CZ2002999A3 - Způsob spalování biologického paliva v peci pouľívající fosilní palivo - Google Patents

Způsob spalování biologického paliva v peci pouľívající fosilní palivo Download PDF

Info

Publication number
CZ2002999A3
CZ2002999A3 CZ2002999A CZ2002999A CZ2002999A3 CZ 2002999 A3 CZ2002999 A3 CZ 2002999A3 CZ 2002999 A CZ2002999 A CZ 2002999A CZ 2002999 A CZ2002999 A CZ 2002999A CZ 2002999 A3 CZ2002999 A3 CZ 2002999A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
fuel
biofuel
main fuel
wood
coal
Prior art date
Application number
CZ2002999A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ303811B6 (cs
Inventor
Pauli Dernjatin
Kati Savolainen
Juha Kostamo
Original Assignee
Fortum Engineering Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fortum Engineering Oy filed Critical Fortum Engineering Oy
Publication of CZ2002999A3 publication Critical patent/CZ2002999A3/cs
Publication of CZ303811B6 publication Critical patent/CZ303811B6/cs

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G7/00Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals
    • F23G7/02Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of bagasse, megasse or the like
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G7/00Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals
    • F23G7/10Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of field or garden waste or biomasses
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2201/00Pretreatment
    • F23G2201/70Blending
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2204/00Supplementary heating arrangements
    • F23G2204/10Supplementary heating arrangements using auxiliary fuel
    • F23G2204/101Supplementary heating arrangements using auxiliary fuel solid fuel
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/12Heat utilisation in combustion or incineration of waste

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Combustion Of Fluid Fuel (AREA)
  • Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)

