FI123120B - Kattilarakenne kiinteän polttoaineen polttamiseksi - Google Patents

Kattilarakenne kiinteän polttoaineen polttamiseksi Download PDF

Info

Publication number
FI123120B
FI123120B FI20105365A FI20105365A FI123120B FI 123120 B FI123120 B FI 123120B FI 20105365 A FI20105365 A FI 20105365A FI 20105365 A FI20105365 A FI 20105365A FI 123120 B FI123120 B FI 123120B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
grate
fuel
combustion
combustion chamber
air
Prior art date
Application number
FI20105365A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI20105365A0 (fi
Inventor
Taisto Maekivirta
Original Assignee
Taisto Maekivirta
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Taisto Maekivirta filed Critical Taisto Maekivirta
Priority to FI20105365A priority Critical patent/FI123120B/fi
Publication of FI20105365A0 publication Critical patent/FI20105365A0/fi
Priority to PCT/FI2011/050297 priority patent/WO2011124762A1/en
Application granted granted Critical
Publication of FI123120B publication Critical patent/FI123120B/fi

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G7/00Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals
    • F23G7/10Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of field or garden waste or biomasses
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23BMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING ONLY SOLID FUEL
    • F23B1/00Combustion apparatus using only lump fuel
    • F23B1/16Combustion apparatus using only lump fuel the combustion apparatus being modified according to the form of grate or other fuel support
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G5/00Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • F23G5/02Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment
    • F23G5/04Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment drying
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G5/00Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • F23G5/08Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor having supplementary heating
    • F23G5/14Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor having supplementary heating including secondary combustion
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G5/00Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • F23G5/30Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor having a fluidised bed
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23HGRATES; CLEANING OR RAKING GRATES
    • F23H13/00Grates not covered by any of groups F23H1/00-F23H11/00
    • F23H13/06Dumping grates
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23KFEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
    • F23K3/00Feeding or distributing of lump or pulverulent fuel to combustion apparatus
    • F23K3/16Over-feed arrangements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2201/00Pretreatment
    • F23G2201/30Pyrolysing
    • F23G2201/303Burning pyrogases
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2201/00Pretreatment
    • F23G2201/30Pyrolysing
    • F23G2201/304Burning pyrosolids
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2203/00Furnace arrangements
    • F23G2203/50Fluidised bed furnace
    • F23G2203/502Fluidised bed furnace with recirculation of bed material inside combustion chamber
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2205/00Waste feed arrangements
    • F23G2205/12Waste feed arrangements using conveyors
    • F23G2205/121Screw conveyor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2206/00Waste heat recuperation
    • F23G2206/10Waste heat recuperation reintroducing the heat in the same process, e.g. for predrying

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Solid-Fuel Combustion (AREA)

