WO2004044493A2 - Vorrichtung zur flächenhaften gaseinmischung in einen strahlungszug - Google Patents

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Bernd Zimmerlin
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L9/00—Passages or apertures for delivering secondary air for completing combustion of fuel 
    • F23L9/02—Passages or apertures for delivering secondary air for completing combustion of fuel  by discharging the air above the fire

Definitions

  • the present invention relates to a device for the extensive mixing of secondary gas, such as. B. air, oxygen or other gaseous reactants in hot combustion gases in ' a radiation train of a combustion chamber according to the first claim.
  • secondary gas such as. B. air, oxygen or other gaseous reactants in hot combustion gases in ' a radiation train of a combustion chamber according to the first claim.
  • Combustion chambers and radiation ducts are central components of an incineration plant. They form the combustion chamber in which a fuel is continuously burned. Starting from the combustion chamber, a flow of combustion gases from this combustion in the combustion chamber is established by the radiation train, which flow is usually conducted through or on downstream heat exchangers or installed in the combustion chamber to utilize the combustion energy. In addition to the dimensions of the combustion chamber, the process conditions of the combustion in particular have a significant influence on the flow as well as on the burnout and on the formation of harmful gases.
  • secondary gas for example air, oxygen 0 2 , recycled flue gas or water vapor
  • secondary gas is injected into the radiation train with high local impulses and to ensure good penetration of the flow in high excess.
  • the combustion receives additional oxygen, which brings the as yet unburned portions of the fuel to the combustion.
  • secondary gas is injected via rows of nozzles, preferably in the area of the narrowest cross section between the combustion chamber and the radiation draft.
  • Flow, temperature, oxygen and noxious gas distribution are mostly very non-uniform across the cross-section of the radiation trains and cannot be completely eliminated even by a mixing pulse, ie by injection of secondary gas or other gaseous media. Often there are also pronounced ones Strands of combustion gases in which there is a lack of oxygen. They favor signs of corrosion primarily in the radiation lines, but also on the built-in heat exchangers. Due to the non-uniform oxygen distribution, organic pollutants and CO in the flue gas can usually not be completely burned. A required quality of mixing can, however, only be achieved with an injection with parameters in a precisely specified range, which must be adapted in each case when the operating conditions change, for example in the partial load range.
  • the present invention has for its object to provide a device for the extensive mixing of secondary gas, such as. B. air, oxygen or other gaseous reactants to propose in hot combustion gases in a radiation train of a combustion chamber, which ensures reliable mixing especially in transient combustion processes or in the partial load range and manages without moving parts.
  • secondary gas such as. B. air, oxygen or other gaseous reactants
  • the invention proposes the features according to claim 1. Further advantageous features which further develop the invention are set out in the subclaims.
  • the invention is characterized in particular by a lattice structure which is arranged transversely to the radiation train and completely spans the cross section of the radiation train.
  • the lattice structure resembles a sieve, net or a rake and is formed by tubes or other hollow bodies. These are either made of a material with open ner, ie made or porous porosity
  • the secondary gas is introduced into the lattice structure with connections preferably on and through the walls of the combustion chamber or the radiation train via the ends of the lattice structure, on which the lattice structure is supported in the combustion chamber.
  • the lattice structure can also be designed as a hollow molded body with an inner cavity even without tubes.
  • the molded body has openings between the cavity and the environment, i.e. the wall is either made of a material with an open, i.e. H. continuous porosity, for example as a sintered molded body, or has discrete openings as air inlets.
  • the lattice structure can also be protected from thermal and chemical corrosion by injecting the secondary gas over a wide area.
  • the lattice structure can also be made from a ceramic or a metal.
  • high-temperature-resistant or refractory ceramics are the ideal material for the tubes.
  • Metallic tubes are particularly useful at moderate temperatures when higher mechanical or thermal fatigue strength is required.
  • the prerequisite is created to completely mix the required oxygen into the combustion gases. It makes sense to design the lattice structure as a self-supporting vault, which is supported all around on the walls of the radiation train.
  • the essential dimensions of the lattice structure such as the mesh size of the lattice structure or the size and distribution of the openings, determine the mixing paths of the injected intermediate gas with the flow. As a result, they significantly influence the speed of the interference and thus the reliability of a high burnout.
