NO129246B - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte og anordning for forbrenning av gassformede eller findelte faste eller flytende stoffer.

Oppfinnelsen vedrører forbrenning av

stoffer som foreligger i gass-og/eller findelt fast eller flytende form.

Slik forbrenning kan foretas stort sett

i den hensikt å produsere varme eller stort

sett i den hensikt å frembringe forbrenningsgasser med hvilke verdifulle produkter fåes. Hensikten kan også være å kom-binere disse muligheter.

I samtlige disse tilfeller er det selvsagt hensiktsmessig for oppnåelse av en

høy effekt at forbrenningen skjer så fullstendig som mulig med minst mulig luftoverskudd. Spesielt viktig er dette imidlertid når det er om å gjøre å få verdifulle

produkter ved forbrenningen dels da de

stoffer som derved forbrennes som regelen

er forholdsvis kostbare, dels da høy kon-sentrasjon av de verdifulle produkter i forbrenningsgassene kan være avgjørende en-ten for disse gassers direkte brukbarhet for

nyttig formål eller for lønnsomheten av

en eventuelt etterfølgende prosess for ut-vinning av slike produkter av forbren-ningsgassené.

Det er selvsagt' av stor betydning at

forbrenningen kan skje med den billigst

mulige apparatur, dvs. i minst mulig ovnsvolum.

Oppfinnelsen har til hensikt å tilgode-se ovennevnte formål og karakteriseres

først og fremst ved at stoffet først forbrennes, ufullstendig i blanding med for-brenningsluft i overskudd, svevende i for-brenningsluften og derpå etterforbrennes

med overskuddsluften ved ytterligere og

intens blanding med forbrenningsgasserne,

ved at stoffet som inneholdes i disse føres gjennom et lag av ikke brennbare faste

partikler (sjiktpartikler) under utøvelse av fluidiserende virkning på disse partikler.

Det fluidiserte trin som inngår i oppfinnelsen medfører samme hensiktsmessige blandings- og forbrenningsvirkning som ved forbrenning av kornformede faste stoffer i fluidisert sjikt ifølge tidligere kjente metoder, hvor slikt stoff innmates oveni-fra til sjiktet, og hvor stoffet helt igjen-nom har slik kornstørrelse, at det derved virkelig trenger ned i og fordeles i sjiktet.

Denne sistnevnte betingelse kan imidlertid langt fra alltid oppfylles. Knust kis f. eks. inneholder nemlig ofte i betydelig utstrekning korn av en slik finhet at om den ble tilført på den tidligere anvendte måte ville denne del oppfanges av fluidiseringsgassen uten å få anledning til å trenge ned i sjiktet. Derved oppstår ofte store vanskeligheter med å få full utbrenning med tilfredsstillende lavt luftoverskudd.

Denne ulempe elimineres ifølge oppfinnelsen, hvor forbrenningsstoffet etter primærforbrenningen tilføres sjiktet,fongt denfra med fluidiseringsgassen. OBPtfjrøelt sen medfører dertil den yed^etøwiftiji-JigeEs metode ikke-forekomme^der<omulighej-oå forbrenne gass og væskjs k Sfeislik.j9gåikil_;rn

Oppfinnelsen, -.jskjajl frte^enfi®ftrrtee.sk$iv^ nærmere undefls-Jaeo<y>Jaroog:! Uh YMlagJ<g >tegning,. hYflCIov ia sig rmlonnfiqqo aglo/ii Fi<g.>i kstsitf&s&lsj eiaaifetevvi§<g>His§t-1>,n|rø siden og i snitt forskjellige modifikasjoner av en ovn for tilpassing av oppfinnelsen. Identiske detaljer er i de forskjellige figurer forsynt med de samme henvisnings-betegnelser.

Fig. 1 er et vertikalt, sirkulært ovnslegeme 1 med et bunninnløp 2 for forbrenningsstoffet og primærluft, et tangentielt innløp 3 for sekundærluft og et toppavløp 4 for forbrenningsgasser ved en rist 5, opp-delt i et nedre primærforbrenningskam-mer 6 og et øvre sekundærforbrenningskammer 7. På risten er der i det sistnevnte kammer et sjikt 8 av finkornete sjiktpartikler av ikke brennbart materiale, f. eks. kvartssand, karborandum eller liknende, som dessuten har stor slitestyrke og hård-het selv ved høye temperaturer. I primærforbrenningskammeret skj'er den første ufullstendige forbrenning og i sekundærforbrenningskammeret skjer etterforbren-ningen. Reaksjonsmediene tilføres da med slikt trykk til forbrenningskammeret at forbrenningsproduktene derved strømmer gjennom risten og sjiktet mot toppavløpet med en slik hastighet at sjiktpartiklene derved fluidiseres. Sjiktpartiklenes oscil-lerende bevegelse fremkaller derved en særdeles intens blanding av overskuddsluft og resterende ikke brennbare partikler av forbrenningsstoffet slik at utbrenning fin-ner sted.

