PL159868B1

PL159868B1 - Sposób spalania stalego paliwa PL PL

Info

Publication number: PL159868B1
Application number: PL1987267476A
Authority: PL
Priority date: 1986-08-28
Filing date: 1987-08-28
Publication date: 1993-01-29
Also published as: SE8603625D0; KR880003150A; EP0262105B1; DE3782391D1; KR950013958B1; US4860693A; DD266837A5; SE457905B; ATE81902T1; PL267476A1; ES2036597T3; DE3782391T2; IN170066B; EP0262105A1; SE8603625L

Abstract

1. Sposób spalania stalego paliw a w dwóch zlozach fluidalnych usytuow anych obok siebie, rozdzielonych, lecz m ajacych z soba polaczenie, zgodnie z którym czastki paliwa sa przenoszone z pierwszego zloza do drugiego zloza, a cieplo odzyskuje sie droga wymiany wylacznie z drugiego zloza, znamienny tym, ze gaz spalinowy z pierwszego zloza fluidalnego, w którym spalanie odbywa sie podstechiom etrycznie, kieruje sie poprzez wspólna wolna przestrzen ponad zlozami w dól ku powierzchni drugiego zloza, w którym spalanie odbywa sie z uzyciem duzego nadm iaru pow ietrza, w przeciw pradzie do strum ienia gazów spalinowych z drugiego zloza, skutecznie mieszajac gazy spalinowe z obu zlóz i dostarczajac czastki zawarte w gazie spalinowym z pierwszego zloza do drugiego zloza, przy czym czastki paliwa z pierwszego zloza moga przesy- pywac sie do drugiego zloza. PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sosób spalania stałego paliwa w dwóch złożach fluidalnych usytuowanych obok siebie, rozdzielonych, lecz mających z sobą połączenie, zgodnie z którym cząstki paliwa są przenoszone z pierwszego złoża do drugiego złoża, a ciepło odzyskuje się drogą wymiany wyłącznie z drugiego złoża.

Proces spalania w dwóch złożach połączonych ze sobą ujawniono w US-A-3893426, JP-A-5885004 i JP-A-58-95104. Zgodnie z tym ostatnim opisem cząstki popiołu z pierwszego złoża fluidalnego są przenoszone do drugiego złoża fluidalnego, gdzie ulegają spaleniu.

Celem wynalazku jest umożliwienie spalania paliw o niskiej wartości opałowej, takich jak wilgotne biopaliwa, w kotle do stopniowego spalania o znanej konstrukcji. W takim znanym kotle paliwo jest dostarczane do złóż od góry, popiół jest recyrkulowany, a spalanie w przestrzeni nad złożami odbywa się pod ciśnieniem niższym od atmosferycznego. Tak więc sposób według wynalazku nie wymaga zmian konstrukcyjnych kotłów.

Cechą sposobu wynalazku, jest to, że gaz spalinowy z pierwszego złoża fluidalnego, w którym spalanie odbywa się podstechiometrycznie, kieruje się poprzez wspólną wolną przestrzeń ponad

159 868 złożami w dół ku powierzchni drugiego złoża, w którym spalanie odbywa się z użyciem dużego nadmiaru powietrza, w przeciwprądzie do strumienia gazów spalinowych z drugiego złoża skutecznie mieszając gazy spalinowe z obu złóż i dostarczając cząstki zawarte w gazie spalinowym z pierwszego złoża do drugiego złoża, przy czym cząstki paliwa z pierwszego złoża mogą przesypywać się do drugiego złoża.

Dzięki zastosowaniu we wspólnej wolnej przestrzeni nad obu złożami elementów kierujących gazy spalinowe z pierwszego złoża w dół, ku powierzchni drugiego złoża, uzyskano w sposobie według wynalazku nieoczekiwne korzystne efekty.

W celu bliższego wyjaśnienia sposobu według wynalazku zostanie on omówiony w odniesieniu do rysunku, który przedstawia pionowy przekrój kotła do stopniowego spalania.