  • the increase in speed that results from the cross-sectional laying through the pipes of the lattice structure is sufficient to completely mix the intermediate gas flowing out of the pipes into the combustion gases.
  • the wake flow downstream of the lattice structure also supports the mixing process.
  • the practical advantage is, however, that the high burnout can be achieved largely independently of the flow and mixing conditions, since with the shortness of the mixing paths, the importance of a certain flow state for mixing increasingly takes a back seat.
  • the invention is therefore particularly suitable for large combustion plants.
  • not only is a high burnout achieved regardless of the operating state, but above all also when different fuels are burned, without the need to retrofit the device for the extensive mixing in of secondary gas.
  • the combustion process in the combustion chamber can be optimized regardless of the emission values, for example with regard to a reduction in nitrogen oxide on the primary side, with regard to reduced grate temperatures with high-calorific fuel or with minimized amounts of flue gas.
  • Any high CO concentrations that occur in the flow are reliably reduced in any case by the oxygen mixing in via the lattice structure.
  • Sectoral series connection of several lattice structures additionally enables the flow of the entire flue gas flow to be evened out in a targeted manner and extremely non-uniform flows over the radiation draft in the combustion chamber to be compensated for. This option is particularly interesting for radiation traces with a large cross-section or with a pronounced stratified flow.
  • Fig. 1 shows a lattice structure, used in a combustion chamber, as well
  • the invention essentially consists of a lattice structure 1, which is supported on the walls 2 of the combustion chamber and completely spans the cross section between these walls of the radiation train. Furthermore, the direction of flow 3 of the flow is indicated in FIG. 1 by an arrow, which flows through the lattice structure with its entire volume flow.
  • the lattice structure in the combustion chamber must be adapted to the flow in terms of flow technology in order to achieve effective air mixing. It is basically irrelevant whether the lattice structure unites narrowest cross section as in Fig. 1 or another cross section spanned in the combustion chamber.
  • the lattice structure is shown in FIG. 1 as a simply curved lattice surface.
  • FIGS 2a to d Possible arrangements of the tubes in the lattice structure are shown in Figures 2a to d. There are basically two basic arrangements of the lattice structures. Further arrangements or combinations of several arrangements are conceivable and are also covered by the invention. Furthermore, lattice structures of this type are also conceivable, which not only consist of tubes, but also of other hollow bodies, for example separate hollow blocks with integrated distribution channels or throttles or branch sleeves.
  • FIGS. 2 a to c One basic arrangement is shown in FIGS. 2 a to c and is similar in its basic structure to a spider web. It consists of supply tubes 4 which run out in a star shape from a grid center and which are connected to one another by distributor tubes 5. The secondary gas is fed through the wall of the combustion chamber into the ends of the supply tubes and from there into the distribution tubes.
  • the second basic arrangement is similar to a grid with supply tubes 4 and distribution tubes 5 running parallel to one another. It is shown by way of example in FIG. 2 d.
  • the distributor tubes are also equipped as supply lines, each with an end connection for the supply of secondary gas to the wall of the combustion chamber.
  • the distribution tubes and optionally also the supply tubes have the openings mentioned above.
  • the lattice structure can also be used without distribution pipes, whereby the supply lines must of course be provided with openings.
  • the production is preferably carried out without pressure by a sintering process, the sintering parameters being set such that the walls of the tubes have open porosity as openings.
  • Lattice structures with supply tubes without and distribution tubes with openings in the walls are preferably manufactured in a multi-stage manufacturing process, the supply tubes being processed as finished and densely sintered components in a second manufacturing step.

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Abstract

Vorrichtung zur flächenhaften Einmischung von Sekundärgas in heiße Feuerungsgase in einen Strahlungszug einer Brennkammer mit einem Strömungsquerschnitt. Aufgabe ist es, eine derartige Vorrichtung vorzuschlagen, welche eine zuverlässige Einmischung insbesondere auch bei instationären Verbrennungsvorgängen oder im Teillastbereich sicherstellt and dabei ohne beweglichen Teile auskommt. Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung, umfassend eine Gitterstruktur, welche quer zum Strahlungszug angeordnet den Querschnitt vollständig überspannt, wobei die Gitterstruktur durch Röhren gebildet ist, die Röhren Wandungen mit Durchbrüchen aufweisen and die Durchbrüche die Lufteinlässe bilden, gelöst.

