LU85821A1

LU85821A1 - Anordnung zur energetischen verwertung von holzabfaellen

Info

Publication number: LU85821A1
Application number: LU85821A
Authority: LU
Inventors: Wolfgang Lohse; Heinz Koefer; Stefan Fruenke; Juergen Buettner; Rainer Winkler
Original assignee: Karl Marx Stadt Oelfeuerung
Priority date: 1984-04-04
Filing date: 1985-03-27
Publication date: 1985-12-12
Also published as: FI851338A0; SE8501677D0; CU21849A3; FI851338L; NL8500268A; SE8501677L; DE3500940A1; FR2562640A1; BE902059A; NO850363L

Description

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Titel der Erfindung I Anordnung zur energetischen Verwertung von Holzabfällen

Anwendungsgebiet

Die erfindungsgemäße Anordnung dient der Verwertung minderwertiger Brennstoffe mit geringem Heizwert, insbesondere Holzabfällen, zur Wärmeerzeugung in Kesselanlagen kleiner Heizleistung.

| Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bekannt sind eine Vielzahl von Verfahren, Einrichtungen und Anordnungen zur Erzeugung von brennbarem Gas aus Holz und anderen brennbaren Stoffen sowie zur mehrkomponenten Verbrennung, bei denen Gas als Stötzflamme verwendet wird. So werden z. B. Gasgeneratoren in der Schriftenreihe "Die Verbrennungskraftmaschine, Band 1, Teil 2 - Die Gaserzeuger - Springer-Verlag Wien 1959" und * in der Zeitschrift "Jugend und Technik, DDR September 1983" beschrieben und Erfindungen zur Entgasung organischer Stoffe veröffentlicht, z. B. in OS-DE 29 27 240, OS-DE 31 33 740 und OS-DE 28 46 897. Bei diesen bekanntgewordenen Verfahren und Anlagen werden hohe Anforderungen an die Reinheit des erzeugten Gases, wie sie beispielsweise beim Betrieb von Verbrennungskraftmaschinen erforderlich ist, gestellt. Demgemäß sind die u t

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Anlagen sehr aufwendig und die spez. Energieausbeute gering.

Eine kontinuierliche Gasentnahme ist z. B. beim Beschicken des Generators nicht möglich.

Anlagen und Anordnungen zur mehrkomponenten Verbrennung gibt es z. B. bei der MüllVerbrennung - DD-AP 132 020 - und zur Heizwerterhöhung bei der Verbrennung minderwertiger Kohle -DD-WP 65 617. Diese Erfindungen sind nicht für kleine Heizleistungen bzw. kleine Durchsatzmengen geeignet.

Desweiteren ist ein Verfahren beschrieben - DD-AP 134 449 -, bei dem dem zur Vergasung bestimmten organischen Gut aus gleichem Material hergestellte Pellets beigegeben werden. Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß das organische Material in einer Vorstufe bearbeitet werden muß.

Lösungen, bei denen verschiedene Brennstoffe in einer Brenneinrichtung kombiniert zur Verbrennung gebracht werden können und die sich für Anlagen kleiner Heizleistung sicher einsetzen lassen, sind nicht bekannt.

Ziel der Erfindung

Es ist das Ziel der Erfindung, eine Anordnung von an sich bekannten Aggregaten zu schaffen, die es gestattet, brennbares Material in stückiger Form in einem Generator zur Gaserzeugung und in staub- bzw. körniger Form als zweite Brennstoffkomponente in einer mehrkomponenten Brenneinheit, den energetischen Anforderungen gemäß, dosiert zur Verbrennung zu bringen.

