CZ20011178A3 - Způsob spalování biomasy slisované do velkoobjemových balíků a zařízení k provádění , tohoto způsobu - Google Patents

Abstract

Způsob spalování biomasy slisované do velkoobjemových balíků (1) spočívá v tom, že podélně uložený slisovaný balík (1) se přivádí horizontálním dopravníkem (2) ze zásobníku do sklopného zakladače (3), sklopeného v horizontální rovině, dále se zakladač (3) překlopí do vertikální roviny a přesouvací rameno (3a) zakladače (3) přidržuje spodní čelo balíku (1), dále se nad překlopený zakladač (3) s balíkem (1) přesune zavážecí komora (4), dále přesouvací rameno (3a) zakladače (3) vysune přidržovaný balík (1) vertikálně nahoru do zavážecí komory (4), kde vnitřní úchyty vertikálního dopravního zařízení zavážecí komory (4) upnou zasunutý balík (1), a dále se zavážecí komora (4) s upnutým balíkem (1) přesune nad vertikální spalovací šachtu (5) ohniště a zaveze vertikálním spuštěním upnutý balík (1) dolů do spalovací šachty (5) ohniště, kde balík (1) svým spodním čelem dosedne na provzdušňovací mechanismus. Zařízení k provádění tohoto způsobu sestává ze zavážecí linky a ze spalovacího kotle, vybaveného provzdušňovacím zařízením, a spojeného s výměníkem (19) tepla.

Description

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu spalování biomasy slisované do velkoobjemových balíků a zařízení k provádění tohoto způsobu, zejména spalování obilné a řepkové slámy, ve formě velkoobjemových balíků. Tímto způsobem a zařízením je možné spalovat i dřevní odpady, ve formě pilin, štěpky či drobného kusového odpadu a jejich směsi.

Dosavadní stav techniky

Způsoby a zařízení na spalování biomasy jsou známá. Ve stavu techniky uvedeném v patentových spisech jsou uvedena různá konstrukční uspořádání zařízení na spalování biomasy, například zařízení na spalování biomasy v šachtovém ohništi, dále uspořádání hořáků ve spalovací komoře, ve spojení s dalšími konstrukčními prvky, jako je dopravník, nebo obdobné zařízení pro dopravu biomasy do spalovací komory. Dále je uvedeno spojení spalovacího zařízení s výměníky tepla. Rovněž je řešeno uspořádání výměníků tepla, se vzájemným oddělením primárního a sekundárního prostoru pro primární a sekundární médium. Je známo i pojízdné zařízení se spalovací komorou, ve které se jednak spaluje rostlinná hmota dopravovaná z pole do této komory, a z níž se směruje proud horkých plynů na povrch pole ke spalování zbytků rostlinné hmoty. Ve známých zařízeních na spalování biomasy v šachtovém ohništi je spalovací komora připojena obvykle pomocí trubkového spalinovodu k dohorivací komoře. Uvedená zařízení jsou většinou využívána ke spalování volně loženého dřevního

odpadu v sypké podobě. Protože vzniká nutnost zavážení a spalování biomasy ve formě velkoobjemových balíků, bylo vytvořeno několik zařízení na spalování lisovaných balíků slámy, kde se balíky slámy přivádějí horizontálně, šikmo nebo i vertikálně k ohništi, které může být provedeno jako ohniště se žhavícími tyčemi nebo jako fluidní ohniště. Ve všech těchto zařízeních však nastává problém jednak s prostorovou náročností spalovacího zařízení, a dále při vlastním spalování slisovaného balíku, při kterém je vyžadováno přivádění velkého množství spalovacího vzduchu, který se navíc nemůže dostat dovnitř slisovaného balíku bez jeho předchozího rozdružení, zejména u velkoobjemového balíku.

Účinné spalování slámy má své specifické problémy. K udržení ekonomického průběhu sklizně a skladování slámy, se sláma obvykle lisuje v lisech do velkoobjemových balíku, ve tvaru hranolu o průřezu 1200 x 850 a délce 1800 až 3000 mm. Dále se balíky svážejí na skladovací plochu, kde se skladují. Hustotaslisování brání vnikání vlhkosti a kyslíku dovnitř balíku, a tím je zabráněno hnilobě slámy. Takto se může sláma skladovat na nekrytém prostranství, déle než jeden rok, bez citelného snížení kvality hmoty. Během skladování slámy ve slisovaných: balících, které trvá běžně několik měsíců, se vnitřní kyslík ve slisované hmotědokonale spotřebuje biologickými procesy, a dobré proboření vrstvy slámy je velmi problematické. Zapálením slisované slámy dojde kprohoření povrchové vrstvy, která je nasycena vzdušným kyslíkem, ale následně dochází ke spečení této povrchové vrstvy. Dochází k pomalému hoření povrchové vrstvy a k tvorbě značného množství škváry, což vše má za následek uhasnutí balíku, a zjištění, že velkoobjemový balík slisované slámy nehoří.

