CS212255B2

CS212255B2 - Method of combustion of materials containing the carbon

Info

Publication number: CS212255B2
Application number: CS765729A
Authority: CS
Inventors: Lothar Reh; Martin Hirsch; Per H Collin; Sune N Flink
Original assignee: Metallgesellschaft Ag
Priority date: 1975-09-05
Filing date: 1976-09-03
Publication date: 1982-03-26
Also published as: AU500206B2; SE7609676L; IN143376B; JPS5233132A; SE424225B; JPS5728046B2; RO86704A; GB1510946A; ES451239A1; SE424225C; RO86704B; CA1057584A; DE2539546B2; FR2323101B1; FR2323101A1; AU1572476A; ZA763293B; SU898960A3; DE2539546C3; DD126526A5

Description

Vynález ее týká způsobu téměř stechiometrického spalování materiálů obsahujících uhlík ve vznosu se zpětným zaváděním vynášených pevných látek do vznosu a s odváděním spalného tepla chladicími plochami·

К spalování materiálů obsahujících uhlík byly již použity četné agregáty· Mimo jiné je známo použití reaktorů s vířivou vrstvou, pracujících zmíněným způsobem·

U známých způsobů je nevýhodné, že je nutné pracovat s poměrně nízkou výškou lože, aby bylo možné tlakovou ztrátu udržet v přiměřených mezích, a že v důsledku uspořádání chladicích ploch v dolním prostoru reaktoru je rušeno příčné míšení tuhé látky ve vírovém loži, takže dochází к nestejnoměrným teplotám, zejména také к přehřívání а к tvoření škváry, a kromě toho je možné pouze velmi nedokonale přizpůsobit provoz reaktoru na stávající a v podstatě kolísavý výkon· Přizpůsobeni je prakticky možné pouze snížením teploty, což je však spojeno se zhoršenými podmínkami spalování a fluidizace, nebo vyřazením jednotlivých reaktorových jednotek.

Vynález má za úkol vyřešit způsob, kterým by se vyloučily známé, zejména právě zmíněné nevýhody, a to bez zvýšení nákladů na zařízení, jakož i na provádění tohoto způsobu.

Vynález spočívá v podstatě v tom, Že se spalování provádí s plyny obsahujícími kyslík, které se přivádějí ve dvou dílčích proudech, v rozličné výšce, z nichž nejméně jeden proud se přivádí jako sekundární plyn do jedné roviny nebo do několika rovin nad sebou - poměr objemů fluidizaČního plynu a sekundárního plynu je seřízen v rozsahu mezi 1 : 20 až 2:1-, nad přívodem sekundárního plynu se vytvoří seřízením rychlosti sekundárního plynu a poměru fluidizačniho plynu a sekundárního plynu vířivá vrstva o střední hodnotě suspenze 15 až 100 kg/m², nejméně podstatná část spalného tepla se odvádí prostřednictvím chladicích ploch uspořádaných nad přívodem sekundárního plynu ve volném prostoru pece, převážná část materiálu obsahujícího uhlík se zavádí do volného prostoru pod přívodem sekundárního plynu, prakticky prostého zástaveb, a tuhé látky se odebírají z oběhového systému vytvořeného z reaktoru pro spalování ve vznosu, odlučováku a z potrubí pro zpětné vedení.

Princip vířivé vrstvy, použitý u daného vynálezu, je v podstatě charakterizován tím, že na rozdíl od klasické vířivé vrstvy, u které je hustá fáze oddělena zřetelným skokem hustoty od plynového prostoru ležícího nad ní, jsou v tomto případě poměry v rozdělení bez přesného určení mezní vrstvy. Skok v hustotě mezi hustou fází a prašným prostorem nad ní se zde nevyskytuje, avšak koncentrace tuhých látek uvnitř reaktoru se trvale snižuje zdola nahoru.

Při definování provozních podmínek pomocí součinitele Froudeho a Archimeda vycházejí

oblasti takto:	u² p g 0,1 « 3/4 . ------- -------- - 10 g . d pk - pg
popřípadě	0,1 4 Ar * 100
přičemž	. g (pk - pg) Ar = —------------- 2 Pg . v⁴

Přitom značí:

u relativní rychlost plynů ш/s

Ar Archimedův součinitel

Pg hustotu plynu kg/m^ pk hustotu částečky tuhé látky kg/m^

d. průměr kulovité částečky m & p v kinematickou vazkost m/s g tíhové zrychlení m/s

Rozdělení plynů obsahujících kyslík, které jsou v souhrnu nezbytné pro spalování, na dva dílčí proudy v odlišné výšce způsobuje., že se spalování provádí ve dvou stupních. Tím se dosáhne měkkého spalování, to znamená spalování bez místního přehřívání, což nejen ^vylouč^í tvo^ření škváry avšak zloven sn^íží tvořen kys^ětáků ^dus^íku na todnoty pod 100 ppm.