Description

KATTILARAKENNE KIINTEÄN POLTTOAINEEN POLTTAMISEKSI KEKSINNÖN ALA
Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdanto-5 osassa määritetty kattilarakenne kiinteän polttoaineen polttamiseksi arinalla varustetun kattilan polttokam-miossa.
KEKSINNÖN TAUSTA
10 Nykyään pyritään käytettävissä oleva kaikki energia ottamaan talteen mahdollisimman tehokkaasti. Tämän vuoksi on pyritty kehittämään erilaisia polttoproses-seja, joissa voitaisiin polttaa monipuolisesti erilaisia massoja, kuten sahateollisuuden puru- ja kuorijä-15 tettä, olkea ja vastaavia korsia, harvennushakkuiden risuja, päätehakkuiden oksia, latvoja ja kantoja, turvetta, erilaisista materiaaleista valmistettuja pellettejä ja prikettejä, yhdyskuntajätettä jne.
20 Polttoprosesseissa käytettävät kattilarakenteet ovat yleensä joko erilaisilla ketjuarinoilla varustettuja kattiloita tai leijukerroskattiloita. Molemmat rakenteet ovat sinänsä hyvin toimivia ja tehokkaita, mutta vain aina tietyillä polttoaineilla. Puhdas ja täydel-25 linen palaminen vaatisi korkeita lämpötiloja, mikä johtaa helposti tuhkan sulamiseen. Myös korkeissa lämpötiloissa toimitaan usein rakenteiden lämmönkestora-jojen läheisyydessä.
30 Ongelmia tunnetuissa kattiloissa aiheuttaa erityisesti sellaiset polttoaineet, joiden tuhkapitoisuus on suuri ja joiden tuhkan sulamislämpötila on suhteellisen alhainen. Erityisesti turvepohjaiset polttoaineet ovat tällaisia, mutta tuhkan sulamisongelmia ilmenee enem-35 män tai vähemmän kaikilla bioperäisillä kiinteillä polttoaineilla. Samoin ongelmia aiheuttaa kosteat ja 2 etenkin kosteudeltaan suuresti vaihtelevat polttoaineet. Näin palotapahtuma on usein epätasainen ja vaikeasti hallittavissa.
5 Tuhkan sulaessa ja tarttuessa arinan rakenteisiin tehokkaat paloilmavirtaukset muuttuvat ja vaimenevat niin, että palamisesta tulee epätäydellistä. Edelleen rakenteiden puhdistus on hidasta ja hankalaa, joten sula tuhka aiheuttaa pitkiä ja kalliita seisokkeja. 10 Lisäksi leijukerroskattiloissa leijupedin muodostavaa hiekkaa kuluu tonnikaupalla vuorokaudessa. Hiekka on erityishiekkana kallista. Sen leijuttaminen vaatii paljon puhallusenergiaa. Sen lämmittäminen vaatii paljon lämpöenergiaa. Edelleen hiekka polttokammiossa ja 15 savukanavissa kuluttaa voimakkaasti pintoja ja näin lisää huollon tarvetta.
KEKSINNÖN TARKOITUS
Keksinnön tarkoituksena on poistaa edellä esitetyt 20 tunnetun tekniikan epäkohdat. Erityisesti keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin uudenlainen polttokatti-la, jolla voidaan polttaa ilman erityistoimenpiteitä ja säätöjä lähes mitä tahansa kiinteää polttoainetta tehokkaasti, täydellisesti, puhtaasti, taloudellisesti 25 ja ympäristöystävällisesti.
KEKSINNÖN YHTEENVETO
Keksinnön mukaiseen kattilarakenteeseen kuuluu poltto-kammio, jonka pohjalla on arina. Edelleen siihen kuu-30 luu polttoaineen syöttövälineet ja paloilman syöttövä- lineet sekä poistokanava kuumien savukaasujen johtamiseksi käyttökohteen ja käyttötarpeen mukaisiin lämmön-vaihtimiin ja muihin kohteisiin. Samoin lämmönvaihti-mia, kuten esimerkiksi tulistimia voi olla sijoitettu-35 na jo polttokammion yläosaankin.
3
Keksinnön mukaisesti arinaan kuuluu primääripaloilman läpisyötöllä varustettu suutinrakenne eli tasomaisen arinan päältä ylöspäin voimakkaan ilmavirtauksen suun-taava joukko reikiä. Näin pelkällä primääri-5 ilmavirtauksella polttoainetta leijutetaan arinan yläpuolella voimakkaassa palotapahtumassa. Edelleen keksinnön mukaisesti arinaan kuuluu kaksi olennaisesti vaakatasoista ja toisistaan riippumattomasti olennaisesti pystyasentoon käännettävissä olevaa kääntöosaa, 10 jotka mahdoolistavat arinan päällä olevan tuhkan pudottamiseksi arinan alapuoliseen tuhkatilaan. Arinan koostuessa ainakin