Prosessen settes hensiktsmessig i gang på den måte at ovnsrommet først, f. eks. ved forbrenning av olje, varmes opp i det minste til antennelsestemperatur for det forbrenningsmateriale for hvilket ovns-systemet er bestemt, hvoretter oljetilfør-selen stenges. Materiale tilføres og luft-tilførselen tilpasses for oppfinnelsens fremgangsmåte.

For å få et begrep om hvorledes denne forbrenningsprosess kan innvirke på nød-vendig ovnsvolum skal anføres at det ved hittil tilpassede metoder for forbrenning av f. eks. svovel har vist seg nødvendig å anvende et ovnsvolum som i mange tilfeller er flere ganger større enn flammevolumet. Ved perfekt blanding av reaksjonsmediene kan man derimot begrense ovnsvolumet til flammevolumet. De fluidise-rede sjiktpartikler kan ved sine oscille-rende bevegelser i forbrenningsgassene fremkalle en blanding av disse som i det minste praktisk talt er perfekt under etter-forbrenningen og derved foreligger også muligheten for å begrense ovnsvolumet til et minimum. Dette utnyttes hensiktsmessig slik at primærforbrenningskammeret ifølge oppfinnelsen gis et volum som i det minste ikke vesentlig overstiger flamme-

volumet. Sekundærforbrenningskammerets volum og proporsjonering velges først og

fremst ifølge kjente erfaringer, slik at det tilfredsstiller kravene til fluidiseringsef-fekten og kan være mindre enn primærforbrenningskammeret.

Fig. 2 viser en modifisert utførelses-form av ovnslegemet, hvor primærforbrenningskammeret 6 har plass i en horisontal del av ovnslegemet la, som under risten 5 går over i en vertikal del som gir plass

for sekundærforbrenningskammeret 7 med sjiktet 8. I overgangen er der en under drift avstengt bunnåpning 9 gjennom hvilken ovnen ved behov kan inspiseres og ren<g>jøres.

Fig. 3 viser en ytterligere modifika-sjon av utførelsesformen ifølge fig. 2. Mo-difikasjonen består først og fremst i at risten erstattes med et U-formet halsparti 10 av ovnen, i hvilket sjiktet 8 gis plass

på en slik måte at sjiktpartiklene ikke kan falle over i primærforbrenningskammeret 6. Halspartiets oppgående gren ut-gjør da et sekundærforbrenningskammer 7a, i hvilket sjiktet fluidiseres. Alternativt kan man tilkoble en spesiell del, som ut-gjør et sekundært forbrenningskammer eventuelt sammen med grenen. I dette til-felle kan også de to kammer betraktes som inngående i hvert sitt ovnslegeme i for-bindelse med hverandre ved halspartiet. Halsen 10 kan også forsynes med en åp-ning ifølge 9 i fig. 2, gjennom hvilken ren-gjøring kan skje samtidig som sjiktpartiklene kan tappes der ut i gjennom ved ren-gjøring eller utskiftning. Anordningen med den U-formede hals sikter på å vise at det ikke er prinsipielt nødvendig med en rist eller tilsvarende bunnorgan for sjiktet for å holde dette innesluttet i sekundærforbrenningskammeret atskilt fra primærforbrenningskammeret.

Anvendelsesområdet for oppfinnelsen er vidstrakt. Alle gassformede brennstoffer eller faste og flytende brennstoffer i for svevende forbrenning egnet findeling kan således forbrennes ifølge oppfinnelsen i den hovedhensikt å frembringe varme.

Som eksempel på forbrenning i den hovedhensikt å frembringe verdifulle avgassprodukter kan nevnes forbrenning av svovel i findelt smeltet tilstand eller røst-ning av svovelholdige mineraler i finknust tilstand for å produsere S02.

Endelig kan som eksempel på forbrenning i den hensikt å produsere såvel varme som nyttige avgassprodukter nevnes forbrenning av konsentrert sulfitavfallslut, hvor et lavt luftoverskudd i betydelig grad øker mulighetene for økonomisk å gjen-vinne forbrenningsgassenes under alle om-stendigheter forholdsvis beskjedne inn-hold av S02.

