DE1751700A1 - Process and device for pressure atomization and combustion of coal dust-water mixtures - Google Patents
Process and device for pressure atomization and combustion of coal dust-water mixturesInfo
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Description
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFTSIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT
Werner-von-Siemens-Str. 50 PLA 68/1426Werner-von-Siemens-Str. 50 PLA 68/1426
Verfahren und Einrichtung zur Druckzerstäubung
und Verbrennung von Kohlenstaub-WassergemischenProcess and device for pressure atomization
and combustion of coal dust-water mixtures
Zur Erhöhung der Wirtschaftlichkeit des Kohleabbaus und der Verwertung der Kohle werden in zahlreichen Ländern Versuche durchgeführt, Gemische von Kohlenstaub und Wasser in Kraftwerken direkt zu verbrennen. Dabei enthält das Gemisch im allgemeinen 60 i» Kohlenstaub und 40 i» Wasser. Ea ist dabei möglich,In order to increase the profitability of coal mining and the utilization of coal, attempts are being made in numerous countries to burn mixtures of coal dust and water directly in power stations. The mixture generally contains 60 liters of coal dust and 40 liters of water. Ea is possible
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die Kohle in schrägliegenden Flözen durch Wasser direkt abzubauen. Darüber hinaus kann der bei der Kohlenwäsche anfallende Kohlenstaub noch weiter verwendet werden; schließlich ist mit einem derartigen Gemisch der Kohlenstaubtransport, direkt durch Pipelines möglich.«to mine the coal directly in sloping seams using water. In addition, the resulting from coal washing Coal dust can still be used; after all, with such a mixture the transport of coal dust is direct possible through pipelines. "
Eine erhebliche Schwierigkeit bildet dabei jedoch die Ausgestaltung der Brenner für ein derartiges Gemisch. Es sind bereits Untersuchungen mit hochtourigen Drehzerstäubern vorgenommen worden, wie sie bei Ölfeuerungen üblich sind. Derartige Brenner weisen jedoch einen hohen Verschleiß und Abrieb auf, so daß die Einsatzdauer derartiger Brenner nur sehr gering ist. Außerdem war mit den untersuchten*Brennern eine ausreichende Zerstäubung, die entscheidend für die Verbrennung ist, nicht zu erreichen.The design, however, constitutes a considerable difficulty the burner for such a mixture. Investigations with high-speed rotary atomizers have already been carried out as they are common in oil firing. However, such burners have a high level of wear and tear, so that the service life of such burners is very short. In addition, sufficient atomization was achieved with the * burners examined, which is crucial for combustion, cannot be achieved.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Druckzerstäubung und Verbrennung von Kohlenstaub-Wassergemischen zu schaffen, bei dem eine hohe Zerstäubung sicher, er-The invention is therefore based on the object of a method for pressure atomization and combustion of coal dust-water mixtures to create in which a high degree of atomization
' reicht wird.'is enough.
Die Erfindung besteht darin, daß der Kohlenstaub und das Im Gemisch enthaltene Wasser vor dem Austritt aus einer Düse bei einem Druck von mehreren atü derart auf eine Temperatur, die dicht unterhalb der dem vor der Düse erzeugten Druck entsprechenden Verdampfungstemperatur des Wassers liegt, aufgeheiztThe invention consists in that the coal dust and the Im Mixture contained water before exiting a nozzle at a pressure of several atmospheres such to a temperature that is just below the evaporation temperature of the water corresponding to the pressure generated in front of the nozzle
; ..;■:. - 2 - Ms/Ηβΐ; ..; ■ :. - 2 - Ms / Ηβΐ
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wird, daß das Wasser unmittelbar nach Durchtritt durch die Düse sich entspannt und verdampft.is that the water immediately after passing through the The nozzle relaxes and vaporizes.
