PL180167B1 - Palenisko wirowe o malej emisji PL - Google Patents

Abstract

1. Palenisko wirowe o malej emisji, majace komore spalania zaopatrzona w co najmniej jeden palnik, zamocowany na scianie komory spalania i pochylony w dól oraz zimny lej w ksztalcie grania- stoslupa z wylotem szczelinowym ograniczonym po- chylymi scianami dolnej czesci komory spalania, a ponadto majace urzadzenie do doprowadzania dmu- chu dolnego, umieszczone pod wylotem zimnego leja, znamienne tym, ze palnik (2) posiada co najmniej dwa kanaly (2a, 2b) doprowadzajace mieszanke paliwowo- -powietrzna, polozone jeden nad drugim, przy czym kat ( ß ) utworzony pomiedzy podluzna osia (y) kazdego kanalu (2b) polozonego nizej a rzutem tej osi (y) na odpowiednia sciane komory spalania (1) jest mniejszy niz analogiczny kat ( a) dla kanalu (2a) polozonego wyzej, zas kanal (2b) polozony nizej jest polaczony ze zródlem mieszanki paliwowo-powietrznej bogat- szej w paliwo niz kanal (2a) polozony wyzej PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest palenisko wirowe o małej emisji. Znajduje ono zastosowanie w szczególności do spalania paliwa organicznego, zwłaszcza mającego postać miału.

Przy konstruowaniu palenisk szczególną wagę przywiązuje się do problemu zupełności spalania paliwa, ponieważ jest to jeden z decydujących czynników wpływających na ich charakterystyki ekonomiczne i ekologiczne. Jest znane, że zwiększenie zupełności spalania paliwa może być osiągnięte przez staranniejsze wymieszanie paliwa z powietrzem i podwyższenie temperatury spalania. Jednak podwyższenie temperatury w strefie spalania prowadzi do zwiększenia emisji tlenków azotu, wskutek tworzenia się tzw „termicznych” tlenków azotu, związanych z utlenianiem azotu powietrza. Ponadto, podwyższenie temperatury w strefie spalania powoduje zazużlenie ekranów komory paleniskowej.

Natomiast obniżenie temperatury w strefie spalania poprzez recyrkulację produktów spalania, stosowanie pogrubionego miału paliwowego itp. prowadzi do pogorszenia charakterystyki ekonomicznej, wskutek znacznego spadku szybkości reakcji spalania i wzrostu niezupełności spalania.

Wymóg zapewnienia zupełności spalania paliwa warunkuje ilość doprowadzanego do paleniska tlenu (powietrza). Dla spalania określonej ilości paliwa niezbędnajest bowiem dokładnie określona ilość tlenu. W przypadku niedostatku tlenu ma miejsce niezupełne spalanie paliwa z tworzeniem się tlenku węgla, będącego substancją szkodliwą dla środowiska. Jednakże znaczne zwiększenie ilości doprowadzanego powietrza (tlenu) również nie jest wskazane, gdyż wówczas zwiększa się emisja do atmosfery nadmiaru powietrza (tlenu) nagrzanego w palenisku i nie uczestniczącego w reakcji z paliwem, co pogarsza charakterystykę ekonomiczną paleniska i całego zespołu kotłowego.

W większości znanych palenisk na paliwo stałe współczynnik nadmiaru powietrza wynosi około 1,2, ponieważ taka jego wartość jest optymalna z ekonomicznego punktu widzenia. Jednak, jak przedstawiono w pracy I. J. Sigałapt. „Zaszczita wozdusznogo bassejnapri sżiganijitopliwa” wyd. II, „Nedra”, Leningrad 1988 r., właśnie przy takim nadmiarze powietrza (tlenu) ma miejsce maksymalna emisja tlenków azotu, powstających z utleniania azotu zawartego w paliwie. Paliwowe tlenki azotu tworzą się w początkowym odcinku płomienia, gdzie z paliwa wydzielają się lotne składniki (produkty jego rozkładu termicznego).

180 167

Jest znany pogląd, że zmniejszenie stężenia tlenków azotu w produktach spalania można uzyskać gdy w płomieniu znajdują się trzy podstawowe strefy: strefa zapłonu i aktywnego spalania się, strefa redukcji i strefa utleniania (dopalania).