Proto vzniká nutnost odstranění uvedených nevýhod, za současného vyřešení několika technických problémů. Nejprve se musí vyřešit zavážení nerozdruženého slisovaného balíku slámy do spalovací šachty. Dále je nutné vytvořit šachtu ohniště takového tvaru a uspořádání, aby bylo možné jednak spalovat volně loženou biomasu, a jednak zavážet nerozdružené velkoobjemové balíky slámu o rozměrech 1200 x 850 x 1800 mm a tyto balíky spalovat v šachtě. A nakonec se musí vyřešit

-3nasycování slámy kyslíkem v celém objemu její hmoty, přímo ve spalovací komoře, a umožnit regulaci rychlosti hoření, a tím i regulaci výkonu kotle.

Ze stavu techniky jsou známé některé pokusy, jak řešit uvedené problémy. Vyrábějí se kotelní jednotky na spalování slámu, kde se však do spalovacího prostoru přivádí sláma rozdružená. Rozdružování slámy se provádí například na diskovém rozdružovači, kde dochází k rozdružení balíku na homogenní provzdušněnou hmotu. Dále se rozdružování může provádět na bubnových rozdružovačích, kde dochází k oddělování jednotlivých stébel slámy, popřípadě se balíky stříhají na hydraulickém Hsu a po částech se dopravují na spalovací rošt.

Ze stavu techniky jsou také známá různá konstrukční uspořádání zařízení na spalování nerozdružené slámy, jako například uspořádání s takzvaným „cigaretovým odhoříváním“. Žádný z těchto způsobů a zařízení však neřeší spolehlivě uvedené technické problémy.

Podstata vynálezu

Uvedené nedostatky z větší části odstraňuje a uvedené technické problémy řeší způsob spalování biomasy slisované do velkoobjemových balíků, zejména balíku slámy, pomocí něhož se nerozdružené balíky zavážejí do šachty ohniště pro jejich spalování, dále se provádí jejich nasycování kyslíkem, spalování slámy, odvádění a odlučování spalin a popílku, podle vynálezu, jehož podstatou je, že podélně uložený slisovaný balík biomasy, zejména balík slámy se nejdříve přivádí horizontálním dopravníkem ze zásobníku do zakladače, sklopeného v horizontální rovině, dále se zakladač překlopí do vertikální roviny a přesouvací rameno zakladače přidržuje spodní čelo balíku, dále se nad překlopený zakladač s balíkem přesune zavážecí komora, dále přesouvací rameno zakladače vysune přidržovaný balík vertikálně nahoru do zavážecí komory, kde vnitřní úchyty vertikálního dopravního zařízení zavážecí komory upnou zasunutý balík, a dále se zavážecí komora šupnutým balíkem přesune nad vertikální spalovací šachtu ohniště a

-4zaveze vertikálním spuštěním upnutý balík dolů do spalovací šachty ohniště, kde balík svým spodním čelem dosedne na provzdušňovací mechanismus, uspořádaný pro postupné nasycování slámy kyslíkem, přičemž se tímto mechanismem postupně odtrhává spodní vrstva slámy od balíku a mezi odtrženou vrstvu a zbývající část balíku slámy se přivádí primární vzduch skrze vstupní keramickou mříž, pro nasycení odtržené vrstvy slámy kyslíkem z primárního vzduchu a pro zajištění jejího správného hoření

Ve výhodném provedení se rychlost cyklu postupného odtrhování spodní vrstvy slámy od balíku slámy mění, a tím se určuje i rychlost hoření odtržené vrstvy slámy.

