BE1030366B1 - Method for operating a burner of a rotary kiln - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Brenners (14) eines Drehrohrofens (10), wobei die dem Drehrohrofen (10) zugeführten Gasströme in Summe mehr als 50 Vol% Sauerstoff umfassen, wobei der Brenner (14) eine Brennermündung (20) aufweist, aus welcher ein Brennstoff-Gasgemisch ausgelassen wird und wobei zumindest eine Zustandsgröße der Brennerflamme (16), insbesondere die Zündstrecke (18), die Flammenform, die Flammenlänge und/ oder die Flammenbreite, ermittelt wird, wobei die Strömungsgeschwindigkeit, die Menge und/ oder der Impuls des Brennstoff-Gasgemisches und/oder die Brennstoffeigenschaften in Abhängigkeit der ermittelten Zustandsgröße gesteuert/ geregelt wird. Die Erfindung betrifft auch einen Drehrohrofen (10) zum Brennen von Rohmehl zu Zementklinker aufweisend eine innerhalb des Drehrohrofens (10) ausgebildete Brennzone, einen Brenner (14) mit einer Brennermündung (20) zum Auslassen eines Brennstoff-Gasgemisches in die Brennzone, eine Messeinrichtung (22), die derart ausgebildet und angeordnet ist, dass sie zumindest eine Zustandsgröße der Brennerflamme (16), insbesondere die Zündstrecke (18), die Flammenlänge und/ oder die Flammenbreite, ermittelt, wobei der Drehrohrofen (10) eine Steuerungs-/Regelungseinrichtung aufweist, die derart ausgebildet, dass sie die Strömungsgeschwindigkeit die Menge und/ oder den Impuls des Brennstoff-Gasgemisches und/oder die Brennstoffeigenschaften in Abhängigkeit der ermittelten Zustandsgröße steuert/ regelt.The present invention relates to a method for operating a burner (14) of a rotary kiln (10), wherein the gas streams supplied to the rotary kiln (10) comprise in total more than 50% by volume of oxygen, the burner (14) having a burner mouth (20). , from which a fuel-gas mixture is released and at least one state variable of the burner flame (16), in particular the ignition gap (18), the flame shape, the flame length and / or the flame width, is determined, the flow speed, the quantity and / or the pulse of the fuel-gas mixture and/or the fuel properties are controlled/regulated depending on the determined state variable. The invention also relates to a rotary kiln (10) for burning raw meal into cement clinker, having a combustion zone formed within the rotary kiln (10), a burner (14) with a burner mouth (20) for releasing a fuel-gas mixture into the combustion zone, a measuring device ( 22), which is designed and arranged in such a way that it determines at least one state variable of the burner flame (16), in particular the ignition gap (18), the flame length and/or the flame width, the rotary kiln (10) having a control/regulating device , which is designed in such a way that it controls/regulates the flow velocity, the quantity and/or the momentum of the fuel-gas mixture and/or the fuel properties depending on the determined state variable.
Description
' BE2022/5195' BE2022/5195
Verfahren zum Betreiben eines Brenners eines DrehrohrofensMethod for operating a burner of a rotary kiln
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Drehrohrofens, insbesondere eines Brenners innerhalb des Drehrohrofens, wobei der Drehrohrofen mit einem sauerstoffreichen Gas betrieben wird.The invention relates to a method for operating a rotary kiln, in particular a burner within the rotary kiln, wherein the rotary kiln is operated with an oxygen-rich gas.
Drehrohröfen werden üblicherweise in der Zement und Mineralindustrie eingesetzt und dienen beispielsweise zum Brennen von vorgewärmten Zementrohmehl zuRotary kilns are commonly used in the cement and mineral industries and are used, for example, to burn preheated raw cement meal
Zementklinker.Cement clinker.
Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, sauerstoffhaltiges Gas zur Verbrennung von kohlenstoffhaltigen Brennstoffen in den Drehrohrofen oder den Calcinator einerIt is known from the prior art to use oxygen-containing gas for the combustion of carbon-containing fuels in the rotary kiln or the calciner
Zementherstellungsanlage einzuführen. Zur Reduzierung der Abgasmenge und um auf aufwändige Reinigungsverfahren verzichten zu können, ist es beispielsweise aus der DE 10 2018 206 673 A1 bekannt, ein möglichst sauerstoffreiches Verbrennungsgas zu verwenden, sodass der CO2-Gehalt in dem Abgas hoch ist und eine Speicherung desTo introduce cement manufacturing plant. In order to reduce the amount of exhaust gas and to be able to dispense with complex cleaning processes, it is known, for example from DE 10 2018 206 673 A1, to use a combustion gas that is as rich in oxygen as possible, so that the CO2 content in the exhaust gas is high and storage of the
CO2 oder eine Abtrennung im Abgasstrom erleichtert wird. Die DE 10 2018 206 673 A1 offenbart das Einleiten eines sauerstoffreichen Gases in den Kühlereinlassbereich zurCO2 or a separation in the exhaust gas stream is facilitated. DE 10 2018 206 673 A1 discloses introducing an oxygen-rich gas into the cooler inlet area
Vorwärmung des Gases und Kühlung des Klinkers.Preheating the gas and cooling the clinker.
Bei der Verwendung von mit Sauerstoff angereicherten Verbrennungsgasen, die einen hohen Sauerstoffanteil von mindestens 30% bis 100% aufweisen, können in dem Ofen sehr hohe Temperaturen entstehen. Treten diese hohen Temperaturen über einen längeren Zeitraum oder dauerhaft im wandnahen Bereich des Ofens auf, kann daraus eine Beschädigung der Innenwand des Ofens resultieren. Es besteht ebenfalls dieWhen using oxygen-enriched combustion gases that have a high oxygen content of at least 30% to 100%, very high temperatures can arise in the furnace. If these high temperatures occur over a longer period of time or permanently in the area near the wall of the oven, damage to the inner wall of the oven can result. There is also that
Gefahr, dass sich an dem Brenner sehr hohe Temperaturen ausbilden und insbesondere der Brennermund beschädigt wird.There is a risk that very high temperatures will develop on the burner and, in particular, the burner mouth will be damaged.
Davon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zumBased on this, it is the object of the present invention to provide a method for
Betreiben eines Drehrohrofens, insbesondere eines Brenners, bereitzustellen, wobei eine sichere Betriebsweise des Drehrohrofens gewährleistet ist und gleichzeitig ein Abgas mit einem hohen COz- Gehalt erhalten wird.To provide operation of a rotary kiln, in particular a burner, ensuring safe operation of the rotary kiln and at the same time obtaining an exhaust gas with a high CO2 content.
° BE2022/5195° BE2022/5195
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäB durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Verfahrensanspruchs 1 und durch einen Drehrohrofen gemäß dem unabhängigen Anspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.This object is achieved according to the invention by a method with the features of independent method claim 1 and by a rotary kiln according to independent claim 10. Advantageous further training results from the dependent requirements.
Ein Verfahren zum Betreiben eines Drehrohrofens, insbesondere eines Brenners einesA method for operating a rotary kiln, in particular a burner
Drehrohrofens, umfasst nach einem ersten Aspekt, dass die dem Drehrohrofen zugeführten Gasströme in Summe zu mehr als 50 Vol% aus Sauerstoff bestehen, wobei vorzugsweise eine sauerstoffreichen Atmosphäre innerhalb des Drehrohrofens mit einemRotary kiln, according to a first aspect, includes that the gas streams supplied to the rotary kiln consist in total of more than 50% by volume of oxygen, preferably an oxygen-rich atmosphere within the rotary kiln with a
Sauerstoffgehalt von mehr als 30 Vol%, vorzugsweise mehr 50 Vol%, insbesondere mehr als 75 Vol% ausgebildet wird. Bei der sauerstoffreichen Atmosphäre handelt es sich insbesondere um den gemittelten Sauerstoffgehalt innerhalb des gesamtenOxygen content of more than 30 vol%, preferably more than 50 vol%, in particular more than 75 vol% is formed. The oxygen-rich atmosphere is, in particular, the average oxygen content within the entire atmosphere
Drehrohrofens, wobei lokal Bereiche mit einem Sauerstoffgehalt von weniger als 50Vol% auftreten können. Der Brenner weist eine Brennermündung auf, aus welcher einRotary kiln, where local areas with an oxygen content of less than 50Vol% can occur. The burner has a burner mouth from which a
Brennstoff-Gasgemisch in das Innere des Drehrohrofens, insbesondere den Brennraum, ausgelassen wird und wobei zumindest eine Zustandsgröße der Brennerflamme, insbesondere die Zündstrecke, die Flammenform, die Flammenlänge und/ oder dieFuel-gas mixture is discharged into the interior of the rotary kiln, in particular the combustion chamber, and at least one state variable of the burner flame, in particular the ignition distance, the flame shape, the flame length and / or the
Flammenbreite, ermittelt wird. Die Strömungsgeschwindigkeit, die Menge und/ oder derFlame width is determined. The flow speed, the quantity and/or the
Impuls des Brennstoff-Gasgemisches und/oder die Brennstoffeigenschaften wird inImpulse of the fuel-gas mixture and/or the fuel properties are in
Abhängigkeit und vorzugsweise zur Beeinflussung der ermittelten Zustandsgröße gesteuert/ geregelt.Dependency and preferably controlled/regulated to influence the determined state variable.
Bei den Brennstoffeigenschaften handelt es sich vorzugsweise um die Brennstofffeuchte,The fuel properties are preferably fuel moisture,
Brennstoffzusammensetzung, den Heizwert und/ oder die Korngröße des Brennstoffs.Fuel composition, the calorific value and/or the grain size of the fuel.
Der Ofen ist insbesondere ein Drehrohrofen und vorzugsweise Teil einerThe furnace is in particular a rotary kiln and preferably part of one
Zementherstellungsanlage, wobei die Zementherstellungsanlage beispielsweise umfasst: - einen Vorwärmer zum Vorwärmen von Rohmehl, - einen Calcinator zum Kalzinieren des vorgewärmten Rohmehls, - einen Drehrohrofen mit einem Brenner zum Brennen des kalzinierten Heißmehls zu Zementklinker und - einen Kühler zum Kühlen des Zementklinkers.Cement manufacturing plant, the cement manufacturing plant comprising, for example: - a preheater for preheating raw meal, - a calciner for calcining the preheated raw meal, - a rotary kiln with a burner for burning the calcined hot meal into cement clinker and - a cooler for cooling the cement clinker.
