PL167557B1 - U klad do nagrzewania bebna wytlewnego PL PL - Google Patents

Abstract

1. Uklad do nagrzew ania bebna wytlewnego, w szczególnosci bebna stosow anego w technologii wytlewania-wypalania, który w raz z wymiennikiem ciepla jest umieszczony w obiegu gazu opalowego oraz jest polaczony z przew odem doplywowym i przewodem odplywowym gazu opalow ego, przy czym stosowany jest ochladzacz do chlodzenia gazu opalowego, znamienny tym, ze dla sterow ania do- prow adzaniem energii do bebna wytlewnego (1) od przew odu doplywowego (9a) gazu opalowego odp- row adzony jest na pierwszym rozgalezieniu (A) bocznik (11), w którym znajduje sie ochladzacz (12), ze za pierwszym rozgalezieniem (A), patrzac w kierunku przeplywu, um ieszczono w przewodzie doplywowym (9a) i w boczniku (11) po jednym organie sterowniczym (1 5 , 16) i ze za bebnem wyt lewnym (1), patrzac w kierunku przeplywu, bocz- nik (11) polaczony jest z przew odem odplywowym (9b) na drugim rozgalezieniu (B ). PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest układ do nagrzewania bębna wytlewnego, w szczególności bębna stosowanego w technologii wytlewania-wypalania, który wraz z wymiennikiem ciepła jest umieszczony w obiegu gazu opałowego oraz jest połączony z dopływem i odpływem gazu opałowego, przy czym istnieje ochładzacz do obniżania temperatury gazu opałowego.

Z opisu patentowego europejskiego nr 302310 znane jest urządzenie do usuwania odpadków metodą termiczną. Opisane tam urządzenie ma bęben wytlewny określony jako „reaktor pirolizowy“. Tego rodzaju urządzenie znane jest też z opisu patentowego RFN nr DE-A-38 15 187, zgodnie z którym do nagrzewania bębna wytlewnego doprowadza się ten gaz opałowy, który przepływa rurkami przez ten bęben i oddaje swoją energię cieplną do wytlewnego materiału. W obiegu gazu opałowego znajduje się wymiennik ciepła, gdzie doprowadza się do tego gazu energię cieplną. W instalacji wytlewania-wypalania wymiennik ten może być umieszczony na przykład na komorze spalania, i wtedy gaz opałowy przejmuje energię cieplną od gorących spalin.

To znane urządzenie grzewcze zaprojektowano dla zwykłego zapotrzebowania ciepła w bębnie wytlewnym. Wychodzi się przy tym od wartości opałowej wytlewanego materiału, wynoszącej korzystnie od 6500 kJ/kg do 15000kJ/kg. Czasem materiał taki ma wysoką wartość opałową, znacznie przewyższającą normalnie występującą wielkość. Wówczas do bębna wytlewnego może być przekazywana z gazu opałowego tylko nieznaczna ilość energii cieplnej, lub też bęben może nie pobierać żadnej energii. Dotyczy to zwłaszcza przypadku, gdy bęben wytlewny pracuje z pełnym obciążeniem.

Z opisu patentowego DE-A-38 15 187 wiadomo również, że w obiegu gazu opałowego między wymiennikiem ciepła i bębnem wytlewnym wykorzystuje się dodatkowy wymiennik ciepła w postaci ochładzacza, w którym chłodzi się gaz opałowy. Wymiennik ten regulowany jest po stronie wtórnej, co jest z reguły rozwiązaniem kosztownym. Potrzebne są mianowicie specjalne wymienniki ciepła, w których możliwa jest regulacja po stronie wtórnej. Poza tym gaz opałowy, który już przeszedł przez bęben wytlewny i uległ ochłodzeniu, może być skierowany z powrotem bezpośrednio do strumienia gazu dopływającego do bębna, żeby obniżyć tam temperaturę gazu opałowego.