Description

Způsob spalování biologického paliva v peci používající fosilní palivo
Oblast techniky
Vynález se týká způsobu podle preambule nároku 1, pro společné spalování dřeva, odpadového dřeva či jiného typu biologického paliva, spolu s tradičním uhlím v kotli určeném ke spalování uhlí, hnědého uhlí, rašeliny anebo jiného částicového fosilního paliva jako hlavního paliva.
Dosavadní stav techniky
Světově dohodnuté limity emisí kysličníku uhličitého snižují zájem na užívání fosilních paliv k výrobě energie. Nahrazování těchto typů paliv obnovitelnými palivy poskytuje možnost snížit celkovou míru emisí kysličníku uhličitého. Avšak, obnovitelná biologická paliva (dále také biopaliva) jsou stále ještě dosti nákladnou volbou a vyžadují investice do vybavení, protože nejsou vhodná k pálení v elektrárnách na fosilní paliva jako těch, jež spalují uhlí či naftu, bez provedení drahých úprav. Protože je zde však ještě velké množství uhlí spalujících elektráren s dlouhou předvídanou životností, bylo by výhodné v nich spalovat vhodná biopalivá, jestliže k nim budou zajištěna technická příslušenství.
Patent US č. 5 609 113 popisuje jednu techniku spa^o^fní dřevěného paliva při výrobě energie. V tomto uspořádání.' je c
spalovací komora kotle vytápěna práškovitým uhlím a ode dřeva odvozeným materiálem rozmělněným na přesně určenou velikost částic. Pro práškovité uhlí a dřevěné částice jsou použity ···· • · • · oddělené trysky či hořáky, doplněné naftovými hořáky. Tuto techniku spalování tíží typický problém týkající se spalování dřeva. Když je dřevěný materiál spalován v rozmělněné podobě, bez doplňkového paliva, velikost částic dřevěného paliva musí být velmi malá a množství velkých částic v dodávaném palivu poměrně malé, aby Se udržel stabilní plamen v hořáku, bez použití za hlavní palivo plynu či nafty. Ještě je zde riziko, že velké třísky či jiné odřezky mohou zůstat v hořáku částečně nespálené. Navíc, nadměrně velké částice mohou přilinat ke stěnám spalovací komory kotle a působit tím zanášení povrchů výměny tepla. K dosažení úplného spalování dřevěného paliva a minimálnímu zanášení stěn spalovací komory musí být materiál užitý za palivo pečlivě mlet a správné rozdělení velikosti částic je třeba zajistit prosíváním. S výše uvedenou technikou spalování se počítá jen pro tangenciální topení (přikládání), což znamená, že není nutně použitelné na jiné typy kotlů či spalovacích způsobů. Navíc, protože zde musí být maximální obsah vody udržován menším než 20 %, je potřeba ho před použitím za palivo sušit, alespoň odpadové dřevo z těžby a jiný vodu obsahující materiál.
Navíc k výše· uvedenému příkladu, jsou ke spalování dřeva uhlím vytápěných kotlích známy jiné podobné techniky techniky též vyžadují mletí paliva na extrémně jemnou velikost částic, i menší než 1 mm, a pak použití oddělených hořáků pro spalování. Malá velikost částice je nutná, protože dřevěné palivo nemůže udržovat spalování s částicemi větší velikostí. Dále, palivo musí být dostatečně suché. Díky těmto důvodům se investiční náklady elektráren provedených tradičním způsobem, na použití dřeva jako druhotného paliva, stávají vysokými. Hořáky uhlí spalovacího systému musí být dpplněny pomocnými hořáky na dřevěné palivo a ovšem prostředky dodávání dřeva a jeho spalování a toky nosného • · · ·
vzduchu. Rozmělnění dřeva na částice malé velikosti je komplikované a drahé, protože dřevo jako vláknitý materiál nemůže být drceno jako uhlí v kulovém mlýnu, ale místo toho musí být vlákna od sebe oddělována rozvlákňováním. Mletí se stává komplikovanějším, když je velikost částic zmenšována. Zatímco řezání dřeva do třísek se může dělat za poměrně malých nákladů a bylo vyvinuto vhodné zařízení pro odvětví papíru a celulózy, je těžké věnovat velké množství energie na velmi malé částice dřeva a vhodné rozmělňovací přístroje jsou drahé. Vzhledem k tomu, že je normálně též potřeba sušící systém pro palivo, investiční náklady na závod topící dřevem výše popsaného typu se stávají tak vysoké, že jeho postavení je zdůvodnitelné jen na základě toho, že palivo je k mání za nulové náklady, jeho pálení je případně dotováno či jestliže to nabízí jediný způsob snížení emisí kysličníku uhličitého zařízení. Výše načrtnuté známé způsoby však dokáží nahradit jen malé procento uhlí za biopalivo, normálně jen okolo 5 %. Navíc, spalovací účinnost oddělených hořáků je nízká.
