FI87834B - Suspensionsbraenning av traeavfall, annan biomassa eller torv - Google Patents

Description

1 87834

Puujätteen, muun biomassan tai turpeen suspensiopoltto

Keksinnön tausta Tämä keksintö koskee lämmön talteenottoa kosteasta 5 jätepuusta tai muusta biomassamateriaalista ja määrätyistä polttoaineista kuten turpeesta. Kohteena on erityisesti puunjalostusteollisuudessa muodostuva jätepuu, jota yleisesti kutsutaan "hakepuuksi".

Sitä mukaa kun fossiilisten polttoaineiden hinnat 10 ovat kohonneet, on puuta raaka-aineena prosessoiva teollisuus, erityisesti sahat ja massa- ja puulevytehtaat, osoittanut kasvavaa mielenkiintoa lämpöenergian talteenottoa kohtaan jätepuusta, jota ei voida käyttää myyntituotteiden valmistuksessa. Monissa yrityksissä tällaista jätettä syn-15 tyy niin paljon, että sillä voidaan kattaa merkitsevä osa energiantarpeesta. Muille on tarjolla turvetta, josta, mikäli saatavilla olisi sopivat välineet lämpöarvon ottamiseksi talteen, saataisiin halpa korvaaja polttoöljylle tai maakaasulle.

20 Puun sahauksessa ja vastaavassa raakapuun käsitte lyssä syntyvän jätepuun ominaisuuksista monet ovat sellaisia, että ne tekevät lämpöarvon tehokkaan talteenoton hankalaksi. Hakepuu on yleensä kosteaa eli sen vesipitoi-; suus on yleensä yli 50 paino-% ja pitoisuus ylittää usein 25 itsepalamisrajän 69 %. Jokaisen tehtaan jätepuulla on oma ____ tunnusomainen vesipitoisuutensa. Sahojen ja massatehtaiden jätepuusta suuri osa kerätään ja varastoidaan ulkosalla, jolloin siihen imeytyy sadevettä sateisina vuodenaikoina.

Hakepuuhun liittyy lisäongelmana sen huomattavasti 30 vaihteleva hiukkaskoko. Jokaisessa puun käsittely- ja prosessausoperaatiossa syntyy hakepuujätettä. Puujätteen koko vaihtelee hiomakonepölystä, jonka hiukkaskoko on 0,1-3 mm, kuori- ja tukkitarhajätteisiin, joiden halkaisija voi olla yli 200 mm ja pituus yli metri.

- - 35 Viime vuosina on kostean hakepuun yleisenä poltto- tapana ollut arinapoltto öljy-jätepuukattilayhdistelmän 2 37334 avulla, öljyä lisätään yleensä palamisen ylläpitämiseksi ja parantamaan kattilan kykyä tyydyttää prosessin höyryn-tarve. Turve ja muu biomassa-aines muistuttaa hakepuuta sikäli, että ne ovat kosteita ja fysikaaliselta kooltaan 5 sopimattomia. Monissa osissa maailmaa näillä potentiaalisilla polttoaineilla ei tästä syystä olekaan merkittävää käyttöä. Joskin tässä käsitellään lähinnä kosteata jäte-puuta tai hakepuuta, keksintö on sovellettavissa kaikkiin kosteisiin, orgaanisiin kasvikunta-aineksiin.

10 Viimeaikaisissa parannuksissa lämmön talteenotta- miseksi hakepuusta edellytetään hakepuun vesipitoisuuden pienentämistä ennen sen syöttämistä kattilaan. Tutkimukset ovat osoittaneet, että polttoaineen alkuperäisen vesipitoisuuden pienentäminen parantaa höyryntuottoa ja vähentää 15 kattilan savukaasupäästöjä. Polttoaineen kuivaamisessa ei enää tarvita kaikkea hakepuun palamisprosessissa syntynyttä latenttilämpöä. Kuiva polttoaine tarvitsee pienemmän ilmaylimäärän ja näin ollen kattilan lämpöhukka pienenee, mikä merkitsee parantunutta kokonaislämpöhyötysuh-20 detta. Palamisvyöhykkeessä syntyvissä korkeissa lämpötiloissa hiukkasjakoinen aines palaa ilmeisesti suurimmaksi osaksi ennen poistumista savupiipun kautta.

Spurrell kuvaa US-patentissa nro 4 235 174 tekniikan tason prosessia, jolla hakepuu voidaan esikuivata ja 25 polttaa menestyksellisesti. Tässä prosessissa osa hake-puukasasta otetusta suurikokoisimmasta materiaalista poltetaan leijukerrospolttimessa. Loput hakepuukasasta kuivataan sitten leijukerroksesta tulevilla palamistuotteillä pyörivässä kuivauslaitteessa ennen sen syöttämistä 30 yhdistettyyn öljy-jätepuukattilaan. Kuivattu polttoaine . . lajitellaan koon mukaan. Karkeajae, jonka vesipitoisuus on n. 35 %, poltetaan arinalla, ja hienojae, jonka vesi-pitoisuus on 15 % ja hiukkaskoko alle 3,2 mm, ruiskutetaan ilmasuspensiona kattilaan.

35 Spurrell-prosessissa on polttoaineen ruiskuttamalla syötettävään hienoainekseen kuitenkin lisättävä sytytys- 3 87834 öljyä stabiilin palamisen ylläpitämiseksi. Tämä sytytys-öljy edustaa fossiilisen polttoaineen huomattavaa määrää eli 30 %:iin saakka polttimen kokonaissyötteestä ilmaistuna BTU/h-yksikköinä täydellä poltinkuormituksella. Täl-5 lainen kalliin fossiilisen polttoaineen käyttö on erityisen epätyydyttävää siksi, että sitä ei sinänsä tarvita energiasisältönsä vuoksi, vaan sen tehtävänä on pelkästään toimia sytytysenergialähteenä hakepuuaineksen stabiilin palamisen saavuttamiseksi.

10 Yritykset polttaa Spurrell-prosessissa muodostunut hienoainesvirtaus ilmasuspensiona ilman sytytyspolttoainet-ta tai arinalla olevaa tulta ovat yleensä epäonnistuneet. Tällä aineksella suoritetuissa koepoltoissa, jolloin n.

100 % aineksesta oli hiukkaskooltaan alle 3,2 mm, ei voitu 15 ylläpitää stabiilia palamista ilman sytytysaineena käytettyä öljyä. Sytytysaineenkin kera kokonaisolosuhteet kattilassa olivat epästabiileja ja kattilapaine vaihteli suuresti, jollei arinalla ylläpidetty tulta.

Viime aikoina on havaittu, että määrättyjä puujät-20 teitä voidaan polttaa lämmityskattilassa ilman öljyn tai arinan apua. Ilmasuspensiona on menestyksellisesti poltettu esim. hiomakonepölyä, joka muodostuu hyvin hienojakoisista hiukkasista ja jonka vesipitoisuus on n. 5 %. Schwieger kuvaa informatiivisessa katsauksessaan "Power - 25 from Wood", Power, 124(2), S1-S32 (1980) hiomakonepölyn, joka sisälsi n. 12 % vettä, polttoa putkikattilassa. Tämän aineksen keskimääräiseksi hiukkaskooksi ilmoitetaan n.

