[0001] Die Anmeldung betrifft eine verbesserte Kleinfeuerungsanlage.
[0002] Aus der
EP 2 426 414 A2 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verbrennen fester Brennstoffe bekannt.
Dabei wird eine Vorrichtung verwendet, die eine Brennerkammer besitzt, in der auf
einem Vorschubrost eine Primärverbrennung ausgeführt wird. Oberhalb der Brennerkammer
ist eine Zyklonkammer angeordnet, in welcher eine Zyklonverbrennung ausgeführt wird.
In der Zyklonkammer wird eine Drehbewegung der Rauchgase und in diesen enthaltener
Feststoffe bewirkt, wodurch Feststoffe nach außen gedrückt werden und gegebenenfalls,
wenn sie nicht in der Zyklonverbrennung verbrennen, teils direkt und teils über Leitungen
zurück in die Brennerkammer geleitet werden bzw. als Staubabscheidung dienen. Dazu
wird die Flugasche tangential aus der Brennerkammer herausgezogen und direkt in die
Primärverbrennungskammer, unter den Rost oder über eine separate Aschenlogistik abtransportiert.
[0005] Aus der
EP 0 289 355 A2 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verbrennung organischen Materials bekannt,
bei der ein Gas und Luft in eine Verbrennungskammer geführt werden. Die Verbrennungskammer
weist eine durch Drehung um eine Längsachse gebildete Oberfläche auf.
[0006] Aus der
DE 195 25 106 C1 ist eine Großfeuerungsanlage für festes Brenngut mit einem das Brenngut fortlaufend
umschichtenden und durch verschiedene Zonen führenden Vorschubrost bekannt.
[0007] Aus der
US 2008/0035137 A1 ist ein Sauerstoffzufuhrmechanismus bekannt, welcher ausgebildet ist, kontrolliert
Sauerstoff in die erste und zweite Verbrennungskammer der Feuerungsanlage zu leiten.
Bei der Regelung des Sauerstoffgehalts gemäß
US 2008/0035137 A1 handelt es sich um eine Regelung der Verbrennungsleistung der Feuerungsanlage. So
wird in [0049] der
US 2008/0035137 A1 die Regelung der Sauerstoffzufuhr mittels eines Thermostats beschrieben, welche anhand
der gewünschten Temperatur die Sauerstoffzufuhr erhöht, um das Feuer anzufachen, oder
die Sauerstoffzufuhr verringert, um das Feuer zu verringern oder zu erlöschen.
[0008] Häusliche Kleinfeuerungsanlagen sind eine wesentliche Quelle für Emissionsbelastungen
für Feinstaub und gasförmige Schadstoffe. Problematisch hierbei ist zusätzlich, dass
diese Emissionsbelastungen in Wohngebieten auftreten. Aufgabe der Erfindung ist es
daher Kleinfeuerungsanlagen bereitzustellen, die mit begrenztem apparativem Aufwand
eine reduzierte Schadstoffbelastung aufweisen.
[0009] Es wurde erkannt, dass eine Kleinfeuerungsanlage zur Verbrennung von festen Brennstoffen
mit einer Vergasungszone zur Erzeugung von Brenngas und einer Verbrennungszone zur
Verbrennung von Brenngas bereitzustellen ist. Dabei ist ein erstes Gebläse zur Zufuhr
von Primärluft in die Vergasungszone und ein zweites Gebläse zur Zufuhr von Sekundärluft
in die Verbrennungszone vorzusehen. Dabei ist das erste Gebläse in Abhängigkeit von
der gewünschten Leistung der Kleinfeuerungsanlage regelbar und/oder das zweite Gebläse
ist in Abhängigkeit von einem gewünschten Sauerstoffgehalt in der Abluft der Verbrennungszone
regelbar.
[0010] Bei bisherigen derartigen Anlagen, die eine Vergasungszone und eine Verbrennungszone
aufweisen, ist ein Saugzuggebläse in der Abluft der Verbrennungszone üblich, aber
keine zwei getrennten Gebläse. Die Aufteilung der Primärluft und der Sekundärluft
erfolgt über Klappen die motorisch angesteuert sind oder manuell betrieben werden.