Cílem vynálezu je poskytnout způsob pálení biopaliva v kotli elektrárny pro vytápění uhlím jako hlavním palivem, jenž vyžaduje jen malé úpravy a investice a nabízí nízké provozní náklady, čímž se dosahuje podstatně zvýšené ziskovosti při užívání biologického paliva.
Podstata vynálezu
Cíle vynálezu je dosaženo na základě míchání biopaliva v částicové podobě do proudu hlavního paliva za uhelným mlýnem, ale před tím než je fosilní palivo dodáno do plamene.
Konkrétněji, způsob podle vynálezu se vyznačuje tím, co je uvedeno ve význakové části nároku 1.
Vynález nabízí významné výhody. Užití biopaliva znamená snížení emisí kysličníku uhličitého z energii vyrábějícího závodu, protože spalování obnovitelné biomasy se nepovažuje za příspěvek k jeho celkovým emisím. Například, bude-li užito dřevo k nahrazení paliva spalovaného v závodě, emise kysličníku uhličitého jsou brány jako snížené o množství v něm užitého obnovitelného paliva. Tedy, způsob dle vynálezu je vhodný k užití ve spojení s existujícími závody v důsledku vyžadovaného malého množství úprav a investic. Je zřejmé, že úprava existujícího závodu na částečné společné spalování s biopalivem je levnější než postavení zcela nového závodu a, navíc, tento způsob je vynikající technikou užívání biopaliv, s vyšší účinnosti jejich spalování než nabízí závody navržené jen na užívání biopaliva samotného jako ty vybavené tradičním fluidizovaným lůžkem nebo kotli s mechanickým přidáváním či zplyňovacím zařízením. Podstatným rysem je, že biopalivo spalované v souladu s tímto způsobem nemusí být mleto na velmi malou velikost částic, ale místo toho může být spolehlivě páleno v tradičním hořáku, navrženém ke spalování fosilního paliva. Rovněž požadavky stanovené na biopalivo jsou poměrně uvolněné.
Biopalivo může být učiněno nákladově efektivním, např. z odpadového dřeva či jiného od odpadu odvozeného materiálu (RDF), čímž může být též využit takový odpad, pro nějž by se jinak těžko hledalo užití. Způsob podle vynálezu je též použitelný na palivové směsi obsahující plastický či jiný hořlavý materiál, jenž je přítomen v určitých množstvích např. v palivech RDF. V přítomném kontextu se biopalivo týká materiálu, který v podstatě obsahuje podstatná množství materiálu biologického původu, ale může též obsahovat menší množství jiných hořlavých materiálů. Zejména vhodné biopalivo je odpadové dřevo stavenišť. Použití na odpadu odvozeného «Γ· paliva snižuje zatíženi skladišť odpadu a, v některých případech, se může za spálení tohoto odpadu získat i určitá kompenzace. Použití biopaliv a na odpadu odvozených paliv je často podporováno daňovými výjimkami a jinými podpůrnými kroky obcí. Odpadové dřevo sebrané z lesní těžby a odpadové materiály z mechanického zpracování dřeva jsou též velmi vhodné k užití ve způsobu podle vynálezu a, protože biopalivo pálené v souladu s tímto způsobem nemusí být su(^|, kvalita tohoto paliva se může měnit v širokém rozsahu. Navíc, k od dřeva odvozenému materiálu můžeme též předvídat užití jiného odpadu jako je sláma, odpad bagasy a podobný odpad, zbývající po nějakém čistícím postupu, ale zatím se od dřeva odvozené palivo zdá být nejvhodnějším k užití v postupu podle vynálezu a, v praxi, jejich použitelnost alespoň v severských zemích, je lepší než jiných biopaliv. Velikost částic materiálu k pálení může být podstatně větší než se požaduje v hořácích zvláště provedených k pálení od dřeva odvozených materiálů, protože od dřeva odvozené palivo nemusí podporovat plamen, ale spíše jsou dřevěné částice zapáleny v plamenu hlavního paliva a následně slouží ke zlepšení spalování hlavního paliva. Obsah vlhkosti částicového paliva může být mnohem vyssr, coz znamena, kvalita paliva k pálení nemusí být tal vysoká jako v tradičních uspořádáních. Následkem toho se stávají použitelnými širší zdroje biopaliv, na základě čehož se mez omezující použití biomateriálů snižuje, protože běžný problém nedostatečného objemu a slabé kvality biopaliv u energii vyrábějících závodů, jako faktoru při provádění investičních rozhodnutí, ztrácí svou předchozí váhu. Jeden podstatný faktor hodnocení ziskovosti daného způsobu je to, že může spalovat podstatně větší procento biopaliv s ohledem na fosilní palivo, čímž je podle současných zkušeností možno nahradit přinejmenším 30 % fosilních paliv biopalivem, při užití způsobu tohoto vynálezu. Uspořádání podle vynálezu činí spalování materiálů odvozených od místního odpadu a podobného odpadu zejména výhodným vzhledem k tomu, že pálený odpad v kotli prochází ohňovou zónou s vysokou teplotou, čímž jsou rozloženy organické uhlovodíkové sloučeniny.