0,8 mm. Tässäkin tapauksessa suositellaan sytytysöljyn - - käyttöä, mikä viittaa epästabiileihin palamisolosuhteisiin.

30 Erityisainekset kuten hiomakonepöly muodostaa kui tenkin yleensä vain hyvin pienen osan hakepuukasasta, joka kertyy tyypillisellä sahalla, erityisesti sellaisella, joka toimii massanvalmistuksen yhteydessä. Näiden kuivien, hienojakoisten jätteiden määrä ei useimmissa tapauksissa - ·. 35 ole riittävä kattamaan merkitsevän osan tyypillisen teh taan energiantarpeesta. Mutta monissa yrityksissä, joissa 4 87834 syntyy puujättoitä, hakepuukasa pystyisi kokonaisuudessaan kattamaan tämän tarpeen.

Määrätyt karkeatekoiset ja runsaasti vettä sisältävät puuainekset voidaan polttaa ilman öljyapua tulenkestä-5 vissä lämmityskattiloissa ja polttouuneissa. Tulenkestävän lämmityskattilan tulipesä on verhoiltu keraamisella aineksella, jonka lämpötila kohoaa suunnilleen 800°C:seen tai korkeammaksi. Tämän jälkeen kuumat kaasut joutuvat kosketukseen höyryputkien kanssa. Keraamisen aineksen pi-10 dättämä lämpö säteilee jatkuvasti takaisin polttoaineeseen ja osallistuu tällä tavoin stabiilin palamisen ylläpitämiseen tulipesässä ja näin voidaan polttaa sinänsä vaikeasti palavia aineksia tai jätteitä käyttämättä öljyä. Tulenkestävien lämmityskattiloiden hankintakustannukset 15 ovat suuret ja korkeat tulipesälämpötilat merkitsevät suuria huoltokustannuksia. Tällaisten kattiloiden putkipinta-alan on myös normaalisti oltava suuri, koska putket eivät juurikaan ole alttiina lämmityskattilan kuumimmalle osalle.

20 Pienempien rakennus- ja huoltokustannusten vuoksi teollisuudessa käytetään mieluummin "vesiseinämä"katti-loita, joissa liekki on olennaisesti kokonaan vesiputkien ympäröimä ja lämpötila putkissa on yleensä enintään n. 320°C. Näiden kattilarakenteiden seinät ovat suhteellisen 25 kylmiä liekkiin verrattuna ja ne absorboivat tehokkaasti lämpöä. Tulipesän keraaminen verhous säteilee heikosti lämpöä ja siten siitä ei ole apua syttymisprosessin ylläpidossa. Tästä johtuen pölypoltto vesiseinämäkattiloissa . käyttäen tavanomaisesti tarjolla olevaa hakepuuta on 30 yleensä edellyttänyt fossiilisen sytytyspolttoaineen käyttöä, jolloin pystytään jatkuvasti ylläpitämään kuumennus-energiaa, joka riittää kuumentamaan polttoaineen syttymis-lämpötilaan. Syttyminen tapahtuu, kun polttoaineesta on pyrolyyttisesti muodostunut riittävästi haihtuvia aineita. 35 Tuoreimmassa yrityksessä polttaa hakepuukasan kar kea jae, hakepuu on jauhettu hienommaksi. Mutta kuitu- 5 87834 rakenteensa vuoksi hakepuun jauhaminen on tunnusomaisesti hankalampaa kuin esim. kivihiilen jauhaminen. US-paten-tissa 4 229 183 Eneroth et ai. esittävät parannetun hake-puun polttotavan, jossa hakepuu samanaikaisesti jauhetaan 5 ja kuivataan vesipitoisuuteen 10-15 %. Jauhimesta tuleva virtaus ohjataan sykloniin, jossa hakepuu erotetaan ilmavirtauksesta. Sitten hakepuu suspendoidaan uudelleen ilmaan ja suspensio ruiskutetaan kattilaan. Arinaa ei tarvita. Fagerlund, Tappi, 63(3): 35-36 (1980) kuvaa tarkemmin 10 Enerothin menetelmää maininnalla, että puupolttoaine jauhetaan hiukkaskokoon 1-3 mm. Liekin säätämiseksi on lisättävä 5 Ϊ sytytysöljyä polttimon kapasiteetista laskettuna. Fagerlund lausuu toivomuksenaan, että tulevaisuudessa kehitetään säätösysteemejä, jotka tekevät öljyapuaineen käy-15 tön tarpeettomaksi.

Toisessa hakepuun polttosysteemissä, jonka on kuvannut Baardson US-patentissa nro 3 831 535, jätepuu kuivataan ja jauhetaan maksimihiukkaskokoon 7,9 mm. Tämä aines kerätään säiliöön ja poltetaan ruiskuttamalla tulenkestä-20 västi vuorattuun kammioon, jossa tulenkestävästä vuorauksesta tuleva säteily auttaa ylläpitämään stabiili palaminen .

Keksinnön yhteenveto Käsiteltävänä olevassa keksinnössä muutetaan hake-25 puukasa kokonaisuudessaan tai mikä tahansa muu karkeajakoinen tai huonosti lajiteltu biomassa tai jopa turve polttoaineeksi, joka palaa ilmasuspensiona kattilassa ilman fossiilisten polttoaineiden, tulenkestävän vuorauksen tai arinan apua poiketen siten tekniikan tasosta.

30 Polttoaineen preparointia ja menetelmää muodostuneen polt-toainesysteemin polttamiseksi voidaan käyttää polttouunien, tuotekuivaimien ja erityisesti vesiseinämäkattiloi-den tai muiden "kylmä"seinämätyyppisten lämmöntalteenotto-prosessien kuumennuksessa.

35 Tämän keksinnön polttoaineen preparointimenetelmän pääkohteena on asianmukaisesti kuivatun ja pienennetyn 6 Ö 7 8 34 hakepuun tarjoaminen, joka jauhimesta poistumisen jälkeen voidaan syöttää pyörrestabiloitu-tyyppiseen pölypolttimeen ja polttaa siinä tehokkaasti. Keksintö mahdollistaa sen, että höyrykattila pystyy mukautumaan prosessin vaihtele-5 viin energiatarpeisiin yhtä tehokkaasti kuin poltettaessa öljyä tai hiilipölyä. Keksinnön menetelmä on polttoöljyyn nro 6 verrattuna itse asiassa olennaisesti edullisempi kuin kivihiili, koska puu sisältää enemmän haihtuvia aineita ja haihtumisnopeus on suurempi. Tuhkaa muodostuu jon-10 kin verran enemmän, mutta rikkidioksidipäästöt ovat suhteellisen merkityksettömiä, mikä on huomattava etu happosateita ajatellen. Myös NO -päästöt ovat pienempiä kuin Λ kivihiilellä tai öljyllä, mikä on ympäristönsuojelun asettamia rajoituksia ja vaatimuksia ajatellen tärkeä näkö-15 kohta laitosten ja muiden lämmityskattilakäyttäjien kannalta.

