Verfahren und Brenner zur Verminderung der Bildung von NOx bei der Verbrennung von Kohlenstaub

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verminderung der Bildung von NO_x bei der Verbrennung von Kohlenstaub mit Verbrennungsluft sowie einen Brenner mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1 bzw. 2.

[0002] Zur Verminderung der Bildung von NO_x bei der Verbrennung von kohlenstoffhaltigen Brennstoffen ist es bekannt, die Verbrennungsluft gestuft in mehreren Teilströmen aufzugeben. Dadurch wird der Brennstoff in einer ersten Flammenzone unter Luftmangel und bei verringerter Flammentemperatur verbrannt. Die restliche Verbrennungsluft wird der Flamme in einer zweiten Flammenzone nachträglich beigemischt.

[0003] Ein Kohlenstaubbrenner mit gestufter Luftaufgabe ist aus der DE-A-4 217 879 bekannt. Bei diesem Brenner werden die Luftströme über spiralförmige Eintrittsgehäuse zugeführt und durchströmen konzentrische Ringkanäle, in denen ihnen ein Drall aufgezwungen wird. Der Sekundär- und der Tertiärluftstrom werden über Abweiskehlen nach außen von dem Brennstoffstrom weggeführt, der durch einen zwischen dem Kernluftrohr und dem Sekundärluftkanal angeordneten, nicht aufgeteilten Ringkanal aufgegeben wird. Auf diese Weise entsteht eine innere Verbrennungszone mit einer niedrigen Luftzahl und eine sauerstoffreichere stabile Flammenumhüllung, aus der die brennstoffreiche Flamme verzögert mit Sauerstoff versorgt wird.

[0004] Weiterhin ist ein Brenner zur Verbrennung von staubförmiger Kohle mit Hilfe von in drei Teilströme aufgeteilter Verbrennungsluft bekannt (EP-A-0 636 836). Im Zündbereich des Brenners pyrolysiert die Kohle, wodurch die in der Kohle gebundenen flüchtigen Bestandteile freigesetzt werden. Diese flüchtigen Bestandteile verbrennen zeitlich vor dem festen Kohlenstoff mit Hilfe der im Zündbereich vorhandenen Sekundärluft. Bei dem bekannten Brenner wird durch eine Strömungsleiteirichtung dafür gesorgt, daß sich ein bestimmter Anteil der Sekundärluft in das die flüchtigen Bestandteile enthaltende Gemisch einmischt.

[0005] Aus der DE-A-3 125 901 ist ein Brenner bekannt, der unter alleiniger Verwendung eines staubförmigen Brennstoffes einen erweiterten Regelbereich aufweist. Zu diesem Zweck ist das Staubrohr des Brenners von einem Ringkanal umgeben, der wahlweise mit Sekundärluft oder einem Brennstoff-Luft-Gemisch beaufschlagt wird.

[0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Bildung von NO_x in der Zündphase des Kohlenstaubes zu beeinflussen.

[0007] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 3, 5 bzw. 6 gelöst. Ein Brenner zur Lösung der Aufgabe ist Gegenstand der Ansprüche 1 bzw. 2.