Spalování dřeva a eventuelně jiných biomateriálů spolu s uhlím zintenzivňuje postup spalování uhlí mnoha způsoby. Protože dřevo je výjimečně reaktivní palivo, s nadbytkem těkavých a snadno reaktivních sloučenin, přidání dřevěných částic, např. do proudu uhelných částic, zlepšuje účinnost .spalování uhlí a omezuje množství nespálených složek v létajícího popílku. Ve skutečnosti je kvalita létajícího popílku výjimečně důležitou otázkou pro energii vyrábějící závody vzhledem k tomu, že, že vysoce kvalitní popílek s nízkým obsahem nespálených složek může být prodáván jako surovina určitým odvětvím, zatímco málo kvalitní popílek musí být místo toho použit do půdy či zavezen do vhodného uskladnění, čímž se stává bezcenným nebo dokonce vyvolává náklady navíc ze zacházení s ním/skladováním. Přidání dřeva též snižuje množství oxidů síry a dusíku, vznikajících při spalování uhlí. Takové zlepšení spalovacího postupu současným pálením se dřevem či jiným biopalivem je významným užitkem, umožňujícím širší rozmezí ve výběru paliv. Například, omezené emise sloučenin síry dovolují topení palivy s vyšším obsahem síry, bez uchýlení se k předběžné úpravy daného paliva nebo zvýšení kapacity systému čištění kouřového plynu.
Přehled obrázků na výkresech
Vynález bude dále podrobně popsán prováděním odkazů k připojeným výkresům a předběžnému testu hoření, kde:
* '·
Obr. 1znázorňuje společné použití biologického paliva při přikládání v kotli vytápěném uhlím.
Obr. 2 - znázorňuje ztvárnění uspořádání dodávání biologického paliva.
Obr. 3 - znázorňuje ještě jedno ztvárnění uspořádání dodávání biologického paliva.
Příklady provedení vynálezu
Ačkoli se zdá, že vynález najde svá největší použití ve společném spalování od dřeva odvozeného paliva s uhlím, hlavním palivem může být též hnědé uhlí či rašelina, zatímco spolu spalované palivo může být voleno ze skupiny jiných podobných biopaliv, již zmíněných výše jako je sláma, odpad bagasy či jiný materiál, snadno dostupný v dostatečných množstvích jako je komunální odpad, zejména jeho spalitelné složky, jež mohou obsahovat jiný než organický odpad. Posledně uvedená rašelina se též považuje za fosilní palivo, ač se v jistých případech považuje za obnovitelné biopalivo.
V energii vyrábějícím zařízení vytápěném uhlím je uhlí nejprve dodáváno ze skladu a pak do uhelného mlýna, kde je ios úd
Všechny různé třídy uhlí jsou obecně křehké a tedy se snadno melou, pro což je používán kulový mlýn. Každé zařízení má typicky množství uhelných mlýnů a dodávacích linek k předávání mletého uhlí do spalovací komory kotle. Každý závod má typicky množství uhelných mlýnů a dodávacích linek předávání mletého uhlí do spalovací komory kotle. Uhlí je dodáváno do spalovací komory pneumaticky, předávané podél linky vycházejícího u hubice s uhlím. Nosný plyn uhlí, tradičně vzduch, vytváří část požadovaného spalovacího vzduchu, zatímco zbytek tohoto vzduchu je dnes obecně dodáván ·· »· ·· ·'··· ·· ·· • * » · * ·» '» · > · >
• · · · · · · · . · · · · · ···· · • · · · · · · · · ··** ··'»· ·· ·· ·· ···· ve fázích do plamene hořáku a spalovací komory. V oboru je známo množství různých hořáků a typů dodávaného vzduchu, stejně jako konstrukcí kotle a spalovací komory. Způsob podle vynálezu je vhodný k použití v těch zařízeních s kotli, kde se fosilní palivo vypouští s pomocí nosného plynu z trysky hořáku do spalovací komory kotle.
Podle vynálezu je biopalivo mícháno s fosilním palivem před vznícením hlavního fosilního paliva, k čemuž v praxi musí dojít před výstupem dodávací dráhy (či potrubí) paliva hořáku do spalovací komory. Může být předjímáno takové alternativní uspořádání, že biopalivo je uspořádáno k výstupu ze samostatné hubice či jiného dodávacího prostředku hned před hrotem hubice hlavního paliva, před bodem vznícení hlavního paliva. K dosažení výhod způsobu dle vynálezu je však důležité zajistit, že biopalivo je spalováno ve stejném plameni jako hlavní palivo. Na druhé straně, k bodu míchání biopaliva ve směru proti proudu toku hlavního paliva by přednostně nemělo docházet dříve než po mletí hlavního paliva. Je to proto, že tato zařízení, jako např. uhelné mlýny užívané k rozmělňování uhlí, nejsou vhodná k rozmělňování vláknitého biomateriálu jako dřevo a, ve skutečnosti, dodávání dřeva do uhelného mlýna může i vyvolat riziko požáru mlýna. Navíc, výsledek mletí surového biopaliva v uhelném mlýně je tak nekvalitní, že pokus dodávat biopalivo přes uhelný mlýn nelze doporučit. Tedy, rozmělnění biopaliva na velikost dostatečně malých částic je přednostně prováděno v samostatných rozmělňovacích zařízeních.