Keksinnön tärkeimpiä etuja on sytytysöljyn eliminoituminen, joka on välttämätön syttymisenergian aikaansaamiseksi, joka ylläpitää puujätteiden stabiilin pala-20 misen vesiseinämäkattilassa. Nykyisten kaupallisten puutii käyttävien polttimien spesifikaatioiden mukaan polttimon lasketusta BTU-kuormituksesta on 5-15 % katettava öljyllä tai muulla konventionaalisella fossiilisella polttoaineella liekin stabiilisuuden ylläpitämiseksi.

25 Keksinnön toisena tärkeänä etuna on arinan elimi noituminen, joka on tekniikan tason kattiloissa välttä-, . mätön poltettaessa niin karkeajakoista ainesta, että sitä ei voida polttaa suspensiona. Hakepuu voidaan kokonaisuudessaan polttaa ilmasuspensiona. Systeemin tehoa voidaan 30 erittäin hyvin suurentaa tai pienentää ja siten mukauttaa prosessin vaihteleviin energiatarpeisiin. Polttimen tehoa voidaan pienentää suhteessa vähintään 2,5:1.

Tämän keksinnön kohteena on keksinnön menetelmien soveltaminen jo olevassa oleviin hakepuukattiloihin tai ·-. 35 hiilipölykattiloihin siten, että saavutetaan polttoaine- ja pääomakustannussäästöjä. Tämän keksinnön polttoprosessi 7 87834 toimii yhtä hyvin laitoskattilassa, jossa poltetaan lig-niittipölyä tai öljyä.

Konventionaalisiin systeemeihin verrattuna tämän keksinnön systeemi mahdollistaa käyttökustannusten olen-5 naisia säästöjä korvaamalla öljy tai kivihiili puulla. Arinan eliminoituminen eliminoi myös teollisuuskattiloi-den maksimikokoa koskevan, arinan koosta johtuvan rajoituksen. Kattilan kokoakin voidaan pienentää, koska polttoaine kuivataan ennen polttoa.

10 Keksinnössä hakepuu, jonka alkuperäinen vesipitoi suus on 50 S tai suurempi, on kuivattava. Kuivaaminen tapahtuu mekaanisesti tai lämmön avulla niin pitkälle, että vesipitoisuus on alle n. 30 paino-%. Vesipitoisuus enintään n. 15-20 paino-% on edullinen.

15 Tämän jälkeen hakepuun jauhatuksessa pyritään sel laiseen hiukkaskokojakautumaan, että (a) suurimmatkin hiukkaset palavat olennaisesti täysin lämmöntalteenotto-kattilan asettamissa rajoissa, ja (b) hienoaines on hiuk-kaskooltaan ja määrältään sellainen, että hienoaines syt-20 tyy ja tuottaa niin paljon syttymisenergiaa, että koko polttoainevirtaus palaa tasaisesti.

Kuivaus on olennaisesti viety loppuun ennen jauha-tusvaihetta, koska on helpompi jauhaa kuiva puu hienouteen, joka on tarpeen myöhemmässä vaiheessa.

25 Puujauheen hiukkaskoon yläraja riippuu preparoidun polttoaineen poltossa käytettävästä kattilasta ja vallit-·· sevista päästörajoituksista. On havaittu, että arinatto- massa kattilassa poltettavan hakepuun sopiva hiukkaskoko-yläraja on 65-100 % alle 1 mm. Käytettäessä arinalla varus-30 tettua kattilaa yläkokoraja ei ole yhtä kriittinen. Täl-- laisessa tapauksessahan karkea-aines tippuu suurimmaksi osaksi arinalle.

Jauhetussa polttoaineessa välttämättömän hienoai-nesosan ominaisuudet riippuvat polttoaineen vesipitoisuu-35 desta ja poltintyypistä, jolla polttoaine poltetaan katti- - lassa. Suurempi vesipitoisuus vaatii pidemmän kuivausajan β 87854 ja tämä viivästyttää syttymistä. Tällaisissa tapauksissa kosteamman hakepuun on sisällettävä enemmän hienoainesta, jos rajoittavana tekijänä on syttymisaika. Keksinnön polttoaine on erityisesti tarkoitettu käytettäväksi pyörre-5 stabiloidussa pölypolttimessa, joka tunnetaan kaupallisina malleina erityisesti hiilipölypolttoon.

Havaittiin, että hienoainesosa, jonka hiukkasista vähintään 15 paino-% oli alle 150^um, oli sopiva kuvion 2 esittämää poltinta varten. Polttoaineen hiukkaskokojakauma 10 on keksinnön kannalta kriittinen tekijä. Edullinen polt-toainespesifikaatio on jakauma n. 100 % alle 1 mm ja 50 alle 150 mm, kun poltinta ei ole optimoitu toimimaan puulla .

Todettakoon yhteenvetona, että polttoaineen vesi-15 pitoisuuden, hiukkaskokojakauman ja tavan, jolla polttoaine sekoitetaan palamisilman kanssa ja ruiskutetaan lämmityskattilaan, esim. polttimella varustettuun kattilaan, keskinäinen tasapainottaminen muodostaa pohjan polttoaineen preparointi- ja polttomenetelmälle, jossa stabiili-20 suus voidaan saavuttaa ilman fossiilisen polttoaineen lisäystä. Tällainen lisäys onkin tekniikan tasoa ensisijaisesti rajoittava tekijä. Vesipitoisuus ja hiukkaskokoja-kauma eivät ole toisistaan riippumattomia, mutta näitä tekijöitä voidaan säätää niissä rajoissa, jotka mahdollis-- 25 tavat reaktiivisen polttoaineen saamisen käytettyä poltin- — ta varten. Kokonaan ilmasuspension muodossa olevan poltto aineen poltto mahdollistaa lämmityskattilan käytön siten, että siinä ei tarvita arinaa ja pystytään hyvin mukautumaan kattilakuormituksen vaihteluihin. Menetelmää voidaan 30 soveltaa kaiken tyyppisissä lämmityskattiloissa, polttouuneissa ja vastaavissa ja menetelmä sopii erityisen hyvin vesiseinämälämmityskattiloihin ja höyrykattiloihin poiketen siten tekniikan tason systeemeistä.

Piirustusten lyhyt kuvaus 35 Kuvio 1 on kaavioesitys keksinnön menetelmästä jauhetun hakepuun polttamiseksi vesiseinämällä varustetussa lämmöntalteenottolaitteistossa.

9 87834

Kuvio 2 on kaaviopiirustus pyörrestabiloidusta polttimosta, jolla voidaan polttaa kuivattua, jauhettua polttoainetta .

Kuvio 3 esittää hiukkaskokojakaumakäyrästöä, joka 5 karakterisoi joukon kuivattuja, jauhettuja polttoaineita, joita voidaan käyttää tämän keksinnön menetelmässä, jossa poltin on kuvion 2 esittämää tyyppiä. Vertailuna on muutama tekniikan tason polttoaine.

Kuvio 4 esittää kaaviomaisesti keksinnön toteutta-10 mismuotoa, jossa polttoaine varastoidaan väliaikaisesti ennen polttoa.

