CS253584B2

CS253584B2 - Device for heat and/or substance transfer

Info

Publication number: CS253584B2
Application number: CS874283A
Authority: CS
Inventors: Laszlo Boross; Ferenc Horvath
Original assignee: Villamos Ipari Kutato Intezet
Priority date: 1982-11-23
Filing date: 1983-11-23
Publication date: 1987-11-12
Also published as: PL244721A1; GB8330061D0; DD217720A5; DE3339260C2; BG44038A3; GB2131317B; HUT36247A; HU188819B; GB2131317A; DE3339260A1

Abstract

Apparatus for the combustion or gasification of solid fuels comprises a fluidized bed chamber containing a gas distributor (11) through which fluidizing gas is introduced at a greater flow rate at one side (12) of the chamber than at the other side (13), and an asymmetrically disposed outlet (9) is the space above a fluidized bed (6). The plenum chamber (3, 4) may be divided by a partition (5), or the number or size of the apertures or nozzles in the distributor (11) may vary along its length. The apparatus may contain one or more baffles (14) in the headspace; in preferred embodiments such a baffle contains means for introducing granular fuel to the bed. <IMAGE>

Description

Vynález se týká zařízení k tepelnému a/nebo látkovému přenosu mezi různými materiály pro chemickV a fyzikální děje, zejmVnt pro spalování anebo zplyňování tuhých pativ, opatřenVho jednak fluddZtačním roštem uspořádaným ve skříni tvořenV dvěma vůči sobě protieehlými stěnam. a uzavíracím víkem, jednak fluidační vrstvou, která je udržována fluhlZtaι^nm roštem a obsahuje zrnitV pevnV látky, například palivo, a jednak volným prostorem nad fluídační vrstvou.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to an apparatus for the thermal and / or mass transfer between various materials for chemical and physical processes, in particular for the combustion or gasification of solid slags, provided with a flow grate arranged in a housing formed by two opposing walls. and a closure lid, on the one hand, a fluidized bed which is maintained by the fluidized bed and contains granular solids, for example fuel, and, on the other hand, a free space above the fluidized bed.

FluidzzaČní zařízení se používvjí ve velkém rozsahu v mnoha průmyslových odvětvích, n^j^p^říkl^ad pro výměnu tepla mmeii práškovit^ látkou a plynem, pro sušení, pro chemickV děje a v poslední době rovněž pro topenářskV účely. K technice spalování paaří potuítí těchto zařízení jak pro přímV vyuUítí tepla, tak i pro zplyňování paliva.Fluidization devices are used extensively in many industries, such as heat and dust exchange, for drying, for chemical processes, and more recently for heating purposes. With steam-firing technology, these devices can be used for both direct heat and gasification.

U doposud známých spalovacích zařízení s fluďdační vrstvou dochází k odvádění tepla především ve fluídační vrstvě, avšak kromě toho dochází v menší míře k odvádění tepla rovněž v prostoru nacházzéícím se nad fluďdační vrstvou. Plyn protVRkaící vrstvou totiž s sebou strhává z tVto vrstvy menší částice, jejichž spalování pokračuje dále v v prostoru nad fluddační vrstvou. V tomto prostoru se však nemůže dosáhnout úplnVho spalování částic unášených z fluddační vrstvy, takže popílek oppoutějící zařízení obsahuje velkV mnnožsví hořlavých čássic.In the prior art fluidized bed combustion plants, heat dissipation occurs primarily in the fluidised bed, but in addition, to a lesser extent, heat is also dissipated also in the space above the fluidised bed. Indeed, the gas through the backing layer entrains smaller particles from this layer, the combustion of which continues further in the space above the flood layer. In this space, however, complete combustion of the particles entrained in the fluddation layer cannot be achieved, so that the fly ashing device contains a large number of flammable particles.

Proto se u těchto zařízení musí větší část popplku z eepkosměnných ploch odstraňovat. Aby se zammeZlo tomuto nedootatku, bylo navrhováno instalovat za spalovacími zařízeními tohoto druhu odlučovače a oddělenV hořlavV částice přivádět nazpět do fluddační vrstvy. Tato opatření však vyžad^í poměrně vysokV náklady spojenV s jejich instalací a provozem, přčeemž ponurá zařízení maaí vysokou poruchovost a jsou náročná na údržbu.Therefore, in these devices, a larger part of the popplum must be removed from the e-shift surfaces. In order to avoid this shortcoming, it has been proposed to install a separator downstream of the combustion plants and to separate the combustible particles back into the fluidized bed. These measures, however, require relatively high costs in connection with their installation and operation, while gloomy devices have a high failure rate and are maintenance-intensive.

