CZ288020B6 - Způsob tepelného využití zplodin hoření obsahujících popílek nebo prach a zařízení k jeho provádění - Google Patents
Způsob tepelného využití zplodin hoření obsahujících popílek nebo prach a zařízení k jeho provádění Download PDFInfo
- Publication number
- CZ288020B6 CZ288020B6 CS19921192A CS119292A CZ288020B6 CZ 288020 B6 CZ288020 B6 CZ 288020B6 CS 19921192 A CS19921192 A CS 19921192A CS 119292 A CS119292 A CS 119292A CZ 288020 B6 CZ288020 B6 CZ 288020B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- dust
- temperature
- combustion
- combustion products
- active
- Prior art date
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 91
- 239000000428 dust Substances 0.000 title claims abstract description 86
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 70
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims abstract description 34
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 title claims abstract description 17
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 58
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 24
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 14
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 12
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 12
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims abstract description 5
- 239000003570 air Substances 0.000 claims abstract 3
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 claims description 43
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 35
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 26
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 26
- 239000002817 coal dust Substances 0.000 claims description 19
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims description 17
- 239000003518 caustics Substances 0.000 claims description 16
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 12
- 239000002956 ash Substances 0.000 claims description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 10
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 8
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 7
- 239000003517 fume Substances 0.000 claims description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 6
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims description 5
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims description 5
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 5
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 claims description 4
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 claims description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 4
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims description 3
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 claims description 3
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 claims description 3
- ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L magnesium carbonate Chemical compound [Mg+2].[O-]C([O-])=O ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 239000001095 magnesium carbonate Substances 0.000 claims description 3
- 229910000021 magnesium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 claims description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 claims description 2
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims description 2
- 239000007858 starting material Substances 0.000 claims 2
- 230000004323 axial length Effects 0.000 abstract 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 abstract 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 abstract 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 abstract 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 abstract 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 27
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 4
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hydrogen chloride Substances Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910000041 hydrogen chloride Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 4
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 4
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 3
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 3
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 3
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 3
- -1 CaCO 3 Chemical class 0.000 description 2
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 2
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N Sulphur dioxide Chemical compound O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 2
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003077 lignite Substances 0.000 description 2
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 2
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 1
- 240000007817 Olea europaea Species 0.000 description 1
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 1
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 230000001151 other effect Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES
- F23J15/00—Arrangements of devices for treating smoke or fumes
- F23J15/06—Arrangements of devices for treating smoke or fumes of coolers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/46—Removing components of defined structure
- B01D53/48—Sulfur compounds
- B01D53/50—Sulfur oxides
- B01D53/508—Sulfur oxides by treating the gases with solids
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/46—Removing components of defined structure
- B01D53/68—Halogens or halogen compounds
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D1/00—Burners for combustion of pulverulent fuel
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/30—Technologies for a more efficient combustion or heat usage
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Chimneys And Flues (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
Abstract
Způsob spočívá v tom, že se sloučenina tvořící aktivní komponentu prachu během méně než 0,5 s, počítáno od konce odpařování, případně odstranění povrchové vlhkosti na částicích prachu nebo popílku, ohřeje na teplotu ležící o nejméně 10 .degree.C nad teplotou rovnovážného rozkladu aktivní komponenty prachu a pod teplotou, při které se aktivní komponenty prachu taví nebo inaktivují, zejména vypalují. Následně se ochladí uvnitř prodlevy menší než 10 s, počítáno od začátku postupu ohřevu částic, na teplotu, která leží méně než 30 .degree.C nad původní teplotou rosného bodu, která vyplývá z vodní páry vzniklé spalováním a také z obsahu vody v palivu, spalovacím vzduchu a prachu, a vodní pára se váže na částice ve formě krystalické vody. Zařízení má pro výkon topeniště 3,9 MW průměr na vstupu hrdla (17) hořáku 318 mm, průměr výstupu hrdla (17) hořáku 700 mm, průměr na výstupu trysky (19) urychlení plamene 350 mm, axiální délku lopatkové mřížky 197 mm, délku hrdla (17) hořáku (3) 1470 mm a déŕ
Description
Způsob tepelného využití zplodin hoření obsahujících popílek nebo prach a zařízení k jeho provádění
Oblast techniky
Předložený vynález se týká způsobu tepelného využití zplodin hoření obsahujících popílek nebo prach, zvláště ze spalování uhelného prachu, a zařízení k jeho provádění.
Dosavadní stav techniky
Využití tepelného obsahu některých zplodin, například v kotlech, je ve známých řešeních omezeno projevy kondenzace produktů spalování. Známá je koroze vznikající pod rosným bodem chlorovodíku, oxidu siřičitého a dalších korozních látek. Omezení u těchto řešení ale také existuje pod rosným bodem vody, neboť voda kondenzovaná spalováním váže prachové látky, což vede ke vzniku usazenin, inkrustací a podobně.
U zplodin bez prachového podílu je známé zlepšení jejich tepelného využití zejména podkročením rosného bodu. Zpravidla čistá voda, kondenzující při spalování, se může odvést tekutá. Tepelné využití se tak může zlepšit až pod původní rosný bod.
U zplodin obsahujících prachový podíl, například u zplodin hoření uhelného prachu, nebylo toto možné z důvodu nahoře uvedených usazenin a inkrustací a zpravidla těmito nečistotami vyvolané koroze.
Z WO 85/02453 jsou patrné způsoby vyloučení kyselých škodlivých plynů a spalovací zařízení přičemž se odstraňování škodlivin provádí při spalování dvoustupňovým sorpčním postupem s různými sorbenty, jako například prachovým vápencem, při němž nenastává nebezpečí vzniku usazenin, inkrustací nebo podobně ve spalovací komoře nebo jejím odtahu.
Podstata vynálezu
Tento úkol se vyřeší tím, že se sloučenina tvořící aktivní komponentu prachu, například hydroxid vápenatý, uhličitan vápenatý nebo uhličitan hořečnatý, během méně než 0,5 s, počítáno od konce odpařování, případně odstranění povrchové vlhkosti na částicích prachu nebo popílku, ohřeje na teplotu ležící o nejméně 10 °C nad teplotu rovnovážného rozkladu sloučeniny a pod teplotou, při které se aktivní komponenty sloučeniny taví nebo inaktivují, zejména spalují. Následně se ochladí uvnitř prodlevy menší než 10 s, počítáno od začátku ohřevu částic, na teplotu, která leží méně než 30 °C nad původní teplotou rosného bodu, kterou určuje obsah vodní páry vzniklé spalováním a také obsah vody v palivu, spalovacím vzduchu a prachu. Vodní pára se váže na částice ve formě krystalické vody.