W obudowie 10 kotła znajdują się położone obok siebie dwa złoża, pierwsze złoże 11 i drugie złoże 12, mające wspólną wolną przestrzeń nad złożami. Usytuowane równolegle złoża są utworzone z materiału złożonego z cząstek, zasadniczo z popiołu, piasku i/lub adsorbentu siarki, takiego jak wapno lub dolomit. Złoża podtrzymywane są półkami odpowiednio 13 i 14, zawierającymi dużą liczbę dysz znanej konstrukcji, równomiernie rozmieszczonych na całej powierzchni półek. Dyszami tymi dostarcza się za pośrednictwem rozgałęźnych rur odpowiednio 15 i 16 (umieszczonych pod półkami) płyn gazowy fluidyzujący oba złoża, to jest powietrze lub powietrze zmieszane z gazem spalinowym. Drugie złoże 12 może być głębsze niż pierwsze złoże 11, tak jak w kotle pokazanym na rysunku, gdyż zawiera ono jeden lub większą liczbę wymienników ciepła 17 (zestawów rur lub wężownic) do wytwarzania pary wodnej lub gorącej wody. Połączenie między dwoma złożami zapewniają przesyp 18 ze złoża 11 do złoża 12 i przewód 19 wyposażony w urządzenie przenoszące, takie jak iniektor pneumatyczny 19a, umożliwiający kontrolowany przepływ materiału złoża ze złoża 12 do złoża 11.

Wlotem 20 z zamknięciem 21 dostarczane jest paliwo, adsorbent siarki i poddany klasyfikacji popiół, zasilające od góry złoże 11. Adsorbent siarki można następnie dodawać do paliwa poza kotłem. Zamiast dostarczania paliwa do złoża od góry, można wtryskiwać paliwo do samego złoża, to jest od dołu, poprzez jeden lub większą liczbę przewodów uchodzących do złoża. W wolnej przestrzeni ponad dwoma złożami znajduje się pewna liczba chłodzonych lub niechłodzonych, izolowanych deflektorów 22, kierujących gaz spalinowy z pierwszego złoża 11 ku gazowi spalinowemu z drugiego złoża 12. Gazy spalinowe są odprowadzane z przestrzeni nad złożami i kierowane poziomo przez kanał 23, wyposażony w urządzenia 24 do dostarczania powietrza spalającego, które uzupełnia powietrze przepływające przez sfluidyzowane złoża. Kanał 23 łączy się poprzez separator 25 pyłów z wylotem 26 gazów, który może być połączony z usytuowanym obok, na zewnątrz, kotłem ogrzewanym spalinami. W celu uniknięcia osiągania przez gazy spalinowe zbyt wysokiej temperatury wewnątrz obudowy kotła u jej szczytu, w tej części kotła należy umieścić powierzchnie chłodzące, realizując to w znany sposób. Pył z separatora 25 zbierany jest w zasobniku 27, skąd za pośrednictwem przenośnika 28 zawraca się go wlotem 20 do złoża 11. Powinno się także stosować urządzenia odprowadzające nadmiar pyłu (nie pokazano ich na rysunku). Alternatywnie, pył z zasobnika 25może spływać grawitacyjnie przewodem bezpośrednio do złoża 11.

Gdy sposób według wynalazku realizuje się w opisanym wyżej kotle, proces spalania można zapoczątkować stosując jeden lub większą liczbę umieszczonych w przestrzeni nad złożami palników, zasilanych gazem, olejem lub miałem, skierowanych ku złozu 11. Złoże to nie jest „chłodzone, gdyż nie ma w nim wymienników ciepła (rurek lub wężownic). Podczas rozpalania kotła stosuje się nadmiar powietrza. Gdy rozpalenie już nastąpi, fazę ciągłą procesu realizuje się prowadząc w złożu 11 spalanie podstechiometryczne. Powietrze pierwotne dostarczane jest poprzez półkę 13 z rozgałęźnej rury 15 z prędkością około 3m/sekundę. Gaz spalinowy można mieszać z powietrzem dostarczonym przez rurę 15 w odpowiedniej proporcji tak, by osiągnąć spalanie podstechiometryczne. Temperaturę złoża 11 (chłodzenie złoża 11) kontroluje się częściowo regulując ilość doprowadzanego paliwa i/lub poiwetrza/gazu spalinowego, a częściowo zmieniając ilość materiału dostarczanego do złoża 11 ze złoża 12 przewodem 19. Materiał jest dostarczany do złoża 12 częściowo ze złoza 11 przesypem 18, a częściowo w postaci pyłu i odprysków spadających po oddzielaniu się od gazu spalinowego ze złoża 11, gdy gaz ten jest kierowany ku gazowi ze złoża 12. Do złoza 12 dostarcza się powietrze wtórne poprzez półkę 14 z rozgałęźnej rury 16, przy czym w złożu 12 prowadzi się spalanie z użyciem dużego nadmiaru powietrza, dostarczając powietrze

