IT202100032597A1 - Caldaia a biomassa solida - Google Patents

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Description

Caldaia a biomassa solida
La presente invenzione concerne caldaie a biomassa solida, ed in particolare si riferisce ad una caldaia ibrida a biomassa solida ad alta efficienza e dalle ridotte emissioni inquinanti. Le caldaie a biomassa solida o a pellet (dal nome del combustibile comunemente utilizzato) sono diventate una comune forma di generazione di calore da energia rinnovabile ad uso domestico, ad esempio per la produzione di acqua calda sanitaria e per il riscaldamento delle abitazioni. Tali caldaie comprendono, in modo noto, mezzi di stoccaggio, trasporto ed alimentazione del combustibile, una camera di combustione dove il combustibile viene acceso da una fiamma e bruciato e mezzi di scambio del calore in cui l?energia sprigionata dalla combustione del combustibile ? trasmessa ad un fluido, tipicamente acqua.
Le caldaie a pellet possono operare in modo automatico, in quanto l?alimentazione, l?accensione e la combustione possono essere controllate da mezzi di controllo, anche eventualmente da remoto o programmate per operare in modo automatico, ad esempio in una determinata fascia oraria.
Nelle camere di combustione di tali caldaie si miscelano l?ossigeno dell?aria al combustibile e mediante l?innesco di una fiamma ad opera di un accenditore si avvia il processo di combustione.
Le caldaie per le biomasse legnose note non consentono per? una combustione efficiente e dalle ridotte emissioni di inquinanti. In particolare la combustione inefficiente deriva dall?accumulo di particolato o cenere nelle superfici della camera che, se non espulse o smaltite, possono sia ostacolare l?ingresso di aria portando ad uno squilibrio tra le masse di combustibile e comburente immesse, sia ad una combustione incompleta del combustibile stesso. In particolare una combustione inefficiente presenta sia un basso rendimento termico, ovvero non ? ricavata tutta l?energia disponibile dal combustibile immesso, sia una elevata emissione di agenti inquinanti.
? noto inoltre come l?inquinamento atmosferico sia una criticit? ambientale rilevante e la combustione legnosa, in particolar modo quella domestica, rappresenti una delle fonti maggiormente responsabili della scarsa qualit? dell?aria ambientale.
Le caldaie a biomasse note danno luogo ad una combustione che emette quantit? rilevanti di gas inquinanti quali monossido di carbonio CO, ossidi di azoto NOX e composti organici volatili (COV). Tali emissioni gassose possono essere abbattute mediante l?installazione di filtri a valle della camera di combustione, che consentono, per via chimica, di trattare gli agenti inquinanti trasformandoli in componenti meno dannosi per l?ambiente, e/o per via meccanica, trattenendo e intrappolando gli stessi agenti inquinanti. Tali soluzioni risultano per? costose in quanto tali filtri operanti per via chimica e/o meccanica devono essere periodicamente sostituiti.
Oltre alle emissioni di gas inquinanti, i bruciatori noti emettono quantit? rilevanti di polveri sottili come ad esempio particolato PM10, formato da particelle di dimensioni minori di 10 ?m, e particolato PM2,5 di diametro inferiore a 2,5 ?m. Tali inquinanti corpuscolari possono essere rimossi dalle superfici della camera di combustione mediante manutenzione periodica della stessa. Tale soluzione obbliga per? ad interrompere il servizio della caldaia per accedere alla camera di combustione.
Uno scopo della presente invenzione ? migliore le caldaie a biomassa solida note.
Un altro scopo ? realizzare una caldaia a biomassa solida che consenta di ottenere una combustione molto efficiente.
Un ulteriore scopo dell?invenzione ? fornire una caldaia che produca basse emissioni inquinanti ed in particolare in grado di abbattere l?emissione di ossidi di azoto e di polveri sottili.
Un altro ulteriore scopo ? fornire una caldaia che garantisca un esercizio continuativo pur garantendo al contempo un processo di combustione efficiente e/o con basse emissioni inquinanti.
Uno scopo dell?invenzione ? realizzare una caldaia dal funzionamento automatizzato. Un ulteriore scopo ancora ? realizzare una caldaia affidabile, versatile e di realizzazione economica.
In un primo aspetto dell?invenzione ? prevista una caldaia secondo la rivendicazione 1. In un secondo aspetto dell?invenzione ? previsto un metodo per regolare e controllare il funzionamento della caldaia secondo la rivendicazione 13.