Med veiledning av de viste og beskrev-ne eksempler kan en fagmann fremstille

ytterligere modifikasjoner av anordningen

innenfor oppfinnelsens ramme. Risten 5

kan f. eks. erstattes med en annen gass-gjennomslipbar og gassfordelende støtte-bunnkonstruksjon som f. eks. et nettverk,

en porøs plate eller lignende og ovnsrommet kan forøvrig varieres i form på en

rekke forskjellige måter. Det er også mulig å anordne flere sjikt i serie etter hverandre i sekundærforbrenningskammeret.

Som allerede angitt i beskrivelsen av

fig. 3 kan også de to forbrenningskammer

anordnes i hvert sitt ovnslegeme med en

spesiell passasje for reaksjonsmediene

mellom rommene.

Fra U.S.A patent nr. 2 774 661 er det

tidligere kjent å behandle findelt, fast

materiale i et fluidisert sjikt av inerte partikler. Fra dette og til en kombinasjon av

forholdsregler som kjennetegner oppfinnelsen, i hvilken en slik behandling bare

utgjør et sluttrinn, er imidlertid langt.

Således er det en fundamental forskjell

mellom oppfinnelsen og det amerikanske

patent at ved oppfinnelsen er det stoff

som skal behandles allerede i fluidiseringsgassen før denne fordeles i sjiktet og således blir likt identisk fordelt i denne.

Derfor egner oppfinnelsen seg like godt

for drift med væske eller gassformet stoff

like godt som fast. Disse muligheter eksi-sterer ikke i det amerikanske patent.

Claims (8)

1. Fremgangsmåte for forbrenning av

stoffer i gass- og/eller findelt fast eller flytende form, karakterisert ved den kombinasjon at stoffet først forbrennes ufullstendig ved hjelp av og svevende i luft som tilføres stoffet i en mengde som til-svarer i det minste den for fullstendig forbrenning av stoffet nødvendige mengde samt at forbrenningsgassen fra nevnte ufullstendige forbrenning inneholdende det delvis forbrente stoff og overskuddsluft ledes gjennom et sjikt av ikke brennbare faste partikler, som derved fluidiseres av forbrenningsgassene, idet stoffet i det minste tilnærmelsesvis fullstendig for brennes med overskuddsluften i det således fluidiserte sjikt.

2. Anordning for utførelse av frem-gangsmåten ifølge påstand 1, karakterisert ved at et fortrinnsvis langstrakt primær-forbrenningskammer (6) som i den ene ende er forsynt med et innløp (2) for luft og gassformet og/eller finfordelt fast eller flytende brennbart stoff og i den annen ende ved et sjikt (8) av faste finkornede ikke brennbare partikler kommuniserer med den nedre ende av et i det minste stort sett vertikalt sekundærforbrenningskammer (7) med avløp (4) for forbrenningsgasser i sin øvre ende, idet sjiktet er anordnet for å kunne fluidiseres i sekundærforbrenningskammeret av gass som strømmer gjennom sjiktet fra primærforbrenningskammeret til sekundærforbrenningskammeret.

3. Anordning ifølge påstand 1, karakterisert ved at primærforbrenningskammeret og sekundærforbrenningskammeret er anordnet innenfor et felles ovnslegeme atskilt i dette av sjiktet, fig. 1.

4. Anordning ifølge påstand 1, karakterisert ved at primærforbrenningskammeret og sekundærforbrenningskammeret er anordnet innenfor hvert sitt ovnslegeme resp. 6 og 7, fig. 2 og 3.

5. Anordning ifølge påstand 2, 3 eller 4, karakterisert ved at sjiktet mot primærforbrenningskammeret er begrenset av en sil- eller filterbunn, en rist (5) eller liknende, fig. 1 og 2.

6. Anordning ifølge påstand 2, 3 eller 4, karakterisert ved at sjiktet er anordnet i et U-formet gjennomløp (10) mellom kamrene hvorved sjiktpartiklenes inn-trengning i primærforbrenningskammeret hindres.

7. Anordning ifølge påstand 2, 3 4, 5 eller 6, karakterisert ved at primærforbrenningskammeret i det minste i det ve-sentlige er horisontalt.

8. Anordning ifølge påstand 2, 3, 4, 5, 6 eller 7, karakterisert ved at primærforbrenningskammeret i volum er avpasset for i det minste ikke i vesentlig grad å over-stige volumet av den flamme som oppstår ved forbrenning av et på forhånd bestemt stoff.