CS223017B1 - Způsob fluidního spalování částic uhlí - Google Patents

Abstract

Účelem vynálezu bylo nalézt způsob jak fluidně spalovat netříděné vlhké uhlí zrnění 0 až 50 mm. Tohoto cíle se dosáhne tak, že z vyhořelé směsi popela a nosných částic se po zchlazení nia teplotu pod 500 °C odtřídí nosné částice, které se vrací zpět do fluidní spalovací vrstvy. Do tohoto vratného proudu se přidává prachový podíl z horkých odlučovačů, který obsahuje nespálené částice uhlí.

Description

Vynález se týká způsobu fluidního spalování částic uhlí.

Z prací NCB (Národní úřad pro uhlí V. Británie) ze 70. let je známo, že částice uhlí ve směsi a křemičitým pískem, kysličníkem hlinitým, uhličitanem vápenatým a dalšími materiály jemně zrnité povahy a s měrnou hmotností výrazně vyšší, než. má uhlí, mohou tvořit tzv. pseudofluidní vrstvu. V takovéto vrstvě s parametry fluidního režimu určenými vlastnostmi inertních částic, kdy podmínky fluidace nepostačují k udržení samostatných velkých částic uhlí ve vznosu, dochází překvapivě k rozptýlení a plavání těchto částic uhlí v celém objemu fluidiziavané vrstvy inertních částic. Tento jev byl v NCB ověřován na černém uhlí s obsahem síry 1,35 %, s obsahem popela 3 až 8 ý/o a zrnění do 50 mm.

Bylo zjištěno^, že obdobnou pseudofluidní vrstvu lze vytvořit z hnědého uhlí s popelnatostí dio 40 %, vlhkostí do 20 % a s velikostí částic 1 až 50 mm, které fluidují (vznáší se) při rychlostech 0,5 až 1,5 m/s (20°C) ve vrstvě křemičitého písku zrnění 0,3 až 0,7 mm nebo vápence 0,4 až 0,9 mm.

Z provedených spalovacích pokusů s hnědým uhlím velikosti 0 až 5 mm je známo, že při dávkování této frakce hnědého· uhlí na vrstvu samotného popela není nutné toto uhlí sušit, ale při rychlosti fluidace ve spalovací vrstvě v rozsahu 0,5 až 0,8 m/s (20 °C) ulétají při hoření nevyhořelé částice s velikostí do 0,5 mm. Z dalších výzkumů je známo, že tato úletová frakce opouští fluidní vrstvu poměrně dobře vyhořelá, dávkuje-li se do fluidní vrstvy pneumaticky. Bezpodmínečně nutnou piodmínkiou pro pneumatický transport je sušení uhlí a odtřídění nefluidující frakce. Tento požadavek vyvolává potřebu výstavby sušicí stanice, mlecí stanice a· třídičů. Tyto požadavky na dodatečné investice jsou nevýhodou jakékoliv energetické jednotky a v případě spalovací komory na uhlí, která má býti náhradním zdrojem tepla v sušárenství, jsou naprosto neúnosné.

.Podstatně výhodnějším se jeví způsob fluidního spalování částic uhlí o velikosti do 50 mm v přítomnosti nosných částic písku či vápence podle předkládaného· vynálezu, jehož pqdstarta spočívá v tom, že z vyhořelé směsi popela a nosných částic po jejím zchlazení na teplotu pod 500 °C se odtřídí nosné částice, které se vrací zpěit do·, nebo na fluidní vrstvu, přičemž se do tohoto vratného proudu přidává prachový podíl z horkých odlučovačů, které obsahují nespálené částice uhlí.