Nedostatkem známých fluidZtačlíih zařízení je rovněž ta skutečnost, že vzhledem k velkým plošným r-.změrům maj velkou potřebu místa. U těchto zařízení je kromě toho nutnV seelnoměrlv rozložení zrn ve fluddační vrstvě, což vyžaduje zvlášť pečlivV a přesnV podávání paliva. Aby se dosáhlo lepšího poměru dílčích zařízení, rozděluje se fluddační vrstva na ^kc^ik sekcí. Tyto sekce musí však mít v provozním stavu dílčí zatažení, kterV by nebylo nižší než 60 až 70 % plniViho zatížení, protože v opačniVm případě b^y se Hutají vrstva ochladil na tepotu pod ⁷⁰⁰ °C, co^ž je s ohledem na s^palování neúnosné.A disadvantage of the known fluids of the apparatus is also the fact that they have a large space requirement due to the large surface area. In addition, these devices require a uniform grain distribution in the fluidized bed, which requires particularly careful and accurate fuel delivery. In order to achieve a better ratio of sub-devices, the fluidized bed is divided into sections. These sections must, however, be in the operating state the partial retraction of the composition, which would not be lower than 60-70% plniViho load because opačniVm case b ^y Huťa layer cooled to a temperature below ⁷⁰⁰ ° C ^What is with respect to the ^p alování intolerable .

U jnného druhu doposud fl·uidZtačlíih zařízení se vyvolává ve vnitřním prostoru zařízení cirkulace, takže částice paliva jsou přinuceny k rychVému pohybu. Tím se umožní neustálV vypírání částic ze spalovacího prostoru. Vyšší koncentrace prachu nutná pro dosažení účinnVho odvádění tepla a intenzivního spalování se dosahuje ve spalovací^m prostoru pomocí cyklonu, který má zpravidla svislou osu a je odolný vůči působení vysokých teplot, nappíklad je zděný, přičemž prach oddělený v cyklonu se vede zpět do spalovací komory. Pomocí uvede^ho řešení pracní tato zařízení se zatížením prachem, kterV je ihaaaktteistictV pro spalování uhelnVho prachu a u fluidZtaČ!líih zařízení je obvyklV.In the case of a different type of device, circulation of the device is induced in the interior of the device so that the fuel particles are forced to move rapidly. This allows continual scrubbing of the particles from the combustion chamber. The higher dust concentration required for efficient heat dissipation and intensive combustion is achieved in the combustion chamber by a cyclone which is generally vertical and resistant to high temperatures, such as masonry, with the dust separated in the cyclone being returned to the combustion chamber. . By means of this solution, these devices work with a dust load, which is inhalation active for the combustion of coal dust and in the case of fluids, the equipment is customary.

Zplyňovací zařízení vyuužvvaící fluidZtaiz se po^^vai pro výrobu průmyslovVho top^Vho plynu anebo mmstskVho plynu přepravovanVho v dálkovém potrubí, případně takV jako první stupně vícestupňovVho spalovacího zařízení. Nerozšířenějším druhVm těchto zařízení je tak zvaný Winklerův genneátor, u něhož se pro fluidiz^! a pro zplyňování používá bud kyslíku a vodní páry, anebo vzduchu a vodní páry. Největší nedostatek zařízení využžvaaících kyslíku a vodní páry spočívá v tom, že pro zásobování zařízení kyslkeem je nut^nV přídavnV zařízení, jehož instalace a provoz jsou velmi. nákladnV.The gasification apparatus utilizing the fluid is used to produce industrial top gas or urban gas transported in a long-distance piping, possibly as a first stage of a multi-stage combustion plant. The most widespread type of these devices is the so-called Winkler genneator, in which the and uses either oxygen and water vapor, or air and water vapor for gasification. The greatest drawback of oxygen and water vapor deposition systems is that an additional device is required to supply the equipment with oxygen, the installation and operation of which are very high. cargo.

Naaproi tomu zařízení vyuužvvaící vzduchu a vodní páry může vyrábět pouze plyn o sníženV výhřevnnosi, tj. při^bl^^ně 5 MJ/m . Takovýto plyn má velmi úzký rozsah porubí. Dalším nedostatkem obou těchto zařízení je poměrně velký obsah popílku a tím způsobenV velkV ztráty.In addition, the air and water vapor plant can only produce gas with reduced calorific value, i.e. at about 5 MJ / m. Such a gas has a very narrow range of faces. A further disadvantage of both these devices is the relatively high ash content and thus the large losses.

Pro zvýšení výhřevnosti vyráběného plynu se používá jí zařízení se dvěma kouřovody.In order to increase the calorific value of the produced gas, it is used with a two-flue gas system.

U těchto zařízení jsou dvě fluidační vrstvy. V jedné vrstvě nastává zplyňování p£ nedostatku vzduchu reakcí vodního plynu s vodní párou a v druhé vrstvě se spaluje směs koksu s popelem z prvního stupně. Tyto dvě fluidační vrstvy jsou navzájem spojeny prostřednictvím složitých dopravních, podávačích a regulačních ústrojí. Kouřový plyn stupně vyrábějícího teplo a plyn zplyňovacího stupně spoužtёjí zařízení odděleně od sebe.In these devices there are two fluidization layers. In one layer gasification due to lack of air occurs by reaction of water gas with water vapor and in the other layer the coke-ash mixture from the first stage is burned. The two fluidization layers are interconnected by means of complex conveying, feeding and regulating devices. The flue gas of the heat generating stage and the gasification stage gas separate the equipment separately.