V důsledku toho, že v prostoru reaktoru pod přívodem sekundárníhoplynu nejsou prakticky žádné zástavby, dosáhne se okamžitě dobrého rozdělení přiváděného materiálu obsahujícího uhlík. Rychlé promísení s horkým ložním materiálem zajištuje kromě toho dobré zapálení paliva. Použití materiálu obsahujícího uhlík - v jemnozrnné podobě, se středním průměrem zrna 30 až 25^ a-ted^y s ve^lkým ^vrchem^ umořuje ^kréit^ké reální časy.

Reaktor pro spalování ve vznosu může mít průřez obdélníkový, čtvercový nebo kruhový. Dolní část reaktoru může též být vytvořena - kuželovitá, což je obzvláště výhodné u velkých průřezů reaktoru a při použití inertního plynu jako plynu fluidizačního.

Rychlost plynů, které se vyskytují v reaktoru pro spalování ve vznosu, jsou při normálním tlaku zpravidla větší než 5 m/s a mohou dosáhnout až . 15 m/s.

Poměr průměrů k výšce reaktoru má být volen tak, aby doba prodlení činila 0,5 až 0,8 s, s výhodu 1 až 4 s.

Jako - fluidizační ‘ plyn lze prakticky použít jakýkoliv plyn, který by neovlivnil,nepříznivě stav spalin. Je vhodné používat inertní plyny, jako například zpět přiváděné kouřové plyny, dusík a vodní páru. Pro zintensivnění spalovacího postupu je však výhodné, přivádí-li se dílčí proud plynů obsahujících kyslík do reaktoru jako fluidizační plyn.

Při provádění způsobu podle vynálezu jsou tedy tyto dvě možnosti:

1. Jako fluidizačního plynu se používá inertního plynu. Pak je nezbytné zavádět spalovací plyn obsahující kyslík jako sekundární plyn nejméně ve dvou rovinách nad sebou.

2. Jako fluidizačního plynu se používá plynu, který již obsahuje kyslík. Pak postačí zavádět sekundární plyn v jedné rovině. Je samozřejmé, že i při tomto řešení lze ještě rozdělit přiváděný sekundární plyn do několika rovin.

Je výhodné uspořádat v každé rovině několik přiváděčích otvorů pro sekundární plyn.

U výhodného řešení způsobu podle vynálezu se přivádí sekundární plyn v nejvyšším místě ve výšce až 30 % celkové výšky reaktoru pro spalování ve vznosu, nejméně však 1 m nad přívodem fluidizačního plynu. Při tomto plnění, pokud se sekundární plyn přivádí v několika rovinách, je provoz přizpůsoben na výškovou polohu nejvyššího potrubí sekundárního plynu. Tato vý^ška v^ytvář^í je^dna^k tostat-ečně ve^lký^{- p}rostor ^pro ^prvn^í s^pa^lovac^í stu^peň ^témě^ř s ú^plnou reakcí mezi materiálem obsahujícím uhlík a plynem obsahujícím kyslík, at už se přivádí jako fluidizační plyn nebo plyn sekundární v rovině ležící níže. Na druhé straně je dána možnost v horním prostoru reaktoru nad přívodem sekundárního plynu uspořádat dostatečně velké chladicí plochy.

Dalšího zvětšení chladicích ploch lze dosáhnout tehdy, jsou-li na stěně reaktoru vytvořeny přídavné chladicí plochy· Tyto chladicí plochy mohou také překrývat stěnu v dolní oblasti reaktoru, nebot se tím neovlivní .nepříznivě míšení tuhých látek. Také stěna sama může být vytvořena jako chladicí plocha.

