NO300436B1 - Anordning ved utstyr for forbrenning av væsker med höyt partikkelinnhold - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører utstyr for forbrenning av en suspensjon av en brennbar væske som er iblandet en større mengde brennbart fast stoff i partikkelform, f.eks. karbonpartikler, omfattende en tank, en brennerenhet og en væskeledning som er forbundet med brennerenheten og som strekker seg inn i tanken til en doserings- eller matepumpe.

I søkerens egen norske patent nr. 171127 beskrives et utstyr av ovennevnte type hvor det benyttes en pumpe av fortrengningstypen, dvs. en tradisjonell tannhjulspumpe. I praksis har det vist seg at denne fungerer godt for forbrenning av seigtflytende væsker så som filtertjære med mindre mengde partikler. For suspensjoner med større mengde karbonpartikkelinnhold har det imidlertid vist seg at angjeldende pumpe blir raskt utslitt og må skiftes ut. Et annet problem med den kjente løsningen er at partiklene felles ut og legger seg på bunnen av tanken og til slutt i verste tilfelle tiltetter pumpeinntaket.

US patent 4,499,562 vedrører en røre-/pumpeinnretning for væsker. Løsningen omfatter et skovlhjul som er roterbart opplagret og aksielt forskyvbart i forhold til et hus som er anbrakt i en væskefylt tank. Huset er delt i to seksjoner, hvor den ene utgjør en røreseksjon og den andre en pumpeseksjon. Ved å forskyve rotoren og dens motor aksielt i huset kan innretningen enten tjene som røreinnretning eller som pumpe. En ulempe ved denne løsningen er at opplagringene som tillater den aksielle forskyvning av rotor og motor vil kunne bidra til å redusere driftssikkerheten til røre-/pumpeinnretningen. Videre vil det stilles store krav til tetning mellom rotor og pumpehus, dersom pumpens virkningsgrad skal være tilfredsstillende.

Med foreliggende oppfinnelse er det kommet frem til en løsning hvor ovennevnte problemer er eliminert eller i det vesentligste unngått. Således er det kommet frem til en løsning hvor problemet med utfelling er unngått og hvor problemet med slitasje er vesentlig redusert.

I henhold til oppfinnelsen er utstyret karakterisert ved at pumpen som i og for seg kjent utgjøres av en hvirvelstrømspumpe, idet pumpens utløp utgjøres av en utløpskanal som er forsynt med en avgrening, hvorav den ene gren av utløpskanalen er forbundet med væskeledningen for brenneren, mens den andre gren eller grener er i form av en dyse eller munnstykke som munner ut i tanken og er innrettet for omrøring av suspensjonen i tanken.

I karbonverk verden over som f.eks. produserer karbonlegemer for aluminiumsindustrien er det et stort overskudd av karbonstøv. Dette er vanligvis karbonstøv med en partikkelstørrelse som er mindre enn 100 m. Slikt karbonstøv blir i dag lagt på deponi og representerer et tap for virksomheten som "produserer" støvet. Med forbrenningsutstyret i henhold til foreliggende oppfinnelse kan karbonstøvet forbrennes ved å blande det f.eks. i spillolje. Forsøk har vist at det er mulig å blande opptil 50% (vekt) koksstøv i oljen, og med en energimengde tilsvarende 36000 kJ/kg (10 kWh/kg) utgjør anvendelse av karbonstøv til forbrenning en vesentlig besparelse i energiutgifter årlig. Dessuten vil anvendelse av karbonstøv til forbrenning også kunne minimere deponering av slikt materiale med de miljømessige gevinster og reduksjon av avfallsdeponi dette medfører.

Oppfinnelsen skal i det etterfølgende beskrives nærmere ved hjelp av eksempel og under henvisning til vedføyde tegning hvor:

Fig. 1 viser en prinsippskisse av utstyret i følge oppfinnelsen, og

Fig. 2 viser i forstørret målestokk en hvirvelstrømspumpe som vist i Fig. 1.

Nærmere bestemt viser Fig. 1 en isolert tank 1 som er innrettet til å romme en suspensjon av en brennbar væske iblandet karbonpartikler. Inne i tanken er det anordnet en hvirvelstrømspumpe 9 som drives via en aksling 8 av en motor 2 på oversiden av tanken. Pumpen 9, som er nærmere vist i Fig. 2, er ved utløpet forsynt med en forgrening hvorav den ene gren 13 er forbundet med en brenner 6 via en væskeledning 3, mens en andre gren, eller eventuelt to eller flere grener, 14 er utformet som et munnstykke eller dyse som er åpen mot omgivelsene inne i tanken. Pumpen er således dels innrettet til å forsyne brenneren 6 med suspensjon fra tanken og dels sirkulere suspensjonen i tanken via dysen eller dysene 14 for å opprettholde suspensjonen av væske og partikler i tanken. Væskenivået i tanken overvåkes av en nivåvakt 7 som ikke er nærmere vist i Fig. 1.

Tanken er ellers forsynt med et eller flere varmeelement 10 for om nødvendig å varme opp innholdet i tanken dersom tanken inneholder en seigtflytende, temperaturavhengig væske, samt en avsugsledning 5 for å suge av eventuelle fordampede bestanddeler fra tanken.

Selve hvirvelstrømspumpen 9 med festeanordning og motor 2 er vist i større målestokk i

Fig. 2.

Den består av et pumpehus 15 med en innvendig, via akslingen 8 drevet hvirvelstrømsrotor 16 og kan fortrinnsvis være av fabrikat EGGER.

Pumpehuset og dermed pumpen er fastholdt til et akselhus 17 via en flensforbindelse 19. Akselhuset har som oppgave foruten å fastholde pumpen, å beskytte akslingen 8 og dens lagre 20,21, samt pumpens lager 22 mot den omgivende væsken (suspensjonen) i tanken. Lagrene 21,22 på sin side er for øvrig trykksmurte via trykkoljeledninger 23 som forsyner olje fra et oljeforråd eller en pumpe 24 som blir drevet via en removerføring 26 av akslingen 8.

Akselhuset 17 er ved sin øvre ende festet til en avtagbar luke eller deksel 25 slik at pumpen med akselhus og drivmotor lett kan taes ut ved reparasjoner eller ved utskifting.

Akslingen drives i det her viste tilfelle av motoren 2 via en direktekobling 17. Men akslingen kan også være koblet til motoren via en removerføring eller være drevet via en tannhjuls-overføring.

Claims (1)

1. Utstyr for forbrenning av en suspensjon av en brennbar væske og brennbart faststoff i partikkelform, f.eks. karbonpartikler, omfattende en tank (1), en brennerenhet (6) og en væskeledning (3) som er forbundet med brennerenheten (6) og som strekker seg inn i tanken og er koblet til et pumpesystem (9),

karakterisert ved

at pumpen (9) som i og for seg kjent utgjøres av en hvirvelstrømspumpe, idet pumpens utløp utgjøres av en utløpskanal som er forsynt med en avgrening (12), hvorav den ene gren (13) av utløpskanalen er forbundet med væskeledningen (3), mens den andre gren eller grener (14) er i form av en dyse eller munnstykke som munner ut i tanken og er innrettet for omrøring av suspensjonen i tanken.