Strefa zapłonu i aktywnego spalania się znajduje się zazwyczaj w pobliżu palników. W tej strefie zapala się i spala się większa część paliwa. Strefa redukcji może znajdować się w dowolnej części komory paleniskowej i charakteryzuje się niedostatkiem tlenu. Wskutek tego podczas reakcji paliwa z utleniaczem (tlenem) w tej strefie tworzą się produkty niezupełnego spalania (np. tlenek węgla), które reagując z innymi tlenkami (w tym także z tlenkiem azotu), zabierająim tlen i redukująje do azotu cząsteczkowego. Strefa utleniania może znajdować się w dowolnej części paleniska, gdzie jest nadmiar tlenu. W tej strefie następuje dalsze utlenianie produktów niezupełnego spalania paliwa (np. szkodliwego tlenku węgla do względnie bezpiecznego dwutlenku węgla), dochodzących z pozostałych stref.

Z książki G. N. Lewita pt. „Pyleprigotowlenije na teplowych elektrostancijach”, wyd. „Energoatomizdat”, Moskwa 1991 r., str. 132, rys. 7.2, jest znane palenisko posiadające pionową komorę spalania, na której ścianach są zainstalowane palniki doprowadzające mieszankę paliwowo-powietrzną Palniki te są zainstalowane w kilku poziomach. Palniki każdego poziomu są połączone pyłociągami z urządzeniami do przygotowywania paliwa (młynami), przy czym palniki każdego poziomu sąpołączone z osobnym młynem zapewniającym regulowanie zależności paliwo-powietrzne.

Podczas działania paleniska tego typu, mieszanka paliwowo-powietrzna jest doprowadzana przez wszystkie lub przez część palników. Zależność paliwo-powietrze jest ustalana tak, że do palników górnego poziomu doprowadza się powietrze z nadwyżką, natomiast do palników dolnego poziomu z niedostatkiem, przy czym przeciętna wartość współczynnika nadmiaru powietrza dla paleniska wynosi 1,2, która to wartość jest, jak podano wyżej, najwłaściwsza z ekonomicznego punktu widzenia. Główna część paliwa spala się w strefie zapłonu i aktywnego spalania się, w pobliżu palników w środkowej części komory spalania. Produkty spalania unoszą się w górę i dopalają się w strefie dopalania, w warunkach nadmiaru powietrza doprowadzanego przez palniki górnego poziomu, a następnie odprowadza się je poza komorę spalania. Dzięki rozmieszczeniu palników w kilku różnych poziomach udaje się nieco rozciągnąć w pionie strefę spalania, a więc zwiększyć czas przebywania cząstek paliwa w tej strefie, i w ten sposób zapewnić pełniejsze spalanie paliwa. Ponadto, rozszerzenie strefy spalania prowadzi do wyrównania w niej pól temperaturowych i do pewnej obniżki maksymalnej temperatury spalania się. Dzięki temu zapobiega się osadzaniu się żużla na powierzchni paleniska i powstawaniu „termicznych” tlenków azotu, związanych utlenianiem azotu powietrza przy wysokiej temperaturze.

W tym palenisku, przy wspomnianym wyżej rozmieszczeniu palników, można osiągnąć pewną optymalizację rozmieszczenia stref spalania i ich rozmiarów. Mianowicie, zwiększa się wielkość strefy redukcji w przestrzeni paleniska, i w ten sposób zwiększa się czas reakcji produktów niezupełnego spalania ze związkami azotu, prowadzącej, jak wspomniano wyżej, do redukcji tlenków azotu. Zapewnia się to przez regulowanie zależności paliwo-powietrze w różnych poziomach palników tak, że do palników dolnego poziomu doprowadza się niewystarczającą ilość powietrza, co warunkuje powstanie strefy redukcji, natomiast do palników górnego poziomu doprowadza się nadmiar powietrza, dzięki czemu powstaje strefa dopalania produktów niezupełnego spalania. Dzięki małej rozciągłości strefy dopalania stopień utlenienia azotu jest nieznaczny.