Obr. 1 znázorňuje schematicky společné použití biopaliva při topení v uhlím vytápěném kotli 1. Vynález je užitelný na všechny typy kotlů vytápěných částicovým tuhým palivem. Biopalivo je přijímáno v přepravním terminálu 2, odkud je přenáší dopravník 3 v patřičných množstvích ke zpracování na • 9 ti ·'·
·· ·· • · 1 • · · · 9
9.'· 99 9 9 palivo. Nejprve je palivo hnáno přes magnetický buben £, kde jsou od něho oddělovány možné magnetické kovové příměsky. Z magnetického bubnu 4 je palivo předáváno na síto 5, kde jsou odděleny větší hrudky a vedeny do předběžného drtiče 6.
V této fázi může být materiál též sušen. Protože koncový obsah vlhkosti paliva dodávaného do spalovacího postupu může být až 40%, je tato fáze předběžného sušení primárně užitečná k ulehčení mletí paliva. Od síta 5 je biomaterál předáván do drtiče, jímž může být nárazový mlýn 7_ v přednostním a jednoduchém uspořádání. Spaliny kotle mohou být předávány do nárazového mlýna podél potrubí 9 k pomoci sušení paliva v tomto mlýně a předběžném drtiči. Při opuštění nárazového mlýna Ί_ by velikost částice drceného materiálu měla být menší než 8 mm a obsah vlhkosti by neměl být přednostně vyšší než 25%. Tak velké částice mohou být dovoleny vzhledem k tomu, že spalovací postup s hlavním palivem ve společném plameni je velmi účinný. Může být připuštěn i vyšší obsah vlhkosti rozvlákněného paliva, v závislosti na přijímaném materiálu. Vlhkost paliva přednostně činí 10% až 40%. Po mletí prochází biopalivo podél dráhy 8 k jedné ze skupin 11 hořáků uhlím vytápěného kotle. Skupina.11 je tvořena hořáky pracujícími ve stejné výšce na stěně kotle. Jiné možné umístění hořáků dané skupiny 11 je například v rozích kotle. Práškovité uhlí sloužící jako hlavní palivo je předáváno k hořákům podél drah 10. Ve znázorněném ztvárnění je biopalivo dodáváno pouze do jedné skupiny hořáků, ale se zajištěním dostatečně hutné dodávky biomateriálu je možno biomateriál dodávat do více hořáků, dokonce i do všech.
Obr. 2 znázorňuje možné uspořádání k dodávání biopaliva.
V tomto ztvárnění je biopalivo míšeno s tokem hlavního paliva před hořákem, spojením potrubí 8 biopaliva s potrubím 10 s hlavním palivem. Zde procházejí částice biopaliva míšením > >
• · • · * · s práškovitým hlavním palivem, načež dochází ke vznícení a spalování směsi paliva tradičním způsobem v plameni hořáku. Ztvárnění podle vynálezu přednostně používá typu hořáku, jenž je názorně uveden na schématu a dosahuje vznícení toku paliva stabilizačním prstencem 12, pomocí něhož může být plamen zapálen efektivně i za podmínek nedostatku vzduchu tak, že plamen se vždy vzněcuje u hrotu hořáku a hoří za všech podmínek stabilním způsobem. Tok paliva obsahuje méně vzduchu než je třeba pro úplné spalování paliva, čímž se do plamene přidává více vzduchu spalování přes sekundární a terciární vzduchové trysky 13, 14. Ač by tento druh uspořádání dodávky paliva mohl být jako takový proveditelný, může vzniknout problém z bočního toku práškovitého uhlí do trubky biopaliva či účinků zpětného toku v potrubí biopaliva důsledkem měnění tlaku v dodávacím systému. Tudíž, bylo shledáno výhodnějším dodávat biopalivo způsobem uvedeným na Obr. 3, do středu toku hlavního paliva ve stabilizujícím prstenci tak, že k míchání dochází právě před bodem vznícení plamene. Ani jedno z těchto dodávacích uspořádání nepotřebuje samostatný zapalovací systém a úplnému spalování uhlí se pomáhá, m.j.. faktorů, těkavými složkami.vnášenými biopalivem. Podle toho je vynález zejména vhodný k použití ve spojení s tímto druhem moderních hořáků, v nichž může být postup spalování snadno řízen. Nicméně, použití vynálezu může být předjímáno také v jiných typech hořáků. Hořáky výše uvedeného typu jsou popsány, např. v patentech US č. : 5 799 594, 5 431 114, 4 907 962 a 5 263 426.
