CS216077B1 - Kovová komora pro fluidní spalování tuhých částic - Google Patents

Abstract

Účelem vynálezu je navrhnout konstrukci fluidní komory na spalování tuhých paliv, vhodnou pro diskontinuální provoz. Tohoto cíle se dosáhne u kovové komory na fluidní spalování tuhých paliv, která má vyústění přívodů paliva na rošt tak, že plášt je oddělen od fluidní vrstvy hořícího paliva svislým plamencem. Prostor mezi plamencem a pláštěm je vyplněn fluidizovanou vrstvou popela, přičemž odvod odplynů a spalin z této vrstvy a z fluidního spalovacího prostoru je společný, část bezpropadového roštu vymezená plamencem je opatřena jednotlivými přívody vzduchu a směsi paliva se vzduchem, zatímco čáet roštu vymezená pláštěm a plamencem je opatřena pouze přívody vzduchu. Přiváděný vzduch a směs paliva se vzduchem jsou usměrnovány do roviny bezpropadového roštu. Kovovou komoru, lze použít jako zdroj tepla pro bubnová sušárny.

Description

Vynález se týká konstrukce kovová komory pro fluidní spalování tuhých částic, zejména uhlí.

Stěny spalovací -komory s fluidním spalováním uhlí jako zdroj spalin pro sušárny jsou obvykl· vytvořeny vyzdšným pláštěm,který omezuje periodické provozování topeniště na minimum, vzhledem k ryohlé deetrukoi vyzdívky při tepelnýoh nárazech, spojených s najížděním a odetavěním.

Pokud by stěny topeniště byly provedeny pouze kovové, jeví se jejich chlazení vnějším ofukováním vzduchem jako neefektivní, nebot součinitel prostupu tepla na straně fluidní o spalovací vrstvy je zhruba 260 W/mK, zatímco na straně chlazené proudícím vzduchem je tento součinitel řádové menší. To znamená, že takovou stěnu zchladit na teplotu pod 500 °C je velice obtížné.

Použití membránové etěúy s ohladioí vodou, obvyklé u energetických topeništ je v případě, kdy spalovací komora slouží jako zdroj horkých spalin například pro sušárnu je nepravděpodobné, nebot lze jen obtížně zajistit návazné využití značného množství teplé vody.

Jako zdroje horkýoh spalin se jeví výhodnějším kovová spalovací komora pro fluidní spalování tuhých částic, zejména uhlí podle předkládaného vynálezu, jehož podstata spočív vá v -tom, že plášt kovové komory je od přímého styku s fluidní vrstvou hořícího paliva oddělen svislým plamencem, odvod popela je uspořádán v prostoru mezi plamencem a pláštěm kovové komory, prostor vymezený pláštěm kovové komory nad horní hranou plamence je uzpůsobený pro společný odvod spalin nebo odplynů z fluidniho spalovacího prostoru a z chladicího meziproetoru mezi pláštěm kovové komory a plamencem, přičemž přívody vzduohu jsou uspořádány jak v části bezpropadového roštu vymezené pláštěm kovová komory a plamencem tak i v Části bezpropadového roštu vymezené plamence*.

Konstrukční řešení podle předpokládaného vynálezu má řadu výhod. Vložením plamence s přepadem popela ze spalovací do ohladioí fluidní vrstvy es dosáhne toho, že v prostoru mezi pláštěm kovové komory a plamencem se shromažďuje popel a popřípadě žáruvzdorný inert ve fluidním stavu. Jeho teplotu je pochopitelně podstatně nižší než teplota ve vlastním spalovacím prostoru*, nebot tento materiál je fluidizován studeným vzduchem. Teplota plamence je pak zhruba v polovině mezi teplotou ve vlastním spalovacím prostoru a teplotou fluidizovanáho popela, která je mezi 200 až 400 °C. Další výhodou pak je, že vzduoh, který ee ohřeje průchodem přes fluidizovarý popel se v dalším opětovně mísí vlastními spalinami, takže tepelná ztráty jsou minimalizovány. Chladicí vrstva slouží zároveň jako chladič žhavého popela.

Přívod paliva lze zabezpečit pneumaticky přímo do fluidní spalovací vrstvy nebo v případě hrubšího materiálu šnekovým podavačem na vrstvu.

