ES2197366T3 - Planta de combustion. - Google Patents
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Abstract
UNA PLANTA PARA PROCESOS DE COMBUSTION COMPRENDE UNA CAMARA DE COMBUSTION (1) EN LA CUAL TIENE LUGAR LA COMBUSTION DE UN COMBUSTIBLE MIENTRAS QUE SE PRODUCEN GASES DE COMBUSTION, Y UN DISPOSITIVO DE GASIFICACION (40) QUE SE DISPONE PARA PRODUCIR UN GAS COMBUSTIBLE Y UN PRODUCTO RESIDUAL COMBUSTIBLE DESGASIFICADO. MAS AUN, LA PLANTA COMPRENDE MEDIOS DE TRANSPORTE (6, 44) QUE ESTAN DISEÑADOS PARA DESCARGAR EL PRODUCTO RESIDUAL DEL DISPOSITIVO DE GASIFICACION Y SUMINISTRARLO A LA CAMARA DE COMBUSTION PARA EFECTUAR LA COMBUSTION DEL PRODUCTO RESIDUAL EN LA CAMARA DE COMBUSTION. PARA SIMPLIFICAR LOS MEDIOS DE SUMINISTRO, SE DISPONEN MEDIOS (45) PARA ENFRIAR EL PRODUCTO RESIDUAL DESCARGADO DEL DISPOSITIVO DE GASIFICACION.
Description
Planta de combustión.
La presente invención se refiere a una planta de
combustión según la reivindicación 1.
La presente invención se explica e ilustra a
continuación en diferentes aplicaciones en relación con un lecho
fluidizado a presión, una denominada planta de energía PFBC (siglas
inglesas para Combustión en Lecho Fluidizado a Presión). No
obstante, la invención no se limita a estas aplicaciones, sino que
puede aplicarse a todo tipo de plantas de calor y energía posibles,
por ejemplo, en relación con diferentes tipos de plantas con
turbinas de gas.
Las plantas de combustión que contienen lechos
fluidizados a presión y un gasificador se conocen por los
documentos US-A- 4 253 409 y
US-A-5 134 841.
Es conocida la forma de producir la combustión de
diferentes combustibles en un lecho de partículas, material no
combustible que es alimentado desde abajo con el aire de combustión
a través de toberas de tal manera que el lecho resulta fluidizado.
Los gases de combustión que se forman durante el proceso de
combustión pasan al espacio libre encima del lecho, después de lo
cual son purificados y guiados hasta la turbina. Los gases de
combustión accionan, por una parte, una turbina de gas la cual
mueve, a su vez, un generador eléctrico, y, por otra, un compresor
que introduce aire a presión en el recipiente. En el lecho se quema
el combustible a una temperatura del orden de los 850ºC. Para poder
mantener esta temperatura al nivel requerido se dispone una
combustión adicional en el espacio libre sobre el lecho. Esta
combustión adicional puede realizarse por medio de un quemador en
el cual se quema el gas combustible procedente de una instalación de
gasificación. Por medio de esta instalación de gasificación se
procede a gasificar el carbón para obtener dicho gas combustible y
un producto residual desgasificado, tal como el coque (``otro
carbón''). Este producto residual puede ser conducido a la cámara de
combustión para quemarlo en el lecho fluidizado. Sin embargo, dicho
producto residual desgasificado es difícil de transportar desde la
instalación de gasificación a la cámara de combustión puesto que se
encuentra a elevada temperatura y también es combustible. Ello
significa que las válvulas y otros elementos de control que son
necesarios para este transporte deben ser resistentes a las altas
temperaturas y, por tanto, construidos con materiales de elevado
coste. Además, el producto residual desgasificado no puede ser
transportado por medio de aire debido al riesgo de combustión
espontánea, sino que deben utilizarse gases inertes como el
nitrógeno, lo que hace también que la explotación de la planta
resulte costosa.