159 868 wtórne z prędkością około 1,5 m/sekundę. Stosowanie tak niskiej prędkości powietrza w złożu 12 jest korzystne, gdyż unika się erozji wymienników ciepła 17. Gaz spalinowy ze złoża 12 jest znacznie bogatszy w tlen niż gaz spalinowy ze złoża 1J. Podwyższając lub obniżając poziom złoża lub kontrolując recyrkulację ze złoza 12 do złoża 11, możliwe jest odpowienio zwiększenie lub zmniejszenie ilości materiału ze złoża 11 (bogatszego w paliwo) przeprowadzanego do złoża 12 (uboższego w paliwo) i vice versa. Innymi słowy, możliwe jest dezaktywowanie złoża 12 w większym lub mniejszym stopniu, a jednocześnie ustalanie pewnego poziomu chłodzenia złoża 11, przy czym taką kontrolę prowadzi się w zależności od typu użytego paliwa. Sposób według wynalazku pozwala zatem na prowadzenie spalania paliw różnych typów w kotłach jednakowej konstrukcji. Pobór ciepła przez wymienniki 17 w złożu 12 można regulować częściowo przez kontrolę temperatury tego złoża, a częściowo przez kontrolę poziomu złoża w stosunku do wymienników 17.

W związku z tym, że spalanie w złożu 11 odbywa się podstechiometrycznie, odsiarczanie za pomocą adsorbentu siarki jest w tym złożu mniej skuteczne, jednak zaletą tak prowadzonego procesu jest niska zawartość tlenków azotu w gazie spalinowym ze złoża 11, a w nim głównie zachodzi spalanie paliwa. Ze względu na przenoszenie pyłu z gazu spalinowego ze złoża 11 do złoża 12, w którym spalanie zachodzi z użyciem dużego nadmiaru powietrza, skuteczne odsiarczenie dokonuje się w złożu 12. Jednakże w razie potrzeby odsiarczanie można zintensyfikować, pogłębiając złoże 11 i różnicując ilość dostarczanego powietrza, to znaczy wprowadzając mniejszą ilość powietrza do dalszej części złoża i większą ilość powietrza do górnej części złoża.

Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 10 000 zł

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób spalania stałego paliwa w dwóch złożach fluidalnych usytuowanych obok siebie, rozdzielonych, lecz mających z sobą połączenie, zgodnie z którym cząstki paliwa są przenoszone z pierwszego złoża do drugiego złoża, a ciepło odzyskuje się drogą wymiany wyłącznie z drugiego złoża, znamienny tym, że gaz spalinowy z pierwszego złoża fluidalnego, w którym spalanie odbywa się podstechiometrycznie, kieruje się poprzez wspólną wolną przestrzeń ponad złożami w dół ku powierzchni drugiego złoża, w którym spalanie odbywa się z użyciem dużego nadmiaru powietrza, w przeciwprądzie do strumienia gazów spalinowych z drugiego złoża, skutecznie mieszając gazy spalinowe z obu złóż i dostarczając cząstki zawarte w gazie spalinowym z pierwszego złoża do drugiego złoża, przy czym cząstki paliwa z pierwszego złoża mogą przesypywać się do drugiego złoża.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że złożony z cząstek materiał transportuje się z drugiego złoża do pierwszego złoża u dna tych złóż.
3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że chłodzenie pierwszego złoża zmienia się regulując przepływ złożonego z cząstek materiału między złożami.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że pył oddzielony z gazu spalinowego z obu złóż zawraca się do pierwszego złoża.
5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w pierwszym złożu stosuje się znacznie wyższą prędkość przepływu powietrza niż w drugim złożu.
6. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że ilość ciepła odzyskiwanego w drugim złożu reguluje się przez zmianę poziomu tego złoża w stosunku do wymiennika ciepła.
7. Sposób według zastrz. 1 albo 6, znamienny tym, że ilość ciepła odzyskiwanego w drugim złożu reguluje się przez zmianę temperatury w tym złożu.
8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że paliwo dostarcza się do pierwszego złoża od gtóry.
9. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że do pierwszego złoża dostarcza się paliwo zmieszane z gazem spalinowym.
10. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że powietrze dostarcza się na różnych wyso kościach pierwszego złoża, przy czym większy przepływ powietrza stosuje się u góry złoża, a mniejszy przepływ powietrza stosuje się u dołu tego złoża.