Der Drehrohrofen umfasst einen Brenner, wie beispielsweise eine Brennerlanze und oder einen Einkanal oder Mehrkanalbrenner zum Brennen des kalzinierten HeiBmehls zuThe rotary kiln includes a burner, such as a burner lance and/or a single-channel or multi-channel burner for burning the calcined hot flour
Zementklinker, wobei der Drehrohrofen einen Verbrennungsgaseinlass zum Einlassen 5 eines Verbrennungsgases in den Drehrohrofen mit einem Sauerstoffanteil von 50% bis 100Vol%, insbesondere mindestens 50Vol%, vorzugsweise mindestens 75Vol%, aufweist. Der Verbrennungsgaseinlass ist vorzugsweise im Ofenkopf, an welchen sich der Kühler anschließt, angebracht. Insbesondere wird das Verbrennungsgas zumindest teilweise aus der Kühlerabluft gebildet. Optional weist der Brenner einenCement clinker, wherein the rotary kiln has a combustion gas inlet for admitting 5 a combustion gas into the rotary kiln with an oxygen content of 50% to 100% by volume, in particular at least 50% by volume, preferably at least 75% by volume. The combustion gas inlet is preferably located in the furnace head, to which the cooler is connected. In particular, the combustion gas is at least partially formed from the cooler exhaust air. The burner optionally has one
Verbrennungsgaseinlass auf, insbesondere zur Steuerung und Regelung derCombustion gas inlet, in particular for controlling and regulating the
Flammenparameter, über welchen ein Verbrennungsgas in den Ofen eingeleitet wird.Flame parameters through which a combustion gas is introduced into the furnace.
Dieses Verbrennungsgas kann sich in seiner Zusammensetzung von demThis combustion gas can differ in its composition from that
Verbrennungsgas, das über den Kühler zugeführt, wird unterscheiden. In einer speziellenCombustion gas supplied via the cooler will differ. In a special one
Ausführungsform weist dieses Verbrennungsgas einen Sauerstoffanteil zwischen 0 bis 100%, insbesondere maximal 21%, vorzugsweise maximal 10% auf.In this embodiment, this combustion gas has an oxygen content between 0 and 100%, in particular a maximum of 21%, preferably a maximum of 10%.
Ein Vorwärmer der Zementherstellungsanlage umfasst vorzugsweise eine Mehrzahl vonA preheater of the cement production plant preferably comprises a plurality of
Zyklonstufen mit jeweils zumindest einem Zyklon zum Abscheiden von Feststoffen aus dem Gasstrom. In dem Vorwärmer wird das an der obersten, ersten Zyklonstufe aufgegebene Rohmehl im Gegenstrom zu den Ofenabgasen vorgewärmt und durchläuft dabei nacheinander die Zyklonstufen.Cyclone stages, each with at least one cyclone for separating solids from the gas stream. In the preheater, the raw meal fed into the top, first cyclone stage is preheated in countercurrent to the furnace exhaust gases and passes through the cyclone stages one after the other.
Zwischen der letzten und der vorletzten Zyklonstufe ist vorzugsweise der Calcinator angeordnet, der eine Steigleitung aufweist, in die das Rohmehl mittels einerBetween the last and the penultimate cyclone stage, the calciner is preferably arranged, which has a riser into which the raw meal is fed by means of a
Calcinatorfeuerung, erhitzt wird. Insbesondere wird das Rohmehl in dem Calcinator entsäuert und kalziniert.Calcinator firing, is heated. In particular, the raw meal is deacidified and calcined in the calciner.
Das in dem Vorwärmer vorgewärmte und in dem Calcinator kalzinierte Rohmehl wird anschließend dem Drehrohrofen zugeführt. Der Drehrohrofen weist insbesondere ein um seine Längsachse rotierbares Drehrohr auf, das vorzugsweise in Fôrderrichtung des zu brennenden Materials leicht geneigt ist, sodass das Material bedingt durch die Rotation des Drehrohrs und die Schwerkraft in Förderrichtung bewegt wird. Der Ofen weist vorzugsweise an seinem einen Ende einen Materialeinlass zum Einlassen von vorgewärmtem, kalziniertem Rohmehl und an seinem dem MaterialeinlassThe raw meal preheated in the preheater and calcined in the calciner is then fed to the rotary kiln. The rotary kiln has in particular a rotary tube which can be rotated about its longitudinal axis and which is preferably slightly inclined in the conveying direction of the material to be burned, so that the material is moved in the conveying direction due to the rotation of the rotary tube and gravity. The furnace preferably has a material inlet at one end for admitting preheated, calcined raw meal and the material inlet at its end
* BE2022/5195 gegenüberliegenden Ende einen Materialauslass zum Auslassen des gebrannten* BE2022/5195 opposite end has a material outlet to let out the burned
Klinkers in den Kühler auf. An dem materialauslassseitigen Ende des Ofens ist vorzugsweise ein Ofenkopf angeordnet, der den Brenner zum Brennen des Materials, insbesondere eine Brennstofflanze und oder einen Einkanal oder Mehrkanalbrenner, aufweist. Der Drehrohrofen weist vorzugsweise eine Sinterzone auf, in der das Material zumindest teilweise aufgeschmolzen wird und insbesondere eine Temperatur von 1500°C bis 1900°C, vorzugsweise 1450°C bis 1750°C aufweist. Die Sinterzone umfasst beispielsweise den Ofenkopf und insbesondere einen Sektor des Drehrohrofens am hinteren Ende, vorzugsweise das in Förderrichtung des Materials hintere Drittel desClinker into the cooler. At the end of the furnace on the material outlet side, a furnace head is preferably arranged, which has the burner for burning the material, in particular a fuel lance and/or a single-channel or multi-channel burner. The rotary kiln preferably has a sintering zone in which the material is at least partially melted and in particular has a temperature of 1500°C to 1900°C, preferably 1450°C to 1750°C. The sintering zone includes, for example, the furnace head and in particular a sector of the rotary kiln at the rear end, preferably the rear third of the rotary kiln in the conveying direction of the material
Ofens.oven.
Das sauerstoffhaltige Verbrennungsgas wird beispielsweise vollständig oder teilweise direkt in den Ofenkopf eingeleitet, wobei der Ofenkopf beispielsweise einenThe oxygen-containing combustion gas is, for example, completely or partially introduced directly into the furnace head, the furnace head having, for example, a
Verbrennungsgaseinlass aufweist. Vorzugsweise wird das Verbrennungsgas vollständig oder teilweise über den Materialauslass des Ofens in diesen eingeführt. Das dem Ofen zugeführte Verbrennungsgas hat beispielsweise einen Sauerstoffanteil von mehr als 30Has combustion gas inlet. Preferably, all or part of the combustion gas is introduced into the furnace via the material outlet. For example, the combustion gas supplied to the furnace has an oxygen content of more than 30
Vol% bis 75 Vol%, insbesondere mehr als 50 Vol% vorzugsweise mehr als 95 Vol%. DasVol% to 75 Vol%, in particular more than 50 Vol%, preferably more than 95 Vol%. The
Verbrennungsgas besteht beispielsweise vollständig aus reinem Sauerstoff, wobei in diesem Fall der Sauerstoffanteil an dem Verbrennungsgas 100% beträgt. Bei demFor example, combustion gas consists entirely of pure oxygen, in which case the oxygen content of the combustion gas is 100%. In which
Brenner kann es sich beispielsweise um eine Brennerlanze und oder einen Einkanal oderBurner can be, for example, a burner lance and/or a single channel or
Mehrkanalbrenner handeln. An den Materialauslass des Ofens schließt sich vorzugsweise ein Kühler zum Kühlen des Zementklinkers an.Act multi-channel burner. A cooler for cooling the cement clinker is preferably connected to the material outlet of the kiln.
Der Kühler weist vorzugsweise eine Fördereinrichtung zum Fördern des Schüttguts inThe cooler preferably has a conveyor device for conveying the bulk material
Förderrichtung durch den Kühlgasraum auf. Der Kühlgasraum ist vorzugsweise inConveying direction through the cooling gas space. The cooling gas space is preferably in
Strômungsrichtung des zu kühlenden Schüttguts direkt hinter dem Kühlereinlass, insbesondere dem Materialauslass des Ofens, angeordnet, sodass der der Klinker aus dem Drehrohrofen in den Kühlgasraum fällt und insbesondere der erwärmteFlow direction of the bulk material to be cooled is arranged directly behind the cooler inlet, in particular the material outlet of the kiln, so that the clinker falls from the rotary kiln into the cooling gas space and in particular the heated one
Kühlgasstrom aus dem Kühler in den Drehrohrofen eintritt und zumindest teilweise dasCooling gas flow from the cooler enters the rotary kiln and at least partially
Verbrennungsgas ausbildet.Combustion gas forms.
Bei dem Brenner des Drehrohrofens handelt es sich vorzugsweise um eine insbesondere einzelne Brennerlanze und oder einen Einkanal oder Mehrkanalbrenner mit einerThe burner of the rotary kiln is preferably a single burner lance and/or a single-channel or multi-channel burner with a
Mehrzahl von koaxial zueinander angeordneten Rohren oder Kanälen. Vorzugsweise istA plurality of pipes or channels arranged coaxially to one another. Preferably is
) BE2022/5195 der Brenner an der Wand, insbesondere der Innenwand, des Ofenkopfes insbesondere an einem statischen Bereich des Drehrohrofens angebracht und erstreckt sich insbesondere in axialer Richtung, vorzugsweise mittig in das Drehrohr des) BE2022/5195 the burner is attached to the wall, in particular the inner wall, of the furnace head, in particular to a static area of the rotary kiln and extends in particular in the axial direction, preferably centrally into the rotary tube of the
Drehrohrofens.Rotary kiln.
Der Brenner umfasst beispielsweise eine Mehrzahl von Rohren, insbesondere vierThe burner includes, for example, a plurality of tubes, in particular four
Rohre, die koaxial zueinander angeordnet sind und unterschiedliche Durchmesser aufweisen. Mittig ist ein Zentralrohr angeordnet, das einen Zentralkanal ausbildet. DasPipes that are arranged coaxially to one another and have different diameters. A central tube is arranged in the middle, which forms a central channel. The
Zentralrohr mit dem geringsten Durchmesser dient dem Transport von insbesondere stückigem Brennstoff, wie beispielsweise Ersatzbrennstoffe aus Abfall oderThe central tube with the smallest diameter is used to transport particularly lumpy fuel, such as substitute fuels from waste or
Produktionsreststoffen, wie beispielsweise Altreifen. Zusammen mit dem Brennstoff wird durch das Zentralrohr ein Trägergas geleitet, das dem pneumatischen Transport desProduction residues, such as used tires. Together with the fuel, a carrier gas is passed through the central tube, which is used for the pneumatic transport of the
Brennstoffes dient. Bei dem Trägergas handelt es sich insbesondere um ein sauerstoffarmes Gas mit einer Sauerstoffkonzentration von 0 bis 30 Vol%, insbesondere 2bis 20 Vol%, vorzugsweise 10 bis 15 Vol%, höchstvorzugshalber weniger als 10 Vol%.fuel is used. The carrier gas is in particular an oxygen-poor gas with an oxygen concentration of 0 to 30 vol%, in particular 2 to 20 vol%, preferably 10 to 15 vol%, most preferably less than 10 vol%.