[0008] Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, daß bei der Verbrennung von Kohlenstaub in Dampferzeugeranlagen die Bildung von NO_x hauptsächlich beeinflußt wird durch die Luftzahl im Feuerraum der Dampferzeugeranlage, durch die Verbrennungstemperatur, durch die Brennstoffbeschaffenheit und vor allem durch den Sauerstoffquotienten ω, der zum Zeitpunkt der Primärreaktionen, das heißt während der Pyrolyse und der parallel dazu verlaufenden Oxidation der flüchtigen Bestandteile der Kohle vorliegt. Unter Sauerstoffquotient ω wird das Verhältnis verstanden, das gebildet wird aus dem in der Zündphase verfügbaren Sauerstoff und dem Bedarf an Sauerstoff zur Verbrennung der ausgasenden flüchtigen Bestandteile. Zu Beginn der Pyrolysephase ist der Anteil der freigesetzten flüchtigen Bestandteilen γ_{flüchtige Bestandteile}, die aus der Kohle ausgasen, gering (Fig. 1). Damit ist auch die absolute Menge an oxidationsfähigen Produkten und dementsprechend der Bedarf an Sauerstoff zu deren Verbrennung sehr gering. Dem gegenüber steht ein fester Sauerstoffbetrag, der aus der Primärluft und dem Eigensauerstoffanteil des Brennstoffes resultiert. Das bedeutet, daß mit Beginn der Zündung der flüchtigen Bestandteile der Sauerstoffquotient ω unendlich groß ist. Unter der Voraussetzung, daß zunächst kein weiterer Sauerstoff, z. B. in Form von Verbrennungsluft hinzugefügt wird, verringert sich der Sauerstoffquotient ω im weiteren Zeitablauf aufgrund der fortschreitenden Reaktionen im Flammenkern des Brennernahbereiches (Fig. 2). Mit Beginn der Zumischung von Sekundär- und Tertiärluft zur Primärreaktion erfolgt wieder ein Ansteigen des Sauerstoffquotienten ω. Geschieht dies zu einem Zeitpunkt, zu dem die Pyrolysereaktion der Kohle nicht abgeschlossen ist, so wird die NO_x-Bildung beschleunigt. Die Abhängigkeit des NO_x-Gehaltes γ_NOx in dem Verbrennungsgas von dem Sauerstoffquotienten ω zeigt die Fig. 3.

[0009] Mit der Kenntnis der Beschaffenheit des Brennstoffs, das heißt vor allem dessen Neigung zu pyrolysieren, und einiger Randbedingungen des Feuerungssystemes ist der gemittelte Sauerstoffquotient ω für alle Brennerbauformen errechenbar. Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen kann die maximale Höhe und der mittlere Wert des Sauerstoffquotienten ω so beeinflußt werden, daß ein Minimum an NO_x entsteht, ohne daß die zur Aufrechterhaltung der Primärreaktionen am Brenneraustritt notwendigen Prozesse zum Erliegen kommen.

[0010] Im folgendem sei die Erfindung an Hand mehrerer Ausführungsbeispiele und Brenner zur Durchführung der Erfindung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1

ein Diagramm zur Abhängigkeit der Menge an freigesetzten flüchtigen Bestandteilen im Primärgas von der Zeit während der Zündphase,

Fig. 2

ein Diagramm zur Abhängigkeit des Sauerstoffquotienten von der Zeit während der Zündphase,

Fig. 3

ein Diagramm zur Abhängigkeit des Gehaltes an NO_x im Verbrennungsgas von dem Sauerstoffquotienten,

Fig. 4

den Längsschnitt durch einen Brenner,

Fig. 5

den Längsschnitt durch einen anderen Brenner und

Fig. 6

den Längsschnitt durch einen weiteren Brenner.

[0011] Der dargestellte Brenner enthält eine in der Brennerlängsachse 1 vorgesehene Ölbrennerzündlanze 2, die innerhalb eines Kernluftrohres 3 angeordnet ist. Das Kernluftrohr 3 ist unter Bildung eines zylindrischen ringförmigen Kanals von einem Primär-Staubrohr 6 umgeben. Am vorderen Ende ist auf dem Kernluftrohr 3 innerhalb des Primär-Staubrohres 6 ein Strömungskörper 4 und davor ein Drallkörper 5 angeordnet.

[0012] Das Primär-Staubrohr 6 ist an dem rückwärtigen Ende über einen Krümmer mit einer Staubleitung 7 verbunden, die zu einer nicht gezeigten Mühle führt. Über die Staubleitung 7 wird ein Gemisch aus Primärluft und Kohlenstaub in das Primär-Staubrohr 6 eingespeist. An dem austrittsseitigen Ende des Primär-Staubrohres 6 sind Einbauten in Form eines Stabilisierungsringes 8 angebracht, der eine radial nach innen gerichtete Kante aufweist. Diese Kante ragt in den Strom aus Primärluft und Kohlenstaub hinein.