Jak je ze shora uvedeného zřejmé, jsou ’ tato zařízení řešena rovněž poměrně složitě a proto jsou i v tomto případě vysoké náklady na instalaci. Kromě toho je u těchto zařízení velká potřeba místa, provozně jsou těžkopádná a náročná na údržbu.As is apparent from the above, these devices are also relatively complex to solve and therefore the installation costs are high. In addition, there is a large space requirement for these devices, cumbersome and maintenance-intensive to operate.

Vynález si klade za úkol oddtranit nedostatky doposud známých zařízení a vytvooit zařízení na tepelný a/nebo látkový přenos mezi různými maatriály pro chemické a fyzikální děje, zejména pro spalování a zplyňování tuhých paliv, jehož potřeba místa by byla menší a účinnost frypřesto byla větší než u známých zařízení, u něhož by nebylo třeba pouužt přídavných ústrojí, snížily by se ztráty a obsah hořlavých částic v popílku za současného umošnění provozu s částenným zatížením.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to overcome the shortcomings of the prior art devices and to provide thermal and / or mass transfer devices between various materials for chemical and physical processes, particularly for combustion and gasification of solid fuels. In the case of known devices which do not require the use of additional devices, the losses and the content of the combustible particles in the fly ash will be reduced, while allowing the operation under partial load.

Výše uvedené nedostatky odstraňuje a vytčený úkol řeší zařízení na tepelný a/nebo látkový přenos pro chemické a fyzikální pochody mezi různými maatriály, zejména na spalování nebo zplyňování pevných paliv, s fluidzzačním roštem uspořádáným ve skříni opatřené dvěma navzájem protieehlými stěnami a uzavíracím víkem, s fluidační vrstvou udržovanou fluidizačním roštem a obsahující zrnité pevné látky, např. paliva, s volným prostorem nad fluidační vrstvou a s alespoň jednou plynovou komorou pod fluidzaačním roštěm, podle vynálezu, jehož poddtata spočívá v tom, že fluidizační rošt i plynová komora jsou opatřeny prostředky pro vytváření excentrického proudění plynu ve volném prostoru, v jehož jedné boční stěně kolmé k proti^l^ým stěnám je uspořádán výstupní otvor.The above-mentioned deficiencies are eliminated and the problem is solved by a device for thermal and / or mass transfer for chemical and physical processes between different materials, in particular for combustion or gasification of solid fuels, with fluidizing grate arranged in a cabinet equipped with two opposite walls and closing lid, a layer maintained by the fluidization grate and containing granular solids, eg fuel, with a free space above the fluidization layer and at least one gas chamber below the fluidization grate, according to the invention, characterized in that both the fluidization grate and the gas chamber are provided with eccentric generating means the gas flow in the free space, in which one outlet wall perpendicular to the opposite walls is disposed.

Podle vynálezu je výhodné když prostředky pro vytváření excentrického proudění plynu jsou otvory ve fluidizačním roštu, které se ve k jedné z protieehlích stěn zimen^!.According to the invention, it is advantageous if the means for generating the eccentric gas flow are openings in the fluidization grate which are in one of the opposite walls of the walls.

U jiné výhodné formy provedení vynálezu jsou prostředky pro vytváření excentrického proudění plynu otvoru ve fluidizačním roštu, jejichž rozteče ve směru k jedné z protilehlých stěn stále zvětš^í.In another preferred embodiment of the invention, the means for generating the eccentric gas flow of the orifice in the fluidisation grate, whose pitches towards one of the opposing walls are constantly increasing.

Podle vynálezu je výhodné, když jsou prostředky pro vytváření excentrického proudění plynu tvořeny sekcemi plynové komory s rozdínným tlakem plynu.According to the invention, it is advantageous if the means for generating the eccentric gas flow are formed by sections of a gas chamber with different gas pressure.

Pro dokonalou funkci zařízení je výhodné, když jsou volný prostor a/nebo fluidační vrstva alespoň částečně rozděleny dělicí stěnou.For a perfect function of the device, it is advantageous if the free space and / or fluidizing layer are at least partially divided by a partition wall.

Výhodné provedení zařízení podle vynálezu spočívá v tom, že plynová komory jsou od sebe odděleny meisstěnou, která je vytvořena jako pokračování aleápon jedné dělící stěny.An advantageous embodiment of the device according to the invention is characterized in that the gas chambers are separated from each other by a meissue, which is formed as a continuation or at least one partition wall.

Neěvěěší přednost zařízení podle vynálezu spočívá v tom, že uvnótř zařízení je vlastně vytvořen cyklon s vodorovnou osou, který vrací větší částice z volného . prostoru zpět do fluidační vrstvy. Tímto se zabrání pronikání podstatného mun^^v! popílku a/nebo prachu či hořlavých částic ven ze zařízení.A further advantage of the device according to the invention is that, in the interior of the device, a cyclone with a horizontal axis is actually formed, returning larger particles from the free. space back into the fluidization layer. This prevents the penetration of substantial ammunition. fly ash and / or dust or combustible particles out of the device.