Způsobem podle vynálezu se dosahuje, že se voda vzniklá spalováním a rovněž korozně škodlivé látky váží do krystalů, které se tvoří z uvedeného prachu, případně popílku. Také před dosažením původního rosného bodu vody nebo kyselin zůstává vznikající prach suchý a práškovitý a plochy tepelného výměníku dále nekorodují nebo jen ve velmi malé míře. Tyto plochy zůstávají suché zvláště proto, že dále nenastává kondenzace tekutiny. Proto také odpadá vznik usazenin a inkrustací. Tím se umožňuje využití tepla obsaženého ve zplodinách spalování až po stávající rosný bod kyselin nebo vody.
Hospodářský důsledek způsobu podle vynálezu je značný. Snížení teploty zplodin spalování v kotli ze 130 °C na 45 °C zlepšuje využití tepla zplodin o cca 4 %. Teplo uvolňující se v tomto teplotním rozsahu se může použít například k předehřátí vzduchu, nebo k výrobě teplé vody.
-1 CZ 288020 B6
Při provedení způsobu hrají podstatnou roli jednotlivé podíly prachu, obsažené ve zplodinách spalování, protože zvláště s CO2 se ze zplodin tvoří uhličitany, které známým způsobem váží krystalovou vodu. Když jsou ve zplodinách spalování obsaženy jiné plynné látky, které mají k jednotlivým komponentám prachu větší afinitu než CO2, například HC1, SO2, nebo SO3, pak se tvoří příslušné krystaly chloridů, síranů apod., které tak mohou chemicky vázat relativně větší množství krystalové vody, takže jsou vzniklé krystaly zevně suché a nejsou korozivní.
Zvláště důležité pro vynález jsou následující chemické komponenty prachu obsažené ve zplodinách: Ca, Mg, zásady, Fe apod. Všechny tyto látky mohou tvořit uhličitany, sírany, chloridy a podobně s vysokým obsahem krystalické vody, které jsou se zřetelem k nahoře uvedeným reakcím dále inertní.
Zvláště častým případem použití způsobu podle vynálezu je spalování uhlí, zvláště v podobě hoření uhelného prachu. V téměř všech druzích uhlí jsou obsaženy v rozdílné míře nahoře uvedené chemické komponenty.
Způsob podle vynálezu je však také použitelný na převážně bezpopílková paliva, k nimž se během nebo krátce po spalování přimísí jedna nebo více uvedených komponent.
Způsob podle vynálezu sestává k docílení popsaných výsledků v podstatě ze dvou kroků:
- přechod dostatečného množství uvedených chemických komponent prachu do takové podoby, aby tyto mohly při následujícím ochlazení přijmout krystalovou vodu a korozivní komponenty;
- potom plynulé ochlazení zplodin i s dostatečným množství prachu na teplotu pod 100 °C, přednostně na teplotu menší než 30 °C přes počáteční rosný bod vody.
Pod původním rosným bodem vody se přitom musí rozumět takový rosný bod, který se dosáhne z obsahu vodní páry ve zplodinách spalování bez vazby krystalové vody.
Dostatečným množstvím ve smyslu tohoto vynálezu se rozumí to množství, kteiým se dosáhne známé reakce k vazbě korozivní látky a očekávaného množství krystalové vody, nejčastěji reakcí CaCl2 x H2O nebo FeSC>4 x 7 H2O.
K převedení uvedených chemických komponent prachu do podoby, schopné zachytit korozní látky a krystalovou vodu jsou potřebná dvě opatření:
- uvolnit tyto komponenty z rovnovážných sloučenin, v nichž se obvykle nalézají,
- aktivovat tento prach pro dostatečně rychlou vazbu korozivních komponent a vody.
Z hlediska vynálezu zvláště aktivní chemické komponenty, jako Ca, Mg nebo alkálie, jsou k dispozici převážně jako uhličitany, chloridy a podobně. Tyto látky se při ohřevu známým způsobem rozkládají na oxidy a plynné komponenty. Teploty rozkladu jsou známé. Při atmosférickém tlaku činí například teplota rozkladu CaCO3 880 °C a NaCl 800 °C.
K dostatečně lychlému rozkladu se musí tyto teploty překročit o alespoň 30 °C, přednostně o 50 až 100 °C.
Horní hranice vyplývá z toho, že při jejím překročení začíná u jednotlivých komponent nebo také nečistot tavení nebo slinování, čímž příslušné částice ztrácí při následujícím ochlazování svojí účinnost. Tyto jevy jsou známé, například při pálení vápna se mluví o jeho spálení. Podle znečištění to nastává při překročení 1100 až 1150 °C.
-2CZ 288020 B6
Pokud není v ochlazených zplodinách dostatečné množství aktivních chemických komponent, mohou se podle vynálezu přimísit před, nebo krátce po spálení paliva, případně hořlavých plynů. Z cenových důvodů se ktomu nejčastěji využívají Ca sloučeniny, například CaCO3, CaO nebo Ca(OH)2- U posledně uváděné sloučeniny činí teplota rozkladu sice jen 510 °C, což dostačuje k prvnímu výskytu účinků podle vynálezu. Při tom vznikající CaO je však zvláště účinný teprve potom, co se krátkodobě ohřeje na teplotu více než 880 °C.
U síranů leží teplota rozkladu výše, například u CaSO4 činí 1170°C. Zde vždy není možné zajistit následující rozklad bez nebezpečí spálení.
Pro aktivaci prachu je dále žádoucí, aby ohřev nastal v časovém intervalu méně než 0,5 s, přednostně v méně než 0,3 s. Doba ohřevu se přitom počítá od okamžiku vypaření povrchové vlhkosti, což zpravidla nastává při teplotě 90 až 130 °C, od něhož nastává vlastní ohřev až na teplotu rozkladu.
Podobné doby hrají roli při případném překročení uvedené teploty spalování. Bylo pozorováno, že se chemická aktivita takto získané komponenty prachu podstatně nenaruší, když se teplota spalování nepřekročí déle než o 0,2 s. Avšak bylo pozorováno, že při časové prodlevě na teplotě spalování více než 1 s nastává zřetelné zmenšení účinku příslušné chemické komponenty prachu.
Po uvolnění a aktivizaci příslušné chemické komponenty prachu se musí částice prachu ochladit tak rychle, jak je to možné, na uvedenou teplotu pod 100 °C. Využití uvedených aktivních chemických komponent prachu je přitom zvláště příznivé, když se uvedená teplota rozkladu každé komponenty překročí o méně než 1 s, přednostně o méně než 0,6 s a když se následně definovaná teplota vazby (pod 100 °C) dosáhne v méně než 5 s. Čím delší je doba od překročení teploty rozkladu k překročení teploty vazby, tím více se snižuje účinnost chemické komponenty prachu. Jestliže by se například odděloval prach ze zplodin spalování při teplotě nad 100 °C, skladoval v sile, chladil a potom se opět přivedl do teplých zplodin spalování, tak se uplatnění jen zlomek účinnosti i tehdy, když se částice prachu ochladí pod rosný bod kyselin nebo vody ve zplodinách a smícháním s nimi se na jejich povrchu vytvoří kondenzační efekt.