L?invenzione potr? essere meglio compresa ed attuata con riferimento ai disegni allegati, che ne illustrano forme esemplificative e non limitative di attuazione, in cui:
- la figura 1 ? una vista in prospettiva parzialmente sezionata della caldaia oggetto dell?invenzione;
- la figura 2 ? un particolare di figura 1 ingrandito;
- la figura 3 ? una vista laterale della prospettiva di figura 1;
- la figura 4 illustra un particolare ingrandito della figura 3.
Con riferimento alle figure da 1 a 4, ? illustrata una caldaia 1 secondo la presente invenzione operante mediante combustibile, in particolare a biomassa solida, ad esempio in forma di pellet, comprendente mezzi di alimentazione 3, in particolare della tipologia a coclea, per introdurre il combustibile all?interno della caldaia 1, una camera di espansione 6 dei fumi di combustione di forma sostanzialmente tubolare ed un bruciatore 4 atto ad eseguire il processo di combustione del combustibile.
La caldaia 1 comprende altres? un serbatoio 2 dell?acqua all?interno del quale ? inserita la camera di espansione 6, atta a ricevere l?energia termica generata dal processo di combustione e i fumi di combustione, ed una pluralit? di tubi riscaldanti 9 collegati tra loro e alla camera di espansione 6 per l?ulteriore passaggio dei fumi di combustione e della relativa energia termica. Il serbatoio 2, la camera di espansione 6 e i tubi riscaldanti 9 sono di tipo noto e non sono quindi descritti in ulteriore dettaglio.
Il bruciatore 4 comprende un accenditore 5 atto a fornire un innesco per accendere il combustibile e avviare il processo di combustione, e una camera di combustione 40 configurata per ricevere il combustibile dai mezzi di alimentazione 3 e comprendente una prima parete laterale 43 provvista di una pluralit? di prime aperture 42 per immettere aria comburente all?interno della camera di combustione 40 necessaria per il processo di combustione. Il bruciatore 4 comprende altres? una camera di miscelazione 45 collegata a, e comunicante con, la camera di combustione 40 e interposta tra quest?ultima e la camera di espansione 6. Pi? precisamente, la camera di combustione 40, la camera di miscelazione 45 e la camera di espansione 6 sono sovrapposte e allineate lungo un asse di estensione longitudinale X, in particolare pressoch? verticale.
La camera di miscelazione 45 comprende una seconda parete laterale 47 provvista di una pluralit? di seconde aperture 46 per immettere nella camera di miscelazione 45 aria comburente per il processo di combustione, ed una flangia di estremit? 49 posizionata ad un?estremit? della camera di miscelazione 45 ed affacciata sulla camera di espansione 6. La flangia di estremit? 49 ? provvista di una pluralit? di terze aperture 48 per immettere dall?ambiente esterno nella camera di espansione 6 ulteriore aria atta al completamento del processo di combustione iniziato nella sottostanti camere di combustione 40 e di miscelazione 45, in particolare per ridurre una temperatura di fiamma e l?emissione di agenti inquinanti, in particolare ossidi di azoto, come meglio spiegato nel seguito.
La flangia di estremit? 49 ? sostanzialmente ortogonale alla seconda parete laterale 47 della camera di miscelazione 45 ed ? fissata perifericamente ad un?estremit? inferiore della camera di espansione 6. La flangia di estremit? 49 ? conformata in modo tale da raccordare la camera di miscelazione 45 e la camera di espansione 6. Pi? precisamente la flangia di estremit? 49 ? realizzata come una corona che raccorda la camera di miscelazione 45 e la camera di espansione 6 per immettere aria in quest?ultima. Le terze aperture 48 sono distribuite angolarmente distanziate lungo la flangia di estremit? 49.
La camera di combustione 40 ? ad esempio di forma sostanzialmente cilindrica e le prime aperture 42 sono uniformemente distribuite lungo una porzione inferiore della prima parete laterale 43.
La camera di combustione 40 del bruciatore 4 comprende inoltre una parete di fondo 50 connessa alla prima parete laterale 43 e provvista di una pluralit? di quarte aperture 44 disposte nella camera di combustione 40 per immettere ulteriore aria per il processo di combustione.