Kuvio 5 esittää keksinnön vaihtoehtoista järjestelyä, jossa käytetään erotinta polttoaineen konsentroimisek-si ja osaa erotetusta ilmasta käytetään toisiotäyteilmana. 15 Edullisten suoritusmuotojen kuvaus

Viitaten kuvioon 1 tehtaan hakepuukasasta otettu hakepuu, joka tyypillisesti sisältää n. 60 % vettä ja joka muodostuu erilaisista puuaineksista hiomakonepölystä suuriin tukkien käsittelyssä syntyneisiin pirstaleisiin 20 ja kuorikappaleisiin, syötetään kuivaus- ja seulontapro-sessiin 10. Voidaan käyttää kuivausprosessia, joka on samanlainen kuin Spurrellin yllä mainitussa ja kuvatussa US-patentissa 4 235 174. Spurrellin patentti on esimerkki tämän keksinnön sopivasta kuivausprosessista, mutta muut 25 menetelmät sopivat yhtä hyvin. Spurrellin prosessissa tuotetaan hakepuuta, jonka vesipitoisuus on käsiteltävänä olevan keksinnön vaatimalla tavalla alle n. 30 %. Lopullinen vesipitoisuus riippuu kuivaimen toiminnasta ja muodostuneen kuivan polttoaineen keskimääräisestä 30 hiukkaskoosta. Spurrellin prosessissa tuotetaan yleensä ainesta, joka vaihtelee hakkeesta, jonka mitat ovat n.

40 mm x 100 mm, hienoainekseen, jonka läpimitta on alle 3,2 mm. Näiden hiukkasten vesipitoisuus voi vaihdella hienomman aineksen n. 10 prosentista suurempien hake-35 palojen n. 30 prosenttiin.

10 87834

Kuivattu hakepuu kuljetetaan hihnalla välitasaus-säiliöön ja annostusyksikköön 11, joka voi olla samanlainen kuin hiilipölysyötin. Hakepuu pidetään aluksi säiliössä 12, jonka tehtävänä on tasata virtauskatkoja.

5 Säiliöstä 12 hakepuu purkautuu kolonnin 13 kautta punnitushihnalle 14. Kolonnin 13 pituus on valittu siten, että säiliösysteemin 12 räjähdyssuojaksi tulee 550 kPa. Jauhimessa tapahtunut räjähdys ei toisin sanoen pysty etenemään säiliöön 12 kolonnin 13 mitoituksen vuoksi. Poltto-10 aine syötetään putkijohdon 16 kautta jauhimeen 15. Tilavuuteen perustuvista systeemeistä poiketen annostussystee-mi 14 syöttää hakepuun tasaisesti jatkuvana, punnittuna virtauksena jauhimeen. Hakepuun painoa voidaan vaihdella laajoissa rajoissa.

15 Jauhimena 15 on nopeakierroksinen vasaramylly. Suo siteltavaa konetta valmistaa Pulverizing Machinery Division of Mikropul Corp., Summit, New Jersey, ja sen ovat kuvanneet Duychinck et ai. US-patentissa 3 285 523.

Tämän keksinnön polttoaineen preparointi- ja polt-20 tomenetelmät on suunniteltu polttoaineen polttamiseksi pölypolttona käyttäen pyörrestabiloitua poltinta. Tällaisessa systeemissä jauhatuksessa tarvittavan ilman määrä, joka syötetään puhaltimella 17, rajoitetaan edullisesti niin pieneksi, että määrä juuri riittää kuljettamaan polt-25 toaineen kattilan palamisvyöhykkeeseen. Niinpä edullinen jauhin tuottaa jauhettua, minimimäärään ilmaa suspendoitua polttoainetta eli n. 0,6-2 kg ilmaa per kg polttoainetta, polttimen tarpeiden mukaisesti.

Kuljetus- eli ensiöilma kuljettaa polttoaineen 30 polttimeen 18, josta se ruiskutetaan kattilan 20 palamis-. . vyöhykkeeseen 21. Puhallin 19 syöttää polttoaineen lisäk si toisioilmaa polttimeen 18. Vesitäytteiset lämmönsiirto-putket 22, jotka todellisuudessa ympäröivät olennaisesti . ' - kokonaan polttimen liekin 21, kuvaavat kattilaan kohdis- 35 tuvaa kuormaa eli laitoksen tarvetta.

n 87S34

Keksinnön menetelmän avainparametrinä on poltin 18, joka ruiskuttaa kuivatun, jauhetun hakepuun kattilaan ja sekoittaa sen ilmaan siten, että polttoaine palaa olennaisesti täysin suspensiona. Pyörrestabiloitu poltin, jonka 5 tyyppistä käytetään hiilipölyn polttamiseksi ilmasuspen-siona, oli lähtökohtana suunniteltaessa jauhetun hakepuun polttoon sopivaa poltinta. Hiilipolttimen geometriaan oli tehtävä joitakin rutiinimuutoksia asianmukaisten nopeuksien, liikemäärien ja liikeratojen aikaansaamiseksi olen-10 naisesti vaihtelevan hakepuusyötteen täydellisen suspen-siopolton varmistamiseksi.

Kuvio 2 esittää pyörrestabiloitua poltinta 18, jonka tyyppinen poltin sopii yleensä käytettäväksi tämän keksinnön menetelmillä preparoidun polttoaineen yhteydessä.

15 Poltin 18 asennetaan kattilan 20 seinämässä 23 olevaan aukkoon, öljysuuttimen muodossa olevan sytyttimen 24 tehtävänä on synnyttää liekki ja käynnistää palaminen. Putki-johto 25, joka ympäröi samankeskisestä öljyputkijohdon 24, kuljettaa kuivatun, jauhetun hakepuun ja ensiöpolttoilman 20 jauhimesta kattilaan. Ensiöpyörresiivet 26 aikaansaavat polttoaine- ja ensiöilmavirtauksessa liikemäärämomentin virtauksen poistuessa polttimesta 18 ja virtaus ruiskutetaan kattilaan 20.

Puhaltimen 19 (ks. kuvio 1) synnyttämä toisiopoltto-25 ilma tulee polttimeen 18 ilmaläpän 27 kautta, jolla voidaan säädellä tuloilman määrää ja ilmaan synnytetyn pyörteen voimakkuutta. Myös toisiopyörresiivet 28 aikaansaavat liikemäärämomentin toisioilmassa. Polttimeen johtavan polttoaineputken 25 pinta-alan ja kattilan tuloseinämätii-• 30 lien 29, joita kutsutaan yleisesti "kuristimeksi", välisen aukon pinta-alan suhde määrää osaltaan kattilaan tulevan toisioilman virtausominaisuudet.

Tämän toisioilmavirtauksen pyörre- ja kuristusvai-kutus synnyttää kierrätysvyöhykkeen (ks. kuvio 2), jossa 35 palamistuotteita ja lämpöä virtaa takaisinpäin kosketuk-seen tuorepolttoaineen kanssa, joka purkautuu polttoaineen ,2 87834 putkijohdosta 24. Palamistuotteiden suuri lämpösisältö kohottaa lämpötilan osassa saapuvaa polttoainetta, ensiö-ilmassa ja osittain toisioilmassa syttymislämpötilaan. Polttoaineen hienoaines syttyy ja luovuttaa syttymisener-5 gian polttoaineen loppuosalle, ennen kuin polttoaine voi poistua liekkialueelta.