El documento
SE-B-458 955 da a conocer una planta
PFBC con un recipiente de presión en el que se encuentran dispuestos
una cámara de combustión y un reactor de gasificación. Los gases
combustibles generados en el reactor de gasificación son conducidos
a una cámara de combustión superior situada en el exterior del
recipiente de presión y para incrementar la temperatura de los
gases de combustión antes de conducirlos a la turbina de gas. La
cámara de combustión y el reactor de gasificación están separados
únicamente por una pared separadora la cual, en su parte inferior,
permite el paso de material combustible entre el reactor de
gasificación y la cámara de combustión.
El objetivo de la presente invención es remediar
el problema anteriormente expuesto y, más concretamente, establecer
una planta de combustión con un dispositivo de gasificación cuyo
producto residual desgasificado puede ser aprovechado de forma
simple y quemado en la cámara de combustión de la planta de
combustión.
Este objetivo se obtiene por medio de la planta
de combustión inicialmente definida, que se caracteriza por unos
medios dispuestos para refrigerar dicho producto residual que se
descarga del dispositivo de gasificación. Con las medidas que
dispone la invención, la manipulación del producto residual
desgasificado se facilita sustancialmente. Con ellas, el producto
residual puede ser transportado por medio de dispositivos
convencionales, tales como por ejemplo aire a presión, sin riesgo de
que se produzca una combustión espontánea en el sistema de
transporte. Además, las válvulas y los elementos de control
empleados para controlar la alimentación del producto residual a la
cámara de combustión pueden ser de tipo convencional, puesto que no
es preciso que soporten altas temperaturas.
Según una forma de realización de la invención,
dichos medios de refrigeración se encuentran conectados a unos
medios dispuestos para recuperar el calor desprendido durante la
refrigeración del producto residual en dicho proceso. De ese modo se
puede mantener un elevado nivel en el rendimiento de la planta de
combustión. Dichos medios de recuperación pueden disponerse
ventajosamente para el calentamiento del combustible antes de su
alimentación a la cámara de combustión. Mediante este calentamiento
y la desecación del combustible, por ejemplo carbón, antes de ser
alimentado a la cámara de combustión, también se facilita la
combustión en el lecho fluidizado. Además, la planta puede incluir
medios para la alimentación de un absorbente a la cámara de
combustión, pudiendo disponer también de medios de recuperación del
calor para el calentamiento del absorbente antes de su alimentación
a la cámara de combustión.
Según otra forma de realización de la invención,
se dispone un conducto en circuito cerrado para conducir un medio
entre dichos medios de refrigeración y dichos medios de
recuperación, estando dispuestos dichos medios de refrigeración para
transmitir el calor del producto residual a dicho medio, y estando
dispuestos los medios de recuperación para obtener el calor del
medio.
Según otra forma de realización de la invención,
dichos medios de transporte comprenden un conducto de alimentación
corriente abajo de dichos medios de refrigeración, el cual conducto
se encuentra conectado con la cámara de combustión y dispuesto para
alimentar la cámara de combustión con dicho producto residual por
medio de un gas a presión que contiene oxígeno. Gracias a la
refrigeración de la invención, dicho gas que contiene oxígeno puede
utilizarse en el conducto de alimentación sin riesgo de que se
produzca una combustión espontánea. El empleo de un gas que contenga
oxígeno, como puede ser el aire, es favorable si se compara con la
utilización para esta aplicación, de otros gases inertes, como por
ejemplo el nitrógeno, puesto que es mucho más accesible y también
de menor coste. Ventajosamente, dichos medios de transporte
comprenden un conducto de descarga con un dispositivo para hacer
posible la descarga continua del producto residual del combustible
procedente del dispositivo de gasificación. Por tanto, el conducto
de descarga comprende, ventajosamente, dichos medios de
refrigeración, y los mismos se encuentran dispuestos corriente
arriba del dispositivo de descarga. De este modo el dispositivo de
descarga puede estar formado por componentes relativamente simples
que comprenden un primer elemento de válvula, un recipiente
dispuesto corriente abajo del primer elemento de válvula, y un
segundo elemento de válvula dispuesto corriente abajo del
recipiente.
