JPH05346203A - 定置の流動層を備えた流動層式燃焼装置及びそれを用いて高温水または蒸気を発生する方法。 - Google Patents
定置の流動層を備えた流動層式燃焼装置及びそれを用いて高温水または蒸気を発生する方法。Info
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- JPH05346203A JPH05346203A JP29998791A JP29998791A JPH05346203A JP H05346203 A JPH05346203 A JP H05346203A JP 29998791 A JP29998791 A JP 29998791A JP 29998791 A JP29998791 A JP 29998791A JP H05346203 A JPH05346203 A JP H05346203A
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- F22B31/0084—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements of dispositions of combustion apparatus with combustion in a fluidized bed with recirculation of separated solids or with cooling of the bed particles outside the combustion bed
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- F23C10/08—Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed the particles being circulated to a section, e.g. a heat-exchange section or a return duct, at least partially shielded from the combustion zone, before being reintroduced into the combustion zone characterised by the arrangement of separation apparatus, e.g. cyclones, for separating particles from the flue gases
- F23C10/10—Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed the particles being circulated to a section, e.g. a heat-exchange section or a return duct, at least partially shielded from the combustion zone, before being reintroduced into the combustion zone characterised by the arrangement of separation apparatus, e.g. cyclones, for separating particles from the flue gases the separation apparatus being located outside the combustion chamber
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- F23C9/003—Combustion apparatus characterised by arrangements for returning combustion products or flue gases to the combustion chamber for pulverulent fuel
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 良好な部分負荷の運転状態が確保されると共
に、有害な固体物質の放出が低く抑えられる。 【構成】 小容量のものに使用するに適していて、単管
