MXPA06003930A - Caldera de gasificacion para combustibles solidos, en particular para pacas de paja, con valores de gases de escape optimizados - Google Patents

Abstract

El invento se relaciona con una caldera de gasificación elaborada paral proceso de combustión de combustibles sólidos, en ciertas pacas de paja, para efectos de calentamiento y para la producción de agua caliente. La caldera se caracteriza por llevar a cabo de maneraóptima la combustión y la separación de cenizas. La finalidad del invento es llevar a cabo la combustión de partículas pequeñas en la forma más completa posible, asícomo lograr la separación casi total de las cenizas de la contracorriente del gas de combustión presente en los intercambiadores de calor. Para lograr lo anterior, de acuerdo con la primera característica de la primera reivindicación, la cámara de combustión y gasificación estácompuesta por depresiones laterales que se encuentran configuradas junto a la rejilla central y a la cámara de combustión. En dichas depresiones, se recolectan las partículas más grandes, mientras que las partículas más finas son trasportadas en el gas de la combustión que se dirige a la cámara de combustión. De acuerdo con la segunda característica de la primera reivindicación, una cámara cilíndrica de combustión, que se encuentra configurada como un componente adicional, estáconectada al conducto de salida de la cámara de combustión. Esta cámara secundaria de combustión incrementa de una manera significativa el tiempo de la misma, lo cual permite que las partículas pequeñas y los gases parcialmente oxidados, se quemen en su totalidad. Según la tercera característica de la primera reivindicación, un separador cilíndrico de cenizas, configurado como un componente adicional, se encuentra conectado a la cámara de combustión.

Description

CALDERA DE GASIFICACIÓN PARA COMBUSTIBLES SOLIDOS, EN PARTICULAR PARA PACAS DE PAJA, CON VALORES DE GASES DE ESCAPE OPTIMIZADOS DESCRIPCIÓN El invento se relaciona con una caldera de gasificación elaborada para el proceso de combustión de combustibles sólidos, en ciertas pacas de paja, para efectos de calentamiento y para la producción de agua caliente. El invento se caracteriza por llevar a cabo de manera óptima la combustión y la separación de cenizas. Con ello se cumplen con seguridad los valores de gases de escape prescritos .

TÉCNICA ANTERIOR El principio de la gasificación de combustible en una cámara de combustión y de la postcombustión en una cámara de combustión por separado, posee ventajas esenciales para combustibles en piezas. Se trata principalmente de una combustión limpia, casi total, y con ello se logra una menor carga para el medio ambiente y un elevado rendimiento energético. Las modalidades conocidas constan de una cámara de llenado de combustible cerrada con puerta de llenado, una zona inferior de combustión y gasificación, un emparrillado inferior y una tobera de combustión con una cámara de combustión que se encuentra debajo, o bien, detrás, alimentadores de aire, intercambiadores térmicos y separador de ceniza. Una caldera de este tipo se describe a manera de ejemplo en los documentos DE OS 34 08 602 y DE PS 37 18 022. Para mejorar la combustión se han propuesto modalidades especiales de aire y gas de combustión. De conformidad con el documento DE OS 3411822, el pozo de llenado tiene la forma de un cono doble con aberturas de salida de gas y un canal anular de combustión en la ampliación. Con ello se pretende lograr una combustión homogénea y una conformación sencilla. En el documento DE PS 3617146 se muestra una alimentación de aire especial para el aire primario con el fin de lograr una buena mezcla de gas de combustión y aire. El ventilador está montado en la puerta de llenado y esparce el aire exterior a tres planos del pozo de combustible. La propuesta en el documento DE PS 3718022 incluye dos planos de alimentación de aire al pozo de combustible y uno a la cámara de combustión. Con la realimentación de gas de escape se pretende lograr una gasificación considerablemente buena.

El combustible de pacas de pajas de semillas exige requisitos especiales. Existe un problema con respecto a que la gasificación homogénea se ve impedida por la carbonización de las capas externas, ün reducido contenido de particulas pequeñas no quemadas y un bajo punto de fusión de las cenizas repercuten desfavorablemente en los valores de gases de escape y contaminan las superficies de intercambio térmico (DE OS 41 34 754) .

OBJETIVO DE LA INVENCIÓN El objetivo de la invención es llevar a cabo de la manera más completa la combustión, incluso de las particulas pequeñas, y separar la ceniza casi en su totalidad del gas de combustión, desde antes de llegar a los intercambiadores térmicos.