Vorzugsweise weist das Transportgas eine CO2-Konzentration von 70 bis 95 Vol%, insbesondere 80 bis 90Vol%, vorzugsweise mehr als 75 Vol% auf. Der restliche Anteil des Transportgases umfasst vorzugsweise Sauerstoff und/ oder Wasserdampf und/oder eine andere inerte Gaskomponente. Das Zentralrohr ist vorzugsweise mit einer Quelle für Brennstoff, insbesondere stückigem Ersatzbrennstoff, und einer Quelle für dasThe transport gas preferably has a CO2 concentration of 70 to 95% by volume, in particular 80 to 90% by volume, preferably more than 75% by volume. The remaining portion of the transport gas preferably comprises oxygen and/or water vapor and/or another inert gas component. The central tube is preferably equipped with a source of fuel, in particular lumpy substitute fuel, and a source for the
Transportgas verbunden.Transport gas connected.
Um das Zentralrohr ist vorzugsweise ein Drallgasrohr koaxial angeordnet, das einenA swirl gas tube is preferably arranged coaxially around the central tube and has a
Drallgaskanal ausbildet. Der Drallgaskanal dient vorzugsweise zur Leitung einesSwirl gas channel forms. The swirl gas channel preferably serves to conduct a
Drallgases mit einem Sauerstoffgehalt von 0 bis 100 Vol®%, insbesondere 0 bis 75 Vol%, vorzugsweise weniger als 10 Vol% auf. Der Drallgaskanal ist vorzugsweise mit einerSwirl gas with an oxygen content of 0 to 100% by volume, in particular 0 to 75% by volume, preferably less than 10% by volume. The swirl gas channel is preferably with a
Quelle für das Drallgas verbunden. Das Drallgasrohr erstreckt sich beispielhaft in axialerSource for the swirl gas connected. The swirl gas pipe extends axially, for example
Richtung, in Richtung der Brennermündung, über das Zentralrohr heraus.Direction, towards the burner mouth, out over the central tube.
Koaxial zu dem Drallgasrohr ist vorzugsweise das Brennstoffrohr angeordnet, das einenThe fuel pipe is preferably arranged coaxially to the swirl gas pipe, which has a
Brennstoffkanal ausbildet und vorzugsweise zur Leitung eines feinstückigenFuel channel forms and preferably for the conduction of a fine piece
Brennstoffes, wie beispielsweise Kohle, sowie der Leitung eines Trägergases zum pneumatischen Transport des Brennstoffs durch den Brennstoffkanal ausgebildet ist. DasFuel, such as coal, and the line of a carrier gas for pneumatic transport of the fuel through the fuel channel. The
Trägergas weist vorzugsweise einen Sauerstoffgehalt von O bis 30 Vol®%, insbesondereCarrier gas preferably has an oxygen content of 0 to 30% by volume, in particular
° BE2022/5195 2 bis 20 Vol%, %, vorzugsweise weniger als 10 Vol%. auf. Vorzugsweise weist das° BE2022/5195 2 to 20 vol%, %, preferably less than 10 vol%. on. Preferably this has
Transportgas eine COz-Konzentration von 70 bis 95 Vol%, insbesondere 80 bis 90Vol%, vorzugsweise mehr als 75 Vol% auf. Der restliche Anteil des Transportgases umfasst vorzugsweise Sauerstoff und/ oder Wasserdampf. Das Brennstoffrohr erstreckt sich vorzugsweise in axialer Richtung, in Richtung der Brennermündung, über das Zentralrohr und da Drallgasrohr heraus. Der Brennstoffkanal ist vorzugsweise mit einer Quelle für das Trägergas und den insbesondere feinkörnigen Brennstoff verbunden. Anstelle des feinstückigen Brennstoffes kann auch ein flüssiger oder gasfôrmiger Brennstoff zumTransport gas has a COz concentration of 70 to 95% by volume, in particular 80 to 90% by volume, preferably more than 75% by volume. The remaining portion of the transport gas preferably comprises oxygen and/or water vapor. The fuel pipe preferably extends in the axial direction, in the direction of the burner mouth, over the central pipe and out of the swirl gas pipe. The fuel channel is preferably connected to a source for the carrier gas and the particularly fine-grained fuel. Instead of the finely lumped fuel, a liquid or gaseous fuel can also be used
Einsatz kommen, der ohne einen Anteil des Transportgas mit Druck in den Brennraum eingetragen wird.It is used which is fed into the combustion chamber under pressure without any portion of the transport gas.
Um das Brennstoffrohr ist vorzugsweise das Axialgasrohr koaxial angeordnet, das einenThe axial gas pipe is preferably arranged coaxially around the fuel pipe, which has a
Axialgaskanal ausbildet und vorzugsweise zur Leitung eines Axialgases dient. DasAxial gas channel forms and is preferably used to conduct an axial gas. The
Axialgas weist vorzugsweise einen Sauerstoffgehalt von 0 bis 100 Vol%, insbesondere 0 bis 75 Vol%, vorzugsweise weniger als 10 Vol% auf, wobei der Axialgaskanal vorzugsweise mit einer Quelle für das Axialgas verbunden ist. Das Axialgasrohr erstreckt sich insbesondere in axialer Richtung, in Richtung der Brennermündung, über dasAxial gas preferably has an oxygen content of 0 to 100 vol%, in particular 0 to 75 vol%, preferably less than 10 vol%, with the axial gas channel preferably being connected to a source for the axial gas. The axial gas tube extends in particular in the axial direction, in the direction of the burner mouth
Zentralrohr, das Brennstoffrohr und das Drallgasrohr heraus.Central pipe, the fuel pipe and the swirl gas pipe out.
Das Brennstoff-Gasgemisch umfasst vorzugsweise das Trägergas, das Axialgas und/ oder das Drallgas, sowie einen feinkörnigen Brennstoff und/ oder einen grobkörnigenThe fuel-gas mixture preferably comprises the carrier gas, the axial gas and/or the swirl gas, as well as a fine-grained fuel and/or a coarse-grained one
Brennstoff, insbesondere einen Ersatzbrennstoff. Das Trägergas, Drallgas und/ oder dasFuel, especially a substitute fuel. The carrier gas, swirl gas and/or that
Axialgas umfassen zumindest teilweise oder vollständig aus dem Drehrohrofen ausgelassenes Abgas des Drehrohrofens oder Abgas der Zementherstellungsanlage.Axial gas includes exhaust gas from the rotary kiln or exhaust gas from the cement production plant that is at least partially or completely discharged from the rotary kiln.
Das Axialgas und das Drallgas weisen vorzugsweise eine relativ zu dem Trägergas höhere Strömungsgeschwindigkeit auf, sodass das Axialgas und das Drallgas vorzugsweise das Gemisch aus Brennstoff und Trägergas mit einem Drallimpuls beaufschlagen. Insbesondere ist das Drallgasrohr, insbesondere die Brennermündung, derart ausgebildet, dass das Drallgas eine im Wesentlichen tangentialeThe axial gas and the swirl gas preferably have a higher flow velocity relative to the carrier gas, so that the axial gas and the swirl gas preferably apply a swirl pulse to the mixture of fuel and carrier gas. In particular, the swirl gas pipe, in particular the burner mouth, is designed such that the swirl gas has a substantially tangential
Stömungsrichtung bezogen auf die Brennerachse aufweist. Vorzugsweise ist dasFlow direction related to the burner axis. Preferably that is
Axialgasrohr, insbesondere die Brennermündung, derart ausgebildet, dass das Axialgas eine im Wesentlichen axiale Strömungsrichtung bezogen auf die Brennerachse aufweist.Axial gas pipe, in particular the burner mouth, designed such that the axial gas has a substantially axial flow direction with respect to the burner axis.
' BE2022/5195' BE2022/5195
Bei den Begriffen Steuern und Regeln handelt es sich um Vorgänge derThe terms taxes and rules are processes of the
Automatisierungstechnik. Unter dem Begriff Regeln ist ein Vorgang zu verstehen, bei dem fortlaufend eine Größe, die Regelgröße, erfasst, mit einer anderen Größe, derAutomation technology. The term rules refers to a process in which one variable, the controlled variable, is continuously recorded, with another variable, the
Führungsgröße, verglichen und im Sinne einer Angleichung an die Führungsgröße beeinflusst wird. Unter dem Begriff Steuern ist ein Vorgang zu verstehen, bei dem zumindest eine Eingangsgröße, andere Größen als Ausgangs- bzw. Steuergrößen aufgrund der dem System eigentümlichen Gesetzmäßigkeiten beeinflussen. Der Begriff „Einstellen“ umfasst sowohl das Steuern als auch das Regeln.Reference variable, compared and influenced in the sense of an alignment with the reference variable. The term control refers to a process in which at least one input variable influences other variables as output or control variables based on the regularities inherent in the system. The term “adjusting” includes both controlling and regulating.
Bei der Zündstrecke handelt es sich um den Abstand, vorzugsweise in axialer Richtung des Drehrohrofens, zwischen der Brennermündung und der Flamme. Insbesondere ist die Zündstrecke der kleinste Abstand zwischen der Brennermündung und derThe ignition distance is the distance, preferably in the axial direction of the rotary kiln, between the burner mouth and the flame. In particular, the ignition distance is the smallest distance between the burner mouth and the
Brennerflamme. Die Flammenlänge ist vorzugsweise die Erstreckung der Brennerflamme in axialer Richtung des Drehrohrofens, wobei die Flammenbreite die Erstreckung derburner flame. The flame length is preferably the extent of the burner flame in the axial direction of the rotary kiln, whereby the flame width is the extent of the
Brennerflamme in radialer Richtung des Drehrohrofens ist.Burner flame is in the radial direction of the rotary kiln.