Le quarte aperture 44 sono posizionate sostanzialmente al centro della parete di fondo 50 per distribuire uniformemente l?aria nella camera di combustione 40. Le quarte aperture 44 sono altres? disposte a raggera sulla parete di fondo 50 per consentire l?ingresso di aria in modo uniforme nella camera di combustione 40.
Le prime aperture 42, le quarte aperture 44, le seconde aperture 46 e le terze aperture 48 hanno diametro compreso tra 5.5 - 7.5 mm.
Le prime aperture 42 e i quarte aperture 44 sono in totale in un numero compreso tra 40 e 70, mentre le seconde aperture 46sono in numero compreso tra 8 e 14 e le terze aperture 48 sono in numero compreso tra 10 e 25.
Il diametro delle prime, seconde, terze e quarte aperture 42, 46, 48, 44 ed il loro numero ? tale che l?aria immessa dall?ambiente esterno nella camera di combustione 40 attraverso le prime aperture 42 e le quarte aperture 44, cosiddetta aria primaria, risulta compresa tra il 68% e il 75% dell?aria totale immessa nel bruciatore 4 per il processo di combustione. L?aria immessa attraverso le seconde aperture 46 nella camera di miscelazione 45 risulta compresa tra il 24% e il 32% dell?aria totale e l?aria immessa attraverso le terze aperture 48 nella camera di espansione 6 risulta compresa tra 0,05% e 1,5 % dell?aria totale.
La camera di miscelazione 45, realizzata in materiale refrattario, presenta sezione trasversale, ossia sezione secondo un piano ortogonale all?asse di estensione longitudinale X, minore alla sezione trasversale della camera di combustione 40 e a quella della camera di espansione 6. La camera di combustione 40 e la camera di espansione 6 presentano sezioni trasversali sostanzialmente uguali. Tale variazione di sezione trasversale in corrispondenza della camera di miscelazione 45 determina per effetto Venturi un accelerazione del flusso dei fumi e dei composti gassosi formatisi nella combustione e quindi una diminuzione di pressione localizzata che incrementa la portata di aria comburente aspirata dall?ambiente esterno attraverso le seconde aperture 46. In tal modo si incrementa la temperatura di fiamma del processo di combustione fino a raggiungere 900?-1200?C riducendo nel contempo i tenori di CO a valori compresi tra 2 e 5 mg/Nm3.
La caldaia 1 comprende un sensore 8 atto a rilevare e misurare una temperatura e/o un?energia radiante nella camera di combustione 40. Pi? precisamente, il sensore 8 misura la temperatura di fiamma e/o l?energia di irraggiamento termico scaturenti dal processo di combustione. In particolare il sensore 8 ? della tipologia ottica e, in uso, pu? rilevare la presenza di fiamma e/o misurarne la temperatura e misurare altres? un?emissivit? del materiale in combustione. I dati rilevati e misurati consentono di verificare che il processo di combustione stia avvenendo in modo efficiente e senza produrre quantit? eccessive di agenti inquinanti. Il sensore 8 misura la quantit? di irraggiamento nello spettro dell?infrarosso scaturente dal processo di combustione, in modo tale da verificare che la fiamma sia adeguatamente intensa rispetto alle condizioni operative impostate nella caldaia. La caldaia 1 comprende altres? un?unit? di ventilazione 10 per alimentare di aria comburente la camera di combustione 40, la camera di espansione 45 e la camera di espansione 6. In particolare l?unit? di ventilazione 10 ? atta ad alimentare di aria le prime, seconde e terze aperture 42, 46, 48 in modo regolabile.
La caldaia 1 comprende altres? un?unit? di controllo 11 connessa almeno ai mezzi di movimentazione 3, al sensore 8, all?unit? di ventilazione 10 ed ? configurata per controllare e regolare un funzionamento della caldaia 1. In particolare l?unit? di controllo 11 controlla il processo di combustione sulla base della misurazione e/o rilevazione della temperatura di combustione e/o dell?energia radiante misurate dal sensore 8.
In particolare l?unit? di controllo 11 effettua un controllo in retroazione sulla base dei dati ricevuti dal sensore 8 regolando la quantit? di aria fornita dall?unit? di ventilazione 10 e/o la quantit? di combustibile immesso dai mezzi di alimentazione 3 nel bruciatore 4.