Následně je stručně popsán test společného spalování dřeva a uhlí, kde bylo hrubé dřevo mícháno s uhlím před jeho mletím. Míchání bylo prováděno v místě skládky uhlí a dodáváno skrze uhelné mlýny. V testu použité biopalivo bylo navlhčené, s obsahem vlhkosti mezi 38-55% a vysokým množstvím • · • · ♦
těkavých látek. Biopalivo se též vyznačovalo nízkým obsahem popele, dusíku, chlóru a síry, stejně jako svým obsahem se spodní výhřevností. Velikost částic pilin v materiálu byla velká a množství velkých tyčinkovitých částí bylo velké. Při prosévání bylo k získání 100% třídění síto s oky 8 mm. Při testech bylo zkoumání chování palivového materiálu v uhelném mlýně a výsledek spalování s různým procentuálním podílem míchání dřevěného paliva byl zkoumán ve dvou různých sériích testů. Studie provozu uhelných mlýnů ukázaly, že od dřeva odvozené biopalivo působí v těchto mlýnech několik problémů. Zvláště větší částice biopaliva jako třísky a odřezky spouštěly hromadění dřevěného materiálu v mlýnech, uvolňování dýmu, zhoršené mletí uhlí a možné riziko požáru mlýna. Tudíž, je přijatelné, že měkčí a vláknitější biomateriály jako sláma jsou zcela neslučitelné se společným dodáváním s uhlím do uhelného mlýna, protože uhelné mlýny nejsou provedeny k zacházení s tímto materiálem. Tedy výsledky testu podporují koncept, že biopalivo by mělo být mícháno s uhlím, jež je již práškové, zejména když se používají velká množství biopaliva hrubého biomateriálu. Tudíž, v souladu s tímto vynálezem se biopalivo míchá s uhlím pouze po mletí uhlí. Toto uspořádání dává výhodu, že drahý uhelný mlýn nemusí být používán ke zpracování biopaliva, které místo toho může být rozmělněno užitím levnějšího rozmělňovacího zařízení, jako je nárazový mlýn.
V první sérii testů spalování bylo odměrné množství dřeva v míchaném palivu 17% objemu, což odpovídá asi 4-5% váhy a přibližně 1-2% celkové tepelné kapacity míchaného paliva. Při testech bylo množství dřeva zvyšováno na 20% objemu, odpovídajících asi 6-7% váhy. Kvůli nestejnoměrnému míchání a změnám ve výhřevnosti složek paliva, se skutečné procento míchání měnilo. V druhé řadě testů spalování bylo množství dřeva v míchaném palivu dále zvýšeno na 27% objemu, což odpovídá asi 9-10% váhy a 3-4% celkové výhřevnosti obsahu míchaného paliva. V obou sériích pokusů bylo vznícení plamene a proces hoření normální. Též tvorba popílku a sazí byly normální. Navíc, teploty spalovací komory kotle zůstaly normálními, stejně jako celkový provoz kotle.
Při testech spalování byly měřeny obsahy 02, CO, C02, NO, ΝΟχ a SO2 kouřových plynů (spalin). Protože byl obsah síry dřevěného paliva použitého v testech mimořádně malým, jeho příspěvek k emisím S02 byl příznivý a dále rostl s vyšším podílem dřeva v palivu. Též emise N0x byly sníženy použitím od dřeva odvozeného paliva. Dopad na emise oxidu dusíku ze společného pálení s biopalivem je důležitý užitek, protože dřevo obzvláště je plně slučitelné s fázovým spalováním díky svému vysokému obsahu těkavých látek, což znamená, že provozní podmínky kotle mohou být upraveny při vysokém objemu spalování dřeva tak, že vytváří menší množství emisí oxidu dusíku. Tedy se zdá, že jednu cestou ke sníženým emisím oxidů dusíku je možno nalézt v kombinaci používání biopaliva s patřičnými změnami v technikách spalování.
Obsah nespálených složek v popílku byl zkoumán denními vzorky. Původně bylo předpokládáno, že přidání dřeva, jež působilo menší účinnost mletí uhelných mlýnů, by vedlo k vyššímu obsahu nespálených složek v létajícím popílku. Neočekávaně však bylo zjištěno, od samého počátku testů společného spalování, jasné snížení v kontextu nespálených složek v létajícím popílku. Toto snížení je možno připisovat příspěvku dřeva k úplnějšímu spalování uhlí, protože dřevo je velmi reaktivní palivo s nadbytkem těkavých látek.
Na základě těchto řad testů je zřejmé, že přidání dřeva do hlavního paliva uhlím vytápěného kotle neruší jeho provoz, ale spíše pomáhá spalovacími procesu a usnadňuje přeměnu podmínek spalování ve směru nižších emisí. V duchu vynálezu je podstatné, že dřevo a uhlí jsou spalovány v plamenu téhož hořáku, čímž přidání dřeva příznivě přispívá k dokončení úplného spalování. Zde může být množství přidaného dřeva poměrně vysoké a velikost jeho částic může být hrubá. Jako poslední poznámka k výše popsaným řadám pokusů musíme mít na mysli, že uspořádání testů byla nepatrně odlišná od učení vynálezu vzhledem k tomu, že od dřeva odvozené palivo bylo s uhlím mícháno před vstupem do uhelných mlýnů.