Dies gestattet nur eine unzureichend genau dosierte Luftzufuhr. Dies soll anhand des
nachfolgenden Beispiels näher erläutert werden: Beim Vergasungsprozess kann fester
Brennstoff in der Vergasungszone abstürzen. Dies gilt für feste Brennstoffe allgemein.
Wichtige Beispiele sind Scheitholz und Briketts. Damit ändert sich der Durchströmungswiderstand
in der Vergasungszone. Dies kann dazu führen, dass etwa bei absinkendem Strömungswiderstand
zu wenig Luft in die Vergasungszone und zu viel Luft in die Verbrennungszone geführt
wird. Der daraus folgende Luftüberschuss in der Verbrennungszone führt zu einem Absinken
der Verbrennungstemperatur, wodurch sich die Verbrennung verschlechtert und sowohl
CO-Werte als auch Feinstaubwerte ansteigen können. Dies wird verschärft durch den
Umstand, dass die abgesenkte Luftzufuhr in die Vergasungszone die Brenngasproduktion
senkt. Dies trägt ebenfalls zum Luftüberschuss und zu den genannten Problemen bei.
[0011] Bei den hier beschriebenen Kleinfeuerungsanlagen handelt es sich um Vergasungskessel,
also um Anlagen, in denen fester Brennstoff zunächst zur Bereitstellung von Brenngas
vergast wird und das Brenngas nachfolgend verbrannt wird. Verbrennungsanlagen gelten
nach in Deutschland zum Anmeldezeitpunkt gültigen gesetzlichen Bestimmungen bis zu
einer Leistung von 1 MW als Kleinfeuerungsanlagen. Im Regelfall beträgt die Leistung
etwa 100 kW bis 200 kW, wobei auch Anlagen mit einer Leistung von etwa 400 kW noch
verbreitet sind.
[0012] Vollständigkeitshalber wird erwähnt, dass als Primärluft und als Sekundärluft normalerweise
Umgebungsluft aus dem Freien dient. Eine Vorwärmung von Primärluft und Sekundärluft
ist normalerweise sinnvoll und kann etwa durch Wärmeübertragung aus Abluft in einem
Wärmetauscher erfolgen.
[0013] Der oben geschilderte Aufbau gestattet in einfacher Weise Abhilfe und führt zu einer
spürbaren Reduktion der Emissionsbelastung. Zum gewünschten Sauerstoffgehalt ist auszuführen,
dass ein für eine möglichst emissionsarme Verbrennung, die zugleich hohen Wirkungsgrad
liefert, günstiger Sauerstoffgehalt zu wählen ist. Der gewünschte Sauerstoffgehalt
ist ein Erfahrungswert, der sich vor allem aus dem Wirkungsgrad und einem angestrebten
niedrigen CO-gehalt im Abgas ergibt. Der CO-Gehalt ist ein guter Indikator für die
Qualität der Verbrennung.
[0014] Es ist auch denkbar weitere Parameter für die Regelung der Luftzufuhr in die Verbrennungszone
heranzuziehen. Zu denken ist an die Temperatur im Abgas und/oder die Temperatur in
der Verbrennungszone. Dabei ist denkbar die Temperatur an verschiedenen Stellen der
Verbrennungszone zu erfassen. Auch kann der CO
e-Gehalt im Abgas herangezogen werden. Beim Co
e -Gehalt handelt es sich um die Summe von CO, CH
4 und anderer nicht vollständig verbrannter kohlenstoffhaltiger Verbrennungsprodukte.
[0015] Zur verbesserten Abgasförderung ist ein Saugzuggebläse vorhanden. Dabei ist zu beachten,
dass das Saugzuggebläse hier nicht die Regelung der Luftzufuhr in die Verbrennungszone
und/oder Vergasungszone übernehmen soll. Dies wird wie dargestellt durch das erste
Gebläse und das zweite Gebläse und die zugehörigen Regelungsparameter übernommen.