Nella caldaia 1 ? inoltre monitorata la temperatura sia dei fumi di scarico mediante un sensore fumi 80 sia dell?acqua nel serbatoio 2 mediante un sensore dell?acqua 81. Il sensore fumi 80 e il sensore dell?acqua 81 sono collegati all?unit? di controllo 11 in modo tale che quest?ultima sulla base delle temperature dei fumi e dell?acqua misurate sia in grado di regolare la quantit? di aria immessa dall?unit? di ventilazione 10 e/o la quantit? di combustibile fornito dai mezzi di alimentazione 3. Pertanto la regolazione del combustibile e del comburente, secondo la presente invenzione, pu? avvenire, alternativamente o in combinazione, sulla base della temperatura dei fumi di scarico, della temperatura dell?acqua nel serbatoio 2 e/o sulla base delle rilevazioni e/o misurazioni del sensore 8.
I mezzi di alimentazione 3 comprendono primi mezzi di convogliamento 31 che prelevano il combustibile da un serbatoio 30 e lo trasferiscono a secondi mezzi di convogliamento 32 che a loro volta lo trasferiscono alla camera di combustione 40 attraverso un?apertura di alimentazione 41 di quest?ultima.
I primi e secondi mezzi di convogliamento 31, 32 di tipo noto comprendono rispettive coclee mobili all?interno di condotti tubolari. I primi e secondi mezzi di convogliamento 31, 32 sono discontinui e distanziati reciprocamente in modo tale da evitare che un ritorno di fiamma del combustibile proveniente dalla camera di combustione 40 possa raggiungere il serbatoio 30.
L?accenditore 5 ? realizzato, ad esempio, mediante una resistenza elettrica che riscaldandosi, ad esempio fino a 700?, innesca la combustione nella camera di combustione 40.
Preferibilmente l?accenditore 5 ? parzialmente inserito nella camera di combustione 40 attraverso una rispettiva apertura realizzata sulla prima parete laterale 43 ed in prossimit? della parete di fondo 50, in particolare sotto l?apertura di alimentazione 41.
La caldaia 1 comprende mezzi di rimozione 7 per rimuovere residui del processo di combustione dalla camera di combustione 40 trasferendoli in un sottostante contenitore 71. I residui comprendono sostanzialmente ceneri generate dalla combustione che durante il funzionamento della caldaia 1, se non rimosse, si depositano sulla parete di fondo 50 e sulla prima parete laterale 43 della camera di combustione 40 e, accumulandosi possono occludere le quarte aperture 44 e/o le prime aperture 42.
I mezzi di rimozione 7 comprendono un elemento di rimozione 73, in particolare avente forma sostanzialmente appiattita, mobile e scorrevole sulla parete di fondo 50 della camera di combustione 40 in modo tale da rimuovere la cenere residua del processo di combustione trasferendoli nel contenitore 71 attraverso un?apertura di scarico 72. In particolare, l?apertura di scarico 72 ? realizzata sulla prima parete laterale 43 della camera di combustione 40 in corrispondenza della parete di fondo 50. Preferibilmente l?apertura di scarico 72 ? realizzata come una feritoia, in modo da consentire esclusivamente il passaggio della cenere rimossa dagli stessi mezzi di rimozione 7.
L?elemento di rimozione 73 ? mobile sulla parete di fondo 50 della camera di combustione 40 tra una posizione di disimpegno, in cui l?elemento di rimozione 73 ? sostanzialmente esterno alla camera di combustione 40 e distanziato dalla parete di fondo 50, ed una posizione operativa, in cui l?elemento di rimozione 73 ? posizionato sopra la parete di fondo 50 ed ?, almeno parzialmente, inserito nell?apertura di scarico 72.
L?elemento di rimozione 73 pu?, alternativamente, essere configurato per scorrere sulla parete di fondo 50 mediante rotazione o mediante un moto lineare.
Nella forma di realizzazione illustrata l?elemento di rimozione 73 ? mobile linearmente ed ? inserito all?interno della camera di combustione 40 attraverso un?apertura di ingresso 74 realizzata nella prima parete laterale 43 in corrispondenza della parete di fondo 50 e affacciata e contrapposta all?apertura di scarico 72.
L?apertura di scarico 72 ? atta a mettere in comunicazione la camera di combustione 40 con il contenitore 71 per consentire lo scarico dei residui del processo di combustione dalla camera di combustione 40.
