NL8700945A

NL8700945A - Brander.

Info

Publication number: NL8700945A
Application number: NL8700945A
Authority: NL
Original assignee: F L Halfhide Engineering
Priority date: 1987-04-21
Filing date: 1987-04-21
Publication date: 1988-11-16
Also published as: WO1988008505A1; JPH02504064A; US5010831A

Description

1' - NO 34323

Brander. **

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een brander, omvattende ten minste twee in elkaar aangebrachte buizen, waarbij de ene van de twee zo gevormde ruimten van brandstoftoevoermiddelen voorzien is en de andere van luchttoevoermiddelen.

5 Een dergelijke brander is bekend uit WO 86/07126. Daarbij wordt met een worm in de binnenste buis brandstof toegevoerd. Deze binnenste buis is bij het uiteinde daarvan van openingen voorzien, waardoor lucht toegevoerd wordt uit een kamer die aanwezig is in de tussenruimte tussen beide buizen. Hoewel deze brander bedoeld is voor het verbranden van 10 korrelvormig materiaal, blijkt in praktijk dat de verbranding daarbij niet optimaal is en bovendien een probleem bestaat met betrekking tot de afvoer van verbrandingsresten. Bovendien ontstaan bij moeilijk te verbranden materialen, zoals kaf, hetzij harde verbrandingsresten, hetzij voor het milieu een bedreiging vormende afgassen.

15 Het is het doel van de onderhavige aanvrage deze nadelen te vermij den. Dit doeleinde wordt bij een hierboven beschreven brander verwezenlijkt doordat, in die ene ruimte luchttoevoermiddelen aanwezig zijn en dat middelen aanwezig zijn voor het overbrengen van in die ene ruimte gedeeltelijk verbrande produkten naar die andere ruimte.

20 Doordat de verbranding thans in trappen plaatsvindt kan een optima lere sturing van het verbrandingsproces plaatsvinden, hetgeen enerzijds tot gevolg heeft dat geen moeilijk te verwerken resten ontstaan en anderzijds de afgassen verhoudingsgewijs schoon zijn. Door het in elkaar plaatsen van buizen kan het binnentredende brandstofmateriaal door de in 25 de andere ruimte vrijkomende warmte voorverwarmd worden, waardoor de verbranding beter geregeld wordt.

Volgens een van voordeel zijnde uitvoering wordt het brandstofmateriaal in de tussenruimte tussen de twee buizen ingebracht en vindt de eindverbranding van de produkten, die bij gedeeltelijke verbranding van 30 dit brandstofmateriaal ontstaan, plaats in de binnenste buis. Daarbij kunnen brandstoftransporteurmiddelen aanwezig zijn om de brandstof te verplaatsen. Om voor de afvoer van niet verder verbrandbare resten te zorgen kan een afvoer aangebracht zijn. Teneinde te waarborgen dat slechts volledig verbrandbare produkten aan de uiteindelijke verbranding 35 onderworpen zullen worden, kan de binnenste buis van zodanige openingen voorzien zijn dat daardoor slechts volledig verbrandbare fluïde produkten kunnen treden. Om de verbranding te bevorderen kan in de andere ruimte ten minste een vacuumluchtinjectororgaan aangebracht zijn.

8 7f J

-2- \

Daarbij kan de brander van lucht voorzien worden m.b.v. een ventilator die de lucht met overdruk in de buitenste buis in brengt.

Door het regelen van de toevoer van lucht met deze ventilator eventueel gecombineerd met het regelen van de toevoer van lucht door het va-5 kuumluchtinjectie-orgaan kan een optimale verbranding bij verschillende uitgangsvermogens verwezenlijkt worden.

De uitvinding is op van bijzonder voordeel zijnde wijze toepasbaar bij brandstof die vaste korrelvormig koolwaterstoffen omvat, zoals kaf.

