DE10133058A1

DE10133058A1 - Burning liquid or solid fuels in cement production comprises injecting fuel and gas into comminuting chamber inside burner and feeding mixture produced through burner nozzle

Info

Publication number: DE10133058A1
Application number: DE10133058A
Authority: DE
Inventors: Joachim Bosch
Original assignee: Messer Griesheim GmbH
Current assignee: Air Liquide Deutschland GmbH
Priority date: 2001-07-07
Filing date: 2001-07-07
Publication date: 2003-01-23
Also published as: EP1407187A1; WO2003006878A1

Abstract

Burning liquid and/or solid fuels comprises finely dividing them and mixing them with oxygen or an oxygen-rich gas. This is carried out by injecting fuel and gas through feeds (2, 18) into a comminuting chamber (7) inside a burner (1) and feeding the mixture produced through a burner nozzle (4) at a speed which is not less than the speed of propagation of the flame front. Independent claims are included for: (i) the burner; and (ii) a rotary cement kiln which is fitted with the burner.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbrennen von flüssigen und/oder festen Brennstoffen bei dem der Brennstoff zerstäubt, mit Sauerstoff oder einem sauerstoffreichen Gas vermischt und das Sauerstoff-Brennstoff-Gemisch verbrannt wird. The invention relates to a method for burning liquid and / or solid Fuels where the fuel is atomized, with oxygen or with a oxygen-rich gas is mixed and the oxygen-fuel mixture is burned.

Bei der Zementproduktion werden den in Drehrohröfen eingesetzten eigentlichen Brennstoffen, wie Steinkohle, Braunkohle, Öl oder Erdgas, Abfallstoffe als Zusatzbrennstoffe, beispielsweise Altöle beigemischt. Diese Abfallstoffe sind häufig sehr inhomogen und weisen in ihren für die Verbrennung wichtigen Parametern, wie Viskosität und Heizwert, beträchtliche Schwankungen auf. So wird beispielsweise in den USA ein als "Synfuel" bezeichnetes Abfallöl als Zusatzbrennstoff in Zementdrehrohröfen eingesetzt, das Festkörper bis zu 6 mm Durchmesser enthält und einen unbestimmten Heizwert zwischen 20 und 28 kJ/g aufweist. Der Einsatz dieser Abfallstoffe in Zementdrehrohröfen hat die Folge, dass bei höheren Durchsätzen die Zündbedingungen nicht ununterbrochen erfüllt sind und somit die Flamme instabil wird. Da der Prozess der Zementherstellung einen definierten Temperaturverlauf erfordert, muss der Anteil dieser Abfallstoffe im Brennstoff auf unter 30% begrenzt werden, um eine hinreichende Stabilität der Flamme zu gewährleisten. In cement production, the actual ones used in rotary kilns are used Fuels such as hard coal, lignite, oil or natural gas, waste materials as Additional fuels, such as used oils. These wastes are common very inhomogeneous and show in their important parameters for combustion, such as Viscosity and calorific value, considerable fluctuations. For example, in in the USA, a waste oil called "Synfuel" as an additional fuel in Cement rotary kilns used that contain solids up to 6 mm in diameter and has an undetermined calorific value between 20 and 28 kJ / g. The stake this waste in rotary cement kilns has the consequence that at higher The ignition conditions are not continuously fulfilled and thus the Flame becomes unstable. Because the process of cement production has a defined Temperature curve requires, the proportion of these waste materials in the fuel be limited below 30% to ensure sufficient stability of the flame guarantee.