Chladicí plochy jsou všeobecně vytvořeny obdélníkovými stěnami trubek, chlazených nuceným oběhem, ve světlé vzdálenosti nejméně 150 mm, s výhodou 250 až 500 mm. Takové chladicí plochy se používají také při chlazení stěnami. Osy trubek přitom mají být rovnoběžné se směrem proudění suspenze plynu a tuhých látek, čímž dochází pouze k minimální erozi. S tím je sice v porovnání s uspořádáním trubek s vodorovnou osou, a tedy kolmou ke směru proudění, spojen nepatrně snížený přestup tepla na jednotku chladicí plochy. Vzhledem k tomu, že při způsobu podle vynálezu lze však uspořádat velké chladicí plochy v reaktoru a popřípadě v dále-zapojeném agregátu pro odlučování a zpětné přivádění, je zmenšený přestup tepla bezvýznamný.

Mají-li materiály obsahující uhlík pouze málo, nespalitelných podílů,'pak využití volného tepla po jeho odběru z oběhového systému, vytvořeného z reaktoru pro spalování ve vznosu, odlučováku a z potrubí pro zpětné vedení, není hospodárné. Je-li však obsah takových podílů vysoký, pak- je výhodné využít tepelný obsah, což lze uskutečnit tím, že se tuhá látka chladí ve vířivém chladiči. Pro optimální tepelnou bilanci je podle delšího řešení způsobu podle vynálezu výhodné, že při spalování paliv bohatých na zbytky se zbytky chladí ve vířivém chladiči, opatřeném zejména větším počtem za sebou protékaných komor, při ohřevu plynem sloužícím reaktoru pro spalování ve vznosu jako fluidizeční plyn a/nebo - jako sekundární plyn, takže tepelný obsah tuhých látek se vrátí do spalovacího procesu.

Kromě toho je výhodné odebírat teplo ze spalin reaktoru pro spalování ve vznosu. Lze to provádět tím, že se pracuje technikou obvyklou u parních kotlů nebo se spaliny s obzvláštní výhodou vedou jako fluidizační plyn do vířivého chladiče. Vířivý chladič, vytvořený například jako Venturiho mísič, může mít průřez obdélníkový, čtvercový nebo kruhový a může být vytvořen trubkovými stěnami. Výměnu tepla lze popřípadě provádět s chladicím prostředkem protékajícím ve svazku trubek. Oba způsoby chlazení lze přitom použít společně. Nejúčinnějším chladicím prostředkem je voda, která se přitom ohřeje a pak se přivádí k odpařování a/nebo k přehřívání chladicích ploch.reaktoru.pro spalování ve vznosu.

Aby se obsah síry udržel malý, je výhodné provádět - spalování - za přítomnosti jemnozrnného odsířovadla, jako vápna, dolomitu a podobných látek. Odsířovadla, která by také měla mít zrnitost tuhého materiálu obsahujícího uhlík, se zavádějí nejjednodušším způsobem společně s tímto materiálem.

Zvýšení výkonu při daných rozměrech reaktoru lze dosáhnout tím, že se podle vynálezu spalovací proces místo se vzduchem provádí vzduchem, který je obohacen kyslíkem, a/nebo pod tlakem, s výhodou až do 20 atp. Proti provozu se vzduchem, popřípadě proti provozu při normálním tlaku je pak nutné chladicí plochy zvětšit, například zabudováním dalších chladicích registrů v prostoru reaktoru nad vedením sekundárního plynu. Při použití vzduchu obohaceného kyslíkem by hustota suspenze v prostoru reaktoru nad vedením sekundárního plynu měla ^být 15 a^ž I⁰⁰ kg/m^m, nebo^l v tomto ^přípa^dě ^husto^ta tepeln^ého proudu je v^ětší a při vyšším obsahu tuhých látek se dosahuje vyšších součinitelů přestupu tepla.

Mimořádnou výhodou způsobu podle vynálezu je ta okolnost, že ho lze velmi jednoduše přizpůsobit okamžitému příkonu, který v praxi značně kolísá. Podle dalšího význaku vynálezu se spalovací výkon reguluje za účelem přizpůsobení příkonu hustotou suspenze v prostoru vytvořeném nad přívodem sekundárního plynu v reaktoru pro spalování . ve vznosu.

S určitým provozním stavem při předem určených objemech fluidizačního plynu a sekundárního plynu a z toho vyplývající určité střední hustoty suspenze je spojen jistý přestup tepla. Přestup tepla na chladicí plochy se zvýší tím, že se zvětšením množství fluidizačního plynu a popřípadě také sekundárního plynu zvýší hustota suspenze. Se zvětšeným přestupem tepla je při prakticky konstantní ppalovací teplotě dána možnost odvádět teplo vznikající při zvýšeném spalovacím výkonu. Zvýšená potřeba kyslíku, vyžadovaná v důsledku zvýšeného spalovacího výkonu, je přitom automaticky k dispozici použitím zvýšeného množství fluidizačního plynu a popřípadě sekundárního plynu.pro zvýšení hustoty suspenze.