Uvedené chemické komponenty prachu jsou zvláště účinné, když zplodiny bezprostředně po opuštění spalovacího prostoru prochází například odtahem zplodin kotle a taktéž odtahem tepelného výměníku bez prodlev co nejkratší vloženou částí trubkového vedení.
Dále je příznivé, když během ochlazovacího procesu převládá zcela turbulentní proud, který zajišťuje intenzivní tepelnou a látkovou výměnu. S tím spojený vysoký úbytek tlaku proudu zplodin hoření a z toho vyplývající krátké prodlevy jsou pro způsob podle vynálezu příznivé. Nepříznivé jsou velké průřezy s malými rychlostmi, v nichž může působit vnitřní tření.
Přiblížení se k uvedené hranici 100 °C se pozná okem z toho, že se prach začíná probarvovat. To nastává zvláště tehdy, když aktivní komponenty obsahují Ca, Mg a Fe. Tak bylo například pozorováno, že zplodiny hoření hnědouhelného prachu, dříve okrové barvy, se při přiblížení ke 100 °C nejprve zabarví olivově, pak zeleně. Toto je vnější znak začínajících vazebních postupů.
Při přiblížení se ke 100 °C začíná vazba vody a korozivních látek z prachu. Korozivní látky se přitom vážou tím rychleji a tím snadněji, čím vyšší je jejich chemická aktivita k chemickým komponentám prachu. Látky vyšší aktivity jako HC1, SO2 nebo SO3 se váží nejiychleji a prakticky zcela. Látky menší afinity než CO2 reagují pomaleji a později. Tím existují vedle vazeb H2O také účinné a úplné vazby uvedených korozivních látek, což je podstatné pro praktické provedení způsobu.
Právě tak existují další účinky, které ulehčují praktické použití způsobu. V obvyklých druzích uhelného prachu je totiž k dispozici nepatrné procento nadsítného, jehož doby spalování jsou vyšší než intervaly prodlevy a ochlazování. Zpravidla činí doba vyhoření tohoto nadsítného 2 až
-3CZ 288020 B6
s. Takovéto prodlevy nejsou v topných kotlích nebo středních průmyslových parních kotlích k dispozici. Částice nadsítného se proto dostanou do prachového filtru v hořícím stavu a mohou ho hořením poškodit. Způsob podle vynálezu vede u částic nadsítného k vyhasnutí, čímž se snižují škody na filtru.
Pro účinnost způsobu je dále podstatné ochlazení větší části prachu společně se zplodinami a oddělení prachu teprve, když se dosáhne následně popsané teploty, při níž nastane vazba.
Teplota, při níž nastane vazba, je přitom stanovena vzhledem k teplotě původního rosného bodu, která vyplývá z vodní páry vzniklé spalováním a vlhkosti paliva a vzduchu. Pro východoněmecký i západoněmecký hnědouhelný prach například činí podle přebytku vzduchu 35 až 42 °C a může při obvyklých příměsích, například Ca(OH)2 stoupnout ještě o 4 až 6 °C.
Když se při ochlazování zplodin s v nich obsaženým prachem přešlo pod 100 °C, vázal například popílek z obou uvedených druhů uhlí téměř 1 % vody a rovněž malé množství korozivních látek ze zplodin.
Když se při dalším ochlazování přiblíží k původnímu rosnému bodu na 15 až 17 °C, korozivní látky se ve zplodinách (HC1, SO3, SO2 a podobně) v rámci přesnosti měření váží úplně. Tím jsou z tohoto hlediska odstraněny překážky pro další ochlazování.
Čím více se zplodiny dále ochlazují, tím více vody se váže a tím dále klesá skutečný rosný bod zplodin. Při teplotě zplodin 45 °C tak klesá rosný bod na 26 °C a při teplotě zplodin 40 °C se dosahuje teploty rosného bodu 19 °C.
Vazba vody probíhá tedy tak, že teplota skutečného rosného bodu vždy zůstává o 20 °C pod k teplotou zplodin. Také při ochlazování zplodin výrazně pod teplotu rosného bodu zůstávají zplodiny a stěny, kterých se dotýkají, stále suché a bez kondenzátů. Na stěnách nebo teplosměnných plochách ani neulpívá prach unášený zplodinami.
Teplota teplonosných ploch, s jejichž pomocí se zplodiny ochladí, se přitom drží mezi teplotou zplodin a skutečnou teplotou rosného bodu. Uvedený odstup rosného bodu 20 °C vytváří pro to dostatečnou vůli.
Množství vody vázaná při ochlazení jsou značná. Při snížení rosného bodu z například 40 °C na °C se váže 70 % vody obsažené ve zplodinách.
Menší teploty zplodin než 35 až 40 °C nejsou hospodářsky zajímavé protože teplotní diference mezi zplodinami a ochlazovacím médiem nebo okolím bude vždy malá a potřeba ohřívaných ploch vždy vyšší, což je hranice hospodárnosti.
Způsobem podle vynálezu se dosáhne, že zplodiny, teplonosné plochy a prach stále zůstávají suché a korozivní komponenty zplodin se úplně váží do prachu dříve než se teplota zplodin přiblíží původní teplotě rosného bodu. Použití způsobu podle vynálezu je bez problémů, pokud zůstanou splněny uvedené podmínky způsobu.
Uvedené odstupy od rosného bodu a teploty platí pro případ, že Ca nebo jiné alkálie zajišťují podstatnou část vazby H2O a korozivních komponent. Když obsah Ca a alkálií nedostačuje slučování, reagují později účinné chemické komponenty prachu, přičemž se může dosáhnout menších odstupů od rosného bodu, které jsou význačné pro účinné chemické komponenty.
Podstata způsobu spočívá v docílení uvedené teploty a rovněž rychlosti ohřevu částic prachu během nebo po prohoření. Příslušné učebnice tepelné techniky používají regulaci k docílení požadované rychlosti ohřevu případně časové prodlevy. Zpravidla se však nejedná v učebnicích o časových prodlevách, nýbrž o tepelné zátěži prostředí. Zvláště vhodné jsou kombinace vysoce
-4CZ 288020 B6 výkonného spalování a odpovídajícího spalovacího prostoru. Toto zařízení rovněž vyhoví praktickým požadavkům spalování uhelného prachu.