Vyhořelá palivo přechází z fluidní spalovací vrstvy do prostoru mezi pláštěm kovové komory a plamencem buď přepadem na horní hraně plamence nebo níže položeným otvorem nebo otvory ve stěně plamene·.

Odvod popela z prostoru mezi pláětěm kovové komory a plamencem lze provést pomocí přepadové trubky prooházejíoí roštem kovové komory, popřípadě jinak. Je vhodné ji situo2 ▼at ▼ místě co nejrzdálenějším od přepadu nebo přepadů. Spalovací i chladicí vrstva jsou navíc opatřeny spodními vyústěni v úrovni roětu, aby bylo možno úplně vyprázdnit chladicí spalovací prostor kovové komory podle vynálezu.

Kovovou komoru pro fluidní spalování podle vynálezu lze používat jako zdroj tepla pro tepelné spotřebiče jakými jsou například bubnové sušárny a provozovat ji v kontinuálním nebo diekontinuálním režimu. Spalovat lze uhlí s výhřevností okolo 10 MJ/kg obsahující i více než £ % síry. Pro účely odsiřování lze do spalovacího prostoru dávkovat tuhé odsiřovací látky, jako je například uhličitan vápenatý. Vzhledem ke konstrukci kovové komory se jeví optimálním provozovat fluidní spalování uhlí při teplotě 750 až 350 °C a teplota nesmí přestoupit 950 °C.

Při spalování hrubě drceného uhlí a některých podobných látek je účelné, aby fluidní spalovací vrstva obsahovala vedle popela i příměs inertního žáruvzdorného materiálu, jako je například křemičitý písek.

V kovové komoře podle vynálezu lze spalovat jemně i hrubě drcené nízkokalorické uhlí, dřevěné piliny atd.

Jedno z možných ztělesnění kovové komory podle vynálezu je v podélném řezu znázorněno na přiloženém obr. V dalším je obrázek popsán spolu s objasněním funkce.

Prostor vlastní fluidní spalovací vrstvy je vymeten plamencem χ a bezpropadovým roštem 2 e čtvercovým průřezem, Plamencem χ, bezpropadovým roštem 2 a pláštěm kovové komory je vymezena chladicí zóna s fluidizovanou vrstvou popela. Hrdlem £ je do podroštového prostoru přiváděn vzduch, který přes bezpropadový rošt 2 vstupuje do fluidní spalovací i i fluidní ohladioí vrstvy. Odplyny z chladicí fluidizované vrstvy popela a z vlastního fluidního spalovacího prostoru se mísí v prostoru vymezeném pláštěm kovové komory 2 nad plamencem χ a opouštějí kovovou komoru hrdlem £. Vyhořelé palivo, tj. popsl, opouští fluidní spalovací prostor přepadem £, v plamenci X a mísí ee s obsahem ohladioí fluidizované vrstvy popela. Výška ohladioí fluidní vrstvy je určena polohou přepadové trubky X, kterou zchlaze» ný popel opouští kovovou komorou, do sběrné nádoby 11. kam rovněž ústí spodní popelová výpust 10. Směrování proudu plynného média na bezpropadovém roštu £ a nastavení jeho rychlosti zajištují kuželové kloboučky 8 s otvory. Drcené hnědé uhlí je do fluidního spalovacího prostoru přiváděno šnekovým podavačem 2«

Teplota ve opalovací fluidní vrstvě uhlí je 900 ®C, v chladicí vrstvě popela 300 °0 a teplota spalin na úrovni hrdla 2 je £30 °C.

Claims (1)

1. Kovová komora pro fluidní epalování tuhých částic, zejména uhlí, vyznačená tím, že pláŠt kovové komory (3) je od přímého styku e fluidní vrstvou hořícího paliva oddělen evislým plamencem (l), odvod popela je uspořádán z prostoru mezi plamencem (l) a pláštěm kovové komory (3), prostor vymezený pláštěm kovové komory (3) nad horní hranou plamence (l) je uzpůsobený pro společný odvod spalin nebo odplynů z fluidního spalovacího prostoru a z chladicího meziprostoru mezi pláštěm kovové komory (3) a plemancem (l), přičemž přívody vzduchu jsou uspořádány jak v části bezpropadového roštu (2) vymezené pláštěm kovové komory (3) a plamencem (l) tak i v části bezpropadového roštu (2) vymezené plamencem (l).