Způsob podle vynálezu má řadu výhod. Umožňuje spalování netříděného vlhkého uhlí o velikosti částic do 50 mm s vysokou účinností vyhoření a s vysokým tepelným využitím, něhot Odcházející popel při ochlazování předává část entalpie spalinám. Třídič je provozován v konstrukčně únosné oblasti pracíovních teplot. Způsob podle vynálezu automaticky zaručuje, že pneumaticky dopravené materiály do fluidní spalovací vrstvy jsou suché a s vyhovujícím granulometrlckým složením. Cirkulace částic inertního· materiálu je autoregulační, tzn. úměrně s nárůstem dávkování roste přepad inertních částic k chlazení a k dávkování zpět do pneudoprtavy.

Při provozování způsobu podle vynálezu se obvykle spaluje vlhké hnědé uhlí O' velikosti cca 0 až 30 mm. Částice nad 0,5 mm fluidují ve vrstvě inertu, částice potí 0,5 mm při rychlosti fluidace 0,6 m/s (20 °C), tj. zhruba 2,5 m/s při 850 °C ulétají většinou nevyhořelé. Kódem spalovací vrstvy je situována chladicí fluidní vrstva, do níž přepadem přecházejí částice popela a inertu a zchlazují na cca 300 °C. Odplyny z hladicí vrstvy popela se mísí se spalinami a společně jsotu odpracovány v horkých cyklónech při teplotě cca 600 °C. Ochlazená směs popela a inertu se třídí a inert se pneumaticky vrací do spalovací fluidní vrstvy z boku. Do této trasy pneudopravy se rovněž zavádí úlet z horkých cyklónů.

Netříděné vlhké uhlí se na vrstvu sype shora dávkovacím třídičem. Úlet z horkých cyklónů, který obsahuje nevyhořelé částice uhelného prachu se tímto· způsobem dopraví do spalovací vrstvy. Tak je zajištěno·, že bez předchozího· sušení a třídění se prachové částice uhlí dopraví do spalovací fluidní vrstvy, což je podmínkou dobrého vyhoření.

Na přiloženém výkresu je schematicky znázorněna fluidní spalovací komora uzpůsobená k provádění způsobu podle vynálezu.

Ke spalování uhlí o velikosti částic 0 až 30 mm dochází ve fluidní spalovací vrstvě vymezené plamencem 1 a bezpriopadOvým roštem 2. Chladicí fluidní vrstva je v prostoru vymezeném bezpriopadovým rloštem 2 a pláštěm komory 3. Výška spalovací vrstvy je určena úrovtní výřezu v horní hraně plamence 1. Výšku chladicí vrstvy určuje poloha vyústění propadové trubky 5, kterou přepadá směs inertních částic — písku a popela na vibrační třídič 6. Odtříděný písek se shromažďuje v zásobníku 7, popel v zásobníku 8. Turniketem 9 je písek vnášen do trasy pneumatické dopravy, která je z boku zaústěna do spalovací vrstvy. Do této triasy je rovněž zaústěn úlet z cyklónu 10, který je dávkován dvojšnekovým podávačem 11. Přebytečný popel je odpouštěn do zásobníku 12. Uhlí je do spalovací komory kontinuálně dávkováno· uzavřeným talířovým podávačem 13. Vzduch do spalovací komory je dopravován vysokotlakým ventilátorem 14 přes podrostový prostor 4 a bezpropadový rlošt 2. Spaliny o teplotě 600 stupňů Celsia jsiou odváděny z cyklónu 10 potrubím 15. Teplota ve spalovací vrstvě je 850 °C a v chladicí vrstvě 300 °C. Jako Inert se používá křemenný písek 0,4 až 0,6 mm. Rychlost fluidace je 2,5 m/s při 850 °C.

Claims (1)

1. Způsob fluidního spalování částic uhlí o velikosti dio 50 mm v přítomnosti nosných čáistic písku či vápence, vyznačený tím, že z vyhořelé směsi popela a nosných částic se pio zchlazení na. teplotu pod 500 °C odtříVYNÁLEZU dí nosné částice, které se vrací zpět do nebo na fluidní vrstvu, přičemž se do tohoto vratného proudu přidává prachový podíl z horkých odlučovačů, který obsahuje nespálené částice uhlí.