biomass gasification for supplying heat to a heat engine.
  • a gas stream and in particular a gas stream produced by gasification of biomass, may carry with it substances and compounds which, after burning the combustible gases, remain as residues and deposit on plant elements.
  • the residues may reduce the efficiency of heat transfer elements provided in the combustion chamber or in a passage adjacent the combustion chamber for exhausting the hot gases generated during combustion.
  • corrosion damage can be caused by aggressive deposits on system elements.
  • Desirable are thus devices and methods for burning combustible gases, which reduce the amount of residues remaining after the combustion of the combustible gases and are also as insensitive as possible to the deposition of residues. Furthermore, devices and methods for combusting combustible gases are generally advantageous if they have high efficiency.
  • the combustible gas combusting apparatus of the present invention includes a combustion chamber defined by a combustion chamber wall and a burner disposed in a recess of the combustion chamber wall, the burner being formed as a parallel flow burner and a gas inflow port of the burner being directed tangentially against the combustion chamber wall.
  • parallel flow burner is understood in particular to mean a burner in which flammable gases and oxygen (or oxygen-containing gas mixtures such as air) are conducted parallel to one another into the combustion chamber, the mixture of combustible gases and the oxygen in the combustion chamber takes place.
  • gas inflow opening is understood to mean, in particular, an outlet of a gas supply line, through which combustible gases are conducted into the combustion chamber.
  • a turbulent gas flow can be generated, which ensures an accelerated mixing of the combustible gases and oxygen and, in addition, an improved heat transfer.
  • the expression “directed tangentially against the combustion chamber wall” is understood to mean an orientation of the gas inflow opening in which an average flow direction of the gas flow conducted into the combustion chamber through the gas inflow opening is not directed toward the center of the combustion chamber or in one Symmetrieebene the combustion chamber is located. Rather, in the context of the present invention, the expression “directed tangentially against the combustion chamber wall” means, in particular, such an orientation of the gas inflow opening which is inclined away from the center of the combustion chamber or with a plane of symmetry of the combustion chamber which, for example, runs through the center of the recess , an angle greater than 15 °, greater than 30 ° or greater than 45 °.
  • the combustion chamber wall has a cylindrical or frustoconical portion in the center of which a heat transfer element extends in the axial direction.
  • the heat transfer element has a cylindrical or frusto-conical base body, which is provided with a number of ribs extending in the radial direction and spaced apart from one another in the axial direction, or with a rib that spirals around the main body.
  • the surface area and thus the heat transfer capability of the heat transfer element can be increased. Further, by the arrangement and shape of the rib (s) of the gas flow path and / or the mixing or the expansion of the turbulent gas flow are controlled or adapted to different processes.
  • the device has a second recess spaced from the recess in the axial direction, the second recess being adapted and provided for discharging hot gases generated in operation by combustion of the combustible gases in the combustion chamber.
  • the apparatus comprises a heat engine coupled to the heat transfer element.
  • the apparatus comprises a controller adapted to control a flow of gas through the gas inflow port, the inflowing gases moving in a helical path around the heat transfer member.
  • the controller thereby makes it possible, by increasing or decreasing the velocity of the incoming gas flow, to control the turbulence and residence time of the combustible gases in the combustion chamber, thereby controlling the degree of mixing of the gases and the efficiency of the heat transfer.
  • the combustion chamber wall is at least partially lined with a refractory material, particularly preferably with ceramic material or a chamotte.
  • the lining of the combustion chamber wall can, for example, be done by tiling with provided between the tiles expansion joint, the tiles on the Inside with ceramic and on the outside are additionally provided with a (non-ceramic) heat insulation. It can thereby be achieved that heat induced material fatigue damage to the combustion chamber wall is avoided and a majority of the heat transferred to the combustion chamber wall is not transmitted to the outside but as radiant heat to the heat transfer element. In addition, corrosion damage can be avoided or at least reduced.
  • the system according to the invention comprises the device for combusting combustible gases and a biomass gasification device operable in countercurrent mode, the burner being connected to the biomass gasification device which can be operated in the countercurrent process.
  • combustion chamber Due to the robustness of the combustion chamber can be burned by gasification of biomass in countercurrent gas flow produced without additional filtering or cleaning, whereby the use of fossil fuels can be reduced or replaced by renewable resources, without significantly increasing the maintenance of the combustion chamber.
  • the combustible gas combustion method of the present invention comprises flowing the combustible gases into a combustion chamber through a gas inflow port, combusting the combustible gases, and discharging hot gases from the combustor resulting from the combustion, wherein a wall of the combustor is at least partially lined with a refractory material is and the combustible gases are guided from the gas inlet opening along a spiral path through the combustion chamber.
  • the guiding of the combustible gases from the gas inlet opening along a spiral path through the combustion chamber thereby allows an increased residence time of the combustible gases in the combustion chamber and thus assists the combustion of the combustible gases in the combustion chamber as complete as possible.
  • a lining with refractory material improved resistance to high temperatures and temperature variations, and in the case of a ceramic lining or a lining with a chamotte, also a high resistance against deposition-induced corrosion and in the case of a ceramic lining a good thermal insulation of the combustion chamber achieved.
  • the combustion chamber wall has a cylindrical or frustoconical portion in the center of which a heat transfer element extends in the axial direction.
  • the hot gases generated by the combustion thus spiral around the heat transfer element.
  • the combustion chamber wall is heated over a large area to temperatures at which a significant portion of the heat is transmitted by radiation from the combustion chamber wall to the heat transfer element, whereby the heat transfer element is uniformly applied with heat.
  • the residues resulting from the firing are accelerated away from the heat transfer member in the direction of the refractory or fireclay wall, thereby reducing the amount of deposits on the heat transfer member and maintaining the thermal conductivity of the heat transfer member surface.
  • the heat transfer element has a cylindrical or frusto-conical base body, which is provided with a number of ribs extending in the radial direction and spaced apart from one another in the axial direction, or with a rib that spirals around the main body.