Allerdings kann das Saugzuggebläse in die Regelung des ersten und zweiten Gebläses
indirekt einfließen, da vor allem das zweite Gebläse mit niedrigerer Leistung denselben
Volumenstrom liefern kann, wenn das Saugzuggebläse in Betrieb ist. Das Saugzuggebläse
ist hierbei im Regelfall so geregelt, dass ein gewünschter Unterdruck im Abgaskanal
gehalten wird.
[0016] In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der gewünschte Sauerstoffgehalt zwischen
4% und 6% beträgt. Bei den Angaben handelt es sich um Volumenprozent, also den prozentualen
Anteil des Sauerstoffvolumenstroms am gesamten Volumenstrom.
[0017] Der gewünschte Sauerstoffgehalt ist dabei vom Aufbau der Kleinfeuerungsanlage abhängig.
[0018] In einer Ausführungsform ist die Verbrennungszone mehrstufig ausgeführt, wobei insbesondere
eine Hauptverbrennungsstufe und eine Nachverbrennungsstufe vorhanden sind. Dies kann
in Form einer Etagenbrennkammer verwirklicht werden, in der die verschiedenen Verbrennungsstufen
übereinander angeordnet sind.
[0019] Eine wichtige Ausführungsform der Erfindung, die aber auch unabhängig von der oben
beschriebenen Erfindung zweier getrennter Gebläse für Primärluft und Sekundärluft
bedeutsam ist, sieht als Hauptverbrennungsstufe eine Brennkammer in Form eines Zyklons
vor. Zyklonkammern sind zur Entstaubung, auch zur Nachverbrennung bekannt. Bei Kleinfeuerungsanlagen
der hier beschriebenen Art ist es jedoch nicht bekannt, eine Brennkammer in Form eines
Zyklons vorzusehen. Eine solche Brennkammer erlaubt eine gute Durchmischung von Luft
und Brenngas und damit eine gute Verbrennung, so dass die Brennkammer sowohl als Hauptverbrennungsstufe
wie zugleich auch als Nachverbrennungsstufe dienen kann, wodurch ein Bauteil entfallen
kann. Die Brennkammer in Form eines Zyklons muss normalerweise hohen Temperaturen
von bis zu 1400 °C standhalten. Daher sind die Brennkammern im Regelfall aus Stein
aufgebaut, wobei auch andere Materialien, die hohen Temperaturen standhalten, in Frage
kommen. Die bekannten Zyklone zur Entstaubung sind regelmäßig aus Metall und würden
meist den Temperaturen bei der Nutzung als Brennkammer nicht standhalten. Bei guter
Verbrennungsführung und geeigneter Brennkammer in Form eines Zyklons ist kann oft
auch die Nachbehandlungsstufe entfallen.
[0020] In einer Ausführungsform der Brennkammer in Form eines Zyklons ist ein Tauchrohr
vorhanden, so dass eine hinreichende Durchmischung von Brenngas und Sekundärluft sowie
eine hinreichende Verweilzeit des Brenngases in der Brennkammer in Form eines Zyklons
erzwungen wird. Zum besseren Verständnis eine kurze Darstellung der Funktionsweise
an einem Beispiel: Das Zyklon hat einen runden Querschnitt, der sich nach unten hin
verjüngt. Das Tauchrohr ragt von oben in die Brennkammer hinein und ist zentrisch
angeordnet. Das Brenngas und die Luft, genauer gesagt die Sekundärluft, werden oben
seitlich in die Brennkammer eingeblasen. Dabei wird eine Strömung um die Achse der
Brennkammer erzwungen, die an der Wand der Brennkammer entlangführt. Die Strömung
erhält auch eine Bewegungskomponente nach unten, so dass das Brenngas und die Sekundärluft
gleichsam auf einer Schraubenlinie nach unten strömen. Dabei erfolgt eine gute Durchmischung
von Brenngas und Sekundärluft. Da das Gasgemisch mindestens bis zum unteren Ende des
Tauchrohrs strömen muss, um durch das Tauchrohr hindurch als - bis dahin verbranntes
- Abgas abströmen zu können, wird eine sogenannte Kurzströmung verhindert, bei der
das einströmende Gas auf kurzem Weg, also weitgehend ohne Umwege, die Brennkammer
wieder verlässt. Diese Gefahr bestünde ansonsten besonders bei niedrigen Brenngasvolumenströmen,
welche bei niedrigen Leistungen auftreten. Eine Brennkammer in Form eines Zyklons,
vor allem Ausführungsformen mit einem Tauchrohr haben also insbesondere Vorteile beim
Betreib im niedrigen Leistungsbereich.