Description

Vorrichtung zur flächenhaf en Gaseinmischung in einen
Strahlungszug
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur flächenhaften Einmischung von Sekundärgas, wie z. B. Luft, Sauerstoff oder andere gasförmige Reaktionsmittel, in heiße Feuerungsgase in' einen Strahlungszug einer Brennkammer gemäß des ersten Patentanspruchs.
Brennkammern und Strahlungszüge stellen zentrale Bestandteile einer Verbrennungsanlage dar. Sie bilden den Feuerraum, in dem ein Brennstoff kontinuierlich verbrannt wird. Dabei stellt sich ausgehend von der Brennkammer durch den Strahlungszug eine Strömung aus Feuerungsgasen aus dieser Verbrennung im Feuerraum ein, welcher zur Ausnutzung der Verbrennungsenergie üblicherweise durch oder an nachgeschalteten oder im Feuerraum eingebauten Wärmeüberträgern geleitet wird. Einen wesentlichen Einfluss auf die Strömung wie auch auf den Ausbrand und auf die Schadgasbildung nehmen neben den Abmessungen des Feuerraums insbesondere die Prozessbedingungen der Verbrennung.
Um einen vollständigen Ausbrand in einem Feuerraum sicherzustellen, wird zusätzlich sog. Sekundärgas, beispielsweise Luft, Sauerstoff 02, rezykliertes Rauchgas oder Wasserdampf, in den Strahlungszug mit hohen lokalen Impulsen und zur Sicherstellung einer guten Durchdringung der Strömung im hohen Überschuss eingedüst. Hierdurch erhält die Verbrennung zusätzlich Sauerstoff, welche die noch nicht verbrannten Anteile des Brennstoffs zur Verbrennung bringen. Üblicherweise erfolgt eine Eindüsung von Sekundärgas über Düsenreihen, vorzugsweise im Bereich des engsten Querschnitts zwischen Brennkammer und Strahlungszug.
Strömungs-, Temperatur-, Sauerstoff- und Schadgasverteilung sind über dem Querschnitt der Strahlungszüge meist sehr ungleichförmig und können auch durch einen Mischungsimpuls, d. h. durch Eindüsung von Sekundärgas oder anderen gasförmigen Medien nicht vollständig beseitigt werden. Häufig treten auch ausgeprägte Strähnen aus Feuerungsgasen auf, in denen Sauerstoffmangel vorliegt. Sie begünstigen Korrosionserscheinungen vorwiegend in den Strahlungszügen, aber auch an den eingebauten Wärmeüberträgern. Infolge der ungleichförmigen Sauerstoffverteilung können organische Schadstoffe sowie CO im Rauchgas meist nicht vollständig verbrannt werden. Eine erforderliche Güte einer Vermischung ist jedoch nur mit einer Eindüsung mit Parametern in einem genau vorgegebenen Bereich erzielbar, wobei dieser bei einer Änderung der Betriebsbedingungen, beispielsweise im Teillastbereich, jeweils anzupassen ist.
In [1] werden unterschiedliche Konzepte und Vorrichtungen zur Eindüsung von Sekundärluft beschrieben. Die Eindüsung erfolgt bei einem ersten Konzept mit Düsen, angeordnet ausschließlich in der Feuerraumwand. Eine möglichst effektive Verwirbelung und damit eine Durchmischung der eingedüsten Sekundärluft mit der Strömung wird durch eine optimierte Anordnung und Ausrichtung der Düsen in der Feuerraumwand angestrebt. Grundsätzlich versucht man also, allein durch Anordnung und Ausrichtung der Düsen bestimmte zwei- oder dreidimensionale Strömungsmuster, wie z.B. Strömungswalzen oder Wirbelströmungen, zu erhalten. In einem zweiten Konzept wird im engsten Querschnitt, d. h. im Übergang von der Brennkammer zum Strahlungszug, zusätzlich ein Balken mit zusätzlichen Düsen eingesetzt. Eine erste Variante dieses Konzeptes verwendet einen rotierenden Balken, Bauart Temel- li, während eine zweite Variante auf einem strömungsopti- mierten feststehenden Balken, Bauart Kümmel, basiert.
Die aufgezeigten Konzepte weisen jedoch prinzipbedingte Nachteile auf.