Jak wspomniano wyżej, w tym palenisku nieco obniża się temperatura w strefie spalania. Prowadzi to do znacznego zmniejszenia szybkości spalania, a więc do zmniejszenia wydajności paleniska. Ponadto, względnie małe rozmiary strefy dopalania w tym palenisku nie zapewniają zupełności spalania paliwa, przy wspomnianym obniżeniu szybkości spalania się, dzięki czemu pogarsza się charakterystyka ekonomiczna paleniska.

Dla utrzymania odpowiednich ekonomicznych rezultatów pracy paleniska, przy wspomnianym obniżeniu szybkości spalania się paliwa, można zmniejszyć rozmiary cząstek paliwa,

180 167 ale wówczas znów wzrasta maksymalna temperatura spalania, co prowadzi do zwiększenia ilości tlenków azotu i do zwiększenia ryzyka ożużlowania powierzchni paleniska.

Zmniejszenie szybkości spalania paliwa, przy zachowaniu względnie niskich maksymalnych temperatur palenia się, może być zrekompensowane także w inny sposób: poprzez zwiększenie czasu przebywania cząstek w strefach aktywnego spalania się i redukcji. Osiąga się to w paleniskach wirowych.

Ze świadectwa autorskiego ZSRR nr 483 559 jest znane palenisko wirowe, mające komorę spalania z palnikiem zamocowanym na jej ścianie. Pochyłe ściany dolnej części komory spalania tworzą zimny lej w kształcie graniastosłupa z wylotem szczelinowym. Pod wylotem zimnego leja znajduje się urządzenie do doprowadzania dmuchu dolnego wykonane, na przykład, jako dysza powietrzna.

Podczas spalania w tym palenisku przez palnik doprowadza się mieszankę paliwowo-powietrzną natomiast od dołu, poprzez wylot szczelinowy, za pomocą urządzenia do doprowadzania dmuchu dolnego, doprowadza się powietrze. W wyniku współdziałania dwu skierowanych naprzeciw sobie strumieni w całej przestrzeni dolnej części paleniska powstaje strefa wirowa, natomiast w jej górnej części tworzy się strefa współprądowa. W pobliżu palników i w strefie współprądowej spalają się drobne cząstki paliwa, natomiast średnie i większe cząstki odseparowują się do strefy wirowej. W strefie wirowej cząstki te spalają się w toku wielokrotnej cyrkulacji. Po wypaleniu się do określonych rozmiarów cząstki te wydostają się poza strefę wirową i dopalają się w górnej, współprądowej części płomienia. Intensywna cyrkulacja mieszanki powietrza, paliwa i produktów spalania wewnątrz paleniska powoduje istotne obniżenie i wyrównanie temperatur w całej objętości strefy wirowej. Dla zapobieżenia spalaniu głównej części masy paliwa w pobliżu palników i optymalnego wykorzystania zalet palenisk wirowych, stosuje się różne chwyty: wykorzystuje się paliwo o pogrubionym składzie frakcyjnym ze względnie niewielką zawartością drobnych cząstek, pochyla się ku dołowi palniki i zwiększa się szybkość przepływu powietrza w nich aby poprawić separację cząstek paliwa do strefy wirowej. Zmniejszona szybkość spalania się paliwa, spowodowana obniżką maksymalnych temperatur spalania i pogrubieniem składu frakcyjnego paliwa, jest rekompensowana przedłużeniem czasu przebywania paliwa w strefie niskich temperatur, czyli w strefie wirowej. Znaczna część strefy wirowej stanowi jednocześnie strefę redukcji, którą cechuje niedotlenienie. Umożliwia to zmniejszenie emisji tlenków azotu na drodze redukcji.

Próby eksploatacyjne kotła z takim paleniskiem potwierdziły istotne obniżenie temperatury i znaczne zmniej szenie stężenia tlenków azotu w odprowadzanych gazach. Jednak w takim palenisku główna część palącego się paliwa cyrkuluje w strefie wirowej, natomiast w strefie współprądowej, gdzie jest nadwyżka tlenu i która pełni rolę dopalacza, wobec małej ilości palącego się paliwa temperatura okazuje się być jeszcze niższa niż w strefie wirowej. W związku z tym cząstki paliwa wydostające się ze strefy wirowej w znacznym stopniu nie zdążają wypalić się we współprądowej strefie płomienia. Straty spowodowane mechanicznąniezupełnością spalania się paliwa w takim palenisku zwykle przekraczają wskaźniki normatywne, dlatego rezultaty ekonomiczne zazwyczaj są względnie niewysokie.