[0013] Das Primär-Staubrohr 6 ist konzentrisch in einem Ringkanal angeordnet, der von einem Primär-Gasrohr 9 gebildet wird. Dieser Ringkanal ist unter Bildung eines weiteren zylindrischen ringförmigen Kanals von einem Sekundärluftrohr 10 und dieses ist wiederum unter Bildung eines zylindrischen ringförmigen Kanals konzentrisch von einem Tertiärluftrohr 11 umgeben. Das Primär-Staubrohr 6 , das Primär-Gasrohr 9 und das Sekundärluftrohr 10 weisen an ihren austrittsseitigen Enden konisch nach außen hin erweiterte Abschnitte auf, die Abweiskehlen 12, 13, 14 für die außen an ihnen vorbei geführten Mediumströme darstellen. Das Tertiärluftrohr 11 setzt sich in die sich nach außen erweiternde Brennerkehle 15 fort.

[0014] Das Sekundärluftrohr 10 und das Tertiärluftrohr 11 des Brenners sind an dem rückwärtigen Ende jeweils mit einem spiralförmigen Einlaufgehäuse 16, 17 verbunden, die an Regelklappen 18, 19 aufnehmende Eintrittsleitungen 20, 21 angeschlossen sind und die das Sekundärluftrohr 10 mit Sekundärluft und das Tertiärluftrohr 11 mit Tertiärluft als Teilströme der Verbrennungsluft versorgen. Die Einlaufgehäuse 16, 17 sorgen für eine gleichmäßige Luftverteilung über die Ringquerschnitte des Sekundärluftrohres 10 und des Tertiärluftrohres 11.

[0015] Unmittelbar vor dem Austrittsende ist jeweils in dem Sekundärluftrohr 10 und in dem Tertiärluftrohr 11 eine Einrichtung zur Beeinflussung des Dralls in Form eines Geschränks aus drehbar gelagerten, axialen Drallklappen 22, 23 angeordnet, die über ein nicht gezeigtes Gestänge mit Antrieb von außen verstellbar sind. Durch diese axialen Drallklappen 22, 23 wird der Sekundärluft und der Tertiärluft ein Drall von einstellbarer Größe aufgezwungen. Je nach der Anstellung gegenüber der Luftströmung verstärken oder vermindern diese Drallklappen 22, 23 den durch das Einlaufgehäuse 16, 17 bewirkten Drall des Luftstromes. In besonderen Fällen kann der Drall auch ganz aufgehoben werden.

[0016] In der Staubleitung 7 ist in der Nähe des Brennereintrittes ein Drallkörper 24 angeordnet, der den Gemischstrom aus Primärluft und Kohlenstaub in einen äußeren, staubreichen und einen inneren, staubarmen Teilstrom aufteilt. Stromabwärts von dem Drallkörper 24 ist in der Staubleitung 7 ein Tauchrohr 25 angeordnet. An das Tauchrohr 25 ist eine Leitung 26 angeschlossen, die aus der Staubleitung 7 herausgeführt und über ein radiales Eintrittsgehäuse 31 mit dem Primär-Gasrohr 9 verbunden ist. Durch diese Anordnung wird der staubarme Teilstrom aus dem aufgeteilten Gemischstrom herausgenommen und dem Primär-Gasrohr 9 zugeführt, während nur der staubreiche und damit luftärmere Teilstrom in das Primär-Staubrohr 6 gelangt. Auf diese Weise erfolgt im Zündbereich des Brenners eine relative Anreicherung von Kohlenstaub und somit auch von flüchtigen Bestandteilen bei gleichzeitiger Reduzierung des Sauerstoffangebotes. Dies führt zu einer Verringerung des Sauerstoffquotienten ω.

