DE3237454C2

DE3237454C2 - Incineration process and incinerator to carry out the process

Info

Publication number: DE3237454C2
Application number: DE3237454T
Authority: DE
Inventors: John A Hardcrove; Charles I Dalley; Hideo Iwata; Douglas B Sheppard
Original assignee: TRW Inc
Current assignee: Northrop Grumman Space and Mission Systems Corp
Priority date: 1981-03-17
Filing date: 1982-03-11
Publication date: 1995-09-14
Anticipated expiration: 2002-03-12
Also published as: IT8267327A0; MX160386A; EP0073830B1; DE3237454T1; CA1181998A; AU551776B2; PL235462A1; AU8331382A; ZA821798B; IT1155634B; DK509582A; NL8220118A; EP0073830A4; WO1982003261A1; JPS58500420A; IT8267327A1; JPH0259362B2; EP0073830A1; IL65224A0

Abstract

The method involves the tangentially introduced oxidation gas being split into two approximately equal parts with opposite axial components. The combustion furnace has a horizontally aligned combustion chamber (16) with the take-off section (28) on the underside of the chamber. the oxidation gas inlet (12) is of the stand-off helical type. the outlet (22) is arranged axially in relation to the outlet end (18) of the chamber. The outlet (22a) is helical in form and has a tangential opening relative to the chamber.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verbrennungsverfahren sowie einen Verbrennungsofen zur Durchführung eines solchen Verfahrens.The invention relates to a combustion method and a Incinerator for performing such a process.

Die Anforderungen an einen aschebildenden Verbrennungsofen kön nen unterschiedlich sein, beispielsweise die durch die Merkmale eines nachgeschalteten, die Verbrennungsprodukte nutzenden Pro zesses auferlegte Gesamtstöchiometrie. Unabhängig von diesen unterschiedlichen Anforderungen sollte jedoch ein idealer aschebildender Verbrennungsofen gute Merkmale der Aschegewin nung haben und bei verhältnismäßig niedriger Temperatur arbei ten, um Wärmeverluste auf ein Minimum einzuschränken und den Wirkungsgrad zu maximieren. The requirements for an ash-forming incinerator can NEN be different, for example by the characteristics a downstream pro using the combustion products total stoichiometry imposed. Regardless of these however, different requirements should be an ideal one ash-forming incinerator good characteristics of ash gain Have enough and work at a relatively low temperature to minimize heat loss and the Maximize efficiency.

Das Ausmaß der Verbrennung der Kohle in einem aschebildenden Verbrennungsofen hängt teilweise von der beabsichtigten Ver wendung der gasförmigen Verbrennungsprodukte ab. Wenn der Ver brennungsofen z. B. für die Erzeugung von Gas zur Verwendung als Brennstoff in einem herkömmlichen Kraftwerk oder in chemischen Verfahren benutzt werden soll, sollten die aus der Brennkammer austretenden Gase noch einen ziemlich hohen Gehalt an Unverbrann tem haben. Wenn also ein Kohleverbrennungsofen als ein solcher Gasgenerator verwendet werden soll, sollte der Verbrennungspro zeß in einer an Brennstoff verhältnismäßig reichen Umgebung erfolgen. Ausgedrückt in Stöchiometrie heißt das, daß ein stöchiometrisches Verhältnis von nur 0,3 für eine anschließende Verbrennung in einem Kessel oder zur Verwendung als Ausgangs material in einem chemischen Verfahren wünschenswert sein kann. Sollte das Gas zur unmittelbaren Benutzung in einem Verbrennungs- oder Wärmeaustauschverfahren bestimmt sein, könnte es wünschens wert sein, ein Gas mit höherer Temperatur zu liefern, welches jedoch einen niedrigeren äquivalenten Wärmewert der im Gas ent haltenen unverbrannten Stoffe hätte. Das ließe sich erzielen durch eine vollständigere Verbrennung der Kohle in dem asche bildenden Verbrennungsofen, d. h. bei einem höheren stöchio metrischen Verhältnis.The extent of combustion of coal in an ash-forming Incinerator depends in part on the intended ver avert the gaseous combustion products. If the ver incinerator z. B. for the production of gas for use as Fuel in a conventional power plant or in chemical Procedures to be used should be those from the combustion chamber escaping gases still have a fairly high level of unburned have. So if a coal incinerator as such Gas generator should be used, the combustion pro in a relatively rich environment respectively. Expressed in stoichiometry, that means that a stoichiometric ratio of only 0.3 for a subsequent one Combustion in a boiler or for use as an output material in a chemical process may be desirable. Should the gas be for immediate use in a combustion or Heat exchange process may be desirable be worth delivering a higher temperature gas which however, a lower equivalent calorific value of the ent held unburned substances. That could be achieved by more complete combustion of the coal in the ashes forming incinerator, d. H. with a higher stoichio metric ratio.

Als weiteres Beispiel wäre die erwünschte Stöchiometrie eines aschebildenden Verbrennungsofens ganz anders, wenn die Abgabe gase in einem magnetohydrodynamischen Generator elektrischen Stroms, einem MHD-Generator verwendet werden sollten. Ein MHD-Generator arbeitet mit einem Plasma von hoher Temperatur und hoher Geschwindigkeit, welches durch ein Magnetfeld geleitet wird, um unmittelbar Elektrizität zu erzeugen, ohne daß dazu drehbare Maschinen verwendet werden. Für einen derartigen An wendungsfall können die gasförmigen Erzeugnisse der aschebil denden Verbrennungsstufe einen geringeren Gehalt an Unverbrann tem und eine höhere Temperatur sowie einen höheren spezifischen Wärmeinhalt haben. Die Verbrennungserzeugnisse können dann nach dem Verlassen des aschebildenden Verbrennungsofens einer weite ren Verbrennung unterworfen werden. Den austretenden Gasen kann zu diesem Zweck zusätzliches Oxidationsmittel und manchmal auch zusätzlicher Brennstoff hinzugefügt werden. Unabhängig vom End zweck, für den die Verbrennungserzeugnisse bestimmt sind und den dadurch an den Verbrennungsofen gestellten unterschiedlichen Anforderungen sollte der aschebildende Verbrennungsofen idealer weise doch eine gute Schlackegewinnung ermöglichen und verhält nismäßig niedrige Betriebstemperaturen haben.As another example, the desired stoichiometry would be one Ash-forming incinerator completely different when dispensing gases in a magnetohydrodynamic generator electrical Stroms, an MHD generator should be used. A MHD generator works with a plasma of high temperature and high speed, which is passed through a magnetic field to generate electricity immediately without this rotating machines can be used. For such a type The gaseous products of ashbil can be used the combustion stage has a lower unburned content tem and a higher temperature as well as a higher specific Have heat content. The combustion products can then after leaving the ash-forming incinerator for a long time be subjected to combustion. The escaping gases can for this purpose additional oxidizing agent and sometimes additional fuel can be added. Regardless of the end purpose for which the combustion products are intended and the different thereby placed on the incinerator Requirements, the ash-forming incinerator should be more ideal wise enable and behave well have low operating temperatures.

In einem Anwendungsfall eines Kohleverbrennungsofens hängt die gewünschte Stöchiometrie des Verbrennungsprozesses von den Er fordernissen der nachgeschalteten Anwendung ab. Ein zufrieden stellender Betrieb des Verbrennungsofens und zufriedenstellende Verbrennungsprodukteigenschaften hängen auch von der Temperatur und Zusammensetzung des Oxidationsgases sowie der Art und Größe der Kohleteilchen ab. Die Auswahl geeigneter Parameter, mit denen die Erfordernisse der nachgeschalteten Anwendung erfüllt werden, schließt typischerweise eine Anzahl praktischer Aus legungskompromisse ein. So kann z. B. den Erfordernissen der nachgeschalteten Anwendung immer noch Genüge getan werden, wenn das Oxidationsgas auf eine höhere Temperatur vorerwärmt wird und dadurch Reaktionen bei niedrigerem stöchiometrischem Ver hältnis möglich werden; aber das würde natürlich entweder den Verbrauch von mehr Energie in der Vorwärmstufe oder das Hinzu fügen eines Wärmeaustauschers erforderlich machen. Die erste dieser Alternativen kann mit dem Gesamtenergiebedarf der An wendung in Einklang stehen oder nicht, und die zweite kann unter Umständen nicht einmal durchführbar sein.In one application of a coal incinerator, it depends desired stoichiometry of the combustion process by the Er requirements of the downstream application. A satisfied operation of the incinerator and satisfactory Combustion product properties also depend on the temperature and composition of the oxidizing gas and the type and size the coal particles. The selection of suitable parameters with which meets the requirements of the downstream application typically excludes a number of practical exclusions compromises. So z. B. the requirements of downstream application can still be done enough if the oxidizing gas is preheated to a higher temperature and thereby reactions with lower stoichiometric Ver relationship becomes possible; but of course that would either Consumption of more energy in the preheating stage or the addition need to add a heat exchanger. The first These alternatives can be combined with the total energy requirement of the An or not, and the second can may not even be feasible.