Hienoaineksen mukanaolo syttymisenergian lähteenä stabiloi liekin. Hienoaineksen mukanaolo muodostaakin keksinnön ytimen. Hienoaines eliminoi tarpeen lisätä jatku-10 vasti apuaineena toimivaa öljyä polttimen stabiilisuuden saavuttamiseksi.

Suositeltavan polttimen tunnusmerkkejä ovat suuri kuristussuhde eli ensiöpoltinpinta-alan ja kuristinpinta-alan suhde sekä pienipyörteisyys. Käsiteltävänä olevassa 15 tarkoituksessa sanonnalla "suuri kuristussuhde" tarkoitetaan poltinpinta-alan ja kuristinpinta-alan suhdetta 0,5 tai suurempaa suhdetta. Pyörteen ja kuristuksen yhdistelmän päätehtävänä on synnyttää kierrätysvyöhyke. Myös toi-sioilman ja ensiöilman sekoittuminen tapahtuu vain pala-20 misen edellyttämällä nopeudella. Kun mukaan sekoitetaan rajoitetusti toisioilmaa, ei ole tarvetta lisätä ylimäärin "kylmää" ilmaa, mikä hidastaisi syttymistä.

Tämän keksinnön menetelmän ja laitteiston pääetuja on systeemin kyky reagoida tehtaan vaihteleviin höyryntar-25 peisiin ja muihin lämpöenergiatarpeisiin. Keksinnön polt-timien teho voidaan kuristaa alle 100-prosentin kapasitee-— tin. Keksinnön systeemin tehoa voidaan kuristaa suhteessa · : vähintään 2,5:1. Tämä merkitsee sitä, että poltin voidaan kuormitusvaihtelujen mukaan kuristaa suhteessa 100/2,5 eli ... 30 40 %:iin maksimitehosta. Kuristustason 2,5 alapuolella poltin toimii yleensä epävakaasti, koska kierrätysvyöhyk-. . keen toiminta lakkaa.

Kuivan, jauhetun polttoaineen polttamiseksi parhaalla tavalla kattilassa on tarpeen käyttää ensiöilman 35 ja polttoaineen suhdetta 0,6-2 kg ilmaa per kg polttoainetta kuormituksen ollessa 100 % eli 16-32 % täydellisen 13 8 7 834 palamisen vaatimasta stökiometrisestä ilmamäärästä. Pienellä kuormituksella tai polttoainevirtauksella ilman ja polttoaineen suhde kasvaa arvoon 3:1. On edullista käyttää ensiöilman minimimäärää, jolloin voidaan minimoida "kyl-5 män" ilman määrä, joka on kuumennettava polttoaineen mukana syttymislämpötilan saavuttamiseksi.

Ennen tätä keksintöä oli jauhimen 15 ja polttimen 18 väliin asennettava säiliösysteemi tarvittavien ensiöilman ja polttoaineen suhteiden aikaansaamiseksi. Tämä oli 10 välttämätöntä, koska kaikki olemassa olevat jauhinraken-teet edellyttivät ilman ja polttoaineen suhdetta suunnilleen 3 kg ilmaa/kg polttoainetta suurella kuormituksella ja 8 kg ilmaa/kg polttoainetta pienellä kuormituksella eli 50-150 % stökiometrisestä määrästä. Tällaisilla suu-15 rilla ilma-polttoainesuhteilla poltinta, joka oli kytketty suoraan mainitunlaiseen jauhimeen, ei voitu asianmukaisesti kuristaa.

Tämän keksinnön kriittisenä päänäkökohtana on polt-timecn syötettävän kuivatun hakepuun hiukkaskokojakauma.

20 Kuviossa 3 nähdään sarja jauhetun hakepuun hiukkaskoko-jakaumia, joka koostuu sarjasta tämän keksinnön toteutta-mismuotopolttoaineita ja kolmesta kirjaimin merkitystä tekniikan tason polttoainejakaumasta. Tämän keksinnön erään perusväittämän mukaan puuhakkeen kokoa on pienennettävä ' ‘ 25 siinä määrin, että siitä muodostuu syttymisenergialähde, joka mahdollistaa pölypolton ilman öljynlisäystä. Kokeisiin pohjautuvana lisähavaintona on se, että kaikki tekniikan tasolla kuvatut kuivatut, jauhetut puupolttoaineet ovat liian karkeajakoisia, mikä estää niiden palamisen - · 30 vesiseinämä- tai kylmäkattilassa ilman fossiilisten polt toaineiden lisäystä.

Viitaten kuvioon 3 käyrä A kuvaa hakepuun hienoaineksen osuutta, joka on valmistettu Spurrellin US-paten-tissa 4 235 174 kuvatun kuivaus- ja seulomismenotelmän 35 mukaan. Yritykset polttaa tämä polttoaine vesiseinämäkat-tilassa ilman jonkinlaista öljypolttoainolisäystä eivät 14 87834 onnistuneet. Käyrän A polttoaine onkin hieman hienojakoisempaa kuin jauhettu polttoaine, joka Baardsonin kuvauksen mukaan US-patentissa 3 831 535 poltettiin menestyksellisesti tulenkestävästi vuoratussa tulipesässä. Baardsonin 5 polttoaineelle on tunnusomaista maksimihiukkaskoko 7,9 mm ja polttoaineen sytyttää seinämäpinnan korkea lämpötila, joka voi olla alueella 1200-1315°C. Jos Baardsonin polttoaine piirrettäisiin kuvioon 3, se tulisi sijaitsemaan käyrästä A hieman vasemmalle, mikä oletetaan olevan tyypil-10 listä tekniikan tason polttoaineille. Nämä eivät pala pölypolttona kylmäseinämätulipesässä ilman fossiilisen polttoaineen lisäystä.

Käyrä B kuvaa toista tekniikan tason polttoainetta, joka Fagerlundin mukaan, jota siteerataan yllä sivulla 4, 15 on tyypillinen Eneroth- (Flakt Inc.) ja ASSI-polttoaine. Tämäkin polttoaine paloi epävakaasti polttokokeissa, koska se oli liian karkeajakoista.

Käyrä C kuvaa tekniikan tason jauhettua kivihiili-näytettä. Tämä oli olennaisesti hienojakoisempi kuin puu-20 hake.

Käyrä 1 määrittelee tässä keksinnössä sopivan kuivatun, jauhetun puuhakkeen suurimman hiukkaskoon. Käyrä 2 määrittelee normaalisti käyttökelpoisen hakepuun pienimmän hiukkaskoon. Useimmat polttoaineet sijoittuvat näiden ra-25 jojen väliin. Määrätyn kattilan edullinen polttoaineen hiukkaskokoalue on helppo määrittää kokeellisesti. Polttoaineen hiukkaskokojakauman on oltava sellainen, että polttoaine on kokonaisuudessaan itsesyttyvä ja palaa kylmäseinämätulipesässä. Polttoaineet, jotka sijoittuvat käy-30 rien 1 ja 2 väliin, ovat keksinnön mukaisia. Menestyksellisesti käytettävien polttoaineiden karkea- ja hieno-osuuden jakauman on olennaisesti oltava käyrien 1 ja 2 mukainen. Tämä tarkoittaa sitä, että hyväksyttävän polttoainejakauman kulmakertoimen on oltava suunnilleen sama kuin käyrissä 35 1 ja 2. Koon yläraja n.65-100 % alle 1 mm takaa riittävän "loppuunpalamisen" eli polton kattilassa tarjolla olevana is 87834 viipymäaikana päästövaatimusten tyydyttämiseksi. Stabiilit palamisolosuhteet edellyttävät alarajaa eli hienoai-nesosuutta siten, että vähintään 15 % on alle 150^um. Polttoaineet, jotka ovat paljon hienompia kuin 85 % alle 5 150^,um, ovat kuitenkin liian "pölymäisiä", jolloin pöly- räjähdysvaara kasvaa ja jauhatukseen kuluu liikaa energiaa.

