BRPI0415593B1 - boiler de gaseificação para combustíveis sólidos - Google Patents

Abstract

"boiler de gaseificação para combustíveis sólidos". a invenção abrange um boiler de gaseificação para a queima de combustíveis sólidos, especialmente para fardos de palha, com objetivos de aquecimento e produção de água quente. a invenção caracteriza-se por apresentar uma combustão e uma separação de cinzas otimizada. a tarefa da invenção consiste na execução da queima total de pequenas partículas, da maneira mais completa possível, sendo que as cinzas deverão ser separadas e retiradas completamente do gás de combustão antes da permuta de calor. de acordo com a característica 1, o compartimento de combustão e gaseificação apresenta depressões laterais, as quais estão localizadas lateralmente e próximas à grade central e ao compartimento de queima. nessas depressões acumulam-se as partículas maiores, sendo que somente as partículas mais finas são conduzidas para o compartimento de queima através do gás de combustão. de acordo com a característica 2, a saída do compartimento de queima apresenta uma unidade adicional em forma de câmara de queima cilíndrica. através dessa câmara de combustão posterior, o período de queima sofre um considerável aumento, sendo que desta forma, as partículas pequenas recebidas e os gases parcialmente oxidados podem ser completamente queimados. de acordo com a característica 3, a câmara de combustão apresenta uma unidade adicional em forma de separador de cinzas cilíndrico.

Description

BOILER DE GASEIFICAÇÃO PARA COMBUSTÍVEIS SÓLIDOS Descrição A invenção abrange um boiler de gaseificação para a queima de combustíveis sólidos, especialmente fardos de palha, com objetivos de aquecimento e produção de água quente. A invenção caracteriza-se por apresentar uma combustão e uma separação de cinzas otimizada. Desta forma, é possível manter os valores de exaustão indicados.

Estado da técnica O princípio da gaseificação de combustíveis em um compartimento de queima e a combustão posterior em um compartimento de queima separado é de grande vantagem para combustíveis sólidos. As vantagens consistem, principalmente, numa queima muito mais limpa, portanto, menos poluição ambiental e numa produção maior de energia. As execuções já conhecidas apresentam um compartimento de enchimento de combustível fechado com porta de enchimento, uma zona inferior para combustão e gaseificação, uma grade inferior e um tubo de queima, o qual apresenta um compartimento de combustão localizado na parte inferior ou na parte traseira, condutores de ar, permutadores térmicos e um separador de cinzas.

Esse tipo de boiler de aquecimento para a queima de materiais sólidos encontra-se descrito, por exemplo, na DE OS 34 08 602 e na DE PS 37 18 022. Neste caso, foram sugeridos condutores especiais de ar e gás de combustão para a realização de uma queima melhor. De acordo com a DE OS 3411822, o recipiente de enchimento apresenta a forma de um cone duplo, com aberturas de saída de gás e um canal anelar de queima na ampliação. O objetivo é realizar uma combustão uniforme e uma montagem simples. A DE PS 3617146, apresenta um condutor de ar especial para o ar primário, cuja finalidade é a obtenção de uma boa mistura de gás de combustão e ar. 0 ventilador encontra-se montado na porta de enchimento e conduz o ar externo para os três níveis do recipiente do combustível. A solução na DE PS 3718022 apresenta dois níveis de condução de ar no recipiente do combustível e um nível no compartimento de queima. Através do retorno do gás de exaustão é possível obter uma gaseificação muito boa. 0 combustível dos fardos de palha de cereais necessita de condições especiais. Existe o problema da gaseificação uniforme, a qual é impedida através da carbonizaçao das camadas externas. Um elevado teor de partículas pequenas não queimadas e um baixo ponto de fusão das cinzas têm efeito negativo sobre os valores de exaustão e sujam as superfícies de permuta de calor (DE OS 41 34 754) .

Objetivo da invenção O objetivo da invenção consiste na queima de partículas pequenas, da melhor forma possível e de maneira completa, sendo que as cinzas deverão ser separadas e retiradas completamente do gás de combustão antes da permuta de calor.

Este objetivo é obtido pelas características da reivindicação 1.

De acordo com a característica 1, o compartimento de combustão e gaseificação apresenta depressões laterais, as quais estão localizados lateralmente e próximas à grade central e ao compartimento de queima. Nessas depressões acumulam-se as partículas maiores, sendo que somente as partículas mais finas são conduzidas para o compartimento de queima através do gás de combustão. As partículas maiores podem volatilizar nas depressões e não sobrecarregam a energia de queima. Após a conclusão da queima, as cinzas restantes poderão ser retiradas.

De acordo com a característica 2, a saída do compartimento de queima apresenta uma unidade adicional em forma de câmara de combustão cilíndrica. Através dessa câmara de combustão posterior, o período de queima sofre um considerável aumento, sendo que desta forma, as partículas pequenas recebidas e os gases parcialmente oxidados podem ser completamente queimados. A introdução tangencial. do gás de combustão tem o efeito de um ciclone, sendo que as cinzas se acumulam no chão. Essas cinzas poderão, então, ser retiradas através de uma tampa.

