CZ2007217A3 - Palivo pro kotle, zejména s fluidním spalováním - Google Patents

Abstract

Palivo pro kotle, zejména s fluidním spalováním, je vytvoreno smesí jednoho hmotnostního dílu výpalku, prepocteno na obsah sušiny, a 0,05 až 0,5 hmotnostního dílu nadrcených látek, prepocteno na obsah jejich suchých nespalitelných složek, kde nadrcené látky mají teplotu tavení popele prevyšující 1250 .degree.C. Nadrcené látky jsou s výhodou vybrány ze skupiny zahrnující vápenec, hydrát vápenatý, vápno, kámen, písek, popel po spalování, produkty po odsirování, odprašky z výroby a úpravy rud neboprípadne ze skupiny zahrnující fosilní pevná paliva jako uhlí ve forme kostky nebo orechu nebo hruboprachu nebo prumyslové topné smesi nebo pevná paliva vyrobená z kalu z cistíren odpadních vod.

Description

Palivo pro kotle, zejména s fluidním spalováním

Oblast techniky

Vynález se týká paliva pro kotle, zejména pro kotle s fluidním spalováním.

Dosavadní stav techniky

Kotle s fluidním spalováním nebo roštové kotle zpravidla používají jako palivo klasické hnědé uhlí, nebo biomasu. Byly konány pokusy spalovat různé odpadové materiály, aby se tak tyto materiály využily na výrobu energie namísto neužitečného skládkování. Problémem spalování odpadových materiálů bývají často jejich vlastnosti, které omezují spalování těchto materiálů v běžných kotlích. Konstrukce kotle a jeho provoz, které vyhovují pro spalování hnědého uhlí nebo biomasy, nemusí vyhovět tehdy, když se spalují materiály, které mají z hlediska spalování úplně jiné vlastnosti, i když představují energetický potenciál.

V současné době v souvislosti se snahou zbavit se závislosti na dovozu fosilních paliv, zejména ropy, vzrůstá zájem o produkci bioetanolu, který by mohl být vyráběn v tuzemsku ze zemědělských plodin a mohl by ropu z větší Části nahradit. Pro výrobu bioetanolu lze využít cukematé a škrobnaté plodiny, zejména cukrovku a obiloviny. Vyrobený bioethanol se může přímo používat ve spalovacích motorech jako pohonná hmota, avšak zpravidla se dnes používá jako přísada, která se v množstvích 5 % až 10 % přimíchává do konvenčních minerálních paliv. Pomocí ethanolu se zvyšuje oktanové číslo a snižuje se množství emisí CO?.

v

Široké uplatnění má zejména třtinový alkohol v Brazílii, kde se používá jako automobilové palivo. V osmdesátých letech byly zhruba dvě třetiny automobilů v Brazílii vybaveny speciální úpravou motoru, která jim umožňovala

1)2260

22.3.2007 • · ·

-2• · · ♦ · · * * jezdit na čistý alkohol. Dnes se nové automobily již takto neupravují, zato veškerý automobilový benzín v Brazílii obsahuje 26% třtinového alkoholu. S touto směsí mohou pracovat běžné spalovací motory.

Bioethanol vyrobený z kukuřice se rovněž používá jako aditivum do většiny automobilových benzínů v USA, zpravidla jako 10% příměs.

Odpadem při výrobě bioetanolu z kukuřice, obilí nebo z cukrové třtiny, cukrové řepy jsou líhovamické výpalky. Po odstředění se výpalky vysuší ve speciální sušičce na vedlejší výrobní produkt, kterým je krmná směs ve formě sušených granulí, nevyužívaná část se také sype do moře.

Větší část lihovamických výpalků, zejména při stále se zvyšující výrobě, však nemá využití, nestačí se již zkrmovat, a je třeba hledat další možnosti. Jejích přímé spalování není možné, neboť výpalky bez sušení mají malou výhřevnost a obvykle obsahují cca 90% vody. Pokud by se výpalky vysušily na obsah vlhkosti 40 - 30 -10%, potom by výhřevnost stoupla na cca 9 -13 -17 MJ/kg. Takovéto vysušené výpalky jsou z energetického hlediska teplotně samonosné a mohly by hořet i v běžných kotlích.

Zjistilo se však, že tyto vysušené výpalky nelze spálit v běžných kotlích, a to pro nízkou teplotu tavení popele. Nízká teplota tavení popele má za následek, že při spalování těchto výpalků, jak v roštových tak ve fluidních kotlích, roztavený popel zalepí topeniště i teplosměnné plochy kotle, což způsobí téměř okamžitě kolaps kotle, který je roztaveným popelem znefiinkčněn.

Odborníci se doposud domnívali, že problém zužitkování bioodpadů lze vyřešit úpravou kotle. To však zatím nikomu nepodařilo.