Hieno-osuuden hiukkaskoko mitattiin laitteella Alpine Jet Sieve. Laitteessa käytetään Tylerin standardi-seuloja. Seulojen välille syntyy lievä paine-ero. Laitetta 10 myyvät Alpine American Corp., Natick, Massachusetts tai Alpine Machines A.G., Augsburg, Saksa. Jae 150yUm vastaa standardiseulan nro 100 läpäisevää jaetta. Mitattaessa muilla menetelmillä saadaan hieman poikkeavia tuloksia. Esim. jakeella -150^,um mitattuna laitteella Alpine Jet 15 Sieve olisi keskimääräinen hiukkashalkaisija n. lOO^um mitattuna laitteella Malvern Laser Particle Analyzer (Malvern Instruments Ltd., Malvern, Englanti).

Käyrät 3 ja 4 kuvaavat alla yksityiskohtaisesti kuvattujen valikoitujen polttoaineiden hiukkasjakaumia.

20 Joissakin tapauksissa on mahdollista ominaisuuk sien ja käyntiolosuhteiden säädön avulla polttaa polttoaineita, jotka vain marginaalisesti täyttävät spesifikaatiot, joita tässä keksinnössä asetetaan polttoaineille. Esim. määrätyt karkeajakoiset polttoaineet saattavat palaa 25 vakaammin ilman öljylisäystä, jos kuljetusilma kuumenne-: taan usean sadan asteen lämpötilaan. Kokeet osoittavat, että joskin marginaalipolttoaineen stabiilisuus paranee-kin, vaikutus ei kuitenkaan ole riittävän suuri "sellaisinaan" jauhettujen eli karkeajauhettujen polttoaineiden 30 polttamiseksi stabiililla tavalla. Näitä polttoaineita syntyy esim. Spurrellin menetelmässä hienojakeena, jonka . . hiukkaskoko on n. 3^um. Kuljetusilman kuumentaminen paran taa poltettavuutta (1) vähentämällä polttoainehiukkasten vesipitoisuutta polttimessa, (2) kohottamalla alkuperäistä : . · 35 lämpötilaa polttoaine-ilmasuuttimessa ja (3) mahdollista- maila toiminnan pienennetyillä ensiö- ja toisioliikemäärä-suhteilla.

16 87834

Marginaalipolttoaineiden vesipitoisuuden pienentäminen saattaa auttaa palamisen stabiloinnissa, mutta vesi-pitoisuuden pienentäminen alle 10 paino-% voi olla vaarallista, koska tämä lisää räjähdysvaaraa.

5 Polttoaineen ominaisuuksien vaihtelu voi vaikuttaa jauhatustehoon. Suuri puun ja kuoren suhde voi olennaisesti lisätä energiantarvetta.

Verrattuna kivihiileen puuta, jonka rakenne on kuitumainen, on suhteellisen hankala jauhaa. Puun jauhatus 10 edellyttää suuren iskentävoiman omaavaa jauhinta päinvastoin kuin kivihiilen jauhatus, jossa normaalisti käytetään murskaintyyppistä jauhinta. Puuta jauhettaessa energiantarve on kuorta jauhettaessa suunnilleen 27,5 kWh/t ja runsaasti kuituja sisältäviä polttoaineita jauhettaessa 15 55-90 kWh/t, mutta kivihiilen jauhatus vaatii vain 11-16,5 kWh/t. Kokeet ovat osoittaneet, että puuta on helpointa jauhaa kuivana.

Kokeissa voitiin todeta, että vesipitoisuus vaih-teli, kun jauhettiin erilaisia puukuitujen ja kuoren scok-20 siä. Jauhatusteho mitattiin jauhatusteol1isuuden käyttämällä menetelmällä, jossa määritetään syntyneiden hiukkas-ten pinta-ala käytettyä energiayksikköä kohti eli m /MJ. Jotta tällä menetelmällä voitaisiin käytännössä määrittää polttoaineen jakauma, on polttoaine ensin kuivattava ja 25 sitten jauhettava.

Tämän keksinnön tärkeimpiä etuja on järjestely, jossa polttoaine ensin kuivataan vesipitoisuuteen alle 30 paino-% ja jauhetaan tämän jälkeen. Käänteisessä järjestelyssä, esim. yllä siteeratussa Enerothin menetelmäs-30 sä, jota Fagerlund kuvaa, tarvitaan kooltaan kaksinkertainen laite tai kaksinkertainen määrä laitteita määrätyn tuotantonopeuden saavuttamiseksi ja mikä on vieläkin tärkeämpää, tarvitaan nelinkertainen energiamäärä, joka on jauhatuksen kriittinen käyttökustannus.

35 Kuviossa 4 nähdään kaaviomaisesti käynnissä oleva, -*” hakepuuta polttava lämmöntalteenottoprosessi, jossa kuiva, ” 37834 jauhettu hakepuu välivarastoidaan ennen polttosyöttöä kattilaan. Hakepuu, joka on kuivattu esim. Spurrellin prosessin mukaan, kerätään ensimmäiseen säiliöön 30. Tästä säiliöstä 30 tulevaan ainekseen sekoitetaan puhaltimen 31 5 synnyttämää ilmaa ja seos siirretään putkijohtoa 32 pitkin jnuhimocn 33. Puhallin 37 imee täydennysLlmaa jauhimoen 33 tarpeen mukaan hakepuun siirtämiseksi jauhatusprosessin läpi. Jauhettu hakepuu ja ilma purkautuvat kuljetusjohdon 35 kautta letkupölynerottimeen 36. Kantoilma poistetaan 10 puhaltimen 37 avulla. Jauhettu, kuiva hakepuu tippuu kul- jettimelle 40, joka siirtää polttoaineen varasto/välitasaus-säiliöön 38. Sitten hakepuu syötetään kattilaan 44 tehdas-prosessin lämmöntarpeen mukaan. Polttoaine sekoitetaan tarvittaessa ilmaan 41, jota syöttää ensiöilmapuhallin 39.

15 Ilma-polttoaineseos 42 ruiskutetaan kattilaan 44 pölypolt-timen 45 kautta. Tämä poltossa tarvittava toisioilma syötetään tavanomaisen kattilailmasysteemin 47 avulla.

Määrätyissä muunnostilanteissa voi olla välttämätöntä käyttää kuvion 4 esittämää välivarastosäiliöproses-20 siä, mikä voi lisätä pääomakustannuksia. Säiliösysteemin varjopuolena on, että se merkitsee paljon suurempaa pöly-räjähdysvaaraa kuin välitön poltto. Niinpä säiliön käyttö edellyttää räjähdyksen toteamis- ja estämisinstrumentointia ja laitteita. Säiliöpolttosysteemi onkin itse asiassa 25 välimuoto pyrittäessä kehittämään systeemiä, joka mahdollistaa suoraan jauhimesta otetun polttoainepölyn polton.