U podstaw wynalazku leży zadanie opracowania wyżej wspomnianego rodzaju układu do nagrzewania bębna wytlewnego, dzięki któremu można będzie uniknąć przegrzewania gazu opałowego, gdy bęben wytlewny potrzebuje mniej energii cieplnej. Przy tym chodzi o uniknięcie sterowania obiegu wtórnego ochładzacza. Zadanie zaprojektowania układu do nagrzewania bębna wytlewnego rozwiązuje się według pierwszego wykonania wynalazku w ten sposób, że dla sterowania doprowadzeniem energii do bębna wytlewnego od dopływu gazu opałowego odprowadza się na pierwszym rozgałęzieniu bocznik, w którym znajduje się ochładzacz, że w kierunku przepływu za pierwszym rozgałęzieniem umieszczono w przewodzie dopływowym gazu opałowego i w boczniku po jednym organie regulacyjnym, i że w kierunku przepływu za bębnem wytlewnym połączono na drugim rozgałęzieniu bocznik z odpływem gazu opałowego.

Dzięki temu układowi istnieje alternatywna możliwość doprowadzania całej ilości gazu opałowego wprost do bębna wytlewnego lub też prowadzenia tego gazu przez bocznik omijający ten bęben. Poza tym dzięki organom sterowniczym można przeprowadzać przez bocznik dowolnie duży strumień częściowy gazu opałowego, podczas gdy reszta tego gazu dostaje się do bębna wytlewnego. Korzyść uzyskiwana dzięki temu polega na tym, że do bębna wytlewnego doprowadza się zredukowaną ilość gazu opałowego, gdy w bębnie tym potrzeba mniej energii cieplnej. Przechodzący przez bocznik strumień częściowy gazu opałowego jest ochładzany w ochładzaczu. Jest to konieczne po to, aby w przewodzie odpływowym gazu opałowego nie panowała zbyt wysoka temperatura, która mogłaby stanowić zagrożenie dla obiegu gazu opałowego.

Zadanie zaprojektowania układu do nagrzewania bębna wytlewnego według drugiego wykonania wynalazku rozwiązuje się w ten sposób, że dla sterowania doprowadzaniem energii do bębna wytlewnego od dopływu gazu opałowego odprowadza się na pierwszym rozgałęzieniu przewód doprowadzający do ochładzacza, i że w kierunku przepływu za pierwszym rozgałęzieniem umieszczono w dopływie gazu opałowego i we wspomnianym przewodzie doprowadzającym organy sterownicze, i że z ochładzacza jest wyprowadzony przewód odprowadzający, który jest połączony

167 557 z dopływem gazu opałowego w kierunku przepływu za umieszczonym tam organem sterowniczym na czwartym rozgałęzieniu, i że przed tym czwartym rozgałęzieniem umieszczono w przewodzie odprowadzającym następny organ sterowniczy.

Dzięki temu układowi istnieje możliwość bezpośredniego doprowadzania całego gazu opałowego do bębna wytlewnego, albo też doprowadzania całego tego gazu do bębna przez ochładzacz. Organy sterownicze dają też możliwość doprowadzania dowolnego strumienia częściowego gazu opałowego wprost do bębna wytlewnego, przy czym reszta strumienia gazu doprowadzana jest do bębna przez ochładzacz. W tym przypadku zawsze cały gaz opałowy dostaje się do bębna wytlewnego, przy czym następuje uprzednio całkowite lub częściowe chłodzenie w ochładzaczu. Do bębna można więc doprowadzać ochłodzony, mniej gorący gaz opałowy, gdy bęben ten potrzebuje mniej energii cieplnej. Temperatura gazu opałowego w bębnie wytlewnym może być sterowana według wynalazku.

Na przykład przewidziano, że w kierunku przepływu za ochładzaczem na trzecim rozgałęzieniu jest odprowadzony przewód odprowadzający od bocznika, który poprzez organ sterowniczy łączy się z dopływem gazu opałowego w kierunku przepływu za umieszczonym tam organem sterowniczym na czwartym rozgałęzieniu, i że w kierunku przepływu za trzecim rozgałęzieniem umieszczono w boczniku organ sterowniczy.

Dzięki kombinacji obu wspomnianych wyżej układów istnieje możliwość prowadzenia częściowego strumienia gazu opałowego przez ochładzacz i bocznik z ominięciem bębna wytlewnego, podczas gdy pozostały gaz opałowy, przepływający również początkowo przez ochładzacz, dopływa jednak następnie do bębna wytlewnego. Poza tym jest możliwość rozdzielenia gazu opałowego na trzy strumienie częściowe, z których pierwszy strumień przechodzi przez ochładzacz i bocznik, drugi dostaje się do bębna wytlewnego przez ochładzacz, a trzeci trafia bezpośrednio do bębna.