式ボイラー１として構成された高温水発生装置または蒸
気発生装置は定置の流動層４を有する流動層式燃焼装置
を備えている。この流動層式燃焼装置には沈漬加熱面が
使用されていず、比較的低温の燃焼ガスが熱担体として
流動層４に吹き込まれる。燃焼用空気は、最大の流動速
度を３．５ｍ／ｓに調節した状態で一次空気と二次空気
として流動層４に吹き込まれるとともに、二次空気とし
て流動層４のスペース内に吹き込まれる。ボイラーの低
温端で燃焼ガスから分離された固体物質は石炭といっし
ょに流動層に供給されるようになっている。
に、有害な固体物質の放出が低く抑えられる。 【構成】 小容量のものに使用するに適していて、単管
式ボイラー１として構成された高温水発生装置または蒸
気発生装置は定置の流動層４を有する流動層式燃焼装置
を備えている。この流動層式燃焼装置には沈漬加熱面が
使用されていず、比較的低温の燃焼ガスが熱担体として
流動層４に吹き込まれる。燃焼用空気は、最大の流動速
度を３．５ｍ／ｓに調節した状態で一次空気と二次空気
として流動層４に吹き込まれるとともに、二次空気とし
て流動層４のスペース内に吹き込まれる。ボイラーの低
温端で燃焼ガスから分離された固体物質は石炭といっし
ょに流動層に供給されるようになっている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、請求項１と請求項２に
記載されている高温水発生装置または蒸気発生装置に使
用される定置の流動層を備えた流動層式燃焼装置と、定
置の流動層式燃焼装置を使用して高温水または蒸気を発
生する方法に関する。
記載されている高温水発生装置または蒸気発生装置に使
用される定置の流動層を備えた流動層式燃焼装置と、定
置の流動層式燃焼装置を使用して高温水または蒸気を発
生する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来公知の流動層式燃焼装置〔例えば、
技術レポート（ＴｅｃｈｎｉｓｃｈｅＭｉｔｔｅｉｌｕ
ｎｇｅｎ）、１９８４年版、２９６ページから３０１ペ
ージまでを参照〕においては、流動化ガスとして使用さ
れる燃焼用空気が１から２．０ｍ／ｓまでの比較的低い
流動速度で流動層を貫流するよう構成されている。公知
の定置の流動層燃焼装置の特徴は流動床内に沈漬加熱面
が配置されていることにある。流動層内では熱伝達が良
好に行われるので、沈漬加熱面はボイラー内で発生した
燃焼熱の大部分を水／蒸気循環系に伝達している。この
事実と、燃焼ガスに含まれるダストの量が少ないために
加熱面を出来るだけ大きく設計することが可能であるこ
ととのおかげで、ボイラーをコンパクトに構成すること
ができる。したがって、沈漬加熱面は蒸気の発生とボイ
ラーの構成の点で有利な特徴を備えている反面、流動床
内で発生した燃料の熱による影響をつねに全面にわたっ
て受けるので、腐食による機械的なダメージを受けやす
いうえ、部分的な運転状態に移行することが困難である
という欠点を備えている。
技術レポート（ＴｅｃｈｎｉｓｃｈｅＭｉｔｔｅｉｌｕ
ｎｇｅｎ）、１９８４年版、２９６ページから３０１ペ
ージまでを参照〕においては、流動化ガスとして使用さ
れる燃焼用空気が１から２．０ｍ／ｓまでの比較的低い
流動速度で流動層を貫流するよう構成されている。公知
の定置の流動層燃焼装置の特徴は流動床内に沈漬加熱面
が配置されていることにある。流動層内では熱伝達が良
好に行われるので、沈漬加熱面はボイラー内で発生した
燃焼熱の大部分を水／蒸気循環系に伝達している。この
事実と、燃焼ガスに含まれるダストの量が少ないために
加熱面を出来るだけ大きく設計することが可能であるこ
ととのおかげで、ボイラーをコンパクトに構成すること
ができる。したがって、沈漬加熱面は蒸気の発生とボイ
ラーの構成の点で有利な特徴を備えている反面、流動床
内で発生した燃料の熱による影響をつねに全面にわたっ
て受けるので、腐食による機械的なダメージを受けやす
いうえ、部分的な運転状態に移行することが困難である
という欠点を備えている。
【０００３】定置の流動層を備えているとともに、固体
物質の循環の度合いを高めた他の流動層式燃焼装置〔Ｖ
ＧＢ発電技術（Ｋｒａｆｔｗｅｒｋｓｔｅｃｈｎｉｋ）
６９（１９８９年版）、５８４ページから５９１ページ
までを参照）〕の場合、沈漬加熱面は一切流動層内に設