Claims (10)

1. Způsob spalování biologického paliva v kotli provedeném na topení fosilním palivem jako hlavním palivem, zahrnující kroky:
rozmělňování hlavního paliva pro spalování, dodávání hlavního paliva pomocí nosného plynu do alespoň jednoho hořáku, a spalování hlavního paliva ve spalovací komoře kotle; vyznačující se tím, že po rozmělnění hlavního paliva je do proudu práškovitého hlavního paliva vmícháváno biologické palivo a to před zapálením těchto paliv, čímž je biologické palivo spalováno společně s hlavním palivem ve stejném plameni.
2. Způsob dle nároku 1, vyznačující se tím, že biologické palivo je vmícháváno do toku hlavního paliva těsně před vznícením posledně jmenovaného.
3. Způsob dle nároku 1, vyznačující se tím, že biologické palivo je vmícháváno do toku hlavního paliva před dodáním posledně jmenovaného do hořáku.
4. Způsob dle jakéhokoli nároku 1-3, vyznačuj lei se t í m, že biologickým palivem je dřevo, sláma, bagasový odpad anebo podobný vláknitý odpad biologického původu, či spalitelná frakce oddělená od obecního odpadu.
5. Způsob dle nároku 4, vyznačující se tím, že biologickým palivem je ode dřeva odvozené palivo.
▼ ·· • ♦' · · • * « · • · • · · · · · · ·
6. Způsob dle nároku 4 nebo 5, vyznačující se tím, že se používá třídu biologického paliva s velikostí částic ne větší než 8 mm.
7. Způsob dle nároku 1, vyznačující se tím, že množství užitého biologického paliva odpovídá alespoň 5 % celkové kapacity výhřevnosti smíchaného paliva.
8. Způsob dle nároku 1, vyznačující se tím, že obsah vlhkosti použitého biologického paliva je 10 - 40 %.
9. Způsob dle nároku 1 nebo 4, vyznačující se tím, že hlavním palivem je uhlí.
10. Způsob dle jakéhokoli z nároků 2 nebo 3, vyznačující se t í m, že hlavní- palivo a biologické palivo jsou dodávány skrze stabilizační prstenec, který slouží k zapálení a stabilizaci plamene hořáku.
CZ20020999A 1999-09-23 2000-09-22 Zpusob pro spalování biologického paliva v kotli spalujícím fosilní palivo jako hlavní palivo CZ303811B6 (cs)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI992046A FI119124B (fi) 1999-09-23 1999-09-23 Menetelmä biopolttoaineen polttamiseksi fossiilista polttoainetta käyttävässä kattilassa