Según otra forma de realización de la invención,
se dispone un dispositivo de combustión adicional para hacer posible
un control de la temperatura de los gases de combustión a través de
la combustión del gas combustible. Para ello, puede disponerse un
canal para la conducción de dicho gas de combustión desde la cámara
de combustión a una o más de las etapas de la turbina de gas para
el aprovechamiento de la energía del mismo estando dispuesto el
dispositivo de combustión adicional en el canal corriente arriba de
por lo menos una de las etapas de la turbina de gas. De este modo,
se puede conseguir que los gases de combustión se encuentren a una
temperatura que corresponde a las condiciones óptimas de
funcionamiento de la turbina de gas, esto es, una temperatura de
1200-1500ºC, aproximadamente. Además, la cámara de
presión puede disponerse en el interior de un recipiente a presión
e incluir un lecho fluidizado a presión, pudiendo comprender el
dispositivo adicional de combustión un quemador que produzca una
combustión en la cámara de combustión en un espacio corriente abajo
del lecho, de forma que se mejoran las posibilidades de control de
la temperatura en la cámara de combustión, especialmente con carga
baja, y puede asegurarse que los gases que abandonan la cámara de
combustión tienen, en general, siempre la misma temperatura.
La presente invención se explica a continuación
más detalladamente por medio de diferentes formas de realización que
se exponen a título de ejemplo y haciendo referencia a las figuras
de los dibujos adjuntos.
La Fig. 1 muestra esquemáticamente una planta de
combustión según la invención.
La Fig. 2 muestra una vista en sección de un
elemento de refrigeración en forma de intercambiador de calor de la
planta de combustión de la Fig. 1, según una forma de realización
de la invención.
La Fig. 3 muestra una vista en sección de un
elemento de calentamiento en forma de tambor giratorio de la planta
de combustión de la Fig. 1, según otra forma de realización de la
invención.
La Fig. 4 muestra una vista en sección de un
elemento de calentamiento en forma de lecho fluidizado de la planta
de combustión de la Fig. 1, según otra forma de realización de la
invención.
La Invención se describe a continuación haciendo
referencia a una planta de energía denominada PFBC. Debe tenerse en
cuenta, sin embargo, que la invención es aplicable a cualesquiera
otros tipos de instalaciones. En la Fig. 1 se representa
esquemáticamente una planta de energía PFBC, es decir una planta
para la combustión de combustible en partículas en un lecho
fluidizado a presión. La planta comprende una cámara de combustión 1
que se encuentra situada dentro de un recipiente a presión 2, el
cual puede tener un volumen del orden de 10^{4}m^{3} y cuya
presión puede elevarse hasta, por ejemplo, entre 7 y 30 bar (abs).
Para la presurización de la cámara de combustión 1 y para la
fluidización de un lecho 4 existente en dicha cámara de combustión
1, se suministra al recipiente 2, en 3, un gas comprimido que
contiene oxígeno, en el ejemplo expuesto aire. El aire comprimido
se suministra a la cámara de combustión 1 a través de las toberas
fluidizantes 5, representadas esquemáticamente las cuales se hallan
dispuestas en el fondo de la cámara de combustión 1, con objeto de
fluidizar el lecho 4 existente en la cámara de combustión 1. El
aire se suministra de forma que se obtenga una velocidad de
fluidización de 0,5 - 2.0 m/s, aproximadamente. El lecho 4 es del
tipo de burbujeo y su altura es de 2-6 m
aproximadamente. El lecho 4 comprende un material en partículas no
combustible, un absorbente en partículas y un combustible en
partículas. El tamaño de las partículas del material del lecho, del
absorbente y del combustible se encuentra entre 0,5 y 7 mm,
aproximadamente. El material del lecho comprende, a título de
ejemplo, cenizas y/o arena, y el absorbente comprende materiales
calcáreos, como por ejemplo, dolomía o piedra caliza, para la
absorción del azufre y otros posibles agentes no deseados que se
liberan durante la combustión. El combustible se suministra en una
cantidad tal que constituye aproximadamente el 1% del lecho 4. Como
combustible se entiende cualquier tipo de combustible susceptible
de quemar, como por ejemplo, antracita, lignito, coque, turba,
biocombustible, pizarra bituminosa, coque de petróleo, desperdicios,
aceites, gas hidrógeno y otros gases, etc. El absorbente y el
combustible se aplican al lecho a través del conducto 6
