CZ23333U1 - Zapalovací směs pro tepelnou úpravu popílků - Google Patents

Description

Oblast techniky

Technické řešení se týká zapalovací směsi pro tepelnou úpravu popílků, jejich žíháním vlastním obsahem spalitelných látek obsažených v popílku, určená pro snadné zapálení surovinové vsázky v žíhací peci.

Dosavadní stav techniky

Zejména u zahraničních velkých elektráren a tepláren spalujících vysoce hodnotné antracitické černé uhlí jsou ve velkých objemech jako pevné zbytky spalování produkovány popílky, které vykazují vysoký obsah nedopalu často v hodnotách 16 až 22 % hmotu. Takové popílky vzhledem k vysokému obsahu zbytkové spalitelné složky nemohou být použity jako přísada při výrobě betonů, ani jako vstupní suroviny pro výrobu pórobetonů.

V USA byla v minulých letech v rámci vlastního výzkumu vyvinuta a do úrovně praktického užití již částečně zavedena technologie tepelné úpravy popílků. V úpravnickém zařízení konstrukčně řešeném na principu klasického fluidního kotle je popílek s vysokým vstupním obsahem spalitelných látek, většinou vyšším než 12 % hmotn., žíhán vlastním obsahem spalitelné složky. Prvotní zapálení vsázky je prováděno intenzivním ohřevem plynovými hořáky až do dosažení provozní teploty v žíhací peci většinou v rozmezí 750 až850 °C. Tepelně upravený popílek vykazuje zbytkový obsah spalitelných látek max. 3 % hmotn. a je odbytován prakticky výlučně jako velmi kvalitní pucolánová přísada pro výrobu betonů ve velkých ústředních betonámách.

V České republice je vyvíjena obdobná technologie tepelné úpravy popílků s vysokým obsahem nedopalu, úpravnický princip je řešen na technicky méně náročném uspořádání žíhací pece. Prvotní zapálení vsázky je v tomto případě prováděno elektrickým ohřevem. Zejména s ohledem na investiční a provozní náklady spojené s úpravnickým procesem je u tohoto řešení uplatňován méně náročný parametr na výstupní produkt. Cílem procesuje snížit obsah zbytkového nedopalu v upraveném popílku pod hranici 5 % hmotn., tento požadavek vyhovuje příslušným evropským normám pro daný způsob užití produktu.

Nevýhodou obou výše uvedených technických řešení žíhání popílků jako procesu tepelné úpravy je obtížné prvotní zapalování surovinové vsázky v žíhací peci. Běžný obsah spalitelných látek u vstupní suroviny v rozsahu 14 až 18 % hmotnostních je plně postačující pro vlastní provoz. Pro snadné a rychlé zapalování vsázky je však ještě nízký. Spalitelné látky obsažené ve vstupní surovině mají charakter jemné koksové složky, která neobsahuje žádný podíl prchavé hořlaviny usnadňující zapálení vsázky. Z dosud prováděných zkoušek vyplývá, že pro urychlené zapalování vsázky v žíhací peci se optimální obsah spalitelné složky pohybuje alespoň v rozmezí 35 až 50 % hmotn. za podmínky, že větší část spalitelných látek je tvořena uhelnou složkou obsahující prchavou hořlavinu. Po bezpečném zapálení vsázky v žíhací peci může být obsah spalitelné složky v žíhaném materiálu postupně snižován až na běžný provozní obsah spalitelných látek v popílku.

Pri aglomeračních a spékacích procesech, prováděných většinou na kontinuálních spékacích roštech, je povrch syrové prodyšné surovinové vsázky zapalován plynovými hořáky. Nevýhodou tohoto způsobu je vysoká spotřeba plynu daná obtížným zapálením povrchu vsázky, která většinou vykazuje pouze potřebný obsah spalitelných látek pro vlastní samovýpal. Navíc zapalovaná vsázka vždy vykazuje vyšší vlhkost.

Podstata technického řešení

Výše uvedené nedostatky do značné míry odstraňuje zapalovací směs pro tepelnou úpravu popílků, jejich žíháním vlastním obsahem spalitelných látek obsažených v popílku, určená pro snadné zapálení surové vsázky v žíhací peci podle tohoto technického řešení, jehož podstata spočívá v

-1 CZ 23333 Ul tom, že zapalovací směs obsahuje 40 až 60 % hmotnostních popílku s obsahem spalitelných látek alespoň 15 % hmotnostních, vzniklého spalováním černého uhlí a 40 až 60 % hmotnostních ěernouhelného paliva s velikostí zrna do 4 mm a obsahem spalitelných látek alespoň 60 % hmotnostních s vlhkostí do 5 % hmotnostních.

Použitím zapalovací směsi podle tohoto technického řešení je možno snížit teplotu vsázky v žíhací peci při prvotním zapalování z běžné hodnoty v rozmezí 750 až 850 °C na hodnotu v rozmezí 650 až 750 °C.