Analogicky lze spalovací výkon za účelem přizpůsobení sníženému příkonu reaktoru regulovat zmenšením hustoty suspenze .v prostoru vytvořeném nad přívodem sekundárního plynu v reaktoru pro spalování ve vznosu. Snížením hustoty suspenze se také zmenší přestup tepla, takže z reaktoru se odvádí méně tepla. Spalovací výkon lze tím snížit . v podstatě bez změny teploty. '

Materiál obsahující uhlík se přivádí obvyklým způsobem pomocí nejméně jedné dmýchací trubky, například pneumatickým dmýcháním. V důsledku příznivého promísení k tomu postačuje poměrně malý počet dmýchacích trubek a při malých rozměrech reaktoru pro spalování ve vznosu dokonce pouze jediná dmýchací trubka.

Zpětné přivádění tuhých spalovacích zbytků vynášených se spalinami z reaktoru se · prov^ádí·c^yklonovým odlučovákem nebo ohy^bem ' ^prou^du ^pl^yn^ů, ^přičemŽ za^zení ^pro z^pětn^{é př}iv^ádění mohou být s výhodou opatřena chladicími plochami s rovnoběžným obtékáním.

Konečné čištění plynů lze provádět obvyklým způsobem, například elektrofiltrem. Přitom je možné vracet odloučené tuhé látky do reaktoru, aby se dosáhlo co nejmenšího obsahu uhlíku ve spalinách.

Způsob podle vynálezu je obzvláště vhodný pro spalování všech druhů uhlí, uhelných výpěrků, popílků, živičných břidlic, jakož i topných olejů a směsí těchto látek. Při použití topného oleje jako materiálu obsahujícího uhlík je třeba vytvořit lože například z jemnozrnného vápna nebo dolomitu anebo z jiných nerostných látek.

Velkou výhodou způsobu podle vynálezu je ta okolnost, že při spalování materiálů obsahujících uhlík se dosahuje dosud nedosažené teplotní konstanty pomocí celého oběhového systému, který se skládá z reaktoru pro spalování ve vznosu, odlučováku a zpětného vedení. ’ ‘ V důsledku intenzivního pohybu tuhých látek se nevyskytují teplotní spády, takže se ' zabrání přehřívání jednotlivých částic tuhých látek.

U výhodného řešení způsobu podle vynálezu s přídavkem odsířovadla se vysoká teplotní konstanta také pozitivně projevuje na odsíření spalin. Dosahuje se totiž toho, že odsířovadla v důsledku vysoké teplotní konstanty podržují svou aktivitu a tím i schopnost vázat síru. Velká jemnozrnnost odsířovadla tuto výhodu podporuje, protože poměr povrchu k objemu pro vazebnou rychlost síry, určovanou v podstatě difúzní rychlostí, je obzvláště příznivý.

Způso^{b p}o^dle v^yn^álezu kromě toho umožňuje ú^pln^é spalov^ání mater^iálu ohsahuj^íc^ího uhlík s kyslíkem, jehož množství leží pouze.nepatrně nad stechiometrickou potřebou. Přebytek kyslíku činí zpravidla méně než 10 %.

Podstata vynálezu je podrobněji vysvětlena na příkladech provedení, přičemž na výkresu schematicky značí obr. 1 řez reaktorem pro spalování ve vznosu s válcovým reaktorovým prostorem, obr. 2 řez reaktorem pro·. spalování ve vznosu s válcovým reaktorovým prostorem a kuželovitou dolní částí a obr. 3 řez reaktorem pro spalování ve vznosu podle obr. 1 s připojenými zařízeními.

Reaktor £ pro spalování ve vznosu je nad potrubím 2 pro sekundární plyn opatřen chladicími plochami J. Další chladicí plochy £, i jsou uspořádány na stěně reaktoru £, popřípadě odlučováku 6, který tvoří s reaktorem £ konstrukční jednotku. Pro větší názornost jsou zde chladicí trubky na rozdíl od výhodného provedení zvoleny vodorovné.