- Merkmale der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anlage zu konzipieren, die es gestattet, ohne Vorbehandlung, wie z. B. trocknen, brikettieren usw., niederkalorisches Gas aus brennbaren festen Abfällen mit an sich bekannten Aggregaten herzustellen und dieses Gas in einer Mehrkomponentenbrenneinrichtung zum Zwecke einer optimalen Wärmeenergieausbeute, bei geringer Umweltbelastung, unter kontinuierliches: oder diskontinuierlichem Zusatz von staubförmigen oder feinkörnigen brennbaren Stoffen zu verbrennen und einen sicheren Betrieb zu gewährleisten.

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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß aus brennbaren Abfällen, insbesondere stückigem Holz, in einem an sich bekannten Holzgasgenerator Gas erzeugt wird, welches feste schwebende und dampfförmige Beimengungen enthält. Dieses Gasgemisch wird einer Mehrkomponentenbrenneinrichtung zugeführt und verbrannt. Zur Verbesserung des Heizwertes wird - dieser Gasflamme staubförmiges oder feinkörniges brennbares Material, wie z. B. Holzmehl, zugeführt. Zur Gewährleistung eines sicheren Betriebes und zur Vermeidung unzumutbarer Luftverschmutzung wird im Anfahrvorgang bis zur Erzeugung eines zündfähigen brennbaren Gases das feuchte Schwelgas in einem, dem Gasgenerator nachgeschalteten, mit einer elektrischen Zusatzheizung ausgerüsteten Wärmetauscher auf eine Temperatur, die über dem Taupunkt des Gasgemisches liegt, erwärmt und dieses über einen, durch Ventile zu- und abschaltbaren, mit einer Pumpeinrichtung versehenen Bybaß wieder der Frischluftleitung des Gasgenerators zugeführt, so daß sich ein Filter bzw. Ab-setzbehälter zum Ausscheiden von Beimischungen erübrigt.

Eine vor dem Abzweig zum Bypaß angeordnete Meßstelle überwacht die Temperatur und die Zusammensetzung des Gasgemisches nach der Aufheizung im Wärmetauscher. Sie veranlaßt das Abschalten der Zusatzheizung !?ei Überschreitung einer zulässigen Temperatur. Signalisiert diese Meßstelle zündfähiges brennbares Gas, wird der Bypaß abgesperrt und über Ventile der Weg, unter Einschaltung eines Filters zur Mehrkomponentenbrenneinrichtung, freigegeben und das Gas gezündet. Ist der durch eine Überwachungseinrichtung kontrollierte Zündvorgang beendet, wird der * staubförmige bis feinkörnige Zusatzbrennstoff dieser Flamme zugeführt, und es erfolgt eine intensive Verbrennung mit hoher Wärmeenergieausbeute. Eine mechanische Rückschlageinrichtung verhindert das Zurückschlagen der Flamme in die Zuleitung des Zusatzbrennstoffes.

Parallel zum Betrieb der Brenneinrichtung kann über ein Ventil ein Speicher gefüllt werden, aus dem Gas bei kurzzeitiger Unterbrechung der Gaserzeugung oder des Gasstroraes zur Aufrechterhaltung der Flamme entnommen werden kann. Eine im Brennraum angeordnete Flamm- und Rauchgasüberwachungseinrichtung sorgt für / i > - 4 - « die erforderliche Betriebssicherheit der Anlage. Bei auftretenden Störungen werden*über die Steuerung der Anlage zunächst die Ventile zum Filter, zum Speicher und zur Mehrkomponentenbrenneinrichtung geschlossen sowie das Ventil zum Bypaß geöffnet. Die vor dem Abzweig zum Bypaß angeordnete Meßstelle sorgt ; för die Einhaltung sicherer Betriebsverhältnisse auch bei in- ! ' termitti-erender Betriebsweise und schaltet bei Überschreitung der zulässigen Gastemperaturen die gesamte Anlage ab.

Ausfuhrungsbeispiel

Die erfindungsgemäße Anordnung soll anhand eines Ausführungsbeispiels und beigefügten Skizzen - Figur 1 und 2 - näher erläutert werden:

Von einem Drucklufterzeuger gelangt Frischluft über die Druckluftleitung 1 und das Absperrventil 2.1 in den mit stückigem Abfallholz gefüllten Holzgasgenerator 3.