Podle zkuŠenootí získaných při zkušebním provozu prototypů je možno konntatovat, že řešení podle vynálezu vykazuue, kromě přednootí doposud známých fluidizačních zařízení, i přednooti neočekávané a přioom odstraňuje nedostatky známých iaříirnO..Vzhledem k tomu, že k oddělování prachu dochází ve spalovacím prostoru, je zatížení ploch výměníků tepla, které jsou iostaSovány za zařízením podle vynálezu, prachem poddtatně sníženo a zařízení může být instaSováoo jako první stupeň bezprostředně · před stupněm následujícím.According to the experience gained during the prototype test operation, the solution according to the invention exhibits, in addition to the forefronts of the prior art fluidization equipment, unexpected forefronts and at the same time removes the drawbacks of the known irradiation. The heat exchanger surfaces that are insulated downstream of the device according to the invention are substantially reduced by dust, and the device can be installed as the first stage immediately before the next stage.

Do zařízení může být dokonce podávána uhelná d^rť, protože při provozu dochází k k rozmělňování uhelných zrn.Coal debris can even be fed into the apparatus because the coal grains are comminuted during operation.

Další přednost zařízení podle vynálezu spočívá v možžosti provozu ža Částečného zatížení. Pokud se podávání sekundárního vzduchu do části protékané proudem o větší rychlosti zrnmnní, může se seřídit fluidační vrstva, která představuje čtvrtinu až pětinu plného zařízenn.A further advantage of the device according to the invention lies in the possibility of operating under partial load. If the feeding of the secondary air to the part flowing through the stream at a higher grain velocity, the fluidizing layer, which represents a quarter to one fifth of the full plant, can be adjusted.

DdIší podrobnnosi zařízení podle vynálezu budou blíže vysvětleny v následujícím popise příkaadných provedení zařízení s odvoláním na přioožené výkresy.Further details of the device according to the invention will be explained in more detail in the following description of exemplary embodiments of the device with reference to the accompanying drawings.

Na výkresech znázorňuje obr. 1 případné provedené zařízení podle vynálezu ve svislém řezu, obr. 2 druhé případné provedení ve stenném svisém řezu, obr. 3 svislý řez obdobným zařízením jako na obr. 2 s menšími zm^r^ř^rnm, obr. 4 svislý řez dalším přík^nným provedením zařízení podle vynálezu vhodného zejména pro zplyňování, obr. 5 stejný svislý řez dalším příkadnným provedením zařízení podle vynálezu a obr. 6 jiné příkladol provedení zařízení ve svisém řezu opatřené dvěma dělicími stěnami.In the drawings, FIG. 1 shows a possible embodiment of the device according to the invention in vertical section; FIG. 2 shows a second embodiment in a vertical section; FIG. 3 shows a vertical section through a device similar to FIG. 2 with smaller dimensions; 4 shows a vertical section through another transverse embodiment of a device according to the invention particularly suitable for gasification, FIG. 5 shows the same vertical section through another transverse embodiment of a device according to the invention, and FIG. 6 shows another embodiment of the device in vertical section with two dividing walls.

Jak je zřejmé z obr. 1, sestává těleso zařízení v podstatě ze dvou protieehlých stěn 12 a 13 a z uzavíracího víka jb Meei těmto protieehlými stěnami 12, 13 je uspořádán fluídační rošt 11, oi němž je udržována fluídační vrstva £. Nad fluídační vrstvou £ je volný prostor £0, zatímco pod fluidZlččním roštěm 11 jsou vytvořeny dvě plynové komory £ a 4, které jsou od sebe odděleny mmeistěnou _5.As can be seen from FIG. 1, the device body consists essentially of two opposing walls 12 and 13, and a closing lid 11b between these opposing walls 12, 13 is provided with a fluidizing grid 11, in which the fluidizing layer 8 is maintained. Above the fluidizing layer 6 there is a free space 60, while below the fluidized bed 11 two gas chambers 6 and 4 are formed, which are separated from one another by a spaced 5.

Fluidizace se uskutečňuje působením plynu přiváděného do plynových komor 3 a £ vstupy 1 a 2. Tímto plynem může být nappíklad vzduch, který proudí směrem· vzhůru otvory, popřípadě tryskami fluídzaačního roštu 11.Fluidization is effected by the action of gas supplied to gas chambers 3 and 6 through inlets 1 and 2. This gas can be, for example, air which flows upwards through the openings or through the nozzles of the fluidization grate 11.

Podle vynálezu dochází ve volném prostoru 10 nad fluídační vrstvou £ k excentrčkémmu proudění plynu, které alespoň podél čáási jedné z protieehlých stěn, např. £2, má větší rychlost než je rychlost proudění plynu podél druhé prooilehU stěny £3. Tohoto opatření může být u zařízení podle vynálezu dosaženo někcoika způsoby. ,According to the invention, an eccentric gas flow occurs in the free space 10 above the fluidizing layer 6, which at least along a portion of one of the opposing walls, for example £ 2, has a higher velocity than the gas flow velocity along the second wall progression. This can be achieved in several ways in the device according to the invention. ,

Podle první varianty se dosáhne excentrického proudění plynu ve volném prostoru 10 speciálním vytvořením f:^uklZa^í^ií^ho roštu 11, a sice takovým, že otvory, popřípadě trysky fluΐdilačiího roštu 11 jsou ve směru k protilehlé stěně 13 postupně čím dál tím meení, popřípadě jsou uspořádány v postupně se zvětšujících vzájemných vzdálenostech. Přioom tlak v plynové komoře 2 může být stejný jako v plynové kom^iře £, popřípadě mohou být obě plynové komory 2 i 4 vytvořeny jako jediná plynová komora 2 a za tímto účelem se odstraní me^istěm £.According to a first variant, the eccentric gas flow in the free space 10 is achieved by a special design of the grate 11, such that the openings or nozzles of the fluidized bed 11 are progressively increasing towards the opposite wall 13 they are arranged, or are arranged at gradually increasing distances from one another. At the same time, the pressure in the gas chamber 2 may be the same as in the gas chamber 6, or both gas chambers 2 and 4 may be formed as a single gas chamber 2 and for this purpose they are removed in the middle.

