PL185866B1

PL185866B1 - Apparatus for partially gassifying and combusting wooden wastes and method of combusting wooden wastes

Info

Publication number: PL185866B1
Application number: PL97321051A
Authority: PL
Inventors: StanisławKruczek Stanisław Kruczek; PawełRączka Paweł Rączka; AndrzejTatarek Andrzej Tatarek; JanPrystupa Jan Prystupa
Original assignee: Politechnika Wroclawska
Priority date: 1997-07-08
Filing date: 1997-07-08
Publication date: 2003-08-29
Also published as: PL321051A1

Abstract

1. Urządzenie do częściowego zgazowania i spalania odpadów drzewnych, złożone z paleniskowej komory, w której umieszczony jest pochyły ruszt oraz cyklonowej komory połączonej gardzielą z komorą spalania, znamienne tym, że dolne zakończenia rusztu (1) umocowane są do dolnego kolektora (2), osadzonego pod cyklonową komorą (10) a górne zakończenia rusztu (1) umocowane są do górnego kolektora (3) osadzonego w ścianie przedniej paleniskowej komory (9) powyżej powietrznej żaluzji (6), przy czym ruszt (1) wykonany jest z rur kotłowych chłodzonych wodą, na których w dobranych odstępach osadzonych jest kilka poprzecznych, żeliwnych grzebieni (7), natomiast wylot gardzieli (11) skierowany jest na ten ruszt (1). 2. Sposób spalania odpadów drzewnych, znamienny tym, że niesortowane, grube odpady drzewne spala się zaś drobne odpady, w postaci pyłu i trocin, częściowo spala się i odgazowuje, a powstający z tego procesu gaz wprowadza się wirowo do spalin powstających ze spalania odpadów niesortowanych.1. Device for partial gasification and wood waste incineration, consisting of a furnace the chamber in which the slant is placed grate and cyclone chamber connected by a throat with a combustion chamber, characterized in that the lower ends grate (1) are attached to the lower collector (2), seated under the cyclone chamber (10) and the upper ends of the grate (1) are fixed to the upper collector (3) embedded in the front wall the combustion chamber (9) above the air louver (6), the grate (1) is made of pipes water-cooled boiler, on which selected there are several transverse spacing, cast iron combs (7), while the throat outlet (11) is aimed at this grate (1). 2. The method of burning wood waste, characteristic that unsorted, coarse wood waste and small waste is burned in the form of dust and sawdust, partially burns and degasses, and the resulting from this process the gas is introduced in vortexing for flue gas resulting from the incineration of unsorted waste.

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do częściowego zgazowania i spalania odpadów drzewnych i sposób spalania odpadów drzewnych. Potencjalnie dużym źródłem energii odnawialnej w Polsce są wszelkiego rodzaju odpady drzewne tj. gałęzie, trociny, pyły i zrzynki. Minimalna zawartość siarki w drewnie (0.03 - 0.1%), popiołu (ok. 1%) powoduje podczas spalania minimalną emisję tych związków do atmosfery. Ilość dwutlenku węgla, która wchodzi do atmosfery w procesie spalania drewna równoważona jest z dwutlenkiem węgla pobieranym przez roślinność.The subject of the invention is a device for partial gasification and combustion of wood waste and a method for burning wood waste. All kinds of wood waste, such as branches, sawdust, dust and edgings, are potentially a large source of renewable energy in Poland. The minimum content of sulfur in wood (0.03 - 0.1%) and ash (approx. 1%) causes minimal emission of these compounds to the atmosphere during combustion. The amount of carbon dioxide that enters the atmosphere in the process of burning wood is balanced with the carbon dioxide absorbed by the vegetation.