  • the surface area and thus the heat transfer capability of the heat transfer element can be increased. Furthermore, the gas flow path and / or the mixing of the gas flow can be adjusted or adapted to different processes by the arrangement and shape of the rib (s).
  • the hot gases produced during combustion are removed from the combustion chamber through a recess which is spaced apart from the gas inlet opening in the axial direction.
  • the method further comprises transferring heat from the heat transfer element to a process fluid of a heat engine.
  • the method further comprises operating a countercurrent biomass gasification apparatus and passing the combustible gases generated in the gasification from the biomass gasification apparatus through the gas inflow port into the combustor.
  • the biomass gasification apparatus is a biomass pellet or biomass chaff gasifier, and comprises operating the biomass pellet or biomass chaff gasifier countercurrently by passing flue gases through a pellet bed or a wood chip bed.
  • Fig. 1 and 2 show a longitudinal section and a cross section of a first device 10 according to a preferred embodiment of the present invention along the cutting planes BB and AA.
  • the device 10 comprises a rotationally symmetrical combustion chamber 12, the interior of which is limited to the outside by a combustion chamber wall 14.
  • a burner 18 is arranged in a recess 16 of the combustion chamber wall 14.
  • the burner 18 is fed by a first supply line 20 with combustible gases and by a second supply line 22 with oxygen or ambient air.
  • the first supply line 20 may be concentrically disposed in the second supply line 22.
  • the first supply line 20 may be arranged parallel to but outside the second supply line 22.
  • the gas inflow opening 24 of the burner 18 is inclined away from the center of the combustion chamber 12 and directed tangentially against an inner side of the combustion chamber wall 14, wherein an average flow direction of a flowing out of the burner 18 gas flow with a mirror symmetry plane of the combustion chamber through the center of the recess 16 at an angle of more than 45 °.
  • the gas inlet opening 24 of the burner 18 is further provided with projecting into the gas flow baffles 26, which at a corresponding gas inflow rate, which can be controlled, for example, by an ambient air supply control, provide for the occurrence of flow vortices in the gas flow.
  • the flow vortices mix the combustible gases and the oxygen in the combustion chamber 12 immediately after exiting the gas inflow opening 24.
  • the gas flow is thus impressed, in addition to a rotational movement component about the combustion chamber longitudinal axis, local flow vortices, which decrease along the path of the gas flow in expansion and number.
  • a heat transfer member 30 extends in the axial direction.
  • the heat transfer element 30 has a cylindrical base body 32, which comprises a conduit 34 filled with a process fluid.
  • the shape of the portion 28 and the heat transfer member 30 is not limited to the cylinder shape. Rather, for example, the heat transfer element 30 may have a differently shaped, preferably rotationally symmetrical base body 32 instead of the cylindrical base body 32, z. B. a frustoconical base body 32nd
  • the heat generated during combustion in the combustion chamber 12 is transferred (radially inward) to the process fluid by the heat transfer element 30 by the heat transfer element 30 forming a homogeneous thermal connection or bridge between the interior of the combustion chamber 12 and the process fluid.
  • a transfer of heat to a process fluid (in the radial outward direction) through the combustion chamber wall 14, for example through an inwardly concave heat transfer device arranged in a further recess of the combustion chamber wall 14, which limits the combustion chamber 12 to the outside is not provided.
  • the combustion chamber wall 14 may be lined with a refractory material, for example. With ceramic material in the form of (inside concave) ceramic tiles or with a chamotte to the insulation of the combustion chamber 12.
  • the ceramic tiles or chamotte emit a portion of the absorbed heat as radiant heat to the heat transfer element 30, which transfers the heat to the process fluid provided in the channel 34.
  • the channel 34 may, as in Fig. 1 indicated to be a portion of a heating circuit, wherein the on the Process fluid transmitted heat with the channel 34 flowing through the process fluid can be forwarded.
  • the combustion chamber wall 14 also has, in a conically tapering section, a second recess 36, which is spaced from the first recess 16 in the axial direction, the axial direction preferably coinciding with the vertical and the second recess 36 being arranged above the first recess 16.
  • the hot gas flow generated by burning the combustible gases is thereby imparted next to the rotational movement component a linear movement component in the direction of the second recess 36, whereby the gas flow along a spiral path (in Fig. 1 and 2 indicated by "flow arrows") is moved from the gas inlet opening 24 to the second recess 36 and is discharged there from the combustion chamber 12.
  • 3 and 4 show a longitudinal section and a cross section of a second device 10 'according to another preferred embodiment of the present invention along the cutting planes DD and CC.
  • the device 10 ' differs from the device 10 in that the hot gases through the second recess 36' not as in the second recess 36 in Fig. 1 and 2 , in the axial direction, but in the tangential direction from the combustion chamber 12 'are discharged.
  • a discharge channel which adjoins the second recess 36 'and which extends in the radial direction can enclose a predetermined angle with a plane of symmetry of the combustion chamber 12' through the middle of the second recess 36 ', which is, for example, greater than 15 °, larger than 30 ° or greater than 45 °.
  • the orientation of the discharge channel is adapted to the spiral path of the gas flow.
  • the heat transfer element 30 may, as in Fig. 5 shown, a series of radially extending and spaced apart in the axial direction spaced ribs 38 or (parallel to the gas flow) spirally around the body 32 spiral rib 38 have. Furthermore, the heat transfer element 30 may be coupled to a heat engine 40. This can, as in Fig. 5 shown, a working piston 42 may be provided in the heat transfer member 30, which is displaced by the expanding process fluid while doing work. Further, in the heat transfer element 30, a displacer 44 may be provided, which displaces the process fluid in the channel 34 from a warmer to a colder channel region, whereby the process fluid cools and the working piston 42 returns to its original position. For example. This can be used to implement a Stirling process that drives a generator.
  • Fig. 6 schematically shows a biomass gasification device 46 which is adapted for operation in countercurrent process and is further adapted to supply the device 10 with combustible gases.