Celem wynalazkujest opracowanie paleniska wirowego, w którym zachodziłaby wielokrotna cyrkulacja cząstek paliwa w niskotemperaturowej strefie redukcji i jednocześnie zachodziłoby dopalanie cząstek paliwa o dużym stopniu rozproszenia, wydostających się ze strefy wirowej, zachodzące w strefie wysokotemperaturowej, wzbogaconej w tlen. Zapewniłoby to zmniejszenie emisji tlenków azotu i poprawę rezultatów ekonomicznych.

Palenisko wirowe o małej emisji, mające komorę spalania zaopatrzonąw co najmniej jeden palnik, zamocowany na ścianie komory spalania i pochylony w dół, oraz zimny lej w kształcie graniastosłupa z wylotem szczelinowym ograniczonym pochyłymi ścianami dolnej części komory spalania, a ponadto mające urządzenie do doprowadzania dmuchu dolnego, umieszczone pod wylotem zimnego leja, według wynalazku charakteryzuje się tym, ze palnik posiada co najmniej dwa kanały doprowadzające mieszankę paliwo wo-powietrzną, położone jeden nad drugim, przy czym kąt utworzony pomiędzy podłużną osią każdego kanału położonego niżej a rzutem tej osi

180 167 na odpowiednią ścianę komory spalaniajest mniejszy niż analogiczny kąt dla kanału położonego wyżej, zaś każdy kanał położony niżej jest połączony ze źródłem mieszanki paliwowo-powietrznej bogatszej w paliwo niż kanał położony wyżej.

Korzystnie, kanały są połączone z urządzeniem do doprowadzania, do każdego kanału, paliwa o ustalonym składzie frakcyjnym.

Podczas działania paleniska według wynalazku przez kanały palnika doprowadza się mieszankę paliwowo-powietrzną, zaś od dołu, wzdłuż całej długości wylotu zimnego leja, doprowadza się powietrze przez urządzenie do doprowadzania dmuchu dolnego. Ponieważ każdy kanał położony niżej jest połączony ze źródłem mieszanki paliwowo-powietrznej bogatszej w paliwo niż kanał położony wyżej, w górnej części komory spalania istnieje nadmiar tlenu przy wystarczająco dużym stopniu załadowania tej strefy cząstkami paliwa, doprowadzanymi przez położony wyżej kanał. W ten sposób zapewnia się względnie wysoką temperaturę palenia się, przy nadwyżce tlenu w tej strefie, a zatem odpowiednio skuteczne dopalanie paliwa. Załadowanie środkowej części paleniska dokonuje się przez kanał położony niżej, przy niewystarczającej ilości tlenu.

Skutkiem kolizji strumienia mieszanki paliwowo-powietrznej, dochodzącego przez kanał położony niżej i strumienia powietrza dochodzącego z urządzenia do doprowadzania dmuchu dolnego wzdłuż całej długości wylotu zimnego leja, powstaje strefa wirowa, której podstawową część cechuje niewystarczająca ilość tlenu i względnie niewysoka maksymalna temperatura i która spełnia rolę strefy redukcji. Zaś część peryferyjny znajdującą się w pobliżu ścianki, na którą trafia powietrze z dmuchu dolnego, cechuje nadmiar tlenu.

W wyniku wielokrotnej cyrkulacji w strefie wirowej spala się większość średnich cząstek paliwa, przy czym wobec niedostatku tlenu w tej strefie jednocześnie odbywa się proces redukcji tlenków azotu. Większe cząstki paliwa z obu kanałów palnika odseparowują się do dolnej części paleniska, gdzie sąporywane wznoszącym się strumieniem powietrza i znów dostająsię do strefy wirowej w okolice palnika, i tak aż do zupełnego spalenia cząstek paliwa.