Powszechnie znane i stosowane są różnego rodzaju urządzenia do spalania paliw odpadowych oraz różne sposoby spalania tych paliw. W publikacji J. Lanza „Urządzenia kotłowe ze specjalnymi paleniskami”, Ośrodek Postępu Technicznego NOT, Warszawa listopad 1979 r., przedstawiono szereg urządzeń do spalania odpadów drzewnych. Do najczęściej stosowanych zaliczyć należy kotły płomienicowe i płomienicowo-płomieniówkowe z przedpaleniskami, przy czym przedpalenisko ma pochyły, stały żeliwny ruszt. Odpady doprowadzane są do paleniska ręcznie lub mechanicznie. Znane są również paleniska cyklonowe firmy GÓTAVerKeN do spalania odpadów drzewnych. W paleniskach tych komora spalania wykonana jest w kształcie pionowego cylindra. W dolnej części komory zabudowany jest ruszt. Odpady drzewne doprowadzane są na ruszt za pomocą podajnika ślimakowego. Część powietrza potrzebnego do spalania odpadów doprowadza się do komory za pomocą dysz powietrznych, a część przez szczeliny rusztu.Various types of devices for burning waste fuels and various methods of burning these fuels are widely known and used. In the publication of J. Lanz, "Boiler devices with special furnaces", Ośrodek Postępu Technicznego NOT, Warsaw, November 1979, presents a number of devices for burning wood waste. The most frequently used boilers include flame and fire-tube boilers with pre-furnaces, while the pre-furnace has a sloping, fixed cast-iron grate. The waste is fed to the furnace manually or mechanically. There are also cyclone furnaces by GÓTAVerKeN for burning wood waste. In these furnaces, the combustion chamber is made in the shape of a vertical cylinder. There is a grate in the lower part of the chamber. Wood waste is fed to the grate by means of a screw conveyor. Part of the air needed for waste incineration is supplied to the chamber by means of air nozzles, and some through the slots in the grate.

Z polskiego opisu patentowego nr 126 250 znane jest urządzenie cyklonowe do spalania paliw odpadowych. Urządzenie to stanowi cylindryczna komora spalania i połączona z nią komora dopalania. Komora dopalania składa się z trzech części wykonanych w postaci prostopadłościanów.From the Polish patent description No. 126 250 a cyclone device for burning waste fuels is known. The device consists of a cylindrical combustion chamber and an afterburning chamber connected to it. The post-combustion chamber consists of three parts made in the form of cuboids.

Z polskiego opisu patentowego nr 137 039 znane jest palenisko cyklonowe do spalania odpadowych paliw stałych, półstałych i ciekłych. Istota tego wynalazku polega na tym, że palenisko stanowi pionowa cyklonowa komora zakończona z obu stron ściętymi stożkami, przy czym komora ta łączy się u góry przelotową gardzielą z komorą dopalania, nad którą usytuowany jest ruszt, a nad nim znajduje się komora spalania odpadowych paliw stałych.Polish patent specification No. 137 039 describes a cyclone furnace for combustion of solid, semi-solid and liquid waste fuels. The essence of this invention consists in the fact that the furnace is a vertical cyclone chamber ending on both sides with truncated cones, the chamber being connected at the top with a through throat with an afterburning chamber, above which a grate is located, and above it is a combustion chamber for waste solid fuels. .

Z polskiego opisu patentowego nr 144 586 znana jest instalacja do przygotowania, zgazowania i spalania odpadów paliw stałych. Istota tego wynalazku polega na wyposażeniuPolish patent description No. 144 586 describes an installation for the preparation, gasification and incineration of solid fuel waste. The essence of this invention lies in the equipment

185 866 układu instalacji do przygotowania, zgazowania i spalania odpadów paliw stałych w poziomą, wirową komorę zgazowania i częściowego spalania, wirową, pionową komorę dopalania i pionową, współprądową rurosuszarkę, która w dolnej części zaopatrzona jest w zbiornik na grubsze odpady, przy czym wirowa komora zgazowania i częściowego spalania połączona jest stycznie z wirową komorą dopalania, natomiast górny wylot pionowej, współprądowej rurosuszarki połączony jest z wirową komorą zgazowania i częściowego spalania oraz z wirową komorą dopalania, zaś dolna część pionowej, współprądowej rurosuszarki jest poprzez zbiornik na grubsze odpady połączona z wylotem wirowej komory dopalania.185 866 installation system for preparation, gasification and incineration of solid fuel waste into a horizontal, swirl gasification and partial combustion chamber, a swirl, vertical afterburning chamber and a vertical, downstream pipe dryer, which in the lower part is equipped with a tank for coarse waste, the swirl chamber gasification and partial combustion is connected tangentially with the swirl afterburner chamber, while the upper outlet of the vertical, co-current pipe dryer is connected to the swirl gasification and partial combustion chamber and the swirl afterburner chamber, while the lower part of the vertical, co-current pipe dryer is connected to the outlet through a container for co-current combustion. the vortex afterburning chamber.