[0021] In einer Ausführungsform ist eine Zufuhr von Tertiärluft in die Verbrennungszone
möglich. Damit kann die Verbrennung weiter verbessert werden. Die Tertiärluft wird
in der Regel erst zugeführt, nachdem Brenngas und Sekundärluft einen gewissen Weg
in der Brennkammer zurückgelegt haben. Bis dahin kann durch die Verbrennung der Sauerstoffgehalt
schon abgefallen sein, so dass eine Zufuhr von Tertiärluft die Verbrennung verbessert.
Die Tertiärluft kann dabei aus der Sekundärluft abgezweigt werden, es ist aber auch
möglich, ein separates Gebläse für die Tertiärluft vorzusehen. Normalerweise ist es
sinnvoll vorgewärmte Sekundärluft und Tertiärluft einzusetzen, um eine Abkühlung an
der Einspeisestelle und eine damit einhergehende schlechtere Verbrennung zu vermeiden.
[0022] In einer Ausführungsform ist eine Nachbehandlungsstufe vorhanden. Diese kann thermisch
oder katalytisch arbeiten. Bei einer thermischen Nachbehandlungsstufe lagert sich
bei niedrigen Temperaturen Ruß an, der bei hohen Temperaturen wieder freigebrannt
wird. Damit wird die Menge an nicht verbranntem Ruß, der bei niedrigen Temperaturen
emittiert würde, reduziert. Ebensolches wird mit einer katalytisch arbeitenden Nachbehandlungsstufe
erreicht. Dabei wird mit Hilfe eines Katalysators bewirkt, dass unvollständig verbrannter
Ruß auch bei niedrigeren Temperaturen verbrannt wird.
[0023] In einer Ausführungsform ist die Nachbehandlungsstufe durch eine durchströmbare Struktur
mit einer hohen Oberfläche gebildet wird, wobei bevorzugt keramische Bauteile verwendbar
sind. Da sowohl bei thermischer Arbeitsweise als auch bei katalytischer Arbeitsweise
die Oberfläche eine entscheidende Rolle spielt, ist eine große Oberfläche sinnvoll.
[0024] In einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass eine seitliche Brenngaszufuhr,
welche Brenngas und Sekundärluft in die Brennkammer in Form eines Zyklons fördern
soll, als Venturikanal ausgebildet ist. Dadurch erfolgt eine verbesserte Durchmischung
von Brenngas und Sekundärluft.
[0025] In einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Tauchrohr als Venturikanal
ausgebildet ist. Dies gestattet eine bessere Durchmischung der Strömung im Tauchrohr.
Insbesondere kann Tertiärluft, die häufig ins Tauchrohr eingeblasen wird, besser mit
dem Abgas vermischt werden, wodurch im Tauchrohr eine verbesserte Nachverbrennung
stattfinden kann.
[0026] Weitere Einzelheiten sollen nachfolgend anhand der Figuren beschrieben werden.
[0027] Dabei zeigen
- Fig. 1
- einen systematischen Aufbau einer Kleinfeuerungsanlage
- Fig. 2
- eine Darstellung einer Etagenbrennkammer
- Fig. 3
- eine Brennkammer in Form eines Zyklons
- Fig. 4
- eine Brennkammer in Form eines Zyklons mit Venturikanälen
[0028] In Fig. 1 ist eine Kleinfeuerungsanlage 1 zu erkennen. In dem umrandeten Bereich
ist eine Vergasungszone 2 gezeigt. Durch eine Primärluftzufuhrleitung 3 gelangt Primärluft
in die Vergasungszone 2. Wie durch die Pfeile angedeutet strömt die Primärluft von
verschiedenen Seiten in die Vergasungszone. Dies wird durch ein erstes Gebläse 4 bewirkt.
