Brenner

Abstract

 Bei einem Brenner, insbesondere für den Einsatz in eine Trommel eines Verbrennungsofens für fliessfähige, mit einer Pumpe förderbare Abfallstoffe, ist eine Lanze (6) zum einführen des Brennstoffes vorgesehen, an deren Ende eine Düse (7) angeordnet ist. Dabei soll die Lanze (6) von einer ersten ungekühlten Ummantelung (8) umgeben sein, welche im wesentlichen aus zwei rohrförmigen und koaxialen Mantelteilen (10, 11 besteht. Diese erste Ummantelung (8) wird vond einer zweiten Ummantelung (9) umfangen, welche ebenfalls wiederum aus zwei Mantelteilen besteht. Die Verbrennungsluft für zusätzliche Brennstoffe im Ofen (z.B. Fässer etc.) wird dabei zwischen den beiden Ummantelungen in den Verbrennungsofen eingeführt, während die Brennerluft in der ersten Ummantelung (8) zwischen den beiden Mantelteilen (19, 11) in die Nähe der Düse gelangt. Auf diese Weise können für den Verbrennungsvorgan selbst wichtige Medien über den Brenner (3) direkt zur Brennstelle innerhalb des Verbrennungsofens gebracht werden.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Brenner, insbesondere für den Einsatz in eine drehbare Trommel eines Verbrennungsofens für fliessfähige, mit einer Pumpe förderbare Abfallstoffe, mit einer Lanze zum Einführen des Brennstoffes, an deren Ende eine Düse angeordnet ist.

[0002] Industrielle Abfälle, wie verunreinigte Lösungsmittel, verschmutzte Oele, Farbstoffschlämme, Fehlchargen aus der Produktion usw. werden üblicherweise aus verfahrenstechnischen Gründen in Drehtrommelöfen verbrannt. Die Zugabe der Abfallstoffe erfolgt dabei je nach ihrer Konsistenz über Brenner, Lanzen oder z.B. auch fassweise, wobei die Aufgabeaggregate in einer Stirnwand des Ofens eingebaut sind.

[0003] Diese Stirnwand ist fest installiert und üblicherweise nur durch eine gasdichte Schleifdichtung mit dem sich drehenden Drehtrommelofen verbunden.

[0004] Abfallverbrennungsanlagen nach diesem Drehtrommelofen-Verfahren werden üblicherweise nach der zu erwartenden Wärmebelastung des Drehtrommelofens ausgelegt. Da jedoch der Heizwert von pumpbaren Abfallflüssigkeiten in weiten Grenzen schwanken kann, schwankt auch die bei der Verbrennung dieser Flüssigkeiten freiwerdende Wärme und damit die Wärmebelastung der Drehtrommel in weiten Grenzen.

[0005] Schwierigkeiten dieser Art treten insbesondere dann auf, wenn Fässer mit brennbaren Abfallflüssigkeiten in die Trommel eingegeben werden. Ein Brenner hat dabei im allgemeinen die Aufgabe, diese Schwankungen der Ofenleistung auszuregeln. Da der Pumpendruck für die Förderung der flüssigen und pasteusen Abfälle wiederum nur in engen Grenzen variiert werden kann, ergibt sich, dass die temperaturbeständige Ausmauerung der Drehtrommel starken lokalen Temperaturschwankungen unterworfen wird, was ihre Lebensdauer stark beeinträchtigt.

[0006] Aus der DE-OS 31 01 244 ist ein Ofen der oben genannten Art bekannt, der für kleinere Anlagen konzipiert und als kombinierter Verbrennungs- und Schmelzofen für feste, teigige und flüssige Abfallstoffe mit einem Trommeldurchmesser von weniger als 2 m ausgebildet ist. Aus Platzgründen ist es bei einem solchen Ofen nicht möglich, alle Aggregate für die Zufuhr der zu verbrennenden Abfälle in derselben Stirnwand des Ofens anzuordnen. Daher wurde bei diesem Ofen die Vorrichtung für die Aufgabe von Fässern in die eine Stirnwand und der Brenner für die fliessfähigen (flüssigen oder teigigen), mit einer Pumpe förderbaren Abfallstoffe in die andere Stirnwand angeordnet, wobei die beiden Stirnwände nicht fest mit der Trommel verbunden sind und die Trommel um ihre Achse hin und her schwenkbar ist. Der Brenner wiederum ist so ausgebildet, dass er sich in seiner Längsachse in den Ofen hinschieben oder aus ihm herausziehen lässt. Damit kann er immer in die Nähe der zu verbrennenden Abfallstoffe gebracht werden.