kahdesta ja erikseen käännettävästä osasta saadaan palotapahtuma jatkuvaksi, koska osalla arinasta palaminen voi jatkua samalla kun osaa arinas-15 ta käännetään ja puhdistetaan. Lisäksi keksinnön mukaisesti polttoaineen syöttövälineisiin kuuluu poltto-kammion yläosasta polttokammion sisällä arinan yläpuolelle ja etäisyydelle siitä ulottuva olennaisen suora ja pystysuuntainen putki. Näin putki on palotilantees-20 sa kuumien palokaasujen ympäröimänä. Kun lisäksi putken vaippa on varustettu olennaisesti koko pituudeltaan rei'illä, putkea pitkin alaspäin virtaava polttoaine kuivuu. Tällöin putken yläpäässä polttoaineesta vapautuva höyry pääsee reikien kautta polttokammion 25 yläpäähän. Samoin alempana putkessa kuivemmasta polttoaineesta kaasuuntuvat palavat kaasut purkautuvat putken reikien kautta polttokammioon, jossa ne palavat. Näin putken alapäästä putoaa arinalle tai tarkemmin sanottuna arinan päällä olevalle primääripaloilma-30 patjalle kuivaa ja osittain jo kaasuuntunutta tai jopa hiiltynyttä polttoainetta, jossa se kaasuuntuu ja palaa puhtaasti ja täydellisesti.
Edullisessa keksinnön sovelluksessa polttoainetta ari-35 nan päälle syöttävän putken yläpäähän kuuluu syöttölaite, kuten esimerkiksi ruuvikuljetin, jonka avulla polttoainetta voidaan syöttää halutulla massavirtauk- 4 sella hallitusti pystysuuntaiseen putkeen. Samoin pystysuuntaisessa putkessa käytetään edullisesti syöttö-ruuvia. Näin estetään putken tukkeutuminen ja taataan tasainen polttoaineen syöttö ominaisuuksiltaan vaihte-5 levillä eri polttoaineilla ja niiden seoksilla.
Jotta polttoaine saadaan arinan päälle ilmapetiin tasaiseksi kerrokseksi, on edullista käyttää polttokam-miossa ainakin kahta ja mahdollisesti 4-8 pystysuun-10 täistä reititettyä putkea. Kun putkien lukumäärä valitaan sopivaksi arinan pinta-alan mukaan ja putkien alapäät sijoitetaan tasaisesti arinan eri kohtiin, saadaan palaminen nopeaksi ja täydelliseksi.
15 Jotta pelkällä ilmalla toteutuva polttoaineen leijutus toteutuu, on arinassa ensiöpaloilman virtausaukkoja olennaisen tasaisesti sen koko alueella. Edullisesti arinan tasomaiset kääntöosat koostuvat kaksikerrosra-kenteesta eli ylävaipasta ja alavaipasta. Näiden vä-20 liin muodostuvaan tilaan sitten johdetaan primääripa-loilma sopivasti esimerkiksi kääntöosan kääntöakselin kautta. Reikien tiheys ja niiden suuruus arinassa voivat vaihdella eri sovelluksissa. Niiden tarkoituksena on aikaansaada voimakas ylöspäin suuntautuva ensiöpa-25 loilmavirtaus, joka työntää polttoainetta ylöspäin ja irti arinan pinnasta. Näin palaminen tapahtuu poltto-kammion kuumien seinärakenteiden ympäröimänä kuumassa esilämmitetyssä ensiöpaloilmavirtauksessa leijupoltto-na tai ainakin pyörivänä liikkuvana massana arinan 30 päällä.
Täydellinen palaminen polttokammiossa vaatii myös li-säpaloilmaa arinan läpi puhalletun primääripaloilman lisäksi. Täten polttokammiossa on myös sekundääri-35 paloilmasuuttimet, jotka on sijoitettu arinan ja leijuvan polttoainekerroksen yläpuolelle, edullisesti 5 suunnilleen polttoainetta polttokammioon syöttävien putkien alapään tasalle.
Lopullinen vielä palamattomien yhdisteiden palaminen 5 voidaan varmistaa polttokammion yläpäähän sijoitetuilla tertiääripaloilmasuuttimilla, joilla tertiääripa-loilma suunnataan kuumiin palo- ja savukaasuihin ennen niiden poistumista polttokammiosta.
10 Keksinnön mukaisessa rakenteessa polttoaineen syötön toteuttavat pystyt putket voidaan pituudeltaan määrittää niin pitkiksi, että niissä polttoaine ensiksi aina kuivuu ja tämän jälkeen kaasuuntuu niin, että putken alapäästä ilmapatjan päälle purkautuva polttoaine on 15 käytännössä puhdasta hiiltä. Näin polttokammioon syntyy pystysuunnassa kolmivaiheinen palotapahtuma, jossa polttoaineen kuivuminen, kaasuuntuminen ja hiilen palaminen tapahtuvat olennaisesti päällekkäisinä ja peräkkäisinä prosesseina.