Taková provedení jsou znázorněna na obr. 5 a 6, které budou v další čáási popisu vysvětleny ještě podrObn^i.Such embodiments are illustrated in FIGS. 5 and 6, which will be explained in further detail below.

U zařízení dle obr. 1 může být dosaženo excentrického proudění plynu také tím, že v jednooiivých plynových komorách 3 a £ jsou nastaveny rozdílné tlaky plynu. Jessliže např. tlak v plynové komoře 3 je větší než v plynové komoře £, pak bude také rychlost proudění plynu pocdél stěny 12 větší, než rychlost proudění plynu podél druhé protilehlé stěny £3.In the device according to FIG. 1, eccentric gas flow can also be achieved in that different gas pressures are set in the individual gas chambers 3 and 6. If, for example, the pressure in the gas chamber 3 is greater than in the gas chamber 8, then the gas flow velocity along the wall 12 will also be greater than the gas flow velocity along the second opposite wall £ 3.

Ve volném prostoru 10 zařízeni je atymeeticky umístěn výstupní ^tv^r a to tak, že jeho střed je současně středem asymmerického proudění plynu ve volném prostoru 10. Vzniku tohoto lsymeericklho proudění napomáhá rovněž vytvoření vypouklého uzavíracího víka 2· Toto může být interpretováno · rovněž tak, že tímto provedením je vlastně vytvořen cklon, jehož středová osa je rovnoběžná s protieehlými stěnami 12 a £2, avšak neleží ve středové rovině zařízení, takže cyklon je uspořádán asymmericky.In the free space 10 of the device, the outlet shape is atymically positioned so that its center is at the same time the center of the asymmetric gas flow in the free space 10. The formation of this symmetrical flow is also aided by the convex closing lid 2. In this embodiment, an inclination is formed, the central axis of which is parallel to the opposing walls 12 and 52 but does not lie in the center plane of the device, so that the cyclone is arranged asymmetrically.

5358453584

Při objasnění funkce zařízení dle obr. 1 se vychází z toho, že rychlost proudění plynu podél jedné protilehlé stěny 12 je větší než podél protilehlé stěny £3. Plyn proudící směrem vzhůru z plynové komory £ fluidačním roštem 11 a fluidační vrstvou £ s sebou z z fluidační vrstvy 6 unáší částice, které se ve volném prostoru £0, zejména v jeho horní části, dostávají do cyklonového prostoru 20, tj. do cyklonového proudění, které je asymetrické vůči zařízení. Větší částice se pohybují v blízkosti uzavíracího víka £ a dále podél protilehlé stěny 13 dolů, dokud se nestřetnou s plynem proudícím směrem vzhůru z plynové komory £, který unáší tyto částice opět vzhůru do blízkosti protilehlé stěny £2.In order to illustrate the operation of the device of FIG. 1, it is assumed that the gas flow rate along one opposing wall 12 is greater than along the opposing wall 83. The gas flowing upwardly from the gas chamber 6 through the grate 11 and the fluidized bed 6 carries particles from the fluidized bed 6, which in the free space 60, particularly in the upper part thereof, enters the cyclone space 20, i.e. the cyclone flow. which is asymmetrical to the device. Larger particles move close to the closure lid 8 and further down the opposite wall 13 until they encounter gas flowing upward from the gas chamber 8, which carries these particles up again near the opposite wall 62.

Takto vzniká asymetrické cyklonové proudění, v jehož přibližně středové ose se nachází výstupní otvor £. Toto umístění výstupního otvoru £ má za následek, že se do něj dostanou pouze kouřové plyny a úplně vyhořelé menší částečky. Příliš velké částice, jejichž směr pohybu nemůže být změněn prouděním usměrněným vzhůru z plynové komory £, padají dolů zpět do fluidační vrstvy £. Odstátní částice se pohybují ve volném prostoru 10 tak dlouho, dokud nenastane jejich úplné spálení. Vzhledem к tomu, že z prostoru nad plynovou komorou £ se Částice odstraňují ve větším množství než nad plynovou komorou £ a v blízkosti protilehlé stěny 13 padají částice zpět dolů, dochází к migraci fluidační vrstvy £ ve směru к protilehlé stěně 12.This results in an asymmetric cyclone flow, in which approximately an outlet opening 8 is located approximately in the center axis. This positioning of the outlet opening 8 results in only the flue gases and the completely burned-out smaller particles entering it. Too large particles whose direction of movement cannot be changed by the upward directed flow from the gas chamber 6 fall back down into the fluidized bed 6. The particulate matter moves in the free space 10 until it is completely burned. Since particles are removed from the space above the gas chamber 6 in greater amounts than above the gas chamber 6 and particles fall back down in the vicinity of the opposite wall 13, the fluidized bed 8 migrates in the direction of the opposite wall 12.

