DE3213991A1

DE3213991A1 - Device for heat recovery

Info

Publication number: DE3213991A1
Application number: DE19823213991
Authority: DE
Inventors: Günter 3559 Allendorf Feisel; Hans 3559 Battenberg Vießmann
Original assignee: Viessmann Werke GmbH and Co KG
Current assignee: Viessmann Werke GmbH and Co KG
Priority date: 1982-04-16
Filing date: 1982-04-16
Publication date: 1983-10-20

Abstract

The device is intended for heat recovery from energy contained in biomasses, for heating purposes by gasification and combustion. Behind the waste gas pipe (1) of the combustion chamber (2) of the heating boiler part (3), there is provided a suction-draught blower (5) which subjects the combustion chamber (2), the gas escape pipe (6) and the gasifier part (4) to low pressure. Arranged in the course of the gas escape pipe (6) is an ash separator (7) and, downstream behind this, a secondary-air supply pipe (8) with an adjustable inflow opening (9). <IMAGE>

Description

Gerät zur Wärmegewinnung Device for heat recovery

Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Wärmegewinnung gemäß Oberbegriff des Hauptanspruchs.The invention relates to a device for heat recovery according to the preamble of the main claim.

Unter Biomassen sind dabei zu verstehen bspw.Biomass is to be understood as meaning, for example.

alle Arten von Fruchtschalen, wie takaokernschalen, Reisschalen o. dgl., aber auch sonstige Reste und Abfälle auP pflanzlicher Basis, also auch Holz. Geräte der eingangs genannten Art sind bereits bekannt, die ganz speziell jedoch nur für Holzhackschnitzel mit ganz bestimmter Hackschnitzelgröße geeignet sind, d.h. Biomassen der obengenannten Art können in diesen Geräten nicht zwecks Energieausnutzung verwertet werden.all types of fruit bowls, such as taka kernel bowls, rice bowls, etc. The like, but also other plant-based residues and waste, including wood. Devices of the type mentioned are already known, but the very special are only suitable for wood chips with a very specific wood chip size, i.e. biomass of the type mentioned above cannot be used in these devices for the purpose of energy utilization be recycled.

Abgesehen von diesen Geräten, die zwar zufriedenstellend arbeiten, aber zum einen bestimmten Brennstoff, nämlich Holzhackschnitzel, gebunden sind, ist die Entwicklungstendenz für derartige Abfallverwertungsgeräte bisher in der Richtung gelaufen, eine Vergasung der Abfälle zu erzielen und das gewonnene Gas soweit aufzubereiten ha ZU reiriluen und zu kühlen, daß es bspw. sogar als Kraftstoff für Motoren geeignet ist, was eine alte Technik darstellt und insbesondere in der Zeitspanne von etl.a 1940 - 1950 in beträchtlichem Umfang praktiziert wurde (HolzvergawerEahrzeuge).Apart from these devices, which work satisfactorily, but on the one hand a certain fuel, namely wood chips, is bound, is the development trend for such waste recycling devices so far in the Headed towards gasification of the waste and the gas obtained to the extent that it has to be prepared and cooled, for example, even as fuel is suitable for engines, which is an old technology and especially in the Period from 1940 to 1950 was practiced to a considerable extent (Holzvergawer vehicles).

Ausgehend davon, aber auch von wesentlich älteren Gaserzeugern bspw. nach Ullmann, Enzykl., 2. Aufs. VI, Seite 51 und offenbar ausgelöst durch die allgemeine Energiesituation, wurde die Entwicklung veiterbetrieben, vras bspw. zu einem Ab£allvergasungsgerät gemäß DE-PS 2 604 409 führte.Based on this, but also from much older gas generators, for example. after Ullmann, Encycl., 2nd Aufs. VI, page 51 and apparently triggered by the general Energy situation, the development was continued, e.g. to a waste gasification device according to DE-PS 2 604 409 led.