Zařízení k provádění způsobu podle vynálezu sestává z hořáku s divergentním hrdlem hořáku, ke kterému je připojena tryska urychlení plamene. Dále sestává z trubky uhelného prachu pro zavedení uhelného prachu v hrdle hořáku do zpětného proudění. Tato trubka uhelného prachu je umístěna v hrdle hořáku a na svém konci nese vratný kryt. Zařízení rovněž sestává z lopatkové mříže pro převedení spalovacího vzduchu přiváděného do hrdla hořáku do krouživého pohybu. Vodicí lopatky této lopatkové mříže mají úhel šroubovice vzhledem k obvodu 6° až 8°. Podstata vynálezu spočívá v tom, že pro výkon topeniště 3,9 MW má průměr na vstupu hrdla hořáku 318 mm, průměr výstupu hrdla hořáku 700 mm, průměr na výstupu trysky urychlení plamen 350 mm, axiální délku lopatkové mřížky 197 mm, délku hrdla hořáku 1470 mm a délku trysky urychlení plamene 850 mm a hořák ohřívá kotel o výkonu 3,5 MW, který má trubku plamene o průměru 1400 mm a délce 3850 mm, ke kterému je připojen chladič, který obsahuje 225 trubek s vnitřním průměrem 23 mm a délkou 2800 mm.
Popis obrázků na výkresech
Vynález je dále blíže objasněn se zřetelem na výkresy, kde zobrazuje:
obr. 1 schematicky hořák k provádění způsobu v podélném řezu, obr. 2 schematicky horkovodní kotel ohřívaný hořákem podle obr. 1 k provádění způsobu v podélném řezu.
Příklady provedení vynálezu
Podle obr. 1 se přivádí známou cestou do hořáku 3 spalovací vzduch 1 a rovněž uhelný prach 2 dopravovaný nosným vzduchem. Proudění spalovacího vzduchu 1 bude do sběrné komory 12 stejnoměrné a převede se pak do zkroucené radiální lopatkové mříže 13. Tím vstoupí spalovací vzduch 1 do divergentního hrdla 17 hořáku, nakonec přechází do části 18 chlazené vodou. K ní je připojena tryska 19 urychlení plamene.
V hrdlu 17 hořáku je vytvořena trubka 20 uhelného prachu, která na svém konci nese vratný kryt 21, kterým se uhelný prach zavádí do zpětného proudu vytvořeného v hrdlu 17 hořáku.
Pro tepelný výkon 3,9 MW se pro využití způsobu podle vynálezu použijí následující rozměry zobrazené na obr. 1.
Dj = 338 mm
D2 = 700 mm
D3 = 350 mm
Li = 197 mm
L2 = 1470 mm
L3 = 850 mm
Lopatková mříž 13 je výhodně vytvořena ve tvaru logaritmické spirály s úhlem proti směru obvodu mezi 6 a 12°, přednostně 8 až 10°.
Volbou těchto rozměrů se nastaví v hrdlu 17 hořáku proudění směřující podle obr. 1, přičemž jsou zobrazeny jen průchozí komponenty. Tyto se směšují s obvodovými komponentami, přičemž se na vnějším obvodu dosáhne úhel proudu cca 45° proti plášti.
-5CZ 288020 B6
Volbou těchto rozměrů se dosahují dvě skupiny výsledků:
a) Stabilita plamene
Vytváří se průchozím prouděním blízko stěn od průměru Di k průměru D2. Zde se obrací asi polovina proudícího množství radiálně dovnitř a probíhá podél trubky 20 uhelného prachu průřezem o průměru Di zpět až do obvodu lopatkové mříže 13. Zde se tento proud radiálně obrací vně a prochází spolu s čerstvým vzduchem průměrem D2. Mezi průchozím proudem a zpětným proudem se vytváří zóna velmi intenzivní turbulence, ve které se stabilizuje plamen.
Uhelný prach 2 se zavádí výhodně konstantním množstvím nosného vzduchu a vyfukuje se pomocí vratného krytu 21 do zpětného proudění.
Tekuté komponenty uhelného prachu se odpaří ozařováním okolním plamenem a tvoří se spalovacím vzduchem 1 plynný plamen, který vyhoří se zbývajícím uhelným prachem jako plamenný paprsek 22. Tento paprsek 22 dosahuje za udaných podmínek rychlosti cca 100 m/s, která je podstatná pro udržení čistoty následujícího spalovacího prostoru.
b) Emise
Uvedené rozměry a výrobní data poskytují emise zplodin zřetelně pod hraniční hodnotou nosného vzduchu.
Těleso 30 kotle s průměrem D4 kotle a délkou L4 kotle sestává z trubky 31 plamene s průměrem D5 trubky, rovněž ze vstupu 32 pro chladnou oběžnou vodu a výstupů 33. 34 ohřáté oběžně vody. Takto je zajištěno vodní chlazení hrdla hořáku 17, které je zobrazeno na obr. 1. Toto je vytvořeno v horním obvodu čelní strany trubky 31 plamene a působí svým plamenným paprskem 22 šikmo dolů na druhý konec trubky 31 plamene, kde je v dolní části vytvořena přípojka 36 do prvního trubkového systému 37.
Pod hořákem 3 je vytvořena alespoň jedna dmyšna 35, kterou se může k podpoře spalování vefukovat až 15 % průtoku spalovacího vzduchu trubkou 31 plamene a rovněž se mohou odnést usazeniny popílku. Dmyšna 35 se může kombinovat s foukacím zařízením pro tlakový vzduch nebo páru, pokud vedou nečistoty v uhelném prachu k usazeninám v trubce 31.
Popsanými opatřeními se podaří, aby trubka 31 plamene zůstala čistá, což je výhodné pro způsob podle vynálezu, poněvadž přitom panují kontrolovatelné teplotní poměry. Usazeniny popílku nebo škváry v trubce 31 plamene brání přechodu tepla a mění teplotu.
Protože spalování uhelného prachu pokračuje až do prvního trubkového systému 37, je výhodné každou trubku trubkového systému 37 opatřit druhou dmyšnou 38, kterou se může nasát dodatkové množství vzduchu tvořící až 15% množství spalovacího vzduchu v trubce prvního trubkového systému 37. Tento vzduchový proud slouží rovněž k udržení čistoty vstupního otvoru do trubkového systému 37.
Pro udaný výkon kotle 3,5 MW, kterému odpovídá tepelný výkon 3,9 MW, je pro způsob podle vynálezu dále výhodné, jestliže první trubkový systém 37 sestává z 25 trubek vesměs průměru 88,9 a 5 mm. Tímto se dosahuje dostatečná rychlost, která také zamezí při vyregulování výkonu usazování popílku v trubkách prvního trubkového systému 37. Naproti tomu nejsou rychlosti ještě tak vysoké, aby vznikly při horní oblasti zátěže kotle spolupůsobením plynu v trubkách a elasticity objemu plynu v trubce 31 plamene dynamické efekty. Při snížení rychlosti pod hranici dostatečné dopravní rychlosti spalin se v trubkách prvního trubkového systému 37 tvoří usazeniny, které se pohybují trubkami podobně jako duny a každopádně vedou na konci trubky k tlakovému rázu, čímž se ztěžuje stálé nastavení množství spalovacího vzduchu.