Za pomocą wspomnianego układu można realizować oddzielnie lub w sposób kombinowany regulację ilości gazu opałowego dochodzącego do bębna oraz regulację temperatury tego gazu w bębnie wytlewnym. Dzięki temu można usprawnić sterowanie doprowadzaniem energii do bębna wytlewnego. W korzystnym wykonaniu w przewodzie odprowadzającym ochładzacza umieszczono dmuchawę, co umożliwia zwiększenie prędkości przepływu w tym przewodzie.

Ochładzaczem jest dodatkowy wymiennik ciepła lub wytwornica pary. Budowa wytwornicy pary' jest ogólnie znana. Może ona pracować alternatywnie w obiegu wymuszonym z pompą albo w obiegu naturalnym bez pompy.

Korzystnie ochładzaczem jest dodatkowy wymiennik ciepła lub wytwornica pary, która po stronic wtórnej połączona jest z układem parownikowym utylizacyjnej wytwornicy pary. Ta ostatnia może istnieć w instalacji wytlewania-wypalania. Czynnik wtórny wytwornicy pary, który przejmuje ciepło, przechodzi przy tym przez utylizacyjną wytwornicę pary. Czynnikiem tym jest najczęściej woda, która dostaje się w postaci pary do utylizacyjnej wytwornicy pary, której zasadniczą częścią składową jest zbiornik napełniony częściowo wodą, skąd para uchodzi. W zbiorniku uzupełnia się ilość wody, której część dostaje się do wytwornicy pary, gdzie ulega odparowaniu. Dzięki wykorzystaniu i tak istniejącej utylizacyjnej wytwornicy pary w obiegu wtórnym dodatkowego wymiennika ciepła lub wytwornicy pary uzyskuje się tę korzyść, że do odprowadzania ciepła z dodatkowego wymiennika ciepła nie są potrzebne dodatkowe urządzenia.

Według innego korzystnego wykonania ochładzaczem jest chłodnica zasilana termoolejem, wodą lub powietrzem jako czynnikiem chłodniczym.

Za pomocą układów do nagrzewania bębna wytlewnego według wynalazku uzyskuje się w szczególności tę korzyść, że można sterować dobrze doprowadzeniem ciepła do tego bębna za pośrednictwem gazu opałowego. Udostępniono do tego celu różne mechanizmy sterownicze. Można sterować ilością gazu opałowego dopływającego do bębna wytlewnego oraz temperaturą tego gazu doprowadzanego do bębna wytlewnego.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym przedstawiono instalację wytlewania-wypalania z urządzeniami do sterowania doprowadzaniem energii do bębna wytlewnego.

Pokazana na rysunku instalacja wytlewania-wypalania obejmuje bęben wytlewny 1 z podajnikiem odpadów 2, zbiornik odprowadzający pozostałości pirolizy 3 i wyciąg gazu wytlewnego 4.

167 557

W bębnie wytlewnym 1 umieszczono rurki grzejne 5 zasilane gazem opałowym. Króciec wyciągowy 4 jest połączony z komorą spalania 6, która ma spust żużla 7, i do której dołączona jest chłodnica spalin 8. Rurki grzejne 5 w bębnie 1 są częścią obiegu gazu opałowego 9, w którym zawarty jest wymiennik ciepła 10, stykający się przeważnie z komorą spalania 6. Energia cieplna dostaje się pizez obieg 9 z gorącej komory spalania 6 do bębna 5 celem podtrzymania procesu wytlewania. W obiegu gazu opałowego 9 znajduje się też sprężarka 22.

Celem umożliwienia nastawiania, sterowania lub regulacji dopływu energii do bębna wytlewnego 1, od przewodu 9a dopływu gazu opałowego do bębna 1 odchodzi na pierwszym rozgałęzieniu A bocznik 11, który na drugim rozgałęzieniu B uchodzi do przewodu odpływowego 9b gazu opałowego z bębna 1. W boczniku 11 umieszczono dodatkowy wymiennik ciepła jako ochładzacz 12. Zamiast tego wymiennika można także przewidzieć wytwornicę pary. Pierwszy odcinek bocznika 11 między rozgałęzieniem A i ochładzaczem 12 służy przy tym jako przewód doprowadzający 21 do ochładzacza 12. Jako ochładzacz 12 można też wykorzystać chłodnicę. Bocznik 11 jest połączony z obiegiem pierwotnym ochładzacza 12, którego obieg wtórny łączy się z utylizacyjną wytwornicą pary 13.

