DE1289948B

DE1289948B - Combustion chamber for shaft ovens operated with gas or liquid fuel

Info

Publication number: DE1289948B
Application number: DE1966ST025954
Authority: DE
Original assignee: STINGEL EGON
Current assignee: Calcitherm Holding Nv Willemstad Curacao Nied
Priority date: 1966-10-05
Filing date: 1966-10-05
Publication date: 1969-02-27
Also published as: AT270482B; GB1167627A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennkammer mit zylindrischem Innenraum für mit Gas- oder Flüssigbrennstoff betriebene Schachtöfen, insbesondere Kalkschachtöfen, an deren einem Ende die Brennstoffdüse sowie Durchlässe für Verbrennungsluft und für Rückgase aus dem Schachtofen angeordnet sind und an deren entgegengesetztem Ende die Verbrennungsgase in den Schachtofen austreten.The invention relates to a combustion chamber with a cylindrical Interior space for shaft furnaces operated with gas or liquid fuel, in particular Lime shaft kilns, at one end of which the fuel nozzle and passages for combustion air and are arranged for return gases from the shaft furnace and at their opposite At the end of the combustion gases escape into the shaft furnace.

Es ist bekannt, in einer Brennkammer im Bereich der Brennerdüse zur Verbesserung der Verbrennung des eingeleiteten Gas-Luft-Gemisches gleichmäßig verteilte Kanäle anzuordnen, durch welche Zusatzluft aus der Atmosphäre angesaugt und in axialer Richtung in die Brennkammer eingeleitet wird.It is known to use in a combustion chamber in the area of the burner nozzle Improvement of the combustion of the introduced gas-air mixture evenly distributed Arrange channels through which additional air is sucked in from the atmosphere and in an axial direction Direction is introduced into the combustion chamber.

Weiterhin ist es bekannt, Rückgas aus der Vorwärmzone von Schachtöfen in eine Brennkammer tangential und rechtwinklig zu deren Längsachse einströmen zu lassen, so daß sich das schraubenlinienförmig an der kegelförmigen Innenwand der Brennkammer entlangströmende Rückgas mit dem Gemisch aus Brennluft und vergastem Brennstoff infolge der hohen Turbulenz innig vermischt, womit eine gleichmäßige Verteilung des vergasten Brennstoffs in der eigentlichen Brennzone des Ofenschachtes bezweckt wird.It is also known to use return gas from the preheating zone of shaft furnaces flow into a combustion chamber tangentially and at right angles to its longitudinal axis let so that the helical on the conical inner wall of the Return gas flowing along the combustion chamber with the mixture of combustion air and gasified Fuel is intimately mixed as a result of the high turbulence, making a uniform Distribution of the gasified fuel in the actual combustion zone of the furnace shaft is intended.

Infolge dieser Verwirbelung ist es jedoch nicht möglich, einen bestimmten Sauerstoffgehalt des aus Rückgasen und Verbrennungsluft gebildeten Gemisches zu unterschreiten, da sonst die Flamme abstirbt.As a result of this turbulence, however, it is not possible to determine a specific Oxygen content of the mixture formed from return gases and combustion air fall below, otherwise the flame will die.

Dies ist deshalb von erheblichem Nachteil, weil dadurch die Temperatur im Brennschacht nicht unter einen vorbestimmten Wert weiter herabsetzbar ist. Dadurch ergibt sich ein verhältnismäßig begrenzter Regelbereich für die Temperatur im Brennschacht bzw. Ofen, was zu einem Zusammenbacken und zu einer Qualitätsverschlechterung des gebrannten Kalks führt, wie sich herausgestellt hat.This is a considerable disadvantage because it increases the temperature cannot be further reduced below a predetermined value in the firing shaft. Through this there is a relatively limited control range for the temperature in the firing shaft or oven, resulting in caking and deterioration of the It turns out that burnt lime leads to it.