-6CZ 288020 B6
Uvedeným dimenzováním trubek prvního trubkového systému 37 nastává jen ohraničené ochlazení spalin na asi 500 °C, čímž má spalovací reakce probíhající v tomto trubkovém systému 37 dostatečný čas a teplotní úroveň k doběhnutí do konce. Z toho vyplývající vlastnosti popílku jsou výhodné pro způsob podle vynálezu.
V přední komoře 40 se vedou spaliny ochlazené na cca 500 °C druhým trubkovým systémem 41, v němž se podle zátěže kotle a teploty vody ve spodním obvodu kotle ochladí na teplotu 110 až 150 °C.
S ohledem na předepsané podmínky jednak shodné dopravy popílku, jednak zmenšení dynamických efektů je výhodné pro způsob podle vynálezu vytvoření druhého trubkového systému, který sestává z 288 trubek rozměrů 30x5 mm.
Ochlazené spaliny vystupující z druhého trubkového systému 41 se odvádí trubkou 42 spalin. Tato trubka 42 je vytvořena výhodně kolmo k ose kotle, přičemž se jí spaliny vedou v tangenciálním směru. Tímto se dosáhne, že přes celou svou délku trubka 42 spalin nikde neobsahuje mrtvé vodní zóny, které mohou vést k usazeninám popílku.
Celé uspořádání zobrazené na obr. 2 s hořákem 3, trubkou plamene 3j_, jednotlivými trubkovými systémy 37, 41 a trubkou 42 spalin se tím samo čistí a udržuje za provozu dokonale čisté. Toto je velká výhoda pro způsob podle vynálezu, protože se veškerý popílek nalézá ve spalinách a je reprodukovatelné jakosti.
Zařízení zobrazené na obr. 2 je vhodné se stejným výkonem a prakticky stejnou účinností také pro spalování jiných prachovitých paliv jako černé uhlí, piliny a podobně, rovněž pro spalování tekutých a plynných spalin.
Pro použití způsobu podle vynálezu k odsíření spalin, například tekutého paliva se vefouknou do hrdla 17 hořáku absorbenty, například mletý vápenec, přičemž příslušnými známými pravidly techniky se množství a zpracování řídí.
Pozoruhodnými vlastnostmi zařízení zobrazeného na obr. 2, zvláště hrdla 17 hořáku a trubky 31 plamene je, že vnitřní poměry proudu určené Reynoldsovým číslem jsou v prvním přiblížení nezávislé. To znamená, že přepočet rozměrů hrdla 17 hořáku a trubky plamene 31 na jiný tepelný výkon se provede s odmocninou poměrů výkonů. Přitom se přihlíží k tomu, že hořákový systém podle obr. 1 nemá horní hranici výkonu, ta je spíše určena přípravou a reakčními schopnostmi paliva. S rostoucím výkonem se mohou zvolit známou cestou vyšší spalovací rychlosti, čemuž při přepočtu na vyšší výkon odpovídá zařízení něco méně než přepočtovému pravidlu s odmocninou poměru výkonů. Tento pohled odpovídá stavu techniky.
První trubkový systém 37 a druhý trubkový systém 41 pracují v oblasti Reynoldsových čísel, ve které je pro teplotní výstavbu podstatná jen funkce poměrů délky k vnitřnímu průměru trubky. Když se chce dosáhnout při přepočtu jiného výkonu při stejné teplotě spalin na výstupu z kotle, přepočte se známou cestou hodnota průřezu trubky odpovídajícím poměrem výkonů, přičemž součet poměrů délky trubky k vnitřnímu průměru zůstává konstantní. Tím se jednoznačně definují podle pravidel techniky proudění rozmety a zatížení trubek trubkových systémů 37, 41. Další údaje o rozměrech k tomu nejsou potřebné.
Když se má zařízení zobrazené na obr. 2 zároveň naplnit na jinou hraniční hodnotu nosného vzduchu zvláště se zřetelem na NOX a CO, jsou pro průměr D5 trubky plamene a délku L5 trubky plamene vhodné tyto hodnoty:
D5 = 1400 mm L5 = 3850 mm
Z toho se potom obdrží průměr D4 kotle 2600 mm a délka L4 kotle 4100 mm.
Za kotel je zařazen chladič k dalšímu chlazení zplodin na teplotu požadovanou ke sloučení. Ktomu se mohou použít tepelné výměníky libovolného konstrukčního typu, pokud dodrží uvedené podmínky způsobu. Zvláště vhodný je trubkový chladič s rovnými trubkami, přičemž trubkami proudí zplodiny, zatímco ochlazovací médium, například voda, se nalézá vně trubek. K tomu se používá 225 trubek s vnitřním průměrem 23 mm a délkou 2800 mm, přičemž se řídí podle uvedených podmínek způsobu teplota chladicího média, takže teplota vnitřního povrchu trubky zpravidla leží mezi lokální teplotou zplodin a z toho odvozenou skutečnou teplotou rosného bodu.
Protože vznikající krystaly jsou velmi povrchově aktivní a jsou náchylné k zachycení na chladných plochách, jsou podle vynálezu chladné plochy automaticky čištěny, například tlakovými rázy nebo mechanickým čisticím zařízením, které není zobrazeno.
Nakonec se navzájem oddělí známou cestou prach a zplodiny, například látkovým filtrem. Také se udržují všechny povrchy dotýkající se prachu až k oddělení prachu od zplodin na teplotě nad skutečnou teplotou rosného bodu. Po oddělení prachu od zplodin není další průběh teploty zplodin rozhodující, neboť korozivní látky zplodin jsou již vázány.
Zplodiny ze způsobu podle vynálezu například již vstupují do stávajícího komínu. Rychlosti zplodin v komínu již nemohly stačit, protože teploty zplodin jsou nyní nižší než dříve. Tomu se může pomoci tím, že se například teplá voda z chladiče zplodin přiřazeného kotli zavede do vzduchového tepelného výměníku, přičemž část přitom vzniklého teplého vzduchu se přimísí ke zplodinám způsobu podle vynálezu. Tím se nedocílí jenom dostatečná rychlost v existujícím komínu, ale sníží se v něm také srážení vlhkosti, například při přechodu komínu ze studeného stavu.