[0007] Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Brenner zu entwickeln, welcher insbesondere für den Betrieb eines solchen Ofens geeignet ist, über den neben dem Brennstoff für eine Pilotflamme, weitere zur Aufrechterhaltung bzw. Verbesserung der Verbrennung notwendige Medien eingeführt werden können und der möglichst gut gegen mechanische und thermische Belastungen geschützt ist.

[0008] Zur Lösung dieser Aufgabe führt ein Brenner, welcher durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gekennzeichnet ist. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

[0009] Mit diesem Brenner wird es möglich, die Brennerluft und die notwendige Verbrennungsluft für die Fässer im Ofen separat gesteuert dem Ofen zuzugeben und dies zudem so, dass die Verbrennungsluft direkt die Fässer beaufschlagt.

[0010] Die Erfindung wird nun im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Brenner für einen Verbrennungsofen,

Fig. 2 einen vergrössert dargestellten Querschnitt durch den Brenner entlang Linie II - II in Fig. 1,

Fig. 3 einen verkleinert dargestellten Querschnitt durch den Brenner nach Linie III - III in Fig. 1 und

Fig. 4 eine Rückansicht des Brenners nach Fig. 1.

[0011] In Fig. 1 ist nur noch teilweise eine Stirnwand 1 eines nicht näher gezeigten Brennerstutzens einer Trommel eines Verbrennungsofens dargestellt. Eine Oeffnung 2 dieser Stirnwand 1 durchsetzt ein Brenner 3, gehalten von einem, einer Dichtung 4 aufgesetzten Ringflansch 5.

[0012] Der Brenner 3 besteht im wesentlichen aus einer am Ende einer Lanze 6 angeordneten Düse 7, einer ersten, im nachstehenden näher beschriebenen Ummantelung 8, welche die Lanze 6 und die Düse 7 in einer diesen gegenüber koaxialen und feststehenden Anordnung umschliesst, und einer zweiten, im nachstehenden näher beschriebenen Ummantelung 9, welche die erste Ummantelung 8 in einer dieser gegenüber feststehenden Anordnung umschliesst. Die erste, innere Ummantelung 8 besteht im wesentlichen aus zwei rohrförmigen und koaxialen Mantelteilen 10 und 11, die an ihrem der Düse 7 benachbarten Ende nicht frontal miteinander verbunden sind, so dass diese erste Ummantelung ofenseitig offen ist (sie ist nicht wassergekühlt). Die zweite, äussere Ummantelung ist wassergekühlt, sie besteht im wesentlichen aus einem äusseren rohrförmigen Mantelteil 12 und einem inneren Mantelteil 13, die zur Bildung eines Behälters für das Wasser an ihren beiden Enden untereinander durch je einen (nicht bezeichneten) Frontteil verbunden sind. Stutzen 14 bzw. 15 für die Zu- und Ableitung von Kühlwasser sind vorgesehen. Die beiden Ummantelungen reichen im wesentlichen gleich lang in den Ofen hinein und die Lanze 6 ist darin so angeordnet, dass die Düse 7 von ihnen umschlossen ist. Die Lanze 6 und die Düse 7 werden somit durch zwei Ummantelungen gegen mechanische und thermische Einwirkung des Ofens geschützt. Im Zwischenteil zwischen den beiden Mantelteilen 10 und 11 der ersten, inneren Ummantelung 8 sind achsenparallel dazu vier Wasserrohre 16 angeordnet, die an ihrem der Düse 7 benachbarten Ende mit je einer Zerstäuberdüse 17 und an ihrem anderen Ende mit je einem Stutzen 18 für die Zuführung von Wasser versehen sind. Mit Hilfe dieser Wasserrohre 16 und durch diese Zerstäuberdüsen 17 kann Wasser in den Ofen eingespritzt und zerstäubt werden.