representado esquemáticamente. El combustible se quema con el aire
de fluidización conducido hacia el lecho 4 formándose los gases de
combustión. Estos gases se reúnen en un espacio 7, un denominado
franco libre, por encima del lecho 4 y a continuación son
conducidos, a través del elemento canal 8 a diferentes etapas
purificadoras representadas esquemáticamente constituidas por un
ciclón separador 9 y un filtro de alta temperatura 10. Desde allí,
los gases de combustión son conducidos una cámara de combustión
superior 11 con el fin de aumentar la temperatura de los gases de
combustión antes de su envío a la turbina de alta presión 12. Los
gases expandidos en la turbina de alta presión 12 son guiados hasta
una turbina de baja presión 13. Entre la turbina de alta presión 12
y la turbina de baja presión 13 puede disponerse un dispositivo de
combustión adicional en forma de una cámara de combustión de
recalentamiento 14, para incrementar la temperatura de los gases de
combustión que salen de la turbina de alta presión 12. La turbina de
baja presión 13 actúa sobre el mismo árbol de un compresor de baja
presión 15, el cual, en una primera etapa, comprime al aire de
combustión utilizado en la planta. El aire de combustión que
abandona el compresor de baja presión 15, es comprimido en una
segunda etapa en un compresor de alta presión 16 que está acoplado
al mismo árbol que la turbina de alta presión 12 y, en consecuencia
es arrastrado por dicha turbina. También acoplado a este árbol se
encuentra un generador 17 para la producción de energía eléctrica.
El aire de combustión es conducido desde el compresor de alta
presión 16, a través del conducto 18, al recipiente de presión 2 y
a la cámara de combustión 1.
La planta de la invención también comprende un
conducto suplementario de combustible 20 a través del cual se
alimenta el combustible al conducto de alimentación 6 que alimenta
la cámara de combustión 1. El conducto de alimentación 20 comprende
un elemento de calentamiento 21 para el precalentamiento y desecado
del combustible suministrado, por ejemplo carbón triturado. El
elemento de calentamiento 21 se describirá en detalle más adelante.
El conducto de alimentación del combustible 20 comprende además un
recipiente de recogida 22, una primera válvula 23, un primer
depósito 24, una segunda válvula 25 y un segundo depósito 26.
Existe además una válvula de ventilación 27 con un estrangulador
acoplado para la reducción de la presión en el primer depósito 24.
Corriente abajo del segundo depósito 26 se encuentra un elemento de
alimentación 28, por ejemplo en forma de una cuba de alimentación.
Además, la presión en los depósitos primero y segundo 24 y 26,
puede controlarse mediante la conexión de estos depósitos 24 y 26
con el aire de combustión presurizado existente en el conducto 18
por medio de las válvulas 29 y 29', respectivamente. Debe tenerse
en cuenta que la disposición de la alimentación de combustible que
se representa es solamente un ejemplo, y que el conducto de
alimentación 20 puede establecerse de muy diversas maneras mediante
diferentes componentes. Con el conducto de alimentación de
combustible 20 representado, la alimentación de combustible puede
realizarse de la siguiente forma. En una posición de partida, el
recipiente de recogida 22 que se encuentra a la presión atmosférica
está lleno de combustible, estando cerradas las válvulas 23, 25 y
29 y la válvula 27 abierta, para obtener en el depósito 24 una
presión igual a la atmosférica. A continuación, se abre la válvula
23 con lo que el combustible pasa al depósito 24. Se cierra la
válvula 27, y cuando el depósito 24 está suficientemente lleno,
también se cierra la válvula 23. Entonces se abre la válvula 29 con
lo que el depósito 24 se presuriza. Cuando los depósitos 24 y 26 se
encuentren, en general, a la misma presión, se abre la válvula 25 y
el combustible que se encuentra en el depósito 24, pasa al depósito
26. A continuación, se cierra la válvula 25 y el combustible
existente en el depósito 26 es descargado mediante el elemento de
alimentación 28, siendo controlada la presión en el depósito 26 por
medio de la válvula 29' de tal manera que la caída de presión sobre
el elemento de alimentación 28 es, en general, igual a cero. El
combustible descargado se suministra entonces al conducto 6,
pudiendo comenzar de nuevo el proceso. Debe observarse que el
conducto de alimentación del combustible 20 que se representa
permite que el combustible sea suministrado al depósito 24 mientras
es descargado del depósito 26.