[0017] Der in Fig. 5 gezeigte Brenner entspricht weitgehend dem Brenner gemäß Fig. 4. Jedoch ist in der Staubleitung 7 kein Drallkörper angeordnet, der den Gemischstrom in zwei Teilströme aufteilt. Statt dessen ist um das Kernluftrohr 3 herum ein Gasrohr 27 angeordnet, das mit dem Kernluftrohr 3 einen Ringkanal bildet, der am Austrittsende durch eine Düsenplatte 28 versperrt ist. In dieser Düsenplatte 28 sind auf dem Umfang verteilt Gasaustrittsdüsen angeordnet. Das Gasrohr 27 ist mit einer Ringleitung 29 verbunden, an die eine Zuführungsleitung 30 angeschlossen ist. Über diese Zuführungsleitung 30 wird ein brennbares Fremdgas, z. B. Erdgas, Methangas oder Kokereigas zugeführt, das über die Düsenplatte 28 in die Primär-Zündzone eingebracht wird, die sich stromabwärts von dem Primär-Staubrohr 6 ausbildet.

[0018] Die in den Fig. 4 und 5 dargestellten Brenner können auch, wie in Fig. 6 dargestellt, miteinander kombiniert werden.

[0019] In dem aus dem Primär-Staubrohr 6 austretenden Primärluft-Kohlenstaub-Gemisch setzt bei ausreichend vorhandenem Wärmetransfer zum Brennstoff unmittelbar nach der Zündung die Pyrolyse des Kohlenstaubes ein. Dabei entsteht in der Primär-Zündzone ein Gemisch, das die ausgegasten flüchtigen Bestandteile der Kohle enthält. Das erfindungsgemäße Verfahren zielt darauf ab, den Quotienten ω aus dem Sauerstoffanteil in dem Primärgas und aus dem Sauerstoffbedarf zur Verbrennung der im Primärgas vorhandenen flüchtigen Bestandteilen zu verringern. Zu diesem Zweck wird der Gemischstrom in einen staubreichen Teilstromes und einen staubarmen Teilstrom aufgeteilt, und diese Teilströme werden mit unterschiedlicher Staubbeladung über voneinander getrennte Kanäle dem Zündbereich des Brenners zugeführt. Aufgrund dieser Trennung wird der Staubanteil in dem entstehenden Primärgas erhöht und gleichzeitig das Sauerstoffangebot in diesem Bereich vermindert. Die Trennung in zwei Teilströme mit unterschiedlicher Staubbeladung wird vorzugsweise in der Staubleitung 7 unmittelbar am Brenner vorgenommen. Es ist ebenso möglich, die Trennung an einer anderen Stelle des Feuerungssystemes vorzusehen.

[0020] Die Absenkung des Sauerstoffanteils im Primärgas läßt sich auch dadurch erreichen, daß ein Teil der Luft in dem Primärluft-Kohlenstaub-Gemisch durch Rauchgas ersetzt wird. Dieses Rauchgas, das warm oder abgekühlt sein kann, wird der Luft vor deren Eintritt in die Mühle beigemischt.

[0021] Ein anderes Verfahren zur Senkung des Sauerstoffquotienten ω im Primärgas besteht darin, daß in das Primärgas über das oben beschriebene Gasrohr 27 ein brennbares Fremdgas eingebracht wird. Auf diese Weise wird der Anteil reaktionsfähiger flüchtiger Brennstoffprodukte im Primärgas erhöht und damit der Sauerstoffbedarf im Primärgas vergrößert. Die Menge dieses Fremdgases kann bis zu 20% der Brennerleistung betragen.

