(54)

Způsob spalováni paliv a odpadů s nízkým obsahem popelovin

Způsob spalování paliv a odpadů z nízkým obsahem popelovin, při němž se spalované látky dávkují do fluidnlbo ohniště obsahující rozdruženou fluldní vrstvu.

Tato rozdružená fluldní vrstva je tvořena nejméně dvěma druhy inertního materiálu, přičemž eypná hmotnost alespoň jednoho druhu materiálu je nižší než měrná hmotnost spalované látky a sypné hmotnosti dalších druhů inertního materiálu jsou rovny nebo větší než měrná hmotnost spalované látky.

Způsob spalování látek podle vynálezu lze použit pro všechny druhy látek,jestliže tuhé zbytky spalovacího procesu jsou práškové. Kromě látek uvedených v příkladech lze tímto způsobem spalovat i PVC, polyetylén, zbytky umělé kůže z průmyslu, kaly z čistíren odpadnicb vod a pod.

250 982

230 982

Vynález se týká způsobu spalování paliv a odpadů s nízkým obsahem popelovin ve fluidní vrstvě inertního materiálu.

Při fluidním spalování paliv s nízkým obsahem popelovin, např. uhlí s obsahem popelovin menším než 10 %, dřevěných štěpků nebo odpadů z organických výrob mají tuhé zbytky spalovacího procesu tak malé rozměry, že jsou vynášeny spalinami z ohniště. Proto musí být fluidní vrstva vytvořena z částic inertního materiálu např. písku, čediče nebo keramických částic. Výhodou tohoto způsobu spalování je to, že ve fluidní vrstvě lze spalovat paliva nebo odpadní látky např. s vysokým obsahem vody, které nelze spalovat jiným známým způsobem, a to proto, že teplo, akumulované v inertním materiálu fluidní vrstvy se využívá k odpaření vody a ohřevu spalované látky na zápalnou teplotu, aniž přitom dojde k místnímu podchlazení fluidní vrstvy. Nevýhodou tohoto způsobu spalování je to, že hořící částice paliva nebo odpadní látky se s Inertním materiálem mísí jen do malé hloubky pod hladinou fluid ní vrstvy. Proto dochází k dohořívání nad hladinou fluidní vrstvy a to jednak jemných částic paliva, unášených z fluidní vrstvy spa linami a jednak plynných složek, které vznikají tepelným rozkladem spalovaných látek. Protože fluidní spalování probíhá při nízkých teplotách, které j sou určeny bud itp/díoM tání tuhých zbytků spalovacího procesu nebo optimální teplotou odsiřovacího procesu, probíhá spalování v prostoru nad hladinou fluidní vrstvy s nízkou účinností. Kromě snížení účinnosti spalovacího procesu dochází k šíření pachů, charakteristických pro spalované látky. Tak např. při spalování dřevěných štěpků a odpadů se v okolí spalovacího zařízení šíří pachy, připomínající pálení uhlí v milířích.

Výše uvedené nedostatky jsou odstraněny způsobem spalování paliva a odpadních látek v rozdružené fluidní vrstvě, která je tvořena dvěma druhy inertního materiálu. První druh inertního ma2

230 982 teriálu má sypnou hmotnost rovnou nebo větší než je měrná hmotnost spalované látky a druhý inertní materiál má sypnou hmotnost menší ve srovnání s měrnou hmotností spalované látky. Při fluidaci takového inertního materiálu dojde ve fluidní vrstvě k rozdružení částic, při němž částice inertního materiálu s větší sypnou hmotností fluidují u dna zařízení a částice s menší sypnou hmotností fluidují u povrchu fluidní vrstvy. Mezi oběma druhy inertního materiálu se nevytvoří ostré rozmezí, ale vznikne oblast, v níž se sypná hmotnost inertního materiálu plynule mění. Při dávkování paliva do takto rozdružené fluidní vrstvy se částice paliva vznáší a hoří v oblasti, v níž jejich měrná hmotnost je rovna sypné hmotnosti fluidní vrstvy. Proto jemné částice spalovaných látek i plynné produkty jejich tepelného rozkladu dohořívají v horní části fluidní vrstvy s podstatně vyšší účinností než je tomu při jejich spalování nad hladinou fluidní vrstvy.

Příklad 1

V rozdružené. fluidní vrstvě, tvořené korundovými částicemi o sypné hmotnosti 1600 kg/m a dutými korundovými kuličkami o sypné hmotnosti 850 kg/nP byl při teplotě 85O°C spalován lignit s obsahem vody 36 %. Výška vrstvy korundových částic byla 0,25 m (po nasypání do ohniště) a výška dutých korundových kuliček byla 0,75 m. Spalování bylo ukončeno ve fluidní vrstvě, což se projevilo tím, že nad hladinou fluidní vrstvy plynule klesala teplota spalin. Při spalování téhož lignitu ve vrstvě písku o sypné hmotnosti 1200 kg/ /m došlo ke spalování v prostoru nad hladinou fluidní vrstvy, kde teplota spalin dosáhla hodnotu 1020°C pří teplotě fluidní vrstvy 85O°C.

Příklad 2

V rozdružené fluidní vrstvě, tvořené pískem o sypné hmotnosti 1200 kg/m a keramzitem o sypné hmotnosti 650 kg/m byly spalovány dřevěné štěpky při teplotě 800°C. Spalovací proces byl dokončen ve fluidní vrstvě, což se jako v předešlém příkladu 1 projevilo poklesem spalin nad hladinou fluidní vrstvy tehdy, jestliže při celkové výšce fluidní vrstvy 1 m byla násypná výška písku nižší než 0,5 m. Při vyšších násypných výškách vrstvy písku docházelo ke zvýšení teploty spalin nad hladinou .fluidní vrstvy. Toto zvýšení teploty spalin při spalování dřevěných štěpků ve vrstvě písku činilo 180°C.

230 982

Popsaný způsob spalování látek v rozdružené fluidní vrstvě, tvořené různými druhy inertního materiálu lze použít pro všechny druhy látek, jestliže tuhé zbytky spalovacího procesu mají práškovitý charakter. Kromě látek, uvedených v příkladu 1 a 2 to mohou být odpady při výrobě předmětů z umělých,hmot (PVC, polyetylén a pod.), suspenze hořlavých látek (zbytky umělé kůže při jejím zpracování apod.), případně kaly z čistíren odpadních vod. Fluidní vrstva může být vytvořena i více druhy inertního materiá lu než dvěma.