Die angemessene Wahl des stöchiometrischen Verhältnisses in einem aschebildenden Verbrennungsofen ist ferner von kritischer Bedeutung für den Betrag der Aschegewinnung. Wenn das Verhältnis zu niedrig ist, besteht die Tendenz, daß auch die Temperaturen niedrig sind und sich die Asche nicht ausreichend verflüssigt, um die Gewinnung zu erleichtern. Wenn umgekehrt das Verhältnis zu hoch ist, kann die Temperatur so hoch sein, daß ein wesent licher Anteil der Asche durch Verdampfen verloren geht. Zu mindest in der Theorie ging man davon aus, daß der wirksame Aschebildungsbereich oberhalb 0,4 und bis zu 1,0 für den Ver brennungsofen als ganzes läge. Die zur Befriedigung der Be dürfnisse der nachgeschalteten Anwendung erwünschte Stöchio metrie kann jedoch unter Umständen nicht in diesen theoretischen Schlackebildungsbereich fallen. Wenn z. B. der Verbrennungsofen als Gasgenerator eingesetzt werden soll, könnte ein stöchio metrisches Verhältnis von nur 0,3 bevorzugt werden.The appropriate choice of the stoichiometric ratio in an ash-forming incinerator is also more critical Significance for the amount of ash extraction. If the ratio is too low, there is a tendency that the temperatures are low and the ashes are not liquefied sufficiently, to facilitate extraction. If the opposite is true is too high, the temperature can be so high that an essential The proportion of the ash is lost through evaporation. To at least in theory it was assumed that the effective one Ash formation range above 0.4 and up to 1.0 for Ver incinerator as a whole. To satisfy the Be the stoichio of the downstream application desired However, measurement may not be possible in these theoretical Slag formation area fall. If e.g. B. the incinerator a stoichio could be used as a gas generator metric ratio of only 0.3 are preferred.

Auf jeden Fall ist klar, daß ein Kohleverbrennungsofen dieser allgemeinen Art idealerweise geeignet sein sollte, die Gesamt stöchiometrie des Verbrennungsofens und weitere Merkmale des aschebildenden Verbrennungsofens mit den Anforderungen der nach geschalteten Anwendung des Verbrennungsofens in Einklang zu bringen. Ferner sollte der aschebildende Verbrennungsofen ein hohes Ausmaß an Aschegewinnung, verhältnismäßig geringen Wärme verlust und infolgedessen einen verhältnismäßig hohen Wärme wirkungsgrad ermöglichen. Zusätzlich sollte die Brennstoffnutzung komplett sein, d. h. es sollte kein unverbrannter Kohlenstoff den Verbrennungsofen verlassen. Mit bekannten Verbrennungsöfen ist es nicht möglich gewesen, alle diese Ziele gleichzeitig zu er reichen. So ist z. B. in herkömmlichen Verbrennungsöfen gute Aschegewinnung nicht verträglich mit einer verhältnismäßig niedrigen Temperatur und einem niedrigen stöchiometrischen Ver hältnis.In any case, it is clear that a coal incinerator is this general type should ideally be appropriate to the total stoichiometry of the incinerator and other features of the ash-forming incinerator with the requirements of the switched application of the incinerator in line bring. The ash-forming incinerator should also be on high degree of ash extraction, relatively low heat loss and consequently a relatively high heat enable efficiency. In addition, the use of fuel be complete, d. H. it shouldn't be unburned carbon Leave the incinerator. With known incinerators it has not been possible to achieve all of these goals at the same time pass. So z. B. good in conventional incinerators Ash extraction incompatible with a proportionate low temperature and a low stoichiometric ver ratio.

Zur Lösung dieser Schwierigkeiten wird in US-PS 4 217 132 vorgeschlagen, eine axiale und eine tangentiale Strömung eines Oxidationsgases so zu kombinieren, daß die Verbrennung der Brennstoffteilchen im wesentlichen komplett ist, ehe die Teilchen auf die Wände der Brennkammer aufprallen. Obgleich dies Verfahren in vielerlei Hinsicht zufriedenstellend ist, ist es nicht genau auf die oben umrissenen speziellen Probleme ausgerichtet. Mindestens in einer Hinsicht ist dies typisch für Kohleverbrennungstechniken des Standes der Technik, denn das Oxidationsgas fließt in einem kontinuierlichen Muster, in welchem eine axiale Geschwindig keitskomponente vom Kopfende zum Ausgangsende gerichtet ist. In keinem nach diesem Prinzip arbeitenden Verbrennungsofen ist eine gute Aschegewinnung mit niedrigem Wärmeverlust und voll ständigem Kohlenstoffaufbrennen unter allen interessierenden Betriebsbedingungen kombiniert.To solve these difficulties, U.S. Patent 4,217,132 proposed an axial and a tangential Combine flow of an oxidizing gas so that the Combustion of the fuel particles is essentially complete is before the particles hit the walls of the combustion chamber. Although this procedure is satisfactory in many ways it is not exactly specific to the ones outlined above Problems aligned. This is at least in one respect typical of coal combustion techniques of the prior art, because the oxidizing gas flows in one continuous pattern in which an axial speed speed component is directed from the head end to the output end. In is not an incinerator operating on this principle good ash extraction with low heat loss and full constant carbon burning among all those interested Combined operating conditions.

Die DE-AS 15 26 190 betrifft eine Feuerung für einen Dampf erzeuger mit einem im wesentlichen kreiszylindrisch gestalteten Rauchgasweg sowie mit einem axial von unten in den Feuerraum hineingeführten Einströmrohr für Brennstoff und Verbrennungs luft. Aus der US-PS 4 217 132 ist eine Einrichtung zum Verbren nen von Kohlenstaub bekannt, bei der der Brennstoff in das Kopfende einer Brennkammer in einem konischen Strömungsmuster eingeführt wird.DE-AS 15 26 190 relates to a furnace for a steam generator with a substantially circular cylindrical design Flue gas path as well as with an axially from below into the combustion chamber inlet pipe for fuel and combustion air. From US-PS 4 217 132 is a device for burning NEN known from coal dust, in which the fuel in the Head end of a combustion chamber in a conical flow pattern is introduced.

Aufgabe der Erfindung soll es sein, ein Kohleverbren nungsverfahren und einen Verbrennungsofen zu schaffen, wobei ein hoher thermodynamischer Wirkungsgrad erzeugt wird, welches annehmbar hohe Sätze an Ascheabfuhr ermöglicht und an die Anpassung an thermodynamische Anforderungen eines nachgeschalteten Prozesses oder einer nachgeschalteten Anwen dung möglich ist. Die vorliegende Erfindung erfüllt dies Be dürfnis.The object of the invention is to be a coal burning tion process and to create an incinerator, wherein a high thermodynamic efficiency is generated, which enables acceptably high rates of ash removal and the adaptation to thermodynamic requirements of a downstream process or application is possible. The present invention fulfills this need.

Die Erfindung besteht in einem Verbrennungsverfahren mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 2 bzw. in einem Verbrennungsofen mit den speziellen Merkmalen der Ansprüche 3 bis 15.The invention consists in a combustion process with the Features of claims 1 and 2 or in an incinerator with the special features of claims 3 to 15.

Zwar entstand die Erfindung zu dem Zweck, ein bei Kohleverbren nungsöfen auftretendes Problem zu lösen, aber sie ist ebenso an wendbar bei Verbrennungsöfen für andere Brennstoffe. Die wesent lichen Elemente der Erfindung im weitesten Sinne bestehen in einer Einrichtung zum Einführen eines Oxidationsmittels in sol cher Weise, daß ein Teil desselben zum Kopfende fließt und in einer Einrichtung zum Einspritzen von Brennstoff in diesen Oxi dationsmittelanteil, um die erste Phase der Verbrennung im Kopf ende zu verwirklichen.Although the invention arose for the purpose of a coal burning problem to solve, but it is also on reversible in incinerators for other fuels. The essential union elements of the invention in the broadest sense consist in a device for introducing an oxidizing agent into sol way that part of it flows to the head end and in a device for injecting fuel into this oxi dation agent proportion to the first phase of combustion in the head to realize the end.

Grundlegend und allgemein weist die Erfindung in ihrer Ver wirklichungsform als Verbrennungsofen für Kohlenstaub eine Brennkammer mit einem Kopfende und einem Ausgangsende, eine Einrichtung zum Einspritzen von Kohlenstaub in das Kopfende, eine Einrichtung zum Einspritzen eines Oxidationsgases in Um fangsrichtung in die Kammer, eine Einrichtung zum Entfernen der nichtverbrennbaren Asche aus der Kammer sowie eine Ein richtung auf, die am Ausgangsende angeordnet ist um einen Aus laß für im wesentlichen gasförmige Verbrennungserzeugnisse zu bilden. Gemäß dem wichtigsten Aspekt sind die Einrichtungen zum Einspritzen des Oxidationsgases und des Kohlenstaubs so gestaltet, daß zumindest ein Teil des Oxidationsgasstromes zum Kopfende der Kammer fließt, um dort mit dem Kohlebrennstoff in der ersten Verbrennungsphase umgesetzt zu werden. Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung werden Gase der ersten Ver brennungsphase mit dem restlichen Teil des Oxidationsgases weiter verbrannt, welches zum Ausgangsende der Kammer fließt. Bei diesem Ausführungsbeispiel kann das stöchiometrische Ver hältnis in der ersten Verbrennungsphase im Kopfende, welches etwa einer Hälfte des Gesamtverhältnisses des Verbrennungsofens entspricht, z. B. bei einigen Ausführungsformen nur 0,3 betragen. Im Gegensatz zur allgemein angenommenen Praxis hinsichtlich einer wirksamen Ascheentfernung können außerordentlich gute Merkmale der Ascheentfernung in diesem niedrigen stöchiome trischen Bereich erzielt werden.Fundamental and general, the invention in its ver form of combustion as a furnace for coal dust Combustion chamber with a head end and an outlet end, one Device for injecting coal dust into the head end, a device for injecting an oxidizing gas in um direction in the chamber, a device for removal the non-combustible ashes from the chamber as well as an on direction, which is arranged at the exit end by an off allow for essentially gaseous combustion products form. According to the most important aspect are the facilities for injecting the oxidizing gas and the coal dust so designed that at least part of the oxidizing gas stream to Head end of the chamber flows to in there with the coal fuel to be implemented in the first combustion phase. At a Embodiment of the invention, gases of the first Ver combustion phase with the remaining part of the oxidizing gas burned further, which flows to the exit end of the chamber. In this embodiment, the stoichiometric Ver ratio in the first combustion phase in the head end, which about half of the total ratio of the incinerator corresponds, e.g. B. be only 0.3 in some embodiments. Contrary to the generally accepted practice regarding Effective ash removal can be extremely good Characteristics of ash removal in this low stoichioma trical range can be achieved.