V příkladném provedení znázorněném na obr. 2 je zařízení na rozdíl od provedení podle obr. 1 opatřeno zakřiveným fluidizačním roštem ££, na kterým je uspořádána dělící stěna £4, která alespoň částečně rozděluje volný prostor 10 a fluidační vrstvu £, přičemž dělicí stěna 14 je vytvořena jako pokračování mezistěny £. Mezi fluidizačním roštěm £1 a dělící stěnou 14 je vytvořen průchod 18 pro fluidační vrstvu £. Dále je na obr. 2 znázorněn kanál 19 pro zrnité palivo. Kromě toho může být jedním nebo několika vstupními otvory £5, 16 a 17 přiváděn sekundární vzduch.In the exemplary embodiment shown in FIG. 2, the device, unlike the embodiment of FIG. 1, is provided with a curved fluidization grate 54, on which a partition wall 44 is arranged which at least partially divides the free space 10 and the fluidization layer 6, the partition wall 14. it is formed as a continuation of the partition 6. Between the fluidization grid 41 and the partition wall 14, a passage 18 is provided for the fluidization layer 8. In addition, FIG. 2 shows a granular fuel channel 19. In addition, secondary air can be supplied through one or more inlet openings 65, 16 and 17.

Dělicí stěna 14 u tohoto příkladného provedení umožňuje lepší oddělení proudění, které má větší rychlost od proudění, jehož rychlost je menší. Asymetrické cyklonové proudění zde vzniká stejně jako u provedení podle obr. 1.The partition wall 14 of this exemplary embodiment allows for better separation of the flow having a higher velocity from the flow with a lower velocity. Here, asymmetric cyclone flow occurs as in the embodiment of Fig. 1.

U příkladného provedení podle obr. 3 se sekundární vzduch přivádí jen dvěma vstupními otvory 16 a 17, které však mají středové osy navzájem kolmé. Kanál 19 pro zrnité palivo je uspořádán v blízkosti vstupních otvorů 16 a 17.In the exemplary embodiment of FIG. 3, secondary air is supplied through only two inlet openings 16 and 17, but having central axes perpendicular to each other. The granular fuel channel 19 is disposed adjacent the inlet openings 16 and 17.

U tohoto provedení se může dosáhnout toho, že nad plynovou komorou £ se vytvoří tak zvaná rychlá fluidační vrstva £, což znamená, že zde dochází к nepřetržitému proudění materiálu směrem vzhůru, které je samozřejmě intenzivním turbulentním prouděním. Vhodným vytvořením fluidizačního roštu 11 a/nebo nastavením tlaku v plynové komoře £ může být udržována fluidační vrstva £ i zde, pokud je to žádoucí. Výška a tvar povrchu fluidační vrstvy £ se muže měnit změnou těchto parametrů, popřípadě změnou přívodu sekundárního vzduchu vstupním otvorem 16 a/nebo vstupním otvorem 17. Například v případě, že se sekundární vzduch přivádí jen vstupním otvorem 17 , bude tloušřka vrstvy částic ve fluidační vrstvě £ nad plynovou komorou £ rovněž menší, což je zvlášt výhodné vzhledem ke sníženému obvodu tepla chladicími trubkami při částečném zatížení.In this embodiment, it can be achieved that a so-called rapid fluidization layer 6 is formed above the gas chamber 6, which means that there is a continuous upward flow of material, which of course is an intense turbulent flow. By suitably forming the fluidizing grate 11 and / or adjusting the pressure in the gas chamber 6, the fluidizing layer 6 can also be maintained here, if desired. The height and shape of the surface of the fluidized bed can be varied by varying these parameters, or by changing the secondary air supply through the inlet port 16 and / or the inlet port 17. For example, if the secondary air is supplied only through the inlet port 17, Above the gas chamber 4 is also smaller, which is particularly advantageous due to the reduced heat circuit through the cooling tubes at partial load.

Na obr. 4 je znázorněno příkladné provedení zařízení podle vynálezu, které může být použito pro zplyňování. S dělicí stěnou 14 je zde spojena vodicí deska 21. Mezi dělicí stěnou 14 a vodicí deskou 21 je vytvořen plynový sběrný prostor 22, který je v blízkosti místa spojení dělicí stěny 14 a vodicí desky 21 opatřen odváděcím otvorem 23 plynu.Fig. 4 shows an exemplary embodiment of a device according to the invention which can be used for gasification. A guide plate 21 is connected to the partition 14 here. A gas collecting space 22 is provided between the partition 14 and the guide plate 21, which is provided with a gas outlet opening 23 near the connection point of the partition wall and the guide plate 21.

Vodicí deska 21 zasahuje do fluidační vrstvy £, ponechává však přitom větší průchod pro částice ve fluidační vrstvě £ nad plynovou komorou _4.The guide plate 21 extends into the fluidized bed 4 but leaves a larger passage for the particles in the fluidized bed 4 above the gas chamber 4.