De bij de verbranding ontstaande warmte kan voor alle denkbare toe-10 passingen nuttig gebruikt worden. De as die ontstaat kan eveneens verder verwerkt worden. Zo is het mogelijk om as die ontstaat bij de verwerking van kaf met waterglas of klei te mengen en het gevormde produkt in een oven uit te laten harden. Deze oven kan op zijn beurt weer met de energie afkomstig uit de hierboven beschreven brander bedreven worden.

15 De uitvinding zal thans hieronder aan de hand van een uitvoerings- voorbeeld, dat in de tekening afgebeeld is, beschreven worden. Daarbij toont de enige figuur gedeeltelijk opengewerkt een zij-aanzicht van de brander.

De in de figuur getekende brander omvat een toevoertrechter 1 voor 20 de vaste brandstof 2, zoals kaf. Deze toevoertrechter 1 sluit op een buitenste buis 3 aan. Binnen deze buitenste buis is een binnenste buis 4 aangebracht. Om deze binnenste buis is een wormtransporteur 5 aangebracht, die vast met de binnenste buis 4 verbonden is. De binnenste buis 4 wordt met een tandwiel 6 via niet afgebeelde overbrengmiddelen draai-25 end aangedreven. Om de buitenste buis 3 is een kast 7 aangebracht, die via filter 8 in verbinding staat met de ruimte 11 tussen de buitenste buis 3 en de binnenste buis 4. Tevens zijn in de kast 7 toevoermiddelen 9 aanwezig voor het toevoeren van een brandstof voor het op gang brengen of in stand houden van de verbranding. De luchttoevoer van de buitenste 30 buis 3 wordt verwezenlijkt door een opening 20 van de op de kast 7 aangesloten ventilator 21, die aangezogen lucht met overdruk in het inwendige van de buitenste buis brengt. Om ruimte 11 luchtdicht af te sluiten van de omgeving zijn afdichtmiddelen 10 aanwezig. Binnen de binnenste buis 4 bevindt zich een luchtinjector 12. Deze wordt via een aanjager 13 35 en het daarmee verbonden buizenstelsel 14 van verbrandingslucht voorzien. De binnenste buis is bij 15 van een poreus deel voorzien. Zowel deel 8 als deel 15 kunnen uit een reeks in de betreffende buiswand aangebrachte openingen bestaan. Voor optimale werking strekken de hartlijnen van deze openingen zich bij voorkeur met een hoek van 40° t.o.v. de 40 hartlijn van de betreffende buis uit. De buitenste buis loopt bij het R / 0 r -3- rechter einde 16 daarvan taps toe en is voorzien van naverbrandingsope-ningen 17. Bovendien is bij 18 een verdere doorlatende wand aanwezig.

Tijdens bedrijf werkt de brander als volgt: vaste brandstof 2 wordt via toevoertrechter in ruimte 11 ingebracht en daardoor getransporteerd 5 met een transporteur 5. In ruimte 11 wordt met behulp van bijvoorbeeld gas door toevoer 9 de verbranding op gang gebracht, waarbij lucht via ventilator 20 door opening 20 met overdruk in de kast 7 binnentreedt. Daarbij wordt de verbranding zo geregeld dat gedeeltelijk verbrande gassen, zoals CO, en asresten ontstaan, die zodanig gebonden zijn met een 10 restand koolstof, dat deze een samenhang hebben, die uiteenvallen door het onderdruk-effect voorkomt. Deze volledig verbrande asresten worden bij 19 als vliegas afgevoerd. De gedeeltelijk verbrande gassen worden samen met de lucht afkomstig uit kast 7 door filter 8 in de binnenste buis 4 geleid. Deze lucht wordt meegesleept door de zuigende werking die 15 ontstaat doordat uit luchtinjector 12 lucht naar buitentreedt, onder druk gebracht door aanjager 13. Daardoor vindt de uiteindelijke schone verbranding van de in de ruimte 11 ontstaande afgassen plaats. De bij de verbranding in de binnenste buis ontstaande warmte wordt voor een deel afgegeven aan het materiaal dat ruimte 11 binnentreedt, waardoor dit ma-20 teriaal gemakkelijker ontstoken kan worden. De uit de binnenste buis tredende gassen zullen de gasprodukten, ontstaan bij de voorverbranding in de buitenste buis, via doorlatende wand 18 door de snelheid daarvan meeslepen. Deze afgassen waarin zich nog verbrandbare bestanddelen kunnen bevinden worden bij 17 verbrand, zodat een optimaal rendement van de 25 brander ontstaat. De temperatuur in ruimte 11 zal bij het gebruik van kaf variören tussen 600 en 700°C, terwijl de eindtemperatuur van de vlam bij deel 16 volledig afhankelijk is van de met aanjager 13 toegevoerde lucht. Door het juist instellen van de toevoer van lucht en brandstof aan de brander kan een kontinue verbranding verkregen worden, waarbij de 30 toevoer van verbranding ondersteunende hulpbrandstof via leiding 9 niet noodzakelijk is.