Gemäß einer ersten Ausführungsform wird die Zustandsgröße der Brennerflamme mit einem Grenzwert oder Grenzbereich verglichen und bei einer Abweichung der ermitteltenAccording to a first embodiment, the state variable of the burner flame is compared with a limit value or limit range and, if there is a deviation from the determined one
Zustandsgröße von dem Grenzwert oder Grenzbereich die Strömungsgeschwindigkeit, die Menge und/ oder der Impuls des Brennstoff-Gasgemisches und/oder dieState variable of the limit value or limit range, the flow velocity, the quantity and/or the momentum of the fuel-gas mixture and/or the
Brennstoffeigenschaften eingestellt. Vorzugsweise weist jede Zustandsgröße derFuel properties set. Preferably, each state variable has the
Brennerflamme einen jeweiligen Grenzwert oder einen Grenzbereich auf. DerBurner flame reaches a respective limit value or a limit range. The
Grenzbereich umfasst vorzugsweise einen Maximalwert und einen Minimalwert, wobei das Unterschreiten des Grenzbereich, das Unterschreiten des Minimalwertes und dasLimit range preferably includes a maximum value and a minimum value, whereby falling below the limit range, falling below the minimum value and that
Überschreiten des Grenzwertes das Überschreiten des Maximalwertes umfasst. Eine solche Regelung ermöglicht es durch eine Überwachung der Zustandsgrößen derExceeding the limit value includes exceeding the maximum value. Such a regulation makes it possible to monitor the state variables of the
Brennerflamme eine Beschädigung des Brenners zu verhindern.Burner flame to prevent damage to the burner.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die Zündstrecke ermittelt und mit einemAccording to a further embodiment, the ignition gap is determined and with a
Zündstreckengrenzwert oder Grenzbereich verglichen, wobei bei einer Abweichung der ermittelten Zündstrecke von dem Zündstreckengrenzwert oder Grenzbereich, dieIgnition distance limit or limit range is compared, whereby if the determined ignition distance deviates from the ignition distance limit or limit range, the
Brennstofffeuchte, die Korngröße des Brennstoffs, der CO2-Gehalt des Brennstoff-Fuel moisture, the grain size of the fuel, the CO2 content of the fuel
Gasgemisches und/ oder der Sauerstoffgehalt des Brennstoff-Gasgemisches erhöht oder verringert wird.Gas mixture and / or the oxygen content of the fuel-gas mixture is increased or reduced.
° BE2022/5195° BE2022/5195
Unterschreitet die ermittelte Zündstrecke den Zündstreckengrenzwert oder Grenzbereich wird vorzugsweise die Brennstofffeuchte und/ oder die KorngrôBe des Brennstoffs erhöht.If the determined ignition distance falls below the ignition distance limit or limit range, the fuel moisture and/or the grain size of the fuel is preferably increased.
Überschreitet die ermittelte Zündstrecke den Zündstreckengrenzwert oder Grenzbereich wird vorzugsweise die Brennstofffeuchte und/ oder die KorngröBe des Brennstoffs verringert. Insbesondere wird bei einem Unterschreiten des Zündstreckengrenzwerts oder Grenzbereichs feinkôrniges Material, wie Kalkmehl oder Gipsmehl, durch denIf the determined ignition distance exceeds the ignition distance limit or limit range, the fuel moisture and/or the grain size of the fuel is preferably reduced. In particular, if the ignition distance limit value or limit range is undershot, fine-grained material, such as lime powder or gypsum powder, will pass through
Brenner, insbesondere durch den Brennstoffkanal und/ oder den Axialgaskanal in dieBurner, in particular through the fuel channel and/or the axial gas channel into the
Brennzone des Drehrohrofens aufgegeben. Dadurch wird ein Zünden des Brennstoffs in der Nähe der Brennermündung verhindert. Es ist ebenfalls denkbar, bei einemBurning zone of the rotary kiln abandoned. This prevents the fuel from igniting near the burner mouth. It is also conceivable for one
Unterschreiten des Zündstreckengrenzwerts oder Grenzbereichs dieFalling below the ignition distance limit or limit range
Strömungsgeschwindigkeit des Trägergases zu erhöhen.To increase the flow rate of the carrier gas.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Brenner einen Axialgaskanal, durch welchen ein Axialgas strömt und in im Wesentlichen axialer Richtung des Brenners aus der Brennermündung austritt, und einen Drallgaskanal auf, durch welchen ein Drallgas strömt und in im Wesentlichen tangentialer Richtung des Brenners aus derAccording to a further embodiment, the burner has an axial gas channel through which an axial gas flows and emerges from the burner mouth in a substantially axial direction of the burner, and a swirl gas channel through which a swirl gas flows and emerges from the burner in a substantially tangential direction of the burner
Brennermündung austritt. Vorzugsweise wird die Zündstrecke ermittelt und mit einemburner mouth exits. The ignition gap is preferably determined and with a
Zündstreckengrenzwert oder Grenzbereich verglichen, wobei bei einer Abweichung der ermittelten Zündstrecke von dem Zündstreckengrenzwert oder Grenzbereich, dieIgnition distance limit or limit range is compared, whereby if the determined ignition distance deviates from the ignition distance limit or limit range, the
Strömungsgeschwindigkeit, der Sauerstoffgehalt und/ oder der CO2-Gehalt desFlow velocity, the oxygen content and/or the CO2 content of the
Axialgases und/ oder des Drallgases erhöht oder verringert wird. Vorzugsweise strömt durch den Axialgaskanal ausschließlich Axialgas und durch den Drallgaskanal strömt ausschlieBlich Drallgas gemäB der vorangehenden Beschreibung. Eine Einstellung derAxial gas and/or the swirl gas is increased or decreased. Preferably, only axial gas flows through the axial gas channel and exclusively swirl gas flows through the swirl gas channel according to the previous description. A setting of the
Stömungsgeschwindigkeiten des Axialgases und des Drallgases sorgen für einen entsprechenden Impuls auf das Gemisch aus Brennstoff und Trägergas beim Austritt aus der Brennermündung, sodass sie Flammenform entsprechend einstellbar ist.Flow velocities of the axial gas and the swirl gas ensure a corresponding impulse on the mixture of fuel and carrier gas as it exits the burner mouth, so that the flame shape can be adjusted accordingly.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die Flammenlänge ermittelt und mit einemAccording to a further embodiment, the flame length is determined and with a
Flammenlängengrenzwert oder Grenzbereich verglichen, wobei bei einer Abweichung der ermittelten Flammenlänge von dem Flammenlängengrenzwert oder Grenzbereich dieFlame length limit or limit range compared, whereby if the determined flame length deviates from the flame length limit or limit range
Strômungsgeschwindigkeit und/ oder der Impuls des Brennstoff-Gasgemisches erhöht oder verringert wird. Die Strömungsgeschwindigkeit des Brennstoff-Gasgemisches wird vorzugsweise Über eine Einstellung der Strömungsgeschwindigkeiten des Axialgases,Flow velocity and/or the momentum of the fuel-gas mixture is increased or reduced. The flow rate of the fuel-gas mixture is preferably adjusted by adjusting the flow rates of the axial gas,
) BE2022/5195) BE2022/5195
Drallgases und/ oder Trägergases eingestellt, wobei eine solche Einstellung vorzugsweise für eine optimale Vermischung zwischen dem Brennstoff und den Gasen sorgt.Swirl gas and / or carrier gas is set, such a setting preferably ensuring optimal mixing between the fuel and the gases.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die Flammenlänge und/ oder dieAccording to a further embodiment, the flame length and/or the
Flammenbreite ermittelt und mit einem Flammenlängen-/Flammenbreitengrenzwert oderFlame width determined and with a flame length/flame width limit or
Grenzbereich verglichen, wobei bei einer Abweichung der ermittelten Flammenlänge oder Flammenbreite von dem Flammenlängen-/Flammenbreitengrenzwert oderLimit range compared, whereby if the determined flame length or flame width deviates from the flame length/flame width limit or
Grenzbereich Wasserdampf, CO2, und/ oder Feststoffpartikel in die Brennzone aufgegeben werden. Vorzugsweise wird der Wasserdampf, das CO2, und/ oder dieBoundary area water vapor, CO2, and/or solid particles are introduced into the combustion zone. Preferably the water vapor, the CO2, and/or the
Feststoffpartikel über den Brenner und/ oder über eine separate Leitung in denSolid particles via the burner and/or via a separate line into the
Drehrohrofen, insbesondere die Brennzone, aufgegeben. Eine Aufgabe vonRotary kiln, especially the combustion zone, abandoned. A task from
Wasserdampf, das CO2, und/ oder die Feststoffpartikeln bewirken beispielsweise eineWater vapor, the CO2, and/or the solid particles, for example, cause one
Verzögerung der Zündung und/ oder eine verbesserte oder geringereIgnition delay and/or improved or reduced
Wärmeausdehnung der Brennerflamme.Thermal expansion of the burner flame.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Brenner einen Axialgaskanal, durch welchen ein Axialgas strömt und in im Wesentlichen axialer Richtung des Brenners aus der Brennermündung austritt, und einen Drallgaskanal auf, durch welchen ein Drallgas strömt und in im Wesentlichen tangentialer Richtung des Brenners aus derAccording to a further embodiment, the burner has an axial gas channel through which an axial gas flows and emerges from the burner mouth in a substantially axial direction of the burner, and a swirl gas channel through which a swirl gas flows and emerges from the burner in a substantially tangential direction of the burner
Brennermündung austritt. Bei einer Abweichung der ermittelten Flammenlänge von demburner mouth exits. If the determined flame length deviates from that
Flammenlängengrenzwert oder Grenzbereich wird die Strömungsgeschwindigkeit desFlame length limit or limit range is the flow velocity of the
Axialgases in dem Axialgaskanal und des Drallgases in dem Drallgaskanal erhöht oder verringert.Axial gas in the axial gas channel and the swirl gas in the swirl gas channel increases or decreases.