V části 2 prostoru nad plynovou komorou £ dochází ke spalování, přičemž se zde udržuje větší rychlost proudění. Větší částice padají meei vodicí deskou 21 a protieehlou stěnou ’ 13 zpět dolů do fluddační vrstvy £· Zplodiny spalování zbavené prachu v důsledku asymeerického cyklonového proudění a odváděné výstupním otvorem £ ven obsahují ještě značné men>ossví tepla, které by mohlo být využito ve výměníku tepla instaocanném za zařízením. Toto teplo může být pouužto bud pro předehřívání spalovacího vzduchu anebo paliva, popřípadě pro výrobu páry.In part 2 of the space above the gas chamber 6, combustion occurs while maintaining a higher flow rate. Larger particles fall down through the guide plate 21 and through the wall 13 downwardly into the fluddling layer. The dust-free combustion gases exerted by the asymmetric cyclone flow and discharged through the outlet orifice still contain a considerable amount of heat that could be used in the heat exchanger. instaocanném behind the device. This heat can be used either to preheat the combustion air and / or the fuel, or to produce steam.

V plynovém sběrném prostoru 22 a ve fluddační vrstvě £» která se,v tomto prostoru nachází, se p^C-í^vo pouze odplyňuje a zplyňuje a fundázoovaný prach, opoouttjící tento plynový sběrný prostor 22 průchodem £8, obsahuje ještě hodně hořlavých iásSic, které shooí úplně v částo T_ prostoru nad plynovou komorou £, popřípadě v cyklonovém proudění. Přitom se ohříváií nejen kouřové plyny, ale také částice, které p^ť^a^aj! dolů do fluádainí vrstvy 2/ což příznivě ovlivňuje průběh zplyňování.In the gas collecting space 22 and in the fluidized bed located therein, the gas collector is only degassed and gasified and the deposited dust enclosing the gas collecting space 22 through the passage 8 still contains a lot of flammable particles. which burn completely in the part T of the space above the gas chamber 6, respectively in the cyclone flow. In this process, not only the flue gases, but also the particles which are heated and heated are heated. down into the fluidized bed 2 / which favorably affects the gasification process.

Plyn vznikáaící v zařízení dle tohoto příkaadu provedení má střední výhřevnost a obsahuje těkavé složky paliva, vodní plyn vzniklý z vodní páry a popřípadě i vzdušný plyn. Po případném dalším zpracování se tento plyn může s výhodou pouužt v běžně známém zařízení. Toto příkladné provedení zařízení podíe vynálezu může tvooit první zplyňovací stupeň dvoustupňového spalovacího zařízení, přčeemž může být pouužto rovněž pro kotle na zemní plyn anebo kotle olejové, protože vytvořený plyn obsahuje velmi málo prachu a popela.The gas produced in the apparatus of this embodiment has a medium calorific value and contains volatile fuel components, water gas generated from water vapor and optionally air gas. After further processing, this gas may advantageously be used in a known apparatus. This embodiment of the device according to the invention can constitute the first gasification stage of a two-stage combustion plant, and can also be used for natural gas or oil-fired boilers because the gas produced contains very little dust and ash.

Z téhož důvodu je zařízení podle vynálezu vhodné pro přizpůsobení běžně známých kotlů na uhlovodík spalování uhhí, aniž by byla nutná přestavba těchto kotlů.For the same reason, the device according to the invention is suitable for adapting the conventional hydrocarbon boilers to the combustion of charcoal without the need for conversion of these boilers.

Jak již bylo dříve uvedeno, jsou na obr. 5 a 6 znázorněna příkaadná provedení zařízení podíe vynálezu, u nichž dochází k htymeerickému proudění ve volném prostoru 10 působením fluadZjačnířo roštu H- pod nímž je umístěna jen jedna plynová komora 2- Je zde účelně vytvořena děěicí stěna 2£, která je strmě nakloněna, nezasahuje do fauddační vrstvy 2 a tvoří zároveň jednu ohřaaiČující stěnu kanálu £9 pro přiváděné ^^l_i_vo. Z ostatních hledisek je funkce tohoto zařízení stejná, jak již bylo shora popsáno.5 and 6, there are shown exemplary embodiments of the device according to the invention, in which a free flow 10 occurs in the free space 10 under the influence of a fluidized bed grate 10, under which only one gas chamber 2 is located. the wall 26, which is steeply inclined, does not extend into the fauddation layer 2 and at the same time forms one heating wall of the channel 9 for the feed lines. In other respects, the function of this device is the same as described above.

Na obr. 6 je znázorněno zařízení opatřené dvěma dělicími stěnami £4 a H¹,'z nichž jedna děěicí stěna £4 zasahuje do fluddační vrstvy 2» zatímco druhá děěicí stěna 14' do fluddační vrstvy 2 nezasahuje a je strmě skloněna podobně jako děěicí stěna £4 v provedení podle obr. 5. Volný prostor £0 je tak rozdělen na tři iásti, přččemž rychlossi proudění v jednooiivých částech se směrem od protilehlé stěny £2 k protilehlé stěně £3 snižují. Vytvoření stěn £4 a £4' napomáhá vzniku symeerického cyklonového proudění. Funkce zařízení je u tohoto provedení stejná jako u provedení přčachřsečícířo.FIG. 6 shows a device having two partitions £ 4 and H ¹ 'of which one děěicí wall £ 4 extends within fluddační layer 2 »while the second děěicí wall 14' into fluddační layer 2 does not interfere and is steeply inclined like děěicí wall Thus, the free space 60 is divided into three parts, whereby the flow velocities in the individual portions decrease from the opposite wall 64 to the opposite wall 62. The formation of the walls 4 and 4 'facilitates the formation of a symmetrical cyclone flow. The function of the device in this embodiment is the same as in the case of the tumbler.