Das erste Gebläse 4 wird dabei abhängig von der gewünschten Leistung der Kleinfeuerungsanlage
1 geregelt. In der Vergasungszone 2 wird mit Hilfe von Pyrolyse in üblicher Weise
aus der Primärluft und eingesetztem Brennstoff, häufig Scheitholz, als Brenngas dienendes
Schwelgas erzeugt. Das Brenngas strömt durch ein Verteilungssystem 5 in eine Verbrennungszone
6. Der Massenstrom des durch das Verteilungssystem 5 strömenden Brenngases wird entscheidend
durch die Primärluftzufuhr und damit durch den geeigneten Betrieb des ersten Gebläses
4 beeinflusst.
[0029] Die Verbrennungszone 6 weist eine Zufuhrleitung 7 auf, in der sich ein zweites Gebläse
8 zur Zufuhr der Sekundärluft befindet. Das zweite Gebläse dient zugleich zur Zufuhr
von Tertiärluft, wie unten noch genauer erklärt wird. Das bei der Verbrennung entstehende
Abgas strömt in einen Abgaskanal 9. Dies wird maßgeblich unterstützt durch ein Saugzuggebläse
10, welches so geregelt ist, dass im Abgaskanal 9 ein gewünschter Unterdruck besteht,
so dass das Abgas aus der Verbrennungszone 6 in den Abgaskanal 9 strömt.
[0030] Fig. 2 zeigt die Verbrennungszone 6 detaillierter. Eingesetzt wird hier eine Etagenbrennkammer.
Unten ist eine Hauptverbrennungsstufe11 gezeigt. Rechts ist das Verteilungssystem
5 dargestellt, durch die das Brenngas in die Hauptverbrennungsstufe 11 gelangt. Durch
die links liegende Zufuhrleitung 7 wird die Sekundärluft und die Tertiärluft gefördert.
Zur Vorwärmung der Sekundärluft und der Tertiärluft verläuft der Kanal 7 in hier nicht
dargestellter Weise an einer die Verbrennungszone 6 umgebenden Brennkammer oder an
einer die Vergasungszone 2 umgebenden Vergasungskammer entlang. Durch die Vorwärmung
der Sekundärluft wird die Verbrennung durch eine geringe Abkühlung der Reaktionszonen
und eine bessere Durchmischung der Verbrennungsluft mit dem Brenngas deutlich verbessert.
Die Sekundärluft gelangt durch eine Sekundärluftleitung 12 in die Hauptverbrennungsstufe
11. Hierzu dient eine Reihe von Düsen, die in verschiedenen Ebenen in den Innenwänden
der die Hauptverbrennungsstufe 11 umgebenden Kammer angeordnet sind. In der Hauptverbrennungsstufe
11 findet die Verbrennung im Wesentlichen statt. Das die Hauptverbrennungsstufe 11
verlassende Abgas enthält noch eine beachtliche Menge unverbrannter Bestandteile.
In einer Nachverbrennungsstufe 13 erfolgt eine weitere Verbrennung. Um diese optimal
ablaufen zu lassen, wird über eine Tertiärluftleitung 14 Tertiärluft zugeführt. Sekundärluft
und Tertiärluft unterscheiden sich also nur darin, in welchem Bereich der Verbrennungszone
die Zufuhr erfolgt.
[0031] Bei der Nachverbrennungsstufe 13 handelt es sich um ein kompakt konstruiertes Modul,
das in mehreren Sektoren unterteilt ist. In jedem Sektor befindet sich ein Turbulator
für die Intensivierung der Durchmischung mit der Tertiärluft und Abscheidung von Staubpartikel,
die die poröse Struktur blockieren können. Durch die kompakte Bauweise der Nachverbrennungsstufe13
kann weniger Wärmeverlust auftreten. Dadurch werden die oxidierbaren Bestanteile des
Abgases in der effektiven Reaktionszone länger verweilen und somit wird eine bessere
Oxidation gewährleistet. Die Turbulatoren werden manuell mit einem Hebel oder automatisch
durch einen Vibrator von den abgeschiedenen Stäuben gereinigt.