Unterschreitet die ermittelte Flammenlänge den Flammenlängengrenzwert oderIf the determined flame length falls below the flame length limit or
Grenzbereich wird vorzugsweise die Strömungsgeschwindigkeit des Axialgases in demThe limit region is preferably the flow velocity of the axial gas in the
Axialgaskanal erhöht und/ oder die Strömungsgeschwindigkeit des Drallgases in demAxial gas channel increases and/or the flow velocity of the swirl gas in the
Drallgaskanal verringert. Überschreitet die ermittelte Flammenlänge denSwirl gas channel reduced. If the determined flame length exceeds the
Flammenlängengrenzwert oder Grenzbereich wird vorzugsweise dieFlame length limit or limit range is preferably the
Strömungsgeschwindigkeit des Axialgases in dem Axialgaskanal verringert und/ oder dieFlow velocity of the axial gas in the axial gas channel is reduced and/or the
Strömungsgeschwindigkeit des Drallgases in dem Drallgaskanal erhöht. DieFlow velocity of the swirl gas in the swirl gas channel is increased. The
Strömungsgeschwindigkeit des Trägergases wird vorzugsweise in Abhängigkeit der ermittelten Flammenlänge unverändert.Flow velocity of the carrier gas is preferably unchanged depending on the determined flame length.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird das Abgas des Drehrohrofens zumindest teilweise dem Brenner zugeführt. Vorzugsweise bildet das Abgas des Drehrohrofens zumindest teilweise oder vollständig das Trägergas aus. Insbesondere wird das Abgas des Drehrohrofens diesem teilweise oder vollständig über den Brenner oder über eine separat zu dem Brenner angeordnete Leitung zugeführt. Bei dem Abgas handelt es sich beispielsweise zumindest teilweise um Abgas der Zementherstellungsanlage.According to a further embodiment, the exhaust gas from the rotary kiln is at least partially fed to the burner. Preferably, the exhaust gas from the rotary kiln at least partially or completely forms the carrier gas. In particular, the exhaust gas from the rotary kiln is supplied partially or completely via the burner or via a line arranged separately from the burner. The exhaust gas is, for example, at least partially exhaust gas from the cement production plant.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die Zustandsgröße der Brennerflamme mit einer Kamera, insbesondere einer Infrarotkamera, ermittelt.According to a further embodiment, the state variable of the burner flame is determined using a camera, in particular an infrared camera.
Die Erfindung umfasst auch einen Drehrohrofen zum Brennen von Rohmehl zuThe invention also includes a rotary kiln for burning raw meal
Zementklinker aufweisend eine innerhalb des Drehrohrofens ausgebildete Brennzone, einen Brenner mit einer Brennermündung zum Auslassen eines Brennstoff-Cement clinker having a combustion zone formed within the rotary kiln, a burner with a burner mouth for releasing a fuel
Gasgemisches in die Brennzone, eine Messeinrichtung, die derart ausgebildet und angeordnet ist, dass sie zumindest eine Zustandsgröße der Brennerflamme, insbesondere die Zündstrecke, die Flammenlänge und/ oder die Flammenbreite, ermittelt. Der Drehrohrofen weist eine Steuerungs-/Regelungseinrichtung auf, die derart ausgebildet, dass sie die Strömungsgeschwindigkeit die Menge und/ oder den Impuls desGas mixture into the combustion zone, a measuring device which is designed and arranged such that it determines at least one state variable of the burner flame, in particular the ignition distance, the flame length and / or the flame width. The rotary kiln has a control/regulation device which is designed in such a way that it controls the flow rate, the quantity and/or the momentum of the
Brennstoff-Gasgemisches und/oder die Brennstoffeigenschaften in Abhängigkeit der ermittelten Zustandsgröße steuert/ regelt.Controls/regulates the fuel-gas mixture and/or the fuel properties depending on the determined state variable.
Die mit Bezug auf das Verfahren zum Betreiben eines Brenners eines Drehrohrofens beschriebenen Ausführungen und Vorteile treffen in vorrichtungsgemäßer Entsprechung auch auf den Drehrohrofen zum Brennen von Rohmehl zu Zementklinker zu.The embodiments and advantages described with reference to the method for operating a burner of a rotary kiln also apply, in accordance with the device, to the rotary kiln for burning raw meal into cement clinker.
Die Messeinrichtung ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass sie die ermittelten Daten, insbesondere die Zustandsgrößen der Brennerflamme, an die Steuerungs- /Regelungseinrichtung übermittelt. Der Drehrohrofen weist vorzugsweise einen oder eineThe measuring device is preferably designed in such a way that it transmits the determined data, in particular the state variables of the burner flame, to the control/regulation device. The rotary kiln preferably has one or more
Mehrzahl von Gaseinlässen zum Einlassen von Verbrennungsgas, insbesondereA plurality of gas inlets for admitting combustion gas, in particular
Sauerstoff, auf. Vorzugsweise sind die Gaseinlässe des Drehrohrofens mit zumindest einer oder mehreren Gasquellen verbunden, die ein Gas mit einem Sauerstoffgehalt von mehr als 50 Vol% aufweisen. Vorzugsweis ist die Steuerungs-/Regelungseinrichtung derart ausgebildet, dass sie einen Sauerstoffgehalt von mehr als 50 Vol%, insbesondere mehr als 75 Vol%, vorzugsweise mehr als 90 Vol% innerhalb des Drehrohrofens, insbesondere der Brennzone, einstellt. Vorzugsweise ist der Sauerstoffgehalt innerhalb des Ofens insgesamt größer als 50Vol%, wobei lokal einzelne Bereiche mit einemoxygen, on. Preferably, the gas inlets of the rotary kiln are connected to at least one or more gas sources which have a gas with an oxygen content of more than 50% by volume. Preferably, the control/regulation device is designed in such a way that it sets an oxygen content of more than 50% by volume, in particular more than 75% by volume, preferably more than 90% by volume within the rotary kiln, in particular the combustion zone. Preferably, the oxygen content within the furnace is greater than 50% by volume overall, with individual areas having one locally
Sauerstoffgehalt von weniger als 50Vol®% auftreten können.Oxygen content of less than 50Vol®% can occur.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerungs-/Regelungseinrichtung derart ausgebildet, dass sie die Zustandsgröße der Brennerflamme mit einem Grenzwert oderAccording to one embodiment, the control/regulation device is designed such that it controls the state variable of the burner flame with a limit value or
Grenzbereich vergleicht und bei einer Abweichung der ermittelten Zustandsgröße von dem Grenzwert oder Grenzbereich die Strömungsgeschwindigkeit, die Menge und/ oder den Impuls des Brennstoff-Gasgemisches und/oder die Brennstoffeigenschaften einstellt.Compares the limit range and, if the determined state variable deviates from the limit value or limit range, adjusts the flow velocity, the quantity and/or the momentum of the fuel-gas mixture and/or the fuel properties.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Messeinrichtung derart ausgebildet, dass sie die Zündstrecke ermittelt und die Steuerungs-/Regelungseinrichtung derart ausgebildet ist, dass sie die ermittelte Zündstrecke mit einem Zündstreckengrenzwert oder Grenzbereich vergleicht und bei einer Abweichung der ermittelten Zündstrecke von dem Zündstreckengrenzwert oder Grenzbereich, die Brennstofffeuchte, die Korngröße des Brennstoffs, der CO2-Gehalt des Brennstoff-Gasgemisches und/ oder derAccording to a further embodiment, the measuring device is designed in such a way that it determines the ignition gap and the control/regulation device is designed in such a way that it compares the determined ignition gap with an ignition gap limit value or limit range and, in the event of a deviation of the determined ignition gap from the ignition gap limit value or limit range, the Fuel moisture, the grain size of the fuel, the CO2 content of the fuel-gas mixture and/or the
Sauerstoffgehalt des Brennstoff-Gasgemisches erhöht oder verringert.Oxygen content of the fuel-gas mixture increased or decreased.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Brenner einen Axialgaskanal auf, der derart ausgebildet ist, dass ein Axialgas durch diesen strömt und in im Wesentlichen axialer Richtung des Brenners aus der Brennermündung austritt, und wobei der Brenner einen Drallgaskanal aufweist, der derart ausgebildet ist, dass ein Drallgas durch diesen strömt und in im Wesentlichen tangentialer Richtung des Brenners aus derAccording to a further embodiment, the burner has an axial gas channel which is designed such that an axial gas flows through it and emerges from the burner mouth in a substantially axial direction of the burner, and wherein the burner has a swirl gas channel which is designed such that a Swirl gas flows through this and out of the burner in a substantially tangential direction
Brennermündung austritt und die Messeinrichtung derart ausgebildet ist, dass sie dieBurner mouth exits and the measuring device is designed such that it
Zündstrecke ermittelt. Die Steuerungs-/Regelungseinrichtung ist derart ausgebildet, dass sie bei einer Abweichung der ermittelten Zündstrecke von einem vorabbestimmtenIgnition distance determined. The open-loop and closed-loop control device is designed in such a way that if the determined ignition gap deviates from a predetermined one
Zündstreckengrenzwert oder Grenzbereich, die Strömungsgeschwindigkeit, derIgnition distance limit or limit range, the flow velocity, the
Sauerstoffgehalt und/ oder der CO2-Gehalt des Axialgases und/ oder des Drallgases erhöht oder verringert.Oxygen content and/or the CO2 content of the axial gas and/or the swirl gas increases or decreases.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Messeinrichtung derart ausgebildet, dass sie die Flammenlänge ermittelt. Die Steuerungs-/Regelungseinrichtung ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass sie die ermittelte Flammenlänge mit einemAccording to a further embodiment, the measuring device is designed such that it determines the flame length. The control/regulation device is preferably designed in such a way that it compares the determined flame length with a
Flammenlängengrenzwert oder Grenzbereich vergleicht und bei einer Abweichung der ermittelten Flammenlänge von dem Flammenlängengrenzwert oder Grenzbereich dieFlame length limit or limit range is compared and if the determined flame length deviates from the flame length limit or limit range
Strömungsgeschwindigkeit und/ oder der Impuls des Brennstoff-Gasgemisches erhöht oder verringert.Flow velocity and/or the momentum of the fuel-gas mixture increases or decreases.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Drehrohrofen eine Leitung zur Aufgabe von Wasserdampf, CO2, und/ oder Feststoffpartikel in die Brennzone auf, wobei dieAccording to a further embodiment, the rotary kiln has a line for feeding water vapor, CO2, and/or solid particles into the combustion zone, whereby the
Messeinrichtung derart ausgebildet ist, dass sie die Flammenlänge ermittelt und dieMeasuring device is designed in such a way that it determines the flame length and the
Steuerungs-/Regelungseinrichtung derart ausgebildet ist, dass sie die ermittelteControl/regulation device is designed such that it determines the determined
Flammenlänge mit einem Flammenlängengrenzwert oder Grenzbereich vergleicht und bei einer Abweichung der ermittelten Flammenlänge von dem Flammenlängengrenzwert oder Grenzbereich Wasserdampf, CO2, und/ oder Feststoffpartikel in die Brennzone aufgegeben werden. Vorzugsweise weist der Drehrohrofen eine zu dem Brenner separate Leitung zur Aufgabe von Wasserdampf, CO2, und/ oder Feststoffpartikeln in dieFlame length compares with a flame length limit or limit range and if the determined flame length deviates from the flame length limit or limit range, water vapor, CO2, and / or solid particles are introduced into the combustion zone. The rotary kiln preferably has a line separate from the burner for feeding water vapor, CO2 and/or solid particles into it
Brennzone auf. Die Leitung und/ oder der Brenner sind vorzugsweise mit einer Quelle fürBurning zone. The line and/or the burner are preferably equipped with a source for
Wasserdampf, CO2, und/ oder Feststoffpartikel verbunden.Water vapor, CO2, and/or solid particles are connected.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Brenner einen Axialgaskanal auf, der derart ausgebildet ist, dass ein Axialgas durch diesen strömt und in im Wesentlichen axialer Richtung des Brenners aus der Brennermündung austritt. Der Brenner weist einenAccording to a further embodiment, the burner has an axial gas channel which is designed such that an axial gas flows through it and emerges from the burner mouth in a substantially axial direction of the burner. The burner has one
Drallgaskanal auf, der derart ausgebildet ist, dass ein Drallgas durch diesen strömt und in im Wesentlichen tangentialer Richtung des Brenners aus der Brennermündung austritt.Swirl gas channel, which is designed such that a swirl gas flows through it and emerges from the burner mouth in a substantially tangential direction of the burner.