Wenn der Verbrennungsofen gemäß der Erfindung für die Zufuhr von Gasen hoher Temperatur zu einem MHD-Generator verwendet wird, arbeitet er bei einem stöchiometrischen Gesamtverhältnis, wel ches so gewählt ist, daß es die bestmögliche Kombination der Aschegewinnungsmerkmale im Kopfende und der Ausgangsgasbedin gungen ermöglicht, die den Erfordernissen des MHD-Generators angepaßt ist. Bei einem gegenwärtig bevorzugten Ausführungsbei spiel wird ein Gesamtverhältnis von ca. 0,6 angewandt, wobei das Verhältnis im Kopfende ca. 0,3 beträgt.If the incinerator according to the invention for the supply of High temperature gases is used to an MHD generator he works at an overall stoichiometric ratio, wel ches is chosen so that it is the best possible combination of Ash recovery characteristics in the head end and the source gas condition conditions that meet the requirements of the MHD generator is adjusted. In a currently preferred embodiment game, a total ratio of approximately 0.6 is applied, whereby the ratio at the head end is about 0.3.

Wenn das Oxidationsgas tangential in die Brennkammer eingeführt wird, spaltet es sich in zwei Ströme auf. Ein Strom hat eine axiale Geschwindigkeitskomponente, die zum Ausgangsende der Kammer gerichtet ist, während der andere Teil eine axiale Ge schwindigkeitskomponente hat, die zum Kopfende gerichtet ist, in welches der Brennstoff injiziert wird. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung haben die beiden Ströme etwa den gleichen volumetrischen Strömungsdurchsatz. Da der Brennstoff anfangs mit einem verhältnismäßig niedrigen Volumen an Oxida tionsmittel verbrannt wird, erfolgt die Verbrennung der ersten Phase am Kopfende der Kammer bei verhältnismäßig niedrigem stö chiometrischem Verhältnis. Eine entsprechend niedrige Reaktions temperatur und ein verhältnismäßig hoher Wirkungsgrad liegen gleichfalls vor, weil bei der geringeren Temperatur der Wärme verlust reduziert ist. Jedoch wird unter diesen Bedingungen eine äußerst wirkungsvolle Entaschung erreicht. Kurz gesagt ist die Aschebildungsstufe thermodynamisch wirkungsvoller und ermöglicht eine ausgezeichnete Aschegewinnung. Unverbrannte Gase der ersten Verbrennungsphase werden dann mit dem restlichen Strom des Oxi dationsgases bzw. mit dem Strom am Ausgangsende umgesetzt, und diese zweite Verbrennungsphase erfolgt bei höherem stöchiome trischem Verhältnis. Wenn z. B. die nachgeschaltete Anwendung des Verbrennungsofens in einem MHD-Generator besteht, kann das Gesamtverhältnis ca. 0,6 bis 0,9 sein, wobei das entsprechende Verhältnis am Kopfende von 0,3 bis 0,45 beträgt. Wegen der ver hältnismäßig hohen Temperatur im Ausgangsende kann dieses im Verhältnis kürzer gestaltet werden als es bei einem herkömm lichen Verbrennungsofen der gleichen Art möglich ist. Hierdurch wird der Wärmeverlust der Kammer verringert und der thermody namische Gesamtwirkungsgrad des Verbrennungsofens verbessert.When the oxidizing gas is introduced tangentially into the combustion chamber it splits into two streams. A stream has one axial velocity component leading to the exit end of the Chamber is directed, while the other part is an axial Ge has a speed component that is directed towards the head end, into which the fuel is injected. With a preferred one The two streams have exemplary embodiments of the invention the same volumetric flow rate. Because the fuel initially with a relatively low volume of oxida is burned, the first is burned Phase at the head of the chamber with relatively low noise chiometric ratio. A correspondingly low response temperature and a relatively high efficiency likewise before, because at the lower temperature of the heat loss is reduced. However, under these conditions, a extremely effective ash removal achieved. In short, it is Ash formation level thermodynamically more effective and enables excellent ash extraction. Unburned gases of the first The combustion phase is then with the remaining stream of oxi dationsgas or implemented with the current at the output end, and this second combustion phase takes place at a higher stoichiome trical ratio. If e.g. B. the downstream application of the incinerator in an MHD generator, that can Total ratio will be about 0.6 to 0.9, with the corresponding one Ratio at the head end is 0.3 to 0.45. Because of the ver relatively high temperature at the exit end can this in Ratio shorter than a conventional one Lichen incinerator of the same type is possible. Hereby the heat loss of the chamber is reduced and the thermody Namely overall efficiency of the incinerator improved.

Wenn der Verbrennungsofen als Gasgenerator benutzt werden soll, kann er dadurch bei verhältnismäßig niedrigem stöchiometrischem Gesamtverhältnis betrieben werden, daß das ganze Oxidationsgas zum Kopfende der Kammer abgelenkt und der Strömungsdurchsatz an Oxidationsmittel so geregelt wird, daß sich das gewünschte Verhältnis einstellt. In diesem Fall ergibt sich immer noch eine wirksame Entfernung von Asche im Kopfende der Kammer, aber da kein Oxidationsmittel unmittelbar zum Ausgangsende strömen kann, kommt es nicht zu einer zweiten Verbrennungsphase, um ein höheres stöchiometrisches Gesamtverhältnis zu schaffen. Folglich ist bei diesem Ausführungsbeispiel das Gesamtverhältnis für den ganzen Verbrennungsofen das gleiche wie das örtliche Verhältnis für die Verbrennungsphase im Kopfende.If the incinerator is to be used as a gas generator, he can thereby at a relatively low stoichiometric Total ratio operated that all the oxidizing gas deflected to the head of the chamber and the flow rate of oxidizing agent is regulated so that the desired Ratio. In this case, it still results effective removal of ash from the top of the chamber, but since there is no oxidant immediately to the exit end can flow, there is no second combustion phase, to create a higher overall stoichiometric ratio. Hence, in this embodiment, the overall ratio for the whole incinerator the same as the local one Ratio for the combustion phase at the head end.

Das Einspritzen von Kohle in die Verbrennungszone der ersten Phase kann mit Hilfe einer Zapfendüse bewirkt werden, die axial im Kopfende angeordnet ist und eine Brennstoffströmung in den jenigen Teil des Oxidationsgases leitet, der zum Kopfende fließt. Gemäß einer Alternative kann Brennstoff durch Brenn stoffeinlässe injiziert werden, die in Umfangsrichtung um die Kammer herum vorgesehen sind, um die Strömung in den Bereich des Kopfendes der Oxidationsgasströmung zu richten.The injection of coal into the combustion zone of the first Phase can be effected with the help of a pintle nozzle that is axial is arranged in the head end and a fuel flow in the conducts that part of the oxidizing gas to the head end flows. According to an alternative, fuel can be burned inlets are injected circumferentially around the Chamber are provided around the flow in the area of the To direct the head of the oxidizing gas flow.

Für die Kammer wird sowohl eine horizontale als auch eine ver tikale Gestaltung erwogen. Bei der horizontalen Ausführung ge hört zur Einrichtung zum Entfernen von Asche aus der Kammer eine Ascheöffnung, die im Bodenbereich der zylindrischen Wand der Kammer angeordnet ist. Bei der vertikalen Ausführung ist das Kopfende der Kammer das unterste Ende und der Ausgang das oberste. Die Ascheöffnung ist am Kopfende angeordnet.Both a horizontal and a ver tical design considered. In the horizontal version listens to the facility for removing ash from the chamber Ash opening in the bottom of the cylindrical wall of the Chamber is arranged. In the vertical version it is Head end of the chamber the bottom end and the exit that top. The ash opening is located at the head end.

Ausgedrückt als Verfahren weist die Erfindung im weitesten Sinn folgende Schritte auf: Oxidationsgas wird in Umfangsrichtung in eine Kammer eingespritzt, die ein Kopfende und ein Ausgangsende hat, und zwar so, daß mindestens ein Teil der Strömung zum Kopfende gerichtet ist. Brennstoff, z. B. Kohlenstaub wird in das Kopfende so eingespritzt, daß eine Verbrennung anfangs bei einem verhältnismäßig niedrigen stöchiometrischen Verhältnis und niedriger Temperatur erfolgt, und zwar unabhängig von der endgültigen Verwendung der gasförmigen Produkte der Verbrennung und unabhängig von der Gesamtstöchiometrie des Verbrennungs ofens, unverbrannte Asche wird aus der Kammer entfernt und die im wesentlichen gasförmigen Verbrennungsprodukte können aus der Kammer entweichen. Im einzelnen gehört zum Schritt des Ein spritzens des Oxidationsgases und des Einspritzens des Kohlen staubs das Einspritzen von Oxidationsgas in tangentialer Rich tung in die Kammer an einer Stelle zwischen dem Kopfende und dem Ausgangsende der Kammer, so daß die Oxidationsgasströmung sich in zwei annähernd gleiche Teile aufspaltet, die entgegen gesetzte axiale Komponenten enthalten, und das Einspritzen des Kohlenstaubs in den zum Kopfende fließenden Oxidationsgasanteil, wobei eine erste Verbrennungsphase im Kopfende bei einem stö chiometrischen Verhältnis erfolgt, welches etwa der Hälfte des stöchiometrischen Gesamtverhältnisses des Verbrennungsofens ent spricht. Bei einem weiteren, als Gasgenerator eingesetzten Aus führungsbeispiel der Erfindung wird im wesentlichen die ganze Oxidationsgasströmung zum Kopfende gerichtet, so daß das stö chiometrische Verhältnis des Kopfendes im wesentlichen das gleiche bleibt wie bei dem nicht als Gasgenerator verwendeten Ausführungsbeispiel.Expressed as a method, the invention has the broadest sense the following steps: Oxidizing gas is circumferentially in an injected chamber that has a head end and an exit end has, in such a way that at least part of the flow to the Headboard is directed. Fuel, e.g. B. Coal dust is in the head end is injected so that a burn initially at a relatively low stoichiometric ratio and low temperature, regardless of the final use of the gaseous products of combustion and regardless of the overall stoichiometry of combustion furnace, unburned ash is removed from the chamber and the essentially gaseous combustion products can be obtained from the Chamber escape. In detail belongs to the step of the one injecting the oxidizing gas and injecting the coal dust the injection of oxidizing gas in tangential direction into the chamber at a point between the head end and the exit end of the chamber so that the oxidizing gas flow splits into two approximately equal parts, the opposite set axial components included, and the injection of the Coal dust in the oxidizing gas portion flowing to the head end, with a first combustion phase at the head end in the event of a fault chiometric ratio, which is about half of total stoichiometric ratio of the incinerator speaks. In another, used as a gas generator management example of the invention is essentially the whole Oxidation gas flow directed to the head end, so that the disturb chiometric ratio of the head end essentially that remains the same as the one not used as a gas generator Embodiment.