Der Gedanke, einen solchen "Vergaser" mit einem Heizkessel zu einem Gerät zu vereinen, wie dies bei dem einleitend erwähnten Gerät speziell nur zur Verwertung von Holzhackschnitzeln mit Erfolg praktiziert wurde, hat sich jedoch für AbBallvergaser, in denen weitgehend unabhängig von Art und körnung Abfälle, insbesondere aber Biomassen verbrannt und in Brenngas umgesetzt werden können, nicht als ohne weiteres durchführbar erwiesen, und es war auch nicht ohne weiteres möglich, das erzeugte Brenngas in herkömmliche Heizungskessel einzuleiten und damit diese Heizungskessel zu betreiben. So war die Flamme praktisch nicht am Leben zu halten, und es war auch ein beträchtlicher Teeranfall zu beobachten. Außerdem konnten dabei auch keine herkömmlichen Erenner benutzt werden, da "Generatorgas" wesentlich niedrigere Heizwerte hat als Stadt- und Erdgas und demzufolge wesentlich größere Gasvolumina zu bewältigen sind.The thought of such a "carburetor" with a boiler to one To unite device, as in the case of the device mentioned in the introduction, specifically only for Recycling of wood chips has been practiced with success, however for waste gas carburetors, in which waste is largely independent of the type and size of waste, but in particular biomass can be burned and converted into fuel gas, not proved to be easily feasible, and it was also not easily possible to to introduce the generated fuel gas into conventional heating boilers and thus these Operate central heating boiler. It was practically impossible to keep the flame alive and there was also a considerable amount of tar to be observed. In addition, they could no conventional heat exchangers are used either, since the "generator gas" is much lower Has calorific values than city and natural gas and consequently has much larger gas volumes are to be dealt with.

Del-Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, ein Gerät der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß bei einem solchen Gerät der Vergaserteil mit dem Heizkesselteil zu einer Einheit zusammengefaßt und das gewonnene Brenngas direkt in Heizwärme umgesetzt werden kann, ohne daß man dabei auf einen ganz bestimmten Brennstoff mit bestimmter törnungs- bzw. Schnitzelgröße und einen besonderen Brenner angewiesen ist.Del-invention is accordingly based on the object of a device of the initially mentioned type to the effect that in such a device the carburetor part combined with the boiler part to form a unit and the fuel gas obtained can be converted directly into heating energy without having to rely on a specific one Fuel with a certain grain size or chip size and a special burner is instructed.

Diese Aufgabe ist mit einem Gerät der eingangs genannten Art nach der Erfindung durch das im tennzeichen des Hauptanspruches Erfaßte gelöst.This task is with a device of the type mentioned the invention solved by what is covered in the sign of the main claim.

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich nach den Unteransprüchen.Advantageous further developments result from the subclaims.

Mit dieser Lösung wurde die vorherrschende Vorstellung verlassen, auch für Heizzwecke den umständlichen und auch bis jetzt noch nicht erfolgreichen Weg zu beschreiten, die in einem Generator erzeugten Gase soweit auf zubereiten, daß sie einem Brenner zugeführt oder gar über eine Motor-Generator-Einheit in elektrische Energie umgesetzt werden können.With this solution, the prevailing notion was abandoned, also for heating purposes the cumbersome and not yet successful To tread the path to prepare the gases generated in a generator to the extent that that they are fed to a burner or even electrical via a motor-generator unit Energy can be converted.

Als wesentlich für die Funktionsfähigkeit des ganzen Gerätes wurde hierbei gefunden, daß beide Einheiten von der Abzugsseite des Heizungskesselteiles her unter der Wirkung eines Saugzuggebläses stehen müssen.As essential for the functionality of the whole device found here that both units from the exhaust side of the boiler part must be under the action of an induced draft fan.

Wesentlich ist in diesem Zusammenhang ferner, daß hinter dem Ascheabscheider SekwldärluFt zugeführt werden muß, die eine vollständige und optimale Verbrennung des im Vergaserteil gebildeten Brenngases gewährleistet, war Voraussetzung ist, daß in diesem Bereich eine gute "Nachverbrennung" im Sinne einer Crackung vollziehen kann.It is also essential in this context that behind the ash separator Secondary air must be supplied to ensure complete and optimal combustion of the fuel gas formed in the carburetor part was guaranteed, was a prerequisite that in this area a good "afterburning" in the sense of cracking can take place can.

Für den Vergaserteil stehen ohne weiteres geeignete Apparate zur Verfügung bspw. in Form inzwischen bereits bekanntgewordener Weiterentwicklungen des Verbrennungsofens nach der DE-PS 2 604 409. Wesentlich ist hierbei nur, daß dem Vergaserteil die PrimärlnBt nicht unter Druck zugeführt wird, sondern daß diese ebenfalls durch eine einstellbare Öffnung eingesaugt wird und zgar vom Saugzug aus, unter dem die Brennkammer des gesselteiles steht. Die Länge des Gasabgangsstutzens abströmseitig hinter dem Ascheabscheider ist letztlich nur davon abhängig, wie lang bzw. wie tief die Brennkammer im Heiz-*sich kessel teil ist, für den man natürlich einen handelsüblich verfügbaren Heizungskessel verwenden kann. Da die Flamme-ziemlich lang brennt, kann der Gasabgangsstutzen hinter dem Ascheabscheider sehr kurz sein, wenn die Brennkammer entsprechend lang ist.Suitable apparatuses are readily available for the carburetor section e.g. in the form of further developments of the incinerator that have already become known according to DE-PS 2 604 409. It is only essential that the carburetor part has the primary input is not supplied under pressure, but that this is also through an adjustable Opening is sucked in and zgar from the induced draft, under which the combustion chamber of the armchair part stands. The length of the gas outlet connection downstream of the ash separator is ultimately only dependent on how long or how deep the combustion chamber in the heating * is boiler part, for which one naturally uses a commercially available heating boiler can. Since the flame burns for quite a long time, the gas outlet connection behind the Ash separator must be very short if the combustion chamber is correspondingly long.