Uvedené nedostatky z větší části odstraňuje a uvedené technické problémy dále řeší zařízení k provádění tohoto způsobu, sestávající ze zavážecí linky a ze spalovacího kotle, vybaveného provzdušňovacím zařízením a spojeného s výměníkem tepla, jehož podstatou je, že zavážecí linka sestává ze zásobníku, na kterém jsou uloženy podélně uspořádané slisované balíky biomasy, zejména balíky slámy, dále sestává ze sklopného zakladače, a ze zavážecí komory, opatřené vertikálním dopravním zařízením s úchyty, pro uložení, přidržování a vertikální spouštění slisovaného balíku do šachty spalovacího kotle, který sestává z vertikální spalovací šachty, uzavíratelné ve své horní části horizontálně posuvným hradítkem, vjejíž spodní části je uspořádána vstupní keramická mříž, opatřená přívodem primárního vzduchu, výstupní keramická mříž pro výstup spalin, a keramický rošt, přičemž spalovací kotel je dále vybaven zavážecím lisem, uspořádaným u horní části spalovací šachty, pro přivádění volně sypané biomasy do spalovací šachty, spojené výstupní keramickou mříží s nechlazenou spalovací komorou, opatřenou přívodem sekundárního vzduchu, přecházející svojí zúženou částí, opatřenou přívodem terciálního vzduchu, vzhůru do nechlazené vírové komory spojené s chlazenou dohořívací komorou, spojenou s vertikálním výměníkem tepla, pod nímž je uspořádána spodní vratná komora, přičemž provzdušňovací mechanismus je uspořádán v dolní části spalovací šachty ohniště spalovacího kotle a sestává ze dvou řad rozdružovacích prvků, a to z horní řady a ze spodní řady rozdružovacích ···· ·· 99 ···· 99 ··· 9 9 · 9 9 ·

-5• · 9 · · 9 *999 prvků, procházejících otvoiy ve vstupní keramické mříží stěny spalovací šachty, kde rozdružovací prvky jsou současně opatřeny hroty na svých prvních koncích směrem ke slisovanému balíku, a druhé konce rozdružovacích prvků jsou připevněny k horní, resp. spodní horizontální větvi řetězového unášeče s možností střídavého k zasouvání a vysouvání horní řady, resp. spodní řady rozdružovacích prvků do slisovaného balíku a ze slisovaného balíku vratným pohybem, pro postupné odtrhávání spodní vrstvy slámy od slisovaného balíku a pro umožnění přívodu primárního vzduchu mezi odtrženou vrstvu a zbývající část balíku slámy.

Slisovaný balík slámy se tedy dopravuje ze zavážecí komory vertikálním spuštěním shora dolů do spalovací šachty, přičemž je přidržován vnitřními úchyty vertikálního dopravního zařízení zavážecí komory, zatímco volně sypaná biomasa se dopravuje zavážecím lisem v podstatě horizontálně do horní části spalovací šachty. Provzdušňovacím mechanismem se postupně odtrhává spodní vrstva slámy od balíku a mezi odtrženou vrstvu a zbývající část balíku slámy se přivádí přívodem primárního vzduchu primární vzduch skrze vstupní keramickou mříž pro nasycení odtržené vrstvy slámy kyslíkem a pro zajištění jejího správného hoření. Popel a nespálené zbytky hoření propadnou roštem do prostoru pro popel, odkud se známým způsobem odvážejí. Vzniklé spaliny vystupují ze spalovací šachty výstupní keramickou mříží do nechlazené spalovací komory, kde se do spalin vstřikuje sekundární vzduch, dále spaliny postupuji zúženou částí nechlazené spalovací komory, kde jsou urychlovány a zároveň nasycovány terciálním vzduchem, vzhůru do nechlazené vírové komory. Odtud postupují spaliny do chlazené dohorivací komory, která je spojena s vertikálním výměníkem tepla. Zde předávají spaliny své teplo, odlučováním se zbavují úletového popílku a odvádějí se do komínu.

Tímto způsobem a zařízením k provádění způsobu je umožněno spolehlivé a bezpečné spalování slisovaných balíků slámy, jejichž spalování činilo dosud těžko řešitelný problém, se zachováním možnosti spalování i dřevních odpadů, ve formě pilin, štěpky či drobného kusového odpadu a jejich směsi.

»444 44 »4 444 4

Přehled obrázků na výkrese

Vynález bude blíže osvětlen pomocí výkresu, kde na obr.l a až lf je schematicky znázorněn způsob zavážení balíku slámy do spalovací šachty, na obr. 2 je znázorněn provzdušňovací mechanismus uspořádaný pro postupné nasycován slámy kyslíkem, na obr. 3a až 3d je znázorněn cyklus postupného odtrhávání vrstvy slámy od balíku a na obr. 4 je vnárysu a v podélném řezu znázorněno celkové uspořádání spalovacího kotle.