Anhand des vorstehenden ist klar, daß die Erfindung einen deut lichen Fortschritt auf dem Gebiet der Kohleverbrennung und Ver gasung darstellt. Insbesondere werden mit einem neuartigen Ver brennungsofen gute Entaschungssätze erzielt und dabei gleich zeitig ein hoher thermodynamischer Wirkungsgrad, geringer Wärme verlust und vollständige Verbrennung von Kohlenstoff erreicht. Ferner erlaubt der Verbrennungsofen gemäß der Erfindung eine vollständige Anpassung seiner thermodynamischen Charakteristi ken an die eines gewünschten nachgeschalteten Prozesses.From the foregoing it is clear that the invention has a meaning progress in the field of coal combustion and ver represents gassing. In particular, with a new Ver incinerator achieved good ash removal rates and at the same time high thermodynamic efficiency, low heat loss and complete combustion of carbon achieved. Furthermore, the incinerator according to the invention allows one complete adaptation of its thermodynamic characteristics to a desired downstream process.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden mehr ins einzelne gehenden Beschrei bung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen. Other features and advantages of the present invention result from the following more detailed description Exercise in connection with the accompanying drawings.

Fig. 1 ist eine vereinfachte perspektivische Ansicht eines die Erfindung verkörpernden Kohleverbrennungsofens mit dem aschebildenden Verbrennungsofen und einer Entaschungsvorrichtung, die auch eine Verbrennungs stufe am Ausgangsende zeigt, die nicht Teil der Er findung ist; Fig. 1 is a simplified perspective view of a coal incinerator embodying the invention with the ash-forming incinerator and a deashing device, which also shows a combustion stage at the exit end, which is not part of the invention;

Fig. 2 eine schematische Ansicht des aschebildenden Ver brennungsofens; Fig. 2 is a schematic view of the ash-forming Ver incinerator;

Fig. 3 einen Teilschnitt durch eine Zapfendüse zum Einspritzen von Kohle und im Falle eines MHD- und anderer gewähl ter Anwendungsfälle, eines Zusatzstoffs in den Ver brennungsofen; Figure 3 is a partial section through a spigot nozzle for injecting coal and in the case of an MHD and other selected applications, an additive in the incinerator.

Fig. 4 eine schematische Ansicht typischer Strömungsmuster von Brennstoff, Oxidationsgas und Verbrennungspro dukten innerhalb des aschebildenden Verbrennungsofens; Fig. 4 is a schematic view of typical flow patterns of fuel, oxidizing gas and products of combustion within the ash-forming incinerator;

Fig. 5 eine schematische Ansicht der Gestaltung eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung mit einem tangen tialen Oxidationsmitteleinlaß und einer schnecken förmigen Ausgangsöffnung; Fig. 5 is a schematic view of the design of a first embodiment of the invention with a tangential oxidant inlet and a screw-shaped outlet opening;

Fig. 5a eine Stirnansicht des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 5 in Richtung des Pfeiles 5a in Fig. 5; FIG. 5a is an end view of the embodiment of Figure 5 in the direction of arrow 5 A in FIG. 5.

Fig. 6 eine schematische Ansicht eines zweiten Ausführungs beispiels der Erfindung mit einem tangentialen Oxi dationsmitteleinlaß, einer symmetrischen Ausgangs öffnung und einem verkürzten Ausgangsendbereich; Fig. 6 is a schematic view of a second embodiment of the invention with a tangential Oxi dationsmitteleinlaß, a symmetrical exit opening and a shortened exit end region;

Fig. 6a eine Stirnansicht des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 6 in Richtung des Pfeiles 6a in Fig. 6; FIG. 6a is an end view of the embodiment of Figure 6 in the direction of arrow 6a in Fig. 6.;

Fig. 7 eine schematische Ansicht eines dritten Ausführungs beispiels der Erfindung ähnlich dem in Fig. 6 ge zeigten zweiten Ausführungsbeispiel, bei dem jedoch der Ascheabstich im Kopfende statt im Ausgangsende an geordnet ist; Fig. 7 is a schematic view of a third embodiment of the invention similar to that shown in Figure 6 ge second embodiment, but in which the ash tapping is arranged in the head end instead of in the output end;

Fig. 7a eine Stirnansicht des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 7 in Richtung des Pfeiles 7a in Fig. 7; Fig. 7a shows an end view of the embodiment of Figure 7 in the direction of the arrow 7a in Figure 7..;

Fig. 8 eine schematische Ansicht eines vierten Ausführungs beispiels der Erfindung mit einem abgesetzten, schnecken förmigen Oxidationsmitteleinlaß, einer symmetrischen Ausgangsöffnung und einem Ascheabstich am Kopfende; Figure 8 is a schematic view of a fourth embodiment of the invention with a stepped, helical oxidant inlet, a symmetrical exit opening and an ash tapping at the head end.

Fig. 8a eine Stirnansicht des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 8 in Richtung des Pfeiles 8a in Fig. 8; Fig. 8a is an end view of the embodiment of FIG 8 in the direction of the arrow 8a in Fig. 8.

Fig. 9 eine schematische Ansicht eines fünften Ausführungs beispiels der Erfindung mit zwei aschebildenden Ver brennungsöfen, jeweils mit einem abgesetzten, schnecken förmigen Oxidationsmitteleinlaß und einem Kopfende mit einem Brennstoffinjektor und einem Ascheabstich, wobei die beiden Verbrennungsöfen an eine gemeinsame, zen tral angeordnete Ausgangsöffnung angepaßt sind; Fig. 9 is a schematic view of a fifth embodiment of the invention with two ash-forming Ver combustion furnaces, each with a stepped, helical oxidant inlet and a head end with a fuel injector and an ash tapping, the two combustion furnaces being adapted to a common, centrally arranged outlet opening ;

Fig. 10 eine schematische Ansicht eines sechsten Ausführungs beispiels der Erfindung mit einer vertikal ausgerichteten Brennkammer, einem abgesetzten, schneckenförmigen Oxi dationsmitteleinlaß, einer symmetrischen Ausgangsöffnung, in Umfangsrichtung weisenden Kohleinjektoren und einem Schlackeabstich am Kopfende; Fig. 10 is a schematic view of a sixth embodiment of the invention with a vertically oriented combustion chamber, a stepped, helical Oxi dationsmitteleinlaß, a symmetrical exit opening, circumferential coal injectors and a slag tapping at the head end;

Fig. 10a eine Draufsicht auf das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 10, FIG. 10a is a plan view of the embodiment of FIG. 10,

Fig. 10b einen Schnitt durch das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 10 im wesentlichen längs der Linie 10b-10b in Fig. 10;10b shows a section through the embodiment of Figure 10 taken substantially along the line 10b-10b in FIG. 10..;

Fig. 11 eine schematische Ansicht eines siebten Ausführungs beispiels der Erfindung mit einer vertikal ausgerich teten Brennkammer ähnlich der in Fig. 10 gezeigten, aber mit einer Eingangsstrom-Umlenkvorrichtung, die die ganze eingegebene Oxidationsmittelströmung zum Kopfende der Kammer umleitet; und Fig. 11 is a schematic view of a seventh embodiment of the invention with a vertically aligned combustion chamber similar to that shown in Fig. 10, but with an input flow diverter that redirects all of the oxidant flow entered to the top of the chamber; and

Fig. 11a einen Schnitt des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 11 im wesentlichen längs der Linie 11a-11a in Fig. 11. Fig. 11a shows a section of the embodiment of Fig. 11 taken substantially along the line 11a-11a in Fig. 11.

Wie in den Zeichnungen zur Erläuterung dargestellt, befaßt sich die vorliegende Erfindung hauptsächlich mit einem Kohlenstaub-Ver brennungsofen, insbesondere mit einem aschebildenden Kohle verbrennungsofen. In aschebildenden Kohleverbrennungsöfen wird die nicht verbrennbare Asche und die nicht verbrennbaren Mineral bestandteile der Kohle in flüssiger Form ausgetragen, so daß diese Bestandteile nicht in den vom Verbrennungsofen erzeugten Gasen verbleiben.As illustrated in the drawings for illustrative purposes the present invention mainly with a coal dust Ver incinerator, especially with an ash-forming coal incinerator. In ash-forming coal-burning furnaces the non-combustible ashes and the non-combustible mineral Components of the coal discharged in liquid form, so that these components are not in those produced by the incinerator Gases remain.

