CS255279B1

CS255279B1 - Process for heating fluidized bed particles to operating temperature

Info

Publication number: CS255279B1
Application number: CS855335A
Authority: CS
Inventors: Bohumil Nemec
Original assignee: Bohumil Nemec
Priority date: 1985-07-18
Filing date: 1985-07-18
Publication date: 1988-02-15
Also published as: CS533585A1

Abstract

Způsob ohřevu částic fluidní vrstvy na provozní teplotu se užívá, když provozním palivem je pevné špatně zápalné palivo, které by ve studené fluidní vrstvě nehořelo. Ve fluidní vrstvě jsou vytvořeny vymezené spalovací prostory, do kterých se přivádí provozní paliva je zabezpečeno přívodem horkých spalin ze spalování pomocného paliva. Teprve produkty spalování jsou zavedeny do fluidni vrstvy, která se tak ohřívá. Dosahuje se tak zkrácení doby ohřevu fluidní vrstvy a sníží se provozní náklady úsporou pomocných paliv.The method of heating fluidized bed particles to the operating temperature is used when the operating fuel is a solid, poorly flammable fuel that would not burn in a cold fluidized bed. In the fluidized bed, defined combustion spaces are created, into which the operating fuel is fed, which is ensured by the supply of hot exhaust gases from the combustion of the auxiliary fuel. Only the combustion products are introduced into the fluidized bed, which is thus heated. This shortens the heating time of the fluidized bed and reduces operating costs by saving auxiliary fuels.

Description

Vynález se týká způsobů ohřevu částic fluidni vrstvy na provozní teplotu nebo ohřevu částic vrstvy na zápalnou teplotu paliva, pro kterou je vrstva fluidního ohniště určena.The invention relates to methods for heating the fluidized bed particles to an operating temperature or heating the fluidized bed particles to the ignition temperature of the fuel for which the fluidized bed layer is intended.

U fluidních ohništ určených pro spalování podřadných paliv nebo odpadků, která tvoří provozní palivo jako jsou například hnědá vysocepopelnatá uhlí je nutné aby okolí paliva bylo předehřáto alespoň na zápalnou teplotu tohoto paliva. V případě uhlí musí být vrstva předehřátá na teplotu 400 až 550 °C. Předehřev částic vrstvy se nejčastěji provádí pomocí cizího zdroje tepla. Často se k předehřevu částic fluidni vrstvy používá ostré páry. Takové řešení je použitelné tam, kde je více jednotek na páru, z nichž alespoň jedna je vždy v provozu. Nejčastěji je ohřev částic vrstvy prováděn přívodem horkých spalin ze spalování pomocného paliva z pomocného hořáku.In the case of fluidized-bed fires for the combustion of inferior fuels or refuse, which constitute an operating fuel, such as brown high-ash coal, it is necessary that the fuel surroundings be preheated to at least the ignition temperature of the fuel. In the case of coal, the layer must be preheated to a temperature of 400 to 550 ° C. Preheating of the layer particles is most often performed by a foreign heat source. Often sharp steam is used to preheat the fluidized bed particles. Such a solution is applicable where there are multiple units per pair, of which at least one is always in operation. Most often, the heating of the layer particles is performed by supplying hot flue gases from the combustion of the auxiliary fuel from the auxiliary burner.

Spaliny bývají zavedeny na hladinu fluidni vrstvy nebo jsou soustavou rozvaděčů zavedeny do fluidni vrstvy. Ve většině případů je jako pomocné palivo spalováno palivo ušlechtilé, plyn, lehké topné oleje. Tím se poněkud snižuje využitelnost fluidního spalování, nebot toto je především určeno pro spalování podřadných paliv. Přesto, že pomocné hořáky mívají tepelný výkon rovný až jedenapůl násobku výkonu ohniště, trvá ohřev fluidni vrstvy na provozní stav řadu hodin. Lepší'výsledky dává přívod horkých spalin fluidním dnem a rozvaděčem fluidačni tekutiny. Spotřeba pomocného paliva 3e tak nechá snížit, sníží se i doba ohřevu částic fluidni vrstvy.The flue gases may be introduced to the surface of the fluidized bed or introduced into the fluidized bed by a plurality of distributors. In most cases, noble fuel, gas, light fuel oils are burned as auxiliary fuel. This reduces the usefulness of fluidized-bed combustion somewhat, since this is primarily intended for the combustion of inferior fuels. Although the auxiliary burners have a heat output of up to one and a half times the output of the furnace, the heating of the fluidized bed takes several hours to operate. Better results are provided by the supply of hot flue gas through the fluidized bed and the fluidized bed distributor. Thus, the consumption of the auxiliary fuel 3e is reduced, and the heating time of the fluidized bed particles is also reduced.

