CZ5757U1 - Zařízení ke spalování fosilních paliv a od- pádu - Google Patents

Description

Zařízení ke spalování fosilních paliv a odpadu

Oblast techniky

Technické řešení se týká zařízení ke spalování fosilního paliva a odpadu ve velkém kotli s velkým vyvíječem páry.

Dosavadní stav techniky

Díky nehomogenitě spalovaných odpadů vznikají v obvyklých i spalovacích zařízeních spaliny, které jsou kontaminovány dioxiny a furany a přídavnými škodlivinami jako S0₂, HCI, HF. Jejich od, stranění či likvidace je pracná a nákladná. Je potřeba provádět čištění spalin včetně odsíření a odstraňování oxidů dusíku Ν0_χ.

Proto jsou v takových případech nutná dodatečná opatření, která zajistí průchod spalin oblastí vysokých teplot v dopalovací komoře, nebo jsou dioxiny a furany odloučeny na filtru s aktivním uhlím. Dopalovací komora musí být speciálně vytápěna, což vyžaduje další množství energie. Oxidy dusíku musí být redukovány, což opět vyžaduje energii a drahé zařízení.

Podstata technického řešení

Nevýhody dosavadního stavu techniky se odstraní nebo podstatně omezí u zařízení ke spalování fosilního paliva a odpadu podle tohoto technického řešení, jehož podstata spočívá v tom, že k velkému kotli s vysokoteplotní zónou je paralelně předřazeno nejméně jedno zařízení ke spalování odpadu podstechiomericky, a každé toto zařízení je napojeno k velkému kotli svým přívodem spalin do vhodného místa před vysokoteplotní zónou.

Je výhodné, když zařízení ke spalování odpadu je vybaveno přívodem spodního vzduchu.

Také je výhodné, když přívod spalin je napojen též na přívod primárního vzduchu přivedeného do padací šachty mlýna fosilního paliva, který je napojen na vedení směsi fosilního paliva a primárního vzduchu.

Dále je výhodné, když přívod spalin je napojen též na zpětnou sací šachtu spojenou s padací šachtou fosilního paliva.

Též je výhodné, když přívod spalin bezprostředně za zařízením ke spalování odpadu je napojen na přívod chladicího vzduchu.

Kromě toho je výhodné, když přívod spalin ze zařízení na spalování odpadu je napojen do vzduchového kanálu před nebo za ventilátor mlýna fosilního paliva.

Mimoto je výhodné, když přívod spalin je napojen do jednoho či více kanálů pro spalování potřebného primárního vzduchu a/nebo sekundárního vzduchu velkého kotle.

Hlavní výhodou tohoto konstrukčního uspořádání je, že při podstechiometrickém spalování odpadu se cíleně získají horké

-1CZ 5757 Ul spaliny, obsahující škodlivé látky, a chudé na oxidy dusíku Ν0_χ, avšak bohaté na oxid uhelnatý CO. Tyto horké spaliny se využívají přímo, nebo s výhodou k sušení při mletí, nebo jsou přiváděny k předehřátí spalovacího vzduchu k velkému vyvíječi páry velkého kotle na vhodném místě, k redukci oxidů dusíku Ν0_χ, a v následujícím průchodu plynů vysokoteplotní zónou s teplotami 1000 až 1400 C ve velkém kotli škodlivé látky dokonale vyhoří.

Tato myšlenka technického řešení je potvrzena měřením a znamená pro spalování odpadů, zejména komunálního a průmyslového odpadu ekologicko-ekonomicky schůdnou cestu, která při samostatné spalovně odpadu a převažující vsázce odpadů není zaručena kvůli nebezpečí vysokoteplotní koroze.

Dále je významné, že toto přidané množství spalin ze zařízení na spalování odpadu v žádném případě nezhorší emisní hodnoty výstupu spalin z velkého kotle, dle měření a zkušeností naopak tyto hodnoty spíše zlepší.

Přehled obrázků na výkresech

Technické řešení je podrobně popsáno na přiložených schematických výkresech, zobrazujících příkladné skladebné sestavy zařízení na spalování odpadu napojeného na velký kotel s uhelným mlýnem.