In der Vergangenheit haben sich die Kontrukteure von Kohlever brennungsöfen um eine wirksame Entaschung, geringen Wärmeverlust, hohen thermodynamischen Wirkungsgrad, vollständiges Aufbrennen von Kohlenstoff und geeignete Anpassung der thermodynamischen Eigenschaften des Verbrennungsofens an die Erfordernisse nach geschalteter, die Verbrennungsprodukte nutzender Prozesse be müht. Idealerweise sollte z. B. ein Kohleverbrennungsofen so an paßbar sein, daß er Gas für einen MHD-Generator liefert oder Brenngas zur anschließenden Verbrennung in Kesseln oder in sonstigen chemischen Verfahren zur Verfügung stellt und dabei trotzdem ein hohes Ausmaß an Aschegewinnung und einen hohen Wärmewirkungsgrad beibehält. In früheren Kohleverbrennungsöfen wird traditionellerweise ein Oxidationsmittelströmungsmuster angewandt, welches eine zum Ausgangsende gerichtete axiale Kom ponente enthält, und mit ihnen ist es nicht möglich gewesen, die gewünschte Kombination idealer Arbeitsmerkmale zu erzielen.In the past, the designers of Kohlver incinerators for effective ash removal, low heat loss, high thermodynamic efficiency, complete burning of carbon and appropriate adaptation of the thermodynamic Characteristics of the incinerator according to the requirements switched processes using combustion products struggles. Ideally, e.g. B. a coal incinerator be fit to supply gas for an MHD generator or Fuel gas for subsequent combustion in boilers or in other chemical processes available and thereby nevertheless a high degree of ash extraction and a high one Maintains thermal efficiency. In previous coal-burning furnaces traditionally becomes an oxidant flow pattern applied, which is an axial com component contains, and with them it has not been possible to to achieve the desired combination of ideal work characteristics.

Gemäß der Erfindung ist ein Kohleverbrennungsofen mit Brenn stoff- und Oxidationsmitteleinspritzeinrichtungen versehen, die so zusammenwirken, daß eine Verbrennung anfangs im Kopfende des Verbrennungsofens bei verhältnismäßig niedrigem stöchiometri schem Verhältnis vor sich geht, und zwar unabhängig von der endgültigen Verwendung der gasförmigen Verbrennungsprodukte und unabhängig von der Gesamtstöchiometrie des Verbrennungs ofens. Eine außerordentlich gute Aschegewinnung wird bei dem verhältnismäßig niedrigen örtlichen stöchiometrischen Verhältnis im Kopfende geliefert, und die Wärmeverluste sind minimal bei entsprechendem maximalem Wirkungsgrad. Ein zweite Verbrennungs phase kann wahlweise vorgesehen sein, um ein höheres stöchio metrisches Gesamtverhältnis, beispielsweise zur Verwendung im Zusammenhang mit einem MHD-Generator zu erzielen. Wenn die zweite Verbrennungsphase fehlt, steht ein verhältnismäßig niedriges stöchiometrisches Gesamtverhältnis zur Verfügung, so wenn der Verbrennungsofen als Generator von Synthesegas einge setzt wird.According to the invention is a coal combustion furnace with a burner Provide substance and oxidant injectors, the interact so that a burn initially in the head of the Incinerator with a relatively low stoichiometry relationship, regardless of the final use of the gaseous combustion products and regardless of the overall stoichiometry of combustion oven. An extraordinarily good ash extraction is with the relatively low local stoichiometric ratio delivered in the head end, and the heat losses are minimal at corresponding maximum efficiency. A second combustion phase can optionally be provided to achieve a higher stoichio total metric ratio, for example for use in Achieve connection with an MHD generator. If the second combustion phase is missing, is a proportionate low overall stoichiometric ratio available, so if the incinerator turned on as a generator of syngas is set.

Wie Fig. 1 zeigt, gehört zur Vorrichtung gemäß der Erfindung ein aschebildender Kohleverbrennungsofen, der insgesamt mit Bezugszeichen 10 gekennzeichnet ist und einen tangentialen Oxi dationsmitteleinlaß 12 und einen axialen Kohleeinlaß 14 hat. Der Verbrennungsofen 10 weist eine insgesamt zylindrischer Re aktionskammer 16 auf, die mit ihrer Längsachse horizontal ange ordnet dargestellt ist, wobei der Zylinder ein Ausgangsende 18 hat, durch welches die Verbrennungsprodukte die Kammer verlassen, und ein Kopfende 20, in welches der Brennstoff in Form von Kohlenstaub eingeführt wird. Wie bei dieser als Beispiel dienen den Gestaltung gezeigt, gehört zum Ausgangsende 18 eine Aus gangsanordnung 22, die meistens als von symmetrischer Art be zeichnet wird. Anhand von Fig. 6a und 7a wird klar, daß ein symmetrischer Ausgang ein Ausgang ist, bei dem der Ausgangsweg, dem die Verbrennungsprodukte folgen, zur Achse des Verbrennungs ofens symmetrisch ist, d. h. der Ausgangsweg erstreckt sich von der Mitte der Ausgangsanordnung statt tangential oder schnecken förmig zu sein. Zu der als Beispiel dienenden Ausführungsform gemäß Fig. 1 gehört auch eine weitere ausgangsseitige Ver brennungsstufe 24, der weiteres Oxidationsmittel und/oder Brennstoff durch den Einlaß 26 zugeführt werden kann. Diese Ausgangsstufe 24 dient als Beispiel für eine typische Umgebung des Verbrennungsofens, ist aber für die vorliegende Erfindung nicht wesentlich, da der aschebildende Verbrennungsofen auch ohne die Ausgangsstufe ebenso gut arbeitet. As shown in FIG. 1, the invention belongs to the device according to one ash-forming coal combustion furnace which is generally indicated by reference numeral 10 and a tangential Oxi dationsmitteleinlaß 12 and has an axial coal inlet 14. The incinerator 10 has a generally cylindrical re action chamber 16 , which is shown with its longitudinal axis arranged horizontally, the cylinder having an outlet end 18 through which the combustion products leave the chamber, and a head end 20 in which the fuel is in the form of Coal dust is introduced. As shown in this example serve the design, belongs to the output end 18 from an output arrangement 22 , which is usually characterized as being of a symmetrical type. Referring to Fig. 6a and 7a is clear that a balanced output is an output, wherein the output path to the followed by the combustion products, is furnace symmetrically to the axis of the combustion, the output path of the output device that extends from the center rather than tangentially or helically to be shaped. Can be added to the exemplary embodiment of FIG. 1 also includes a further output-side Ver brennungsstufe 24 which further oxidizer and / or fuel supplied through the inlet 26. This output stage 24 serves as an example of a typical incinerator environment, but is not essential to the present invention since the ash-forming incinerator works just as well without the output stage.

Wie am besten in Fig. 2 gezeigt, werden unverbrannte Mineral stoffe oder Asche als flüssige Asche durch eine Ascheöffnung aus der Kammer 16 entfernt, die tief an der zylindrischen Wand der Kammer in der Nähe des Ausgangsendes 18 angeordnet ist. Die Öffnung ist mit einer Entfernungsanordnung 28 für Asche verbunden, deren Einzelheiten für die vorliegende Erfindung nicht von entscheidender Bedeutung sind. Die ganze Kammer 16 und der Oxidationsmitteleinlaß 12 ist von einem Fluid, bei spielsweise Wasser gekühlt, welches durch Kühlmitteleinlässe 30 an der Oberseite des Zylinders eingelassen wird und aus Kühlmittelausgängen am Boden austritt, von denen einige bei 32 gezeigt sind. Das Kühlen der Brennkammer 16 erzeugt eine verfestigte Aschelage an den Kammerwänden. Die feste Lage aus Asche schützt die Karnerwände vor Erosion durch flüssige Asche und brennende Brennstoffteilchen und schafft außerdem eine Isolierschicht von verhältnismäßig geringem Leitvermögen, um Wärmeverluste der Kammer zu verringern. Um ein besseres Anhaften der verfestigten Aschelage an den Kammerwänden zu erreichen, ist an den Wänden eine große Anzahl aufrechter Stifte befestigt, wie bei 34 in Fig. 5 gezeigt. Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung haben die Stifte 34 etwa einen Durchmesser von 3,2 mm und eine Länge von 6,4 mm und sind an den Kammerwänden in einem Abstand von ca. 19,2 mm angeschweißt. Die ausgangsseitige Verbrennungsstufe 24 wird nur für den Fall benutzt, daß sie zum Anpassen der thermodynamischen Merkmale des Verbrennungsofens an irgendeinen nachgeschalteten Prozeß, z. B. einen MHD-Generator benötigt wird.As best shown in FIG. 2, unburned minerals or ashes are removed as liquid ashes from the chamber 16 through an ash opening located deep on the cylindrical wall of the chamber near the exit end 18 . The opening is connected to an ash removal assembly 28 , the details of which are not critical to the present invention. The entire chamber 16 and oxidant inlet 12 is cooled by a fluid, such as water, which is admitted through coolant inlets 30 at the top of the cylinder and exits from coolant outlets at the bottom, some of which are shown at 32 . The cooling of the combustion chamber 16 creates a solidified ash layer on the chamber walls. The solid layer of ash protects the stone walls from erosion by liquid ash and burning fuel particles and also creates an insulating layer of relatively low conductivity to reduce heat loss in the chamber. To achieve better adherence of the solidified ash layer to the chamber walls, a large number of upright pins are attached to the walls, as shown at 34 in FIG. 5. In one embodiment of the invention, the pins 34 have a diameter of approximately 3.2 mm and a length of 6.4 mm and are welded to the chamber walls at a distance of approximately 19.2 mm. The output combustion stage 24 is used only in the event that it is used to adapt the thermodynamic characteristics of the incinerator to any downstream process, e.g. B. an MHD generator is required.