El objetivo se logra con las características de la reivindicación 1.

De conformidad con la característica 1, la cámara de combustión y gasificación está compuesta por depresiones laterales que se encuentran junto a la rejilla dispuesta al centro y a la cámara de combustión. En dichas depresiones se recolectan las particulas gruesas, mientras que las particulas más finas son transportadas en el gas de combustión que se dirige a la cámara de combustión. Las particulas gruesas se pueden desgasificar en las cavidades y no cargan el flujo de gas de combustión. Al concluir la combustión, en dicho lugar se puede extraer la ceniza restante.

De conformidad con la característica dos, al conducto de salida de la cámara de combustión está conectada una cámara cilindrica de combustión, configurada como un componente constructivo adicional. Gracias a esta cámara de postcombustión, el tiempo de combustión aumenta considerablemente, lo cual permite que las particulas pequeñas y los gases parcialmente oxidados se quemen por completo. La introducción tangencial del gas de combustión actúa como un ciclón, de modo que en el fondo se acumula más ceniza. La misma se puede retirar a través de una tapa. De conformidad con la característica tres, a la segunda cámara de combustión está conectado un separador cilindrico de cenizas, configurado como un componente constructivo adicional. En él se separan los componentes residuales de la ceniza del gas de combustión. De este modo, el intercambiador térmico dispuesto después no se ve cargado con ceniza. La interacción de las tres características constructivas logra, asi, una combustión más completa, una mejor separación de las cenizas y, con ello, una menor carga de los gases de escape. Adicionalmente, se mejoran el mantenimiento y la vida útil del intercambiador térmico. En las sub-reivindicaciones se presentan modalidades especiales de la invención.

EJEMPLOS A continuación se ilustra la invención con base en un ejemplo. La Figura 1 muestra una caldera de gasificación con corte en vista frontal. La Figura 2 muestra la vista lateral de toda la instalación de calefacción en corte. Y la Figura 3 muestra una vista a nivel planta de toda la instalación de calefacción.

En una caja se dispone una cámara de combustible y de gasificación 1 y, debajo, una cámara cilindrica de combustión 3, horizontal. En el lado frontal se encuentran fijas una puerta de llenado para las pacas de paja y dos puertas para la extracción de las cenizas. En el vértice inferior de la cámara de combustible y de gasificación 1 se encuentra una ranura longitudinal en el fondo, la cual se extiende por toda la profundidad. En dicha ranura se introduce una rejilla 2. Debajo de la misma se encuentran toberas de gas que desembocan en una cámara de combustión 6. Ésta consta de secciones de tubo de hormigón refractario que pasan por un tubo de acero. La cámara de combustible y de gasificación 1 posee depresiones 4 paralelas a la rejilla 2 y a la cámara de combustión 3. Dichas depresiones tienen forma de media concha. La pared posee en la zona final en cada caso una puerta para la extracción de cenizas. La caldera con cámara de combustible y de gasificación 1 y la cámara de combustión 3 están elaboradas como una unidad constructiva. La cámara de combustión 5 subsiguiente, el separador de cenizas 6 y el intercambiador térmico se reúnen en otra unidad constructiva mediante un bastidor 10. La cámara de combustión 5 y el separador de cenizas 6 poseen una caja cilindrica vertical. Las paredes de la caja están aisladas y por arriba están cerradas mediante una tapa en forma de concha. En el separador de cenizas, en la parte superior, está dispuesto al centro un tubo y, debajo, una lámina deflectora (8) circular, de modo que, respecto a la pared externa, queda una abertura anular para la precipitación de cenizas . Los intercambiadores térmicos subsiguientes están dispuestos en un extractor de humo vertical.

Debido a un ventilador de aire circulante en la cámara de combustible y de gasificación 1, los gases de combustión poseen un movimiento rotatorio. Las particulas sueltas gruesas del material de combustión se acumulan en las depresiones laterales externas 4 y, ahi, se queman en su totalidad. Las particulas flotantes finas son transportadas por el flujo de gas de combustión y se queman en su totalidad a más tardar en la cámara de combustión 5. En el separador de cenizas 6 tiene lugar una separación múltiple de las cenizas. En la alimentación de gas, las particulas de ceniza son presionadas contra la pared interna y caen con la desviación por la lámina deflectora 8. La extracción de las cenizas se realiza a través de la tapa superior 7, 9 y de una puerta en la zona del fondo del separador de cenizas 6. El flujo de gas limpio de este modo se hace pasar por los intercambiadores térmicos.