20
Edullisesti polttokammio on pysty ja lieriömäinen rakenne eli sen vaakapoikkileikkaus on ympyrä. Edullisesti polttokammion vaipassa on ainakin kaksikerroksinen teräslevyrakenne niin, että vaipppojen välissä 25 kiertää primääri-, sekundääri- tai tertiääripaloilma, jokam jäähdyttää vaippaa ilman näin lämmetessä ennen palotapahtumaan virtaamista. Samoin vaipassa voi olla muita ilmakiertoja, joilla vaippaa jäähdytetään ja lämmennyt ilma otetaan muuhun hyötykäyttöön palamis-30 prosessissa tai sen ulkopuolella.
Näin keksinnön mukaisessa polttokammiossa paloilman esilämmityksellä ja polttoaineen kuivauksella jäähdytetään voimakkaasti polttokammion seinärakenteita, mi-35 kä mahdollistaa korkeat palamislämpötilat ja puhtaan ja täydellisen palamisen ilman, että polttokammion ra- 6 kenteiden lämpötila pääsisi nousemaan haitallisen korkeaksi .
Itse arina ja siihen liittyvät kääntövälineet voivat 5 muodostaa kokonaisuuden, jolloin levymäinen, kahdesta osasta koostuva ja koko polttokammion pohjan muodostava arina on käännettävissä kahtena erillisenä osana ja toisistaan riippumatta arinan osien ollessa esimerkiksi ympyrän puolikkaan muotoisia. Olennaista on, että 10 arinan osat toimivat toisistaan riippumattomasti niin, että palaminen voi jatkua toisella arinan puolikkaalla samalla kun toinen arinan puolikas on käännettynä pystysuuntaan sen puhdistamiseksi tuhkasta.
15 Keksinnön mukaisessa polttokammiossa palaminen tapahtuu siis pääosin leijutuksessa tai ainakin voimakkaana pyörteilevänä massaliikkeenä välittömästi arinan yläpuolella, joten myös syntyvä tuhka on pääasiassa liikkeessä arinan päällä. Täten arinaa alaspäin käännettä-20 essä ja leijutuksen toteuttavan ilmavirtauksen kääntyessä vaakasuuntaiseksi, arinan päälle syntynyt tuhka putoaa alas tuhkatilaan. Samoin käy myös arinaan mahdollisesti kiinni jääneelle tuhkalle eli voimakkaan ilmavirtauksen jatkaminen arinan läpi myös silloin, 25 kun se on käännettynä olennaisesti pystyasentoon, riittää puhaltamaan arinan puhtaaksi.
Tietenkin arinan yhteydessä voidaan käyttää tarvittaessa myös tärytintä, jonka avulla arinasta saadaan ra-30 vistetuksi irti siihen kiinni jäänyt aines. Samoin voidaan käyttää arinan pintaa hankaavia tai muulla tavoin sen pintaa pitkin liikkuvia kolia tai muita järjestelyjä, jotka työntävät tai vetävät siihen tarttuneet epäpuhtaudet irti arinan pinnasta.
Keksinnön mukaisella kattilarakenteella saavutetaan merkittäviä etuja tunnettuun tekniikkaan verrattuna.
35 7
Samalla kattilarakenteella voidaan polttaa mitä tahansa bioperäisiä polttoaineita ja jätteitä. Palaminen on tehokasta ja täydellistä ja erilaisten polttoaineiden erilaisista kosteuspitoisuuksista, tuhkamääristä ja 5 tuhkan sulamislämpötiloista huolimatta polttoproses-sista saadaan hallittu ja tasainen. Kattilarakenteen ansiosta voidaan käyttää erittäin korkeita palamisläm-pötiloja, millä taataan puhtaat palamistuotteet. Edelleen rakenteessa oikein hallituilla lämpövirtauksilla 10 saadaan rakenteet kestämään koviakin kuumuuksia.
KUVALUETTELO
Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisesti viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa 15 kuva 1 on kaaviomainen sivuleikkauskuva eräästä keksinnön mukaisesta kattilarakenteesta ja kuva 2 on kaaviomainen kuva kuvan 1 rakenteen arinasta päältä katsottuna.
20 KEKSINNÖN YKSITYISKOHTAINEN SELOSTUS
Kuvan 1 esittämään erääseen keksinnön mukaiseen katti-larakenteeseen kuuluu polttokammio 1, joka on vaaka-poikkileikkaukseltaan ympyrän muotoinen lieriörakenne. Lieriön pystyt seinät muodostuvat kolmikerroksisesta 25 teräslevyrakenteesta, joka muodostaa ilmakanavia.