Fig. 2 zeigt in schematischer Form die Grundgestalt des asche bildenden Verbrennungsofens. Oxidationsgas wird durch eine rechteckige Öffnung, die zwischen dem Kopfende 20 und dem Aus gangsende 18 angeordnet ist, tangential in die Brennkammer 16 eingeführt. Brennstoff aus dem Kohleeinlaß 14 wird längs eines insgesamt konischen Sprühnebels dispergiert, der eine wesent liche radiale Geschwindigkeitskomponente enthält. Bei einem gegenwärtig bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein Halbwinkel von ca. 60° in bezug auf die Mittelachse des Zylinders 16 benutzt. Wie am besten in Fig. 4 gezeigt ist, divergiert Luft aus dem Oxidationsmitteleinlaß 12 in zwei getrennte Bahnen in bezug auf die axiale Strömungskomponente des Oxidationsmittels. Derjenige Teil des Oxidationsmittels, der zum Kopfende 20 zurückfließt, trifft auf Brennstoff aus dem Kohleeinlaß 14, und es erfolgt eine Verbrennung im Kopfende bei einem stöchiometrischen Verhältnis, welches etwa der Hälfte des Gesamtverhältnisses des ganzen Verbrennungsofens entspricht. Die Düse 14 verlassende Brennstoffteilchen werden wesentlich er hitzt, während sie das Kopfende durchlaufen, um in der Nähe der Kammerwände auf das Oxidationsgas zu treffen. Wenn also das stöchiometrische Gesamtverhältnis 0,58 beträgt, wie im Anwen dungsfall eines MHD-Generators, ist das stöchiometrische Ver hältnis in der ersten Verbrennungsphase im Kopfende ca. 0,29. Für diesen MHD-Anwendungsfall wird zusätzliches Oxidationsmittel in dem nicht gezeigten Einlaß in den MHD-Generator hinzugefügt. Fig. 2 shows in schematic form the basic shape of the ash-forming incinerator. Oxidation gas is introduced tangentially into the combustion chamber 16 through a rectangular opening, which is arranged between the head end 20 and the output end 18 . Fuel from the coal inlet 14 is dispersed along a generally conical spray which contains a substantial radial velocity component. In a presently preferred embodiment of the invention, a half angle of approximately 60 ° with respect to the central axis of the cylinder 16 is used. As best shown in FIG. 4, air from oxidant inlet 12 diverges in two separate paths with respect to the axial flow component of the oxidant. The portion of the oxidant that flows back to the head end 20 encounters fuel from the coal inlet 14 and there is combustion in the head end at a stoichiometric ratio which is about half the total ratio of the entire incinerator. The nozzle 14 leaving fuel particles are substantially heated as they pass through the head end to meet the oxidizing gas near the chamber walls. So if the total stoichiometric ratio is 0.58, as in the application of an MHD generator, the stoichiometric ratio in the first combustion phase at the head end is approximately 0.29. For this MHD application, additional oxidizing agent is added to the MHD generator in the inlet, not shown.

Gase aus der ersten Verbrennungsphase bewegen sich dann in einen zentralen Bereich des Kopfendes in der Nähe der Achse und bewegen sich insgesamt längs und in der Nähe der Achse und zum Ausgangsende 18, wo eine weitere Umsetzung mit dem rest lichen Teil des zum Ausgangsende strömenden Oxidationsgases er folgt. Durch die Verbrennung in dieser zweiten Phase des Ver brennungsofens wird das stöchiometrische Gesamtverhältnis er höht, so daß das Gesamtverhältnis das gewünschte Niveau er reicht. Wie Fig. 4 zeigt, gibt es auch eine geringfügige in Rückwärtsrichtung gerichtete Kernströmung zurück durch die Aus gangsöffnung. Bei Betrachtung von Fig. 4 ist zu beachten, daß sie nur die axialen und radialen Komponenten der Gasströmung wiedergibt. Diesem Strömungsmuster überlagert ist die Strömung im Drehsinn, die durch die tangentiale Einführung des Oxida tionsgases hervorgerufen wird. Diese Strömung im Drehsinn bzw. die Zyklonströmung ist insofern wichtig, als sie eine verhältnis mäßig lange Bahn bildet, längs der die Brennstoffteilchen ver brennen können und Asche sich bilden kann. Das Aufwirbeln fördert das Vermischen von Brennstoff und Oxidationsmittel und richtet mitgerissenes Material nach außen gegen die Wandoberflächen.Gases from the first combustion phase then move into a central region of the head end near the axis and move overall along and near the axis and to the outlet end 18 where he further reaction with the rest of the part of the oxidizing gas flowing to the outlet end follows. Through the combustion in this second phase of the incinerator, the overall stoichiometric ratio is increased so that the overall ratio reaches the desired level. As shown in FIG. 4, there is also a slight forward-backward direction core flow-opening back through the corner. When viewed from FIG. 4 is to be noted that it represents only the axial and radial components of gas flow. This flow pattern is superimposed on the flow in the direction of rotation, which is caused by the tangential introduction of the oxidation gas. This flow in the direction of rotation or the cyclone flow is important insofar as it forms a relatively moderately long path along which the fuel particles can burn and ash can form. The whirling up promotes the mixing of fuel and oxidizing agent and directs entrained material to the outside against the wall surfaces.

Jegliche Strömung von Asche über das Ausgangsende 18 des asche bildenden Verbrennungsofens hinaus wird praktisch von einem ringförmigen Umlenkorgan 40 verhindert. Hauptsächlich aus dem Kopfende 20 stammende, verflüssigte Asche fließt unter der Wirkung von Schwerkraft und Scherkraft zwischen der Asche und den benachbarten, sich bewegenden Verbrennungsgasen in Richtung zum Ascheabstich 28. Für den MHD- und andere ausgewählte An wendungsfälle des Verbrennungsofens kann ein Zusatzstoff axial mit dem Kohlebrennstoff eingespritzt werden, wie bei 41 in Fig. 2 angedeutet, um das elektrische Leitvermögen der ent stehenden, austretenden Gase zu verbessern oder die Abgasart anderweitig abzuwandeln. Jedoch hat die Strömung des Zusatz stoffs keine Bedeutung für die Erfindung außer in dem Maß, in dem der Zusatzstoff mit ausreichender Geschwindigkeit einspritz bar ist, um zu verhindern, daß er in der ausströmenden Asche ein gefangen wird und mit den heißen Abgasen reagiert.Any flow of ash beyond the exit end 18 of the ash-forming incinerator is practically prevented by an annular diverter 40 . Liquefied ash mainly coming from the head end 20 flows under the effect of gravity and shear force between the ash and the adjacent, moving combustion gases in the direction of the ash tapping 28 . For the best before and other selected applications of the incinerator, an additive can be injected axially with the coal fuel, as indicated at 41 in FIG. 2, in order to improve the electrical conductivity of the emerging, emerging gases or to otherwise modify the type of exhaust gas. However, the flow of the additive is of no importance to the invention except to the extent that the additive can be injected at a sufficient rate to prevent it from being trapped in the outflowing ash and reacting with the hot exhaust gases.

Fig. 3 zeigt im Schnitt eine typische Zapfendüsenkonstruktion. Der Zapfen 14 hat zylindrische Gestalt und eine Anzahl von ringförmigen Elementen, die einen Axialkanal 42 für den Zusatz stoff begrenzen, zwei konzentrische, ringförmige Durchlässe 43 und 44, die am Ende des Zapfens miteinander in Fluidverbindung stehen, wie bei 45 gezeigt, um einen Kühlfluidweg zu bilden, sowie einen diesen umgebenden, ringförmigen Brennstoffkanal 46. Der ringförmige Brennstoffkanal 46 endet in einer konischen Ausgangsöffnung 48, die sich in einem durchgehenden Kreis um den Umfang des Zapfens erstreckt. Kohle wird aus der Ausgangs öffnung 48 als konische Fläche ausgestoßen. Zwischen dem Brennstoffkanal 46 und der Außenfläche des Zapfens ist ein weiterer ringförmiger Kühlkanal 49 vorgesehen. Fig. 3 shows a typical cone nozzle construction in section. The spigot 14 has a cylindrical shape and a number of annular elements defining an axial channel 42 for the additive, two concentric annular passages 43 and 44 which are in fluid communication at the end of the spigot, as shown at 45 , around a cooling fluid path to form, as well as an annular fuel channel 46 surrounding this. The annular fuel channel 46 ends in a conical outlet opening 48 which extends in a continuous circle around the circumference of the pin. Coal is expelled from the outlet opening 48 as a conical surface. Another annular cooling channel 49 is provided between the fuel channel 46 and the outer surface of the pin.