Ansprüche

1. Brenner zur Verbrennung von Kohlenstaub mit in konzentrische Teilströme aufgeteilter Verbrennungsluft, wobei der Brenner ein einen Primärluft-Kohlenstaub-Gemischstrom führendes und mit einer Staubleitung (7) verbundenes Primär-Staubrohr (6) aufweist, das von einem Sekundärluft führenden Sekundärluftrohr (10) und einem Tertiärluft führenden Tertiärluftrohr (11) umgeben ist, wobei das Sekundärluftrohr (10) und das Tertiärluftrohr (11) sich jeweils in einen sich konisch erweiternden Abschnitt (Abweiskehle 14, Brennerkehle 15) fortsetzen, wobei in dem Sekundärluftrohr (10) und in dem Tertiärluftrohr (11) jeweils ein Drallapparat (22, 23) angeordnet ist, wobei das Sekundärluftrohr (10) und das Tertiärluftrohr (11) jeweils mit einem spiralförmigen Einlaufgehäuse (16, 17), verbunden sind und wobei am austrittsseitigen Ende des Primär-Staubrohres (6) ein Stabilisierungsring (8) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Primär-Staubrohr (6) von einem einen Ringkanal bildenden Primär-Gasrohr (9) umgeben ist, daß in der Staubleitung (7) ein Drallkörper (24) und stromabwärts von dem Drallkörper (24) ein Tauchrohr (25) angeordnet ist, daß das Tauchrohr (25) über eine nach außen geführte Leitung (26) über ein radiales Eintrittsgehäuse (31) mit dem Primär-Gasrohr (9) verbunden ist und daß das Primär-Staubrohr (6) von einem staubreichen und das Primär-Gasrohr (9) von einem staubarmen Teilstrom des Gemischstromes durchströmt ist.

2. Brenner zur Verbrennung von Kohlenstaub mit in konzentrische Teilströme aufgeteilter Verbrennungsluft, wobei der Brenner ein einen Primärluft-Kohlenstaub-Gemischstrom führendes und mit einer Staubleitung (7) verbundenes Primär-Staubrohr (6) aufweist, das ein Kernluftrohr (3) umgibt und das von einem Sekundärluft führenden Sekundärluftrohr (10) sowie einem Tertiärluft führenden Tertiärluftrohr (11) umgeben ist, wobei das Sekundärluftrohr (10) und das Tertiärluftrohr (11) sich jeweils in einen sich konisch erweiternden Abschnitt (Abweiskehle 14, Brennerkehle 15) fortsetzen, wobei in dem Sekundärluftrohr (10) und in dem Tertiärluftrohr (11) jeweils ein Drallapparat (22, 23) angeordnet ist, wobei das Sekundärluftrohr (10) und das Tertiärluftrohr (11) jeweils mit einem spiralförmigen Einlaufgehäuse (16, 17), verbunden sind und wobei am austrittsseitigen Ende des Staubrohres (6) ein Stabilisierungsring (8) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß um das Kernluftrohr (3) ein einen Ringspalt bildendes Gasrohr (27) angeordnet ist, dessen Austrittsende mit einer Düsenplatte (28) versehen ist, in der Gasaustrittsdüsen angebracht sind.

3. Verfahren zur Verminderung der Bildung von NO_x bei der Verbrennung von Kohlenstaub mit Verbrennungsluft in Brennern, denen der Kohlenstaub mit Hilfe von Primärluft als ein Kohlenstaub-Primärluft-Gemisch zugeführt wird, wobei im Zündbereich der Brenner durch Pyrolyse des Kohlenstaubes aus dem Kohlenstaub-Primärluft-Gemisch ein Primärgas entsteht, das brennbare, gasförmige Bestandteil des Kohlenstaubes enthält, dadurch gekennzeichnet daß, im Zündbereich der mittlere Quotient aus Sauerstoffanteilen im Primärgas und aus dem Bedarf an Sauerstoff zur Verbrennung der brennbaren flüchtigen Bestandteile in dem Primärgas durch eine Erhöhung der reaktionsfähigen Bestandteile im Primärgas durch eine Impfung des Primärgases mit einem brennbaren Fremdgas gesenkt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil an Fremdgas bis zu 20% der Brennerleistung beträgt.