Polttokammion 1 pohjalla on arina 2 ja polttoaine syötetään polttokammioon ylhäältä arinan päälle. Tarkemmin kuvattuna rakenne on seuraavanlainen.
30 Polttokammion 1 pohjalla oleva arina 2, joka on esitetty päältä kuvassa 2, on pyöreä rakenne, joka koostuu kahdesta puolipyöreästä kääntöosasta 6, joissa on pohjalevy 14 ja kansilevy 15, jolloin niiden väliin muodostuu ilmatila. Kääntöosien välissä on ontto kään-35 töakseli 11, jonka varassa arina on tuettu polttokammion reunoihin. Kääntöakselissa 11 voi olla esimerkik- 8 si kaksi sisäkkäistä akselia, joista toinen on liitetty ensimmäiseen kääntöosaan 6 ja toinen toiseen kään-töosaan 6 niin, että arina puolikkaita eli kääntöosia voidaan kääntää toisistaan riippumatta vaakasuuntaisen 5 käyttöasennon ja alaspäin olennaisesti pystysuoraan käännetyn puhdistusasennon välillä.
Kuvassa 2 kääntöosien 6 välissä on arinan keskiosa 16, joka ei käänny kummankaan kääntöosan mukana, vaan py-10 syy paikallaan. Arina on kuitenkin mahdollista toteuttaa myös ilman keskiosaa, jolloin kaksi kääntöosaa yhdessä muodostavat arinan koko päällipinnan. Sekä kääntöosien 6 että keskiosan kansilevyt 15 on varustettu suutinrakenteella 5 eli ne on varustettu suurella jou-15 kolia reikiä olennaisen tasaisesti niiden koko pinta-alalla. Näin ontosta kääntöakselista 11 arinan pohja-levyjen 14 ja kansilevyjen 15 väliin puhallettu pri-määripaloilma purkautuu reikien kautta ylös polttokam-mioon 1.
20
Kattilarakenteen polttoaineen syöttövälineisiin 3 kuuluu polttoainesiilot 17, joista hake, turve, olki, pelletit, puru tai muu kiinteä polttoaine syötetään polttokammioon 1. Polttoainesiilon 17 alla on pyöri-25 tettävällä kierukalla varustettu ensimmäinen syöttölaite 9, jolla polttoaine siirretään polttokammion päälle pystysuuntaiseen polttoaineen varsinaiseen syöttöputkeen 7. Syöttöputki 7 on pitkä putki, joka ulottuu polttokammion päältä sen sisälle etäisyydelle 30 arinasta sen yläpuolelle. Putken 7 sisällä on myös kierukalla varustettu toinen syöttölaite 10, jonka pyörityksen säädöllä arinan päälle putoavan polttoaineen määrää voidaan säätää. Putken 7 koko vaippa sen polttokammion 1 sisällä olevalla osuudella on 35 rei'itetty eli putken vaipassa on suuri joukko reikiä 8 sen koko pituudella. Näin polttoaineen valuessa alaspäin toisen syöttölaitteen 10 määräämällä nopeu- 9 della putkessa se samalla aluksi kuivuu eli siitä höyrystyy kosteutta pois. Kosteus pääsee purkautumaan putken reikien kautta ulos polttokammion yläosaan. Kuivumisen jälkeen polttoaine alkaa kaasuuntua ja sa-5 maila tavoin kaasut pääsevät putken 7 reikien 8 kautta polttokammioon, jossa ne palavat.
Kuten kuvasta 2 nähdään, polttoainetta arinan päälle syöttäviä putkia 7 on edullisesti useampia, kuvassa 2 10 kaksi putkea molempien arinan puolikkaiden päällä. Näin polttoaine saadaan jaetuksi suoraan riittävän tasaiseksi kerrokseksi arinan päälle ilmavirtaukseen.
Kattilaan polttokammion 1 ympärille on järjestetty mo-15 nikerroksinen ilmakierto 20 seuraavasti. Primääri-ilmapuhallin 18 puhaltaa primääripaloilmaa tuhkatilan 19 ympärille ja sieltä polttokammion 1 alaosan ympärille ensiksi ylöspäin ulkopuolella ja sitten takaisin alas lähempänä palotapahtumaa, minkä jälkeen kuumentu-20 nut paloilma johdetaan arinan 2 kääntöakselin 11 laa kerointien kautta arina sisään ja sieltä ulos ja ylöspäin arinan kansilevyssä 15 olevien reikien kautta. Primääri-ilmavirtaus lämmetessään jäähdyttää sekä polttokammion alaosaa että arina rakenteita mahdollis-25 taen kuuman ja tehokkaan palamisprosessin arinan pääl lä olevassa polttoainetta kannattavassa voimakkaassa ilmavirtauksessa.