Wie Fig. 5-11 zeigen, kann die Erfindung in einer großen Vielfalt von Ausführungsbeispielen je nach dem Bedarf der zu gehörigen nachgeschalteten Anwendung benutzt werden. Zunächst zeigt Fig. 5 eine Grundgestalt, die sich die Prinzipien der Erfindung zunutze macht. Es ist eine Kohlezapfendüse zum Ein spritzen von Kohle bei 14, ein tangentialer Einlaß 12, ein Ascheabstich 28 und ein Ausgang bei 22a vorgesehen. Bei diesem Ausführungsbeispiel und allen weiteren noch zu beschreibenden könnte die Kohle alternativ auch mittels in Umfangsrichtung weisender Brennstoffeinlaßöffnungen wie den bei 60 in Fig. 10 und 11 gezeigten eingespritzt werden. Der einzige Unterschied zwischen dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 und dem anhand von Fig. 1-4 erläuterten besteht darin, daß der Ausgang 22a ein schneckenförmiger Ausgang ist, der im einzelnen in Fig. 5a dar gestellt ist. Bei einem schneckenförmigen Ausgang nimmt der Radius der Ausgangsanordnung von einem Minimalwert zu einem Maximalwert zu, und eine Ausgangsleitung geht an der Stelle des maximalen Radius tangential in die Anordnung über. Dies ist zu unterscheiden von dem symmetrischen Ausgang (Fig. 6a), bei dem eine Ausgangsleitung symmetrisch in eine zylindrische Ausgangs anordnung übergeht, d. h. längs eines Radius. Bei beiden Arten von Ausgang ist es das Ziel, eine gleichmäßigen nicht verwirbelte Strömung in der Ausgangsleitung zu erreichen.As shown in Fig. 5-11 show the invention in a wide variety of embodiments, depending on the needs of the associated downstream application to be used. First, Fig. 5 shows a basic shape that takes advantage of the principles of the invention. There is a coal nozzle for injecting coal at 14 , a tangential inlet 12 , an ash tapping 28 and an outlet at 22 a. In this embodiment and all others yet to be described, the coal could alternatively also be injected by means of circumferential fuel inlet openings such as those shown at 60 in FIGS. 10 and 11. The only difference between the embodiment of FIG. 5 and that explained with reference to FIGS. 1-4 is that the output 22 a is a helical output, which is shown in detail in Fig. 5a. In the case of a helical output, the radius of the output arrangement increases from a minimum value to a maximum value, and an output line merges tangentially into the arrangement at the point of the maximum radius. This is to be distinguished from the symmetrical output ( Fig. 6a), in which an output line merges symmetrically into a cylindrical output arrangement, ie along a radius. For both types of exit, the goal is to achieve a steady, non-swirling flow in the exit line.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 und 6a unterscheidet sich von dem in Fig. 5 gezeigten in zweierlei Hinsicht. Zunächst ist ein einfacherer symmetrischer Ausgang 22b gezeigt. Zweitens ist dieser Ausgang 22b, was wichtiger ist, viel näher am Einlaß an geordnet, d. h. die Gesamtlänge der Aschebildungsstufe ist ver kürzt. Diese Verkürzung ist deshalb möglich, weil die zweite Phase der Verbrennung im Ausgangsende 18 der Kammer 16 nur ver hältnismäßig kurz dauert, da sie nur gasförmige Komponenten betrifft, die eine hohe Temperatur haben, da der feste Brenn stoff praktisch vollkommen im Kopfende verbrannt wurde. Die kompaktere Konstruktion des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 6 führt zu weiter verringertem Wärmeverlust und erhöhtem Wirkungs grad, wobei gleichzeitig die gute Aschegewinnung erhalten bleibt. The exemplary embodiment according to FIGS. 6 and 6a differs from the one shown in FIG. 5 in two respects. First, a simpler balanced output 22 b is shown. Second, this output 22 b, which is more important, is arranged much closer to the inlet, ie the total length of the ash formation stage is shortened. This shortening is possible because the second phase of combustion in the outlet end 18 of the chamber 16 only takes a relatively short time, since it only affects gaseous components that have a high temperature, since the solid fuel has been practically completely burned in the head end. The more compact construction of the embodiment according to FIG. 6 leads to further reduced heat loss and increased efficiency, while at the same time maintaining good ash extraction.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 7 und 7a ähnelt dem in Fig. 6 gezeigten, außer daß die Verbrennungsphase am Ausgangsende sich in einem noch kleineren Volumen abspielt, da der mit 12c bezeichnete Oxidationsmitteleinlaß als Folge der Anordnung des Ascheabstichs 28c am Kopfende viel näher an das Ausgangsende 18 der Kammer 16 verlegt ist. Der Kohleinjektor ist entsprechend verlängert und mit dem Einlaß 12c wirksam zum Ausgangsende hin verlagert. Das Volumen am Kopfende ist entsprechend durch die andere Anordnung des Ascheabstichs vergrößert, und der größte Teil der Entfernungsfunktion der Asche erfolgt wie bei allen gezeigten Ausführungsbeispielen in der ersten Verbrennungsphase am Kopfende. Auf diese Weise wird der Wärmeverlust durch den Ascheabstich 28c reduziert, weil die Temperatur im Bereich des Kopfendes niedriger ist. Die Anordnung des Ascheabstichs 28c am Kopfende 20 führt zu einem höheren Wirkungsgrad der Entaschung, da wegen der niedrigeren Temperatur des Kopfendes die Verflüch tigung von Asche verringert sein sollte. Ferner sollte die Asche, die sich an den Wänden des Kopfendes abgesetzt hat, leichter von der axialen Komponente der in das Kopfende 20 eintretenden Ein gangsströmung zum Ascheabstich mitgerissen werden.The embodiment of FIGS. 7 and 7a is similar to that shown in FIG. 6, except that the combustion phase at the outlet end takes place in an even smaller volume, since the oxidant inlet designated 12 c as a result of the arrangement of the ash tapping 28 c at the head end is much closer the outlet end 18 of the chamber 16 is laid. The Kohleinjektor is extended accordingly, and displaced towards the inlet 12 c operative to output end. The volume at the head end is correspondingly increased by the different arrangement of the ash tapping, and the majority of the removal function of the ash takes place in the first combustion phase at the head end, as in all the exemplary embodiments shown. In this way, the heat loss through the ash tapping 28 c is reduced because the temperature in the area of the head end is lower. The arrangement of the ash tapping 28 c at the head end 20 leads to a higher efficiency of the ash removal, since the volatilization of ash should be reduced because of the lower temperature of the head end. Furthermore, the ash, which has settled on the walls of the head end, should be more easily entrained by the axial component of the inlet flow entering the head end 20 to the ash tapping.

Die in Fig. 8 und 8a gezeigte Gestaltung ist eine weitere Ver feinerung des in Fig. 7 gezeigten Ausführungsbeispiels. Insbe sondere ist der tangentiale Oxidationsgaseinlaß durch einen schneckenförmigen Einlaß 12d ersetzt, der meistens als abge setzter, schneckenartiger Typ bezeichnet wird. Das gleiche Vo lumen an Oxidationsgas kann durch den schneckenförmigen Einlaß wie durch den tangentialen Einlaß zugeführt werden, aber mit einer wirksamen Verringerung der axialen Länge des Einlasses, da der schneckenförmige Einlaßkanal in radialer Richtung ge messen größer sein kann als ein tangentialer Einlaß in einen Zylinder der gleichen Größe. Diese kürzere axiale Länge kann die Wärmeverluste des Verbrennungsofens verringern und damit den Wirkungsgrad erhöhen. Wichtiger ist jedoch, daß die im einzelnen in Fig. 8a gezeigte abgesetzte Schneckenform 12d das Oxidationsgas in einer besseren symmetrischen Art um die Wände der Kammer 16 herum einführt. Das in der Schneckenform zirku lierende Oxidationsmittel verbreitet sich in ziemlich gleich mäßiger Art um den Umfang der Schneckenform herum über die Schneckenkanten statt in entgegengesetzten axialen Richtungen in einem begrenzten Bereich in der Nähe der tangentialen Ein laßöffnung auszuströmen. Anders ausgedrückt wird durch den schneckenförmigen Einlaß die Oxidationsmittelströmung gleich mäßig um den Umfang der Kammer eingeführt statt in einem im Winkel begrenzten Bereich.The design shown in FIGS . 8 and 8a is a further refinement of the embodiment shown in FIG. 7. In particular, the tangential oxidizing gas inlet is replaced by a helical inlet 12 d, which is mostly referred to as a settled, helical type. The same volume of oxidizing gas can be supplied through the screw-shaped inlet as through the tangential inlet, but with an effective reduction in the axial length of the inlet, since the screw-shaped inlet channel can measure larger in the radial direction than a tangential inlet in a cylinder same size. This shorter axial length can reduce the heat loss of the incinerator and thus increase efficiency. It is more important, however, that the stepped screw shape 12 d shown in detail in FIG. 8 a introduces the oxidizing gas around the walls of the chamber 16 in a better symmetrical manner. The oxidizing agent circulating in the screw shape spreads in a fairly uniform manner around the circumference of the screw shape over the screw edges instead of in opposite axial directions in a limited area near the tangential inlet opening. In other words, the helical inlet introduces the oxidant flow evenly around the circumference of the chamber rather than in an angularly limited area.

Die in Fig. 9 gezeigte Gestaltung betrifft einen doppelseitigen aschebildenden Verbrennungsofen, bei dem zwei Kopfenden 20 und 20′ jeweils an einer Seite eines zentralen Ausgangsbereichs 50 angeordnet sind und zwei Einlässe 12e der in Fig. 8 gezeigten, abgesetzten, schneckenförmigen Art vorgesehen sind. Es sind auch zwei Ascheabstiche 28e und zwei Kohleinjektoren 14 und 14e vor gesehen. Der Hauptvorteil der in Fig. 9 gezeigten Gestaltung besteht in weiter vermindertem Wärmeverlust, da die Ausgangs enden der Gestaltungen gemäß Fig. 8 weggelassen sind. Bei der Ausführung gemäß Fig. 8 mit nur einem Ende besteht ein beträcht licher Wärmeverlust am Ausgangsende 22a, während diese Verluste bei der Ausführung gemäß Fig. 9 dadurch auf ein Minimum einge schränkt sind, daß die Ausgangsenden im Mittelbereich 50 ver einigt sind.The design shown in Fig. 9 relates to a double-sided ash-forming incinerator, in which two head ends 20 and 20 'are each arranged on one side of a central output region 50 and two inlets 12 e of the offset, helical type shown in Fig. 8 are provided. There are also two ash taps 28 e and two coal injectors 14 and 14 e before seen. The main advantage of the design shown in FIG. 9 is further reduced heat loss since the output ends of the designs according to FIG. 8 are omitted. In the embodiment according to FIG. 8 with only one end there is a considerable heat loss at the outlet end 22 a, while these losses in the embodiment according to FIG. 9 are limited to a minimum by the fact that the outlet ends are united in the central region 50 .