Přitom přívod horkých spalin ze zařízení ke spalování odpadu se přivádí podle obr. 1 přímo do velkého kotle, obr. 2 k přívodu primárnímu vzduchu, obr. 3 do zpětné sací šachty, obr. 4 do velkého kotle, předem ochlazené chladicím vzduchem, obr. 5 do mlýnu před nebo za ventilátor, nebo podle obr. 6 do kanálů primárního a sekundárního spalovacího vzduchu. Příklady provedení technického řešeni

Příklad 1

V příkladném provedení podle obr. 1 se do zařízení 1 na spalování odpadu 1, např. roštového satelitního ohniště, zavádí zeshora vsázka 2 odpadu a zespodu se do zařízení 1 na spalování odpadu přivádí spalovací spodní vzduch 3. Podstechiometrickým spalováním odpadu v zařízení 1 na spalování odpadu vznikají horké spaliny £, chudé na oxidy dusíku a bohaté na oxid uhelnatý CO. Spaliny 4 následkem nedostatečného přívodu vzduchu jen částečně dohoří, takže díky přítomnosti oxidu uhelnatého CO je tvorba ΝΟ_χ potlačena. Horké spaliny obsahují škodlivé látky, jako dioxiny a furany, případně další produkty pyrolysy, vznikající spalováním odpadu při teplotách 500 až 700 “C.

Takto získané horké spaliny 4 se přivádí na vhodném místě do velkého kotle 5 pro fosilní palivo např. uhlí, s velkým vyvíječem páry, a zónou teplot 12 okolo 1200 °C. Uhlí ze zásobníku 8 uhlí postupuje padací šachtou 9 do uhelného mlýna 10 k žádanému rozemletí na potřebnou zrnitost. Padací šachtou 9 uhlí se též přivádí

-2CZ 5757 Ul primární vzduch T_.

Do velkého kotle 5 se tak přivádí jednak směs 11 spalovacího primárního vzduchu 7 a uhlí z uhelného mlýna 10 a jednak spalovací sekundární vzduch 6. Ve velkém kotli 5 se spaluje uhlí a dochází též k nucenému průchodu spalin 4 přes vysokoteplotní zónu 12. Ve vysokoteplotní zóně 12 velkého kotle 5, s teplotou okolo 1200 °C, potom postačí k dokonalému vyhoření oxidu uhelnatého a redukci oxidů dusíku ΝΟ_χ ze spalin 4 zdržení několik sekund, takže přítomné škodlivé dioxiny a furany ze spalin 4. se tak bezpečně tepelně likvidují.

Příklad 2

Příkladné provedení dle obr. 2 je shodné s příkladem provedení 1 podle obr. 1 s tím rozdílem, že horké spaliny 4 se ze zařízení 1 na spalování odpadu přivádí k primárnímu vzduchu 7, takže spaliny 4 i primární vzduch 7 jsou využity k sušení a pneumatické dopravě uhlí, což přináší úsporu energie.

Příklad 3

Příkladné provedení dle obrázku č. 3 je shodné s příkladem provedení č.l podle obr. 1, s tím rozdílem, že horké spaliny 4 ze zařízení 1 na spalování odpadu se přivádí do zpětné sací šachty 13 a slouží k předsušení uhlí a jeho lepšímu spalování.

Příklad 4

Příkladné provedení je znázorněno na obrázku č. 4, a je shodné s provedením dle příkladu č. 1 dle obrázku č. 1, s tím rozdílem, že horké spaliny 4 ze zařízení 1 na spalování odpadu se mísí s chladicím vzduchem 14., a to bezprostředně za zařízením 1 na spalování odpadu 1, čímž se sníží teplota horkých spalin 4 a k jejich odvodu není třeba vyzděné žáruvzdorné potrubí. Příklad 5

Příkladné provedení znázorněné na obrázku č. 5 je shodné s příkladem provedení č. 1 podle obr. 1, s tím rozdílem, že horké spaliny 4. ze zařízení 1 na spalování odpadu se při použití ventilátoru 15 mlýna 10 přivádí do vzduchového kanálu před nebo za ventilátor 15. Ventilátor 15 působí jako dmychadlo vzduchu mlýna 10.