Pochylenie kanałów palnika jak w rozwiązaniu według wynalazku, zapewnia rozciągnięcie strefy redukcji w pionie, a więc zapewnia dłuższy czas pobytu palących się cząstek paliwa w strefie niskotemperaturowej i w rezultacie większą zupełność spalania paliwa oraz pełniejszą redukcję tlenków azotu. Jednocześnie pozwala to rozdzielić, wzdłuz osi pionowej, strefy o różnych funkcjach (strefę redukcji i strefę utleniania), co pozwala dokładniej dobrać zależność paliwo-powietrze dla każdego z kanałów, aby zapewnić optymalne warunki funkcjonowania paleniska.

Wskazane jest także aby kanały palnika były połączone z urządzeniem do doprowadzania, do każdego kanału, paliwa o ustalonym składzie frakcyjnym, na przykład z odpylaczem. W takim przypadku do kanału położonego wyżej doprowadza się, przeważnie, paliwo o dużym stopniu rozproszenia, któremu starczy czasu, aby spalić się w pobliżu tego kanału, uzyskując niezbędną wartość temperatury. Natomiast do kanału położonego niżej doprowadza się paliwo o względnie mniejszym stopniu rozproszenia, które skutecznie spala się w strefie wirowej.

Palenisko wirowe według wynalazku jest przedstawione, w przykładzie wykonania, na rysunku, w przekroju podłużnym.

Palenisko wirowe ma pionową komorę spalania 1. Na ścianie frontowej tej komory 1 jest zainstalowany palnik 2. Kanał 2a ma króciec 2c, zaś kanał 2b ma króciec 2d, doprowadzające mieszankę paliwowo-powietrzną. Ponadto kanał 2a ma króciec 2e, a kanał 2b ma króciec 2f, doprowadzające powietrze. Dla regulowania zależności paliwo-powietrze każdy z króćcy 2e i 2f jest zaopatrzony w urządzenie mające, na przykład, postać klapy 3 i 4, zainstalowane odpowiednio na króćcach 2e i 2f. Ponadto, pola przekrojów króćcy 2c i 2d oraz 2e i 2f, jak również zakres regulacji klap 3 i 4 są dobierane tak, aby w każdym położeniu klap 3 i 4 stosunek 'ilości powietrza do ilości paliwa dla kanału 2a był większy, niż dla kanału 2b. Palenisko wykonane zgodnie z wynalazkiem może być zaopatrzone w większą ilość kanałów, przy czym ich konstrukcja jest analogiczna do opisanej wyżej. Ściana frontowa i ściana tylna komory spalania 1 w swej dolnej części sąpochylone i tworzą, wraz z bocznymi ściankami, zimny lej 5 o kształcie graniastosłupa z wylo6

180 167 tem szczelinowym 6. Pod wylotem 6 zimnego leja 5 jest usytuowane urządzenie 7 do doprowadzania dmuchu dolnego. Kąt α utworzony pomiędzy podłużną osią x kanału 2a a rzutem tej osi x na ścianę komory spalania 1 jest większy od kąta β utworzonego pomiędzy podłużną osią y kanału 2b a rzutem tej osi na ścianę komory spalania 1. Należy pamiętać, że najwięcej „paliwowych” tlenków azotu powstaje w początkowym odcinku płomienia. Dlatego w zależności od rodzaju paliwa i właściwości konkretnego paleniska wzajemne położenie osi kanałów należy dobierać tak, aby rozsunąć w pionie strefy o różnych funkcjach (strefę redukcji i strefę utleniania), co umożliwia najtrafniejszy dobór zależności paliwo-powietrze, dla każdego z kanałów Wychodzące z kanałów 2a i 2b strumienie mieszanki paliwowo-powietrznej rozszerzają się w miarę oddalania się od wylotów Apertura wynosi zwykle około 7 stopni. Dlatego dla większości stosowanych odmian paliwa i typów komór paleniskowych kąty pomiędzy podłużnymi osiami kanałów 2a i 2b stanowią zwykle 12-15 stopni. Palenisko jest zaopatrzone także w urządzenie do doprowadzania, do każdego kanału, paliwa o ustalonym składzie frakcyjnym, wykonane jako odpylacz 8 z elementem 9 wywołującym ruch wirowy strumienia. Nadaje się do tego każdy z szeroko stosowanych w technice cieplnej odpylaczy, a także inne znane urządzenia, przeznaczone do tego celu. Doprowadzanie do każdego kanału paliwa o ustalonym składzie frakcyjnym może również odbywać się, na przykład, za pomocą młynów.