Při použití zapalovací směsi dojde ke zkrácení doby prvotního zapalování vsázky a ke snížení spotřeby zemního plynu nebo elektrické energie potřebných k zapalování.

io Zapalovací směs bude používána pouze při prvním zapálení vsázky v žíhací peci pro tepelnou úpravu popílků. Zapalovací směs však může být do prostoru žíhací pece doplňkově přidávána k tepelně upravovanému popílku v případě, že v prostoru žíhací pece dojde ke snížení teploty v důsledku nízkého obsahu spalitelných látek ve vstupní surovině. Tímto způsobem lze stabilizovat parametry žíhacího procesu bez potřeby zapínání plynových hořáků nebo elektrického vytápění pece.

Použití další pevné palivové složky v zapalovací směsi, v množství do 15% hmotnostních, s obsahem spalitelných látek alespoň 60 % hmotnostních a velikostí zrna do 4 mm, dále usnadňuje zapalování vsázky.

Použití dřevního pilinového odpadu je výhodné zejména pro jeho snadnou dostupnost a nízkou cenu.

Příklady provedení technického řešení

Příklad 1

V úpravárenském závodě vybudovaném k účelům provádění tepelné úpravy popílků v žíhací peci je v samostatném technologickém souboru vyráběna zapalovací směs, která je dále dopravována do samostatného provozního zásobníku propojenému dávkovacím zařízením s žíhací pecí.

Zapalovací směs je připravena na principu přesného hmotnostního dávkování a dokonalé homogenizace dvou surovinových složek v následujícím složení:

% hmotnostních popílek s obsahem spalitelných látek 14,2 % hmotnostních, s vlhkostí maximálně 1 % hmotnostní,

58 % hmotnostních čemouhelný prach frakce 0 až 4 mm, s obsahem spalitelných látek 86 % hmotnostních, s vlhkostí maximálně 4 % hmotnostních.

Zapalovací směs uvedeného složení obsahuje 55,8 % hmotnostních spalitelných látek.

Příklad 2

Pro účely zapalování vsázky v žíhací peci je v ambulantní výrobně připravována zapalovací směs ze dvou surovinových složek při následujícím složení:

% hmotnostních popílek s obsahem spalitelných látek 16,6 % hmotnostních, s vlhkostí 0,7 % hmotnostních, % hmotnostních předsušené čemouhelné odpadní kaly frakce 0 až 3 mm, s obsahem spalitelných látek 82 % hmotnostních, s vlhkostí do 6 % hmotnostních.

Zapalovací směs uvedeného složení obsahuje 46,7 % hmotnostních spalitelných látek.

-2CZ 23333 Ul

Příklad 3

Pro účely zapalování vsázky v žíhací peci je připravována zapalovací směs ze tří surovinových vstupů při následujícím složení;

% hmotnostních popílek s obsahem spalitelných látek 15,4 % hmotnostních s vlhkostí do 1 % 5 hmotnostních, % hmotnostních směsný uhelný prach frakce 0 až 2 mm, s obsahem spalitelných látek 65 % hmotnostních, s vlhkostí do 3 % hmotnostních, % hmotnostních dřevní pilinový odpad frakce 0 až 3 mm, s obsahem spalitelných látek 70 % hmotnostních, s vlhkostí do 2 % hmotnostních.

ío Zapalovací směs uvedeného složení obsahuje 45,9 % hmotnostních spalitelných látek.

Průmyslová využitelnost

Zapalovací směs pro tepelnou úpravu popílků podle tohoto technického řešení může být použita především pro zapalování surovinové vsázky v žíhací peci při provádění tepelné úpravy popílků s vysokým obsahem vlastního nedopalu. V průběhu kontinuálního provozu žíhací pece může být zapalovací směs použita jako přísada dávkovaná do vstupního materiálu pro zvýšení teploty materiálu upravovaného žíháním.

Zapalovací směs pro tepelnou úpravu popílků podle tohoto technického řešení může být použita i pro snadné zapálení povrchu surovinové vsázky spékané na aglomeračním roštu, při použití zapalovací směsi dojde k výraznému snížení spotřeby zemního plynu při provozu zapalovacích hořáků. V takovém případě aplikace zapalovací směsi je výhodné její použití v optimálně vlhčené granulované formě.

Claims (2)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1. Zapalovací směs pro tepelnou úpravu popílků, jejich žíháním vlastním obsahem spalitelných látek obsažených v popílku, určená pro snadné zapálení surovinové vsázky v žíhací peci,

   25 vyznačující se tím, že obsahuje 40 až 60 % hmotnostních popílku s obsahem spalitelných látek alespoň 12 % hmotnostních, vzniklého spalováním černého uhlí, a 40 až 60 % hmotnostních čemouhelného paliva s velikostí zrna do 4 mm a obsahem spalitelných látek alespoň 60 % hmotnostních, s vlhkostí do 5 % hmotnostních.
2. 2. Zapalovací směs pro tepelnou úpravu popílků podle nároku 1, vyznačující se

   30 t í m , že obsahuje v množství do 15 % hmotnostních další pevnou palivovou složku s obsahem spalitelných látek alespoň 60 % hmotnostních a velikostí zrna do 4 mm, usnadňující zapalování směsi, především dřevní pilinový odpad.

   35 Konec dokumentu