Zur Verbrennung derartiger Abfallstoffe kommen teilweise innenmischende Brenner zum Einsatz, bei denen der Brennstoff in einer Zerstäubungskammer mit Luft vermischt, zerstäubt und das Brennstoff-Luft-Gemisch anschließend verbrannt wird. Um die Zündbedingung auch beim Einsatz von relativ schlecht brennbaren Stoffen, wie etwa Altöl, ununterbrochen aufrecht erhalten zu können, muss eine optimale Durchmischung und Zerstäubung des Brennstoffs gewährleistet werden. Dies erfolgt bei den innenmischenden Brennern nach dem Stande der Technik durch eine konische Zuformung der Ausgangsmündung der Zerstäubungskammer oder, wie beispielsweise bei dem in der US 40 11 995 beschriebenen Brenner, durch einen innerhalb der Zerstäubungskammer angeordneten Deflektor, auf den der Brennstoff mit hoher Geschwindigkeit aufprallt und dabei zerstäubt wird. Burners of this type are sometimes burners that mix internally used where the fuel is in an atomization chamber with air mixed, atomized and the fuel-air mixture is then burned. To avoid the ignition condition even when using relatively poorly flammable substances, such as waste oil, must be able to be maintained continuously Mixing and atomization of the fuel can be guaranteed. this happens in the internal mixing burners according to the state of the art by a conical shape of the outlet mouth of the atomization chamber or how for example in the burner described in US 40 11 995, by a deflector located inside the atomization chamber, on which the fuel bouncing at high speed while being atomized.

Die Einhaltung der Zündbedingungen könnte zwar dadurch verstetigt werden, dass anstelle von Luft Sauerstoff eingesetzt wird; Sauerstoff erhöht den feuerungstechnischen Wirkungsgrad und ermöglicht dadurch eine Leistungssteigerung der Verbrennungsanlage. Es besteht dabei jedoch die Gefahr, dass das hochentzündliche Öl-Sauerstoff-Gemisch bereits in der Zerstäubungskammer zünden und so den Brenner zerstören kann. Aus diesem Grunde wurden innenmischende Brenner bislang nicht mit reinem Sauerstoff oder einem sauerstoffreichen Gas betrieben. Stattdessen wurden Sauerstofflanzen und außenmischende Brenner entwickelt, bei denen die Zerstäubung des Brennstoffs und seine Durchmischung mit Sauerstoff außerhalb der eigentlichen Düsengeometrie erfolgt. Ein außenmischender Brenner ist beispielsweise aus der EP 0 877 202 A2 vorbekannt. Der dort beschriebene Brenner weist einen konisch sich erweiternden Außenabschnitt auf, in dem zentral eine Brennstoffzufuhrleitung und konzentrisch dazu in gleichmäßigen Winkelabständen Sauerstoffzuführungen angeordnet sind. Durch die Sauerstoffzuführungen wird Sauerstoff mit hohem Druck herangeführt und zerstäubt den aus der zentralem Mündungsöffnung gleichfalls mit hohem Druck ausgestoßenen Brennstoff. Das dabei entstehende Brennstoff- Sauerstoff-Gemisch brennt nach Zündung in einer vor dem Außenabschnitt des Brenners gelegenen Flamme ab. Adherence to the ignition conditions could be confirmed by the fact that oxygen is used instead of air; Oxygen increases the firing efficiency and thereby enables a Increase in performance of the incinerator. However, there is a risk that the highly flammable oil-oxygen mixture is already in the Ignite atomization chamber and can destroy the burner. For this So far, internal mixing burners have not been made with pure oxygen or operated with an oxygen-rich gas. Instead, oxygen lances and external mixing burner developed in which the atomization of the fuel and its mixing with oxygen outside of the actual one Nozzle geometry takes place. An external mixing burner is, for example, from the Previously known from EP 0 877 202 A2. The burner described there has a conical shape expanding outer section, in the center of a fuel supply line and concentric with oxygen supply at regular angular intervals are arranged. The oxygen feeds oxygen at high pressure introduced and atomized also from the central mouth opening high pressure fuel. The resulting fuel Oxygen mixture burns after ignition in a front of the outer section Brenners located flame.