Eine zuverlässige Einmischung von Sekundärgas über Düsen, welche ausschließlich in der Feuerraumwand angeordnet sind, setzt bestimmte einzuhaltende Strömungsmuster für einen homogenisierenden Mischungsprozess voraus. Derartige Konzepte eignen sich daher nur bedingt für instationäre Verbren- nungsvorgänge . Diese Einschränkung tritt mit zunehmenden
Querschnitt der Strömung zunehmend in den Vordergrund, da die zu überbrückenden Wegstrecken der Strömung und dem Sekundärgas bei einer Vermischung mit den Abmessungen steigen.
Auch Balken, ob rotierend oder nicht rotierend, oder auch andere Verdrängungskörper eignen sich nicht für alle Feuerraumgeometrien. Vielmehr ist mit dem Auftreten auch größerer Druckgradienten und den damit verbundenen unerwünschten Effekten, wie beispielsweise Temperaturgradienten mit Entmischungs-, Kondensations- und Kavitationseffekten im Feuerraum zu rechnen, welche der Erzielung eines möglichst vollständigen Ausbrands entgegenwirken. Zudem sind bei Temperaturen oberhalb von 800°C rotierende Luftverteilerbalken mechanisch sehr aufwendig, störanfällig und damit teuer.
Ausgehend davon hat nun die vorliegende Erfindung zur Aufgabe, eine Vorrichtung zur flächenhaften Einmischung von Sekundärgas, wie z. B. Luft, Sauerstoff oder andere gasförmige Reaktionsmittel, in heiße Feuerungsgase in einen Strahlungszug einer Brennkammer vorzuschlagen, welche eine zuverlässige Einmischung insbesondere auch bei instationären Verbrennungsvorgängen oder im Teillastbereich sicherstellt und dabei ohne beweglichen Teile auskommt.
Zur Lösung der Aufgabe schlägt die Erfindung die Merkmale gemäß dem Patentanspruch 1 vor. Weitere, vorteilhafte und die Erfindung weiterbildende Merkmale sind in den Unteransprüche angeführt.
Die Erfindung zeichnet sich insbesondere durch eine Gitterstruktur aus, welche quer zum Strahlungszug angeordnet ist und den Querschnitt des Strahlungszug dabei vollständig überspannt. Die Gitterstruktur ähnelt einem Sieb, Netz oder einem Rechen und wird durch Röhren oder andere Hohlkörper gebildet. Diese sind entweder aus einem Material mit offe- ner, d. h. durchgängiger Porosität hergestellt oder weisen
Wandungen mit Durchbrüchen auf, wobei die durchgängige Porosität und die Durchbrüche Lufteinlässe bilden. Die Einleitung des Sekundärgases in die Gitterstruktur erfolgt mit Anschlüssen vorzugsweise an und durch die Wände des Feuerraumes bzw. des Strahlungszuges über die Enden der Gitterstruktur, an denen sich die Gitterstruktur im Feuerraum abstützt.
Ebenso ist die Gitterstruktur auch ohne Röhren als hohler Formkörper mit einer inneren Kavität gestaltbar. Wie die zuvor beschriebenen Röhren weist der Formkörper Durchbrüche zwischen der Kavität und der Umgebung auf, d.h. die Wandung ist entweder aus einem Material mit offener, d. h. durchgängiger Porosität, beispielsweise als Sinterformkörper, hergestellt oder weist diskrete Durchbrüche als Lufteinlässe auf. Mit einer entsprechenden Gestaltung der Durchbrüche als offene Porosität lässt sich durch eine flächigen Eindüsung des Sekundärgases zudem die Gitterstruktur vor thermischer und chemischer Korrosion schützen. Die Gitterstruktur lässt sich zudem je nach Einsatzgebiet aus einer Keramik oder einem Metall herstellen. Soll die Gitterstruktur insbesondere hohen Temperaturen widerstehen und dabei auch eine hohe Korrosionsbeständigkeit aufweisen, bieten sich hochtemperaturbeständige oder feuerfeste Keramiken als Material für die Röhren an. Metallische Röhren bieten sich insbesondere bei moderaten Temperaturen dann an, wenn eine höhere mechanische oder thermische Wechselfestigkeit erforderlich ist.