  • the biomass gasification apparatus 46 includes a biomass feed 48 and an ambient air feed 50 connected at opposite ends of a reactor space of the biomass gasification apparatus 46.
  • the combustible gases generated during the gasification are filtered when flowing through the biomass, for example.
  • a biomass pellet bed such as a Holzpellet generallyung
  • a Biomassehackgut is conducted into the combustion chamber 12 via the second supply line 22.
  • the hot gases generated during the combustion of the combustible gases in the combustion chamber 12 release heat to the heat transfer element 32 and are discharged via a flue gas channel 52.
  • a heat exchanger may further be provided which extracts heat from the hot gases and supplies them to a heating circuit.
  • Fig. 7 11 shows a flowchart of the combustible gas combustion process 54 in the combustor 12.
  • the process 54 includes flowing the combustible gases 56 into the combustor 12 through the gas inflow port 24 and passing the combustible gases along a spiral path through the combustor 12. Further for example, the process 54 includes firing 60 the combustible gases (along the spiral path) and discharging 62 the hot gases from the combustor 12 resulting from firing.

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Abstract

Offenbart wird eine Vorrichtung zur Verfeuerung brennbarer Gase. Die Vorrichtung umfasst eine von einer Brennkammerwand begrenzte Brennkammer und einen Brenner, welcher in einer Aussparung der Brennkammerwand angeordnet ist. Der Brenner ist als Parallelstrombrenner ausgebildet und eine Gaseinströmungsöffnung des Brenners ist tangential gegen die Brennkammerwand gerichtet.

Description

    GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Verfeuerung brennbarer Gase zur Wärmegewinnung. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Brennkammer zur Verfeuerung von mittels Biomassevergasung gewonnener brennbarer Gase zur Versorgung einer Wärmekraftmaschine mit Wärmeenergie.
    • HINTERGRUND
  • Ein Gasstrom und insbesondere ein mittels Vergasung von Biomasse erzeugter Gasstrom kann Stoffe und Stoffverbindungen mit sich führen, die nach dem Verfeuern der brennbaren Gase als Rückstände zurückbleiben und sich auf Anlagenelementen ablagern. Durch die Rückstände kann sich jedoch die Effizienz von Wärmeübertragungselementen, die in der Brennkammer oder in einem sich an die Brennkammer anschließenden Kanal zur Abführung der bei der Verbrennung erzeugten Heißgase vorgesehenen sind, verringern. Ferner können durch aggressive Ablagerungen auf Anlagenelementen Korrosionsschäden hervorgerufen werden.
  • Wünschenswert sind somit Vorrichtungen und Verfahren zur Verfeuerung brennbarer Gase, die die Menge von nach dem Verfeuern der brennbaren Gase zurückbleibenden Rückständen reduzieren und zudem möglichst unempfindlich gegen die Ablagerung von Rückständen sind. Ferner sind Vorrichtungen und Verfahren zur Verfeuerung brennbarer Gase allgemein dann vorteilhaft, wenn sie eine hohe Effizienz aufweisen.
    • ZUSAMMENFASSUNG
  • Zumindest einige dieser vorteilhaften (Prozess-) Eigenschaften werden durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Verfeuerung brennbarer Gase, ein erfindungsgemäßes System und ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Verfeuerung brennbarer Gase erzielt.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Verfeuerung brennbarer Gase umfasst eine von einer Brennkammerwand begrenzte Brennkammer und einen Brenner, welcher in einer Aussparung der Brennkammerwand angeordnet ist, wobei der Brenner als Parallelstrombrenner ausgebildet ist und eine Gaseinströmungsöffnung des Brenners tangential gegen die Brennkammerwand gerichtet ist.
  • Dabei wird im Sinne der vorliegenden Erfindung unter dem Begriff "Parallelstrombrenner" insbesondere ein solcher Brenner verstanden, bei dem brennbare Gase und Sauerstoff (bzw. Sauerstoff enthaltende Gasgemische wie bspw. Luft) parallel zueinander in die Brennkammer geführt werden, wobei die Mischung der brennbaren Gase und des Sauerstoffs in der Brennkammer erfolgt. Ferner wird im Sinne der vorliegenden Erfindung unter dem Begriff "Gaseinströmungsöffnung" insbesondere ein Auslass einer Gaszuführungsleitung verstanden, durch die brennbare Gase in die Brennkammer geleitet werden. Am Auslass der Gaszuführungsleitung kann bei ausreichender Strömungsgeschwindigkeit durch geeignete konstruktive Mittel, bspw. durch in die Gasströmung hineinragende Ablenkplatten, eine turbulente Gasströmung erzeugt werden, die für eine beschleunigte Durchmischung der brennbaren Gase und des Sauerstoffs und zudem für eine verbesserte Wärmeübertragung sorgt.
  • Des Weiteren wird im Sinne der vorliegenden Erfindung unter der Formulierung "tangential gegen die Brennkammerwand gerichtet" eine solche Ausrichtung der Gaseinströmungsöffnung verstanden, bei der eine mittlere Strömungsrichtung der durch die Gaseinströmungsöffnung in die Brennkammer geleiteten Gasströmung nicht auf die Mitte der Brennkammer gerichtet ist oder in einer Symmetrieebene der Brennkammer liegt. Vielmehr wird im Sinne der vorliegenden Erfindung unter der Formulierung "tangential gegen die Brennkammerwand gerichtet" insbesondere eine solche Ausrichtung der Gaseinströmungsöffnung verstanden, die von der Mitte der Brennkammer weggeneigt ist bzw. mit einer Symmetrieebene der Brennkammer, welche bspw. durch die Mitte der Aussparung verläuft, einen Winkel einschließt, der größer als 15°, größer als 30° oder größer als 45° ist. Die tangentiale Ausrichtung der Gaseinströmungsöffnung gegen die Brennkammerwand, bzw. auf einen Bereich auf der Innenseite der Brennkammerwand, erzeugt somit eine Ablenkung der turbulenten Gasströmung entlang der Innenkontur der Brennkammerwand. Bspw. erzeugt die tangentiale Ausrichtung der Gaseinströmungsöffnung gegen einen Wandbereich eines rotationssymmetrischen Brennkammerabschnitts eine Drehbewegungskomponente der turbulenten Gasströmung um die Symmetrieachse.