V jňéém případě může zařízení podle vynálezu slouužt·pro vázání a odstraňování obsahu síry ze zplodin spalování. Pro tento účel se může vycházet z íříkaadnéřo provedení zařízení znázorněného na obr. £ přčeemž fluddační vrstva 2 může sestávat ze zásaddté látky ^за^и^! nappíklad CaO nebo MgO. Vstupy 2 a í může být do plynových komor 2 a 4. dmýchán znečištěný plyn, který má být vyčištěn, tlaky plynu jsou vhodné voleny předem. Při prouděn:!In another case, the device according to the invention can serve to bind and remove the sulfur content from the combustion products. For this purpose, it is possible to start from the embodiment of the device shown in FIG. 6, whereby the fluidizing layer 2 may consist of a basic substance. for example CaO or MgO. The polluted gas to be cleaned can be blown into the gas chambers 2 and 4 through the inlets 2 and 1, and the gas pressures are preferably selected beforehand. When flowing!

fluddační vrstvou 2 a také potom ve volném prostoru £0 na fluddační vrstvou 2 íe plyn ve styku se zásaditými látkami. Tím se podstatně prodlouží doba styku meei zásaditými látkami a znečištěným plynem a to natolik, že je potaaijící pro ochlazení plynu až na rosný bod, popřípadě pro vázání obsahu anhydridu kyseeiny sírové v plynu. Anhhydid kyseliny sírové se částečně odstraňuje ze zařízení jako síran výstupním otvorem .2·through the fluidized bed 2 and also in the free space 60 on the fluidised bed 2 is a gas in contact with the alkaline substances. In this way, the contact time between the alkalis and the polluted gas is considerably prolonged to the extent that it is sufficient to cool the gas down to the dew point or to bind the sulfuric acid anhydride content of the gas. Sulfuric anhydride is partially removed from the plant as sulphate through the outlet .2 ·

U jiného provedení zařízení sloužícího témuž účelu může načít použtí řešení podle obr. 2, p^eemž plyn, který má být čištěn, může být doovňtř z větší č^ssí vháněn vstupním otvorem 2®.· Přitom se vstupy 2 a 2. přivádí jen poměrně malé mnnoství plynu, tj. jen tolik, aby bylo možno udržovat fluddační vrstvu 2· v důsledku toho se může vynechat děěicí stěnaIn another embodiment of the device serving the same purpose, the solution according to Fig. 2 can be read in, whereby the gas to be cleaned can be blown in through the inlet 2 through a larger part. a relatively small amount of gas, i.e. only enough to maintain the fluddling layer 2 as a result of which the partition wall may be omitted

14, protože i samotné dmýchání plynu vstupním otvorem 16 je postačující pro vyvolání proudění plynu.14, since even the blowing of the gas through the inlet 16 is sufficient to cause the gas to flow.

U obou shora uvedených provedení může ochlazování plynu ní ve volném prostoru 10 chladicích trubek. Toto opatření je podrobnňjší vysvěělení.In both of the above embodiments, the cooling of the gas in the free space 10 of the cooling tubes can be carried out. This measure is a more detailed explanation.

Claims

Y N to the dew point help however known, so it does not require

1. Thermal and / or mass transfer apparatus for chemical and physical processes between different materials, in particular for the combustion or gasification of solid fuels, with a fluidized bed grate arranged in a housing provided with two adjacent walls and a closing lid, with a fluidized bed maintained by the fluid bed. Granular granular solids, e.g. fuels, with a free space on the fluidized bed and at least one gas chamber below the fluidization grate, characterized in that both the fluidized bed (11) and the gas chamber (3, 4) are provided with means for generating a gas flow in the free space (10) in which one side wall perpendicular to the opposing walls (12, 13) is provided with an outlet opening (9) .

2. The gas flow expanding device of claim 1 being apertured in the walls (12, 13).

characterized in that the means for forming the eccentric grate (11), which are directed towards one of the opposing ones, is characterized in that the means for forming the eccentric grate (11), which are spaced towards one another

3. Apparatus according to claim 1, wherein the gas stream extending through the openings in the fluidizing walls of the opposite walls (12, 13) is still hanging.

4. Apparatus according to claim 1, characterized in that the means for generating the eccentric gas flow are sections of the gas chamber (3, 4) with a difference in gas pressure.

5. Equipment fluidizing layer

6. Separate walls (14).

according to items 1 to 4, characterized in that the free space (10) and / or (6) are at least partially divided by a partition wall (14, 14 ').

according to Claims 1 to 5, characterized in that the gas chambers (3, 4) are at least one (5) which is formed as a continuation of the at least one separation drawing.