Die Steuerungs-/Regelungseinrichtung ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass sie bei einer Abweichung der ermittelten Flammenlänge von dem Flammenlängengrenzwert oder Grenzbereich, die Strömungsgeschwindigkeit des Axialgases in dem Axialgaskanal und des Drallgases in dem Drallgaskanal erhöht oder verringert.The control/regulating device is preferably designed in such a way that if the determined flame length deviates from the flame length limit value or limit range, it increases or reduces the flow velocity of the axial gas in the axial gas channel and of the swirl gas in the swirl gas channel.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Drehrohrofen einen Abgasauslass auf, wobei der Brenner mit dem Abgasauslass zur Leitung zumindest eines Teils des Abgases in den Brenner verbunden ist.According to a further embodiment, the rotary kiln has an exhaust gas outlet, wherein the burner is connected to the exhaust gas outlet for conducting at least part of the exhaust gas into the burner.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Messeinrichtung eine Kamera, insbesondere eine Infrarotkamera.According to a further embodiment, the measuring device is a camera, in particular an infrared camera.
Beschreibung der ZeichnungenDescription of the drawings
Die Erfindung ist nachfolgend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele mit Bezug auf die beiliegenden Figuren näher erläutert.The invention is explained in more detail below using several exemplary embodiments with reference to the accompanying figures.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Brenners in einem Drehrohrofen in einer Teilschnittansicht gemäß einem Ausführungsbeispiel.Fig. 1 shows a schematic representation of a burner in a rotary kiln in a partial sectional view according to an exemplary embodiment.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Brenners in einer Längsschnittansicht gemäß einem Ausführungsbeispiel.Fig. 2 shows a schematic representation of a burner in a longitudinal section view according to an exemplary embodiment.
Fig. 1 zeigt einen Drehrohrofen 10 mit einem Drehrohr 12 und einem innerhalb desFig. 1 shows a rotary kiln 10 with a rotary tube 12 and one inside
Drehrohrs 12 angeordneten Brenner 14. Der Brenner 14 ist vorzugsweise an einer in Fig. 1 nicht dargestellten Innenwand des Drehrohrofens 12 befestigt, wobei es sich bei derRotary tube 12 arranged burner 14. The burner 14 is preferably attached to an inner wall of the rotary tube furnace 12, not shown in FIG. 1, which is the
Innenwand um eine statische Innenwand handelt, die nicht mit dem Drehrohr desInner wall is a static inner wall that is not connected to the rotating tube of the
Drehrohrofens rotiert. Beispielsweise ist der Brenner 14 an der am Endbereich desRotary kiln rotates. For example, the burner 14 is at the end region of the
Drehrohrs angeordneten Stirnwand angebracht oder erstreckt sich durch diese hindurch.Rotary tube arranged end wall attached or extends through it.
Das Drehrohr 12 ist vorzugsweise um seine Längsachse rotierbar angeordnet und insbesondere in Richtung des Ofenkopfes, insbesondere des Brenners 14, abfallend ausgerichtet, sodass das zu brennende Material innerhalb des Drehrohrs schwerkraftbedingt und durch die Rotation des Drehrohrs 12 in Richtung des Brenners 14 gefördert wird.The rotary tube 12 is preferably arranged to be rotatable about its longitudinal axis and is aligned sloping in particular in the direction of the furnace head, in particular the burner 14, so that the material to be burned is conveyed within the rotary tube due to gravity and by the rotation of the rotary tube 12 in the direction of the burner 14.
Fig. 1 zeigt des Weiteren eine schematische Darstellung der Flamme 16 des Brenners 14 und der Zündstrecke 18. Bei der Zündstrecke 18 handelt es sich um den Abstand, vorzugsweis in axialer Richtung des Drehrohrofens 10, zwischen dem Brenner 14 und der Flamme 16. Der Brenner 14 weist eine Brennermündung 20 auf, die das axiale Ende des Brenners 14 ausbildet und aus welcher der Brennstoff aus dem Brenner 14 austritt.Fig. 1 further shows a schematic representation of the flame 16 of the burner 14 and the ignition gap 18. The ignition gap 18 is the distance, preferably in the axial direction of the rotary kiln 10, between the burner 14 and the flame 16. The burner 14 has a burner mouth 20, which forms the axial end of the burner 14 and from which the fuel exits the burner 14.
Insbesondere ist die Zündstrecke 18 der geringste Abstand zwischen derIn particular, the ignition gap 18 is the shortest distance between the
Brennermündung 20 und der Flamme 16.Burner mouth 20 and the flame 16.
Der Drehrohrofen 10 weist vorzugsweise eine Messeinrichtung, insbesondere eineThe rotary kiln 10 preferably has a measuring device, in particular one
Kamera 22, vorzugsweise eine Infrarotkamera auf, die zur Ermittlung der Zündstrecke 18 ausgebildet und angeordnet ist. Vorzugsweise ist die Kamera 22 an der Innenwand desCamera 22, preferably an infrared camera, which is designed and arranged to determine the ignition gap 18. The camera 22 is preferably on the inner wall of the
Drehrohrofens 10, beispielsweise an dem Drehrohr 12 oder dem Ofenkopf angebracht.Rotary kiln 10, for example attached to the rotary kiln 12 or the kiln head.
Es ist ebenfalls denkbar, dass die Kamera 22 an einer statischen Innenwand desIt is also conceivable that the camera 22 is mounted on a static inner wall of the
Ofenkopfes oder außerhalb des Drehrohrofens 10 angebracht ist. Die Messeinrichtung ist vorzugsweise zur Ermittlung der Flammenform, Flammenlänge und Flammenbreite ausgebildet. Vorzugsweise ist die Messeinrichtung derart ausgebildet, dass sie eineFurnace head or outside the rotary kiln 10 is attached. The measuring device is preferably designed to determine the flame shape, flame length and flame width. The measuring device is preferably designed in such a way that it has a
Flamme detektiert, wenn die Temperatur einen Wert von 1600 °C überschreitet und/ oder wenn eine Verbrennung des Brennstoffes erfolgt. Die Messeinrichtung umfasst vorzugsweise eine Kühleinrichtung zur Kühlung der Messeinrichtung.Flame is detected when the temperature exceeds 1600 °C and/or when combustion of the fuel occurs. The measuring device preferably comprises a cooling device for cooling the measuring device.
Fig. 2 zeigte den Brenner 14 in einer Schnittansicht, wobei lediglich der sich in dasFig. 2 showed the burner 14 in a sectional view, with only the one in the
Drehrohr 12 erstreckende Endbereich des Brenners 14 mit der Brennermündung 20 dargestellt ist.Rotary tube 12 extending end region of the burner 14 with the burner mouth 20 is shown.
Der Brenner 14 umfasst beispielhaft vier Rohre, die koaxial zueinander angeordnet sind und unterschiedliche Durchmesser aufweisen. Das Zentralrohr 24 mit dem geringstenThe burner 14 includes, for example, four tubes that are arranged coaxially to one another and have different diameters. The central tube 24 with the least
Durchmesser dient dem Transport von insbesondere stückigem Brennstoff, wie beispielsweise Ersatzbrennstoffe aus Abfall oder Altreifen. Das Zentralrohr 24 bildet einen Zentralkanal 26 aus. Zusammen mit dem Brennstoff wird durch das Zentralrohr 24 ein Trägergas geleitet, das dem pneumatischen Transport des Brennstoffes dient. Bei dem Trägergas handelt es sich insbesondere um ein sauerstoffarmes Gas mit einerDiameter is used to transport particularly lumpy fuel, such as substitute fuels from waste or used tires. The central tube 24 forms a central channel 26. Together with the fuel, a carrier gas is passed through the central tube 24, which serves for the pneumatic transport of the fuel. The carrier gas is in particular an oxygen-poor gas with a
Sauerstoffkonzentration von 0 bis 35 Vol%, insbesondere 2 bis 20Vol%, vorzugsweise 10 bis 15 Vol%, höchstvorzugshalber weniger als 10 Vol%. Vorzugsweise weist dasOxygen concentration of 0 to 35 vol%, in particular 2 to 20 vol%, preferably 10 to 15 vol%, most preferably less than 10 vol%. Preferably this has
Transportgas eine CO2-Konzentration von 70 bis 95 Vol%, insbesondere 80 bis 90Vol%, vorzugsweise mehr als 75 Vol% auf. Der restliche Anteil des Transportgases umfasst vorzugsweise Sauerstoff, Stickstoff und/ oder Wasser. Das Zentralrohr 24 ist vorzugsweise mit einer Quelle für Brennstoff, insbesondere stückigem Ersatzbrennstoff, und einer Quelle für das Transportgas verbunden.Transport gas has a CO2 concentration of 70 to 95% by volume, in particular 80 to 90% by volume, preferably more than 75% by volume. The remaining portion of the transport gas preferably includes oxygen, nitrogen and/or water. The central tube 24 is preferably connected to a source of fuel, in particular lump substitute fuel, and a source of the transport gas.