Für den Austritt des Brenngases in den Bereich der Mischstelle, d.h. dort, wo die Sekundärluft zuströmt und zweckmäßig ein Zündbrenner für die Anlaufphase vorgesehen ist, ist kein besonderer Brenner im Sinne bisheriger Heizkesselbrenner erforderlich. Vorteilhaft wird aber der ganze Einleitungsbereich für Brenngas und Sekundärluft injektorartig ausgebildet.For the exit of the fuel gas into the area of the mixing point, i.e. where the secondary air flows in and, appropriately, a pilot burner for the start-up phase is provided, is not a special burner in the sense of previous boiler burners necessary. However, the entire inlet area for fuel gas and is advantageous Secondary air designed like an injector.

Das ganze Gerät ist natiir,llch für einen kontinlierlichen Betrieb ausgebildet, d.h. kontinuierlich bezüglich der Brennstoffzufuhr und der Ascheabfuhr aus dem Ascheabscheider, zumal der Betrieb des Vergaserteiles sowieso eine solche Xontinuität verlangt.The whole device is of course suitable for continuous operation formed, i.e. continuous with regard to the fuel supply and the ash removal from the ash separator, especially since the operation of the carburetor part is such a thing anyway Continuity required.

Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung des Gerätes besteht deshalb auch darin, die den Abgasstutzen der Brennkammer verlassenden Abgase zum Trocknen bzw. Aufwärmen der dem Vergaser teil zuzuführenden Biomasse auszunutzen, d.h. dem Saugzuggebläse wird saug- oder druckseitig ein geeigneter Wärmetauscher bspw. in Form eines Trommeltrockners zugeschaltet.There is therefore a particularly advantageous development of the device also in it, the exhaust gases leaving the exhaust port of the combustion chamber for drying or to use heating of the biomass to be partially supplied to the gasifier, i.e. the Induced draft fan a suitable heat exchanger is used on the suction or pressure side for example switched on in the form of a drum dryer.

Für die Größe der zugeführten Brennstoffteile ist letztlich unter dem Gesichtspunkt des kontinuierlichen Betriebes nur die Förderbarkeit der Brennstoffteile maßgebend, wobei nichts entgegensteht, £ür erg£. vorherrschend verfügbarEnBrennstoff geeignete und spezielle Zuförderelemente zum Vergaserteil vorzusehen.For the size of the fuel supplied is ultimately below from the point of view of continuous operation, only the conveyability of the fuel components decisive, with nothing to the contrary, £ ür erg £. predominantly available fuel Provide suitable and special feed elements for the carburetor part.

Das erfindungsgemäße Gerät wird nachfolgend an Hand der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispiele. näher erläutert.The device according to the invention is described below with reference to the graphic Representation of exemplary embodiments. explained in more detail.

Es zeigt schematisch Fig. 1 das Gerät in Seitenansicht und Fig. 2 das Gerät in besonderer AusfhrungsPorm in Drauf sicht Wie aus Fig. 1 erkennbar, besteht das ganze Gerät im wesentlichen aus dem Heizkesselteil 3 und dem Vergaserteil 4, wobei der Gasabgangsstutzen 6 des Vergaserteiles 4 unmittelbar seitlich an das Heizkesselteil 3 angeschlossen ist und somit in dessen gestrichelt angedeutete Brennkammer 2 mündet.It shows schematically Fig. 1 the device in side view and FIG. 2 shows the device in a special embodiment in plan view, as in FIG. 1 recognizable, the whole device consists essentially of the boiler part 3 and the carburetor part 4, the gas outlet connection 6 of the carburetor part 4 directly is connected to the side of the boiler part 3 and thus in dashed lines indicated combustion chamber 2 opens.