Druhou možností je upravit palivo tak, aby je bylo možné spalovat ve stávajících kotlích, zejména s fluidním spalováním. V zásadě platí, že bez vyřešení problému nízké teploty tavení popele nelze dospět k dobrému výsledku.

D2260

3.2007 • * · ♦ · · · • · * ·· ·*

«

Podstata vynálezu

Uvedené nedostatky dosavadního stavu techniky do značné míry eliminuje palivo pro kotle, zejména s fluidním spalováním, kde podstata vynálezu spočívá v tom, zeje tvořeno směsí jednoho hmotnostního dílu výpalků, přepočteno na obsah sušiny, a 0,05 až 0,5 hmotnostního dílu nadrcených látek, přepočteno na obsah jejich suchých nespalitelných složek, kde nadrcené látky mají teplotu tavení popele převyšující 1250 °C.

Ve výhodném provedení jsou nadrcené látky vybrány ze skupiny zahrnující vápenec, hydrát vápenatý, vápno, kámen, písek, popel po spalování, produkty po odsiřování, odprašky z výroby a úpravy rud.

V dalším výhodném provedení jsou nadrcené látky jsou vybrány ze skupiny zahrnující fosilní pevná paliva jako uhlí ve formě kostky nebo ořechu nebo hruboprachu nebo průmyslové topné směsi.

Za nadrcené látky lze přitom považovat ty látky, které jsou v sypkém skupenství, ať už byly nadrceny v drtičce nebo mlýně nebo, jako v případě popelovin, ve fluidním topeništi, nebo dokonce působením eroze, jako písek.

Příklady provedení vynálezu

Palivo se podařilo připravit až poté, co byly do výpalků namíchány vhodné nadrcené látky.

Příklad 1.

Bylo připraveno palivo o složení:

- výpalky, přepočteno na obsah sušiny 1 díl

- odprašky (prach) z úpravy kamene 0,1 dílu

22.1.200?

• · ·

-4Příklad 2.

Bylo připraveno palivo o složení:

- výpalky, přepočteno na obsah sušiny 1 díl

- odprašky z úpraven rud 0,2 dílu

Příklad 3.

Bylo připraveno palivo o složení:

- výpalky, přepočteno na obsah sušiny 1 díl

- popelovíny (popílek) ze spalování uhlí z fluidního kotle 0,3 dílu

Příklad 4.

Bylo připraveno palivo o složení:

- výpalky, přepočteno na obsah sušiny 1 díl

- mletý vápenec 0,35 dílu

Příklad 5.

Bylo připraveno palivo o složení:

- výpalky, přepočteno na obsah sušiny 1 díl

- mleté vápno 0,47 dílu

Příklad 6.

Bylo připraveno palivo o složení:

- výpalky, přepočteno na obsah sušiny 1 díl

- popílek z odsiřovacích procesů 0,35 dílu

Příklad 7,

Bylo připraveno palivo o složení:

- výpalky, přepočteno na obsah sušiny 1 díl

- prachové uhlí s obsahem popela v sušině 32 % 1,1 dílu

D2260

22.12007 * « • · • * • *

-5♦ 4 · • « · · • · · • · · ·»»· · (poměr výpalky, přepočteno na obsah sušiny ku popeloviny z uhíí byl 1 ku 0,352)

Paliva vyrobená podle uvedených příkladů byla úspěšně spalována v kotli síluidním spalováním, přičemž spaliny plnily normy ochrany životního prostředí.

Průmyslová využitelnost

Palivo podle vynálezu lze průmyslově spalovat v kotelnách s kotlích s fluidním spalováním.

Claims (4)

1. Patentové nároky

   1. Palivo pro kotle, zejména s fluidním spalováním, vyznačující se tím, že je tvořeno směsí jednoho hmotnostního dílu vypalků, přepočteno na obsah sušiny, a 0,05 až 0,5 hmotnostního dílu nadrcených látek, přepočteno na obsah jejich suchých nespalitelných složek, kde nadrcené látky mají teplotu tavení popele převyšující 1250 °C.
2. 2. Palivo pro kotle podle nároku 1, vyznačující se tím, že nadrcené látky jsou vybrány ze skupiny zahrnující vápenec, hydrát vápenatý, vápno, kámen, písek, popel po spalování, produkty po odsiřování, odprašky z výroby a úpravy rud.
3. 3. Palivo pro kotle podle nároku 1, vyznačující se tím, že nadrcené látky jsou vybrány ze skupiny zahrnující fosilní pevná paliva jako uhlí ve formě kostky nebo ořechu nebo hruboprachu nebo průmyslové topné směsi.
4. 4. Palivo pro kotle podle nároku 1, vyznačující se tím, že nadrcené látky jsou vybrány ze skupiny zahrnující pevná paliva vyrobená z kalů z čistíren odpadních vod.