Primääri-ilmakierron 20 yläpuolella polttokammiota ym-30 päröi toinen kaksivaippainen ilmakierto 21, jossa sekundääri- ilmapuhall in 22 puhaltaa paloilmaa polttokammiota ympäröivään ulkovaippaan 23, josta ilma johdetaan sisempään ilmavaippaan 24. Sisemmästä ilmavaipas-ta 24 kuumaa paloilmaa voidaan ottaa ohjatusti säätö-35 laitteen 25 avulla sekundääripaloilmasuuttimiin 12, joilla sekundääripaloilmaa johdetaan polttokammioon 1 suunnilleen putkien 7 alapään tasolle.
10
Edelleen sisemmästä ilmavaipasta 24 kuumaa paloilmaa otetaan toisella säätölaitteella 26 tertiääripaloil-masuuttimiin 13, jotka on sijoitettu polttokammion 5 yläosaan eli suunnilleen polttokammion kuumimpaan osaan. Riippuen sekundääri- ja tertiääripaloilmojen tarpeesta ylimääräiset kuumat ilmavirtaukset ohjataan poistoaukon 27 kautta muuhun käyttökohteeseen. Edelleen jotta polttokammion yläpään maksimilämpötila saa-10 daan pysymään kaikissa olosuhteissa noin 900°C sallitulla tasolla, voidaan polttokammioon ruiskuttaa vettä suuttimien 28 ja niihin liitetyn syöttöjärjestelyn 29 avulla.
15 Kuvien 1 ja 2 mukainen rakenne toimii seuraavasti. Polttoainetta, kuten haketta, johdetaan ohjatusti putkia 7 pitkin alas kohti arinaa 2. Samalla polttoaine kuivuu ja kaasuuntuu höyryn ja palavien kaasujen päästessä purkautumaan putkissa 7 olevien reikien 8 kautta 20 ulos palotilaan. Osittain tai jopa täysin hiiltynyt polttoaine putoaa putkien alapäästä kohti arinaa 2. Arinalla polttoaine palaa voimakkaassa arinalta ylöspäin suunnatussa ilmapatjassa leijupolttona. Palamista kiihdytetään edelleen putkien alapään tasolle johdet-25 tavalla sekundääripaloilmalla ja täydennetään poltto-kammion yläpäähän johdettavalla tertiääripaloilmalla. Riippuen polttoaineen kosteudesta eli siitä putken 7 reikien 8 kautta palotapahtumaan purkautuvan höyryn määrästä palotapahtumaan voidaan johtaa myös lisävettä 30 suuttimien 28 kautta palokaasujen lämpötilan pitämiseksi rakenteiden sallittujen maksimirajojen alapuolella. Olennaista keksinnön mukaisessa rakenteessa ja toiminnassa on myös jatkuvassa palamisessa tapahtuva tuhkan poisto kippaamalla kaksiosaisen arinan osia 35 tarpeen mukaan eri aikaan. Kippaaminen ja arinan tehokas puhdistaminen on jo siksikin tärkeää, että erittäin kuumassa ja täydellisessä palamisessa on suuri 11 vaara, että tuhka sulaa ja tukkii arinan. Näin voimakkaalla arina läpi tapahtuvalla ilmavirtauksella, joka tapahtuu myös arinan ollessa pystyasennossa, saadaan arina pysymään puhtaana ja toimintakunnossa käytettä-5 vistä polttoaineista ja lämpötiloista riippumatta. Edelleen arinan toisen puolikkaan puhdistuksen aikana polttoaineen syöttö ja palaminen jatkuu katkeamattomana ja täydellä teholla toisella arinan osalla. Näin puhdistetulle arinan puolikkaalle syötettävä uusi 10 polttoaine syttyy välittömästi eikä polttokammion toiminnalle aiheudu olennaista katkoa.
Keksinnön mukaiselle rakenteelle on olennaista erittäin kuuma palaminen sekä lämpöä kestävien ja lämpöä 15 hyvin varaavien ja johtavien materiaalien ja lämpövir-tausten oikea hallinta. Palaminen voi tapahtua hyvin kuumissa olosuhteissa, koska palotilaa rajaava seinä-rakenne kestää hyvin kuumuutta voimakkaiden ja tehokkaasti jäähdyttävien ilmavirtausten ansiosta. Edelleen 20 palotilaan johdettavista paloilmoista saadaan erittäin kuumia, millä taataan nopea ja täydellinen palaminen. Arinan kaksivaiheisesta toiminnasta johtuen prosessi ei ehdi jäähtyä arinan käännön aikana, vaan palaminen on jatkuvaa ja tulikuumia paloilmoja virtaa tasaisesti 25 ja koko ajan polttokammioon. Näin arinan osan takaisin vaakatasoon käännön jälkeen palaminen jatkuu välittömästi tasaisena ja täydellisenä.
Keksintöä ei rajata pelkästään edellä esitettyjä esi-30 merkkejä koskevaksi, vaan monet muunnokset ovat mahdollisia pysyttäessä patenttivaatimusten määrittelemän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.