Fig. 10 zeigt eine vertikal ausgerichtete Brennkammer 16 mit abgesetztem, schneckenförmigem Einlaß 12f, symmetrischem Auslaß 22f, Kohleinjektoren 60, die längs des Umfanges um die Kammer 16 an einer vom Einlaß 12f geringfügig zum Kopfende 20f ver lagerten Stelle angeordnet sind, und einem Ascheabstich 28f, der in axialer Ausrichtung im Kopfende angeordnet ist. Das Be triebsprinzip ist das gleiche wie bei den bereits beschriebenen grundlegenden Ausführungen. Kohle wird in den Anteil der zum Kopfende 20f der Kammer 16 fortschreitenden Einlaßströmung ein gespritzt, und eine erste Verbrennungsphase erfolgt am Kopfende bei einem verhältnismäßig niedrigen stöchiometrischen Verhältnis. Fig. 10 shows a vertically oriented combustion chamber 16 with a stepped, helical inlet 12 f, symmetrical outlet 22 f, coal injectors 60 , which are arranged along the circumference around the chamber 16 at a position slightly offset from the inlet 12 f to the head end 20 f, and an ash tapping 28 f, which is arranged in the axial alignment in the head end. The operating principle is the same as in the basic versions already described. Coal is injected into the portion of the inlet flow progressing to the head end 20 f of the chamber 16 , and a first combustion phase takes place at the head end at a relatively low stoichiometric ratio.

Dann kann eine zweite Verbrennungsstufe im Ausgangsende des Verbrennungsofens stattfinden, ehe die Verbrennungsprodukte durch den symmetrischen Ausgang 22f entweichen.A second combustion stage can then take place in the exit end of the incinerator before the combustion products escape through the symmetrical outlet 22 f.

Jedes der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele kann so abgewandelt werden, daß es als Gasgenerator arbeitet, indem eine Einrichtung eingeschlossen wird, die die ganze Oxidations gasströmung zum Kopfende 20 des Verbrennungsofens umleitet. Wie z. B. in Fig. 11 und 11a gezeigt, hat das in Fig. 10 dargestellte, senkrecht ausgerichtete Ausführungsbeispiel ein Kopfende 20g und ein zylindrisches Umlenkorgan 62, welches im Oxidationsmittel einlaß 12g angeordnet ist, um als Strömungsableitorgan zu wir ken, welches sicherstellt, daß die Oxidationsmittelströmung eine axiale Komponente hat, die nur zum Kopfende gerichtet ist, wie durch die Pfeile 64 angedeutet. Natürlich ist die Einlaß strömung so eingestellt, daß sie ein gewünschtes stöchiometrisches Verhältnis zum Erzeugen eines brennbaren Gases ergibt. Auf diese Weise wird die zweite Verbrennungsphase ausgeschaltet, von der oben gesagt wurde, daß sie im Ausgangsende des Verbrennungsofens stattfindet, und das stöchiometrische Gesamtverhältnis des Verbrennungsofens wird auf den gleichen verhältnismäßig niedri gen Wert reduziert, der im Kopfende vorherrscht. Dadurch werden am Ausgang Gase mit den thermodynamischen Eigenschaften erhal ten, die für geeignetes Treibgas charakteristisch sind. Es ist klar, daß auch jede der anderen Ausführungsformen leicht so ab gewandelt werden könnte, daß sie das in Fig. 11 gezeigte Strö mungsumlenkorgan 62 mitumfaßte, um als Gasgenerator zu arbeiten.Each of the above-described embodiments can be modified to operate as a gas generator by including means that redirect all of the oxidant gas flow to the top 20 of the incinerator. Such as As shown in FIGS. 11 and 11a, the vertically oriented embodiment shown in FIG. 10 has a head end 20 g and a cylindrical deflection element 62 , which is arranged in the oxidant inlet 12 g, in order to act as a flow deflector, which ensures that that the oxidant flow has an axial component directed only to the head end, as indicated by arrows 64 . Of course, the inlet flow is adjusted to give a desired stoichiometric ratio for generating a combustible gas. In this way, the second combustion phase, which was said to take place at the exit end of the incinerator, is switched off and the overall stoichiometric ratio of the incinerator is reduced to the same relatively low value that prevails in the head end. As a result, gases with the thermodynamic properties that are characteristic of suitable propellant gas are obtained at the outlet. It is clear that each of the other embodiments could easily be modified so that it included the flow deflection member 62 shown in FIG. 11 to operate as a gas generator.

Anhand der vorstehenden Beschreibung wird klar, daß die vor liegende Erfindung einen bedeutsamen Fortschritt auf dem Gebiet von Kohleverbrennungsöfen darstellt. Insbesondere wird erfin dungsgemäß ein aschebildender Verbrennungsofen geschaffen, der mit erwünschten Eigenschaften der Entaschung bei verhältnis mäßig niedrigem stöchiometrischem Verhältnis arbeitet und des halb verringerte Wärmeverluste und einen erhöhten Wirkungsgrad bietet. Ferner läßt sich der Verbrennungsofen leicht an die Erfordernisse verschiedener nachgeschalteter Prozesse anpassen, z. B. an MHD-Generatoren oder Verfahren, für die als Brennstoff Synthesegas benötigt wird.From the above description it is clear that the above invention lies a significant advance in the field of coal-burning furnaces. In particular, it is invented According to an ash-forming incinerator created with desired properties of ash removal at ratio moderately low stoichiometric ratio works and des half reduced heat loss and increased efficiency offers. Furthermore, the incinerator can be easily connected to the Adapt the requirements of different downstream processes, e.g. B. on MHD generators or processes for which as a fuel Syngas is needed.

Claims

1. Combustion process to form a slag in a chamber ( 16 ) with a head end ( 20 ), an opposite outlet end ( 18 ) and an oxidizing agent ( 12 ), which is arranged between the head end ( 20 ) and the outlet end ( 18 ) is where

1. An oxidation gas is introduced tangentially into the chamber ( 16 ) via the oxidant inlet ( 12 ) and is split into two parts with opposite axial components and
2. Fuel is injected into the head end ( 20 ), such that a first combustion phase takes place at the head end ( 20 ) of the chamber ( 16 ), gas from the first combustion phase is then in a central region of the head end ( 20 ) nearby the axis and overall along and in the vicinity of the axis to the outlet end ( 18 ), where a further reaction with the remaining part of the oxidizing gas flowing to the outlet end takes place in a second combustion phase.

2. Combustion process according to claim 1, characterized in that the tangential one led oxidation gas in two approximately equal parts with ent opposite axial components is split.

3. Incinerator for performing the method according to claim 1 or 2 with

- a combustion chamber ( 16 ) which has a head end ( 20 ) and an opposite outlet end ( 18 ),
- Inlet devices ( 12 , 14 ) for introducing fuel at the head end ( 20 ) and for introducing oxidizing agent with a tangential component into the chamber ( 16 ) in such a way that a rotary flow occurs in the chamber ( 16 ),
- an outlet ( 22 ) at the outlet end ( 18 ) for removing combustion products from the chamber ( 16 ),
- A slag barrier ( 40 ) in the chamber ( 16 ) and with
a tapping ( 28 ) for removing liquid slag from the chamber ( 16 ),

characterized in that

- The incinerator has a horizontally oriented combustion chamber ( 16 ) with the rack ( 28 ) on the underside of the chamber ( 16 ).

4. Incinerator according to claim 3, characterized in that the oxidizing medium inlet ( 12 ) is of a stepped helical type.

5. Incinerator according to one of claims 3 or 4, characterized in that the outlet ( 22 ) is arranged axially with respect to the outlet end ( 18 ) of the chamber.

6. Incinerator according to one of claims 3 or 4, characterized in that the outlet ( 22 a) is helical and has a tangential opening with respect to the chamber ( 16 ).

7. Incinerator according to one of claims 3 or 4, characterized in that the outlet ( 22 b) emerges laterally from the chamber ( 16 ).

8. Incinerator according to one of claims 3 to 7, characterized in that the oxidizing agent inlet ( 12 ) closer to the head end ( 22 ) than the slag barrier ( 40 ) and the racking ( 28 ) for slag are arranged adjacent to the slag barrier ( 40 ) .

9. Incinerator according to one of claims 3 to 7, characterized in that the oxidizing agent inlet ( 12 ) is arranged approximately centrally between the head end ( 20 ) and the slag barrier ( 40 ).

10. Incinerator according to one of claims 3 to 7, characterized in that the oxidizing agent inlet ( 12 c) closer to the slag barrier ( 40 ) than at the head end ( 20 ) of the chamber and the rack ( 28 c) adjacent to the head end ( 20 ) the chamber is arranged.

11. Incinerator according to claim 3, with a first and a second combustion chamber whose output ends are coupled and have opposite head ends ( 20 , 20 ');
first and second means for injecting coal dust ( 14 , 14 e) into the first and second head ends;
a first and a second device for injecting oxidizing gas ( 12 e) in the vicinity of the coupled output ends; and with
a first and a second slag tapping ( 28 a), which are arranged at the head ends of the first and second combustion chamber.

12. slag-forming incinerator for performing the method according to claim 1 or 2 with

a combustion chamber ( 16 ) which is oriented vertically and has a head end ( 20 ) and an opposite outlet end ( 18 ),
- Inlet devices ( 12 , 14 ) for introducing fuel at the head end ( 20 ) and for introducing oxidizing agent with a tangential component into the chamber ( 16 ) in such a way that a rotary flow occurs in the chamber ( 16 ),
- an outlet ( 22 ) at the outlet end ( 18 ) for removing combustion products from the chamber ( 16 ),
- A slag barrier ( 40 ) in the chamber ( 16 ) and with
a tapping ( 28 ) for removing liquid slag from the chamber ( 16 ),

characterized in that the Brennkam has a helical oxidant inlet ( 12 f).

13. Incinerator according to claim 12, characterized in that the fuel inlet device by coal injectors ( 60 ) which are along the circumference around the chamber ( 16 ) at a slightly from the inlet ( 12 f) to the head end ( 20 f) relocated point angeord , is trained.

14. Incinerator according to one of claims 12 or 13, characterized in that the slag rack ( 28 f) is arranged centrally on the bottom of the combustion chamber.

15. Incinerator according to one of claims 3 to 14, characterized in that Einrichtun gene ( 34 ) on the walls of the chamber ( 16 ) are fixed to promote the adherence of solidified slag to the walls of the chamber.