" '· Esimerkki ·:··* Seuraavissa taulukoissa kuvataan tyypillisiä polt toaine-, ilmavirtaus- ja määrättyjä muita arvoja, jotka 30 ovat tunnusomaisia kuvion 4 esittämän prosessin toiminnalle. Prosessi toimii täysin ilman öljylisäystä.

Spurrellin US-patentissa 4 235 174 kuvaaman kui-vausprosessin avulla saatiin kuiva, seulottu syöte tätä lämmöntalteenottoprosessin tuotantoajoa varten.

' ' 35 Systeemissä saatiin polttoainetta kahteen poltti- : : meen, jotka olivat samanlaisia kuin kuvion 4 poltin 45.

18 87834

Kattilana oli vesiseinämälammityskattila, jonka lämmöntalteenotto-osassa oli palamisvyöhykkeen ympärillä vesitäytteisiä elementtejä lämmön talteenottoa varten.

Jauhimena oli sisäänrakennetulla luokittimella

TM

5 varustettu vakiojauhin Mikro-ACM , valmistaja Pulverizing Machinery Division of MikroPul, U.S. Filter Corporation of Summit, New Jersey. Jauhin oli varustettu 225 kW moottorilla, jolla aikaansaatiin ilma-polttoainesuhde 2,8:1 suurella jauhatuskuormituksella ja suhde 8,1:1 pienellä 10 kuormituksella. Näillä ilmavirtauksilla välisäiliö oli välttämätön kattilatehon kuristamiseksi.

19 87834 tn

tn 3 tn 3 <D

3 <d ft 0) Olin O O «O ΟΟΛΝ O O O 00 m O O OO 00 LO M O 1Λ

di 00 tt O tC ® W M » O C— i—l 00 CM l/I O ID M N N (O N

O C Ai ·» O «L i—I H M CO CT) CO CO r-l »S

c lo oo co

ΙΟ -H -3 »H CO CO O Ci 1—I

ft M M OO OJ

ft 3d '0 3 3 >1 en co ω c

•rH

CP tn a) t tn 3 C 0 3 0) •3 ft a) ft

h ft tn id o in o io in in o i-ι o CO LO o o oo oo ro o in M

r3 -3 0 0 1—I 1-H t- CT) CO CO »1 !D S H CO CM O Λ ID M N H N in « II) C Λ 'Τ' - CT) is O CM CM CO O CM CO CO ^ Q) M CM C- CO 00

ft >4 -3 -3 M H CM CO O CO CM

ft M C CM CM

3 3 <D

0) 3-3 CO Dll 3

QJ

3 oi en 4-) e ω 3 tn -a 3cu •H 3 o 4-> m o p, tn in in in o in in in o cm o oo io ooooooi-i cm in ^ .ft ft 00 i-l O CM CT) to CO i O C- tH CO CM O CT) CO CO CM i-I e- 00

3 ft e A! 00 1 CT) «, O CO CM CO i-l ι-l CO C-S

3 >3 Tf t- CO CM

ft o -H -3 CM CO O CO

M 0) 3 3 CM CM

-4 0) (D

C- -H Ή ,λ° P CU CL I ' tn O 0 tn 3 — 5 ^ <D '3 O ° tn 3 e 5 5 0 Λ -p ^

3 -m. 3 > S

& O Oi °' A

C\I cN

o- ® g ^ y-s Λ g 3 * 3 .£ 3 .S .5 'ΐ g

O I O, ^ _ a Λ.= e „ ‘F λ -V

> 3 *= 3+χ:^ 3 0 fcS* 'bTp υ ^ ’SPL ϋ ** > hb bT- ϋϋ '^O bTc ·* ft <*J§R_ SS «0&&SI&, 0.^1 0 — cc tl “ r· tj 5Γ0

(U :(U

> JfO *0J :<Ö :<T3 έ :f0 3 MM M M 0 M 3 3 01 :3 :3 «Ö =3 3 :3 3) -3 O) :3 :3 ‘3 :3 :3 :3 =3 -3 3 :3 dj d> -3 ;3

4J -3 M g M g 3 M g 3 S

•3 *4 H) O) lii t» H 91) »J H tn ft rH Ϊ ^ 5 ‘d ,n 5 55 >H ft tn :3 3 =3 3 -M =3 3 -H 3 '3 3 -M -H 3 3 -3 3 ai 3 g3 g 3 ft tn g 3 ft 3tn 3 3 -P ft 0 3 g 3 , g φ 0 > O > ‘0 3 O > 10 >3 33 >:O0) -P d) O > 3 3 33 33fttD 33ft 3d) tn > -3 3 ft -P ft ft C 3 o M tn -5 rH -3 h s= a 4h I h a m m tn h B tn ft 3 0 3 -M 3 -m i3 0 3 -3 =3 -HO 3 3 0) "M :3 3 O 0 3 -3

. . ft ft M ft Eh ftHftZ ftgifti H 2: ^ Ai > E-ι Pl ^ ftAiftH

rH

o a - - - - Cm •0 Π5

a % S

g ^ 3 , e 3 0 3 -3-3 -H Q) 3 ft 3 ft 3 > d) I -n ft g ft . . V 3 Π 3 3 3 ι-t 3 3 Μ ·3 3 ft 3 '0 M 'g 3 AC ft I Ό W A4 0 03 i 3 ft ft I <1)331 -3^

S 303 0 ft S ft tn Ϊ S

3 -H *1 > ΛίΡ Λί 0 -rH^pr^ 3 ^6.

ftft ft X. ft 3 ft to ft 3 •<u Cft C di O 3 3ftft -P * ft -HOtDAi ft 3S ft 3 03 3

-..3 1030)3 3 3—1 3 το I —43 —II

3 -r-ftgffi ft 3 OH 3 tn

lo -M 3 -M 6 S ftCft)C3 CO

01 3 ft I C H -HI ft 3 to 1) 3 3M·

ftft. 3M ft 3 C Cft C

. ‘ . O M 3 CM g 33· ft -H 3 -3 0 '3 3 ---ft Μ ·η3 -HI it) 3 Mgtngft §55 ft > ft -n -3333 3 tn •--ft 3 <D 3 (—4 —ΐ 3 > ft 3 ft 3 -P3

: h ftfttn 3 to o tn >, ui ό <n -p tnO

ft l0 OU ft ι-l tn —I Ή ft -3 tn '3 ft 3 Cm >i 3 33 33 --0 0000) 00 - . H WCQO ftW Ε-ιΌ ftftftftg ftA! 20 87834

nj I

# H

M * « -P 4J

* # w CP

gs sir* is® ?s® I o o ' o "V ~2 2 5 5? ^ U ft CM I—* u, E - J2 cm oo -h cn o " *H +J 0 PC o Ή Ή Γ^