  • Vorzugsweise weist die Brennkammerwand einen zylindrischen oder kegelstumpfförmigen Abschnitt auf, in dessen Zentrum sich ein Wärmeübertragungselement in axialer Richtung erstreckt.
  • Durch die tangentiale Ausrichtung der Gaseinströmungsöffnung wird dabei eine turbulente Gasströmung erzeugt, die nicht direkt auf das Wärmeübertragungselement gerichtet ist, sondern das Wärmeübertragungselement entlang einer sich um das Wärmeübertragungselement windenden Bahn umströmt. Dadurch kann die Brennkammerwand großflächig so stark erwärmt werden, dass ein erheblicher Teil der Wärme durch Strahlung von der Brennkammerwand auf das Wärmeübertragungselement übertragen wird. Somit kann das Wärmeübertragungselement gleichmäßiger mit Wärme beaufschlagt werden (als bei einer direkt auf das Wärmeübertragungselement gerichteten Gaseinströmungsöffnung) und es können des Weiteren materialermüdungsindizierte Schäden reduziert werden. Ferner werden Ablagerungen auf dem Wärmeübertragungselement und das Auftreten von Hochtemperaturkorrosion reduziert, da die Flamme nicht auf das Wärmeübertragungselement sondern auf die Brennkammerwand konzentriert wird. Zudem werden durch die aus der Drehbewegungskomponente resultierende Zentrifugalkraft Stoffe und Stoffverbindungen, die die bei der Verfeuerung entstehenden Heißgase mit sich führen, in Richtung der Brennkammerwand transportiert, was die Menge an Ablagerungen auf dem Wärmeübertragungselement weiter reduziert
  • Vorzugsweise weist das Wärmeübertragungselement einen zylindrischen oder kegelstumpfförmigen Grundkörper auf, der mit einer Reihe sich in radialer Richtung erstreckender und in axialer Richtung voneinander beanstandeter Rippen, oder mit einer sich spiralförmig um den Grundkörper windenden Rippe versehen ist.
  • Durch das Vorsehen einer oder mehrerer Rippen kann die Oberfläche und damit die Wärmeübertragungsfähigkeit des Wärmeübertragungselements vergrößert werden. Ferner kann durch die Anordnung und Form der Rippe(n) der Gasströmungspfad und/oder die Durchmischung bzw. die Ausdehnung der turbulenten Gasströmung kontrolliert bzw. an verschiedene Prozesse angepasst werden.
  • Vorzugsweise weist die Vorrichtung eine zweite Aussparung auf, die von der Aussparung in axialer Richtung beabstandet ist, wobei die zweite Aussparung zur Abführung von Heißgasen, die im Betrieb durch eine in der Brennkammer erfolgte Verfeuerung der brennbaren Gase erzeugt werden, eingerichtet und vorgesehen ist.
  • Durch die in axialer Richtung beabstandete zweite Aussparung zur Abführung der Heißgase wird erreicht, dass der Gasstrom spiralförmig um das Wärmeübertragungselement geführt wird, wodurch dieses noch gleichmäßiger über eine gesamte (axiale) Länge des Wärmeübertragungselements mit Wärme beaufschlagt werden kann.
  • Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung eine Wärmekraftmaschine, die an das Wärmeübertragungselement gekoppelt ist.
  • Durch Reduktion der Menge an Ablagerungen und die gleichmäßige Beaufschlagung des Wärmeübertragungselements mit Wärme kann ein gleichbleibend effizienter und wartungsarmer Betrieb der Wärmekraftmaschine erreicht werden.
  • Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung eine Steuerung, die dazu eingerichtet ist, eine Gasströmung durch die Gaseinströmungsöffnung zu steuern, wobei sich die einströmenden Gase auf einer spiralförmigen Bahn um das Wärmeübertragungselement bewegen.
  • Die Steuerung erlaubt es dabei, durch Erhöhen oder Reduzieren der Geschwindigkeit der einströmenden Gasströmung, die Turbulenz und Verweildauer der brennbaren Gase in der Brennkammer zu kontrollieren und damit den Grad der Vermischung der Gase und die Effizienz der Wärmeübertragung zu steuern.
  • Vorzugsweise ist die Brennkammerwand zumindest teilweise mit einem Feuerfestmaterial, besonders vorzugsweise mit keramischem Material oder einer Schamotte ausgekleidet.
  • Die Auskleidung der Brennkammerwand kann bspw. durch Kacheln mit zwischen den Kacheln vorgesehener Dehnungsfuge erfolgen, wobei die Kacheln auf der Innenseite mit Keramik und auf der Außenseite zusätzlich mit einer (nicht-keramischen) Wärmeisolierung versehen sind. Dadurch kann erreicht werden, dass wärmeinduzierte Materialermüdungsschäden an der Brennkammerwand vermieden werden und ein Großteil der an die Brennkammerwand übertragenen Wärme nicht nach außen sondern als Strahlungswärme an das Wärmeübertragungselement übertragen wird. Zudem können Korrosionsschäden vermieden oder zumindest reduziert werden.
  • Das erfindungsgemäße System umfasst die Vorrichtung zur Verfeuerung brennbarer Gase und eine im Gegenstromverfahren betreibbare Biomassevergasungsvorrichtung, wobei der Brenner an die im Gegenstromverfahren betreibbare Biomassevergasungsvorrichtung angeschlossen ist.