I mezzi di rimozione 7 comprendono altres? mezzi attuatori 70 per movimentare l?elemento di rimozione 73, in particolare tra la posizione di disimpegno e la posizione operativa. I mezzi attuatori 70 comprendono ad esempio un attuatore lineare elettrico e possono essere controllati da remoto mediante appositi dispositivi di controllo in modo tale da eseguire la pulizia della parete di fondo 50, senza interrompere il processo di combustione.
I mezzi attuatori 70 possono essere comandati dall?unit? di controllo 11 della caldaia 1 in modo tale da automatizzare, ad esempio a cadenza periodica, la pulizia della camera di combustione 40.
In particolare secondo l?invenzione l?unit? di controllo 11 ? di tipo elettronico e comprende altres? un?unit? di modulazione per la regolazione della potenza termica generata dalla caldaia 1. Inoltre la frequenza con cui i mezzi di rimozione 7 puliscono la camera di combustione 40 ? regolabile in funzione della potenza con cui la caldaia opera. In particolare bruciare una maggior quantit? di combustibile per generare maggiore potenza comporta che i mezzi di rimozione 7 puliscano con maggiore frequenza la camera di combustione 40. Secondo una forma alternativa di realizzazione la camera di combustione 40 pu? comprendere un secondo sensore atto a rilevare la presenza di polveri accumulate sulla parete di fondo 50. Il secondo sensore comunica con l?unit? di controllo 11 in modo tale da comandare la pulizia della parete di fondo 50 in modo automatizzato e in funzione della quantit? di residui depositati sulla parete di fondo 50.
La caldaia 1, in modo noto, pu? essere abbinata ad un impianto di riscaldamento dell?acqua del tipo solare termico integrato, in grado di contribuire a scaldare l?acqua contenuta nel serbatoio 2.
Nel funzionamento della caldaia 1 oggetto dell?invenzione, il combustibile, in particolare del tipo a pellet, ? prelevato dal serbatoio 30 dai primi mezzi di convogliamento 31, ? trasferito ai secondi mezzi di convogliamento 32 e da questi ? trasportato nella camera di combustione 40 attraverso l?apertura di alimentazione 41. Pi? precisamente il combustibile ? rilasciato sulla parete di fondo 50 della camera di combustione 40, in prossimit? dell?accenditore 5 in modo tale che questo possa accenderlo. Quando il combustibile ? acceso e si ? creata la fiamma, il sensore 8 la rileva, e l?unit? di controllo 11 comanda l?ulteriore alimentazione di combustibile alla camera di combustione 50. Mentre l?unit? di ventilazione 10 immette aria attraverso le quarte aperture 44 e le prime aperture 42, che alimenta il processo di combustione; la temperatura del combustibile, in questa fase, raggiunge circa i 400 ?C.
Durante questa fase iniziale del processo di combustione viene prodotto principalmente monossido di carbonio ed il processo di combustione, per completarsi, viene alimentato con ulteriore aria dalle seconde aperture 46 fornita dall?unit? di ventilazione 10. Il risultato dell?ulteriore immissione di aria verso il combustibile ? che la temperatura di combustione raggiunge un valore compreso tra 900 e 1200 ?C all?ingresso della camera di espansione 6. Questa temperatura di combustione permette di ridurre nei fumi di combustione i tenori di CO a valori compresi tra 2 e 6 mg/Nm3.
Il raggiungimento di tali temperature di combustione e valori bassi di CO comporta di norma un?elevata produzione di ossidi di azoto NOx. Tuttavia grazie alle terze aperture 48 realizzate sulla flangia di estremit? 49 della camera di miscelazione 45 all?interno della camera di espansione viene immessa dall?ambiente esterno dall?unit? di ventilazione 10 ulteriore aria comburente che consente di completare il processo di combustione ed in particolare di ridurre la temperatura di fiamma e con essa l?emissione di agenti inquinanti, in particolare degli ossidi di azoto NOx.
Pi? precisamente, studi e prove svolte dalla richiedente hanno mostrato che la caldaia 1 oggetto dell?invenzione permette di contenere i valori delle emissioni di ossidi di azoto NOx a valori compresi tra 60 e 107 mg/Nm3 a potenza nominale e di ridurre l?emissione di composti organici volatili (valori compresi tra 0,2 e 1 mg/Nm3) e di particolato primario totale PP (valori compresi tra 3 e 6 mg/Nm3).