Eine Beimengung von reiner Sekundärluft in beliebiger Menge verbietet sich wiederum in den Fällen, wo eine unterstöchiometrische Verbrennung erwünscht ist.The addition of pure secondary air in any amount is prohibited again in cases where substoichiometric combustion is desired is.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Brennkammer zu schaffen, welche geeignet ist, dem unterstöchiometrisch verbrennenden Brenngas Rückgas in beliebiger Menge zuzusetzen, ohne daß es zur Rußbildung kommt bzw. ohne daß die Flamme ganz abstirbt und die Wandung der Brennkammer gekühlt wird, wodurch eine äußerst vorteilhafte Regelbarkeit der Temperatur im Brennschacht des Ofens bewirkt wird. Insbesondere soll die Temperatur zum Brennen des Kalks in bisher unbekanntem Maße nach unten regelbar sein, so daß ein Zusammenbacken des Kalks vermieden und damit die Qualität des Kalks beträchtlich erhöht werden kann.The invention is based on the object of creating a combustion chamber which is suitable, the substoichiometric burning fuel gas return gas in to add any amount without causing soot or without the Flame dies completely and the wall of the combustion chamber is cooled, whereby a causes extremely advantageous controllability of the temperature in the firing shaft of the furnace will. In particular, the temperature for burning the lime should be in a previously unknown Dimensions can be regulated downwards, so that caking of the lime is avoided and so that the quality of the lime can be increased considerably.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mehrere sich in Achsrichtung der Brennkammer erstreckende Eintrittskanäle für die Rückgase in der Stirnwand der Brennkammer so angeordnet sind, daß sie mit der Brennkammerinnenwand fluchten, und die zugeführten Rückgase durch diese Eintrittskanäle mit einem derartigen Druck eingeführt werden, daß diese laminar an der Brennkammerinnenwand entlangströmen.This object is achieved according to the invention in that several in the axial direction of the combustion chamber extending inlet channels for the return gases in the end wall of the combustion chamber are arranged so that they are with the combustion chamber inner wall align, and the supplied return gases through these inlet channels with such a Pressure are introduced so that these flow laminarly along the inner wall of the combustion chamber.

Ein besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Brennkammer sieht vor, daß der Brennkammerinnenraum im Bereich des Eintrittsendes kegelförmig ausgebildet ist und daß die koaxial zur Brennkammerachse angeordnete Brennerdüse sowie die diese konzentrisch umgebende Eintrittsöffnung für die Verbrennungsluft im Bereich der Kegelspitze und die Rückgaseintrittsöffnungen im Bereich des übergangs von der kegelförmigen zur zylindrischen Brennkammerinnenwand angeordnet sind.A particularly advantageous embodiment of the invention Combustion chamber provides that the combustion chamber interior is in the area of the inlet end Is conical and that the arranged coaxially to the combustion chamber axis Burner nozzle and the inlet opening for the combustion air that surrounds it concentrically in the area of the tip of the cone and the return gas inlet openings in the area of the transition are arranged from the conical to the cylindrical inner wall of the combustion chamber.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Rückgaseintrittsöffnungen in an sich bekannter Weise in gleichmäßigem Abstand angeordnet sind.It is also advantageous if the return gas inlet openings in are arranged in a known manner at an even distance.

In den F i g. 1 und 2 der Zeichnung ist die erfindungsgemäß ausgebildete Brennkammer an Hand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels dargestellt, welches nachstehend im einzelnen näher beschrieben ist. Es zeigt F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine Brennkammer nach der Erfindung, F i g. 2 einen Querschnitt durch die Kammer längs der Linie II-II in F i g. 1.In the F i g. 1 and 2 of the drawing is that formed according to the invention Combustion chamber shown on the basis of a preferred embodiment, which is described in more detail below. It shows F i g. 1 shows a longitudinal section through a combustion chamber according to the invention, FIG. 2 shows a cross section through the Chamber along the line II-II in F i g. 1.