  • Durch die Robustheit der Brennkammer kann dabei ein mittels Vergasung von Biomasse im Gegenstromverfahren erzeugter Gasstrom ohne zusätzliche Filterung oder Reinigung verfeuert werden, wodurch der Einsatz fossiler Energieträger verringert bzw. durch nachwachsende Rohstoffe ersetzt werden kann, ohne den Wartungsaufwand hinsichtlich der Brennkammer wesentlich zu erhöhen.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur Verfeuerung brennbarer Gase umfasst ein Einströmen der brennbaren Gase in eine Brennkammer durch eine Gaseinströmungsöffnung, ein Verfeuern der brennbaren Gase, und ein Abführen von bei der Verfeuerung entstehenden Heißgasen aus der Brennkammer, wobei eine Wand der Brennkammer zumindest teilweise mit einem Feuerfestmaterial ausgekleidet ist und die brennbaren Gase von der Gaseinströmungsöffnung entlang einer Spiralbahn durch die Brennkammer geführt werden.
  • Das Führen der brennbaren Gase von der Gaseinströmungsöffnung entlang einer Spiralbahn durch die Brennkammer ermöglicht dabei eine erhöhte Verweilzeit der brennbaren Gase in der Brennkammer und unterstützt somit einen möglichst vollständigen Abbrand der brennbaren Gase in der Brennkammer. Durch das Vorsehen einer Auskleidung mit Feuerfestmaterial wird eine verbesserte Widerstandsfähigkeit gegen hohe Temperaturen und Temperaturschwankungen und im Falle einer keramischen Auskleidung oder einer Auskleidung mit einer Schamotte zudem eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen ablagerungsinduzierte Korrosion sowie im Falle einer keramischen Auskleidung eine gute thermische Isolation der Brennkammer erreicht.
  • Vorzugsweise weist die Brennkammerwand einen zylindrischen oder kegelstumpfförmigen Abschnitt auf, in dessen Zentrum sich ein Wärmeübertragungselement in axialer Richtung erstreckt.
  • Die durch die Verfeuerung erzeugten Heißgase bewegen sich somit spiralförmig um das Wärmeübertragungselement. Dadurch wird die Brennkammerwand großflächig auf Temperaturen erwärmt, bei denen ein erheblicher Teil der Wärme durch Strahlung von der Brennkammerwand auf das Wärmeübertragungselement übertragen wird, wodurch das Wärmeübertragungselement gleichmäßig mit Wärme beaufschlagt wird. Zudem werden die bei der Verfeuerung entstehenden Rückstände durch die Zentrifugalkraft der Bewegung vom Wärmeübertragungselement weg, in Richtung der feuerfest bzw. keramisch oder mit einer Schamotte ausgekleideten Brennkammerwand beschleunigt, wodurch die Menge an Ablagerungen auf dem Wärmeübertragungselement reduziert und die Wärmeleitfähigkeit der Wärmeübertragungselementoberfläche erhalten werden kann.
  • Vorzugsweise weist das Wärmeübertragungselement einen zylindrischen oder kegelstumpfförmigen Grundkörper auf, der mit einer Reihe sich in radialer Richtung erstreckender und in axialer Richtung voneinander beanstandeter Rippen, oder mit einer sich spiralförmig um den Grundkörper windenden Rippe versehen ist.
  • Durch das Vorsehen einer oder mehrerer Rippen kann die Oberfläche und damit die Wärmeübertragungsfähigkeit des Wärmeübertragungselements vergrößert werden. Ferner kann durch die Anordnung und Form der Rippe(n) der Gasströmungspfad und/oder die Durchmischung der Gasströmung eingestellt bzw. an verschiedene Prozesse angepasst werden.
  • Vorzugsweise werden die bei der Verfeuerung entstehenden Heißgase durch eine Aussparung, die von der Gaseinströmungsöffnung in axialer Richtung beabstandet ist, aus der Brennkammer abgeführt.
  • Vorzugsweise weist das Verfahren ferner ein Übertragen von Wärme von dem Wärmeübertragungselement an ein Prozessfluid einer Wärmekraftmaschine auf.
  • Vorzugsweise weist das Verfahren ferner ein Betreiben einer Biomassevergasungsvorrichtung im Gegenstromverfahren und ein Führen der bei der Vergasung erzeugten brennbaren Gase von der Biomassevergasungsvorrichtung durch die Gaseinströmungsöffnung in die Brennkammer auf.
  • Durch die Robustheit der Brennkammer kann somit ein mittels der Vergasung von Biomasse erzeugter Gasstrom ohne zusätzliche Reinigung direkt verfeuert werden, wodurch der Einsatz fossiler Energieträger verringert bzw. durch nachwachsende Rohstoffe ersetzt werden kann.
  • Vorzugsweise ist die Biomassevergasungsvorrichtung eine Biomassepellet- oder Biomassehackgut-Vergasungsvorrichtung und umfasst das Betreiben der Biomassepellet- oder Biomassehackgut-Vergasungsvorrichtung im Gegenstromverfahrenein Führen von Rauchgasen durch eine Pelletschüttung oder eine Hackgutschüttung.
  • Durch das Führen der brennbaren Gase durch die Pelletschüttung oder die Hackgutschüttung kann ein Teil der bei der Verfeuerung Rückstände bildenden Stoffe und Stoffverbindungen aus dem Gasstrom gefiltert werden.
    • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die Erfindung wird nachfolgend in der detaillierten Beschreibung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert, wobei auf Zeichnungen Bezug genommen wird, in denen:
    • Fig. 1
    einen Längsschnitt einer ersten Vorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
    Fig. 2
    einen Querschnitt der ersten Vorrichtung;
    Fig. 3
    einen Längsschnitt einer zweiten Vorrichtung gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
    Fig. 4
    einen Querschnitt der zweiten Vorrichtung;
    Fig. 5
    einen Längsschnitt eines in der ersten oder zweiten Vorrichtung einsetzbaren Wärmeübertragungselements, an das eine Wärmekraftmaschine gekoppelt ist;
    Fig. 6
    eine schematische Darstellung eines Systems gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
    Fig. 7
    ein Flussdiagramm eines Prozesses zur Verfeuerung brennbarer Gase zeigt.