Las plantas de combustión de la invención también
pueden comprender un conducto de alimentación de absorbente 30 que
presenta la misma estructura que el conducto de alimentación del
combustible 20. Por consiguiente, este conducto comprende un
elemento de calentamiento 31, un recipiente de recogida 32, una
primera válvula 33, un primer depósito 34, una segunda válvula 35,
un segundo depósito 36, una válvula de ventilación 37, un elemento
de alimentación 38 y unas válvulas de presurización 39, 39'. La
alimentación del absorbente se realiza de la misma manera que la
alimentación del combustible, por lo que no se describe en
detalle.
La planta de combustión de la invención comprende
además un dispositivo de gasificación constituido por un reactor de
gasificación 40 que está dispuesto para la producción de un gas de
combustión y un producto residual combustible desgasificado, por
ejemplo coque. El reactor de gasificación 40 se alimenta de
combustible a través de un conducto de introducción 40a, y puede
ser accionado por el mismo combustible de la cámara de combustión
1, por ejemplo, carbón triturado. El gas combustible se emplea en
el proceso de combustión para la combustión que tiene lugar en la
cámara de combustión superior 11, la cámara de combustión de
recalentamiento 14 y el quemador 19. Estos elementos de combustión
se alimentan de gas combustible a través del conducto 41, y esta
alimentación se controla por medio de las válvulas 11a, 14a y 19a.
Debe observarse que las cámaras de combustión 11 y 14 también se
suministran de aire de combustión del conducto 18 a través de los
conductos 11b, y 14b. Igualmente el reactor de gasificación 40 se
alimenta de aire de combustión del conducto 18 a través del conducto
42, que comprende un compresor elevador 43 dispuesto para
incrementar la presión en el reactor de gasificación de tal manera
que la presión en el mismo sea superior a la que existe en el
recipiente 2 y, por tanto, se encuentre entre 23 y 35 bar (abs). La
combustión en el reactor de gasificación 40 se realiza por debajo
de la proporción estequiométrica. El producto residual desgasificado
que se obtiene en el reactor de gasificación 40 presenta todavía un
alto valor energético y por tanto puede aprovecharse para la
combustión en la cámara de combustión 1.
Para hacerlo posible, la planta de combustión de
la invención comprende unos medios de transporte en forma de dos
conductos de descarga paralelos 44. Ambos conductos de descarga 44
presentan idéntica estructura, y por tanto sólo se describirá uno de
ellos con mayor detalle. Como el producto residual desgasificado
obtenido en el reactor de gasificación se encuentra a una
temperatura muy elevada, según la presente invención, debe ser
sometido a una refrigeración que permita su manipulación de forma
sencilla y conveniente. Para conseguir esta refrigeración, el
conducto de descarga 44 comprende unos medios en forma de un
elemento de refrigeración 45 que se describirá más adelante con
mayor detalle. El elemento de refrigeración 45 se encuentra
dispuesto en conexión directa con el reactor de gasificación 40.
Corriente abajo del elemento de refrigeración 45, el conducto de
descarga 44 comprende un elemento de alimentación 46, una primera
válvula 47, un depósito 48, una segunda válvula 49 y un segundo
elemento de alimentación 50. Corriente abajo del segundo elemento
de alimentación 50, el conducto de descarga 44 está conectado al
conducto común de alimentación 6. Este conducto 6 está presurizado a
través de una conexión con el conducto 18. Además, el conducto de
alimentación 6 comprende un compresor elevador 51 por medio del
cual puede aumentarse la presión en el conducto de alimentación 6
por encima del nivel existente en el recipiente de presión 2 y en la
cámara combustión 1; de este modo, el producto residual
combustible, el combustible y el absorbente pueden suministrarse a
la cámara de combustión 1 mediante el denominado transporte
neumático, mediante aire a presión.