[0032] Das Abgas verlässt die Nachverbrennungsstufe 13 und gelangt in eine Nachbehandlungsstufe
15. Bei der Nachbehandlungsstufe 15 handelt es sich um eine dreidimensionale poröse
Struktur, die aus losen Materialen besteht und je nach Material und Betriebsphase
bzw. vorhandenen Bedingungen thermisch und/oder katalytisch funktioniert. Die Nachbehandlungsstufe
15 sorgt sowohl für die weitere Behandlung der schwer oxidierbaren Komponenten, die
die Hauptverbrennungsstufe 11 und die Nachverbrennungsstufe 13 passieren können, als
auch für die Abscheidung und Sammlung von organischen Partikeln, wie etwa Ruß, in
den Betriebsphasen, bei denen die Temperatur für eine vollständige Oxidation nicht
ausreichend ist. Diese Partikel werden später bei Erreichen einer günstigen Temperatur
vollständig oxidiert und dadurch wird die Struktur ohne zusätzliche Energie regeneriert.
Ein besonderer Vorteil der Nachbehandlungsstufe 15 ist, dass die heiße Struktur die
Aktivierungsenergie für die Reaktion wie z.B. bei der Ausbrandphase bereitstellen
kann. Außerdem werden die anorganischen Feinstäube in dieser Struktur durch verschiedene
Effekte, wie z. B. Sperrung, Sedimentation und Diffusion, gefiltert. Dadurch steigt
der Druckverlust an. Daher muss die Struktur von Zeit zu Zeit mechanisch durch Rütteln
von den anorganischen Stäuben gereinigt werden. Das Rütteln kann manuell erfolgen
oder automatisch durch einen Vibrator.
[0033] Anstelle der Hauptverbrennungsstufe 11 und der Nachverbrennungsstufe 13 kann eine
in Fig. 3 gezeigte Brennkammer 16 in Form eines Zyklons eingesetzt werden. Das aus
der hier nicht dargestellten Vergasungszone 2 kommende Brenngas wird durch das Verteilungssystem
5 zur Brennkammer 16 geführt. In einem Zumischungsbereich 17 wird erhitzte Sekundärluft
zugemischt. Das Gemisch aus Sekundärluft und Brenngas strömt von der Seite in den
oberen Bereich 18 der Brennkammer 16 ein. Dadurch wird eine Zirkulation des Gemischs
einhergehend mit einer weiteren Vermischung bewirkt. Das Gemisch strömt gleichsam
auf einer Schraubenlinie weiter nach unten in der sich verjüngenden Brennkammer 16
in einen unteren Bereich 19 der Brennkammer 16. Im unteren Bereich 19 erfolgt im Wesentlichen
die Verbrennung, so dass dieser der Hauptverbrennungsstufe entspricht. Vom unteren
Bereich 19 strömt das bei der Verbrennung entstehende Abgas in ein in von oben in
die Brennkammer eintauchendes Tauchrohr 20. Im Tauchrohr 20 erfolgt unter Zufuhr von
vorgewärmter Tertiärluft eine weitere Verbrennung, die derjenigen in der Nachverbrennungsstufe
entspricht. Das Abgas strömt von dort weiter in die Nachbehandlungsstufe 15, die angesichts
der guten Verbrennung in der Brennkammer 16 oft entfallen kann.
[0034] Durch die rotierende Strömung in der Brennkammer 16 werden feste Bestandteile nach
außen geschleudert und fallen in den Aschekasten 21
[0035] Die in Fig. 4 gezeigte Brennkammer 16 unterscheidet sich von der in Fig. 3 gezeigten
Brennkammer dadurch, dass zur verbesserten Strömungsführung das Verteilungssystem
5 strömungsabwärts vom Zumischungsbereich 17 als Venturi-Kanal 22 ausgeführt ist.
Ebenso ist das Tauchrohr 20 als Venturi Kanal 23 ausgeführt.
