CS249158B1 - Způsob ohřevu vrstvy fluidujících částic na pracovní teplotu pomocí spalitelných kapalin - Google Patents

Abstract

Způsob ohřevu fluidnivvrstvy při najíždění spalovacíeh a zplyňovacích procesů spočívající v tom, že do fluidni vrstvy se dávkuje spalitelná kapalina, Í ejiž tenze par při počáteční teplotě luidni vrstvy je vyšší než tenze par, odpovídající koncentraci dávkované kapaliny ve fluidační tekutině na dolní mezi hoření a páry dávkované látky se nad hladinou fluidni vrstvy spalují po dobu ohřevu vrstvy. Při počáteční teplotě fluidní vrstvy, při které tenze par nad povrchem částic nedosahuje hodnoty na dolní mezi hoření, se spalovaná kapalina dávkuje na hladinu fluidni vrstvy a po zvýšeni teploty fluidni vrstvy nad hodnotu, odpovídající tenzi par na dolní mezi hoření, se spalovaná kapalina dávkuje do fluidni vrstvy. w v Kromě spalovacích a zplyňovacích procesů lze vynalezený způspb ohřevu fluidni vrstvy použít pro exotermické procesy, uskutečňované ve fluidni vrstvě, například pro katalytické oxidace uhlovodíků.

Description

Vynález se týká způsobu ohřevu fluidní vrstvy na pracovní teplotu pomocí spalitelných kapalin s nízkým bodem vzplanuti.

Při najíždění spalovacích a zplynovacích procesů, uskutečňovaných ve fluidni vrstvě, kterou nejčastěji tvoří popel nebo inertní částice (písek, keramika apod·), se nejdříve musí fluid ní vrstva vyhřát alespoň na zápalnou teplotu použitého paliva nebo odpadu a pak se teprve může zahájit dávkování paliva.

Nejčastěji používaný způsob ohřevu fluidní vrstvy spočívá v tom, že nad fluidni vrstvou se v hořáku spaluje pomocné palivo, např. mazut a plamen se nasměruje na hladinu fluidni vrstvy, kde dochází k ohřevu částic vrstvy.

Další způsoby ohřevu fluidní vrstvy spočívají v ohřevu fluidní vrstvy horkými plyny. Např. se mezerami roštu přivádí do fluidni vrstvy směs spalin se vzduchem o teplotě vyšší než je zápalná teplota paliva. Přitom je část roštu zespodu zakryta clonou, kterou se po rozhoření paliva zacloněná plocha zvětšuje. Spaliny se do fluidní vrstvy mohou zavádět vodorovnými děrovanými trubkami, které mohou být do ohniště pevně zabudovány nebo jsou výsuvné a po zapálení fluidní vrstvy se z fluidní vrstvy přemístí do skříně, připojené ke stěně ohniště.

Nevýhodou popsaných způsobů ohřevů fluidní vrstvy při najíždění spalovacích a zplynovacích procesů je složitost zařízení, potřebných k provádění těchto způsobů, dále značná spotřeba pomocných paliv a dlouhý čas, potřebný k ohřevu fluidní vrstvy na zápalnou teplotu paliva. Tak například ohřev fluidni vrstvy na teplotu 500°C pomocí hořáku, umístěného do prostoru nad hladinou fluidní vrstvy trvá 4 až 6 hodin při výkonu hořáku 30 % jmenovitého tepelného výkonu fluidní vrstvy. Ohřev fluidní vrst vy spalinami při jejich zaváděni do fluidní vrstvy roštem vyža249 158 duje spalovací pec, směšovač spalin se vzduchem pro regulaci teploty horkých plynů a dále přívodní potrubí i dno ohniště s roštem ze žárupevnýeh materiálů, které jsou drahé. Přívod horkých plynů do fluidní vrstvy výsuvnými děrovanými trubkami pak vyžaduje dodatečný prostor, napojený na stěny, ohraničující fluidní vrstvu a obtížnou manipulaci s přívody horkých plynů.

Uvedené nedostatky odstraňuje způsob ohřevu fluidní vrstvy podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že se do fluidní vrstvy zavede spalitelná kapalina s nízkým hodem vzplanutí, která se na částicích odpaří a jejíž páry se nad hladinou vrstvy zapálí zapalovacím hořákem. Hořící páry spalitelné kapalíny, kterou může být např. propan-butanová směs, metanol, etanol apod., pak velmi rychle ohřejí fluidní vrstvu na zápalnou teplotu základního paliva.