Palenisko wirowe według wynalazku działa w sposób następujący. Do odpylacza 8 doprowadza się mieszankę paliwowo-powietrzną Urządzenie 9 wywołuje ruch wirowy strumienia, wobec czego, pod wpływem siły odśrodkowej, następuje podział paliwa na frakcje: większe cząstki paliwa zbierają się na ściankach odpylacza 8 i dostają się przeważnie do króćca 2d, natomiast drobniejsze cząstki unosząsię wraz ze strumieniem powietrznym i dostająsię do króćca 2c. W ten sposób do górnego kanału 2a dostająsię względnie drobniejsze cząstki paliwa, zaś do dolnego kanału 2b - względnie większe cząstki. Ilości paliwa doprowadzanego do górnego i dolnego kanału zależą od konstrukcji odpylacza i są ustalane z góry, w zależności od typu wykorzystywanego paliwa i konstrukcji kotła paleniskowego. Ilość paliwa o dużym stopniu rozproszenia, doprowadzanego do górnego kanału, powinna być taka, aby zapewniała niezbędną wartość temperatury w pobliżu górnego kanału. Jednocześnie przez króćce 2e i 2f doprowadza się powietrze, którego dopływjest regulowany zapomocąklap 3 i 4 odpowiednio, i to w taki sposób, że do górnego kanału dostaje się większa ilość powietrza, zaś do dolnego kanału 2b - mniejsza. Jednocześnie doprowadza się powietrze także za pomocą urządzenia do doprowadzania dmuchu dolnego 7 przez wylot szczelinowy 6. W wyniku współdziałania strumieni mieszanki paliwowo-powietrznej, które dostają się do paleniska przez kanały 2a i 2b, i przeciwnie skierowanego strumienia powietrza z urządzenia do doprowadzania dmuchu dolnego 7, w dolnej części paleniska powstaje wirowy strumień gazów. Strumienie mieszanki paliwowo-powietrznej wychodzące z kanałów 2a i 2b, w miarę oddalania się od wylotów kanałów rozszerzają się i wypełniają mieszanką paliwową przestrzeń paleniska.

Dzięki temu, że podłużne osie kanałów 2a i 2b sąpochylone pod różnymi kątami w stosunku do ścian komory spalania 1, przy czym kąt α pochylenia podłużnej osi x kanału 2ajest większy niż kąt β pochylenia podłużnej osi y kanału 2b, mieszanka paliwowa wypełnia równomiernie w pionie praktycznie całą objętość komory spalania. W przypadku, gdy palenisko posiada większą ilość kanałów, jest możliwe zapewnienie dalszej optymalizacji wypełnienia przestrzeni paleniskowej mieszanką paliwowo-powietrzną. Względnie drobne cząstki paliwa spalają się w pobliżu wylotów kanałów 2a i 2b, gdzie tworzy się strefa zapłonu i aktywnego spalania się. W tej strefie zapala się i spala się większa część względnie drobnych cząstek paliwa.

Na rysunku strefa zapłonu i aktywnego spalania się nie jest zakreskowana. W pobliżu górnego kanału 2a, w warunkach dopływu nadwyżki tlenu przez króciec 2e, spalanie odbywa się przy względnie wysokiej temperaturze, powodując tworzenie się „paliwowych” tlenków azotu. Jednak, ponieważ przez ten kanał doprowadza się mniejszą część paliwa, ilość tworzących się tlenków azotu jest względnie niewielka.

Przez kanał 2b do paleniska dostaje się większa część paliwa, którego pewna część spala się w pobliżu palników, w istniejącej tam strefie zapłonu i aktywnego spalania się.

180 167

Funkcjonowanie tej strefy podtrzymuje się zarówno dzięki względnie niewielkiej ilości powietrza dochodzącemu z kanału 2b, jak i dzięki powietrzu z dmuchu dolnego, dochodzącego przez szczelinowy wylot zimnego leja, wzdłuż pochyłości, pod kanał 2b. Niedopalone paliwo odseparowuje się do strefy wirowej w środkowej części paleniska, przy czym dzięki temu, że kąt pochylenia podłużnej osi y kanału dolnego jest mniejszy niż kąt pochylenia osi x kanału górnego, strefa wirowaj est znacznie rozciągnięta w pionie. Prowadzi to do obniżenia maksymalnej temperatury spalania się, wyrównania pól temperaturowych i powstania, w warunkach niedotlenienia, obszernej strefy redukcji.