La caldaia 1 a biomassa solida dell?invenzione consente quindi di ottenere una combustione molto efficiente con emissioni molto basse di inquinanti, in particolare di ossidi di azoto, composti organici volatili e particolato.
Durante il funzionamento della caldaia 1, i mezzi di rimozione 7 possono essere azionati, anche in modo automatizzato, o periodicamente ad intervalli di tempo regolari, dall?unit? di controllo 11, per rimuovere i residui della combustione dalla parete di fondo 50 della camera di combustione 40. In particolare, l?unit? di controllo 11 comanda i mezzi attuatori 70 in modo tale che il primo elemento 73, dalla posizione di disimpegno, attraverso l?apertura di ingresso 74 si inserisca nella camera di combustione 40 scorrendo sulla parete di fondo 50 fino ad inserirsi parzialmente nell?apertura di scarico 72, assumendo la posizione operativa. Il primo elemento 73 scorrendo sulla parete di fondo 50 rimuove da quest?ultima i residui del processo di combustione che vengono spinti attraverso l?apertura di scarico 72 nel sottostante contenitore 71. Quando il primo elemento 73 ha asportato i residui dalla parete di fondo 50, dalla posizione operativa scorrendo a ritroso sulla parete di fondo 50 torna alla posizione di riposo nella fessura 74.
Grazie ai mezzi di rimozione 7 azionabili in modo automatico periodicamente ? quindi possibile rimuovere le ceneri dal fondo della camera di combustione 40 anche durante il funzionamento del bruciatore 4 senza quindi interrompere il processo di combustione. Tale pulizia consente inoltre di mantenere le quarte aperture 44 della parete di fondo 50 libere per l?ingresso di aria comburente per un ottimale processo di combustione.
Durante il funzionamento della caldaia il sensore 8 rileva la temperatura della fiamma e/o l?energia termica rilasciata dal processo di combustione e, sulla base di tale dato, comunica con l?unit? di controllo 11 in modo tale che quest?ultima possa regolare il processo di combustione ed in particolare controllare l?immissione di combustibile ad opera dei mezzi di alimentazione 3 e/o l?immissione di aria ad opera dell?unit? di ventilazione 10. Inoltre, l?unit? di controllo 10 pu? regolare il processo di combustione anche sulla base della temperatura dei fumi di scarico della caldaia 1 e della temperatura dell?acqua nel serbatoio 2 misurati rispettivamente dal sensore fumi 80 e dal sensore dell?acqua 81.
Il metodo per regolare e controllare il funzionamento della caldaia 1 sopra descritta comprendente le fasi di:
- alimentare la camera di combustione 40 con combustibile a biomassa mediante i mezzi di alimentazione 3;
- immettere aria nel bruciatore 4 e nella camera di espansione 6 tramite l?unit? di ventilazione 10 per alimentare il processo di combustione nella caldaia 1;
- misurare almeno una temperatura di combustione e/o una energia radiante nella camera di combustione 40, in particolare misurare rispettivamente una temperatura di fiamma e/o un?energia di irraggiamento termico del processo di combustione mediante il sensore 8;
- regolare il processo di combustione mediante l?unit? di controllo 11 connessa almeno ai mezzi di alimentazione 3, all?unit? di ventilazione 10 e al sensore 8 sulla base della temperatura di combustione e/o dell?energia radiante misurate, in particolare regolare una quantit? di combustibile immessa nella camera di combustione 40 dai mezzi di alimentazione 3 e/o una portata di aria immessa nel bruciatore 4 e nella camera di espansione 6 dall?unit? di ventilazione 10.
Il metodo comprende altres? le ulteriori fasi preliminari di:
- immettere combustibile nella camera di combustione 40 mediante i mezzi di alimentazione 3;
- immettere aria nel bruciatore 4 e nella camera di espansione 6 tramite l?unit? di ventilazione 10;
- attivare l?accenditore 5 per innescare il combustibile nella camera di combustione 40; - determinare un innesco del processo di combustione sulla base di una definita temperatura di combustione e/o energia radiante raggiunte nella camera di combustione 40 e misurate dal sensore 8;
- disattivare l?accenditore 5.
Il metodo comprende inoltre le fasi di misurare una temperatura dei fumi dalla caldaia 1 e una temperatura di acqua di un serbatoio 2 della caldaia 1 mediante rispettivi sensori di temperatura 80, 81 e mediante l?unit? di controllo 11 connessa ai sensori di temperatura 80, 81 per regolare il processo di combustione sulla base delle temperature dei fumi e di acqua misurate.