Nevýhodou je však materiálová náročnost. Díly fluidníhc dna a rozvaděč spalin musí být provedeny z legovaných ocelí a tak stoupají pořizovací náklady. Pro ohřev se dále používá· plyn, který bývá rozveden do vrstvy fluidačními tryskami nebo zvláštními rozvaděči. Toto však není obecně použitelné pro malé rozšíření plynu a zejména s ohledem na bezpečnost práce. Všeobecně lze říci, že dosud používané způsoby ohřevu částic fluidni vrstvy na zápalnou teplotu provozního paliva nebo na provozní stav jsou neúčinné, zdlouhavé, investičně a provozně nákladné, nepohotové a zejména nespolehlivé.The disadvantage, however, is the material demands. The fluidized bed parts and the flue gas distributor must be made of alloyed steel and thus increase the purchase costs. Further, gas is used for heating, which is distributed to the bed by fluidizing nozzles or special distributors. However, this is not generally applicable for small gas expansion and especially with regard to occupational safety. In general, the methods used to heat the fluidized bed particles to the ignition temperature of the operating fuel or to the operating state are generally ineffective, time consuming, costly and operationally expensive, unwilling and especially unreliable.

Uvedené nedostatky jsou odstraněny způsobem ohřevu částic fluidni vrstvy na provozní teplotu podle vynálezu, jehož podstatou je, že alespoň do jednoho vymezeného spalovacího prostoru ponořeného do fluidni vrstvy se přivádí provozní palivo smíšené se vzduchem. V tomto vymezeném spalovacím prostoru se na provozní palivo působí horkými spalinami, jež vznikly spalováním pomocného paliva. V omezeném spalovacím prostoru se provozní palivo nejdříve zapálí a potom spaluje a vzniklá směs spalin se zavádí do fluidni vrstvy.These drawbacks are overcome by the method of heating the fluidized bed particles to an operating temperature according to the invention, which is characterized in that operating fuel mixed with air is supplied to at least one defined combustion space immersed in the fluidized bed. In this delimited combustion chamber, the operating fuel is treated with the hot flue gases produced by the combustion of the auxiliary fuel. In a confined combustion chamber, the process fuel is first ignited and then combusted and the resulting flue gas mixture is introduced into the fluidized bed.

Způsob ohřevu částic fluidni vrstvy na provozní teplotu dle tohoto vynálezu má řadu předností. Ohřev částic fluidni vrstvy se děje převážně provozním palivem, které je podstatně lacinější a dostupnější než palivo pomocné. Navíc tepelný výkon pomocného zdroje spalin lze snížit na čtvrtinu tepelného výkonu ohniště. V počátečním stadiu, kdy fluidni vrstva je studená a provozní palivo by v ni nehořelo, shoří toto bezpečně za pomocí horkých spalin ze spalování pomocného paliva ve vymezeném spalovacím prostoru. Do fluidni vrstvy nepřechází jen teplo ze spalování pomocného paliva,' ale zejména teplo ze spalování provozního paliva a také žhavé částice spáleného provozního paliva.The method of heating the fluidized bed particles to the operating temperature of the present invention has a number of advantages. Heating of the fluidized bed particles takes place predominantly with the operating fuel, which is substantially cheaper and more affordable than the auxiliary fuel. In addition, the heat output of the auxiliary flue gas source can be reduced to a quarter of the heat output of the fireplace. In the initial stage, when the fluidized bed is cold and the operating fuel would not burn therein, it burns safely with the aid of hot flue gases from the combustion of the auxiliary fuel in the defined combustion space. Not only heat from the combustion of the auxiliary fuel but also the heat from the combustion of the operating fuel and also the hot particles of the burned operating fuel are transferred to the fluidized bed.