Příklad 6

Příkladné provedení znázorněné na obrázku č. 6 je shodné s příkladem č. 1 dle obr. 1, s tím rozdílem, že horké spaliny 4 ze zařízení 1 na spalování odpadu se přivádí do kanálu primárního vzduchu 7 i do kanálu sekundárního vzduchu 6, takže spaliny 4 slouží též k ohřevu spalovacího primárního a sekundárního vzduchu 6, 7, což zaručuje minimální vznik Ν0_χ. Samozřejmě že technické řešení se neomezuje na příkladná provedení, ale jsou možné početné skladebné obměny v rámci předmětu technického řešení, ovšem vždy se základní myšlenkou, že stávajícímu velkému kotli 5 na fosilní palivo, např. kotli na uhlí nebo olejem či plynem otápěnému

-3CZ 5757 Ul kotli, je přiřazeno jedno nebo více zařízení 1 na spalování odpadu, roštové nebo fluidní nebo typu rotační pece.

V těchto zařízeních 1 na spalování odpadu jsou spalovány odpadky, jako komunální a průmyslový odpad s asi 20 % energetického obsahu hlavního kotle 5, t.j. horké spaliny 4 ze zařízení i na spalování odpadu mají objem cca 20 % tepelného obsahu spalin 4 hlavního velkého kotle 5. Horké spaliny 4 se potom zavádí do vysokoteplotní zóny 12 velkého kotle 5 a postupují nucené teplotní zónou 12 1000 °C a více, zejména až do 1400 ’C, což záleží též na typu použitého velkého kotle 5 takže jsou dioxiny a furany zneškodněny .

Dále je podle technického řešení navrženo, že se celé množství horkých spalin 4. nebo jejich část může použít k předehřevu primárního vzduchu 7 a/nebo sekundárního vzduchu 6 a/nebo k sušení fosilního paliva, a následně se spaliny 4 zavádí k další redukci ΝΟ_χ do velkého kotle 5.

Průmyslová využitelnost

Řešení se dá využít přiřazením zařízení 1 na spalování odpadu k velkému kotli 5 prakticky jakéhokoliv používaného typu, at v elektrárnách či velkých teplárnách. Lze spalovat odpad komunální i průmyslový, které mají charakter nebezpečného odpadu.

Claims (6)

1. NÁROKY

   OCHRANU

   1. Zařízení ke spalování fosilních paliv a odpadu ve velkém kotli s velkým vyvíječem páry, vyznačující se s vysokoteplotní zónou (12) vytápěném fosilním palivem, tím, že k velkému kotli (5) je paralelně předřazeno nejméně jedno zařízení (1) ke spalování odpadu podstechiometricky, a každé toto zařízení (1) je napojeno k velkému kotli (5) svým přívodem spalin (4) do vhodného místa před vysokoteplotní zónou (12).
2. 2. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že přívod spalin (4) je napojen též na přívod primárního vzduchu (7) přivedeného do padací šachty (9) mlýna (10) fosilního paliva, který je napojen na vedení směsi (11) fosilního paliva a primárního vzduchu.
3. 3. Zařízení podle libovolné kombinace nároků 1 a nebo 2, vyznačující se tím, že přívod spalin (4) je napojen na též na zpětnou sací šachtu (13) spojenou s padací šachtou (9) fosilního paliva.
4. 4. Zařízení podle libovolné kombinace nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že přívod spalin (4) bezprostředně za zařízením (1) ke spalování odpadu je napojen na přívod chladicího vzduchu (14).

   -4CZ 5757 Ul
5. 5. Zařízení podle libovolné kombinace nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že přívod spalin (4) ze zařízení (1) na spalování odpadu je napojen do vzduchového kanálu před nebo za ventilátor
6. 6. Zařízení podle libovolné vyznačující se napojen do jednoho či více primárního vzduchu (7) a/nebo kotle (5).

   (15) mlýna (10) fosilního paliva.

   kombinace nároků 1 až 5, tím, že přívod spalin (4) je kanálů pro spalování potřebného sekundárního vzduchu (6) velkého