Zasadniczymi niedogodnościami wyżej wymienionych rozwiązań są, w przypadku przedpalenisk z żeliwnymi rusztami pochyłymi, szybkie przepalanie, wichrowanie się rusztowin oraz złe spalanie drobnych odpadów drzewnych (pyłów i trocin), gdyż występują duże opory przepływu powietrza przez warstwę paliwa. W przypadku innych palenisk niedogodnością jest stosowanie rębaków, co zwiększa koszt inwestycyjny instalacji, zwiększa zużycie energii na potrzeby własne. Żadne ze znanych rozwiązań nie pozwala jednocześnie spalać niesortowane odpady większych rozmiarów z jednoczesnym spalaniem pyłów i trocin drzewnych. Dalszą niedogodnością przy spalaniu odpadów w kotłach jest unoszenie drobnych niespalonych cząstek do powierzchni konwekcyjnych powodując ich zanieczyszczenie.The main disadvantages of the above-mentioned solutions are, in the case of pre-furnaces with cast-iron sloping grates, quick burning, twisting of grate bars and poor burning of small wood waste (dust and sawdust), because there is high air flow resistance through the fuel layer. In the case of other furnaces, the use of chippers is a disadvantage, which increases the investment cost of the installation, and increases the energy consumption for own needs. None of the known solutions allows for the simultaneous incineration of unsorted waste of larger sizes with the simultaneous combustion of dust and wood sawdust. A further disadvantage of waste incineration in boilers is the lifting of fine unburned particles to the convection surfaces, causing their contamination.

Wynalazek dotyczy urządzenia do częściowego zgazowania i spalania odpadów drzewnych, złożone z paleniskowej komory, w której umieszczony jest pochyły ruszt oraz cyklonowa komora połączona gardzielą z komorą spalania.The invention relates to a device for partial gasification and combustion of wood waste, consisting of a furnace chamber in which an inclined grate is placed and a cyclone chamber connected to the combustion chamber by a throat.

Istota wynalazku polega na tym, że dolne zakończenia rusztu umocowane są do dolnego kolektora osadczego, osadzonego pod cyklonową komorą, a górne zakończenia rusztu umocowane są do górnego kolektora osadzonego w ścianie przedniej paleniskowej komory, powyżej powietrznej żaluzji. Ruszt wykonany jest z rur kotłowych chłodzonych wodą, na których w dobranych odstępach osadzonych jest kilka poprzecznych, żeliwnych grzebieni, natomiast wylot gardzieli skierowany jest na ten ruszt.The essence of the invention consists in the fact that the lower ends of the grate are attached to the lower sedimentation collector, mounted under the cyclone chamber, and the upper ends of the grate are attached to the upper collector, mounted in the front wall of the furnace chamber, above the air shutter. The grate is made of water-cooled boiler tubes on which several transverse cast iron combs are mounted at selected intervals, while the mouth of the throat is directed at this grate.

Wynalazek dotyczy także sposobu spalania odpadów drzewnych.The invention also relates to a method of burning wood waste.

Istotą sposobu jest to, że niesortowane, grube odpady drzewne spala się, zaś drobne odpady, w postaci pyłu i trocin, częściowo spala się i odgazowuje, a powstający z tego procesu gaz wprowadza się wirowo do spalin powstających ze spalania odpadów niesortowanych.The essence of the method is that unsorted, coarse wood waste is burned, and fine waste, in the form of dust and sawdust, is partially burned and degassed, and the gas resulting from this process is swirled into the flue gases resulting from the incineration of unsorted waste.

Zasadniczą korzyścią wynikającą ze stosowania urządzenia według wynalazku jest jednoczesne zupełne i całkowite spalanie różnego rodzaju odpadów drzewnych tj. niesortowanych, pyłów, trocin oraz spalanie tylko odpadów niesortowanych, względnie tylko trocin i pyłów. Dodatkową korzyścią jest trwałość rusztu, gdyż wykonany on jest z rur kotłowych chłodzonych wodą kotłową z obiegu kotła. Ponadto można zastosować to rozwiązanie do każdego istniejącego kotła opalanego węglem.The main advantage of using the device according to the invention is the simultaneous complete and complete combustion of various types of wood waste, i.e. unsorted, dust, sawdust, and the burning of only unsorted waste, or only sawdust and dust. An additional advantage is the durability of the grate, because it is made of boiler pipes cooled with boiler water from the boiler circuit. Moreover, this solution can be applied to any existing coal-fired boiler.