Durch Einsetzen einer derartigen Gitterstruktur über dem gesamten Querschnitt der Brennkammer bzw. des Strahlungszuges oberhalb des Feuerraumes wird die Voraussetzung geschaffen, den benötigten Sauerstoff in die Feuerungsgase vollständig einzumischen. Es bietet sich an, die Gitterstruktur als selbsttragendes Gewölbe auszuführen, welches sich ringsum an den Wänden des Strahlungszuges abstützt. Die wesentlichen Abmessungen der Gitterstruktur, wie beispielsweise die Maschenweite der Gitterstruktur oder die Größe und die Verteilung der Durchbrüche, bestimmen die Mischungswege der ein- gedüsten Zwischengas mit der Strömung. Sie beeinflussen dadurch signifikant die Geschwindigkeit der Einmischung und damit die Zuverlässigkeit eines hohen Ausbrands. Dadurch reicht die Geschwindigkeitserhöhung, die sich aufgrund der Querschnittsverlegung durch die Rohre der Gitterstruktur ergibt, aus, um das aus den Rohren ausströmenden Zwischengas vollständig in die Feuerungsgase einzumischen. Die NachlaufStrömung stromabwärts der Gitterstruktur unterstützt zusätzlich den Vermischungsvorgang. Der praktische Vorteil liegt vor allem aber darin, dass der hohe Ausbrand weitgehend unabhängig von den Strömungs- und Mischungsverhältnissen erzielbar ist, da mit der Kürze von Mischungswegen die Bedeutung eines bestimmten Strömungszustandes für eine Vermischung zunehmend in den Hintergrund tritt. Auch entfällt praktisch eine Obergrenze des Feuerraumquerschnitts im Strahlungszug, in der eine zuverlässige Einmischung aufgrund der vorherrschenden Strömungsverhältnisse ohne Gitterstruktur gerade noch möglich wäre. Die Erfindung eignet sich daher in besonderem Maße für Großverbrennungsanlagen. Zudem wird nicht nur ein hoher Ausbrand unabhängig vom Betriebszustand erzielt, sondern vor allem auch bei der Verbrennung unterschiedlicher Brennstoffe, ohne dass es einer Umrüstung der Vorrichtung zur flächenhaften Einmischung von Sekundärgas bedarf.
Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass wegen der hohen Mischgüte und des damit erzielbaren zuverlässig hohen Ausbrands unabhängig von der Verbrennung der Verbrennungsprozess im Feuerraum ohne Rücksicht auf Emissionswerte optimierbar ist, beispielsweise hinsichtlich einer primärseitigen Stickoxidminderung, hinsichtlich reduzierter Rosttemperaturen bei heizwertreichem Brennstoff oder hinsichtlich minimierter Rauchgasmengen. Eventuell auftretende hohe CO-Konzentrationen in der Strömung werden in jedem Fall durch die Sauerstoffeinmischung über die Gitterstruktur zuverlässig reduziert. Es bietet sich auch an, mehrere Gitterstrukturen gemäß der Erfindung in der Strömung hintereinander anzuordnen. Hierdurch wird eine Sauerstoffeinmischung oder eine gezielte Einmischung eines Reaktionsmittels in Stufen möglich. Beispielsweise erfolgt in einer Stufe eine Pyrolyse oder eine Vergasung, während die eigentliche Nachverbrennung erst in einer zweiten Stufe vorgesehen ist, was vor allem eine geringere Rostbelastung bei heizwertreichen Abfällen bewirkt.
Eine sektorielle Hintereinanderschaltung von mehreren Gitterstrukturen ermöglicht zusätzlich die gezielte Vergleichmäßigung der Strömung des gesamten Rauchgasstromes und den Ausgleich extrem ungleichförmiger Strömungen über dem Strahlungszug im Feuerraum. Diese Option ist besonders für Strahlungszüge mit großem Querschnitt oder bei ausgeprägter Schichtströmung interessant.
Einzelheiten der Erfindung werden anhand von Figuren erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Gitterstruktur, eingesetzt in einen Feuerraum, sowie
Fig. 2 a bis d verschiedene Ausführungsformen der Gitterstruktur .