Im Anfahrvorgang durchströmt diese Luft über den Mantel des ! Gasgenerators in den Reaktionsraum. Die dort eingelagerte Holz kohle wird mittels Zündeinrichtung zum Glühen gebracht, und der Vergasungsvorgang wird eingeleitet. Die eingeblasene Luft tritt als niederkalorisches Generatorgas, vermischt mit Wasser- und Teerdampf sowie festen Schwebestoffen, aus dem Generator aus und gelangt über das Absperrventil 2.2 in den Rohrwärmetauscher 6, der im Anfahrvorgang durch die elektrische Zusatzheizung 11 auf Temperaturen über dem Taupunkt des Gasgemisches erwärmt wird. Bei abgesperrtem Filter 7 strömt das Gasgemisch über das Ventil 2.3 in den Außenmantel des Wärmetauschers 6, um von dort über den Abzweig 9, das Absperrventil 2.5 und den Injektor 12 wieder zur Druckluftleitung 1 des Generators 3 zu gelangen.

Wird an der Meßstelle 13 zündfähiges brennbares Gas signali-I - siert, öffnet das Absperrventil 2.4, und die Absperrventile 2.3 und 2.5 werden geschlossen. Das zündfähige, brennbare Gas ge-( langt nun nach Durchströmen des Filters 7, über den Rohrwärme tauscher 6, vorbei'an der Meßstelle 13, über das geöffnete Ab-I Sperrventil 2.8 zur Mehrkomponentenbrenneinrichtung 10. Gleich-

[ zeitig kann bei geöffnetem Absperrventil 2.7 der Speicher S

| gefüllt werden. In -Abhang!gkeit von der an der Meßstelle 13 er- j / I '· * / ' « f ' - 5 - mittelten Zündfähigkeit des Gasgemisches wird die Zusatzheizung 11 außer Betrieb genommen.

Ist der Zündvorgang des Gases an der Mehrkomponentenbrenneinrichtung 10 beendet, wird aus dem Behälter 4 über die Dosiereinrichtung 5 und das Absperrventil 2.6 Holzstaub im energe-- tischen Verhältnis 1:6 (Gas/Holzstaub) der Mehrkomponenten- brenneinrichtung 10 zugeführt und in die Gasflamme eingebracht. Der ordnungsgemäße Verbrennungsablauf wird durch den Oberwa-chungsbaustein 14 gesichert. Im Falle einer Störung veranlaßt dieser Oberwachungsbaustein über eine Sicherheitsschaltung, daß die Absperrventile 2.3 und 2.5 geöffnet und die Absperrventile 2.6 und 2.8 geschlossen werden. Zur Vermeidung der Kondensation dampfförmiger Beimengungen wird die Zusatzheizung 11 eingeschaltet. Im Bedarfsfall kann das Absperrventil 2.7 geöffnet und der Speicher 8 gefüllt werden. Diese Sicherheitsschaltung gewährleistet zugleich eine intermittierende Betriebsweise.

Bei kurzzeitigem Unterbrechen des Gasstromes, z. B. Beschickung des Gasgenerators, werden die Absperrventile 2.1, 2.5 sowie 2.9 geschlossen und das Absperrventil 2.7 geöffnet. Die Aufrechterhaltung der Gasflamme wird durch Gasentnahme aus dem Speicher 8 gewährleistet.

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Claims

1 Druckluftleitung 2.1 Absperrventil 2.9

3 Holzgasgenerator

4 Behälter „ 5 Dosiereinrichtung

6 Wärmetauscher

7 Filter

8 Gasspeicher

9 Abzweig

10 Mehrkomponentenbrenneinrichtung

11 Zusatzheizung

12 Pumpeinrichtung

13 Meßstelle 14 Überwachungsbaustein

15 Bypaß