5. Verfahren zur Verminderung der Bildung von NO_x bei der Verbrennung von Kohlenstaub mit Verbrennungsluft in einem Brenner nach Anspruch 1 oder 2, wobei dem Brenner der Kohlenstaub mit Hilfe von Primärluft als ein Kohlenstaub-Primärluft-Gemisch zugeführt wird, wobei im Zündbereich der Brenner durch Pyrolyse des Kohlenstaubes aus dem Kohlenstaub-Primärluft-Gemisch ein Primärgas entsteht, das brennbare, gasförmige Bestandteile des Kohlenstaubes enthält, wobei im Zündbereich der mittlere Quotient aus Sauerstoffanteilen im Primärgas und aus dem Bedarf an Sauerstoff zur Verbrennung der brennbaren flüchtigen Bestandteile in dem Primärgas durch eine Absenkung des Sauerstoffanteils im Primärgas gesenkt wird, indem ein Teil der Primärluft in dem Kohlenstaub-Primärluft-Gemisch durch Rauchgas ersetzt wird.

6. Verfahren zur Verminderung der Bildung von NO_x bei der Verbrennung von Kohlenstaub mit Verbrennungsluft in einem Brenner nach Anspruch 1, wobei dem Brenner der Kohlenstaub mit Hilfe von Primärluft als ein Kohlenstaub-Primärluft-Gemisch zugeführt wird, wobei im Zündbereich der Brenner durch Pyrolyse des Kohlenstaubes aus dem Kohlenstaub-Primärluft-Gemisch ein Primärgas entsteht, das brennbare, gasförmige Bestandteile des Kohlenstaubes enthält, wobei im Zündbereich der mittlere Quotient aus Sauerstoffanteilen im Primärgas und aus dem Bedarf an Sauerstoff zur Verbrennung der brennbaren flüchtigen Bestandteile in dem Primärgas durch eine Absenkung des Sauerstoffanteils im Primärgas gesenkt wird, indem der Staubanteil im Primärgas erhöht wird.

Claims

1. Burner for combustion of coal dust with combustion air distributed in concentric partial flows, wherein the burner comprises a primary dust pipe (6) which guides a mixture flow of primary air and coal dust and is connected with a dust duct (7) and which is surrounded by a secondary air pipe (10) guiding secondary air and a tertiary air pipe (11) guiding tertiary air, wherein the secondary air pipe (10) and the tertiary air pipe (11) each continue in a conically enlarging portion (deflector throat 14, burner throat 15), wherein a respective swirl apparatus (22, 23) is arranged in each of the secondary air pipe (10) and the tertiary air pipe (11), wherein the secondary air pipe (10) and the tertiary air pipe (11) are each connected with a respective spirally shaped inlet housing (16, 17) and wherein a stabilising ring (8) is arranged at the end of the primary dust pipe (6) at the outlet side, characterised in that the primary dust pipe (6) is surrounded by a primary gas pipe (9) forming an annular channel, that a swirl body (24) is arranged in the dust duct (7) and an immersion tube (25) is arranged downstream of the swirl body (24), that the immersion tube (25) is connected with the primary gas pipe (9) by way of an outwardly guided duct (26) via a radial inlet housing (31) and that the primary dust pipe (6) is flowed through by a part flow, which is rich in dust, of the mixture flow and the primary gas pipe (9) by a part flow, which is low in dust, of the mixture flow.

2. Burner for combustion of coal dust with combustion air distributed in concentric partial flows, wherein the burner comprises a primary dust pipe (6) which guides a mixture flow of primary air and coal dust and is connected with a dust duct (7) and which surrounds a core air pipe (3) and is surrounded by a secondary air pipe (10) guiding secondary air and a tertiary air pipe (11) guiding tertiary air, wherein the secondary air pipe (10) and the tertiary air pipe (11) each continue in a conically enlarging portion (deflector throat 14, burner throat 15), wherein a respective swirl apparatus (22, 23) is arranged in each of the secondary air pipe (10) and the tertiary air pipe (11), wherein the secondary air pipe (10) and the tertiary air pipe (11) are each connected with a respective spirally shaped inlet housing (16, 17) and wherein a stabilising ring (8) is arranged at the end of the primary dust pipe (6) at the outlet side, characterised in that a gas pipe (27), which forms an annular gap and the outlet end of which is provided with a nozzle plate (28) in which gas outlet nozzles are formed, is arranged around the core air pipe (3).