Koaxial zu dem Zentralrohr 24 ist beispielhaft das Drallgasrohr 28 angeordnet, das einenCoaxial to the central tube 24, for example, the swirl gas tube 28 is arranged, which has a
Drallgaskanal 30 ausbildet. Der Drallgaskanal 30 ist vorzugsweise zwischen derSwirl gas channel 30 forms. The swirl gas channel 30 is preferably between the
Innenwand des Drallgasrohrs 28 und der Außenwand des Zentralrohrs 24 ausgebildet und dient vorzugsweise zur Leitung eines Drallgases. Das Drallgasrohr 28 erstreckt sich beispielhaft in axialer Richtung, in Richtung der Brennermündung 20, über dasInner wall of the swirl gas tube 28 and the outer wall of the central tube 24 is formed and is preferably used to conduct a swirl gas. The swirl gas pipe 28 extends, for example, in the axial direction, in the direction of the burner mouth 20, over the
Zentralrohr 24 heraus. Das Drallgas weist vorzugsweise einen Sauerstoffgehalt von 0 bis 100 Vol%, insbesondere 30 bis 75 Vol%, vorzugsweise mehr als 90 Vol% auf. DerCentral tube 24 out. The swirl gas preferably has an oxygen content of 0 to 100% by volume, in particular 30 to 75% by volume, preferably more than 90% by volume. The
Drallgaskanal 30 ist vorzugsweise mit einer Quelle für das Drallgas verbunden.Swirl gas channel 30 is preferably connected to a source for the swirl gas.
Koaxial zu dem Drallgasrohr 28 ist beispielhaft das Brennstoffrohr 32 angeordnet, das einen Brennstoffkanal 34 ausbildet. Der Brennstoffkanal 34 ist zwischen der Innenwand des Brennstoffrohrs 32 und der Außenwand des Drallgasrohrs 28 ausgebildet und dient vorzugsweise zur Leitung eines feinstückigen Brennstoffes, wie beispielsweise Kohle, sowie der Leitung eines Trägergases zum pneumatischen Transport des Brennstoffs durch den Brennstoffkanal 34. Das Brennstoffrohr 32 erstreckt sich beispielhaft in axialerFor example, the fuel pipe 32 is arranged coaxially with the swirl gas pipe 28 and forms a fuel channel 34. The fuel channel 34 is formed between the inner wall of the fuel pipe 32 and the outer wall of the swirl gas pipe 28 and is preferably used to conduct a finely lumped fuel, such as coal, as well as to conduct a carrier gas for the pneumatic transport of the fuel through the fuel channel 34. The fuel pipe 32 extends for example in axial
Richtung, in Richtung der Brennermündung 20, über das Zentralrohr 24 und daDirection, in the direction of the burner mouth 20, over the central tube 24 and there
Drallgasrohr 28 heraus. Das Trägergas weist vorzugsweise einen Sauerstoffgehalt von 0 bis 30 Vol%, insbesondere 2 bis 20 Vol%, %, vorzugsweise 10 bis 15 Vol%, höchstvorzugshalber weniger als 10 Vol% auf. Vorzugsweise weist das Transportgas eine CO2-Konzentration von 70 bis 95 Vol%, insbesondere 80 bis 90Vol%, vorzugsweise mehr als 75 Vol% auf. Der restliche Anteil des Transportgases umfasst vorzugsweiseSwirl gas pipe 28 out. The carrier gas preferably has an oxygen content of 0 to 30 vol%, in particular 2 to 20 vol%, preferably 10 to 15 vol%, most preferably less than 10 vol%. The transport gas preferably has a CO2 concentration of 70 to 95% by volume, in particular 80 to 90% by volume, preferably more than 75% by volume. The remaining portion of the transport gas preferably comprises
Sauerstoff, Stickstoff und/ oder Wasser. Der Brennstoffkanal 34 ist vorzugsweise mit einer Quelle für das Trägergas und den insbesondere feinkörnigen Brennstoff verbunden.Oxygen, nitrogen and/or water. The fuel channel 34 is preferably connected to a source for the carrier gas and the particularly fine-grained fuel.
Koaxial zu dem Brennstoffrohr 32 ist beispielhaft das Axialgasrohr 36 angeordnet, das einen Axialgaskanal 38 ausbildet. Der Axialgaskanal 38 ist insbesondere zwischen derFor example, the axial gas pipe 36 is arranged coaxially with the fuel pipe 32 and forms an axial gas channel 38. The axial gas channel 38 is in particular between the
Innenwand des Axialgasrohrs 36 und der AuBenwand des Brennstoffrohr 32 ausgebildet und dient vorzugsweise zur Leitung eines Axialgases. Das Axialgasrohr 36 erstreckt sich beispielhaft in axialer Richtung, in Richtung der Brennermündung 20, über dasThe inner wall of the axial gas pipe 36 and the outer wall of the fuel pipe 32 are formed and are preferably used to conduct an axial gas. The axial gas tube 36 extends, for example, in the axial direction, in the direction of the burner mouth 20, over the
Zentralrohr 24. das Brennstoffrohr 32 und das Drallgasrohr 28 heraus. Das Axialgas weist vorzugsweise einen Sauerstoffgehalt von 0 bis 100 Vol%, insbesondere 30 bis 75 Vol%, vorzugsweise mehr als 90 Vol% auf. Der Axialgaskanal 38 ist vorzugsweise mit einerCentral pipe 24, the fuel pipe 32 and the swirl gas pipe 28 out. The axial gas preferably has an oxygen content of 0 to 100% by volume, in particular 30 to 75% by volume, preferably more than 90% by volume. The axial gas channel 38 is preferably with a
Quelle für das Axialgas verbunden.Source for the axial gas connected.
Die wesentliche Strömungsrichtung der Gase ist mit dem Pfeil gekennzeichnet. DasThe main direction of flow of the gases is marked with the arrow. The
Axialgas und das Drallgas weisen vorzugsweise eine relativ zu dem Trägergas hoheAxial gas and the swirl gas preferably have a high pressure relative to the carrier gas
Strômungsgeschwindigkeit auf. Die Strômungsrichtung des Axialgases ist imflow velocity. The direction of flow of the axial gas is in
Wesentlichen in Axialer Richtung des Brenner, wobei die Strömungsrichtung desEssentially in the axial direction of the burner, the flow direction of the
Drallgases im Wesentlichen in tangentialer Richtung des Brenners gerichtet ist. DasSwirl gas is directed essentially in the tangential direction of the burner. The
Drallgas und das Axialgas dienen vorzugsweise dazu, dem aus der Brennermündung 20, insbesondere aus dem Brennstoffkanal 30 und dem Zentralkanal 26 austretendenSwirl gas and the axial gas are preferably used to remove the gas emerging from the burner mouth 20, in particular from the fuel channel 30 and the central channel 26
Brennstoff, mit einem Axial- und Drallimpuls zu beaufschlagen.Fuel to be applied with an axial and swirl impulse.
Der Zentralkanal 26, der Drallgaskanal 30, der Brennstoffkanal 34 und der Axialgaskanal 38 sind jeweils mit einer Einrichtung zur Einstellung der Strömungsgeschwindigkeit und/ oder der Menge des jeweiligen Gases, wie das Trägergas, Axialgas oder Drallgas, verbunden. Bei der Einrichtung zur Einstellung der Strömungsgeschwindigkeit und/ oder der Gasmenge handelt es sich beispielsweise um ein Ventil, einen Ventilator, eine Düse und/ oder einen Diffusor.The central channel 26, the swirl gas channel 30, the fuel channel 34 and the axial gas channel 38 are each connected to a device for adjusting the flow speed and / or the amount of the respective gas, such as the carrier gas, axial gas or swirl gas. The device for adjusting the flow speed and/or the amount of gas is, for example, a valve, a fan, a nozzle and/or a diffuser.
Der Drehrohrofen 10 weist eine Steuerungs-/Regelungseinrichtung auf, die mit derThe rotary kiln 10 has a control/regulation device which is connected to the
Kamera 22 zur Übermittlung der mittels der Kamera 22 ermittelten Daten, insbesondere die Zündstrecke, die Flammenlänge und/ oder die Flammenbreite, verbunden ist. DieCamera 22 is connected to transmit the data determined by means of the camera 22, in particular the ignition distance, the flame length and / or the flame width. The
Steuerungs-/Regelungseinrichtung ist vorzugsweise mit der Einrichtung zur Einstellung der Strömungsgeschwindigkeit und/ oder der Gasmenge verbunden und derart ausgebildet, die Strömungsgeschwindigkeit und/ oder der Gasmenge der jeweils durch den Zentralkanal 26, den Drallgaskanal 30, den Brennstoffkanal 34 und denThe control/regulation device is preferably connected to the device for adjusting the flow speed and/or the amount of gas and is designed in such a way that the flow speed and/or the amount of gas passes through the central channel 26, the swirl gas channel 30, the fuel channel 34 and the
Axialgaskanal 38 strömenden Gase zu steuern/ regeln. Vorzugsweis ist die Steuerungs- /Regelungseinrichtung derart ausgebildet, dass sie die Strömungsgeschwindigkeit und/ oder der Gasmenge in Abhängigkeit der ermittelten die Zündstrecke, die Flammenlänge und/ oder die Flammenbreite einstellt, vorzugsweise erhöht, verringert oder unverändert lässt.Axial gas channel 38 to control/regulate flowing gases. The control/regulation device is preferably designed in such a way that it adjusts, preferably increases, reduces or leaves unchanged, the flow speed and/or the amount of gas depending on the determined ignition distance, the flame length and/or the flame width.
Vorzugsweise wird die ermittelte Zustandsgröße der Brennerflamme mit einem vorabbestimmten Grenzwert oder Grenzbereich verglichen und bei einer Abweichung der ermittelten Zustandsgröße von dem Grenzwert oder Grenzbereich wird diePreferably, the determined state variable of the burner flame is compared with a predetermined limit value or limit range and if the determined state variable deviates from the limit value or limit range
Strömungsgeschwindigkeit, die Menge und/ oder der Impuls des Trägergases und/oder die Brennstoffeigenschaften eingestellt. Es ist ebenfalls denkbar, dass die dieFlow rate, the amount and/or the momentum of the carrier gas and/or the fuel properties are set. It is also conceivable that the
Strömungsgeschwindigkeit, die Menge und/ oder der Impuls des Trägergases und/oder die Brennstoffeigenschaften derart gesteuert werden, dass der „ermitteltenFlow rate, the amount and/or the momentum of the carrier gas and/or the fuel properties are controlled in such a way that the “determined
Zustandsgröße ein jeweilig vorabbestimmter Wert der Strömungsgeschwindigkeit,State variable is a predetermined value of the flow velocity,
Menge und/ oder Impuls des Trägergases und/oder der Brennstoffeigenschaften zugeordnet ist, sodass die Strömungsgeschwindigkeit, die Menge und/ oder der Impuls des Trägergases und/oder die Brennstoffeigenschaften in Abhängigkeit der ermitteltenQuantity and/or momentum of the carrier gas and/or the fuel properties is assigned, so that the flow rate, the quantity and/or the momentum of the carrier gas and/or the fuel properties depend on the determined
Zustandsgröße auf den jeweiligen vorabbestimmten Wert eingestellt werden.State variable can be set to the respective predetermined value.