Die in F i g. 1 dargestellte erfindungsgemäße Brennkammer 11 weist einen im wesentlichen zylindrischen Brennkammerinnenraum 12 auf, dessen vorderer Bereich 13 am Eintrittsende kegelförmig ausgebildet ist. Koaxial zur Brennkammerachse befindet sich am Eintrittsende die Brennerdüse 14, um die herum die Eintrittsöffnung 15 für die Verbrennungsluft liegt. In der Stirnwand der Brennkammer 11 sind in axialer Richtung, mit der Brennkammerinnenwand 16 fluchtend, mehrere Eintrittskanäle 17 in den Brennkammerinnenraum 12 eingegeführt, durch welche Rückgas von außen im Gleichstrom (laminar) entlang der Wandung 16 eingeleitet wird, ohne daß eine Turbulenz entsteht.The in F i g. Combustion chamber 11 according to the invention shown in FIG. 1 has an essentially cylindrical combustion chamber interior 12 , the front region 13 of which is conical at the inlet end. The burner nozzle 14, around which the inlet opening 15 for the combustion air is located, is located coaxially to the combustion chamber axis at the inlet end. In the end wall of the combustion chamber 11 has multiple inlet ducts are axially aligned with the combustion chamber inner wall 16, is guided into the combustion chamber interior 12 17 through which return gas introduced from the outside in the direct current (laminar) along the wall 16 without turbulence arises.

Wie aus F i g. 2 hervorgeht, sind die Rückgaseintrittsöffnungen bzw. -kanäle 17 in gleichem Abstand voneinander längs des Innenumfangs der Kammer 11 angeordnet.As shown in FIG. 2, the return gas inlet openings or channels 17 equidistant from one another along the inner circumference of the chamber 11 arranged.

Das Austrittsende der Brennkammer 11 ist ebenfalls kegelig ausgebildet und schließt an einen koaxialen Austritts- bzw. überströmkanal19 an, der z. B. tangential in den Brennraum eines nicht dargestellten Schachtofens einmündet.The outlet end of the combustion chamber 11 is also conical and connects to a coaxial outlet or overflow channel 19, which z. B. tangential opens into the combustion chamber of a shaft furnace, not shown.

Die Einleitung der Rückgase in die Brennkammer in Form von achsparallelen Gleichströmen durch beispielsweise acht Eintrittskanäle 17 hat den Vorteil, daß die Brennkammerinnenwand 16 gekühlt wird sowie die Verbrennung sich leicht regeln läßt. Der sich in der Kammer einstellende Gleichstrom bewirkt außerdem, daß ein Teil des CO.,-Gehalts des Rückgases aus der Vorwärmzone von Kalkschachtöfen sich in 2 CO umwandeln kann, da die Verweilzeit gegenüber derjenigen bei der bekannten turbulenten Rückgasführung verlängert ist und die Umwandlungsreaktion dadurch gefördert wird.The introduction of the return gases into the combustion chamber in the form of axially parallel direct currents through, for example, eight inlet channels 17 has the advantage that the combustion chamber inner wall 16 is cooled and the combustion can be easily regulated. The direct current established in the chamber also means that part of the CO., - content of the return gas from the preheating zone of lime shaft kilns can convert into 2 CO, since the residence time is longer than that in the known turbulent return gas flow and the conversion reaction is promoted as a result will.

Die erfindungsgemäße Brennkammer ist so ausgelegt, daß bei Öl- oder Gasfeuerung die Luftverhältniszahl zwischen Brennstoff und Luft bis auf 0,4 herabgesetzt werden kann, ohne daß eine Bußbildung auftritt.The combustion chamber according to the invention is designed so that with oil or Gas firing, the air ratio between fuel and air is reduced to 0.4 can be without a penalty occurring.

Claims

Claims: 1. Combustion chamber with a cylindrical interior for shaft furnaces operated with gas or liquid fuel, in particular lime shaft furnaces, at one end of which the fuel nozzle and passages for combustion air and return gases from the shaft furnace are arranged and at the opposite end the combustion gases exit into the shaft furnace, characterized in that several inlet channels (17) for the return gases extending in the axial direction of the combustion chamber (11) are arranged in the end wall of the combustion chamber (11) so that they are flush with the combustion chamber inner wall (16), and the return gases supplied through these inlet channels (17) are introduced with such a pressure that they flow laminarly along the combustion chamber inner wall (16). z. Combustion chamber according to claim 1, characterized in that the combustion chamber interior (12) is conical in the area (13) of the inlet end and that the burner nozzle (14) arranged coaxially to the combustion chamber axis and the inlet opening (15) surrounding it concentrically for the combustion air in the area of the The cone tip and the return gas inlet openings (17) are arranged in the region of the transition from the conical to the cylindrical combustion chamber inner wall (16). 3. Combustion chamber according to claim 1 or 2, characterized in that the return gas inlet openings (17) are arranged at an even distance from one another.