CZ2013440A3 - Vysokotlaký zplynovač - Google Patents

Abstract

Vysokotlaký zplynovač, podle vynálezu, zahrnuje: válcovité těleso (1); v něm souose uspořádanou zplynovací komoru (2) se vstupním koncem a výstupním koncem; primární přívod (4) vzduchu zaústěný do zplynovací komory (2); spalovací komoru (3) navazující svým vstupním koncem na výstupní konec zplynovací komory (2); přívod (6) paliva, který je propojený se vstupním koncem zplynovací komory (2); odvod (9) pro odvod popelovin vzniklých ve zplynovací komoře (2); přičemž zplynovací komora má stěny válcovité a perforované a/nebo opatřené soustavou otvorů pro prostup vzduchu a je uložená ve válcovitém tělese (1) otočně kolem své podélné osy.

Description

Vynález se týká vysokotlakého zplynovače, který zahrnuje válcovité těleso, v něm souose uspořádanou zplynovací komoru se vstupním koncem a výstupním koncem, primární přívod vzduchu zaústěný do zplynovací komory a spalovací komoru navazující svým vstupním koncem na výstupní konec zplynovací komory,

Dosavadní stav techniky

Z dosavadního stavu techniky je známo zplynování uhlíkatých paliv pro užití v energetice. Pro přímé využití spalinových turbín, kde je potřeba vysokého tlaku spalin, stávající druhy zplynovačů nelze použít. Současně i praktické zkoušky ukázaly, že generátorový plyn vyrobený ve stávajících zplynovačích nelze stlačovat pro potřeby spalovací komory turbíny, a přetlakové zplynovače na potřebný tlak v technické praxi nejsou.

Podstata vynálezu

Nedostatky dosavadního stavu techniky řeší vysokotlaký zplynovač, který zahrnuje:

- válcovité těleso,

- v něm souose uspořádanou zplynovací komoru se vstupním koncem a výstupním koncem,

- primární přívod vzduchu zaústěný do zplynovací komory,

- spalovací komoru navazující svým vstupním koncem na výstupní konec zplynovací komory, přičemž podle vynálezu tento zplynovač dále zahrnuje:

- přívod paliva, který je propojený se vstupním koncem zplynovací komory,

- odvod pro odvod popelovin vzniklých ve zplynovací komoře, přičemž zplynovací komora má stěny válcovité a perforované a / nebo opatřené soustavou otvorů pro prostup vzduchu, a je uložená ve válcovitém tělese otočně kolem své podélné osy.

S výhodou je zplynovací komora ve válcovitém tělese uložená na rolnách.

• · · ·

... ... · · · · · · · ··· ···· ·· ·· ··· ··

Obzvláště výhodné je, když vysokotlaký zplynovač zahrnuje sekundární přívod vzduchu zaústěný, nejlépe tangenciálně, do prostoru mezi válcovitým tělesem a zplynovací komorou.

Zejména z hlediska zachování tlaku uvnitř zplynovací komory je výhodné, když zplynovač dále zahrnuje dávkovači šnek propojující přívod paliva se zplynovací komorou.

Vysokotlaký zplynovač s výhodou dále zahrnuje terciální přívod vzduchu zaústěný do spalovací komory.

Výhodné provedení vysokotlakého zplynovače dále zahrnuje topné těleso pro ohřev vzduchu přiváděného primárním přívodem vzduchu.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález je dále popsán pomocí příkladného provedení znázorněného na výkrese, kde na obr. 1 je nárys a na obr. 2 bokorys vysokotlakého zplynovače podle vynálezu.

Popis příkladných provedení

Jak je nejlépe zřejmé z obr. 2, zahrnuje vysokotlaký zplynovač válcovité těleso

1, ve kterém je souose uspořádaná zplynovací komora 2. Stěny zplynovací komory 2 jsou perforované a jsou uspořádané s odstupem od vnitřních stěn válcovitého tělesa

1. Zplynovací komora 2 je ve válcovitém tělese 1 uložena na podpěrných rolnách 12, které umožňují otáčení zplynovací komory 2 uvnitř válcovitého tělesa 1 kolem společné podélné osy. V tomto případě jsou podpěrné rolny 12 uspořádány v blízkosti výstupního konce zplynovací komory 2, zatímco vstupní konec zplynovací komory 2 je uložený např. opět přes rolny (neznázorněné) na trubicovitém vnějším plášti podávacího šneku 5. Alternativně mohou být oba konce zplynovací komory uložené na podpěrných rolnách 12 uspořádaných v prostoru mezi vnější stěnou zplynovací komory 2 a vnitřní stěnou válcovitého tělesa 1.

Do zplynovací komory 2 je na jejím vstupním konci zaústěný jednak primární přívod 4 vzduchu a jednak dávkovači šnek 5, na který je napojený přívod 6 paliva. Primární přívod 4 vzduchu je opatřený topným tělesem 7 pro předehřev přiváděného vzduchu na zapalovací teplotu.

Do prostoru mezi vnějším povrchem zplynovači komory 2 a vnitřní stěnou válcovitého tělesa 1 je v podstatě tangenciálně zaústěný sekundární přívod 11 vzduchu.

Výstupní konec zplynovači komory 2 je propojený se spalovací komorou 3, ve které je uspořádaný labyrint 14 pro míchání přiváděného plynu. Labyrint je například tvořen soustavou perforovaných kuželovitých plechů. V oblasti při vstupním konci spalovací komory 3, případně mezi zplynovači komorou 2 a spalovací komorou 3, je uspořádaný odvod 9 popelovin.