Mit den vorgenannten außenmischenden Brennersystemen können auch mäßig brennbare Abfallstoffe, wie Altöle, zuverlässig abgebrannt werden; nachteilig ist jedoch ihr hoher Sauerstoffbedarf. With the aforementioned external mixing burner systems can also be moderate combustible waste materials, such as waste oils, are reliably burned off; is disadvantageous however, their high oxygen demand.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher, eine effiziente Verbrennung von mit brennbaren Abfallstoffen vermischten Brennstoffen zu gewährleisten und dabei den Sauerstoffverbrauch zu minimieren. The object of the present invention is therefore, an efficient combustion of with combustible waste materials to ensure mixed fuels and thereby the Minimize oxygen consumption.

Gelöst ist diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. This task is solved by a method with the characteristics of Claim 1.

Die Zerstäubung erfolgt also durch Beaufschlagen von Brennstoff mit Sauerstoff oder einem sauerstoffreichen Gas innerhalb einer weitgehend geschlossenen Zerstäubungskammer. Als "sauerstoffreiches Gas" soll hier ein Gasgemisch bezeichnet werden, das Sauerstoff als überwiegenden Bestandteil enthält, zumindest jedoch einen Sauerstoffanteil besitzt, der wesentlich höher als der Sauerstoffanteil der Luft (21%) ist. Beim Eindüsen des Sauerstoffs entstehen turbulente Strömungen im Innern der Zerstäubungskammer, aufgrund derer Brennstoff und Sauerstoff fortwährenden Stößen gegeneinander ausgesetzt sind. Dabei wird der Brennstoff zu kleinen Brennstoffteilchen zerstäubt. Das so entstehende Gemisch aus Brennstoffteilchen und Sauerstoff wird mit einer Geschwindigkeit, die gleich oder höher als die Flammgeschwindigkeit des Gemisches ist, einer Brennerdüse zugeleitet und gezündet. The atomization is carried out by exposing fuel to oxygen or an oxygen-rich gas within a largely closed Atomizing chamber. A "gas mixture" is said to be an "oxygen-rich gas" that contain oxygen as the predominant ingredient, at least has an oxygen content that is significantly higher than that Is oxygen content in the air (21%). When the oxygen is injected turbulent flows inside the atomization chamber, due to which Fuel and oxygen are continuously subjected to shock. The fuel is atomized into small fuel particles. That so resulting mixture of fuel particles and oxygen is with a Speed equal to or higher than the flame speed of the Mixture is fed to a burner nozzle and ignited.

Um eine besonders effiziente Verbrennung zu erzielen, wird der Sauerstoff zweckmäßigerweise mit einem Druck von 3 bis 5 bar in die Zerstäubungskammer eingeleitet. In order to achieve a particularly efficient combustion, the oxygen expediently at a pressure of 3 to 5 bar into the atomization chamber initiated.

Bevorzugt wird das erfindungsgemäße Verfahren bei der Verbrennung von Abfallöl eingesetzt, das als Zusatzbrennstoff dem eigentlichen Brennstoff beigemischt ist. Durch die leistungsfähige Zerstäubung des Brennstoffgemischs in der Zerstäubungskammer und die günstigeren Zündbedingungen eines Brennstoff- Sauerstoff-Gemisches gegenüber eines Brennstoff-Luft-Gemisches kann der Anteil an Abfallöl im Brennstoff auf 50-70% gesteigert und damit verdoppelt werden. The method according to the invention is preferred for the combustion of waste oil used, which is added to the actual fuel as an additional fuel. Thanks to the efficient atomization of the fuel mixture in the Atomization chamber and the more favorable ignition conditions of a fuel The proportion of oxygen mixture compared to a fuel-air mixture of waste oil in the fuel increased to 50-70% and thus doubled.

Zweckmäßigerweise wird die Zerstäubungskammer vor und nach dem Einsatz des Brenners mit einem Inertgas, beispielsweise Stickstoff, gespült, um einen eventuellen Flammenrückschlag oder eine spontane Entzündung von in der Zerstäubungskammer verbliebenem Brennstoff zu verhindern. The atomization chamber is expediently placed before and after the use of the Burner flushed with an inert gas, e.g. nitrogen, around one possible flashback or spontaneous ignition of in the Atomization chamber to prevent remaining fuel.