  • Dabei sind in den Zeichnungen gleiche Elemente durch identische Bezugszeichen und analoge Elemente mit um einen Apostroph ergänzten aber ansonsten identischen Bezugszeichen gekennzeichnet.
    • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Fig. 1 und 2 zeigen einen Längsschnitt und einen Querschnitt einer ersten Vorrichtung 10 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entlang der Schnittebenen BB bzw. AA. Die Vorrichtung 10 umfasst eine rotationssymmetrische Brennkammer 12, deren Innenraum nach außen durch eine Brennkammerwand 14 begrenzt ist. In einer Aussparung 16 der Brennkammerwand 14 ist ein Brenner 18 angeordnet. Der Brenner 18 wird durch eine erste Zuführungsleitung 20 mit brennbaren Gasen und durch eine zweite Zuführungsleitung 22 mit Sauerstoff bzw. Umgebungsluft gespeist. Wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt, kann die erste Zuführungsleitung 20 konzentrisch in der zweiten Zuführungsleitung 22 angeordnet sein. Ferner kann die erste Zuführungsleitung 20 parallel zu, aber außerhalb der zweiten Zuführungsleitung 22 angeordnet sein.
  • Wie in Fig. 2 gezeigt, ist die Gaseinströmungsöffnung 24 des Brenners 18 von der Mitte der Brennkammer 12 weggeneigt und tangential gegen eine Innenseite der Brennkammerwand 14 gerichtet, wobei eine mittlere Strömungsrichtung einer aus dem Brenner 18 ausströmenden Gasströmung mit einer Spiegelsymmetrieebene der Brennkammer durch die Mitte der Aussparung 16 einen Winkel von mehr als 45° einschließt. Die Gaseinströmungsöffnung 24 des Brenners 18 ist ferner mit in die Gasströmung hineinragenden Ablenkplatten 26 versehen, die bei entsprechender Gaseinströmungsgeschwindigkeit, welche bspw. durch eine Umgebungsluftzuführungssteuerung gesteuert werden kann, für das Auftreten von Strömungswirbeln in der Gasströmung sorgen. Durch die Strömungswirbel werden die brennbaren Gase und der Sauerstoff in der Brennkammer 12 direkt nach dem Austritt aus der Gaseinströmungsöffnung 24 durchmischt. Der Gasströmung werden somit, neben einer Drehbewegungskomponente um die Brennkammerlängsachse, lokale Strömungswirbel aufgeprägt, die entlang der Bahn der Gasströmung an Ausdehnung und Anzahl abnehmen.
  • Im Zentrum eines zylindrischen Abschnitts 28 der Brennkammerwand 14 erstreckt sich ein Wärmeübertragungselement 30 in axialer Richtung. Das Wärmeübertragungselement 30 weist einen zylindrischen Grundkörper 32 auf, der einen mit einem Prozessfluid gefüllten Kanal 34 umfasst. In diesem Zusammenhang sei jedoch angemerkt, dass die Form des Abschnitts 28 und des Wärmeübertragungselements 30 nicht auf die Zylinderform beschränkt ist. Vielmehr kann bspw. das Wärmeübertragungselement 30 anstatt des zylindrischen Grundkörpers 32 auch einen anders ausgeformten, vorzugsweise rotationssymmetrischen Grundkörper 32 aufweisen, z. B. einen kegelstumpfförmigen Grundkörper 32.
  • Im Betrieb wird durch das Wärmeübertragungselement 30 die bei der Verfeuerung in der Brennkammer 12 entstehende Wärme (in radialer Richtung nach innen) auf das Prozessfluid übertragen, indem das Wärmeübertragungselement 30 eine homogene thermische Verbindung oder Brücke zwischen dem Innenraum der Brennkammer 12 und dem Prozessfluid ausbildet. Eine Übertragung von Wärme an ein Prozessfluid (in radialer Richtung nach außen) durch die Brennkammerwand 14, bspw. durch eine in einer weiteren Aussparung der Brennkammerwand 14 angeordnete, innenseitig konkave Wärmeübertragungseinrichtung, welche die Brennkammer 12 nach außen begrenzt, ist hingegen nicht vorgesehen. Vielmehr kann die Brennkammerwand 14 zur Isolation der Brennkammer 12 mit einem Feuerfestmaterial, bspw. mit keramischem Material in Form von (innenseitig konkaven) Keramikkacheln oder mit einer Schamotte ausgekleidet sein. Die Keramikkacheln oder die Schamotte geben einen Teil der aufgenommenen Wärme als Strahlungswärme an das Wärmeübertragungselement 30 ab, welches die Wärme an das in dem Kanal 34 vorgesehene Prozessfluid überträgt. Der Kanal 34 kann, wie in Fig. 1 angedeutet, ein Teilabschnitt eines Heizkreislaufes sein, wobei die auf das Prozessfluid übertragene Wärme mit dem, den Kanal 34 durchströmenden Prozessfluid weitergeleitet werden kann.
  • Die Brennkammerwand 14 weist zudem in einem konisch zulaufenden Abschnitt eine zweite Aussparung 36 auf, die von der ersten Aussparung 16 in axialer Richtung beabstandet ist, wobei die axiale Richtung vorzugsweise mit der Vertikalen zusammenfällt und die zweite Aussparung 36 oberhalb der ersten Aussparung 16 angeordnet ist. Der durch Verfeuern der brennbaren Gase erzeugten Heißgasströmung wird dadurch neben der Drehbewegungskomponente eine Linearbewegungskomponente in Richtung der zweiten Aussparung 36 aufgeprägt, wodurch sich die Gasströmung entlang einer Spiralbahn (in Fig. 1 und 2 durch "Strömungspfeile" angedeutet) von der Gaseinströmungsöffnung 24 zur zweiten Aussparung 36 bewegt und dort aus der Brennkammer 12 abgeführt wird.