Claims (9)

1. Kattilarakenne kiinteän polttoaineen polttamiseksi, johon kattilarakenteeseen kuuluu polttokam- 5 mio (1), jonka pohjalla on arina (2); polttoaineen syöttövälineet (3); paloilman syöttövälineet; sekä kuumien savukaasujen poistokanava (4) , tunnettu siitä, että - arinaan (2) kuuluu primääripaloilman läpisyötöllä 10 varustettu suutinrakenne (5) polttoaineen leijut- tamiseksi arinan yläpuolella ilmavirtauksessa, - arinaan kuuluu kaksi toisistaan riippumattomasti olennaisesti pystyasentoon käännettävää kääntö-osaa (6) arinan päällä olevan tuhkan pudottami- 15 seksi alapuoliseen tuhkatilaan, - polttoaineen syöttövälineisiin (3) kuuluu poltto-kammion (1) yläosasta arinan yläpuolelle paloti-lanteessa kuumien palokaasujen ympäröimänä ulottuva olennaisen suora ja pystysuuntainen putki 20 (7) ja että - putken (7) vaippa on varustettu olennaisesti koko pituudeltaan reisillä (8) putkea pitkin alaspäin virtaavan polttoaineen kuivuessa vapautuvan höyryn ja palavien kaasujen johtamiseksi polttokam- 25 mioon ennen polttoaineen putoamista arinan päälle primääri-ilmakerrokseen.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kattilarakenne, tunnettu siitä, että putken (7) yläpäähän kuuluu syöttölaite (9) polttoaineen syöttämiseksi hal- 30 litusti pystysuuntaiseen putkeen.
3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen kattilarakenne, tunnettu siitä, että putken (7) sisälle kuuluu toinen syöttölaite (10) putkessa alas virtaavan polttoaineen syötämiseksi hallitusti arinan 35 päälle.
4. Jonkin patenttivaatimuksista 1-3 mukainen kattilarakenne, tunnettu siitä, että polttokammi- oon kuuluu ainakin kaksi, edullisesti 4-8, pystysuuntaista reititettyä putkea polttoaineen pudottamiseksi olennaisen tasaisesti arinan päälle.
5. Jonkin patenttivaatimuksista 1-4 mukai-5 nen kattilarakenne, tunnettu siitä, että arinaan (2) kuuluu ensiöpaloilman virtausaukkoja olennaisen tasaisesti sen koko alueella voimakkaan ensiöpaloilma-virtauksen johtamiseksi polttoaineen alle ja polttoaineen leijuttamiseksi ilmavirtauksessa palotapahtuman 10 ajan.
6. Jonkin patenttivaatimuksista 1-5 mukainen kattilarakenne, tunnettu siitä, että arinan (2) kääntöosat (6) koostuvat kaksikerrosrakenteesta, jonka muodostamaan tilaan primääripaloilma johdetaan 15 kääntöosan kääntöakselin (11) kautta.
7. Jonkin patenttivaatimuksista 1-6 mukainen kattilarakenne, tunnettu siitä, että poltto-kammioon (1) kuuluu sekundääripaloilmasuuttimet (12), jotka on sijoitettu olennaisesti putkien (7) alapään 20 tasalle.
8. Jonkin patenttivaatimuksista 1-7 mukainen kattilarakenne, tunnettu siitä, että poltto-kammion (1) yläpäähän kuuluu tertiääripaloilmasuutti-met (13) tertiääripaloilman syöttämiseksi kuumiin pa- 25 lokaasuihin ennen niiden poistumista polttokammiosta.
9. Jonkin patenttivaatimuksista 1-8 mukainen kattilarakenne, tunnettu siitä, että poltto-kammion pystyn vaipan muodostaa ainakin kaksikerroksinen teräslevyrakenne vaipan jäähdyttämiseksi ja pa- 30 loilmojen esilämmittämiseksi ennen palotapahtumaan syöttämistä.
FI20105365A 2010-04-09 2010-04-09 Kattilarakenne kiinteän polttoaineen polttamiseksi FI123120B (fi)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20105365A FI123120B (fi) 2010-04-09 2010-04-09 Kattilarakenne kiinteän polttoaineen polttamiseksi
PCT/FI2011/050297 WO2011124762A1 (en) 2010-04-09 2011-04-06 Boiler structure for burning solid fuel