[0013] Aus einer Rohrleitung 32 wird durch den übrigbleibenden Zwischenraum zwischen den beiden Mantelteilen 10, 11 der ersten, inneren Ummantelung 8 die zum Betrieb des Brenners benötigte Brennerluft in Nähe der Düse 7 und etwa koaxial dazu in den Ofen eingeführt. Die zur Verbrennung von beispielsweise Abfallstoffen benötigte Verbrennungsluft wird zwischen den beiden Ummantelungen 8 und 9, d.h. zwischen den Mantelteilen 10 und 13 in den Ofen eingeführt. Diese getrennte Einführung der Brennerluft und der Abfallverbrennungsluft ist ein Grund dafür, dass diese beiden Luftzuführungen exzentrisch zueinander angeordnet sind; es entstehen weniger Wechselwirkungen zwischen den beiden Luftströmen.

[0014] In Fig. 2 ist erkennbar, dass die Lanze 6 und die erste Ummantelung 8 zueinander koaxial und gegenüber der zweiten Ummantelung 9 achsenparallel aber exzentrisch-angeordnet sind. Bei einem Durchmesser einer Trommel eines Verbrennungsofens in der Grössenordnung von 1 - 2 m beträgt die Versetzung der Achse A der Lanze 6 und somit der Düse 7 etwa 30 - 80 mm.

[0015] Im Zwischenraum 19 zwischen den beiden Ummantelungen 8 und 9 bzw. zwischen dem äusseren Mantelteil 10 der ersten Ummantelung 8 und dem inneren Mantelteil 13 der zweiten Ummantelung 9 ist eine gegebenenfalls mit einer nicht dargestellten Düse versehene Lanze 20 eines Zündbrenners angeordnet. Andere, nicht dargestellte Rohrleitungen können im erwähnten Zwischenraum 19 ebenfalls angeordnet werden, z.B. für Schlämme, Löschwasser u.dgl. Die benötigte Verbrennungsluft wird dem Ofen über die Rohrleitungen 21 und, wie bereits angegeben durch den erwähnten Zwischenraum 19 hindurch zugeführt.

[0016] In Fig. 4, die eine Ansicht auf die Rückseite des Brenners 3 darstellt, sowie in Fig. 1 sind noch die der Zuleitung von Brennstoffen sowie Wasser und gegebenenfalls Zusatzmitteln dienenden Leitungen 22, 23 und 24 erkennbar. Auch ist die Stelle 25 erkennbar, wo eine Photozelle zur Ueberwachung des Brennvorgangs angeordnet werden kann. Der optische Weg vom Innern des Ofens bzw. von der Düse 7 zu dieser Photozelle wird dadurch geschaffen, dass der innere Mantelteil 11 der ersten Ummantelung 8 von der Form eines zylindrischen Rohres abweichend eine entsprechende Ausbauchung 26 (Fig. 3) aufweist. Auch ist aus strömungstechnischen Gründen der innere Mantelteil 11 der ersten Ummantelung 8 im Bereich der Luftzufuhr mit einer Abflachung 27 (Fig. 1 und 3) versehen, die über eine schräge Fläche 28 (Fig. 1) in die Rohrform (Fig. 2) übergeht.

[0017] In den Fig. 2 und 3 ist ersichtlich, dass der innere Mantelteil 13-der zweiten Ummantelung 9 sich nicht als einzelnes Teil über den ganzen Umfang der Ummantelung erstreckt. Dank der exzentrsichen Anordnung sowohl der ersten Ummantelung 8 als auch der Lanze 20 des Zündbrenners gegenüber der zweiten^-Ummantelung ist es möglich, den inneren Mantelteil 13 der zweiten Ummantelung 9 an den Schweissstellen 29 bzw. 30 mit dem äusseren Mantelteil 10 der ersten Ummantelung 8 bzw. mit der Lanze 20 des Zündbrenners zu verschweissen. Zur Vervollständigung des länglichen Zwischenraumes zwischen den beiden Ummantelungen 8, 9 wird auch die Lanze 20 an der mit 31 bezeichneten Schweissstelle mit dem äusseren Mantelteil 10 der ersten Ummantelung 8 verschweisst. Auf dieser Weise wird Material und Gewicht gespart.