Beispielsweise wird die Zündstrecke ermittelt und mit einem Zündstreckengrenzwert oderFor example, the ignition gap is determined and with an ignition gap limit value or
Grenzbereich vergleichen. Unterschreitet die ermittelte Zündstrecke denCompare border area. If the determined ignition distance falls below the
Zündstreckengrenzwert oder Grenzbereich wird beispielsweise die Brennstofffeuchte und/ oder die Korngröße des Brennstoffs erhöht. Überschreitet die ermittelte Zündstrecke den Zündstreckengrenzwert oder Grenzbereich wird beispielsweise dieIgnition distance limit or limit range, for example, the fuel moisture and/or the grain size of the fuel is increased. If the determined ignition distance exceeds the ignition distance limit or limit range, for example
Brennstofffeuchte und/ oder die Korngröße des Brennstoffs verringert.Fuel moisture and/or the grain size of the fuel is reduced.
Beispielsweise wird bei einem Unterschreiten des Zündstreckengrenzwerts oderFor example, if the ignition distance limit value is undershot or
Grenzbereichs, der COz-Anteil in dem Trägergas erhöht und vorzugsweise derLimit range, the CO2 content in the carrier gas increases and preferably the
Sauerstoffanteil des Trägergases verringert. Überschreitet die ermittelte Zündstrecke 18 den Zündstreckengrenzwert oder Grenzbereich wird beispielsweise der COz-Anteil in dem Trägergas verringert und vorzugsweise der Sauerstoffanteil des Trägergases erhöht. Beispielsweise wird bei einem Unterschreiten der ermittelten Zündstrecke von dem Zündstreckengrenzwert oder Grenzbereich feinkörniges Material, wie Kalkmehl oderOxygen content of the carrier gas is reduced. If the determined ignition distance 18 exceeds the ignition distance limit or limit range, for example, the CO2 content in the carrier gas is reduced and preferably the oxygen content of the carrier gas is increased. For example, if the ignition distance falls below the determined ignition distance, fine-grained material, such as lime powder or
Gipsmehl, durch den Brenner 14, insbesondere durch den Brennstoffkanal 34 und/ oder den Axialgaskanal 38 in die Brennzone des Drehrohrofens 10 aufgegeben.Gypsum powder is fed into the combustion zone of the rotary kiln 10 through the burner 14, in particular through the fuel channel 34 and/or the axial gas channel 38.
Der Brenner 14 weist einen Zentralkanal 26 auf, durch welchen Brennstoff zusammen mit einem Trägergas strömt. Des Weiteren weist der Brenner 12 einen Drallgaskanal 26 auf, durch welchen das Drallgas strömt. Der Brenner 12 weist auch einen Axialgaskanal 38 auf, durch welchen das Axialgas strömt. Insbesondere weist der Brenner 12 einenThe burner 14 has a central channel 26 through which fuel flows together with a carrier gas. Furthermore, the burner 12 has a swirl gas channel 26 through which the swirl gas flows. The burner 12 also has an axial gas channel 38 through which the axial gas flows. In particular, the burner 12 has a
Brennstoffkanal 34 auf, durch welchen Brennstoff zusammen mit einem Trägergas strömt.Fuel channel 34 through which fuel flows together with a carrier gas.
Insbesondere wird bei einem Unterschreiten des Zündstreckengrenzwerts oderIn particular, if the ignition gap limit value is undershot or
Grenzbereichs, die Strömungsgeschwindigkeit und/ oder die Menge des Trägergases, insbesondere in dem Zentralkanal 26 und/ oder dem Brennstoffkanal 34, erhöht.Limit area, the flow velocity and / or the amount of carrier gas, in particular in the central channel 26 and / or the fuel channel 34, increases.
Überschreitet die ermittelte Zündstrecke 18 den Zündstreckengrenzwert oderIf the determined ignition distance 18 exceeds the ignition distance limit or
Grenzbereich wird beispielsweise die Strömungsgeschwindigkeit und/ oder die Menge des Trägergases, insbesondere in dem Zentralkanal 26 und/ oder dem BrennstoffkanalThe limit area is, for example, the flow speed and/or the amount of carrier gas, in particular in the central channel 26 and/or the fuel channel
34 verringert. Vorzugsweise wird bei einem Unterschreiten des Zündstreckengrenzwerts oder Grenzbereichs, die Strömungsgeschwindigkeit des Axialgases in dem34 reduced. Preferably, if the ignition distance limit value or limit range is undershot, the flow velocity of the axial gas in the
Axialgaskanal 38 erhöht und bei einem Überschreiten des Zündstreckengrenzwerts oderAxial gas channel 38 increases and when the ignition gap limit value is exceeded or
Grenzbereichs verringert. Vorzugsweise wird bei einem Unterschreiten desLimit range reduced. Preferably, if the value falls below
Zündstreckengrenzwerts oder Grenzbereichs, die Strömungsgeschwindigkeit desIgnition distance limit or limit range, the flow velocity of the
Drallgases in dem Drallgaskanal 30 erhöht und bei einem Überschreiten desSwirl gas in the swirl gas channel 30 increases and when the
Zündstreckengrenzwerts oder Grenzbereichs verringert.Ignition distance limit or limit range reduced.
Beispielsweise wird die Flammenlänge ermittelt und mit einem Flammenlängengrenzwert oder Grenzbereich verglichen. Unterschreitet die ermittelte Flammenlänge denFor example, the flame length is determined and compared with a flame length limit or limit range. If the determined flame length falls below the
Flammenlängengrenzwert oder Grenzbereich wird beispielsweise dieFlame length limit or limit range is, for example, the
Strömungsgeschwindigkeit des Axialgases in dem Axialgaskanal 38 und des Drallgases in dem Drallgaskanal 30 verringert und bei einem Überschreiten erhöht. DieFlow velocity of the axial gas in the axial gas channel 38 and of the swirl gas in the swirl gas channel 30 is reduced and increased if exceeded. The
Strömungsgeschwindigkeit des Trägergases wird beispielsweise in Abhängigkeit der ermittelten Flammenlänge nicht verändert. Beispielsweise wird bei einer Abweichung derFlow velocity of the carrier gas is not changed, for example, depending on the determined flame length. For example, in the event of a deviation
Flammenlänge von dem Flammenlängengrenzwert oder Grenzbereich Wasserdampf,Flame length from the flame length limit or water vapor limit,
CO»2, und/ oder Feststoffpartikel in die Brennzone aufgegeben werden. Die Aufgabe erfolgt beispielsweise über den Brenner oder über zumindest eine zusätzliche Leitung.CO»2 and/or solid particles are introduced into the combustion zone. The task is carried out, for example, via the burner or via at least one additional line.
Die Feststoffpartikel werden insbesondere durch den Zentralkanal oder denThe solid particles are transported in particular through the central channel or the
Brennstoffkanal aufgegeben, wobei der Wasserdampf und/ oder das CO2 vorzugsweise durch den Axialgaskanal 38 und/ oder den Drallgaskanal 30 in die Brennzone aufgegeben wird. Bei den Feststoffpartikeln handelt es sich beispielsweise um Zementrohmehl,Fuel channel is given up, with the water vapor and/or the CO2 preferably being given into the combustion zone through the axial gas channel 38 and/or the swirl gas channel 30. The solid particles are, for example, raw cement meal,
Kalksteinmehl, kalziniertes Zementrohmehl und/oder Brennstoffasche, wobei diese dieLimestone powder, calcined raw cement powder and/or fuel ash, these being the
Wärmestrahlung innerhalb des Drehrohrofens anregen und somit die Ausdehnung derExcite heat radiation within the rotary kiln and thus the expansion of the
Brennerflamme beeinflussen.Affect burner flame.
Unterschreitet die ermittelte Flammenlänge den Flammenlängengrenzwert oderIf the determined flame length falls below the flame length limit or
Grenzbereich wird beispielsweise die Aufgabe von Wasserdampf, CO2 und/oder derFor example, the limit area is the release of water vapor, CO2 and/or the
Feststoffpartikel erhöht, wobei die Aufgabe bei einem Unterschreiten desSolid particles increased, with the task occurring if the value falls below
Flammenlängengrenzwerts oder Grenzbereichs verringert wird.Flame length limit or limit range is reduced.
Beispielsweise wird die Flammenform ermittelt und mit einer Vielzahl von vorabbestimmten Flammenformen verglichen. Vorzugsweise ist jeder Flammenform ein jeweilig vorabbestimmter Wert der Strömungsgeschwindigkeit, Menge und/ oder Impuls des Trägergases und/oder der Brennstoffeigenschaften zugeordnet, sodass dieFor example, the flame shape is determined and compared with a large number of predetermined flame shapes. Preferably, each flame shape is assigned a respective predetermined value of the flow velocity, quantity and/or momentum of the carrier gas and/or the fuel properties, so that the
Strömungsgeschwindigkeit, die Menge und/ oder der Impuls des Trägergases und/oder die Brennstoffeigenschaften in Abhängigkeit der ermittelten Flammenform auf den jeweiligen vorabbestimmten Wert eingestellt werden. Bei der Flammenform handelt es sich beispielsweise um die zweidimensionale oder dreidimensionale Erstreckung derFlow rate, the amount and/or the momentum of the carrier gas and/or the fuel properties can be set to the respective predetermined value depending on the determined flame shape. The flame shape is, for example, the two-dimensional or three-dimensional extent of the
Brennerflamme innerhalb des Drehrohrofens.Burner flame inside the rotary kiln.
Bezugszeichenliste 10 Drehrohrofen 12 Drehrohr 14 Brenner 16 Brennerflamme 18 Zündstrecke 20 Brennermündung 22 Messeinrichtung / Kamera 24 Zentralrohr 26 Zentralkanal 28 Drallgasrohr 30 Drallgaskanal 32 Brennstoffrohr 34 Brennstoffkanal 36 —Axialgasrohr 38 AxialgaskanalList of reference symbols 10 Rotary kiln 12 Rotary tube 14 Burner 16 Burner flame 18 Ignition section 20 Burner mouth 22 Measuring device / camera 24 Central tube 26 Central channel 28 Swirl gas pipe 30 Swirl gas channel 32 Fuel pipe 34 Fuel channel 36 — Axial gas pipe 38 Axial gas channel
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FG | Patent granted |
Effective date: 20231016 |