De acordo com a característica 3, a câmara de combustão apresenta uma unidade adicional em forma de separador de cinzas cilíndrico. A partir dessa unidade são retirados os componentes restantes de cinzas do gás de fumo. Desta forma, o permutador térmico não é mais sobrecarregado com as cinzas. 0 trabalho conjunto das três características de construção ocasiona, desta forma, uma combustão completa, uma melhor separação das cinzas e, portanto, uma menor carga de exaustão. Adicionalmente, a manutenção e a vida útil do permutador térmico sofrem uma melhoria.

As execuções especiais da invenção encontram-se descritas nas sub-reivindicações.

Exemplos A seguir a invenção é explicada através de um exemplo. A figura 1 mostra um boiler de gaseificação visto de frente. A figura 2 mostra a visão lateral de toda a instalação de aquecimento. A figura 3 mostra a visão por cima de toda a instalação de aquecimento.

Na carcaça encontra-se um compartimento de combustão e gaseificação (1) e abaixo podemos ver um compartimento de queima na forma cilíndrica (3) . A parte dianteira apresenta uma porta de enchimento para os fardos de palha e duas portas para a retirada das cinzas. 0 vértice inferior do compartimento de combustão e gaseificação (1) apresenta um sulco longitudinal no chão, o qual se estende por toda a profundidade. Nesse sulco existe uma grade (2) . Abaixo da grade (2) existem tubos de gás, os quais desembocam em um compartimento de queima (6). Esse compartimento de queima por sua vez, é formado por segmentos de tubos compostos por concreto refratário, os quais são levados para um tubo de aço. 0 compartimento de combustão e gaseificação {1) possui, paralelamente à grade (2) e ao compartimento de queima (3), algumas depressões (4). Essas depressões possuem a forma de uma semi-concha. A parede possui uma porta em sua extremidade para a retirada das cinzas. 0 boíler de gaseificação com o compartimento de combustão e gaseificação (1) apresenta-se na forma de unidade de construção individual. A câmara de combustão (5), o separador de cinzas (6) e o permutador térmico são compreendidos por um suporte (10) e formam uma outra unidade de construção. A câmara de combustão (5) e o separador de cinzas (6) possuem uma carcaça na forma cilíndrica e posicionada de maneira perpendicular. As paredes das carcaças são isoladas. Na parte superior as carcaças são fechadas por uma tampa em forma de concha. 0 separador de cinzas apresenta um tubo na parte central e superior e na parte inferior ele apresenta uma chapa condutora circular (8) . Essa chapa foi inserida de forma a garantir que a parede externa apresente uma abertura circular para as precipitações das cinzas.

Os permutadores térmicos acoplados estão dispostos em um condutor perpendicular de gás de fumo.

Claims (6)

1. BOILER DE GASEIFICAÇÃO PARA COMBUSTÍVEIS SÓLIDOS, especialmente para fardos de palha, com valores de gás de exaustão otimizados e combustão inferior, composto por um compartimento de combustão e gaseificação com condutores de ar, o qual pode ser fechado através de uma porta de enchimento; o boiler também é composto por uma grade, um compartimento de combustão localizado abaixo dessa grade, um separador de cinzas com técnica de fluxo localizado na parte traseira, superfícies de permuta de calor e por um ventilador, caracterizado pelo fato de que: - o compartimento de combustão e gaseificação (1) possui lateralmente, ao lado da grade central e do compartimento de queima (3), algumas depressões (4) para o acúmulo de cinzas, - a saída do compartimento de queima (3) apresenta uma unidade de construção adicional na forma de câmara de combustão (5) cilíndrica, - a câmara de combustão (5) apresenta uma unidade de construção adicional na forma de separador de cinzas (6), o qual está conectado a um permutador térmico conhecido.

2. BOILER DE GASEIFICAÇÃO, em conformidade com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as depressões inferiores e laterais (4) do compartimento de combustão e gaseificação (1) apresentam a forma de uma semi-concha e encontram-se paralelas ao compartimento de queima (3), sendo que as mesmas apresentam uma pequena porta para a saída das cinzas.

3. BOILER DE GASEIFICAÇÃO, em conformidade com as reivindicações 1 e 2, caracterizado pelo fato de que a câmara de combustão cilíndrica (5) está conectada na parte inferior e de forma tangencial à saída do compartimento de queima (3), sendo que o gás de combustão sobe de maneira turbulenta nesse compartimento e, pelo fato de que a câmara de combustão (5) pode ser fechada através de uma tampa (7).

4. BOILER DE GASEIFICAÇÃO, em conformidade com as reivindicações de 1 até 3, caracterizado pelo fato de que o separador de cinzas cilíndrico (6) está conectado na parte superior e de forma tangencial à saída da câmara de combustão (5) e, pelo fato de que na parte central encontra-se um tubo de exaustão com a abertura localizada em cerca de meia altura.

5. BOILER DE GASEIFICAÇÃO, em conformidade com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que abaixo da abertura do tubo de exaustão encontra-se localizada uma chapa condutora na forma de anel circular (8), sendo que na parece externa encontra-se uma abertura anelar para a deposição de cinzas e, pelo fato de que o separador de cinzas (6) pode ser fechado através de uma tampa (9) localizada na parte superior.

6. BOILER DE GASEIFICAÇÃO, em conformidade com as reivindicações de 1 até 5, caracterizado pelo fato de que a câmara de combustão cilíndrica (5), o separador de cinzas cilíndrico (6) e o permutador térmico estão conectados através do suporte (10) formando uma unidade de construção.