Durch dieses Verfahren, bei dem kein zusätzliches Wasser-für die Zerstäubung erforderlich ist, wird das unter Druck zugeführte Gemisch soweit erhitzt, daß das Wasser gerade noch nicht verdampft. Erst unmittelbar hinter der Düse entspannt sich das Wasser schlagartig und verdampft. Dadurch wird gleichzeitig eine hohe Turbulenz erreicht.Through this procedure, in which no additional water-for the If atomization is required, the mixture supplied under pressure is heated to such an extent that the water just does not evaporate. Only immediately behind the nozzle does the water suddenly relax and evaporate. This also creates a high Turbulence reached.
Um eine Verdampfung schon in der Düse zu vermeiden, muß diese sehr kurz gehalten werden, da der Kohlenstaub sonst nicht mehr fließfähig ist und die Düse eich zusetzen würde.In order to avoid evaporation in the nozzle, it must be kept very short, otherwise the coal dust is no longer is flowable and the nozzle would clog.
Nach der Erfindung besteht eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens darin, daß die mit einer Heizung versehene Zuführungsleitung für das Kohlenstaub-Wassergemisch auf ihrer Austrittsseite eine Blende mit einer axialen Bohrung aufweist.According to the invention there is a device for implementation of the method in that the feed line provided with a heater for the coal dust-water mixture on their Has exit side a diaphragm with an axial bore.
Ferner kann die eigentliche Düse so ausgebildet sein, daß die Zuführungsleitung an ihrer Austrittsseite mit einer Platte verschlossen und im an die Platte, angrenzenden Bereich mit radialen Bohrungen versehen ist. Dadurch wird das KohlenstaubgemiBch radial aus der Düse herausgeblasen.Furthermore, the actual nozzle can be designed in such a way that the feed line is connected to a plate on its outlet side closed and in the area adjacent to the plate with radial holes is provided. This causes the coal dust mixture blown radially out of the nozzle.
Zur Unterstützung der Verwirbelung kann in die ZuführungsleitungTo support the turbulence can be in the supply line
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Ms/HelMs / Hel
BAOBAO
vor der Austrittsöffnung eine Vorrichtung zur Drallerzeugung eingebaut sein.a device for generating a swirl in front of the outlet opening be built in.
Anhand einer schematj. sehen Zeichnung sind Aufbau und Wirkungsweise von Ausführungsbeispielen nach der Erfindung näher erläutert. Dabei zeigt Fig. 1 eine Düse mit axialer Bohrung, während in Fig. 2 eine Düse mit radialen Bohrungen dargestellt ist.Using a schematj. see drawing are structure and mode of operation of embodiments according to the invention explained in more detail. 1 shows a nozzle with an axial bore, while FIG. 2 shows a nozzle with radial bores is.
Nach Fig. 1 besteht die Einrichtung aus einer Zuführungsleitung 1, in die das Kohlenstaub-Wassergemisch 2 unter Druek eingespeist wird..Die Zuführungsleitung 1 ist dabei beispielsweise von einer elektrischen Heizung 3 umgeben. In der Leitung 1 wird das Kohlenstaub-Wassergemisch soweit erhitzt, daß die dem jeweiligen Druck entsprechende Verdampfungstemperatur des Mischungswassers nicht ganz erreicht wird. Das Zuleitungsrohr 1 ist an seiner Austrittsseite mit einer Platte 4 verschlossen, die eine axiale Bohrung 5 aufweist. Nach Durchtritt durch diese Bohrung 5 entspannt sich das im Gemisch mitgeführte Wasser infolge der plötzlichen Druckabnahme schlagartig. Die mit der teilweisen Verdampfung verbundene Volumenzunahme hat zur Folge, dafl der austretende Flüssigkeitsstrahl auseinandergerissen und sehr fein zerstäubt wird.According to Fig. 1, the device consists of a supply line 1, into which the coal dust-water mixture 2 is fed under pressure. The supply line 1 is for example from an electric heater 3 surrounded. In line 1, the coal dust-water mixture is heated to the extent that the respective Pressure corresponding evaporation temperature of the mixed water is not quite reached. The feed pipe 1 is at his The outlet side is closed by a plate 4 which has an axial bore 5. After passing through this bore 5 relaxed The water carried in the mixture suddenly changes as a result of the sudden decrease in pressure. The one with the partial Volume increase associated with evaporation has the consequence that the emerging liquid jet is torn apart and very finely atomized.