  • Fig. 3 und 4 zeigen einen Längsschnitt und einen Querschnitt einer zweiten Vorrichtung 10' gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entlang der Schnittebenen DD bzw. CC. Wie aus den Fig. 3 und 4 ersichtlich, unterscheidet sich die Vorrichtung 10' von der Vorrichtung 10 dadurch, dass die Heißgase durch die zweite Aussparung 36' nicht, wie durch die zweite Aussparung 36 in Fig. 1 und 2, in axialer Richtung, sondern in tangentialer Richtung aus der Brennkammer 12' abgeführt werden. Dabei kann ein sich an die zweite Aussparung 36' anschließender Abführkanal, welcher sich in radialer Richtung erstreckt, mit einer Symmetrieebene der Brennkammer 12' durch die Mitte der zweiten Aussparung 36' einen vorbestimmten Winkel einschließen, der bspw. größer als 15°, größer als 30° oder größer als 45° ist. Wie aus den Fig. 2 und 4 ersichtlich, sind die Ausrichtung der Gaseinströmungsöffnung 24 und die Ausrichtung des Abführkanals relativ zur jeweiligen radialen Richtung durch die Mitte der ersten Aussparung 16 bzw. durch die Mitte der zweiten Aussparung 36' um die jeweilige axiale Richtung durch die Mitte der ersten Aussparung 16 bzw. durch die Mitte der zweiten Aussparung 36'gegendrehsinnig verkippt. Dadurch wird die Ausrichtung des Abführkanals an die Spiralbahn der Gasströmung angepasst.
  • Das Wärmeübertragungselement 30 kann, wie in Fig. 5 gezeigt, eine Reihe von sich in radialer Richtung erstreckender und in axialer Richtung voneinander beanstandeter Rippen 38 oder eine sich (parallel zur Gasströmung) spiralförmig um den Grundkörper 32 windende Rippe 38 aufweisen. Ferner kann das Wärmeübertragungselement 30 mit einer Wärmekraftmaschine 40 gekoppelt sein. Dazu kann, wie in Fig. 5 gezeigt, ein Arbeitskolben 42 in dem Wärmeübertragungselement 30 vorgesehen sein, der durch das sich ausdehnende Prozessfluid verdrängt wird und dabei Arbeit verrichtet. Ferner kann in dem Wärmeübertragungselement 30 ein Verdrängerkolben 44 vorgesehen sein, der das Prozessfluid im Kanal 34 aus einem wärmeren in einen kälteren Kanalbereich verdrängt, wodurch das Prozessfluid abkühlt und der Arbeitskolben 42 in seine Ausgangslage zurückkehrt. Bspw. kann dadurch ein Stirlingprozess implementiert werden, der einen Generator antreibt.
  • Fig. 6 zeigt schematisch eine Biomassevergasungsvorrichtung 46, die zum Betrieb im Gegenstromverfahren eingerichtet ist und des Weiteren dazu eingerichtet ist, die Vorrichtung 10 mit brennbaren Gasen zu versorgen. Die Biomassevergasungsvorrichtung 46 umfasst eine Biomassezuführung 48 und eine Umgebungsluftzuführung 50, die an gegenüberliegenden Enden eines Reaktorraumes der Biomassevergasungsvorrichtung 46 angeschlossen sind. Die bei der Vergasung erzeugten brennbaren Gase werden beim Durchströmen der Biomasse, bspw. beim Durchströmen einer Biomassepelletschüttung (wie einer Holzpelletschüttung) oder einer Biomassehackgutschüttung, gefiltert und über die erste Zuführungsleitung 20 in die Brennkammer 12 geleitet. Ferner wird über die zweite Zuführungsleitung 22 Umgebungsluft in die Brennkammer 12 geleitet. Die bei der Verfeuerung der brennbaren Gase in der Brennkammer 12 erzeugten Heißgase geben Wärme an das Wärmeübertragungselement 32 ab und werden über einen Rauchgaskanal 52 abgeführt. Im Rauchgaskanal 52 kann ferner ein Wärmetauscher vorgesehen sein, der den Heißgasen Wärme entzieht und diese einem Heizkreis zuführt.
  • Fig. 7 zeigt ein Flussdiagramm des Prozesses 54 zur Verfeuerung der brennbaren Gase in der Brennkammer 12. Der Prozess 54 umfasst ein Einströmen 56 der brennbaren Gase in die Brennkammer 12 durch die Gaseinströmungsöffnung 24 und ein Führen 58 der brennbaren Gase entlang einer Spiralbahn durch die Brennkammer 12. Ferner umfasst der Prozess 54 ein Verfeuern 60 der brennbaren Gase (entlang der Spiralbahn) und ein Abführen 62 der beim Verfeuern entstehenden Heißgase aus der Brennkammer 12.
    • BEZUGSZEICHENLISTE
    • 10, 10'
    Vorrichtung
    12, 12'
    Brennkammer
    14, 14'
    Brennkammerwand
    16
    Aussparung
    18
    Brenner
    20
    erste Zuführungsleitung
    22
    zweite Zuführungsleitung
    24
    Gaseinströmungsöffnung
    26
    Ablenkplatten
    28
    zylindrischer Abschnitt
    30
    Wärmeübertragungselement
    32
    Grundkörper
    34
    Kanal
    36, 36'
    Aussparung
    38
    Rippe
    40
    Wärmekraftmaschine
    42
    Arbeitskolben
    44
    Verdrängerkolben
    46
    Biomassevergasungsvorrichtung
    48
    Biomassezuführung
    50
    Umgebungsluftzuführung
    52
    Rauchgaskanal
    54
    Verfeuerugsprozess
    56-62
    Prozessschritte

Claims (15)

  1. Vorrichtung (10, 10') zur Verfeuerung brennbarer Gase, umfassend:
    eine von einer Brennkammerwand (14, 14') begrenzte Brennkammer (12, 12'); und
    einen Brenner (18), welcher in einer Aussparung (16) der Brennkammerwand (14, 14') angeordnet ist;
    dadurch gekennzeichnet, dass der Brenner (18) als Parallelstrombrenner ausgebildet ist und eine Gaseinströmungsöffnung (24) des Brenners (18) tangential gegen die Brennkammerwand (14, 14') gerichtet ist.