Durante la descarga de los productos residuales
combustibles a través de uno de los conductos de descarga 44, la
válvula 47 permanece abierta y la válvula 49 cerrada. De este modo,
el depósito 48 se presuriza a través de una rama del conducto 42a
dotado de válvula. Mediante el elemento de alimentación 46, el
producto residual se alimenta al depósito 48 situado en la parte
inferior. Una vez lleno el depósito 48, se cierra la válvula 47 y
se abre la válvula 49. Con ello se equilibra la presión dentro del
depósito 48 con la presión que existe en el recipiente de presión 2
por medio del ramal del conducto dotado de válvula 42a. A
continuación, el producto residual se descarga del depósito 48 por
medio del elemento de alimentación 50 y se alimenta al conducto
común de alimentación 6 para su transporte a la cámara de
combustión 1 mediante aire a presión. Gracias a los dos conductos de
descarga paralelos 44, el producto residual de combustión puede ser
descargado y suministrado de forma continua al conducto 6, puesto
que durante el llenado de uno de los depósitos 48 se puede proceder
al vaciado del otro depósito 48. También es posible disponer de
otra forma estos medios de transporte del producto residual, por
ejemplo con un solo conducto de descarga con dos depósitos
dispuestos en serie de manera análoga a la disposición del conducto
de alimentación de combustible 20.
Los elementos de refrigeración 45, el elemento de
calentamiento 21 y el elemento de calentamiento 31 forman parte de
un circuito cerrado de transmisión del calor que comprende un
conducto en circuito cerrado 52 y un dispositivo de bombeo 53 para
conducir un medio de transmisión del calor entre los elementos de
refrigeración 45 y los elementos de calentamiento 21, 31 a través
del conducto 52. Este medio puede ser un medio en estado gaseoso o
líquido, como por ejemplo agua/vapor de agua o cualquier líquido
aceitoso. Cuando el producto residual se descarga del reactor de
gasificación 40 cede a dicho medio una parte del calor que contiene
en los elementos de refrigeración 45. El medio así calentado se
transporta después a los medios de calentamiento 21 y 31, en donde
el medio cede a su vez parte del calor que contiene al combustible
y al absorbente, que deben suministrase a la cámara de combustión
1. A continuación, el medio se transporta de nuevo mediante el
elemento de bombeo 53 a los elementos de refrigeración 45 y se
repite el ciclo. De este modo, el producto residual descargado que
puede tener una temperatura de unos 900ºC se enfría hasta
aproximadamente los 300ºC, y, por tanto, el producto residual puede
ser manipulado y transportado a través de los elementos de válvula
representados y los elementos de alimentación todos ellos
construidos con características convencionales. Además, se evita el
riesgo de combustión espontánea del producto residual en el
conducto de alimentación 6 que se alimenta con un gas que contiene
oxígeno. Por otra parte, el combustible y el absorbente
introducidos se secan y se alimentan a una temperatura de 200ºC
aproximadamente.
En numerosas aplicaciones de la planta de
combustión de la invención, la cantidad de combustible introducido
a través del conducto de alimentación de combustible 20 será
sustancialmente más importante que el producto residual que se
descarga por los conductos de descarga 44. De este modo, mediante
los dispositivos representados se asegura que existe en todo
momento posibilidad de refrigeración suficiente para la
refrigeración del producto residual hasta una temperatura
conveniente. Por supuesto, es todavía más apropiado si el
absorbente que se suministra también se precalienta.