Jeżeli w obiegu wtórnym przewidziano obieg wymuszony, to znajduje się tam pompa cyrkulacyjna 14. Przy naturalnym obiegu w obwodzie wtórnym pompa 14 nie jest potrzebna. Utylizacyjną wytwornicą pary 13 może być wytwornica, która istnieje już w instalacji wytlewania-wypalania i służy do chłodzenia gorących spalin. Wytwornica 13 składa się w zasadzie ze zbiornika napełnionego częściowo wodą. Przez obieg wtórny ochładzacza 12 woda dostaje się z wytwornicy 13 do ochładzacza 12, a para z ochładzacza 12 do wytwornicy 13. Tam odprowadza się nadmiar pary i uzupełnia się ilość wody.

Celem sterowania doprowadzaniem ciepła do bębna wytlewnego 1 umieszczono organy sterownicze 15,16 za pierwszym rozgałęzieniem A w przewodzie dopływowym 9a i w boczniku 11. Dzięki temu gaz opałowy może być doprowadzany w całości do bębna wytlewnego 1, może przepływać w całości przez bocznik 11 lub też może być rozdzielany w dowolnym stosunku na bęben 1 i bocznik 11.

Patrząc w kierunku przepływu, za ochładzaczem 12 na trzecim rozgałęzieniu C odchodzi od bocznika 11 przewód odprowadzający 17, który na czwartym rozgałęzieniu D za organem sterowniczym 15, patrząc w kierunku przepływu, uchodzi do przewodu dopływowego 9a gazu opałowego. Celem sterowania strumieniem gazu opałowego przepływającego przez przewód odprowadzający 17 umieszczono organy sterownicze 18,19 w przewodzie odprowadzającym 17 i w boczniku 11 za trzecim rozgałęzieniem C, patrząc w kierunku przepływu. W przewodzie odprowadzającym 17 może być też umieszczona dmuchawa 20.

Przy zamkniętym organie sterowniczym 18 i otwartym organie sterowniczym 19 reguluje się przepływ gazu opałowego przez rurki grzejne 5 bębna 1 za pomocą organów sterowniczych 15,16.

Przy zamkniętym organie sterowniczym 19 i otwartym organie 18 gaz opałowy może być doprowadzany w całości wprost do bębna wytlewnego lub przez ochładzacz 12, przy czym zależy to od położenia organów sterowniczych 15 i 16. Gaz opałowy może też dopływać do rurek grzejnych 5 z rozdzieleniem w dowolnym stosunku na strumień bezpośredni i strumień przechodzący przez ochładzacz 12. Dzięki temu można sterować temperaturą gazu opałowego dostającego się do rurek grzejnych 5.

Jeżeli zamknięty jest tylko organ sterowniczy 15, to gaz opałowy może być prowadzony częściowo przez bocznik 11 i częściowo, po ochłodzeniu w ochładzaczu 12, przez odprowadzenie 17, może dochodzić do bębna 1.

W razie otwarcie wszystkich organów sterowniczych 15, 16, 18 i 19 gaz opałowy płynący z wymiennika ciepła 10 może być rozdzielany na trzy drogi. Pierwsza część gazu dostaje się bezpośrednio do rurek grzejnych bębna wytlewnego 1. Druga część gazu w stanie ochłodzenia przechodzi do rurek grzejnych 5 przez ochładzacz 12 i przewód odprowadzający 17. Trzecia część gazu przechodzi przez ochładzacz 12 i bocznik 11 i powraca do wymiennika ciepła 10 omijając bęben wytlewny 1. Rozdziałem gazu opałowego na te trzy drogi steruje się za pomocą organów 15,16,18 i 19, którymi mogą być zawory.

Za pomocą opisanego układu można nastawiać, sterować i regulować stosownie do potrzeb doprowadzanie ciepła do bębna wytlewnego 1.