Dabei ist es erforderlich, daß die Druckabnahme im Kohlenstaub»It is necessary that the pressure decrease in the coal dust »
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Was sergemisch, erst nach, dem Austritt aus der Düse erfolgt. Dadurch, wird eine Verdampfung und somit eine Austrocknunfc der Kohlenstaub-Wassermischung in den Düsenbohrungen selbst verhindert. Aus diesem Grunde muß die Länge der Bohrung sehr kurz gehalten sein.What water mixture, only after, the exit from the nozzle takes place. Thereby, an evaporation and thus a Austrocknun fc of the pulverized coal-water mixture into the nozzle bores even prevented. For this reason, the length of the bore must be kept very short.
Wegen der hohen auftretenden Verdampfungswurme sind außerdem nach, der Entspannung die Kohleteilchen wärmer als die umgebende Atmosphäre, so daß aas an ihrer Oberfläche haftende Wasser weit- M gehend nachverdampft wird. Dadurch werden günstige Voraussetzungen für die Zündung des Kohlenstoffs gegeben.Because of high evaporation worm are also claimed, the relaxation, the coal particles so that far-aas on their surface adhesive water M is nachverdampft continuously warmer than the surrounding atmosphere. This creates favorable conditions for the ignition of the carbon.
Nach Fig. 2 ist die"Zuführungsleitung beispielsweise dampfbeheizt. Dabei wird im allgemeinen Dampf im Gegenstrom über einen Stutzen 6 in die eigentlichen Heizrohre 7 geleitet und über den Stutzen 8 wieder abgeführt. Das Zuführungsrohr 1 ist nach dem vorlietenden Ausführungsbeispiel mit einer ebenen Stirnplatte 9 abgeschlossen. «Jedoch weist das Zuleitungsrohr in der Nähe dieser Stirnplatte 9 radiale Bohrungen 10 auf, so daß hierbei das Kohlenstaub-Wassergemisch seitlich aus der Düse ausgeblasen wird.According to FIG. 2, the "supply line is heated, for example, by steam. In general, steam is passed in countercurrent via a nozzle 6 into the actual heating pipes 7 and over the nozzle 8 removed again. The feed pipe 1 is after Completed the previous embodiment with a flat face plate 9. «However, the supply pipe in the vicinity of this face plate 9 radial bores 10, so that here the coal dust-water mixture laterally out of the Nozzle is blown out.
Mit dem Verfahren und den Düsen nach der Erfindung ist es al3o auf einfache Weise möglich, eine Kohlenstaub-Wasser-Suspension einwandfrei zu zerstäuben und anschließend sicher zu verbrennen.With the method and the nozzles according to the invention it is al3o possible in a simple way to properly atomize a coal dust-water suspension and then burn it safely.
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Dabei muß jedoch stets gewährleistet werden, daß das Wasser des Gemisches in der Zuführungsleitung nicht verdampft, da sich diese Leitung sonst sofort zusetzen würde. Das kann Bit entsprechenden Meßeinrichtungen kontrolliert und geregelt werden. Darüber hinaus ist es nicht erforderlich, zusätzliches Wasser oder Druckluft für die Zerstäubung einzuspritzen, sondern es wird lediglich die in der Mischung für die Fließfähigkeit des Kohlenstaubes erforderliche Wassermenge verwendet.However, it must always be ensured that the water of the Mixture in the supply line does not evaporate because it is otherwise this line would clog immediately. The bit corresponding measuring devices can be checked and regulated. In addition, it is not necessary to use additional water or compressed air to be injected for atomization, but it is only used in the mixture for the flowability of the Coal dust required amount of water used.
4 Patentansprüche
2 Figuren4 claims
2 figures
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ΘΑ0 ORIGINALΘΑ0 ORIGINAL
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