Příklady provedení vynálezu

Na obr.la až lf je schematicky znázorněn způsob zavážení balíku slámy do spalovací šachty, pomocí zavážecí linky, jejíž jednotlivé části jsou označeny na obr. la. Zavážecí linka sestává ze zásobníku 2, tvořeného horizontálním dopravníkem, zejména řetězovým dopravníkem, na kterém jsou uloženy podélně uspořádané slisované balíky 1 biomasy, zejména balíky slámy, ve tvaru hranolů o průřezu například 1200 x 850 a délce 1800 mm a průměrné hmotnosti 250 kg. Dále sestává ze sklopného zakladače 3, tvořeného sklopným manipulátorem, vybaveným neoznačeným řetězovým dopravníkem a přesouvacím ramenem 3a. Součástí zavážecí linky je dále zavážecí komora 4, tvořená vertikální vzduchotěsnou komorou, opatřenou vertikálním dopravním zařízením s úchyty, pro uložení, přidržování a vertikální spouštění slisovaného balíku l·, přičemž vnitřní rozměr zavážecí komory 4 odpovídá vnějšímu rozměru slisovaného balíku 1.

Podle obr. la se slisovaný balík 1 slámy, stále v horizontálním uspořádání, nejdříve přivádí ze zásobníku 2, tvořeného horizontálním dopravníkem, zejména řetězovým dopravníkem, směrem k zakladači 3, sklopenému v horizontální rovině, jehož přesouvací rameno 3a je vysunuto v přední, v tomto případě levé krajní poloze. Na obr. la je dále znázorněna zavážecí komora 4, uspořádaná nad prázdnou spalovací šachtou 5 ohniště spalovacího kotle, jejíž horní část je opatřena

-Ί ···· ·· ·· ···· ·· • · · ·· · · · · ·· ··· · ··· · ·· ·· ·· ·· ·· · horizontálně posuvným hradítkem 6, které je na obr. la zobrazeno v otevřené poloze. Na obr. lb je přesouvací rameno 3a přesunuto do zadní, v tomto případě do pravé krajní polohy, a slisovaný balík i, který je stále v horizontálním uspořádání, se dopravníkem zásobníku 2 přesune na zakladaě 3, kteiý je stále sklopený v horizontální rovině. Na obr. lc je znázorněn stav, kdy se zakladaě 3 překlopí do vertikální roviny a přesouvací rameno 3a zakladače 3 přidržuje spodní čelo balíku 1. Podle obr. Id se dále nad překlopený zakladaě 3 s balíkem 1 přesune zavážecí komora 4. Podle obr. Ie přesouvací rameno 3a zakladače 3 vysune přidržovaný balík 1. vertikálně nahoru do zavážecí komory 4, kde neoznačené vnitřní úchyty vertikálního dopravního zařízení zavážecí komory 4 upnou zasunutý balík 1. Podle obr. lf se dále zavážecí komora 4 s upnutým balíkem 1 přesune nad vertikální spalovací šachtu 5 ohniště spalovacího kotle a pomocí neoznačeného vertikálního dopravního zařízení s úchyty zaveze vertikálním spuštěním upnutý balík 1 dolů do spalovací šachty 5 ohniště spalovacího kotle Celý proces probíhá za úplného výkonu spalovacího kotle, přičemž při odpojení zavážecí komoiy 4 od spalovacího kotle je spalovací šachta 5 uzavřena posuvným hradítkem 6, jak je znázorněno na obr. Id a le.

Další krok způsobu spalování bude vysvětlen podle obr. 2, pomocí provzdušňovacího mechanismu, uspořádaného v dolní části spalovací šachty 5 ohniště spalovacího kotle, k provádění postupného nasycování balíku 1 slámy kyslíkem. Na obr. 2 je zobrazen slisovaný balík 1 zasunutý hlouběji do spalovací Šachty 5 ohniště spalovacího kotle, vymezené stěnami 22, přičemž slisovaný balík 1 dosedá svým spodním čelem na část provzdušňovacího mechanismu. Tento provzdušňovací mechanismus sestává ze dvou řad rozdružovacích prvků, a to z horní řady 24 a ze spodní řady 30 rozdružovacích prvků. Ve stavu znázorněném na obr. 2 je spodní čelo slisovaného balíku 1 opřeno o spodní řadu 30 rozdružovacích prvků, na něž slisovaný balík 1 dosedá svou hmotností, po uvolnění neoznačených vnitřních úchytů vertikálního dopravního zařízení zavážecí komory 4. Rozdružovací prvky mohou být provedeny jako tyče, trubky nebo jehly,