Na rysunku strefa redukcji jest zaznaczona kreskowaniem pochyłym. Przy spalaniu paliwa w warunkach niedostatku tlenu i względnie niewysokich temperatur tworzy się pewna ilość tlenków azotu i produktów niezupełnego spalania. Jednak dzięki obecności strumienia wirowego we względnie obszernej strefie redukcji, a także dzięki dłuższemu pozostawaniu tych produktów w strefie redukcji, zachodzą reakcje między produktami niezupełnego spalania, np. reakcja między tlenkiem węgla i tlenkiem azotu. W wyniku tej reakcji tlenek węgla zabiera tlenkowi azotu tlen i redukuje go do azotu cząsteczkowego. Jednocześnie też sam trujący tlenek węgla częściowo zamienia się na względnie nieszkodliwy dwutlenek węgla. Niedopalone w strefie redukcji cząstki paliwa sąprzeważnie cząstkami węgla (koksu) praktycznie nie zawierającymi azotu.

Koks i gazowe produkty niezupełnego spalania na wyjściu ze strefy wirowej dostająsię do strumienia mieszanki paliwowo-powietrznej z górnego kanału, który to strumień cechuje nadwyżka powietrza, tworząc strefę dopalania, zaznaczoną na rysunku kreskowaniem poziomym. Ponieważ, jak wspomniano wyżej, do strefy dopalania dostaje się, z górnego kanału, taka ilość paliwa o dużym stopniu rozproszenia, która przy spalaniu zapewnia wysoką temperaturę w tej strefie, następuje względnie zupełne dopalanie stałych i gazowych produktów niezupełnego spalania.

W przypadku, gdy palenisko ma większą ilość kanałów niż w opisanym wyżej przykładzie wykonania, jest możliwe zapewnienie większej efektywności wypełnienia przestrzeni paleniska mieszanką paliwowo-powietrzna, a także większej zupełności spalania paliwa.

W palenisku według wynalazku ma miejsce wielokrotna cyrkulacja cząstek paliwa w niskotemperaturowej strefie redukcji i jednocześnie - dopalanie wydostających się ze strefy wirowej cząstek, o dużym stopniu rozproszenia, w strefie wysokotemperaturowej, wzbogaconej w tlen. Zapewnia to obniżenie emisji tlenków azotu. Jednocześnie, dzięki obecności strumienia wirowego w palenisku, zapewnia się także względnie zupełne spalanie paliwa, a więc także wysokie charakterystyki ekonomiczne paleniska.

180 167

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz. Cena 2,00 zł.

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Palenisko wirowe o małej emisji, mające komorę spalania zaopatrzonąw co najmniej jeden palnik, zamocowany na ścianie komory spalania i pochylony w dół oraz zimny lej w kształcie graniastosłupa z wylotem szczelinowym ograniczonym pochyłymi ścianami dolnej części komory spalania, a ponadto mające urządzenie do doprowadzania dmuchu dolnego, umieszczone pod wylotem zimnego leja, znamienne tym, że palnik (2) posiada co najmniej dwa kanały (2a, 2b) doprowadzające mieszankę paliwowo-powietrzną, położone jeden nad drugim, przy czym kąt (β) utworzony pomiędzy podłuznąosią(y) każdego kanału (2b) położonego niżej a rzutem tej osi (y) na odpowiednią ścianę komory spalania (1) jest mniejszy niż analogiczny kąt (α) dla kanału (2a) położonego wyżej, zaś kanał (2b) położony niżej jest połączony ze źródłem mieszanki paliwowo-powietrznej bogatszej w paliwo niż kanał (2a) położony wyżej.
2. 2. Palenisko według zastrz. 1, znamienne tym, że kanały (2a, 2b) są połączone z urządzeniem (8,9) do doprowadzania, do każdego kanału (2a, 2b), paliwa o ustalonym składzie frakcyjnym.