Výhodou tohoto způsobu ohřevu fluidní vrstvy je krátká doba ohřevu vrstvy, nízká spotřeba pomocného paliva a jednoduchost zařízení k provádění tohoto způsobu.

Příkladem vynalezeného způsobu ohřevu fluidní vrstvy je najíždění fluidního kotle o výkonu 1 MW, při němž jako spalitelná kapalina byl použit etanol, zaváděný roštem do fluidní vrstvy. Při najíždění se nejdříve vrstva částic rozfluiduje, zapálí se zapalovací hořák nad hladinou vrstvy a spustí se čerpadlo etanolu. Během 30 minut vystoupí teplota fluidní vrstvy na 500°C a za 40 minut na 600°C· Po spuštěni paliva se postupně uzavírá přívod etanolu, který se po zapálení paliva zastaví. Celková spotřeba etanolu na jedno najetí je 50 kg. Přitom zařízení k uskutečnění vynalezeného způsobu ohřevu fluidní vrstvy je velmi jednoduché a sestává z nádrže, čerpadla a přívodu etanolu do fluidní vrstvy s regulací průtoku.

Iři použití kapalné propan-butanové směsi se fluidní vrstva ve stejném kotli jako v předešlém případě ohřeje na 600°C za 20 minut při spotřebě 15 ^kg·

Pro ohřev fluidní vrstvy vynalezeným způsobem lze použít takovou spalitelnou kapalinu, jejíž tenze par ve vzduohu při počáteční teplotě fluidní vrstvy odpovídá vyšší koncentraci než je koncentrace na dolní mezi hoření. Tak např. etanol, jehož koncentrace par na dolní mezi hoření je 3,28 % objemových, lze použít pro počáteční teplotu fluidní vrstvy vyšší než 12°C.

- 3 249 158

V případě, že počáteční teplota fluidní vrstvy je nižší než teplota, odpovídající tenzi par na dolní mezi hoření použité spalitelné kapaliny se tato kapalina dávkuje na hladinu fluid ní vrstvy po dobu potřebnou pro ohřev fluidní vrstvy alespeň na teplotu odpovídající tenzi par na dolní mezi hoření. Pak se spalitelná kapalina dávkuje do fluidní vrstvy, nejlépe v dolní části vrstvy, čímž se podstatně zvýší využití tepla, uvolněného spálením, pro ohřev fluidní vrstvy. Podobně je tomu i při použití porézních částic ve fluidní vrstvě, u nichž dochází ke snížení tenze par nad povrchem částic, a tím i ve fluidní vrstvě·

Kromě spalovacích a zplynovacích procesů lze vynalezený způsob ohřevu fluidní vrstvy použít pro exotermické procesy, uskutečňované ve fluidní vrstvě, např· pro katalytické oxidace uhlovodíků, a to proto, že nedochází k nežádoucímu ohřevu fluidního roštu a prostor pod ním jako je tomu při ohřevu spalinami·

Claims (2)

1. PŘEDMĚT vynálezu

   1· Způsob ohřevu vrstvy fluidujících částic na pracovní teplotu pomocí spalitelných kapalin» dávkovaných do fluidní vrstvy, vyznačený tím, že na částicích fluidní vrstvy se provádí odpařování spalitelné kapaliny a vytváří se směifvse vzduchem, jejich^ koncentrace při počáteční teplotě fluidní vrstvy přesahuje dolní mez hoření vytvářené směsi, která se na hladině fluidní vrstvy zapaluje dokud teplota fluidní vrstvy nesstoupí teplotu samovznícení vytvářené směsi.
2. 2. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že při počáteční teplotě fluidní vrstvy, při níž tenze par nad povrchem částic nedosahuje hodnoty na dolní mezi hoření, se spalitelná kapalina dávkuje na hladinu fluidní vrstvy, kde se spaluje na povrchu částic a po zvýšení teploty fluidní vrstvy nad hodnotu, odpovídající tenzi par na dolní mezi hoření, se epalitelná kapalina dávkuje do fluidní vrstvy.