けられていない。流動層から上に位置しているスペース
の上に対流式加熱面が設けられており、この対流式加熱
面は燃焼ガスと一緒に運ばれてきた固体物質を約３１５
°Ｃに冷却する働きをしている。この温度でサイクロン
内で分離された固体物質は流動層に貫流され、該流動層
を冷却する。このシステムは約４．５ｍ／ｓの流動速度
で動作し、段階状に空気が供給されるよう構成されてい
るので、二次的な構成上の措置を講じなくてもＮＯｘの
放出を低く抑えることが可能である。しかも、簡単なや
り方で部分的な運転状態に移行させることができる。他
面、ボイラーの構成高さが高く、外囲いのために要する
スペースが比較的大きい。
物質の循環の度合いを高めた他の流動層式燃焼装置〔Ｖ
ＧＢ発電技術（Ｋｒａｆｔｗｅｒｋｓｔｅｃｈｎｉｋ）
６９（１９８９年版）、５８４ページから５９１ページ
までを参照）〕の場合、沈漬加熱面は一切流動層内に設
けられていない。流動層から上に位置しているスペース
の上に対流式加熱面が設けられており、この対流式加熱
面は燃焼ガスと一緒に運ばれてきた固体物質を約３１５
°Ｃに冷却する働きをしている。この温度でサイクロン
内で分離された固体物質は流動層に貫流され、該流動層
を冷却する。このシステムは約４．５ｍ／ｓの流動速度
で動作し、段階状に空気が供給されるよう構成されてい
るので、二次的な構成上の措置を講じなくてもＮＯｘの
放出を低く抑えることが可能である。しかも、簡単なや
り方で部分的な運転状態に移行させることができる。他
面、ボイラーの構成高さが高く、外囲いのために要する
スペースが比較的大きい。
【０００４】その他、沈漬式加熱面を使用することなく
定置の流動層内で塩分を含んだ褐炭を燃焼させる場合、
冷却ずみの燃焼ガスを流動層と該流動層より上に位置し
ているスペースに還流させることにより流動床の温度と
前記スペースの温度を調整することは公知である（ドイ
ツ特許第３７ １２ ８０１号を参照）。
定置の流動層内で塩分を含んだ褐炭を燃焼させる場合、
冷却ずみの燃焼ガスを流動層と該流動層より上に位置し
ているスペースに還流させることにより流動床の温度と
前記スペースの温度を調整することは公知である（ドイ
ツ特許第３７ １２ ８０１号を参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、熱的
な出力が５０ＭＷより小さい小型のボイラーに使用する
のに適していて、良好な部分負荷の運転状態を確保する
ことができるとともに、有害な固体物質の放出を低く抑
えることができるよう構成された当初に挙げた種類の流
動層式燃焼装置及びそれを用いて高温水または蒸気を発
生する方法を提供することである。
な出力が５０ＭＷより小さい小型のボイラーに使用する
のに適していて、良好な部分負荷の運転状態を確保する
ことができるとともに、有害な固体物質の放出を低く抑
えることができるよう構成された当初に挙げた種類の流
動層式燃焼装置及びそれを用いて高温水または蒸気を発
生する方法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、請求項１の特徴項に記載されているよう構成された
当初に挙げた種類の流動層式燃焼装置と、請求項２の特
徴項に記載されているよう実施される当初に挙げた種類
の高温水または蒸気を発生する方法が本発明に従って提
供されたのである。
め、請求項１の特徴項に記載されているよう構成された
当初に挙げた種類の流動層式燃焼装置と、請求項２の特
徴項に記載されているよう実施される当初に挙げた種類
の高温水または蒸気を発生する方法が本発明に従って提
供されたのである。
【０００７】
【作用と効果】本発明に係るボイラーは、流動層内に沈
漬加熱面を備えた従来のボイラーと同様、設備コストを
高めることなく設備の構成要素を大幅にプレハブ化する
ことを可能ならしめているコンパクトな構成態様を特徴
としている。本発明によれば、従来のボイラーに必要な
鋼製の構造物が使用されていないので、ボイラーを簡単
に取り付けたり取り外すことができる。流動層内に沈漬
加熱面が配置されていず、比較的低温の燃焼ガスを循環
させるよう構成されているので、良好な部分負荷運転を
行うことができるとともに、腐食の問題を回避すること
ができる。しかも、空気を段階状に供給するとともに、
温度が低いサイクロン内で分離されて灰分を還流させる
よう構成されているので、ＮＯｘの放出値と燃焼状態を