La Fig. 2 muestra un ejemplo de la forma en que
pueden construirse los elementos de refrigeración 45. Pueden
comprender una especie de recipiente de expansión en el conducto de
descarga 44. El conducto entrante 52 recorre un bucle 54 en el
recipiente de expansión y sale a continuación por el circuito de
salida 52. Como puede apreciarse en la Fig. 2, el conducto de
descarga 44 y la expansión comprenden una pared aislante térmica
55. Debe tenerse en cuenta que los elementos de refrigeración 45
pueden estar construidos de muy diversas maneras. Lo sustancial es
que hagan posible, de manera eficaz, la transmisión de parte del
calor del producto residual al medio transmisor del calor en el
conducto en circuito cerrado 52.
La Fig. 3 muestra un ejemplo de la constitución
de un elemento de calentamiento 21. Debe tenerse en cuenta que el
elemento de calentamiento 31 puede construirse de la misma forma
que el elemento de calentamiento 21, y por tanto solamente se
describirá uno de ellos. El elemento de calentamiento 21 que se
representa comprende un canal de entrada 60 y un canal de salida 61
que forman parte del conducto de alimentación 20. Entre ambos
canales se encuentra dispuesto un tambor giratorio 62. En su
interior, el tambor 62 presenta unas pestañas dispuestas
helicoidalmente 63 las cuales contribuyen al transporte, en
dirección oblicua hacia arriba, del combustible introducido en el
tambor 62 por el conducto de introducción 60. El giro del tambor 62
es accionado por medio de un husillo sin fin 64 representado
esquemáticamente y un motor de accionamiento, no representado. La
pared del tambor 62 comprende un espacio 65 a través del cual puede
circular y fluir en sentido opuesto al combustible el medio del
conducto en circuito cerrado 52. Además, por la parte exterior del
tambor 62 está dispuesto un aislamiento térmico 68. De este modo,
el calor del medio será transmitido al combustible que es
transportado a lo largo del tambor 62, contribuyendo a la
desecación y precalentamiento del mismo.
La Fig. 4 representa un elemento de calentamiento
21, 31, según otra forma de realización. Este elemento de
calentamiento 21 comprende una cámara 70 con una entrada 71 y una
salida 72, que pueden formar parte del conducto de alimentación 20.
En el fondo de la cámara se encuentra dispuesta una placa 73, la
cual presenta una gran cantidad de toberas. Por debajo de la placa
73 se insufla aire, con lo cual se produce la fluidización del
combustible existente en la cámara 70. En el lecho fluidizado se
extiende el circuito 52 formando un bucle del tubo 74 que
contribuye al desecado y calentamiento del combustible. Debe
tenerse en cuenta que los elementos de calentamiento 21 y 31 también
pueden construirse de formas diferentes de las representadas en las
Figs. 3 y 4. Además, los elementos de calentamiento 21 y 31 pueden
construirse de formas diferentes entre sí para adaptarse al
calentamiento del combustible y del absorbente, respectivamente.
La presente invención no se limita a las formas
de realización que se han expuesto, sino que pueden variarse y
modificarse dentro del alcance de las siguientes reivindicaciones
de patente. Por ejemplo, la planta de combustión de la invención
puede funcionar sin alguno o con una pluralidad de los dispositivos
de combustión adicionales 11, 14, 19. El conducto en circuito
cerrado 52 representado se dibuja con esta característica, si bien
la invención es igualmente aplicable con un circuito abierto. Los
dos elementos de calentamiento 21 y 31, también pueden disponerse
en paralelo entre sí con respecto al conducto en circuito cerrado
52.
El calor aprovechado durante el calentamiento del
producto residual también puede emplearse en otras aplicaciones en
la planta de combustión según la invención, por ejemplo, para el
calentamiento del aire de combustión.
Debe tenerse en cuenta que la invención también
es aplicable cuando solamente se precalienta una parte del
combustible y del absorbente.