' Proto ohřev fluidni vrstvy mnohonásobně zkrácen a to na dobu asi 15 až 30 minut. Vymezených spalovacích prostorů lze ve fluidni vrstvě zřídit libovolný počet, které lze mimo dobu ohřevu částic, tedy v době provozního stavu využít s výhodou jako spolehlivých dávkovačů paliva.Therefore, the heating of the fluidized bed is reduced several times over a period of about 15 to 30 minutes. The defined combustion chambers can be provided with any number in the fluidized bed which can be used advantageously as reliable fuel metering devices outside the heating time of the particles, i.e. during the operating state.

Proto tento způsob ohřevu částic žádné další zařízení. Veškerý vývin tepla se uskutečňuje v prostorách ponořených do fluidni vrstvy a veškeré vyvinuté teplo se zúčastňuje na ohřevu částic fluidni vrstvy a z hlediska ohřevu částic fluidni vrstvy neexistují žádné tepelné ztráty.Therefore, this method of heating particles no other device. All heat generation takes place in rooms immersed in the fluidized bed, and all the heat produced is involved in the heating of the fluidized bed particles, and there are no heat losses in terms of heating the fluidized bed particles.

Pokud se ve fluidni vrstvě nacházejí teplosměnné plochy nebo fluidni vrstva je teplosměnnými plochami ohraničena, není nutné tyto plochy při ohřevu částic zastiňovat proti předčasnému odvodu tepla z fluidni vrstvy, odpadá tak budování drahého stínění, jež je nutné vyrábět z vysocelegovaných ocelí.If heat transfer surfaces are present in the fluidized bed or the fluidized bed is bounded by the heat exchange surfaces, these surfaces do not need to be shielded from premature heat transfer from the fluidized bed during particle heating, thus avoiding expensive shielding to be made of high alloy steels.

Způsob ohřevu částic fluidní vrstvy na provozní teplotu se děje tak, že po spuštění pomocného zdroje horkých spalin jsou spaliny ze spáleného pomocného paliva zaváděny do vymezeného spalovacího prostoru. Do tohoto prostoru jsou současně přiváděny provozní palivo a spalovací vzduch.The method of heating the fluidized bed particles to an operating temperature is such that after the auxiliary hot flue gas auxiliary source is started, the flue gases from the burned auxiliary fuel are introduced into the defined combustion space. Operating fuel and combustion air are simultaneously supplied to this space.

Vlivem vysoké teploty v tomto prostoru dochází ke spálení provozního paliva. Spaliny z paliv pomocného a provozního a ostatní produkty spalování, zejména popílek jsou zavedeny teprve do fluidní vrstvy. Energie obsažená v produktech spalování je předávána částicím fluidní vrstvy, což se projevuje zvyšováním jejich teploty. Po dosažení teploty fluidní vrstvy shodné s teplotou provozní nebo alespoň zápalnou teplotou provozního paliva se zastaví přívod horkých spalin ze spalování pomocného paliva. Ve vymezeném spalovacím prostoru klesne teplota, provozní palivo zde již nemůže hořet a nespálené se dostává do ohřáté fluidní vrstvy, kde teprve shoří.Due to the high temperature in this space, the operating fuel burns. Combustion and process fuels and other combustion products, in particular fly ash, are only introduced into the fluidized bed. The energy contained in the combustion products is transmitted to the fluidized bed particles, which results in an increase in their temperature. When the temperature of the fluidized bed is equal to the operating temperature or at least the ignition temperature of the operating fuel, the supply of hot flue gas from the auxiliary fuel combustion is stopped. In the defined combustion chamber, the temperature drops, the operating fuel can no longer burn and the unburnt gets into the heated fluidized bed, where it only burns.

Claims

A method of heating particles of a fluidized bed to an operating temperature, characterized in that at least one delimited combustion chamber immersed in the fluidized bed is supplied with operating fuel mixed with air, wherein in said delineated combustion chamber the supplied operational fuel is treated with hot flue gases resulting from auxiliary fuel combustion. wherein the process fuel is first ignited and further combusted and the resulting flue gas mixture is introduced into the fluidized bed.