Die Aufgabe der Erfindung wird auch durch einen Brenner mit den Merkmalen des Anspruchs 5 gelöst. The object of the invention is also achieved by a burner with the features of Claim 5 solved.

Dabei münden bei einem Brenner, insbesondere einem Sauerstoffbrenner, eine Brennstoffzuführung und eine Sauerstoffzuführung in eine Zerstäubungskammer, die mit einer Brennerdüse strömungsverbunden ist, ein, wobei die Zerstäubungskammer als ein im wesentlichen zylinderförmiger, frei durchströmbarer Hohlkörper ausgebildet ist. A burner, in particular an oxygen burner, opens into one Fuel supply and an oxygen supply in an atomization chamber, the is fluidly connected to a burner nozzle, the atomizing chamber as an essentially cylindrical, freely flowable hollow body is trained.

Erfindungsgemäß kommt also ein sogenannter innenmischender Brenner zum Einsatz. Die Erfindung macht dabei von der überraschenden Erkenntnis Gebrauch, dass bereits bei der Durchmischung des Brennstoffes an der Oberfläche der zerstäubten Brennstoffteilchen stark exotherme Oxidationsprozesse einsetzen, die zu einer Volumenvergrößerung und damit zu einer Druckerhöhung des Gemisches führen. Der durch das Brennstoff - Sauerstoffgemisch im Innern der Zerstäubungskammer erzeugte Druck ist so hoch, dass die Geschwindigkeit des an der Mündung der Brennerdüse ausgestoßenen Gemisches gleich oder höher als die maximale Flammengeschwindigkeit des Brennstoff-Sauerstoff-Gemisches ist. Einbauten, die zwar den Zerstäubungsprozess fördern, die jedoch gleichzeitig die Aufenthaltsdauer des Gemisches im Innern der Brennkammer erhöhen, wie beispielsweise eine mündungsseitig stark konische Zuformung der Zerstäubungskammer oder im Innern der Zerstäubungskammer angeordnete Deflektoren, beeinträchtigen daher die Funktionsfähigkeit des erfindungsgemäßen Brenners und gefährden diesen sogar. According to the invention, a so-called internal-mixing burner is used Commitment. The invention makes use of the surprising finding that already when the fuel is mixed on the surface of the atomized fuel particles use strongly exothermic oxidation processes that to increase the volume and thus to increase the pressure of the mixture to lead. The fuel - oxygen mixture inside the Atomization chamber pressure is so high that the speed of the at the mouth of the burner nozzle, the mixture is equal to or higher than that maximum flame speed of the fuel-oxygen mixture is. Internals that promote the atomization process, but at the same time that Increase the length of stay of the mixture inside the combustion chamber, such as for example, a conical shaping of the mouth Atomization chamber or arranged inside the atomization chamber Deflectors therefore impair the functionality of the invention Brenners and even endanger it.

Die Geometrie des Brenners ist zweckmäßigerweise derart ausgebildet, dass die Brennstoffzuführung konzentrisch in die Zerstäubungskammer einmündet und dass die Strömungsverbindung der Zerstäubungskammer mit der Sauerstoffzuführung über sich in der zylindermantelförmigen Innenwandung der Zerstäubungskammer erstreckende Einlassbohrungen gewährleistet wird. The geometry of the burner is expediently designed such that the Fuel supply opens concentrically into the atomization chamber and that the flow connection of the atomization chamber with the oxygen supply above itself in the cylindrical jacket-shaped inner wall of the atomization chamber extending inlet holes is guaranteed.

Um die Strömungsverhältnisse in der Zerstäubungskammer zu verbessern und die Flamme zu formen, verlaufen die Einlassbohrungen in der Wandung der Zerstäubungskammer mit einer tangentialen Richtungskomponente. Hierdurch wird eine kreisförmige Strömung im Innern der Zerstäubungskammer erzeugt. To improve the flow conditions in the atomization chamber and the To shape the flame, the inlet holes run in the wall of the Atomization chamber with a tangential directional component. This will creates a circular flow inside the atomization chamber.

Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht einen axial geneigten Verlauf der Einlassbohrungen in der Wandung der Zerstäubungskammer vor, wobei die axiale Neigung von der Sauerstoffzuführung zur Mündungsöffnung der Zerstäubungskammer hin gerichtet ist. Hierdurch wird eine besonders hohe Geschwindigkeit beim Ausstoß des Sauerstoff-Brennstoff-Gemischs erzielt. Another preferred embodiment of the invention provides an axially inclined Course of the inlet bores in the wall of the atomization chamber before, wherein the axial inclination of the oxygen supply to the mouth of the Atomization chamber is directed. This makes it particularly high Achieved speed in the emission of the oxygen-fuel mixture.

Vorteilhafterweise ist ein Zementdrehrohrofen mit einem erfindungsgemäßen Brenner ausgestattet, der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren betrieben wird. Der Brenner ermöglicht damit eine deutliche Einsparung an Sauerstoff sowie eine beträchtliche Erhöhung des Altölanteils im Brennstoff. Die Kosten der Zementproduktion werden dadurch wesentlich gesenkt. In der Zementproduktion erweist sich insbesondere die Möglichkeit, den Altölanteil im Brennstoff zu erhöhen als besonders vorteilhaft. A cement rotary kiln with one according to the invention is advantageous Burner equipped, which is operated according to the inventive method. The burner thus enables significant savings in oxygen as well as a considerable increase in the amount of waste oil in the fuel. The cost of This significantly reduces cement production. In cement production In particular, there is the possibility of increasing the proportion of waste oil in the fuel as particularly advantageous.

Anhand der Zeichnung soll nachfolgend ein Ausführungsbeispiel der Erfindung naher erläutert werden. Based on the drawing, an embodiment of the invention is closer are explained.

Die einzige Zeichnung zeigt schematisch den Aufbau eines erfindungsgemäßen Brenners. The only drawing shows schematically the structure of an inventive Burner.

Bei dargestellten Brenner 1 handelt es sich um einen Mischbrenner, in dem feste, flüssige oder gasförmige Brennstoffe oder Gemische davon einsetzbar sind. Der Brenner 1 weist - in Strömungsrichtung gesehen - nacheinander eine Brennstoffzuführung 2, einen Mischkammereinsatz 3 und eine Brennerdüse 4 auf. In die als Metallrohr ausgebildete Brennstoffzuführung 2 ist mit einem Verbindungsabschnitt 6 der gleichfalls aus Metall, etwa Stahl, gefertigte Mischkammereinsatz 3 eingeschraubt. Der Innendurchmesser des Verbindungsabschnitts 6 entspricht dem der Brennstoffzuführung 2, sodass eine freie Durchströmbarkeit gewährleistet ist. Ein Deflektor in diesem Bereich ist nicht vorgesehen. Anschließend an den Verbindungsabschnitt 6 erweitert sich das Lumen des Mischkammereinsatzes 3 konisch zu einem zylindrisch ausgebildeten Zerstäubungsbereich 7, in dessen Wandung 6 unten näher beschriebene, im wesentlichen radial verlaufende Einlassbohrungen 8 für Sauerstoff angeordnet sind. In axialer Richtung schließt sich an den Zerstäubungsbereich 7 ein Mündungsabschnitt 9 an. Der Mündungsabschnitt 9 ist ebenfalls im wesentlichen zylindrisch ausgebildet, wobei jedoch eine geringfügige konische Zuformung des Mündungsabschnittes 9 noch als im Rahmen der Erfindung anzusehen ist. The burner 1 shown is a mixed burner in which solid, liquid or gaseous fuels or mixtures thereof can be used. The burner 1 has a fuel feed 2 , a mixing chamber insert 3 and a burner nozzle 4 , as seen in the flow direction. The mixing chamber insert 3 , which is likewise made of metal, for example steel, is screwed into the fuel feed 2 , which is designed as a metal tube, with a connecting section 6 . The inner diameter of the connecting section 6 corresponds to that of the fuel feed 2 , so that a free flow is guaranteed. A deflector in this area is not provided. Subsequent to the connecting section 6 , the lumen of the mixing chamber insert 3 widens conically to form a cylindrical atomization region 7 , in the wall 6 of which substantially radial inlet bores 8 for oxygen, which are described in more detail below, are arranged. A muzzle section 9 adjoins the atomization region 7 in the axial direction. The mouth section 9 is also essentially cylindrical, but a slight conical shape of the mouth section 9 is still to be regarded as within the scope of the invention.