In particolare la regolazione del processo di combustione avviene regolando una quantit? di combustibile immessa nella camera di combustione 40 dai mezzi di alimentazione 3 e/o una portata di aria immessa nella caldaia 1 dall?unit? di ventilazione 10.
Il metodo comprende altres? le fasi di pulire una parete di fondo 50 della camera di combustione 40 mediante i mezzi di rimozione 7 per rimuovere residui del processo di combustione. Inoltre tale ulteriore fase di pulizia ? attuata dall?unit? di controllo 11.

Claims (16)

RIVENDICAZIONI
1. Caldaia (1) operante mediante combustibile a biomassa solida, comprendente:
- mezzi di alimentazione (3) per introdurre combustibile all?interno di detta caldaia (1);
- una camera di espansione (6) per i fumi di combustione, in particolare di forma sostanzialmente tubolare;
- un bruciatore (4) comprendente:
- un accenditore (5) atto a fornire un innesco per accendere detto combustibile e avviare un processo di combustione;
- una camera di combustione (40) atta a ricevere detto combustibile da detti mezzi di alimentazione (3) e comprendente una prima parete laterale (43) provvista di una pluralit? di prime aperture (42) per immettere aria in detta camera di combustione (40) per detto processo di combustione;
- una camera di miscelazione (45) collegata a, e comunicante con, detta camera di combustione (40) e interposta tra quest?ultima e detta camera di espansione (6), detta camera di miscelazione (45) comprendendo una seconda parete laterale (47) provvista di una pluralit? di seconde aperture (46) per immettere in detta camera di miscelazione (45) aria per il processo di combustione, ed una flangia di estremit? (49) posizionata ad un?estremit? di detta camera di miscelazione (45), affacciata su detta camera di espansione (6) e provvista di una pluralit? di terze aperture (48) per immettere aria in detta camera di espansione (6) atta al completamento di detto processo di combustione, in particolare riducendo una temperatura di detti fumi di combustione e l?emissione di agenti inquinanti, in particolare ossidi di azoto.
2. Caldaia (1) secondo la rivendicazione 1, comprendente almeno un sensore (8) atto a rilevare e misurare una temperatura e/o un?energia radiante in detta camera di combustione (40), in particolare rispettivamente una temperatura di fiamma e/o un?energia di irraggiamento termico.
3. Caldaia (1) secondo la rivendicazione 1 oppure 2, comprendente un?unit? di ventilazione (10) atta ad alimentare con aria in modo regolabile almeno dette prime aperture (42), dette seconde aperture (46) e dette terze aperture (48).
4. Caldaia (1) secondo le rivendicazioni 2 e 3, comprendente un?unit? di controllo (11) connessa almeno a detti mezzi di movimentazione (3), detto sensore (8) e detta unit? di ventilazione (10) e configurata per controllare e regolare un funzionamento di detta caldaia (1), in particolare per controllare detto processo di combustione sulla base di detta temperatura di combustione e/o detta energia radiante misurate da detto sensore (8).
5. Caldaia (1) secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui detta camera di combustione (40) di detto bruciatore (4) comprende una parete di fondo (50) connessa a detta prima parete laterale (43) e provvista di una pluralit? di quarte aperture (44) per immettere ulteriore aria in detta camera di combustione (40) per detto processo di combustione.
6. Caldaia (1) secondo una delle rivendicazioni precedenti, comprendente mezzi di rimozione (7) per rimuovere residui di detto processo di combustione da detta camera di combustione (40) trasferendoli in un contenitore (71) sottostante a detta camera di combustione (40).
7. Caldaia (1) secondo la rivendicazione 6, in cui detti mezzi di rimozione (7) comprendono un elemento di rimozione (73), in particolare avente forma sostanzialmente appiattita, mobile e scorrevole su detta parete di fondo (50) di detta camera di combustione (40) in modo tale da rimuovere residui di detto processo di combustione trasferendoli in detto contenitore (71) attraverso un?apertura di scarico (72) realizzata su detta prima parete laterale (43) di detta camera di combustione (40) in corrispondenza di detta parete di fondo (50).