O fl H

a > C id d ίφ Γ-Η

Jfö »H c

Ift CQ O CO U0 O -¾ -·. _ S 0) 0

fr* 1Λ ^ tJU 3 2 S 2 O O O :rdW

« * noo m S 52 <m p p a« p p oo t—f i: ^ «o Tr p d λ;

CM_| _ >ι P Ai P

2 CQ 00 T3 -H -H f"-

^ *-t >1 E O

>1 d ft e PO o D c >1 p; oi o P CU A3 10 :rtf I CL)

>1 P C P

O-ι P Qj ES S«S” S SSS 2 ' S' s "2 2 ~ S MJ ·ν . !!! p — C P p u) tn

V TT P I ,V

C n3 Ui E D

PCD id m i p ro a ro P P 03

03 0 Oo P

03 -ro Ai CM

W 03 C

tn -h tn d ai ai o o ό

tn > H O D

3 0 <11 S

03 P 05 P

— a p . o _<-s _ sa dpcpp

\ POdJDP

g- ^w X: -~; CP & 0) C Oi h£° n *D * C tn 0) p

Sr E V p ρ ϋ c boU ^ Ä — OJ =rö CU A! tn 0*5 ci· O to £ .*0 E \ Ό p tu tn ω www wWw cp o D P C 03 >

At P D :0 P p

^ p tn p o3 C

_ ^ <u ppoco) '<d '03 : 03 03 tn OP PO d

UM M P Ai P '(ti P D

'05 '05 irti tn o) p tn p tn d «0 '03 nti '03 «0 '03 0) C ft O D tn

d E d 0 id Eo3 M oJ U! P P '03 ft CU

.. o) ui '03 hip tnp io3 p A< td tnpftoj • * '03 D 'Id D p D P '03 P 01 O 03 P o3 O -p .,' SpEDPtnDPinEPtn d d >oiPd O i> O > Ό D > '0 D O '0 P P (U m tn Γ, . . C 0' C oi Di '11 ot Dl ill C Di 0) 01 P d -.4 -.1 03 <n '3 r I ·. ) r I il Di P II Di I 11 Di O ,d (1J m) d n ί 1 o! t <0 p ny o -.· i mj o oi "ti O d D d oi : 1

PitHftE-iMZHi-JilftdlZ 03 03 DP P <J «3 ' : PPoSDtnPoft A3 p P tn >i p o o D tn '03 o co c - 03 PO 03 P At '0

P tlJ A3 -p 03 d P

C UIÄCUDUIOP

O) D D P d ω '0 tn Prt3tn<utndo3>i AJ a) ·ρρ Όωαιρυι il iDi ud p d o! d p tn tn uid tn D a)p tuPdPc id id idd oi id Dtu ftPtuOtu

TS TS Tl 01 Tl -O PS O 03 ft D

-C A3 A3 S A3 id P d P «) S D

CO O O D O O DC '0 P D :id D

(dao a; ao d a; p p ροφρμ o Ai PaicPPft

Sc c a c id o p id ό m o id ·* r* Ή 1) 03 0) 03 id 03 E D PJP >i CUlUi' o) Po) o) s aiE oi p p pp tn· tn

- OpEDSp Sp ω ro 4-> Dd03iP

A! P P D P P P P PO P > P d p O 03 C'

P O P ft P '0 P '0 PP Old 03 03 P AO

o3ftpa3pp pp p tn Pd dAi dpicoo n PAiPtn pm pp Po o) D03Ga;x; w P O td Od OC 00 0a; tn 03 D 03 '10 O 03 tU ft X dl U ft (43 Dip DO A1P WPpPp

otn P Ai DP P D

AiAitni tni tniCtni pp .tn.p.

A4 d d D D 03 d CC pc E o) e e

DoJoJCN rtJ -^-1 O3CM03 0)P S S E 0) OftOCO

pppro· P P^<>; P 4J d M fi tn d id DO) D

Ddd d MPd >,>, OO SB Ai 33 B £C

id p p id p o! p id 'id p id Ό Ό dm H > > tn > tn C· ω ·η > tn aa Ai Οι * + *

+ -K

* 2i 87 834

Kuviossa 5 nähdään vaihtoehtoinen järjestely, jossa suurella ilmanvirtauksella toimiva jauhin 59 purkaa polttoaine-ilmaseoksen 60 letkusuodattimeen tai sykloniin 36'. Osaa letkusuodattimeen tai sykloniin 36' tule-5 vasta ilmavirrasta käytetään polttimen 45' toisioilmana 64. Polttoaine purkautuu säiliöstä tai syklonista 36' ja siihen sekoittuu ilmaa ensiöilmapuhaltimesta 63.

On selvää, että tarvitaan useita rinnakkaisia kuivaamia, jauhimia ja polttimia tyydyttämään kattilan ener-10 giantalteenottosysteemin kokonaiskuormitustarve. Voidaan esim. päätellä, että tarvitaan yksi jauhin per 100-200 miljoonaa kJ/h poltettua hakepuuta.

Claims (8)

22 87 834

1. Menetelmä kostean orgaanisen polttoaineen polttamiseksi vesiseinämä- tai muussa kylmäseinämäkattilassa 5 (20;44), tunnettu siitä, että käytetään vähintään yhtä pyörrestabiloitua poltinta (18;45;45'), joka on muunnettu polttoaineen pölypolttoa varten; kuivataan kostea polttoaine keskimääräiseen vesi-pitoisuuteen alle n. 30 % siten, että hienojakoisista 10 hiukkasista ainakin osan vesipitoisuus on enintään n. 20 %; jauhetaan kuivattu polttoaine siten, että vähintään 60 paino-% hiukkasista on kooltaan alle n. 1000 mikronia ja vähintään n. 15 % hiukkasista on kooltaan alle n. 15 150 mikronia; säädetään alle n. 150 mikronia olevien hiukkasten osuus jauhetussa osassa sellaiseksi, että polttoaine muodostaa itsepalavan liekin (21); siirretään kuivatut ja jauhetut hiukkaset poltti-20 meen (18;45;45') suspendoituina ensiöilmavirtaukseen; ja sytytetään hiukkaset, jolloin alle n. 150 mikronin osuudesta syntyy niin paljon syttymisenergiaa, että polttoaine kokonaisuudessaan palaa jatkuvasti ja vakaasti.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, t u n-25 n e t t u siitä, että olennaisesti kaikki hiukkaset ovat alle 1000 mikronia ja vähintään 50 paino-% on alle n. 150 mikronia.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että polttoaineen keskimääräinen vesi- 30 pitoisuus on alle n. 20 %.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että polttimen (18;45;45') kurlstussuhde on suuri toisioilman ensiöilma-polttoainesekoitukseen sekoittumisen minimoimiseksi. 35 23 87834

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että orgaanisena polttoaineena on jäte-puu, joka muodostuu puu- ja kuorihiukkasista.

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, t u n-5 n e t t u siitä, että orgaanisena polttoaineena on turve.

7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että siinä käytetään ensiöilman ja polttoaineen painosuhdetta n. 1-3 kg ilmaa polttoainekiloa kohti.

8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tun nettu siitä, että kostea polttoaine ensin seulotaan ennen kuivaamista siten, ettei suurimpien kuivattavien hiukkasten mikään ulottuvuus ylitä n. 100 mm. 24 8 7 8 34