大幅に改善することができる。
漬加熱面を備えた従来のボイラーと同様、設備コストを
高めることなく設備の構成要素を大幅にプレハブ化する
ことを可能ならしめているコンパクトな構成態様を特徴
としている。本発明によれば、従来のボイラーに必要な
鋼製の構造物が使用されていないので、ボイラーを簡単
に取り付けたり取り外すことができる。流動層内に沈漬
加熱面が配置されていず、比較的低温の燃焼ガスを循環
させるよう構成されているので、良好な部分負荷運転を
行うことができるとともに、腐食の問題を回避すること
ができる。しかも、空気を段階状に供給するとともに、
温度が低いサイクロン内で分離されて灰分を還流させる
よう構成されているので、ＮＯｘの放出値と燃焼状態を
大幅に改善することができる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の好適な実施例を図解した添付
図面を参照しながら本発明を詳細に説明する。
図面を参照しながら本発明を詳細に説明する。
【０００９】高温水または蒸気を発生するボイラー１は
単管式ボイラーとして構成されており、ボイラー１の周
囲の壁体は腹板を介して溶接によりガスタイトに相互に
接続されたチューブにより構成されている。ボイラー１
の下部にエヤ・チャンバー２が設けられていて、該エヤ
・チャンバー２はノズル床３により閉止されているとと
もに、定置の流動層４がノズル床３上に設置されてい
る。また、スペース５が流動層４上に形成されている。
スペース５から上にある領域に分離壁６が配置されてお
り、該分離壁６の上部は単層に形成されていて、該単層
は貫流断面積７を有するよう構成されている。分離壁６
の下縁は側壁のうちの１つとガスタイトに接続されてい
る。上向きに貫流する区画８と下向きに貫流する区画９
が上述のように形成されており、燃焼ガス管路１０が前
記の上向きに貫流する区画８と下向きに貫流する区画９
と接続されている。燃焼ガス管路１０は、サイクロン１
１とフィルター１２と吸込ブロワ１３を介して図示せぬ
煙突に導かれている。
単管式ボイラーとして構成されており、ボイラー１の周
囲の壁体は腹板を介して溶接によりガスタイトに相互に
接続されたチューブにより構成されている。ボイラー１
の下部にエヤ・チャンバー２が設けられていて、該エヤ
・チャンバー２はノズル床３により閉止されているとと
もに、定置の流動層４がノズル床３上に設置されてい
る。また、スペース５が流動層４上に形成されている。
スペース５から上にある領域に分離壁６が配置されてお
り、該分離壁６の上部は単層に形成されていて、該単層
は貫流断面積７を有するよう構成されている。分離壁６
の下縁は側壁のうちの１つとガスタイトに接続されてい
る。上向きに貫流する区画８と下向きに貫流する区画９
が上述のように形成されており、燃焼ガス管路１０が前
記の上向きに貫流する区画８と下向きに貫流する区画９
と接続されている。燃焼ガス管路１０は、サイクロン１
１とフィルター１２と吸込ブロワ１３を介して図示せぬ
煙突に導かれている。
【００１０】スペース５上の区画８と９は対流式加熱面
１４と１５を収容している。加熱されるべき水は下向き
に貫流する区画９内に配置された対流式加熱面１４に供
給され、しかるのちボイラー１の周壁のチューブを貫流
し、上向きに貫流する区画８内の対流式加熱面１５を貫
流する。蒸気を発生する場合、対流式加熱面１５はス−
パーヒーターとして使用される。
１４と１５を収容している。加熱されるべき水は下向き
に貫流する区画９内に配置された対流式加熱面１４に供
給され、しかるのちボイラー１の周壁のチューブを貫流
し、上向きに貫流する区画８内の対流式加熱面１５を貫
流する。蒸気を発生する場合、対流式加熱面１５はス−
パーヒーターとして使用される。
【００１１】燃料として粒径が２５ｍｍよりも小さい粒
状の褐炭または粒径が１０ｍｍよりも小さい粒状の石炭
が使用される。石炭は石炭ホッパー１６内に貯溜されて
いる。石炭ホッパー１６の下に、例えば、トラフ式チェ
ーン・コンベヤのごとき排出機構１１が配置されてお
り、該排出機構１７は、例えば、スプレッダー・ストー
カのごとき供給機構１８と接続されている。該供給機構
１８はボイラー１の正面壁上でスペース５の高さ位置に
配置されていて、燃料を流動層４内に運び入れる働きを
している。燃焼ガスを脱硫処理するために使用される石