Při provozu se do reaktoru £ pro spalování ve vznosu přivádí dmýchací trubkou J materiál obsahující uhlík, potrubím 8 fluidizační plyn a potrubím 2 sekundární plyn. V oblasti mezi potrubím 2. pro sekundární plyn a přívodem fluidizačního plynu se vytváří poměrně hustá vířivá vrstva, přičemž hustota suspenze může dosahovat téměř až k pypné hustotě materiálu lo^že. Nad potrubta 2 ^pro se^kund^ární ^plyn je střech ^husto^ta suspenze ¹5 až ^{100 k}g/rn\

Tuhé látky vynášené se spalinami z reaktoru £ se v odlučováku odlušují od spalin

212255 6 a odvádějí zpět potrubím 2 áo reaktoru 1. Přebytečné množství tuhých látek se odvádí potrubím ££.

Reaktor £ pro spalování ve vznosu na obr. 2 je vytvořen s kuželovitou dolní částí. Sekundární plyn se zde přivádí potrubími 2a. 2b 2c 2d. která - jsou uspořádána v rozličných výěkách. Ostatní části jinak odpovídají provedení na obr. 1.

U provedení podle obr. 3 je k reaktoru £ - na obr. 1 ve směru odvádění spalin zařazen kotel ,11 na odpadní teplo a elektrofiltr £2· Vířivý chladič £4, opatřený chladicími registry £1> slouží k chlazení tuhých látek vynáěených potrubím £0.

V kotli 11 na odpadní teplo, vytvořeném jako vířivý chladič £4. se odebírá spalinám vystupujícím z odlučováku 6 reaktoru £ další podstatné teplo. V elektrofiltru 12 se provádí jemné čistění spalin, přičemž vyskytující se tuhé látky v potrubí 15 se vedou do potrubí 10 a odvádějí se do vířivého chladiče 14.

Vířivý chladič £4. opatřený čtyřmi za sebou protékanými komorami, je fluidizován plynem obsahující kysl^ ^přiváděným otrubí £6. ^Plyn se shroma^žáuje v krytu a pohubím 2 se přivádí jako sekundární plyn do reaktoru £. V chladicích registrech £3 dochází pomocí plynu,přiváděného potrubím £2. který popřípadě obsahuje kyslík, k nepřímému chlazení tuhých látek. Plyn vystupující z chladicích registrů 13 se zavádí do reaktoru £, kromě dílčího proudu fluidizačního plynu, který se přivádí potrubím 8, Oddělený dílčí proud se používá k pneumatickému zavádění materiálu obsahujícího uhlík pomocí dmýchací trubky £.

Přikladl

S použitím zařízení z obr. 1.

Bylo spalováno uhlí se vzduchem s použitím reaktoru £ na spalování ve vznosu o půdorysu 1 x 1 m a výšce 12 m. Reaktor £ byl opatřen na všech stěnách chladicí plochou £ o 60 m². Kromě toho byly v reaktoru £ nad potrubím i pro sekundární plyn rovné kolmé chladici plochy o 27 m². Dmýchací trubka £ pro palivo byla umístěna 0,2 m nad roštem a potrubí 2. pro sekundární plyn bylo 2,5 m nad roštem.

Dmýchací trubkou 2 byla pneumaticky zaváděna 1, t/h uhlí o výhřevnosti H, =30,0 MJ/kg o střední zrnitosti 0,1 mm pomocí 150 Nm- vzduchu. Roštem bylo do reaktoru £ přiváděno ⁰⁰⁰ Nm^^/h vzduc^hu o te^plo^tě 3⁰⁰ °C a ^potrubím 2 da^lších 4 3⁰⁰ Nm^P/h vz^duc^hu rovn^ěž o te^plotě 3⁰⁰ °C. Střední ^hus^tota sus^penze v ^prostoru rea^ktoru £ ^pod ^potru^bím 2 P^ro se^kundární plyn byla 300 kg/m-, v prostoru nad ním byla 50 kg/m-. Teplota v celém oběhovém systému ^byla kolem Q5⁰ °C. Zb^ytky s^pa^lov^án^{í byly} o^ě^ny v o^dlu^čová^ku-6 o^d s^palⁱn a ^přivá^děny zpět do reaktoru £. Dílčí proud, odváděný potrubím £2, byl udržován tak velký, aby za časovou jednotku bylo přiváděno zpět pětkrát tolik zbytků, jako bylo v reaktoru £ tuhých látek.

Za daných podmínek provozu bylo dosaženo součinitele přestupu tepla 120 N/m- deg. Z cenového množstv^{í př}ivedeného ^tepla ^9,2 . 1°⁶W ^bylo odvedeno 5^,Q . W⁶W ^k výro^bě s^yté páry o tlaku 60 barů pomocí chladicích ploch. Využití tepla bylo 99 %, obsah kysličníku uhelnatého ve spalinách byl menší než 0,1 %.