Bezugszeichenliste
[0036]
- 1
- Kleinfeuerungsanlage
- 2
- Vergasungszone
- 3
- Primärluftzufuhrleitung
- 4
- erstes Gebläse; Primärluftgebläse
- 5
- Verteilungssystem
- 6
- Verbrennungszone
- 7
- Zufuhrleitung für Sekundärluft und Tertiärluft
- 8
- zweites Gebläse
- 9
- Abgaskanal
- 10
- Saugzuggebläse
- 11
- Hauptverbrennungsstufe
- 12
- Sekundärluftleitung
- 13
- Nachverbrennungsstufe
- 14
- Tertiärluftleitung
- 15
- Nachbehandlungsstufe
- 16
- Brennkammer in Form eines Zyklons
- 17
- Zumischungsbereich
- 18
- oberer Bereich der Brennkammer 16
- 19
- unterer Bereich der Brennkammer 16
- 20
- Tauchrohr
- 21
- Aschekasten
- 22
- Venturikanal in der Brenngaszufuhr
- 23
- Venturikanal im Tauchrohr 20
1. Kleinfeuerungsanlage (1) zur Verbrennung von festen Brennstoffen mit einer Vergasungszone
(2) zur Erzeugung von Brenngas und einer Verbrennungszone (6) zur Verbrennung von
Brenngas, mit einem ersten Gebläse (4) zur Zufuhr von Primärluft in die Vergasungszone
(2), wobei das erste Gebläse (4) in Abhängigkeit von der gewünschten Leistung der
Kleinfeuerungsanlage (1) regelbar ist, und wobei
ein zweites Gebläse (8) zur Zufuhr von Sekundärluft in die Verbrennungszone (6) vorhanden
ist, dadurch gekennzeichnet, dass das
zweite Gebläse (8) in Abhängigkeit von einem gewünschten Sauerstoffgehalt in der Abluft
der Verbrennungszone (6) regelbar ist, wobei zur verbesserten Abgasförderung ein Saugzuggebläse
(10) vorhanden ist.
2. Kleinfeuerungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der gewünschte Sauerstoffgehalt abhängig vom Aufbau der Kleinfeuerungsanlage (9)
zwischen 4% und 6% beträgt.
3. Kleinfeuerungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungszone (6) mehrstufig ausgeführt ist, wobei insbesondere eine Hauptverbrennungsstufe
(11) und eine Nachverbrennungsstufe (13) vorhanden ist.
4. Kleinfeuerungsanlage, insbesondere Kleinfeuerungsanlage nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Hauptverbrennungsstufe eine Brennkammer (16) in Form eines Zyklons vorgesehen
ist.
5. Kleinfeuerungsanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der Brennkammer (16) in Form eines Zyklons ein Tauchrohr (20) vorhanden ist, so
dass eine hinreichende Durchmischung von Brenngas und Sekundärluft sowie eine hinreichende
Verweilzeit des Brenngases in der Brennkammer (16) in Form eines Zyklons erzwungen
wird.
6. Kleinfeuerungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zufuhr von Tertiärluft in die Verbrennungszone (6) möglich ist.
7. Kleinfeuerungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Nachbehandlungsstufe (15) vorhanden ist.
8. Kleinfeuerungsanlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachbehandlungsstufe (15) durch eine durchströmbare Struktur mit einer hohen
Oberfläche gebildet wird, wobei bevorzugt keramische Bauteile verwendbar sind.
9. Kleinfeuerungsanlage nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine seitliche Brenngaszufuhr (5, 17) als Venturikanal (22) ausgebildet ist.
10. Kleinfeuerungsanlage nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Tauchrohr (20) als Venturikanal (23) ausgebildet ist.
1. Small firing system (1) for the combustion of solid fuels, having a gasification zone
(2) for generating combustion gas, and a combustion zone (6) for combusting combustion
gas, having a first fan (4) for supplying primary air into the gasification zone (2),
wherein the first fan (4) is able to be feedback-controlled as a function of the desired
output of the small firing system (1), and wherein there is a second fan (8) for supplying
secondary air into the combustion zone (6),
characterized in that
the second fan (8) is able to be feedback-controlled as a function of a desired oxygen
content in the exhaust air of the combustion zone (6), wherein there is an induced-draught
fan (10) for improved conveyance of exhaust gas.
2. Small firing system according to Claim 1, characterized in that the desired oxygen content is between 4% and 6%, depending on the construction of
the small firing system (9).