Wie eingangs beschrieben und in Fig. 1 schematisch dargestellt, besteht die Erfindung im wesentlichen aus einer Gitterstruktur 1, welche sich an den Wänden 2 des Feuerraumes abstützt und den Querschnitt zwischen diesen Wänden des Strahlungszugs vollständig überspannt. Ferner ist in Fig. 1 die Strömungsrichtung 3 der Strömung mit einem Pfeil angedeutet, welche die Gitterstruktur mit seinem gesamten Volumenstrom durchströmt. Die Gitterstruktur im Feuerraum ist für die Erzielung einer effektiven Lufteinmischung strömungstechnisch an die Strömung anzupassen. Dabei ist es grundsätzlich unerheblich, ob die Gitterstruktur einen engsten Querschnitt wie in Fig. 1 oder einen anderen Querschnitt im Feuerraum überspannt.
Die Gitterstruktur ist in Fig. 1 als einfach gebogene Gitterfläche dargestellt. Es sind alternativ Gewölbestrukturen wie auch gewellte, mehrfach gebogene, geknickte oder plane, d. h. praktisch beliebig geformte Gitterflächen einsetzbar.
Mögliche Anordnungen der Röhren in der Gitterstruktur sind in den Figuren 2 a bis d dargestellt. Grundsätzlich unterscheiden sich zwei Grundanordnungen der Gitterstrukturen. Weitere Anordnungen oder auch Kombinationen aus mehreren Anordnungen sind denkbar und sind durch die Erfindung mit abgedeckt. Ferner sind auch Gitterstrukturen dieser Art denkbar, welche nicht nur aus Röhren, sondern auch aus anderen Hohlkörpern, beispielsweise separaten Hohlblöcken mit integrierten Verteilerkanälen oder Drosseln oder Abzweigungsmuffen, bestehen.
Die eine Grundanordnung ist in den Figuren 2 a bis c dargestellt und ähnelt in ihrem Grundaufbau einem Spinnennetz. Sie besteht aus sternförmig von einem Gittermittelpunkt auslaufenden Versorgungsröhren 4 welche untereinander mit Verteilerröhren 5 verbunden sind. Die Zuleitung des Sekundärgases erfolgt durch die Wand des Feuerraums in die Enden der Versorgungsröhren und von diesen in die Verteilerröhren .
Die zweite Grundanordnung ähnelt einem Gitter mit jeweils parallel zueinander verlaufenden Versorgungsröhren 4 und Verteilerröhren 5. Sie ist beispielhaft in Fig. 2 d dargestellt. Bei einer weiteren Variante dieser Grundanordnung sind die Verteilerröhren ebenfalls als Versorgungsleitungen mit je einem endseitigem Anschluss für die Zuleitung von Sekundärgas an der Wand des Feuerraumes ausgestattet. Die Verteilerröhren sowie optional auch die Versorgungsröhren weisen die eingangs genannten Durchbrüche auf. Je nach Auslegung ist die Gitterstruktur auch ohne Verteilerröhren einsetzbar, wobei naturgemäß die Versorgungsleitungen zwingend mit Durchbrüchen zu versehen sind.
Vor dem Hintergrund der vorherrschenden hohen Temperaturen im Feuerraum im Bereich der Gitterstruktur bietet es sich an, diese aus einer hochtemperaturfesten oder feuerfesten Keramik herzustellen. Kommt es mehr auf eine mechanische Festigkeit bei einem eher moderaten Einsatztemperaturniveau an, bietet sich die pulvermetallurgische Herstellung mit einem Sintermetall an.
Die Herstellung erfolgt durch einen Sinterprozess vorzugsweise drucklos, wobei die Sinterparameter so eingestellt werden, dass die Wandung der Röhren eine offene Porosität als Durchbrüche aufweisen. Gitterstrukturen mit Versorgungsröhren ohne und Verteilungsröhren mit Durchbrüchen in den Wandungen werden vorzugsweise in einem mehrstufigen Herstellungsprozess gefertigt, wobei die Versorgungsröhren als fertig- und dichtgesinterte Bauteile in einem zweiten Fertigungsschritt verarbeitet werden.