-8···· »· ·« ···· ·· • · · · · · · · · • · ··« · ·<· · · ···· · » · · ·· 9 ·· ·· 99 99 999 procházející otvory ve vstupní keramické mříži 34 stěny 22 spalovací šachty 5, tvořící současně přívod 23 primárního vzduchu, přičemž rozdružovací prvky jsou současně opatřeny hroty na svém prvním konci směrem ke slisovanému balíku 1. Druhé konce rozdružovacích prvků jsou připevněny k řetězovému unášeči 29. Horní řada 24 rozdružovacích prvků je připevněna k horní horizontální větvi řetězového unášeče 29 pomocí horního nosníku 25 a spodní řada 30 rozdružovacích prvků je připevněna ke spodní horizontální větvi řetězového unášeče 29 pomocí spodního nosníku 32. Horní nosník 25, resp.spodní nosník 32 jsou připevněny k horní, resp. spodní horizontální větvi řetězového unášeče 29 s možností střídavého horizontálního pohybu horního nosníku 25, resp. spodního nosníku 32, a tím i k zasouvání a vysouvání horní řady 24, resp. spodní řady 30 rozdružovacích prvků do spalovací šachty 5, a současně do slisovaného balíku 1 a ze spalovací šachty 5, a současně ze slisovaného balíku 1. vratným pohybem, kterým se postupně odtrhává spodní vrstva slámy od slisovaného babku 1 slámy. Mezi odtrženou vrstvu a zbývající část balíku 1 slámy se přivádí primární vzduch přívodem 23 primárního vzduchu skrze vstupní keramickou mříž 34, pro nasycení odtržené vrstvy slámy kyslíkem. Tím je spalovací šachta 5 rozdělena na spalovací prostor, pod horní řadou 24 rozdružovacích prvků, kde je odtržená vrstva slámy nasycena kyslíkem, pro zajištění jejího správného hoření, a na zásobní prostor, nad horní řadou 24 rozdružovacích prvků, kde dochází pouze k povrchovému zahoření. Spodní řada 30 rozdružovacích prvků je prostrčena spodním průvdakem 31, neseným dvojzvratnou pákou 35, která se vykyvuje kolem spodního čepu 33. Horní řada 24 rozdružovacích prvků je prostrčena horním průviakem 26, neseným horní pákou 27, která se vykyvuje kolem horního čepu 28. Hmotnost balíku 1 stlačí spodní řadu 30 rozdružovacích prvků do spodní polohy, a zároveň levý konec dvojzvratné páky 35 zdvihne horní páku 27 nesoucí horní průvlak 26, a tím udržuje nezatíženou horní řadu 24 rozdružovacích prvků v horní poloze. Tento stav je znázorněn právě na obr. 2.