Příklad 2 použitím zařízení z obr. 1.

Bylo spalováno uhlí se vzduchem, který byl obohacen kyslíkem. K tomu bylo použito popsaného reaktoru £ na spalování ve vznosu, přičemž byla zvětšena chladicí plocha v horním 2 2 prostoru reaktoru £ na 37 m-. Kromě toho bylo v odlučováku 6 navíc instalováno 15 m chladicí,plochy na stěnách.

Při provozu na plné zatížení bylo pneumaticky zaváděno 2,7 t/h uhlí o výhřevnosti H_u = 30 MJ/kg o s^tře^dn^í zrnltosU ^0,1 mm pomoc^í 3°° Nm^{P/h ply}nu se 60 % oj. o^bsa^hem ^kyslíku o te^plotě 3⁰⁰ °C. Roštem ^bylo ^do reaktoru ^přivá^děno 4 ⁷⁰⁰ Nm^p/h ^plynu se ⁶⁰ % oj. o^bsahem k^ys^líku o _ teplo-tě 30° °C a ^potrub^ím £ ^da^lŠ^íc^h 3 ¹⁰⁰ Nm^^/h ·^plynu rovněž s o^bsahem ⁶⁰ % · ob^j. k^ysl^íku o te^plotě 3⁰⁰ · °C. Střední hustota sus^penze v ^pros^toru ^byla ^po^{d p}o^tru^bím 2 ^pr^o sekundártá pl^yn asi 3⁰⁰ k^g/rn^P, v horrám prostoru rea^ktoru 1 asi. ⁹⁰ kg/m^P. Te^plota v celém obě^hovém ^sys^tému ^byla kolem 85⁰ °C.·Z ^pevnýc^{h lát}e^k o^dloučenýc^h v o^dlu^čováku 6 ze spalin bylo do reaktoru 1 vráceno pevných látek tolik, že zpětný tok byl osminásobkem obsahu reaktoru Zbytek byl v^ynášen potrubím 10.

o

Za těchto provozních podmínek bylo dosaženo součinitele přestupu tepla 290 W/m' deg. Z ce^lkové^ho mno^žstv^{í př}iveden^ého te^pla ^23,4 . 1⁰®^{W by}to odvedeno ^18,7 . 10®^{W k} výrob^ě s^yté páry o tlaku 60 barů pomocí chladicích ploch.

V důsledku sníženého příkonu mělo ' zařízení pracovat na jednu třetinu výroby páry.

Bez změny na reaktoru j a na instalovaných chladicích plochách 4, 2. byl přívod uhlí sn^ížen na ^0,9 t^/h a na jeho ^přiv^áděn^{í p}omocí dmýc^hac^í trubty 2 stouž^o I⁰⁰ Nm^P vz^duchu. Množství plynu fluidizačního a plynu sekundárního o nezměněné jakosti bylo sníženo na 400 Mm^P/h, ^po^případ^ě na 2' ²⁰⁰ Nm^P/h.

Při zmíněných podmínkách se koncentrace tuhých látek v dolním prostoru reaktoru 1

3 zvýšito asi. na 53^{0 kg/}m^p a v horním prostoru rea^ktoru 1 se snížila asi na ³⁰ k^g/nr. ^přestup te^pla se zmenSU na ^{100 W/}m² deg.

Mohlo se tudíž změnou množství přiváděného uhlí a dávkováním fluidizačního plynu a sekundárního plynu dosíci přizpůsobení na příkon. Obsah tuhých látek v celém reaktoru J. a te^ploto ⁸⁵⁰ °^C * 10 °C v obě^hov^ém systomu ziistoty nezm^ěn^ěm^y.

Přechod provozu na zvýšený výkon nebo na plné zatížení byl možný v nejkratší době.

Příklad 3

S použitím zařízení z obr. 1.

Byl spalován topný olej se vzduchem při zvýšeném tlaku. Popsaný reaktor 1 pro spa2 2 lování ve vznosu byl opatřen celkovou chladicí plochou 132 m'. Z toho bylo 60 m na stě2 2 nách prostoru reaktoru 1, 25 m · na stěnách odlučováku 6 a 47 m ve volném prostoru reaktoru £ nad potrubím £ pro sekundární plyn. V reaktoru j. bylo dostatečné množství vápence jako ložního materiálu.