Przedmiot wynalazku przedstawiony jest na przykładzie wykonania na rysunku, który przedstawia urządzenie do spalania niesortowanych odpadów drzewnych, pyłów i trocin. Urządzenie według przedstawionego wykonania składa się z pochyłego rusztu 1 wykonanego z rur kotłowych, dolnego kolektora 2 i górnego kolektora 3. Nad rusztem 1 umieszczona jest klapa zasypowa 4 niesortowanych odpadów. Pod rusztem znajdują się drzwi 5 z żaluzjami powietrznymi 6 do regulacji dopływu powietrza. Na ruszcie znajdują się żeliwne grzebienie 7 hamujące przesuw odpadów. Za tylną ścianą 8 komory paleniskowej 9 zabudowana jest wirowa, cyklonowa komora 10 częściowego spalania i zgazowania drobnych odpadów drzewnych. Cyklonowa komora 10 połączona jest gardzielą 11 z komorą paleniskową 9. W skład układu zasilania trocinami i pyłami wchodzi zasobnik 12, ślimak z napędem 13, podajnik celkowy 14 i eżektor 15.The subject of the invention is illustrated by an exemplary embodiment in the drawing, which shows a device for incinerating unsorted wood waste, dust and sawdust. The device according to the shown embodiment consists of an inclined grate 1 made of boiler tubes, a lower collector 2 and an upper collector 3. Above the grate 1 there is a charging hatch 4 of unsorted waste. Under the grate there are doors 5 with 6 air louvers to regulate the air supply. There are cast iron combs 7 on the grate to inhibit the movement of waste. Behind the rear wall 8 of the furnace chamber 9, a swirl, cyclone chamber 10 for partial combustion and gasification of fine wood waste is installed. The cyclone chamber 10 is connected through the throat 11 with the furnace chamber 9. The sawdust and dust supply system includes a bunker 12, a driven screw 13, a cell feeder 14 and an ejector 15.

Przykładowy sposób według wynalazku realizowany jest następująco.An exemplary method of the invention is carried out as follows.

Odpady drzewne niesortowane podawane są w sposób mechaniczny poprzez kosz zasypowy 16 przy otwartej klapie 4 na pochyły ruszt 1. Podciśnienie w komorze paleniskowej 9 powoduje przepływ powietrza poprzez żaluzje 6 i prześwity między rurami kotłowymi stanowiącymi ruszt. Drobne odpady drzewne: pyły, trociny z zasobnika 12 ślimakiem podawane są poprzez podajnik celkowy 14 do eżektora 15, skąd w strumieniu powietrza podawane są do wirowej cyklonowej komory częściowego zgazowania i spalania 10. Powstałe gazy niepalneUnsorted wood waste is mechanically fed through the charging hopper 16 to the sloping grate 1 with the flap 4 open. The negative pressure in the furnace chamber 9 causes air to flow through the louvers 6 and the gaps between the boiler tubes constituting the grate. Fine wood waste: dust, sawdust from the bunker 12 by means of a screw is fed through the cell feeder 14 to the ejector 15, from where, in the air stream, it is fed to the vortex cyclone partial gasification and combustion chamber 10. The resulting non-flammable gases

185 866 i palne poprzez gardziel 11 kierowane są do komory paleniskowej 9, w której mieszają się ze spalinami powstałymi ze spalenia odpadów niesortowanych na ruszcie 1, jednocześnie dopalając się. Wymieszane spaliny przepływają kanałami do kotła.185 866 and combustible, through the throat 11, are directed to the combustion chamber 9, where they mix with the flue gas resulting from the combustion of unsorted waste on the grate 1, while burning out. The mixed flue gas flows through the channels to the boiler.

Fig. 2Fig. 2

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz.Publishing Department of the UP RP. Circulation of 50 copies

Cena 2,00 zł.Price PLN 2.00.

Claims

Patent claims

1. A device for partial gasification and combustion of wood waste, consisting of a furnace chamber in which an inclined grate is placed and a cyclone chamber connected with the combustion chamber through a throat, characterized in that the lower ends of the grate (1) are attached to the lower collector (2), installed under the cyclone chamber (10) and the upper ends of the grate (1) are attached to the upper collector (3) embedded in the front wall of the furnace chamber (9) above the air shutter (6), the grate (1) is made of cooled boiler pipes with water, on which several transverse cast iron combs (7) are mounted at selected intervals, while the mouth of the throat (11) is directed at this grate (1).

Method of burning wood waste, characterized in that unsorted, coarse wood waste is burned and fine waste, in the form of dust and sawdust, is partially burned and degassed, and the gas resulting from this process is swirled into the flue gases resulting from the incineration of unsorted waste .