3. Method of reducing the formation of NO_x in the combustion of coal dust with combustion air in burners, to which the coal dust is fed with the assistance of primary air as a mixture of coal dust and primary air, wherein a primary gas, which contains combustible gaseous components of the coal dust, arises in the ignition region of the burner by pyrolysis of the coal dust from the mixture of coal dust and primary air, characterised in that in the ignition region the mean quotient of oxygen proportions in the primary gas and of the need of oxygen for combustion of the combustible volatile components in the primary gas is lowered by an increase in the reactable components in the primary gas through an injection of the primary gas with a combustible external gas.

4. Method according to claim 3, characterised in that the proportion of external gas amounts to up to 20% of the burner output.

5. Method of reducing the formation of NO_x in the combustion of coal dust with combustion air in a burner according to claim 1 or 2, wherein the coal dust is fed to the burner with the assistance of primary air as a mixture of coal dust and primary air, wherein a primary gas, which contains combustible gaseous components of the coal dust, arises in the ignition region of the burner by pyrolysis of the coal dust from the mixture of coal dust and primary air, wherein in the ignition region the mean quotient of oxygen proportions in the primary gas and of the need of oxygen for combustion of the combustible volatile components in the primary gas is lowered by a reduction in the oxygen proportion in the primary gas, in that a part of the primary air in the mixture of coal dust and primary air is replaced by flue gas.

6. Method of reducing the formation of NO_x in the combustion of coal dust with combustion air in a burner according to claim 1, wherein the coal dust is fed to the burner with the assistance of primary air as a mixture of coal dust and primary air, wherein a primary gas, which contains combustible gaseous components of the coal dust, arises in the ignition region of the burner by pyrolysis of the coal dust from the mixture of coal dust and primary air, wherein in the ignition region the mean quotient of oxygen proportions in the primary gas and of the need of oxygen for combustion of the combustible volatile components in the primary gas is lowered by a reduction in the oxygen proportion in the primary gas, in that the dust proportion in the primary gas is increased.

Revendications

1. Brûleur pour la combustion de poussières de charbon avec de l'air de combustion réparti en des flux partiels concentriques, le brûleur présentant un tube à poussières primaire (6), guidant un flux mélangé air primaire-poussières de charbon et relié à une conduite à poussières (7), le tube à poussières primaire étant entouré d'un tube d'air secondaire (10) guidant de l'air secondaire et d'un tube d'air tertiaire (11) guidant de l'air tertiaire, le tube d'air secondaire (10) et le tube d'air tertiaire (11) se prolongeant chacun en un tronçon allant en s'élargissant de façon conique (cône de déviation (14), cône de brûleur (15)), où dans le tube d'air secondaire (10) et dans le tube d'air tertiaire (11) sont respectivement disposés un appareil de mise en rotation (22, 23), le tube d'air secondaire (10) et le tube d'air tertiaire (11) étant chacun reliés à un carter d'entrée (16, 17) en spirale, et où, à l'extrémité située côté sortie du tube à poussières primaire (6) est disposé un anneau de stabilisation (8), caractérisé en ce que le tube à poussières primaire (6) est entouré par un tube à gaz primaire (9) constituant un canal annulaire, en ce que dans la conduite à poussières (7) est disposé un corps générateur de rotations (24) et, en aval du corps générateur de rotation (24), un tube plongeur (25), en ce que le tube plongeur (25) est relié par une conduite (26) guidée vers l'extérieur, par l'intermédiaire d'un carter d'entrée (31), au tube à gaz primaire (9), et en ce que le tube à poussières primaire (6) est parcouru par un écoulement partiel, riche en poussières, du flux mélangé et le tube à gaz primaire (9) est parcouru par un écoulement partiel, pauvre en poussières, du flux mélangé.