LISTA DE REFERENCIAS 1 Cámara de combustible y de gasificación 2 Rejilla 3 Cámara de combustión 4 Depresión lateral 5 Cámara de combustión 6 Separador de cenizas 7 Tapa de la cámara de combustión 8 Lámina deflectora 9 Tapa del separador de cenizas 10 Bastidor

Claims (6)

1. REIVINDICACIONES 1. Una caldera de gasificación elaborada para el proceso de combustión de combustibles sólidos, en ciertas pacas de paja, con valores de gas de escape optimizados y combustión inferior, la cual consta de una cámara de combustible y gasificación con alimentadores de aire que se cierra con una puerta de llenado, una rejilla dispuesta en la parte inferior, una cámara de combustión dispuesta debajo y separadores de cenizas dispuestos detrás desde el punto de vista de la técnica de flujo, superficies de intercambio térmico y ventilador. Ésta se caracteriza porque • la cámara de combustible y gasificación (1) posee depresiones (4) laterales para la recolección de cenizas junto a la rejilla (2) dispuestas al centro y a la cámara de combustión (3) , • al conducto de salida de la cámara de combustión (3) se conecta una cámara de combustión (5) cilindrica, conformada como un componente constructivo adicional, • y a la cámara de combustión (5) se conecta un separador de cenizas (6) cilindrico, configurado como un componente constructivo adicional, el cual está unido a un intercambiador térmico conocido.
2. 2. Una caldera de gasificación de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque las depresiones (4) laterales inferiores de la cámara de combustible y gasificación (1) tienen forma de media concha y se extienden paralelas a la cámara de combustión 3 y tienen asignada en cada caso una pequeña puerta para la extracción de cenizas.
3. 3. Una caldera de gasificación de conformidad con las reivindicaciones 1 y 2, caracterizada porque la cámara de combustión (5) cilindrica está unida por la parte inferior, tangencialmente, al conducto de salida de la cámara de combustión (3) , de modo que el gas de combustión sube en forma de remolino por la misma y debido a que la cámara de combustión (5) se cierra por arriba mediante una tapa (7) .
4. 4. Una caldera de gasificación de conformidad con las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque el separador de cenizas (6) cilindrico está unido por arriba, tangencialmente, con el conducto de salida de la cámara de combustión (5) y en el centro se dispone un tubo de extracción con la abertura aproximadamente a la mitad de la altura.
5. 5. Una caldera de gasificación de conformidad con la reivindicación 4, caracterizada porque debajo de la abertura del tubo de extracción se dispone una lámina deflectora (8) redonda, de modo que respecto a la pared externa queda una abertura anular para la precipitación de cenizas y debido a que el separador de cenizas (6) se cierra por arriba mediante una tapa (9) .
6. 6. Una caldera de gasificación de conformidad con las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque la cámara de combustión (5) cilindrica, el separador de ceniza (6) cilindrico y el intercambiador térmico están unidos en un bastidor como un componente constructivo. RESUMEN El invento se relaciona con una caldera de gasificación elaborada para el proceso de combustión de combustibles sólidos, en ciertas pacas de paja, para efectos de calentamiento y para la producción de agua caliente. La caldera se caracteriza por llevar a cabo de manera óptima la combustión y la separación de cenizas. La finalidad del invento es llevar a cabo la combustión de particulas pequeñas en la forma más completa posible, asi como lograr la separación casi total de las cenizas de la contracorriente del gas de combustión presente en los intercambiadores de calor. Para lograr lo anterior, de acuerdo con la primera característica de la primera reivindicación, la cámara de combustión y gasificación está compuesta por depresiones laterales que se encuentran configuradas junto a la rejilla central y a la cámara de combustión. En dichas depresiones, se recolectan las partículas más grandes, mientras que las partículas más finas son transportadas en el gas de la combustión que se dirige a la cámara de combustión. De acuerdo con la segunda característica de la primera reivindicación, una cámara cilindrica de combustión, que se encuentra configurada como un componente adicional, está conectada al conducto de salida de la cámara de combustión. Esta cámara secundaria de combustión incrementa de una manera significativa el tiempo de la misma, lo cual permite que las partículas pequeñas y los gases parcialmente oxidados, se quemen en su totalidad. Según la tercera característica de la primera reivindicación, un separador cilindrico de cenizas, configurado como un componente adicional, se encuentra conectado a la cámara de combustión