Dem Mündungsabschnitt 9 des Mischkammereinsatzes 3 ist die Brennerdüse 4 aufgesetzt, wobei zwischen der Vorderfläche des Mündungsabschnittes 9 und einer Ringschulter 11 der Brennerdüse 4 eine Metalldichtung 12 vorgesehen ist. Die Brennerdüse 4 weist innenseitig eine zylindrischen Auslaufstrecke 14 auf, dessen Innendurchmesser im wesentlichen dem des Mündungsabschnittes 9 entspricht und an den sich ein Diffusor 15 mit einer sich konisch nach außen hin erweiternden Düsenöffnung 16 anschließt. Die Länge der Auslaufstrecke und der Öffnungswinkel der Düsenöffnung 16 ist der zu erwartenden Strahlausbildung angepasst. The burner nozzle 4 is placed on the mouth section 9 of the mixing chamber insert 3 , a metal seal 12 being provided between the front surface of the mouth section 9 and an annular shoulder 11 of the burner nozzle 4 . The inside of the burner nozzle 4 has a cylindrical outlet section 14 , the inside diameter of which essentially corresponds to that of the mouth section 9 and which is followed by a diffuser 15 with a nozzle opening 16 that widens conically outwards. The length of the outlet section and the opening angle of the nozzle opening 16 are adapted to the jet formation to be expected.

Auf seinem dem Diffusor 15 entgegengesetzten Abschnitt erstreckt sich die Brennerdüse 3 mit einem hohlzylinderförmigen Hinterabschnitt 17 konzentrisch über den Mischkammereinsatz 3 sowie die Brennstoffzuführung 2, wobei ein Ringspalt 18 offengehalten wird. Der zur Düsenöffnung 16 hin geschlossene Ringspalt 18 steht über die Einlassbohrungen 8 mit dem Zerstäubungsbereich 7 des Mischkammereinsatzes 3 in Strömungsverbindung und dient in der unten näher beschriebenen Weise der Zuführung von Sauerstoff in den Zerstäubungsbereich 7. On its section opposite the diffuser 15 , the burner nozzle 3 extends with a hollow cylindrical rear section 17 concentrically over the mixing chamber insert 3 and the fuel feed 2 , an annular gap 18 being kept open. The annular gap 18 , which is closed toward the nozzle opening 16 , is in flow connection via the inlet bores 8 with the atomization area 7 of the mixing chamber insert 3 and serves to supply oxygen to the atomization area 7 in the manner described in more detail below.