Dmýchací trubkou X bylo přiváděno 1,5 t/h topného oleje o výhřevnosti 40,2 MJ/kg o obsahu 3,2 % hmot. síry. Kromě · toho bylo pneumaticky zaváděno 278·kg/h vápence s obsahem asi 97 % hmot CaCO, o středním zrnění 0,1 až 0,2 mm jako ložní materiál a jako odsířovadlo, odpovídající molovému poměru 1,8 molu na mol síry obsažené v topném oleji, s 50 Nm^P vzduchu.

^Ro^štem ^bylo zavád^ěno 1⁰ 5⁰⁰ Nn^P/ h a ^potru^bím £ ^pro selkundéir^ ^pl^yn ^{7 000} Nm^p/h vzduchu o t^la^ku ^{5 b}ar^ů a te^plot^{ě 300} °C. V ' ob^ěhov^ém systomu ^byla to^plota 85⁰ °C. ^Odběr tuhých · látek potrubím 10 a zpětné vedení tuhých látek potrubím 2 odpovídaly zhruba osminásobku tuhých látek obsažených v reaktoru 1_.

Při těchto provozních podmínkách byla v prostoru reaktoru 1 pod potrubím 2 pro sekundární plyn střední hustota suspenze 300 kg/m^P a v prostoru reaktoru 1 nad potrubím 2 pro sekumd^árm^{í p}l^yn ⁶⁰ kg/лг. ^Sou^čin^ite^l přestopu topla ^{byl k}olem 1^{50 W/}m² deg. ^Z ce^ern ^přiveden^ého množstoí to^pla 1^8,6.1⁰® bylo využito 11^,4.10® k v^ýr°bě ^pá^ry o tlaku ⁶0 barů pomocí chladicích ploch vytvořených trubkami.

Využití paliva bylo 99 %. Obsah kysličníku uhelnatého ve spalinách byl pod 0,1 % obj., obsah kysličníku dusičnatého pod 100 ppm a bylo dosaženo 90 % odsíření.

Příklad 4

S použitím zařízení z obr. 3.

Byly spalovány uhelné výpérky se vzduchem, který byl obohacen kyslíkem. V příkladu 1 popsaný reaktor 1 pro spalování ve vznosu byl opatřen chladicími plochami, a to na stěnách 60·m^{2 *}, v horním prostoru reaktoru 1 58 m² a v odlučováku 25 m².

Dmýchací trubkou X byly zaváděny uhelné výpérky s obsahem popela 67 % hmot., hořlavin 30 % hmot., vlhkosti 3 % hmot., střední zrnitosti 0,08 mm a výhřevnosti 8,4 MJ/kg s pouštím 1 000 Nm^^/h do^pravn^ího plynu s o^bsahem ⁶⁰ % obj. kys^ku a te^plotou 45⁰ °C. Roštem ^bylo zavdáno ⁴ 000 Nm^h selkun^dárn^ího ^plynu rovně^ž s o^bsahem ⁶⁰ % obj. kys^líku a·te^plotou 450 °C.

^Střední ^husto^ta suspenze v prostoru ^po^{d p}otrubím X b^yla asi ²⁵⁰ kg^/m^ a v ^pros^toru nad ^potru^bím X asi. 70 kg/rn^m.

Zpětný odvod popela za časovou jednotku byl desetinásobkem obsahu reaktoru 1. Zbývaj^íc^{í č}ást byla v^yn^ášena ^potru^bím £0. Te^plo^ta v celém ob^ěhov^ém sys^mu ^byla a^pi ⁸⁵⁰ °C.

Horký nehořlavý zbytek vynášený potrubím 10 byl zaváděn do vířivého chladiče 14. který ·byl opatřen čtyřmi 'komorami a spojenými chladicími registry 11, ponořenými do jednotlivých komor. ^Ja^ko ^flu^idiza^čn^ího ^plynu b^ylo ^pou^žito 2 ⁷⁰⁰ Nm^^/h plynu s obsahem 60 % obj. kys^líku a jako ne^přím^ého c^ad^a 5 ⁰⁰⁰ Nm^J/h ^plynu stejném stavu^, v obou ^případec^h ohWtýc^h na 45° °^C a zav^áděnýc^{h d}o rea^ktoru 1 ja^ko selcun^rrá ^pl^yn nebo ^flu^idiza^čn^{í ply}n, popřípadě jako dopravní plyn.