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ2002999A3 true CZ2002999A3 (cs) 2002-10-16
CZ303811B6 CZ303811B6 (cs) 2013-05-15

Family

ID=8555342

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ20020999A CZ303811B6 (cs) 1999-09-23 2000-09-22 Zpusob pro spalování biologického paliva v kotli spalujícím fosilní palivo jako hlavní palivo

Country Status (7)

Country Link
EP (1) EP1214549A1 (cs)
AU (1) AU7294400A (cs)
CZ (1) CZ303811B6 (cs)
FI (1) FI119124B (cs)
HU (1) HU229926B1 (cs)
PL (1) PL195937B1 (cs)
WO (1) WO2001025689A1 (cs)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6986311B2 (en) * 2003-01-22 2006-01-17 Joel Vatsky Burner system and method for mixing a plurality of solid fuels
US20080271335A1 (en) * 2007-05-03 2008-11-06 Archer-Daniele-Midland Company System for using heat to process an agricultural product, a fluidized bed combustor system, and methods of employing the same
FR2918160A1 (fr) * 2007-06-28 2009-01-02 Inst Francais Du Petrole Procede de preparation d'une charge mixte contenant de la biomasse et une coupe hydrocarbonnee lourde en vue d'une gazeification ulterieure.
ES2353783B1 (es) * 2008-06-06 2012-01-25 Cales De Pachs, S.A. Procedimiento para la elaboración de un biocombustible sólido y producto biocombustible obtenido por dicho procedimiento.
US20100275824A1 (en) * 2009-04-29 2010-11-04 Larue Albert D Biomass center air jet burner
CN101713545B (zh) * 2009-12-04 2012-04-25 中国轻工业南宁设计工程有限公司 燃烧农作物秸秆锅炉的燃料输送方法及设备
CN101782237B (zh) * 2010-03-09 2011-06-15 西安热工研究院有限公司 燃用高水分褐煤的中速磨煤机直吹式制粉燃烧系统
US8834074B2 (en) * 2010-10-29 2014-09-16 General Electric Company Back mixing device for pneumatic conveying systems
CN104421954A (zh) * 2013-11-22 2015-03-18 柳州市润澄针织有限公司 锅炉
US9702548B2 (en) * 2014-06-16 2017-07-11 Biomass Energy Enhancements, Llc System for co-firing cleaned coal and beneficiated organic-carbon-containing feedstock in a coal combustion apparatus
US9683738B2 (en) * 2014-06-16 2017-06-20 Biomass Energy Enhancements, Llc System for co-firing coal and beneficiated organic-carbon-containing feedstock in a coal combustion apparatus
JP6971784B2 (ja) * 2017-11-02 2021-11-24 三菱パワー株式会社 固体燃料供給装置及び燃焼設備並びに固体燃料供給装置の運転方法
CN108679592B (zh) * 2018-05-25 2019-08-20 北京德普新源科技发展有限公司 一种生物质锅炉的锅炉负荷控制系统及控制方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4480559A (en) * 1983-01-07 1984-11-06 Combustion Engineering, Inc. Coal and char burner
US4589357A (en) * 1985-08-22 1986-05-20 Weyerhaeuser Company Method for reducing comminution energy of a biomass fuel
ATE154685T1 (de) * 1993-04-16 1997-07-15 Ver Energiewerke Ag Verfahren und anlage zur verbrennung von biostoffen und kohlenstaub
US6193768B1 (en) * 1994-09-27 2001-02-27 Mcx Environmental Energy Corp. Particulate waste wood fuel, method for making particulate waste wood fuel, and a method for producing energy with particulate waste wood fuel

Also Published As

Publication number Publication date
CZ303811B6 (cs) 2013-05-15
EP1214549A1 (en) 2002-06-19
AU7294400A (en) 2001-05-10
FI19992046A (fi) 2001-03-23
HUP0203046A2 (en) 2003-01-28
HU229926B1 (en) 2015-01-28
WO2001025689A1 (en) 2001-04-12
PL353990A1 (en) 2003-12-15
FI119124B (fi) 2008-07-31
PL195937B1 (pl) 2007-11-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Tillman Biomass cofiring: the technology, the experience, the combustion consequences
Savolainen Co-firing of biomass in coal-fired utility boilers
Maciejewska et al. Co-firing of biomass with coal: constraints and role of biomass pretreatment
Sami et al. Co-firing of coal and biomass fuel blends
Hein et al. EU clean coal technology—co-combustion of coal and biomass
Tumuluru et al. A review on biomass classification and composition, co-firing issues and pretreatment methods
Munir et al. Shea meal and cotton stalk as potential fuels for co-combustion with coal
CZ2002999A3 (cs) Způsob spalování biologického paliva v peci pouľívající fosilní palivo
EP0233195A1 (en) METHOD FOR REDUCING THE MILL ENERGY OF A BIOMASS FUEL.
US20110209647A1 (en) Biomass-to-energy combustion method
Spliethoff et al. Effect of co-combustion of sewage sludge and biomass on emissions and heavy metals behaviour
Hodžića et al. Effects on NO x and SO 2 Emissions during Co-Firing of Coal With Woody Biomass in Air Staging and Reburning.
Fernando Fuels for biomass cofiring
JP2005114261A (ja) バイオマス系燃料の燃焼方法
Sloss Emissions from cofiring coal, biomass and sewage sludge
Alakangas et al. Biomass CHP technologies
DE KAMP et al. The co-firing of pulverised bituminous coals with straw, waste paper and municipal sewage sludge
EP0236339A1 (en) ENERGY RECOVERY FROM A BIOMASS USING FUEL DISTRIBUTED ACCORDING TO BIMODAL GRANULOMETRY.
Munir A review on biomass-coal co-combustion: current state of knowledge
Lundberg et al. Biomass gasification for energy production
Kan et al. Combustion of biomass
Penninks Coal and wood fuel for electricity production: an environmentally sound solution for waste and demolition wood
Ness et al. Biomass and bio-energy
Bolhàr-Nordenkampf et al. Operating experiences from FBC-plants using various biomass fuels
Viglasky et al. 3 Environmental Impacts

Legal Events

Date Code Title Description
MK4A Patent expired

Effective date: 20200922