Claims (11)
1. Planta de combustión para un proceso de
combustión, que comprende una cámara de combustión presurizada (1)
que contiene un lecho fluidizado y en la cual debe realizarse la
combustión de un combustible produciéndose gases de combustión, un
dispositivo de gasificación (40) que está dispuesto para producir un
gas combustible y un producto residual combustible desgasificado, y
medios de transporte (6, 44) que están dispuestos para descargar
dicho producto residual del dispositivo de gasificación (40) y
suministrarlo a la cámara de combustión (1) para la combustión del
producto residual en la cámara de combustión, en la que dichos
medios de transporte comprenden un conducto de descarga (44)
conectado al dispositivo de gasificación (40) y dispuesto para la
descarga de dicho producto residual desde el dispositivo de
gasificación (40), y en la que el conducto de descarga (44)
comprende por lo menos un elemento de refrigeración (45), el cual
está dispuesto para refrigerar dicho producto residual que es
descargado desde el dispositivo de gasificación (40), y un conducto
de alimentación (6), dispuesto corriente abajo de dicho elemento de
refrigeración (45) y que conecta el conducto de descarga (44) con la
cámara de combustión (1) y dispuesto para alimentar la cámara de
combustión con dicho producto residual mediante el suministro de un
gas presurizado que contiene oxígeno al conducto de alimentación
(6).
2. Planta de combustión según la reivindicación
1, caracterizada porque dicho elemento de refrigeración (45)
está conectado a unos medios (52, 21, 31) que se encuentran
dispuestos para recuperar el calor recibido durante la refrigeración
del producto residual en dicho proceso
3. Planta de combustión según la reivindicación
2, caracterizada porque dichos medios de recuperación (21)
están dispuestos para calentar el combustible antes de su
introducción en la cámara de combustión.
4. Planta de combustión según cualquiera de las
reivindicaciones 2 y 3, caracterizada porque comprende medios
(30) para la introducción de un absorbente al interior de la cámara
de combustión (1), y porque dichos medios de recuperación (31)
están dispuestos para el calentamiento del absorbente antes de su
alimentación a la cámara de combustión.
5. Planta de combustión según cualquiera de las
reivindicaciones 2 a 4, caracterizada porque comprende un
conducto en circuito cerrado (52) que está dispuesto para conducir
un medio entre dichos medios de refrigeración (45) y dichos medios
de recuperación (21, 31), estando dispuestos los medios de
refrigeración para transmitir el calor del producto residual a
dicho medio, y estando dispuestos los medios de recuperación (21,
31) para desprender el calor del medio.
6. Planta de combustión según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el
conducto de descarga (44) comprende un dispositivo de descarga (46,
50) que está dispuesto para hacer posible una descarga continua del
producto residual combustible desde el dispositivo de gasificación
(40).
7. Planta de combustión según la reivindicación
6, caracterizada porque el conducto de descarga (44) y dicho
elemento de refrigeración (45) se hallan dispuestos corriente
arriba del dispositivo de descarga (46, 50).
8. Planta de combustión según cualquiera de las
reivindicaciones 6 y 7, caracterizada porque el dispositivo
de descarga (46, 50) comprende un primer elemento de válvula (47),
un depósito (48) dispuesto corriente abajo del primer elemento de
válvula, y un segundo elemento de válvula (49) dispuesto corriente
abajo del depósito.
9. Planta de combustión según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque comprende
un dispositivo de combustión adicional (11, 14, 19) que está
dispuesto para hacer posible un control de la temperatura de los
gases de combustión a través de una combustión del gas
combustible.
10. Planta de combustión según la reivindicación
1, caracterizada porque comprende un elemento canal (8) que
se halla dispuesto para conducir dichos gases de combustión desde
la cámara de combustión (1) a una o más etapas de turbinas de gas
(12, 13) para la extracción de energía de los mismos, y porque se
encuentra dispuesto un dispositivo de combustión adicional (11, 14)
en el elemento canal corriente arriba de por lo menos una de las
etapas de turbinas de gas.
11. Planta de combustión según cualquiera de las
reivindicaciones 9 y 10, caracterizada porque la cámara de
combustión (1) está encerrada en un recipiente a presión (2) y
porque el dispositivo de combustión adicional comprende un quemador
(19) que está dispuesto para realizar una combustión en la cámara
de combustión en un espacio (7) corriente abajo del lecho.
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