2. Brûleur pour la combustion de poussières de charbon, avec de l'air de combustion subdivisé en des flux partiels concentriques, où le brûleur présente un tube à poussières primaire (6), guidant un flux mélangé air primaire-poussières de charbon et relié à une conduite à poussières (7), le tube à poussières (6) entourant un tube d'air central (3) et étant entouré par un tube d'air secondaire (10) guidant de l'air secondaire et un tube d'air tertiaire (11) guidant de l'air tertiaire, le tube d'air secondaire (10) et le tube d'air tertiaire(11) se prolongeant respectivement en un tronçon allant en s'élargissant de façon conique(cône de déviation (14), cône de brûleur (15)), où dans le tube d'air secondaire (10) et dans le tube d'air tertiaire (11) est respectivement disposé un appareil formateur de rotations (22, 23), où le tube d'air secondaire (10) et le tube d'air tertiaire (11) sont chacun reliés à un carter d'entrée (16, 17) en spirale, et où à l'extrémité située côté sortie du tube à poussières primaire (6) est disposé un anneau de stabilisation (8), caractérisé en ce qu'autour du tube d'air central (3) est disposé un tube à gaz (27) constituant un intervalle annulaire, dont l'extrémité de sortie est dotée d'une plaque à buses (28) dans laquelle sont montées des buses de sortie de gaz.

3. Procédé pour diminuer la formation de NOx lors de la combustion de poussières de charbon avec de l'air de combustion dans des brûleurs, auquel la poussière de charbon est amenée à l'aide d'air primaire, sous la forme d'un mélange air primaire-poussières de charbon, où un gaz primaire qui contient des composants combustibles gazeux de la poussière de charbon est constitué dans la zone d'allumage des brûleurs, par pyrolyse de la poussière de charbon à partir du mélange poussières de charbon-air primaire, caractérisé en ce que, dans la zone d'allumage le quotient moyen, issu des proportions en oxygène dans le gaz primaire et du besoin d'oxygène pour la combustion des composants volatils combustibles dans le gaz primaire, est diminué par une augmentation des composants réactifs dans le gaz primaire, par une inoculation du gaz primaire avec un gaz étranger combustible.

4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la proportion de gaz étranger fait jusqu'à 20% de la puissance du brûleur.

5. Procédé pour diminuer la formation de NOx dans la combustion de poussières de charbon avec de l'air de combustion dans un brûleur selon la revendication 1 ou la revendication 2, où la poussière de charbon est amenée au brûleur à l'aide d'air primaire, sous la forme d'un mélange poussières de charbon-air primaire, où un gaz primaire qui contient des composants combustibles gazeux de poussière de charbon est constitué dans la zone d'allumage des brûleurs, par pyrolyse de la poussière de charbon, à partir du mélange poussières de charbon-air primaire, où dans la zone d'allumage le quotient moyen, issu des proportions d'oxygène dans le gaz primaire et du besoin en oxygène pour la combustion des composants volatils combustibles dans le gaz primaire, est diminué par une diminution de la proportion en oxygène dans le gaz primaire, par le fait qu'une partie de l'air primaire se trouvant dans le mélange poussières de charbon-air primaire est remplacée par des gaz de fumée.

6. Procédé pour diminuer la formation de NOx lors de la combustion de poussières de charbon avec de l'air de combustion dans un brûleur selon la revendication 1, où la poussière de charbon est amenée au brûleur à l'aide d'air primaire, sous la forme d'un mélange poussières de charbon-air primaire, où un gaz primaire qui contient des composants combustibles gazeux de la poussière de charbon est constitué dans la zone d'allumage des brûleurs, par pyrolyse de la poussière de charbon, à partir du mélange poussières de charbon-air primaire, où dans la zone d'allumage le quotient moyen, issu des proportions en oxygène dans le gaz primaire et du besoin en oxygène pour la combustion des composants volatils combustibles dans le gaz primaire, est diminué par un abaissement de la proportion en oxygène dans le gaz primaire, par le fait que l'on augmente la proportion de poussières dans le gaz primaire.

Zeichnung