Pro docílení výsledku podle vynálezu, to je vazby krystalové vody a korozivních látek ze zplodin hoření, není nevyhnutelně nutné, aby nastaly zpracování a aktivace účinných komponent prachu, tedy například rozklad Ca(OH)2 nebo CaCO3 na CaO, při spalovacím procesu, ze kterého pocházejí uvedené zplodiny. Rozklad a zpracování aktivních komponent prachu může nastat také na jiných místech, například ve vhodném zařízení na pálení vápna, ve kterém se provádí popsaný ohřívací postup. Vysoce aktivní CaO vyrobené v případě tohoto příkladu se musí přimísit při vysoké teplotě ke zplodinám spalování, u kterých začíná vazba krystalické vody a škodlivých látek. K tomu může být CaO buď vhodně předehřátý, nebojsou zplodiny spalování vhodně teplé, aby se CaO po přimíšení vhodně rychle ohřál. Rozhodující je, že se například přivedené CaO samo zplodinami ochladí až pod teplotu slučování. Uvedená CaO se přimísí ke zplodinám teprve při teplotě, při které začíná slučování, takže nastává efekt podle vynálezu ve zhoršeném rozsahu. CaO se využívá obtížněji a H2O a rovněž korozivní plynné látky se váží jen částečně, viz DE 3240 373 - Al a DE 3333 928 C2. Skutečnost, že nastává jen částečná vazba H2O a korozivních plynných látek v podstatě vede k tomu, že zůstává s nimi spojená koroze ochlazujících se částí zařízení zachována. Teprve úplná a bezezbytková vazba korozivních látek, umožněná způsobem podle vynálezu dovoluje bezpečná ochlazení zplodin hoření na teplotu pod uvedenou teplotu vazby, zvláště tedy na teplotní rozsah pod 50 °C.
Claims (13)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Způsob tepelného využití zplodin hoření, které obsahují podíly prachu nebo popílku s aktivními komponentami, vyznačující se tím, že se sloučenina tvořící aktivní komponentu prachu, například hydroxid vápenatý, uhličitan vápenatý nebo uhličitan hořečnatý, během časového intervalu méně než 0,5 s, počítáno od konce odpařování, případně odstranění povrchové vlhkosti na částicích prachu nebo popílku, ohřeje na teplotu ležící o nejméně 10 °C nad teplotou rovnovážného rozkladu aktivní komponenty prachu a pod teplotou, při které se aktivní komponenty prachu taví nebo inaktivují, zejména spalují, a následně se ochladí uvnitř prodlevy menší než 10 s, počítáno od začátku ohřevu částic, na teplotu, která leží méně než 30 °C nad původní teplotou rosného bodu, kterou určuje obsah vodní páiy vzniklé spalováním a také obsah vody v palivu, spalovacím vzduchu a prachu, a vodní pára se váže na částice ve formě krystalické vody.
- 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se sloučenina tvořící aktivní komponentu prachu nebo popílku ohřeje na teplotu ležící o 50 °C nad teplotou rovnovážného rozkladu.
- 3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že se ochlazování provede na teplotu ležící méně než 10 °C nad teplotou původního rosného bodu.
- 4. Způsob podle jednoho z nároků laž3, vyznačující se tím, že se ochlazování provádí v intervalu menším než 5 s.
- 5. Způsob podle jednoho z předchozích nároků laž4, vyznačující se tím, že se zplodiny spalování, obsahující prachové součásti, získají spalováním paliva obsahujícího popílek.
- 6. Způsob podle jednoho z předchozích nároků laž5, vyznačující se tím, že se k palivu před jeho spálením přidají výchozí látky, jako Ca(OH)2, CaCO3, MgCO3, tvořící aktivní komponenty prachu.
- 7. Způsob podle jednoho z předchozích nároků laž6, vyznačující se tím, že se aktivní komponenty prachu vyrobí odděleně a přimísí se ke zplodinám spalování při teplotě, která leží nad teplotou, při které začíná slučování vody a korozních látek, a následně se provede ochlazení.
- 8. Způsob podle jednoho z předchozích nároků laž7, vyznačující se tím, že během ochlazování se částice prachu nebo popílku unáší za stálého turbulentního promíchávání ochlazenými zplodinami spalování.
- 9. Způsob podle jednoho z nároků laž 8, vyznačující se tím, že se částice prachu nebo popílku oddělí od zplodin spalování po ukončení ochlazování.
- 10. Způsob podle jednoho z předchozích nároků 1 až 9, vyznačující se tím, že se ochlazování zplodin spalování nesoucích částice prachu nebo popílku provádí na chladicích plochách, jejichž teplota leží mezi teplotou v místě zplodin spalování a skutečnou teplotou rosného bodu v tomto místě.
- 11. Způsob podle jednoho z předchozích nároků lažlO, vyznačující se tím, že se výchozí látky aktivních komponent prachu zavedou do spalovací komory nebo do hrdla hořáku, ve kterých probíhá alespoň zčásti spalování, při kterém vznikají zplodiny.-9CZ 288020 B6Z toho se potom obdrží průměr D4 kotle 2600 mm a délka L4 kotle 4100 mm.Za kotel je zařazen chladič k dalšímu chlazení zplodin na teplotu požadovanou ke sloučení. Ktomu se mohou použít tepelné výměníky libovolného konstrukčního typu, pokud dodrží uvedené podmínky způsobu. Zvláště vhodný je trubkový chladič s rovnými trubkami, přičemž trubkami proudí zplodiny, zatímco ochlazovací médium, například voda, se nalézá vně trubek. K tomu se používá 225 trubek s vnitřním průměrem 23 mm a délkou 2800 mm, přičemž se řídí podle uvedených podmínek způsobu teplota chladicího média, takže teplota vnitřního povrchu trubky zpravidla leží mezi lokální teplotou zplodin a z toho odvozenou skutečnou teplotou rosného bodu.Protože vznikající krystaly jsou velmi povrchově aktivní a jsou náchylné k zachycení na chladných plochách, jsou podle vynálezu chladné plochy automaticky čištěny, například tlakovými rázy nebo mechanickým čisticím zařízením, které není zobrazeno.Nakonec se navzájem oddělí