Cyklus postupného odtrhávání vrstvy slámy od balíku 1 je schematicky znázorněn na obr. 3a až 3d, s vyznačením hlavních součástí, a to balíku 1 slámy, horní řady 24 a spodní řady 30 rozdružovacích prvků. Na obr. 3a je schematicky znázorněn stav podle obr. 2 se zatíženou spodní řadou 30 rozdružovacích prvků zasunutou do spalovací šachty 5, pod spodním čelem balíku las nezatíženou horní řadou 24 rozdružovacích prvků, vysunutou ze spalovací šachty 5. Pomocí řetězového unášeče 29 se postupně zasouvá horní řada 24 rozdružovacích prvků směrem do spalovací šachty 5, a současně se zapichuje do balíku 1. Zároveň se vysouvá spodní řada 30 rozdružovacích prvků ze spalovací šachty 5, jak je znázorněno na obr. 3b. Na obr. 3c je znázorněn stav, kdy při vysunuté spodní řadě 30 rozdružovacích prvků je zasunutou horní radou 24 rozdružovacích prvků odtržena spodní vrstva balíku 1 a vlastní hmotností padá ve směru šipky do spodní části spalovací šachty 5. Po vysunutí spodní řady 30 rozdružovacích prvků působí hmotnost balíku 1 pouze na horní řadu 24 rozdružovacích prvků, a přesune horní průvlak 26 horní řady 24 rozdružovacích prvků do spodní polohy, a zároveň pomocí pák 27 a 35 přesune spodní průvlak 31 spodní řady 30 rozdružovacích prvků do horní polohy. Při přesunutí horního průvlaku 26 do spodní polohy dojde u horní řady 24 rozdružovacích prvků zasunutých do balíku 1 k jejich natočení, a tím k odtržení spodní vrstvy balíku 1. slámy. Tato odtržená vrstva je okamžitě nasycena primárním vzduchem proudícím přívodem 23 primárního vzduchu skrze vstupní keramickou mříž 34. Na obr. 3d je znázorněn stav, kdy odtržená vrstva úplně odpadla směrem dolů, horní řada 24 rozdružovacích prvků se vysouvá ze spalovací šachty 5, a spodní řada 30 rozdružovacích prvků se zasouvá pod nově vytvořené čelo balíku 1 slámy a začíná jej podpírat. Střídáním těchto cyklů se z balíku 1 slámy postupně odtrhávají vrstvy. Změnou rychlosti provádění těchto cyklů se mění rychlost postupného odtrhování spodní vrstvy od balíku 1 slámy, a tím je určována i rychlost jejího hoření, protože slisovaná sláma bez vnitřního kyslíku pouze povrchově zahoří, zatímco odtržená vrstva prosycená čerstvým vzduchem hoří intenzivně.

-10···» ·· *>· ···· • · · · · · • · · 9 9 9

9 9 9 · 9 9 9

Na obr. 4 je znázorněn spalovací kotel na spalování biomasy, ve formě slisovaných veJkoobjemových balíků, a rovněž ve formě volně ložené biomasy, jako je rozdružená sláma, například z balíku poškozeného při dopravě, popřípadě dřevní odpad, jako jsou piliny, dřevní štěpka, kůra a pod. Spalovací kotel sestává z vertikální spalovací šachty 5, uzavíratelné ve své horní části horizontálně posuvným hradítkem 6, v jejíž spodní části je uspořádána vstupní keramická mříž 34, opatřená přívodem 23 primárního vzduchu a výstupní keramická mříž 36 pro výstup spalin 37. Spalovací šachta 5 je ve spodní části uzavřena keramickým roštem 9, pod nímž je prostor pro popel, opatřený neoznačeným zařízením na odvážení popele. Spalovací kotel je dále vybaven zavážecím lisem 10 uspořádaným u horní části spalovací šachty 5, pro přivádění volně sypané biomasy do spalovací šachty 5. Spalovací šachta 5 je spojena výstupní keramickou mříží 36 s nechlazenou spalovací komorou 13, opatřenou přívodem 14 sekundárního vzduchu. Nechlazená spalovací komora 13 přechází svojí zúženou částí, opatřenou přívodem 15 terciálního vzduchu, vzhůru do nechlazené vírové komoiy 16. Tato nechlazená vírová komora 16 je spojena s chlazenou dohořívací komorou 17, která je spojena s vertikálním výměníkem 19 tepla. Žárové trubky výměníku 19 tepla mají vertikální orientaci, aby v nich nedocházelo k zanášení úletovým popílkem. Pod vertikálním výměníkem 19 tepla je uspořádána objemná spodní vratná komora 18. Nad vertikálním výměníkem 19 tepla je uspořádán komín 20, pro odvádění spalin zbavených úletového popílku.

Volně sypaná biomasa se dopravuje zavážecím lisem 10 v podstatě horizontálně do horní části spalovací šachty 5. Slisovaný balík 1 slámy se shora vertikálně zaváží do spalovací šachty 5 pomocí vertikální zavážecí komoiy 4. Provzdušňovací mechanismus, jehož konstrukce a činnost byty podrobně popsány v souvislosti s obr. 2 a 3, je uspořádaný pro postupné nasycování slámy kyslíkem, přičemž se tímto mechanismem postupně odtrhává spodní vrstva slámy od balíku 1 a mezi odtrženou vrstvu a zbývající část balíku 1. slámy se přivádí přívodem 23 primárního ♦ vzduchu primární vzduch skrze vstupní keramickou mříž 34, pro nasycení odtržené • ΦΦ* · * • · φ • · i φ · · · ·» ·· • φ « φ φ φφφ»