炭は石炭ホッパー１９に貯溜されている。ブレイド・フ
ィーダー２０が石炭ホッパー１９の排出端に設けられて
いるとともに、石炭ホッパー１９の排出端は石炭ホッパ
ー１６の排出機構１７と接続されている。
状の褐炭または粒径が１０ｍｍよりも小さい粒状の石炭
が使用される。石炭は石炭ホッパー１６内に貯溜されて
いる。石炭ホッパー１６の下に、例えば、トラフ式チェ
ーン・コンベヤのごとき排出機構１１が配置されてお
り、該排出機構１７は、例えば、スプレッダー・ストー
カのごとき供給機構１８と接続されている。該供給機構
１８はボイラー１の正面壁上でスペース５の高さ位置に
配置されていて、燃料を流動層４内に運び入れる働きを
している。燃焼ガスを脱硫処理するために使用される石
炭は石炭ホッパー１９に貯溜されている。ブレイド・フ
ィーダー２０が石炭ホッパー１９の排出端に設けられて
いるとともに、石炭ホッパー１９の排出端は石炭ホッパ
ー１６の排出機構１７と接続されている。
【００１２】サイクロン１１とフィルター１２の固体物
質排出口は、横方向フィーダー２１と垂直方向フィーダ
ー２２と別の横方向フィーダー２３を介して灰分ホッパ
ー２４と接続されている。ブレイド・フィーダー２５が
灰分ホッパー２４の出口に設けられているとともに、灰
分ホッパー２４の出口は石炭ホッパー１６の排出機構１
７と接続されている。流動床燃焼装置は上述のように構
成されているので、冷却した燃焼ガスから分離された固
体物質は、石炭と石灰といっしょになって流動層４に供
給される。
質排出口は、横方向フィーダー２１と垂直方向フィーダ
ー２２と別の横方向フィーダー２３を介して灰分ホッパ
ー２４と接続されている。ブレイド・フィーダー２５が
灰分ホッパー２４の出口に設けられているとともに、灰
分ホッパー２４の出口は石炭ホッパー１６の排出機構１
７と接続されている。流動床燃焼装置は上述のように構
成されているので、冷却した燃焼ガスから分離された固
体物質は、石炭と石灰といっしょになって流動層４に供
給される。
【００１３】ノズル床３に排出管２６が設けられてお
り、ノズル床３内の灰分は該排出管２６を通って流動層
４から排出することができるよう構成されている。ノズ
ル床３内の灰分は、横方向フィーダー２１と２３と垂直
方向フィーダー２２をへて灰分ホッパー２４に移送され
る。過剰な固体物質は灰分ホッパー２４の第２の排出口
２７をへて流動層式燃焼装置から排出される。
り、ノズル床３内の灰分は該排出管２６を通って流動層
４から排出することができるよう構成されている。ノズ
ル床３内の灰分は、横方向フィーダー２１と２３と垂直
方向フィーダー２２をへて灰分ホッパー２４に移送され
る。過剰な固体物質は灰分ホッパー２４の第２の排出口
２７をへて流動層式燃焼装置から排出される。
【００１４】新鮮な空気を供給するブロワ２８は空気管
路２９を経てエヤ・チャンバー２と接続されている。エ
ヤ・ノズル３１まで延設されている二次管路３０が空気
管路２９から分岐している。エヤ・ノズル３１はボイラ
ーの側壁に沿って流動層４から上に位置しているスペー
ス５内に配置されている。空気管路２９と二次管路３０
内に絞りの程度を調節するフラップ８２が配置されてい
る。ブロワ２８は燃焼用空気を吸い込み、予熱しないま
ま一次空気または流動用の空気としてエヤ・チャンバー
２をへて流動層４内に燃焼用空気が供給されるととも
に、二次空気として燃焼用空気がスペース５に供給され
る。循環用ブロワ３３と絞りの程度を調節するフラップ
３２が設けられた循環用管路３４がフィルター１２の後
にある燃焼ガス管路１０からエヤ・チャンバー２まで延
設されている。冷却ずみの燃焼ガスが循環管路３４をへ
て熱担体としてエヤ・チャンバー２に供給され、流動層
４内の固体物質の量を制御しながらノズル床３の温度を
調節する。ノズル床３を貫流するガス状の媒体は、流動
速度が最大で３．５ｍ／ｓとなるよう調節されている。
路２９を経てエヤ・チャンバー２と接続されている。エ
ヤ・ノズル３１まで延設されている二次管路３０が空気
管路２９から分岐している。エヤ・ノズル３１はボイラ
ーの側壁に沿って流動層４から上に位置しているスペー
ス５内に配置されている。空気管路２９と二次管路３０
内に絞りの程度を調節するフラップ８２が配置されてい
る。ブロワ２８は燃焼用空気を吸い込み、予熱しないま
ま一次空気または流動用の空気としてエヤ・チャンバー
２をへて流動層４内に燃焼用空気が供給されるととも