8. Caldaia (1) secondo la rivendicazione 7, in cui detto elemento di rimozione (73) ? mobile su detta parete di fondo (50) di detta camera di combustione (40) tra una posizione di disimpegno, in cui detto elemento di rimozione (73) ? sostanzialmente esterno a detta camera di combustione (40) e distanziato da detta parete di fondo (50) ed una posizione operativa, in cui detto elemento di rimozione (73) ? posizionato sopra detta parete di fondo (50) ed ?, almeno parzialmente, inserito in detta apertura di scarico (72).
9. Caldaia (1) secondo la rivendicazione 6 oppure 7, in cui detti mezzi di rimozione (7) comprendono mezzi attuatori (70) per movimentare detto elemento di rimozione (73).
10. Caldaia (1) secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui detta camera di miscelazione (45) presenta sezione trasversale, minore di una sezione trasversale di detta camera di combustione (40) e di una sezione trasversale di detta camera di espansione (6), in particolare detta camera di combustione (40), detta camera di miscelazione (45) e detta camera di espansione (6) essendo sovrapposte e allineate lungo un asse di estensione longitudinale (X), in particolare pressoch? verticale.
11. Caldaia (1) secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui detta flangia di estremit? (49) ? sostanzialmente ortogonale a detta seconda parete laterale (47) di detta camera di miscelazione (45) ed ? fissata perifericamente ad un?estremit? inferiore di detta camera di espansione (6), in particolare dette terze aperture (48) essendo distribuite angolarmente distanziate lungo detta flangia di estremit? (49).
12. Caldaia (1) secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui dette prime, seconde, terze e quarte aperture (42, 46, 48, 44) hanno diametro sostanzialmente compreso tra 5,5 ? 7,5 mm.
13. Metodo per regolare e controllare il funzionamento di una caldaia (1) secondo una delle rivendicazione precedenti comprendente le fasi di:
- alimentare una camera di combustione (40) con combustibile a biomassa solida mediante mezzi di alimentazione (3);
- immettere aria in un bruciatore (4) e in una camera di espansione (6) tramite un?unit? di ventilazione (10) per alimentare un processo di combustione in detta caldaia (1);
- misurare almeno una temperatura di combustione e/o un?energia radiante in detta camera di combustione (40), in particolare misurare rispettivamente una temperatura di fiamma e/o un?energia di irraggiamento termico di detto processo di combustione, mediante un sensore (8);
- mediante un?unit? di controllo (11) connessa almeno a detti mezzi di alimentazione (3), detta unit? di ventilazione (10) e detto sensore (8) regolare detto processo di combustione sulla base di dette temperatura di combustione e/o energia radiante misurate, in particolare regolare una quantit? di combustibile immessa in detta camera di combustione (40) da detti mezzi di alimentazione (3) e/o una portata di aria immessa in detti bruciatore (4) e camera di espansione (6) da detta unit? di ventilazione (10).
14. Metodo secondo la rivendicazione 13, comprendente le fasi preliminari di:
- immettere combustibile in detta camera di combustione (40) mediante detti mezzi di alimentazione (3);
- immettere aria in detto bruciatore (4) e in detta camera di espansione (6) tramite detta unit? di ventilazione (10);
- attivare un accenditore (5) per innescare detto combustibile in detta camera di combustione (40);
- innescare detto processo di combustione sulla base di una definita temperatura di combustione e/o energia radiante raggiunte in detta camera di combustione (40) e misurate da detto sensore (8);
- disattivare detto accenditore (5).
15. Metodo secondo la rivendicazione 13 oppure 14, comprendente inoltre le fasi di misurare una temperatura dei fumi in uscita da detta caldaia (1) e una temperatura di acqua di un serbatoio (2) di detta caldaia (1) mediante rispettivi sensori di temperatura (80, 81) e regolare detto processo di combustione sulla base di dette temperature dei fumi e di acqua misurate da detti sensori di temperatura (80, 81) mediante detta unit? di controllo (11) connessa a questi ultimi, in particolare regolare una quantit? di combustibile immessa in detta camera di combustione (40) da detti mezzi di alimentazione (3) e/o una portata di aria immessa in detta caldaia (1) da detta unit? di ventilazione (10).
16. Metodo secondo una delle rivendicazioni da 13 a 15, comprendente le fasi di pulire una parete di fondo (50) di detta camera di combustione (40) mediante mezzi di rimozione (7) per rimuovere residui di detto processo di combustione, detta ulteriore fase essendo attuabile da detta unit? di controllo (11).
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