Výstupní konec spalovací komory 3 je propojený s výstupním ústí 10 vysokotlakého zplynovače a je do něj napojený terciální přívod 13 vzduchu. Výstupní ústí 10 je opatřené pláštěm 8 z žárovzdorného betonu.

Pro otáčení zplynovači komory 2 je možné například použít pohon neznázorněným ozubeným kolem zabírajícím do odpovídajícího ozubení na vnějším povrchu zplynovači komory 2.

Vysokotlaký zplynovač podle vynálezu pracuje následovně:

Palivo je přiváděno do přívodu 6 a dávkovacím šnekem 5 dopravováno do válcové zplynovači komory 2. Primární vzduch je přiváděn primárním přívodem 4 vzduchu, přičemž je v primárním přívodu 4 umístěno elektrické topné těleso 7, které slouží pro zapálení paliva. Sekundárním přívodem 11 je přiváděn sekundární vzduch do meziprostoru mezi vnitřní plochou válcovitého tělesa £ vysokotlakého zplynovače a stěnu zplynovači komory 2, a to v tečném směru. Přes perforaci stěny zplynovači komory 2 se sekundární vzduch dostává do vnitřku zplynovači komory 2, přičemž její stěny současně ochlazuje. Zplynovači komora 2 se otáčí kolem své podélné osy na rolnách 12, například rychlostí řádově v jednotkách až desítkách otáček za minutu, podle aktuálních potřeb procesu. Tak jsou popeloviny uváděny do pohybu, což jednak brání jejich spékání a připékání ke stěnám / dnu zplynovači komory 2 a jednak se postupně dostávají k výstupnímu konci zplynovači komory 2 a dále přes odvod 9 popelovin do neznázorněné uzavřené nádoby nebo jsou přes uzávěry odváděny do kontejneru. Plyn ze zplynovači komory 2 je veden do spalovací komory 3, do které je přiváděn terciálním přívodem 13 také terciální vzduch a ve které se i díky labyrintu 14 míchá s plynem vyrobeným ve zplynovači komoře 2. Výstupním ústím 10 vystupuje plamenec, například o teplotě 1200°, a to do neznázorněného mezichladiče nebo vyvíječe páry. Veškeré objemy přiváděného vzduchu jsou regulované dle momentálního procesu. Takto provedený vysokotlaký zplynovač • · • · · · • · · · · • · · · ·« může pracovat i jako hořák na pelety z tříděného odpadu nebo biomasu obsahující větší množství popelovin.

Startovací vzduch přiváděný primárním přívodem 4 vzduchu je vyráběn vysokotlakovým ventilátorem nebo dmychadlem, po naběhnutí na teplotu zplynování 750° se vzduch přivádí z ventilátoru nebo z turbokomresoru podle aplikace zplynovače.

Předpokládá se, že provozní tlak ve vysokotlakém zplynovači dosahuje maximálně 4,5 bar, tj. 0,45 MPa.

S výhodou je vysokotlaký zplynovač opatřený řídicí jednotkou pro řízení množství podávaného paliva, množství vzduchu přiváděného primárním přívodem 4, sekundárním přívodem 11 a terciálním přívodem 13, dále pro řízení výkonu topného tělesa 7 a pro řízení otáček zplynovači komory 2.

Navíc obsahuje vysokotlaký zplynovač s výhodou také senzory pro sledování tlaku a teplot uvnitř zplynovače.

Claims (6)

PATENTOVÉ NÁROKY • · · · · · · •· ·· ··« ··

1. Vysokotlaký zplynovač, který zahrnuje:

- válcovité těleso (1),

- v něm souose uspořádanou zplynovací komoru (2) se vstupním koncem a výstupním koncem,

- primární přívod (4) vzduchu zaústěný do zplynovací komory (2), vyznačující se tím, že dále zahrnuje:

- spalovací komoru (3) navazující svým vstupním koncem na výstupní konec zplynovací komory (2),

- přívod (6) paliva, který je propojený se vstupním koncem zplynovací komory (2),

- odvod (9) pro odvod popelovin vzniklých ve zplynovací komoře (2), přičemž zplynovací komora má stěny válcovité a perforované a / nebo opatřené soustavou otvorů pro prostup vzduchu, a je uložená ve válcovitém tělese (1) otočně kolem své podélné osy.

2. Vysokotlaký zplynovač podle nároku 1, vyznačující se tím, že zplynovací komora (2) je ve válcovitém tělese (1) uložená na rolnách (12).

3. Vysokotlaký zplynovač podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že dále zahrnuje sekundární přívod (11) vzduchu zaústěný, nejlépe tangenciálně, do prostoru mezi válcovitým tělesem (1) a zplynovací komorou (2).

4. Vysokotlaký zplynovač podle kteréhokoli z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že dále zahrnuje dávkovači šnek (5) propojující přívod (6) paliva se zplynovací komorou (2).

5. Vysokotlaký zplynovač podle kteréhokoli z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že dále zahrnuje terciální přívod (13) vzduchu zaústěný do spalovací komory (3).

6. Vysokotlaký zplynovač podle kteréhokoli z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že dále zahrnuje topné těleso (7) pro ohřev vzduchu přiváděného primárním přívodem (4) vzduchu.