に、二次空気として燃焼用空気がスペース５に供給され
る。循環用ブロワ３３と絞りの程度を調節するフラップ
３２が設けられた循環用管路３４がフィルター１２の後
にある燃焼ガス管路１０からエヤ・チャンバー２まで延
設されている。冷却ずみの燃焼ガスが循環管路３４をへ
て熱担体としてエヤ・チャンバー２に供給され、流動層
４内の固体物質の量を制御しながらノズル床３の温度を
調節する。ノズル床３を貫流するガス状の媒体は、流動
速度が最大で３．５ｍ／ｓとなるよう調節されている。
【図１】添付図面は、本発明の一実施例に従って構成さ
れた流動層式燃焼装置を使用した蒸気発生装置または高
温水発生装置の構成を示す概要図である。
れた流動層式燃焼装置を使用した蒸気発生装置または高
温水発生装置の構成を示す概要図である。
１ ボイラー ２ エヤ・チャンバー ３ ノズル床 ４ 流動層 ５ スペース ６ 分離壁 ７ 貫流面積 ８ 上向きに貫流する区画 ９ 下向きに貫流する区画 １０ 燃焼ガス管路 １１ サイクロン １２ フィルター １３ 吸込ブロワ １４、１５ 対流式加熱面 １６ 石炭ホッパー １７ 排出機構 １８ 供給機構 １９ 石炭ホッパー ２０、２５ ブレイド・フィーダー ２１、２３ 横方向フィーダー ２２ 垂直方向フィーダー ２４ 灰分ホッパー ２６ 排出管 ２７ 第２の灰出口 ２８ ブロワ ２９ 空気管路 ３０ 二次管路 ３１ エヤ・ノズル ３２ フラップ ３３ 循環用ブロワ ３４ 循環用管路
Claims (2)
- 【請求項１】 単管式ボイラーとして構成されていて、
流動層（４）から上にある領域で上向きに貫流する区画
（８）と下向きに貫流する区画（９）とを備えている高
温水発生装置または蒸気発生装置に使用される定置の流
動層を備えた流動層式燃焼装置であって、前記区画
（８、９）が貫流断面（７）を有する分離壁（６）によ
り分離されているとともに、対流式加熱面（１４、１
５）を備えており、管路（２９）と接続されたエヤー・
チャンバー（２）が流動層（４）の下に設けられてい
て、機械的な供給機構（１８）が流動層（４）から上に
ある領域でボイラー内に開口しているとともに、灰分送
戻装置（２１、２２、２３）を備えたダスト・セパレー
ター（１１、１２）が設けられている燃焼ガス管路（１
０）がボイラーの低温端に接続されるよう構成された流
動層式燃焼装置において、流動層（４）に沈漬加熱面が
設けられていないことと、循環管路（３４）がダスト・
セパレーター（１１、１２）の後で燃焼ガス管路（１
０）からエヤ・チャンバー（２）まで延設されているこ
とと、二次管路（３０）が空気管路（２９）から流動層
（４）の上に配置されているボイラーまで延設されてい
ることと、最大３．５ｍ／ｓの流動速度が流動層（４）
に空気と貫流された燃焼ガスを供給することにより維持
されることと、前記灰分送戻装置（２１、２２、２３）
が前記供給機構（１８）と接続されていることとを特徴
とする流動層式燃焼装置。 - 【請求項２】 粒状の石炭が供給されて、流動層に吹き
込まれた燃焼用空気を使用して燃焼されるよう構成され
た定置の流動層式燃焼装置を用いて高温水または蒸気を
発生する方法であって、発生したあと冷却された燃焼ガ
スに含まれている固体分が分離されるとともに、分離さ
れた固体分を部分的に流動層式燃焼装置に送り戻すよう
にした高温水と蒸気を発生する方法において、冷却ずみ
の燃焼ガスの一部が沈漬加熱面が設けられていない流動
層に還流されることと、最大３．５ｍ／ｓの流動速度が
得られるよう流動層内で調整されることと、燃焼用空気
の一部が二次空気として流動層から上にある領域に吹き
込まれることと、貫流された固体物質が石炭といっしょ
に供給されることとを特徴とする方法。
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| DE19904029065 DE4029065A1 (de) | 1990-09-13 | 1990-09-13 | Wirbelschichtfeuerung mit einer stationaeren wirbelschicht |
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|---|---|
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