3. Small firing system according to one of the preceding claims, characterized in that the combustion zone (6) is embodied in multiple stages, there being in particular
a main combustion stage (11) and a post-combustion stage (13).
4. Small firing system, in particular small firing system according to one of the preceding
claims, characterized in that a combustion chamber (16) in the form of a cyclone is provided as the main combustion
stage.
5. Small firing system according to Claim 4, characterized in that there is an immersion pipe (20) in the combustion chamber (16) in the form of a cyclone,
so as to enforce sufficient mixing of combustion gas and secondary air, and a sufficient
dwell time of the combustion gas, in the combustion chamber (16) in the form of a
cyclone.
6. Small firing system according to one of the preceding claims, characterized in that a supply of tertiary air into the combustion zone (6) is possible.
7. Small firing system according to one of the preceding claims, characterized in that there is a post-treatment stage (15).
8. Small firing system according to Claim 7, characterized in that the post-treatment stage (15) is formed by a structure which is able to be passed
through by a flow and has a great surface area, wherein ceramic components are preferably
able to be used.
9. Small firing system according to one of Claims 4 to 8, characterized in that a lateral combustion gas supply (5, 17) is configured as a Venturi duct (22).
10. Small firing system according to one of Claims 5 to 9, characterized in that the immersion pipe (20) is configured as a Venturi duct (23).
1. Installation de combustion (1) de taille réduite pour la combustion de combustibles
solides, comprenant une zone de gazéification (2) pour la production de gaz combustible
et une zone de combustion (6) pour la combustion de gaz combustible, avec un premier
ventilateur (4) pour l'amenée d'air primaire dans la zone de gazéification (2), le
premier ventilateur (4) étant réglable en fonction de la puissance souhaitée de l'installation
de combustion (1) de taille réduite, et un deuxième ventilateur (8) étant présent
pour l'amenée d'air secondaire dans la zone de combustion (6), caractérisée en ce que
le deuxième ventilateur (8) est réglable en fonction d'une teneur en oxygène souhaitée
dans l'air évacué de la zone de combustion (6), un ventilateur de tirage par aspiration
(10) étant présent pour améliorer le transport des gaz évacués.
2. Installation de combustion de taille réduite selon la revendication 1, caractérisée en ce que la teneur en oxygène souhaitée est comprise entre 4% et 6% en fonction de la structure
de l'installation de combustion de taille réduite (9).
3. Installation de combustion de taille réduite selon l'une des revendications précédentes,
caractérisée en ce que la zone de combustion (6) est réalisée en plusieurs étages, avec notamment un étage
de combustion principal (11) et un étage de post-combustion (13).
4. Installation de combustion de taille réduite, en particulier installation de combustion
de taille réduite selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'il est prévu comme étage de combustion principal une chambre de combustion (16) sous
la forme d'un cyclone.
5. Installation de combustion de taille réduite selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'un tube plongeur (20) est présent dans la chambre de combustion (16) sous forme de
cyclone, de manière à imposer un mélange suffisant du gaz combustible et de l'air
secondaire ainsi qu'un temps de séjour suffisant du gaz combustible dans la chambre
de combustion (16) sous forme de cyclone.
6. Installation de combustion de taille réduite selon l'une des revendications précédentes,
caractérisée en ce qu'un apport d'air tertiaire dans la zone de combustion (6) est possible.
7. Installation de combustion de taille réduite selon l'une des revendications précédentes,
caractérisée en ce qu'il existe une étape de traitement ultérieur (15).
8. Installation de combustion de taille réduite selon la revendication 7, caractérisée en ce que l'étage de post-traitement (15) est formé par une structure apte à être traversée
par un écoulement et présentant une grande surface, des composants céramiques étant
de préférence utilisables.
9. Installation de combustion de taille réduite selon l'une des revendications 4 à 8,
caractérisée en ce qu'une alimentation latérale en gaz combustible (5, 17) est réalisée sous la forme d'un
canal venturi (22).
10. Installation de combustion de taille réduite selon l'une des revendications 5 à 9,
caractérisée en ce que le tube plongeur (20) est réalisé sous la forme d'un canal venturi (23).