Beim Betrieb des Brenners 1 wird Brennstoff, beispielsweise Kohle, Öl oder Gas, dem ein Zusatzbrennstoff, wie etwa Altöl oder ein sonstiger Abfallstoff, beigemischt ist, durch die Brennstoffzuführung 2 in den Zerstäubungsbereich 7 eingeleitet. Zugleich strömt Sauerstoff oder ein sauerstoffreiches Gas, wie etwa sauerstoffangereicherte Luft, mit einem Druck von 3 bis 5 bar durch den Ringspalt 18 sowie die Einlassöffnungen 8 in den Zerstäubungsbereich 7 ein. Die hohe Einströmgeschwindigkeit des Sauerstoffes führt zu einer effizienten Zerstäubung des Brennstoffs in kleine Teilchen. Um die Effizienz des Zerstäubungsvorgangs weiter zu steigern, können die im Ausführungsbeispiel radial in der Wandung 6 des Zerstäubungsbereiches 7 verlaufenden Einlassbohrungen 8 eine tangentiale Richtungskomponente aufweisen oder sich axial geneigt, nach innen in Richtung zum Mündungsabschnitt 9 hin, erstrecken. Zugleich mit der Zerstäubung erfolgt innerhalb des Zerstäubungsbereiches 7, dem Mündungsabschnitt 9 und der Auslaufstrecke 14 eine Durchmischung der Brennstoffteilchen mit Sauerstoff. Das Brennstoff-Sauerstoff-Gemisch wird mit hoher Geschwindigkeit aus der Düsenöffnung 16 ausgestoßen und mittels eines hier nicht gezeigten Zündmechanismus im Bereich vor der Düsenöffnung 16 gezündet. When the burner 1 is operating, fuel, for example coal, oil or gas, to which an additional fuel, such as waste oil or other waste material, is added, is introduced into the atomization area 7 through the fuel feed 2 . At the same time, oxygen or an oxygen-rich gas, such as oxygen-enriched air, flows with a pressure of 3 to 5 bar through the annular gap 18 and the inlet openings 8 into the atomization area 7 . The high inflow rate of oxygen leads to an efficient atomization of the fuel into small particles. In order to further increase the efficiency of the atomization process, the inlet bores 8 , which in the exemplary embodiment run radially in the wall 6 of the atomization region 7 , can have a tangential directional component or can extend axially inclined towards the mouth section 9 . At the same time as the atomization, the fuel particles are mixed with oxygen within the atomization area 7 , the mouth section 9 and the outlet section 14 . The fuel-oxygen mixture is expelled from the nozzle opening 16 at high speed and ignited in the area in front of the nozzle opening 16 by means of an ignition mechanism, not shown here.

Bereits während der Zerstäubung bzw. Durchmischung einsetzende, stark exotherme Verbrennungsreaktionen an der Oberfläche der Brennstoffteilchen, die zu einer Erwärmung und damit zu einer Volumenausdehnung des Gemisches führen, steigern dabei die Geschwindigkeit, mit der das Brennstoff-Sauerstoff-Gemisch aus der Düsenöffnung 16 austritt. Die Geschwindigkeit des Sauerstoff-Brennstoff- Gemisches im Bereich der Düsenöffnung 16 darf dabei die Flammengeschwindigkeit des Gemisches nicht unterschreiten, um Beschädigungen der Düse auszuschließen und zu gewährleisten, dass sich die Flamme stets im Vorfeld der Düsenöffnung 16 befindet. Typischerweise beträgt die Ausströmgeschwindigkeit an der Düsenöffnung 16 zwischen 80 und 120 m/s. Durch eine hier nicht gezeigte Regelung der Sauerstoffzufuhr kann die Ausströmgeschwindigkeit dem jeweiligen Brennstoff angepasst werden. Um eventuelle Flammenrückschläge zu vermeiden, sollte der Brenner 1 beim An- und Abfahren mit einem Inertgas, beispielsweise Stickstoff gespült werden. Strongly exothermic combustion reactions on the surface of the fuel particles, which start during the atomization or mixing and lead to heating and thus to a volume expansion of the mixture, increase the speed at which the fuel-oxygen mixture emerges from the nozzle opening 16 . The speed of the oxygen-fuel mixture in the area of the nozzle opening 16 must not fall below the flame speed of the mixture in order to prevent damage to the nozzle and to ensure that the flame is always in the area in front of the nozzle opening 16 . The outflow speed at the nozzle opening 16 is typically between 80 and 120 m / s. By regulating the oxygen supply, not shown here, the outflow speed can be adapted to the respective fuel. In order to avoid possible flashbacks, the burner 1 should be flushed with an inert gas, for example nitrogen, when starting and stopping.