-11 X vrstvy slámy kyslíkem a pro zajištění jejího správného hoření Popel a nespálené zbytky hoření propadnou keramickým roštem 9 do prostoru pro popel, odkud se známým způsobem odvážejí. Vzniklé spaliny 37 vystupují ze spalovací šachty 5 výstupní keramickou mříží 36 do nechlazené spalovací komory 13, kde se do spalin vstřikuje sekundární vzduch, přívodem 14 sekundárního vzduchu, dále spaliny postupují zúženou částí nechlazené spalovací komory 13, kde jsou urychlovány, a zároveň nasycovány terciálmm vzduchem přívodem 15 terciálního vzduchu, vzhůru do nechlazené vírové komory 16. Odtud postupují spaliny do chlazené dohořívací komory 17, která je spojena s vertikálním výměníkem 19 tepla. Zde předávají spaliny své teplo. Objem nechlazené a chlazené části je v takovém poměru, aby zdržná doba spalin s teplotou vyšší než 900° C byla delší než 2s. Na konci chlazené dohořívací komory 17 musí být teplota nižší než teplota měknutí popílku spalované biomasy, aby nedocházelo k nálepům na povrchu žárových trubek výměníku 19 tepla. Žárové trubky výměníku 19 tepla mají vertikální orientaci, aby v nich nedocházelo k zanášení úletovým popílkem. Úletový popílek je odlučován v místech podstatného snížení rychlosti spalin, na dně chlazené dohořívací komory 17, a v objemné spodní vratné komoře 18, odkud je mechanizovaně odváděn. Spaliny zbavené úletového popílku se odvádějí do komínu 20.

Claims (6)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Způsob spalování biomasy slisované do velkoobjemových balíků, zejména balíků slámy, pomocí něhož se nerozdružené balíky zavážejí do šachty ohniště pro jejich spalování, a dále se provádí jejich nasycování kyslíkem, spalování slámy, odvádění a odlučování spalin a popílku, vy zn a č uj í c í se tím, že podélně uložený slisovaný balík biomasy, zejména balík slámy se nejdříve přivádí horizontálním dopravníkem ze zásobníku do sklopného zakladače, sklopeného v horizontální rovině, dále se zakladač překlopí do vertikální roviny a přesouvací rameno zakladače přidržuje spodní čelo balíku, dále se nad překlopený zakladač s balíkem přesune zavážecí komora, dále přesouvací rameno zakladače vysune přidržovaný balík vertikálně nahoru do zavážecí komory, kde vnitřní úchyty vertikálního dopravního zařízení zavážecí komory upnou zasunutý balík, a dále se zavážecí komora s upnutým balíkem přesune nad vertikální spalovací šachtu ohniště a zaveze vertikálním spuštěním upnutý balík dolů do spalovací šachty ohniště, kde balík svým spodním čelem dosedne na provzdušňovací mechanismus, uspořádaný pro postupné nasycování slámy kyslíkem, přičemž se tímto mechanismem postupně odtrhává spodní vrstva slámy od balíku a mezi odtrženou vrstvu a zbývající část balíku slámy se přivádí primární vzduch skrze vstupní keramickou mříž, pro nasycení odtržené vrstvy slámy kyslíkem z primárního vzduchu a pro zajištění jejího správného hoření.
2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že, se rychlost cyklu postupného odtrhování spodní vrstvy slámy od balíku slámy mění, a tím se určuje i rychlost hoření odtržené vrstvy slámy.
3. 3. Zařízení k provádění způsobu podle nároku 1 a 2, sestávající ze zavážecí linky a ze spalovacího kotle, vybaveného provzdušňovacím zařízením a spojeného s výměníkem tepla, vyznačující se tím, že zavážecí linka sestává ze