Am Abgasstutzen 1 der Brennkammer 2 ist ein Saugzuggebläse 5 saugseitig angeschlo ssen, das praktisch die gesamten gasführenden Räume des Gerätes unter Unterdruck hält, unter dessen Wirkung auch die Primärluft an der einstell- bzw.On the exhaust gas nozzle 1 of the combustion chamber 2, an induced draft fan 5 is on the suction side connected, which is practically the entire gas-carrying rooms of the device under Holds negative pressure, under the effect of which the primary air at the setting resp.

regulierbaren öffnung 14 in das Vergaserteil 4 und die Sekundärluft an der ebenfalls regulierbaren Zuströmöffnunggeinströmt, Dieser Einströmbereich, in dem auch ein kleiner Zündbrenner 10 für die Anfahrphase vorgesehen ist, ist zweckmäßig im Inneren injektorartig ausgebildet und ggf. mit Leit- oder Praliblechen o. dgl. Elementen versehen, um für eine gute Durchmischung der Sekundärluft mit dem Brenngas zu sorgen, die für die optimale Verbrennung wesentlich ist. Ehe das Brenngas aus dem Vergaserteil 4 zum Mischbereich gelangt, muß es einen im Verlauf des Gasabgangsstutzens 6,6' angeordneten Ascheabscheider 7 passieren, in den nach bekanntem Prinzip mitgerissene Aschepartikel abgeschieden werden.adjustable opening 14 in the carburetor part 4 and the secondary air flows in at the inflow opening, which is also adjustable, This inflow area, in which a small pilot burner 10 is also provided for the start-up phase is useful In the interior formed like an injector and possibly with guide or baffle plates or the like. Items provided in order for good Mixing of the secondary air with the fuel gas, which is essential for optimal combustion. before the fuel gas from the gasifier part 4 reaches the mixing area, it must be one in the course of the gas outlet pipe 6,6 'arranged ash separator 7 pass into the after ash particles entrained are separated according to the known principle.

Der Brennstoff, bspw. akao-, Reisschalen o.The fuel, e.g. akao, rice bowls, etc.

dgl. werden von einem Magazin 15 dem Vergaserteil 4 mit geeigneten Förderelementen kontinuierlich zugefördert, in dem die Umsetzung in Brenngas und Asche erfolgt, die mit geeigneten Elementen (nicht dargestellt) ausgetragen wird, was ggf. auch über den Ascheabscheider 7 erfolgen kann.Like. Are from a magazine 15 the carburetor part 4 with suitable Conveying elements continuously fed, in which the implementation in fuel gas and Ash takes place, which is carried out with suitable elements (not shown), which can also be done via the ash separator 7 if necessary.

Wie erwähntakann vorteilhaft gemäß Fig. 2 zwischen Abgasstutzen 1 und Saucjzuggebläse 5 oder hinter diesem (wie dargestellt) ein geeigneter Wärmetaltscher 11 angeordnet sein mit einer zum Vergaserteil 4 führenden Biomassendurchförderstrecice 12 und einem Abgasabgang 13. Die mögliche Anordnung des Wärmetauschers 11 bspw. Trommeltrockner, zwischen Abgasstutzen 1 und Saugzuggebläse 5 ist mit dem gestrichelt dargestellten Saugzuggebläse 5 verdeutlicht.As mentioned, according to FIG and suction fan 5 or behind this (as shown) a suitable heat exchanger 11 be arranged with a biomass throughfeed route leading to the gasifier part 4 12 and an exhaust outlet 13. The possible arrangement of the heat exchanger 11, for example, a drum dryer, between the exhaust gas nozzle 1 and the induced draft fan 5 is connected to the Induced draft fan 5 illustrated by dashed lines.

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Claims

Claims: 1. Device for generating heat from that contained in biomass Energy for heating purposes through gasification and combustion, consisting of a with more controllable with regard to the gaseous medium to be supplied for gasification of the biomass Carburetor part provided with an inflow opening, its gas outlet nozzle to the exhaust nozzle provided combustion chamber of a boiler part is connected, d u r c h g e k e n n n -z e i c h n e t that behind the exhaust port (1) of the combustion chamber (2) of the boiler part (3) a combustion chamber (2), the gas outlet nozzle (6) and the carburetor part (4) is provided and in the course of the gas outlet connection (6) an ash separator (7) and on the downstream side behind this a secondary air supply nozzle (8) with adjustable inlet opening (9) is arranged.

2 '. Device according to claim 1, d a d u r c h g e -k e n n n z e i c h n e t that on the gas outlet nozzle (6) in the confluence area of the secondary air inlet nozzle (9) an ignition burner (10) is arranged.

3. Apparatus according to claim 1 and / or 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the gas outlet nozzle (6) is inside and in the junction area of the secondary air intake nozzle (9) is designed like an injector.

4. Device according to one of claims 1 to 3, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that between the exhaust gas nozzle (1) and the induced draft fan (5) or behind These a heat exchanger (11) is arranged with a leading to the gasifier part (4) Biomass through pump section (12) and an exhaust gas outlet (13).