známou cestou prach a zplodiny, například látkovým filtrem. Také se udržují všechny povrchy dotýkající se prachu až k oddělení prachu od zplodin na teplotě nad skutečnou teplotou rosného bodu. Po oddělení prachu od zplodin není další průběh teploty zplodin rozhodující, neboť korozivní látky zplodin jsou již vázány.Zplodiny ze způsobu podle vynálezu například již vstupují do stávajícího komínu. Rychlosti zplodin v komínu již nemohly stačit, protože teploty zplodin jsou nyní nižší než dříve. Tomu se může pomoci tím, že se například teplá voda z chladiče zplodin přiřazeného kotli zavede do vzduchového tepelného výměníku, přičemž část přitom vzniklého teplého vzduchu se přimísí ke zplodinám způsobu podle vynálezu. Tím se nedocílí jenom dostatečná rychlost v existujícím komínu, ale sníží se v něm také srážení vlhkosti, například při přechodu komínu ze studeného stavu.Pro docílení výsledku podle vynálezu, to je vazby krystalové vody a korozivních látek ze zplodin * hoření, není nevyhnutelně nutné, aby nastaly zpracování a aktivace účinných komponent prachu, tedy například rozklad Ca(OH)2 nebo CaCO3 na CaO, při spalovacím procesu, ze kterého pocházejí uvedené zplodiny. Rozklad a zpracování aktivních komponent prachu může nastat také na jiných místech, například ve vhodném zařízení na pálení vápna, ve kterém se provádí popsaný ohřívací postup. Vysoce aktivní CaO vyrobené v případě tohoto příkladu se musí přimísit při vysoké teplotě ke zplodinám spalování, u kterých začíná vazba krystalické vody a škodlivých látek. K tomu může být CaO buď vhodně předehřátý, nebojsou zplodiny spalování vhodně teplé, aby se CaO po přimíšení vhodně rychle ohřál. Rozhodující je, že se například přivedené CaO samo zplodinami ochladí až pod teplotu slučování. Uvedená CaO se přimísí ke zplodinám teprve při teplotě, při které začíná slučování, takže nastává efekt podle vynálezu ve zhoršeném rozsahu. CaO se využívá obtížněji a H2O a rovněž korozivní plynné látky se váží jen částečně, viz DE 3240 373 - Al a DE 3333 928 C2. Skutečnost, že nastává jen částečná vazba H2O a korozivních plynných látek v podstatě vede ktomu, že zůstává s nimi spojená koroze ochlazujících se částí zařízení zachována. Teprve úplná a bezezbytková vazba korozivních látek, umožněná způsobem podle vynálezu dovoluje bezpečná ochlazení zplodin hoření na teplotu pod uvedenou teplotu vazby, zvláště tedy na teplotní rozsah pod 50 °C.-8CZ 288020 B6PATENTOVÉ NÁROKY1. Způsob tepelného využití zplodin hoření, které obsahují podíly prachu nebo popílku s aktivními komponentami, vyznačující se tím, že se sloučenina tvořící aktivní komponentu prachu, například hydroxid vápenatý, uhličitan vápenatý nebo uhličitan hořečnatý, během časového intervalu méně než 0,5 s, počítáno od konce odpařování, případně odstranění povrchové vlhkosti na částicích prachu nebo popílku, ohřeje na teplotu ležící o nejméně 10 °C nad teplotou rovnovážného rozkladu aktivní komponenty prachu a pod teplotou, při které se aktivní komponenty prachu taví nebo inaktivují, zejména spalují, a následně se ochladí uvnitř prodlevy menší než 10 s, počítáno od začátku ohřevu částic, na teplotu, která leží méně než 30 °C nad původní teplotou rosného bodu, kterou určuje obsah vodní páry vzniklé spalováním a také obsah vody v palivu, spalovacím vzduchu a prachu, a vodní pára se váže na částice ve formě krystalické vody.2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se sloučenina tvořící aktivní komponentu prachu nebo popílku ohřeje na teplotu ležící o 50 °C nad teplotou rovnovážného rozkladu.3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že se ochlazování provede na teplotu ležící méně než 10 °C nad teplotou původního rosného bodu.4. Způsob podle jednoho z nároků laž3, vyznačující se tím, že se ochlazování provádí v intervalu menším než 5 s.5. Způsob podle jednoho z předchozích nároků laž4, vyznačující se tím, že se zplodiny spalování, obsahující prachové součásti, získají spalováním paliva obsahujícího popílek.6. Způsob podle jednoho z předchozích nároků laž5, vyznačující se tím, že se k palivu před jeho spálením přidají výchozí látky, jako Ca(OH)2, CaCO3, MgCO3, tvořící aktivní komponenty prachu.7. Způsob podle jednoho z předchozích nároků laž6, vyznačující se tím, že se aktivní komponenty prachu vyrobí odděleně a přimísí se ke zplodinám spalování při teplotě, která leží nad teplotou, při které začíná slučování vody a korozních látek, a následně se provede ochlazení.8. Způsob podle jednoho z předchozích nároků laž7, vyznačující se tím, že během ochlazování se částice prachu nebo popílku unáší za stálého turbulentního promíchávání ochlazenými zplodinami spalování.9. Způsob podle jednoho z nároků 1 až 8, vyznačující se tím, že se částice prachu nebo popílku oddělí od zplodin spalování po ukončení ochlazování.10. Způsob podle jednoho z předchozích nároků 1 až 9, vyznačující se tím, že se ochlazování zplodin spalování nesoucích částice prachu nebo popílku provádí na chladicích plochách, jejichž teplota leží mezi teplotou v místě zplodin spalování a skutečnou teplotou rosného bodu v tomto místě.11. Způsob podle jednoho z předchozích nároků 1 až 10, vyznačující se tím, že se výchozí látky aktivních komponent prachu zavedou do spalovací komoiy nebo do hrdla hořáku, ve kterých probíhá alespoň zčásti spalování, při kterém vznikají zplodiny.-9CZ 288020 B6
- 12. Způsob podle nároku 11, vyznačující se tím, že se zplodiny ze spalovací komory nebo hrdla hořáku spalují ve vyhřívaném prostoru, který má teplovodný povrch.