Neho^řlavý zbyte^k b^yl v^yn^ášen z v^ířiv^ého chladne ^{14 př}i te^plot^ě 15⁰ °C. ^Za t^ěc^hto ^podm^íne^k b^ylo ^dosa^ženo součinⁱte^le ^přestu^pu ^tepla 2^{00 W/}m? deg. ^Z ce^lkem pMvedenéto množstv^í te^pla ^22,6 . ¹⁰®W ^bylo v^yu^žito ^16,6 . ^loSW ^k výrobě s^yté ^pár^y o t^laku ^{60 b}arů ^pomocí chladicích ploch.

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

Claims

chladicích ploch. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

1. Způsob spalování materiálů obsahujících uhlík ve vznosu, se zpětným zaváděním vynášených tuhých látek do vznosu a s odváděním spalného tepla chladicími plochami, vyznačený tím, že - se spalování provádí s plyny obsahujícími kyslík, které se přivádějí ve dvou dílčích proudech v rozličně výšce, z nichž nejméně jeden proud se přivádí jako sekundární plyn do jedná roviny nebo do několika rovin nad sebou, poměr objemů fluidizačního plynu a sekundárního plynu je seřízen v rozsahu mezi 1 : 20 až 2 : 1, nad přívodem sekundárního plynu se vytvoří seřízením rychlosti sekundárního plynu a poměru fluidizačního plynu a se^kun^dárn^ího ^plynu v^ířiv^á vrs^tva o s^tředn^í hustot suspenze ¹5 a^{ž 100} kg/m\ nejm^én^{ě p}o^dstatná část spalného tepla se odvádí prostřednictvím chladicích ploch uspořádaných nad přívodem sekundárního plynu ve volném prostoru reaktoru, převážná část materiálu obsahujícího, uhlík se zavádí do volného prostoru reaktoru pod přívodem sekundárního plynu, prakticky prostého zástaveb, a tuhé látky se odebírají z oběhového systému, vytvořeného z reaktoru pro spalování ve vznosu, z odlučováku a z potrubí pro zpětné vedení.

2. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že se dílčí proud plynů obsahujících kyslík přivádí do reaktoru pro spalování ve vznosu jako fluidizační plyn.

3. .Způsob podle bodů 1 a 2, vyznačený tím, že . se sekundární plyn zavádí v nejvyšším místě ve výšce až 30 % celkové výěky reaktoru pro spalování ve vznosu, nejméně vSak 1 m nad přívodem fluidizačního plynu.

4. Způsob podle bodů 1 až 3, vyznačený tím, že se spalné teplo odvádí chladicími plochami uspořádanými na stěnách reaktoru pro spalování ve vznosu.

5. Způsob podle bodů 1 až 4, vyznačený tím, že se chlazení provádí pomocí chladicích ploch, sestávajících z trubek rovnoběžných se směrem proudění suspenze plynu a tuhých látek a spojených pomocí můstků. .

6. Způsob podle bodů 1 až 5, vyznačený tím, že se při spalování na zbytky . bohatých paliv zbytky chladí ve vířivém chladiči, opatřeném zejména větším počtem za sebou protékaných komor, při ohřevu plynem sloužícím reaktoru pro spalování ve vznosu jako fluidizační plyn a/nebo jako sekundární plyn.

7. Způsob podle bodů 1 až 6, vyznačený tím, že se . spaliny spalované v reaktoru pro spalování ve vznosu zavádějí jako fluidizační plyn do vířivého chladiče a chladí se výměnou tepla s chladivém tekoucím v chladicích.plochách.

8. Způsob podle bodů 1 až 7, vyznačený tím, že se spalovací proces provádí za přivádění jemnozrnného odsířovadla.

9. Způsob podle bodů 1 až 8, vyznačený tím, že se spalovací proces provádí se vzduchem, který je obohacen kyslíkem.

10. Způsob podle bodů 1 zejména až 2,0 MPa. 1 až 9, vyznačený tím, že se spalovací proces provádí pod tlakem

11. Způsob podle bodů 1 až 10, vyznačený tím, že se spalovací výkon reguluje hustotou suppenze v prostoru vytvořeném nad přívodem sekundárního plynu v reaktoru pro spalování ve vznosu.

12. Způsob podle bodu 11, vyznačený tím, že se spalovací výkon pro snížený příkon reguluje zmenšením hustoty suspenze v prostoru vytvořeném nad přívodem sekundárního plynu v reaktoru pro spalování ve vznosu.