[0018] Ein derartiger Brenner ist sehr flexibel einsetzbar und gegen Beschädigung weitgehend gesichert. Ueber ihn kann jedes Medium an die Stelle gebracht werden, wo es für die Verbrennung benötigt wird. Dabei soll dieser Brenner nicht nur bei Drehtrommelöfen Anwendung finden, sondern ist für den Einsatz in jedem andern Ofen auch geeignet. Das erfindungsgemässe Verfahren beschreibt die besonderen Vorteile des Einbringens der Brennerluft und der Verbrennungsluft zusammen mit einem Brenner.

Ansprüche

1. Brenner, insbesondere für den Einsatz in eine drehbare Trommel eines Verbrennungsofens für fliessfähige, mit einer Pumpe förderbare Abfallstoffe, mit einer Lanze zum Einführen des Brennstoffes, an deren Ende eine Düse angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Lanze (6) von einer ersten ungekühlten Ummantelung (8) umgeben ist.

2. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Ummantelung (8) im wesentlichen aus zwei rohrförmigen und koaxialen Mantelteilen (10, 11) besteht.

3. Brenner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Brenner eine zweite, wassergekühlte, die erste Ummantelung (8) umfassende Ummantelung (9) aufweist.

4. Brenner nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Ummantelung (9) im wesentlichen aus einem äusseren rohrförmigen Mantelteil (12) und einem inneren Mantelteil (13) besteht.

5. Brenner nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass beide Ummantelungen (8, 9) im wesentlichen gleich lang sind und die Lanze (6) darin so angeordnet ist, dass die Düse (7) von den Ummantelungen (8 und 9) umschlossen ist.

6. Brenner nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lanze (6) und die erste Ummantelung (8) zueinander koaxial und gegenüber der zweiten Ummantelung (9) parallelachsig aber exzentrisch angeordnet sind.

7. Brenner nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der äussere Mantelteil (12) der zweiten Ummantelung (9) koaxial zur Trommel angeordnet ist.

8. Brenner nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichent, dass der innere Mantelteil (13) der zweiten Ummantelung (9) zumindest mit dem äusseren Mantelteil (11) der ersten Ummantelung (8) verschweisst ist.

9. Brenner nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass am Brenner (3) parallel zur Lanze (6) eine zweite Lanze (20) eines zweiten Brenners (Zündbrenners) angeordnet und der äussere Mantelteil (11) der ersten Ummantelung (8) -sowie der innere Mantelteil (13) der zweiten Ummantelung (9) mit der Lanze (20) des zweiten Brenners verschweisst sind, um einen länglichen Zwischenraum (19) zu bilden.

10. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Ummantelung (8) zumindest ein Wasserrohr (11) angeordnet ist, das eine Zerstäuberdüse (17) für das Wasser aufweist.

11. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in den Zwischenraum zwischen die Mantelteile (10, 11) die zum Betrieb des Brenners benötigte Brennerluft in der Nähe der Düse (7) und etwa koaxial dazu in den Ofen einführbar ist.

12. Brenner nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Verbrennung der Abfallstoffe benötigte Verbrennungsluft zwischen den beiden Ummantelungen (8, 9) einführbar ist.

13. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Mantelteil (11) der ersten Ummantelung (8) eine Ausbauchung (26) aufweist, welche einen optischen Weg vom Innern des Ofens zu einer Photozelle (25) zur Ueberwachung des Brennvorganges erlaubt.

14. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Mantelteil (11) der ersten Ummantelung (8) eine Abflachung (27) aufweist.

15. Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsofens insbesondere für flüssige, mit einer Pumpe förderbare Abfallstoffe, mittels eines Brenners, über dessen Brennerlanze bzw. Düse ein Brennstoff in den Verbrennungsofen eingeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einer ersten, die Brennerlanze umgebenden Ummantelung die zum Betrieb des Brenners benötigte Verbrennungsluft in die Nähe der Düse gebracht und zwischen dieser ersten Ummantelung und einer zweiten Ummantelung die zur Verbrennung von zusätzlichen Abfallstoffe benötigte Verbrennungsluft in den Verbrennungsofen eingeführt wird.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Ummantelung abgekühlt wird.

Zeichnung