  2. Vorrichtung (10, 10') zur Verfeuerung brennbarer Gase nach Anspruch 1, wobei die Brennkammerwand (14, 14') einen zylindrischen oder kegelstumpfförmigen Abschnitt (28) aufweist, in dessen Zentrum sich ein Wärmeübertragungselement (30) in axialer Richtung erstreckt.
  3. Vorrichtung (10, 10') zur Verfeuerung brennbarer Gase nach Anspruch 2, wobei das Wärmeübertragungselement (30) einen zylindrischen oder kegelstumpfförmigen Grundkörper (32) aufweist, der
    mit einer Reihe sich in radialer Richtung erstreckender und in axialer Richtung voneinander beanstandeter Rippen (38); oder
    mit einer sich spiralförmig um den Grundkörper windenden Rippe (38) versehen ist.
  4. Vorrichtung (10, 10') zur Verfeuerung brennbarer Gase nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Vorrichtung (10, 10') eine zweite Aussparung (36, 36') aufweist, die von der Aussparung (16) in axialer Richtung beabstandet ist, wobei die zweite Aussparung (36, 36') zur Abführung von Heißgasen, die im Betrieb durch eine in der Brennkammer (12, 12') erfolgte Verfeuerung der brennbaren Gase erzeugt werden, eingerichtet und vorgesehen ist.
  5. Vorrichtung (10, 10') zur Verfeuerung brennbarer Gase nach einem der Ansprüche 2 bis 4, ferner umfassend eine Wärmekraftmaschine (40), wobei die Wärmekraftmaschine (40) an das Wärmeübertragungselement (30) gekoppelt ist.
  6. Vorrichtung (10, 10') zur Verfeuerung brennbarer Gase nach einem der Ansprüche 2 bis 5, ferner umfassend eine Steuerung, wobei die Steuerung dazu eingerichtet ist, eine Gasströmung durch die Gaseinströmungsöffnung (24) zu steuern, wobei sich die einströmenden Gase auf einer spiralförmigen Bahn um das Wärmeübertragungselement (30) bewegen.
  7. Vorrichtung (10, 10') zur Verfeuerung brennbarer Gase nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Brennkammerwand (14, 14') zumindest teilweise mit einem Feuerfestmaterial, vorzugsweise mit keramischem Material oder einer Schamotte ausgekleidet ist.
  8. System, umfassend:
    eine Vorrichtung (10, 10') zur Verfeuerung brennbarer Gase nach einem der Ansprüche 1 bis 7; und
    eine im Gegenstromverfahren betreibbare Biomassevergasungsvorrichtung (46);
    wobei der Brenner (18) an die im Gegenstromverfahren betreibbare Biomassevergasungsvorrichtung (46) angeschlossen ist.
  9. Verfahren (54) zur Verfeuerung brennbarer Gase, umfassend:
    Einströmen (56) der brennbaren Gase in eine Brennkammer (12, 12') durch eine Gaseinströmungsöffnung (24);
    Verfeuern (60) der brennbaren Gase; und
    Abführen (62) von bei der Verfeuerung entstehenden Heißgasen aus der Brennkammer (12, 12');
    dadurch gekennzeichnet, dass
    eine Wand (14, 14') der Brennkammer (12, 12') zumindest teilweise mit einem Feuerfestmaterial ausgekleidet ist; und
    die brennbaren Gase von der Gaseinströmungsöffnung (24) entlang einer Spiralbahn durch die Brennkammer (12, 12') geführt (58) werden.
  10. Verfahren (54) zur Verfeuerung brennbarer Gase nach Anspruch 9, wobei die Brennkammerwand (14, 14') einen zylindrischen oder kegelstumpfförmigen Abschnitt (28) aufweist, in dessen Zentrum sich ein Wärmeübertragungselement (30) in axialer Richtung erstreckt.
  11. Verfahren (54) zur Verfeuerung brennbarer Gase nach Anspruch 10, wobei das Wärmeübertragungselement (30) einen zylindrischen oder kegelstumpfförmigen Grundkörper (32) aufweist, der
    mit einer Reihe sich in radialer Richtung erstreckender und in axialer Richtung voneinander beanstandeter Rippen (38); oder
    mit einer sich spiralförmig um den Grundkörper (32) windenden Rippe (38) versehen ist.
  12. Verfahren (54) zur Verfeuerung brennbarer Gase nach Anspruch 10 oder 11, wobei die bei der Verfeuerung entstehenden Heißgase durch eine Aussparung (36), die von der Gaseinströmungsöffnung (24) in axialer Richtung beabstandet ist, aus der Brennkammer (12) abgeführt werden.
  13. Verfahren (54) zur Verfeuerung brennbarer Gase nach einem der Ansprüche 10 bis 12, ferner umfassend:
    Übertragen von Wärme von dem Wärmeübertragungselement (30) an ein Prozessfluid einer Wärmekraftmaschine (40).
  14. Verfahren (54) zur Verfeuerung brennbarer Gase nach einem der Ansprüche 9 bis 13, ferner umfassend:
    Betreiben einer Biomassevergasungsvorrichtung (46) im Gegenstromverfahren; und
    Führen der bei der Vergasung erzeugten brennbaren Gase von der Biomassevergasungsvorrichtung (46) durch die Gaseinströmungsöffnung (24) in die Brennkammer (12, 12').
  15. Verfahren (54) zur Verfeuerung brennbarer Gase nach Anspruch 14, wobei die Biomassevergasungsvorrichtung (46) eine Biomassepellet- oder Biomassehackgut-Vergasungsvorrichtung ist und das Betreiben der Biomassepellet- oder Biomassehackgut-Vergasungsvorrichtung im Gegenstromverfahren ein Führen von Rauchgasen durch eine Pelletschüttung oder eine Hackgutschüttung umfasst.
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