Het belang van deze brander is bijzonder groot. Bij het verbouwen van bijvoorbeeld rijst wordt slechts 37,5 gewichtsprocent voor consumptie gebruikt, terwijl het overige als kaf en stro tot nu toe als afval 35 gezien werd, omdat dit moeilijk te verbranden is. Met de brander volgens de onderhavige uitvinding is dit materiaal thans nuttig bruikbaar. Door het in stappen uitvoeren van de verbranding worden bij het verbranden van kaf problemen met betrekking tot de afvalprodukten vermeden. Indien de in het kaf aanwezige koolstof direkt tot kooldioxide verbrand wordt, 40 kan de temperatuur tot meer dan 800°C stijgen, waarbij schadelijke sil- 87 CO : '

V

-4- ' liciumresten als nevenprodukten ontstaan. Door thans de volledige ver branding van koolstof in twee afzonderlijke stappen in de binnenste buis 4 en in de naverbrander 17 uit te voeren, kan de verbrandingstemperatuur in eerste instantie laag gehouden worden, terwijl toch volledige ver-5 branding tot niet schadelijke stoffen gegarandeerd kan worden.

Hoewel hierboven een van voordeel zijnde uitvoering van de brander getoond is, zal begrepen worden dat door degene bekwame stand der techniek vele voor de hand liggende wijzigingen aangebracht kunnen worden. Bovendien is het mogelijk om de brander, zoals hiervoor reeds summier 10 aangeduid, op velerlei wijzen te intergreren in processen, waarbij nuttig gebruik gemaakt wordt van de warmte en/of het materiaal dat bij afvoer 19 beschikbaar komt.

P7C Γ f

Claims

1. Brander, omvattende ten minste twee in elkaar aangebrachte buizen, waarbij de ene van de twee zo gevormde ruimten van brandstoftoe-voermiddelen voorzien is en de andere van luchttoevoermiddelen, met het kenmerk, dat in die ene ruimte luchttoevoermiddelen aanwezig zijn en dat 5 middelen aanwezig zijn voor het overbrengen van in die ene ruimte gedeeltelijk verbrande produkten naar die andere ruimte.

2. Brander volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de tussenruimten tussen de buizen die een ruimte omvat en in het inwendige van de 10 binnenste buis die andere ruimte aangebracht is.

3. Brander volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de brandstoftoevoermiddelen brandstoftransporteurmiddelen omvatten. 15

4. Brander volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat die ene ruimte van een afvoer voor verbrandingsresten voorzien is.

5. Brander volgens een van de voorgaande conclusies, met het ken merk, dat de middelen voor het overbrengen van nog niet volledig ver-brandingsprodukten, filteropeningen in de binnenste buis omvatten.

6. Brander volgens een van de voorgaande conclusies, met het ken- 25 merk, dat in die andere ruimte ten minste een vacuumluchtinjectororgaan is aangebracht.

7. Brander volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat middelen aanwezig zijn voor het onder overdruk gestuurd toe- 30 voeren van lucht aan de tussenruimte tussen de buizen.

8. Brander volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de brandstof vast korrelvormig koolwaterstoffen bevattend materiaal omvat.