Literatur
[1] Görner, K., Klasen, Th.: Sekundärluftprisma zur Optimierung der Sekundärlufteindüsung, Umdruck zum VDI-Fortbil- dungsseminar „BAT- und preisorientierte Dioxin-/Gesamte- missionsminderungstechniken" , München 14.-15. September 2000
Bezugs zeichenliste :_
1 Gitterstruktur
2 Wand
3 Strömungsrichtung
4 Versorgungsröhren
5 Verteilerröhren

Claims

Patentansprüche:
1. Vorrichtung zur flächenhaften Einmischung von Sekundärgas in heiße Feuerungsgase in einen Strahlungszug einer Brennkammer mit einem Strömungsquerschnitt, umfassend eine Gitterstruktur, welche quer zum Strahlungszug angeordnet den Querschnitt vollständig überspannt, wobei die Gitterstruktur durch Röhren oder durch andere Hohlkörper gebildet ist, diese Wandungen mit Durchbrüchen aufweisen und die Durchbrüche die Lufteinlässe bilden.
2. Vorrichtung, nach Anspruch 1, wobei die Wandungen aus einem Material mit offener Porosität hergestellt sind und die Durchbrüche durch die offene Porosität gebildet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Wandungen aus einem gasdichten Material hergestellt sind und die Durchbrüche lokale Öffnungen in den Wandungen sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei das Material eine hochtemperaturbeständige oder feuerfeste Keramik ist .
5. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei das Material ein Metall ist.
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WO (1) WO2004044493A2 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL2003754C2 (en) * 2009-11-04 2011-05-10 Heatteq Refractory Holding B V Method for improving the combustion efficiency of a burner of a hot blast stove, and such a hot blast stove comprising a gas burner.
WO2016030807A1 (en) * 2014-08-25 2016-03-03 Uab "Pelnesa" An universal gas combustion unit

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH235976A (de) * 1943-10-04 1945-01-15 Wartburg Wilhelm Von Vorrichtung zur Verbesserung des Heizeffektes von Heizanlagen.
DE1116336B (de) * 1956-11-02 1961-11-02 Rudolf Arnold Erren Verbrennungsluftzufuehrung fuer Flammrohrkessel-Feuerungen
US4538529A (en) * 1980-10-15 1985-09-03 Vereinigte Kesselwerke Ag Garbage incinerator
US5127345A (en) * 1988-10-20 1992-07-07 Ebara Corporation Combustion apparatus and combustion control method therefor
WO1995033957A1 (en) * 1994-06-08 1995-12-14 Kwangsoo Hyun Apparatus for complete combustion
JP2001248830A (ja) * 2000-03-06 2001-09-14 Takuma Co Ltd ガス噴出器及びこれを使用する二次燃焼装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4883003A (en) * 1988-09-26 1989-11-28 Hoskinson Gordon H Secondary combustion chamber for an incinerator
GB8826909D0 (en) * 1988-11-17 1988-12-21 Booth G Combustion apparatus
DE4401821C2 (de) * 1994-01-22 1998-01-15 Joachim Dipl Ing Kuemmel Verfahren zum Verbrennen von Stoffen, insbesondere von Müll und Biomassen, und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH235976A (de) * 1943-10-04 1945-01-15 Wartburg Wilhelm Von Vorrichtung zur Verbesserung des Heizeffektes von Heizanlagen.
DE1116336B (de) * 1956-11-02 1961-11-02 Rudolf Arnold Erren Verbrennungsluftzufuehrung fuer Flammrohrkessel-Feuerungen
US4538529A (en) * 1980-10-15 1985-09-03 Vereinigte Kesselwerke Ag Garbage incinerator
US5127345A (en) * 1988-10-20 1992-07-07 Ebara Corporation Combustion apparatus and combustion control method therefor
WO1995033957A1 (en) * 1994-06-08 1995-12-14 Kwangsoo Hyun Apparatus for complete combustion
JP2001248830A (ja) * 2000-03-06 2001-09-14 Takuma Co Ltd ガス噴出器及びこれを使用する二次燃焼装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN Bd. 2000, Nr. 26, 1. Juli 2002 (2002-07-01) -& JP 2001 248830 A (TAKUMA CO LTD), 14. September 2001 (2001-09-14) *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL2003754C2 (en) * 2009-11-04 2011-05-10 Heatteq Refractory Holding B V Method for improving the combustion efficiency of a burner of a hot blast stove, and such a hot blast stove comprising a gas burner.
WO2011056069A3 (en) * 2009-11-04 2011-06-30 Heatteq Refractory Holding B.V. Method for improving the combustion efficiency of a burner of a hot blast stove, and such a hot blast stove comprising a gas burner
WO2016030807A1 (en) * 2014-08-25 2016-03-03 Uab "Pelnesa" An universal gas combustion unit

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