Der Brenner 1 dient bevorzugt zum Einbau iri einem Zementdrehrohrofen, ist jedoch nicht auf diese Anwendung beschränkt. Er ermöglicht die effiziente Verbrennung eines Brennstoffgemisches mit stabiler Flamme, das einen Anteil an Zusatzbrennstoffen von 50 bis 70%, bzw. eine Eintragsrate an Zusatzbrennstoffen von 2 bis 5 t/h, aufweist. Bezugszeichenliste 1 Brenner
2 Brennstoffzuführung
3 Mischkammereinsatz
4 Brennerdüse
5 Verbindungsabschnitt
6 Wandung
7 Zerstäuberabschnitt
8 Einlassbohrungen
9 Mündungsabschnitt
10 -
11 Ringschulter
12 Metalldichtung
13 -
14 Durchmischungsbereich
15 Diffusor
16 Düsenöffnung
17 Hinterabschnitt
18 Ringspalt
The burner 1 is preferably used for installation in a cement rotary kiln, but is not limited to this application. It enables the efficient combustion of a fuel mixture with a stable flame, which has an additional fuel content of 50 to 70%, or an additional fuel input rate of 2 to 5 t / h. LIST OF REFERENCES 1 burner
2 fuel supply
3 mixing chamber insert
4 burner nozzle
5 connecting section
6 wall
7 atomizer section
8 inlet holes
9 mouth section
10 -
11 ring shoulder
12 metal gasket
13 -
14 mixing area
15 diffuser
16 nozzle opening
17 rear section
18 annular gap

Claims

1. A method for burning liquid and / or solid fuels, in which the fuel is atomized, mixed with oxygen or an oxygen-rich gas and the oxygen-fuel mixture is burned, characterized by the use of an internal mixing burner ( 1 ), in which the Atomization of the fuel and mixing of the fuel with the oxygen or the oxygen-rich gas takes place at least predominantly by injecting fuel and oxygen into a largely closed atomization chamber ( 7 ), from which atomization chamber ( 7 ) the fuel-oxygen mixture occurs at a rate, which is equal to or greater than the flame speed of the mixture, is fed to a burner nozzle ( 4 ) for combustion.

2. The method according to claim 1, characterized in that the oxygen of the atomization chamber ( 7 ) is fed at a pressure of 3 to 5 bar.

3. The method according to any one of claims 1 or 2, characterized in that the fuel contains 50-70% waste oil.

4. The method according to any one of the preceding claims, that the atomization chamber ( 7 ) is flushed with an inert gas, for example nitrogen, before and after the use of the burner.

5. burner, in particular oxygen burner, for performing the method according to any one of the preceding claims, in which a fuel supply ( 2 ) and an oxygen supply ( 18 ) in an atomization chamber ( 7 ) which is flow-connected to a burner nozzle ( 4 ) open, wherein the atomization chamber ( 7 ) is designed as an essentially cylindrical, freely flowable hollow body.

6. Burner according to claim 5, characterized in that the fuel supply ( 2 ) opens concentrically into the atomization chamber ( 7 ) and the flow connection of the atomization chamber ( 7 ) with the oxygen supply ( 18 ) via in the cylindrical wall ( 6 ) of the atomization chamber ( 7 ) arranged inlet bores ( 8 ).

7. Burner according to claim 5 or 6, characterized in that the inlet bores ( 8 ) run in the wall ( 6 ) of the atomization chamber ( 7 ) in such a way that they have a component running tangentially to the cylinder jacket of the atomization chamber ( 7 ).

8. Burner according to one of claims 5 to 7, characterized in that the inlet bores ( 8 ) run in the wall ( 6 ) of the atomization chamber ( 7 ) in such a way that they have an axial component extending in the longitudinal direction of the atomization chamber.

9. cement rotary kiln, characterized by a burner ( 1 ) according to one of claims 5 to 8.