- 13. Zařízení k provádění způsobu podle jednoho z předchozích nároků 1 až 12, sestávající z hořáku (3) s divergentním hrdlem (17) hořáku (3), ke kterému je připojena tryska (19) urychlení plamene, trubky (20) uhelného prachu pro zavedení uhelného prachu v hrdle (17) hořáku (3) do zpětného proudění, umístěné v hrdle (17) hořáku (3), která na svém konci nese vratný kryt (21), lopatkové mříže (13) pro uvedení spalovacího vzduchu (1), přiváděného do hrdla (17) hořáku (3) do krouživého pohybu a jejíž vodicí lopatky mají tvar šroubovice s úhlem vzhledem k obvodu 6° až 8°, vyznačující se tím, že pro výkon topeniště 3,9 MW má průměr na vstupu hrdla (17) hořáku 318 mm, průměr výstupu hrdla (17) hořáku 700 mm, průměr na výstupu trysky (19) urychlení plamene 350 mm, axiální délku lopatkové mřížky 197 mm, délku hrdla (17) hořáku (3) 1470 mm a délku trysky (19) urychlení plamene 850 mm a hořák (3) ohřívá kotel o výkonu 3,5 MW, který má trubku (31) plamene o průměru 1400 mm a délce 3850 mm, ke kterému je připojen chladič, který obsahuje 225 trubek s vnitřním průměrem 23 mm a délkou 2800 mm.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP90115773 | 1990-08-17 | ||
| EP91109289 | 1991-06-06 | ||
| PCT/EP1991/001549 WO1992003212A1 (de) | 1990-08-17 | 1991-08-14 | Verfahren und vorrichtung zur verbesserung der wärmeausnutzung von staub- oder aschehaltigen verbrennungsabgasen |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS119292A3 CS119292A3 (en) | 1992-08-12 |
| CZ288020B6 true CZ288020B6 (cs) | 2001-04-11 |
Family
ID=26125419
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS19921192A CZ288020B6 (cs) | 1990-08-17 | 1992-04-17 | Způsob tepelného využití zplodin hoření obsahujících popílek nebo prach a zařízení k jeho provádění |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0500838B1 (cs) |
| CZ (1) | CZ288020B6 (cs) |
| DE (1) | DE59106865D1 (cs) |
| HU (1) | HU212097B (cs) |
| PL (1) | PL168743B1 (cs) |
| WO (1) | WO1992003212A1 (cs) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10301857A1 (de) | 2003-01-17 | 2004-07-29 | Schoppe, Fritz, Dr.-Ing. | Verfahren zum Befeuern eines Flammrohrkessels mit einem staubförmigen Brennstoff sowie staubgefeuerter Flammrohrkessel |
| CN114870532B (zh) * | 2022-05-23 | 2023-08-04 | 成都易态科技有限公司 | 卸灰平衡装置以及过滤器 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2729476C3 (de) * | 1977-06-30 | 1981-05-27 | Ruhrkohle Ag, 4300 Essen | Kohlenstaubbrenner mit zentraler Kohlenstaub-Luft-Zuführung |
| DE3339111A1 (de) * | 1983-10-28 | 1985-05-09 | Ed. Züblin AG, 7000 Stuttgart | Verfahren zur erzeugung von reinstluft aus gasen sowie anlage zur durchfuehrung eines solchen verfahrens |
| AT380645B (de) * | 1983-11-25 | 1986-06-25 | Waagner Biro Ag | Verfahren zur abscheidung von sauren schadgasen und verbrennungsanlage zur durchfuehrung des verfahrens |
| DE3425070A1 (de) * | 1984-07-07 | 1986-01-16 | Steag Ag, 4300 Essen | Verfahren zur entstickung von staubhaltigen verbrennungsabgasen und feuerung mit vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens |
| DE3700553A1 (de) * | 1987-01-10 | 1988-07-21 | Viessmann Hans | Verfahren und reaktionsvorrichtung zur trockenen rauchgasentschwefelung |
-
1991
- 1991-08-14 DE DE59106865T patent/DE59106865D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-08-14 EP EP91914765A patent/EP0500838B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1991-08-14 PL PL91294362A patent/PL168743B1/pl unknown
- 1991-08-14 HU HU9201373A patent/HU212097B/hu not_active IP Right Cessation
- 1991-08-14 WO PCT/EP1991/001549 patent/WO1992003212A1/de active IP Right Grant
-
1992
- 1992-04-17 CZ CS19921192A patent/CZ288020B6/cs not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO1992003212A1 (de) | 1992-03-05 |
| HUT63075A (en) | 1993-07-28 |
| DE59106865D1 (de) | 1995-12-14 |
| CS119292A3 (en) | 1992-08-12 |
| PL294362A1 (en) | 1992-09-21 |
| PL168743B1 (pl) | 1996-04-30 |
| HU9201373D0 (en) | 1992-09-28 |
| EP0500838A1 (de) | 1992-09-02 |
| HU212097B (en) | 1996-02-28 |
| EP0500838B1 (de) | 1995-11-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4873930A (en) | Sulfur removal by sorbent injection in secondary combustion zones | |
| RU2607410C2 (ru) | Ввод сухого сорбента в условиях нестационарного состояния в скруббере сухой газоочистки | |
| RU2126514C1 (ru) | Способ подачи тепла в энергосистеме с внешним огневым нагревом (варианты) и устройство для его осуществления (варианты) | |
| RU2578685C2 (ru) | Ввод сухого сорбента в условиях установившегося режима в скруббер сухой очистки | |
| SU1679969A3 (ru) | Способ удалени сернистого ангидрида из дымовых газов | |
| CA1224015A (en) | Flue gas desulfurization | |
| US4509436A (en) | Method of and apparatus for the desulfurization of flue gas of a coal-fired combustion process | |
| US5191845A (en) | Method of reprocessing sewage sludge | |
| CN101655240B (zh) | 污泥焚烧系统、方法和用于焚烧污泥的干式排渣锅炉 | |
| FI120162B (fi) | Leijupetikattilalaitos ja menetelmä rikkipitoisen polttoaineen polttamiseksi leijupetikattilalaitoksessa | |
| EP0484239B1 (fr) | Procédé d'incinération de déchets urbains dans une unité comportant un foyer à lit fluidisé et une chaudière, avec épuration intrinsèque des fumées | |
| CN107490011A (zh) | 一种降低尘危害的含盐废液焚烧设备及工艺 | |
| US5078752A (en) | Coal gas productions coal-based combined cycle power production | |
| EP0605041B1 (en) | Arrangement and method for thermal destruction of acid substances in flue gases | |
| CZ288020B6 (cs) | Způsob tepelného využití zplodin hoření obsahujících popílek nebo prach a zařízení k jeho provádění | |
| CZ287790B6 (cs) | Způsob plně suchého odsíření zplodin hoření a zařízení k jeho provádění | |
| SU1719035A1 (ru) | Способ очистки дымовых газов от окислов серы | |
| RU2085806C1 (ru) | Способ улучшения использования тепла продуктов сгорания топлива и устройство для его осуществления | |
| JPH01111108A (ja) | 硫黄を含有する微粒状炭質燃料の燃焼装置及び燃焼方法 | |
| RU2117687C1 (ru) | Установка для термической переработки твердых топлив | |
| TW412435B (en) | A method of producing SO2 sorbent and thereafter utilizing such SO2 sorbent to desulfurize combustion gases | |
| JPH05280702A (ja) | 煤塵または灰を含んだ燃焼排ガスの熱利用を改善する方法および装置 | |
| RU2749063C1 (ru) | Установка для каталитического сжигания топлива в виде осадков сточных вод коммунальных очистных сооружений и способ его сжигания | |
| RU2159391C1 (ru) | Установка для огневого обезвреживания жидких отходов | |
| JPH08283052A (ja) | ロータリーキルンにおける廃プラスチックの吹き込み方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD00 | Pending as of 2000-06-30 in czech republic | ||
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20020814 |