   -13• * ··>· · · « ě · ·

   9 ·· · · · · ·' it '· 9 ·· h· ·» ·< ·· ··· zásobníku (2), na kterém jsou uloženy podélně uspořádané slisované balíky (1) biomasy, zejména balíky slámy, dále sestává ze sklopného zakladače (3), a dále sestává ze zavážecí komory (4), opatřené vertikálním dopravním zařízením s úchyty, pro uložení, přidržování a vertikální spouštění slisovaného balíku (1) do šachty spalovacího kotle, který sestává z vertikální spalovací šachty (5), uzavíratelné ve své horní části horizontálně posuvným hradítkem (6), v jejíž spodní části je uspořádána vstupní keramická mříž (34), opatřená přívodem (23) primárního vzduchu, výstupní keramická mříž (36) pro výstup spalin (37), a keramický rošt (9), přičemž spalovací kotel je dále vybaven zavážecím lisem (10), uspořádaným u horní části spalovací šachty (5), pro přivádění volně sypané biomasy do spalovací šachty (5), spojené výstupní keramickou mříží (36), s nechlazenou spalovací komorou (13), opatřenou přívodem (14) sekundárního vzduchu, přecházející svojí zúženou částí, opatřenou přívodem (15) terciálního vzduchu, vzhůru do nechlazené vírové komory (16), spojené s chlazenou dohořívací komorou (17), spojenou s vertikálním výměníkem (19) tepla, pod nímž

   ------------je uspořádána spodní vratná komora (18), přičemž provzdušňovací mechanismus je uspořádán v dolní části spalovací šachty (5) ohniště spalovacího kotle a sestává ze dvou řad rozdružovacích prvků, a to z horní řady (24) a ze spodní řady (30) rozdružovacích prvků, procházejících otvory ve vstupní keramické mříži (34) stěny (22) spalovací šachty (5), kde rozdružovací prvky jsou současně opatřeny hroty na svých prvních koncích směrem ke slisovanému balíku (1), a druhé konce rozdružovacích prvků jsou připevněny k horní, resp. spodní horizontální větvi řetězového unášeče (29), s možností střídavého k zasouvání a vysouvání horní řady (24), resp. spodní řady (30) rozdružovacích prvků do spalovací šachty (5) a do slisovaného balíku (1) a ze spalovací šachty (5) a ze slisovaného balíku (1) vratným pohybem, pro postupné odtrhávání spodní vrstvy slámy od slisovaného balíku (1) a pro umožnění přivádění primárního vzduchu mezi odtrženou vrstvu a zbývající část balíku (1) slámy.

   -14···· ·· ·’ ··· ·· · • · · ·· '9 ···· • · * · · ♦ 9 V ♦ • » 9 9 9 · 9 9 9 9 9

   9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9

   9 9 9 9 ·· ·» <9 9 9
4. 4. Zařízení podle nároku 3, v y z n a č u j í c í se tím, že zavážecí linka sestává ze zásobníku (2), tvořeného horizontálním dopravníkem, zejména řetězovým dopravníkem, na kterém jsou uloženy podélně uspořádané slisované balíky (1) biomasy, zejména balíky slámy, ve tvaru hranolu o průřezu 1200 x 850 a délce 1800 až 3000 mm a průměrné hmotnosti 250 kg, přičemž dále sestává ze sklopného zakladače (3), tvořeného sklopným manipulátorem, vybaveným řetězovým dopravníkem a přesouvacím ramenem (3a), a dále sestává ze zavážecí komory (4), tvořené vertikální vzduchotěsnou komorou, opatřenou vertikálním dopravním zařízením s úchyty, pro uložení, přidržování a vertikální spouštění slisovaného balíku (1), přičemž vnitřní rozměr zavážecí komory (4) odpovídá vnějšímu rozměru slisovaného balíku (1).
5. 5. Zařízení podle nároku 3 až 4, vyznačující se t í m, že žárové trubky výměníku (19) tepla mají vertikální orientaci, pro zabránění zanášení úletovým popílkem a nad vertikálním výměníkem (19) tepla je uspořádán komín (20), pro odvádění spalin zbavených úletovéhó popílku.
6. 6. Zařízení podle nároku 3, vyznačující se tím, že rozdružovací prvky provzdušňovacího mechanismu jsou provedeny jako tyče, trubky nebo jehly, opatřené hroty na svých prvních koncích, přičemž horní řada (24) rozdružovacích prvků je připevněna k horní horizontální větvi řetězového unášeče (29) pomocí horního nosníku (25) a spodní řada (30) rozdružovacích prvků je připevněna ke spodní horizontální větvi k řetězového unášeče (29) pomocí spodního nosníku (32), přičemž spodní řada (30) rozdružovacích prvků je prostrčena spodním průviakem (31), neseným dvojzvratnou pákou (35), která je výkyvné uspořádána kolem spodního čepu (33) a. horní řada (24) rozdružovacích prvků je prostrčena horním průviakem (26), neseným horní pákou (27), která je kyvně uspořádána kolem horního čepu (28).