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20105365A FI123120B (fi) 2010-04-09 2010-04-09 Kattilarakenne kiinteän polttoaineen polttamiseksi
FI20105365 2010-04-09

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FI20105365A0 FI20105365A0 (fi) 2010-04-09
FI123120B true FI123120B (fi) 2012-11-15

Family

ID=42133211

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20105365A FI123120B (fi) 2010-04-09 2010-04-09 Kattilarakenne kiinteän polttoaineen polttamiseksi

Country Status (2)

Country Link
FI (1) FI123120B (fi)
WO (1) WO2011124762A1 (fi)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103591573A (zh) * 2013-10-28 2014-02-19 杨恒灼 一种生物质燃烧炉

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ITBG20120031A1 (it) * 2012-06-20 2013-12-21 Greentek Di Salomoni Marco & C S N C Impianto per la produzione di energia termica mediante biomasse
CN102767833A (zh) * 2012-08-13 2012-11-07 无锡多灵环保工程设备有限公司 垃圾焚烧炉均衡进料装置
CA2935578A1 (en) * 2014-01-08 2015-07-16 Eugene J. SULLIVAN Combustion boiler with pre-drying fuel chute
CN103822214B (zh) * 2014-03-13 2015-12-23 四川耀农机电科技有限公司 环保型生活垃圾焚烧炉
CN104913308A (zh) * 2015-06-07 2015-09-16 广西玉林市龙泉水产养殖有限公司 一种顶口进料反烧垃圾炉
RU182455U1 (ru) * 2017-08-09 2018-08-17 Общество с ограниченной ответственностью "ТРИАЙ" Водогрейный твердотопливный котел длительного горения
RU183159U1 (ru) * 2017-08-09 2018-09-12 Общество с ограниченной ответственностью "ТРИАЙ" Водогрейный твердотопливный котел длительного горения
CZ308666B6 (cs) * 2018-10-22 2021-02-03 Kovosta - fluid a.s. Sestava fluidního kotle a způsob spalování alespoň dvou druhů paliv ve fluidním kotli
CN112555814A (zh) * 2020-12-31 2021-03-26 河南农业大学 具有履带式燃烧炉膛的烤烟用生物质燃烧器及其操作方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2519877B1 (fr) * 1982-01-20 1986-10-31 Charbonnages De France Grille de fluidisation ainsi que foyer de combustion a grille inferieure de soufflage d'air et procede de traitement de matiere particulaire dans une chambre de fluidisation et/ou d'entrainement

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103591573A (zh) * 2013-10-28 2014-02-19 杨恒灼 一种生物质燃烧炉
CN103591573B (zh) * 2013-10-28 2017-02-08 泉州恒灼热力机械科技有限公司 一种生物质燃烧炉

Also Published As

Publication number Publication date
FI20105365A0 (fi) 2010-04-09
WO2011124762A1 (en) 2011-10-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI123120B (fi) Kattilarakenne kiinteän polttoaineen polttamiseksi
US20160377297A1 (en) Biomass fuel stove
JP4766562B2 (ja) 木質ペレット焚き蒸気ボイラ
JP5336876B2 (ja) バイオ燃料の燃焼装置
CN107131503A (zh) 一种多层往复式气化燃烧炉
US20100132596A1 (en) Boiler burner for solid fuels of the biomass or tyre type and boiler comprising such burner
JP4566043B2 (ja) 木質ペレット燃焼装置
FI95746C (fi) Laitteisto kostean polttoaineen polttamiseksi
EP3062034A1 (en) Overhead combustion heater
FI118823B (fi) Polttomenetelmä ja polttolaite
US8997666B2 (en) Elevated fixed-grate apparatus for use with multi-fuel furnaces
RU2508503C2 (ru) Способ эксплуатации установки для производства биоэтанола
WO2010150523A1 (ja) 有機汚泥の処理装置
JP5473098B1 (ja) ストーカ式焼却炉
CN206803176U (zh) 一种多层往复式气化燃烧炉
RU2419050C1 (ru) Теплогенератор, работающий на соломе
JP5681928B2 (ja) 含湿木屑チップを使用した小型貫流ボイラー用燃焼器
JP2021105187A (ja) チャー分離器及び方法
JP5603862B2 (ja) 下水汚泥の処理装置
CN105066111A (zh) 生物质高温气化喷烧锅炉
NO118760B (fi)
CN204943451U (zh) 生物质高温气化喷烧锅炉
CN217441640U (zh) 一种以整捆包农作物秸秆为燃料的链条炉排气化装置
CN105783256A (zh) 一种采用生物燃料的热风炉
KR100303382B1 (ko) 복합연소 병류형 열분해 소각로

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 123120

Country of ref document: FI

Kind code of ref document: B

MM Patent lapsed