167551

Departament Wydawnictw' UP RP. Nakład 90 egz. Cena 1,50 zł

Claims (11)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Układ do nagrzewania bębna wytlewnego, w szczególności bębna stosowanego w technologii wytlewania-wypalania, który wraz z wymiennikiem ciepła jest umieszczony w obiegu gazu opałowego oraz jest połączony z przewodem dopływowym i przewodem odpływowym gazu opałowego, przy czym stosowany jest ochładzacz do chłodzenia gazu opałowego, znamienny tym, że dla sterowania doprowadzaniem energii do bębna wytlewnego (1) od przewodu dopływowego (9a) gazu opałowego odprowadzony jest na pierwszym rozgałęzieniu (A) bocznik (11), w którym znajduje się ochładzacz (12), że za pierwszym rozgałęzieniem (A), patrząc w kierunku przepływu, umieszczono w przewodzie dopływowym (9a) i w boczniku (11) po jednym organie sterowniczym (15,16) i że za bębnem wytlewnym (1), patrząc w kierunku przepływu, bocznik (11) połączonyjest z przewodem odpływowym (9b) na drugim rozgałęzieniu (B).
2. 2. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że za ochładzaczem (12), patrząc w kierunku przepływu, na trzecim rozgałęzieniu (C) przyłączony jest do bocznika (11) przewód odprowadzający (17), który poprzez organ sterowniczy (18)jest połączony z przewodem dopływowym (9a) gazu opałowego za umieszczonym tam, patrząc w kierunku przepływu, organem sterowniczym (15) na czwartym rozgałęzieniu (D), i że za trzecim rozgałęzieniem (C), patrząc w kierunku przepływu, umieszczony jest w boczniku (11) organ sterowniczy (19).
3. 3. Układ według zastrz. 2, znamienny tym, że w przewodzie odprowadzającym (17) umieszczona jest dmuchawa (20).
4. 4. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że ochładzaczem (12) jest wytwornica pary lub dodatkowy wymiennik ciepła.
5. 5. Układ według zastrz. 4, znamienny tym, że ochładzaczem (12) jest wytwornica pary lub dodatkowy wymiennik ciepła, który po stronie wtórnej jest połączony z przyłączami utylizacyjnej wytwornicy pary (13).
6. 6. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że ochładzacz (12) jest chłodnicą, która jest zasilana termoolejem, wodą lub powietrzem jako czynnikiem chłodniczym.
7. 7. Układ do nagrzewania bębna wytlewnego w szczególności bębna stosowanego w technologii wytlewania-wypalania, który wraz z wymiennikiem ciepła jest umieszczony w obiegu gazu opałowego oraz jest połączony z przewodem dopływowym i przewodem odpływowym gazu opałowego, przy czym stosowany jest ochładzacz do chłodzenia gazu opałowego, znamienny tym, że dla sterowania doprowadzaniem energii do bębna wytlewnego (1) do przewodu dopływowego (9a) gazu opałowego przyłączony jest na pierwszym rozgałęzieniu (A) przewód doprowadzający (21) do ochładzacza (12), że za pierwszym rozgałęzieniem (A), patrząc w kierunku przepływu, umieszczono w przewodzie dopływowym (9a) i w przewodzie doprowadzającym (21) organy sterownicze (15,16), że z ochładzacza (12) jest wyprowadzony przewód odprowadzający (17), który połączony jest z przewodem dopływowym (9a) za umieszczonym tam, patrząc w kierunku przepływu, organem sterowniczym (15) na czwartym rozgałęzieniu (D), i że przed tym czwartym rozgałęzieniem (D) umieszczono w przewodzie odprowadzającym (17) następny organ sterowniczy (18).
8. 8. Układ według zastrz. 7, znamienny tym, że w przewodzie doprowadzającym (17) umieszczona jest dmuchawa (20).
9. 9. Układ według zastrz. 7, znamienny tym, że ochładzaczem (12) jest wytwornica pary lub dodatkowy wymiennik ciepła.
10. 10. Układ według zastrz. 7, znamienny tym, że ochładzaczem (12) jest wytwornica pary łub dodatkowy wymiennik ciepła, który po stronie wtórnej jest połączony z przyłączami utylizacyjnej wytwornicy pary (13).
11. 11. Układ według zastrz. 7, znamienny tym, że ochładzacz (12) jest chłodnicą, która jest zasilana termoolejem, wodą lub powietrzem jako czynnikiem chłodniczym.

    167 557