PL232107B1

PL232107B1 - Method for combustion of a coal-water fuel mix and the device for combustion of a coal-water fuel mix

Info

Publication number: PL232107B1
Application number: PL420298A
Authority: PL
Inventors: Jan Morański; Zygmunt Kubanowski; Vasily Murko
Original assignee: Ciekle Paliwa Weglowe Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia; Ciekle Paliwa Weglowe Spólka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia
Priority date: 2017-01-24
Filing date: 2017-01-24
Publication date: 2019-05-31
Also published as: PL420298A1

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest sposób spalania mieszanki paliwowej wodno-węglowej i urządzenie do spalania mieszanki paliwowej wodno-węglowej do zastosowań w energetyce ciepłowniczej.The subject of the invention is a method of burning a water-carbon fuel mixture and a device for burning a water-carbon fuel mixture for heating energy applications.

Dotychczas praktycznie stosowane mieszanki paliwowe to miał węglowy z odpadami organicznymi, paliwo stałe i gaz nośny, mieszanki pyło-powietrzne. Mieszanki te spalane są w strumieniu powietrza doprowadzanego do komory spalania kotła energetycznego. Spalanie mieszanek wodno-węglowych prowadzone było natomiast na etapie doświadczalnym.So far, the fuel mixtures that have been used in practice are coal dust with organic waste, solid fuel and carrier gas, dust-air mixtures. These mixtures are burned in the stream of air supplied to the combustion chamber of the power boiler. Combustion of water-carbon mixtures was carried out at the experimental stage.

Znany z polskiego zgłoszenia wynalazku nr P.288224 sposób spalania paliwa płynnego polega na doprowadzeniu paliwa przez dysze i odparowaniu go za pomocą czynnika gazowego. Czynność tą wykonuje się w miejscu, w którym kropelki paliwa z dysz paliwowych są ekranowane od promieniowania czoła płomienia z palnika. Odparowane paliwo opuszczające kanał płynie przez szczeliny wlotowe w kierunku przestrzeni wewnętrznej palnika nie absorbując już promieniowania płomienia. Palnik według tego zgłoszenia składa się z dwóch segmentowych części stożkowych otwierających się w kierunku przepływu. Osie środkowe tych części stożkowych przesunięte są względem siebie tak, że na całej długości palnika powstają styczne otwory wlotowe do przestrzeni wewnętrznej. Powyżej każdego z tych otworów, w kanale palnika znajduje się co najmniej jedna dysza paliwowa, której paliwo może mieszać się w kanale z czynnikiem gazowym.The method of burning liquid fuel, known from the Polish patent application no. P.288224, consists in feeding fuel through nozzles and evaporating it with a gaseous medium. This operation is performed in the place where the fuel droplets from the fuel nozzles are shielded from the radiation of the flame front from the burner. The vaporized fuel leaving the channel flows through the inlet slots towards the inner space of the burner, no longer absorbing the flame radiation. The burner of this application consists of two segmented conical portions which open in the direction of flow. The central axes of these conical portions are offset to each other such that tangential inlets into the interior space are formed over the entire length of the burner. Above each of these openings, in the burner passage, there is at least one fuel nozzle, the fuel of which can mix in the passage with the gaseous medium.

Znany, z polskiego opisu patentowego nr 224446, sposób spalania zawiesin wodno-węglowych polega na zmieleniu ziaren węgla w tej zawiesinie poniżej 20 μm. Zawartość węgla w tej zawiesinie wynosi nie więcej, niż 91% wagowych. Taką zawiesinę podaje się do dyszy dozującej poprzez przyłącz paliwa wodno-węglowego, pod ciśnieniem 2,5-3,5 bara, atomizując ją równocześnie powietrzem o ciśnieniu 2-4 barów podawanym do dyszy poprzez przyłącz powietrza do atomizacji. Zawiesinę spala się w komorze spalania rozgrzanej przed spalaniem do temperatury co najmniej 950°C inicjując spalanie paliwa wodno-węglowego płomieniem spalanego gazu. Współspalanie gazu i zawiesiny wodno-węglowej prowadzi się poprzez modulowanie charakterystyki pracy palnika polegające na płynnej regulacji wydajności przez zmianę przepływu gazu i ciśnienia powietrza do atomizacji.The method of combustion of water-carbon suspensions known from Polish patent description No. 224446 consists in grinding coal grains below 20 μm in this suspension. The carbon content of this slurry is not more than 91% by weight. This suspension is fed to the dosing nozzle through the hydrocarbon fuel connection, at a pressure of 2.5-3.5 bar, while atomizing it with air of 2-4 bar pressure fed to the nozzle through the atomization air connection. The slurry is burned in a combustion chamber preheated to a temperature of at least 950 ° C prior to combustion, initiating combustion of the hydro-carbon fuel with the flame of the combusted gas. Co-combustion of gas and water-carbon suspension is carried out by modulating the burner operation characteristics consisting in smooth control of efficiency by changing the gas flow and air pressure for atomization.

Palnik gazowy do spalania zawiesin wodno-węglowych, według powyższego patentu zawiera dyszę dozującą zawiesinę wodno-węglową. Ta dysza dozująca zawiera przyłącz paliwa wodno-węglowego oraz przyłącz powietrza do atomizacji umieszczone równolegle w stosunku do siebie. Dysza dozująca jest umieszczona w dolnej części tarczy piętrzącej gazu. Ponadto, palnik zawiera przepustnicę regulującą ilość gazu dodawanego do palnika oraz przepustnicę powietrza i wentyl ator powietrza do spalania gazu.The gas burner for combustion of water-carbon suspensions, according to the above patent, includes a nozzle for dosing a water-carbon suspension. This dispensing nozzle includes a hydro-carbon fuel connection and an air atomization connection parallel to each other. The dosing nozzle is located in the lower part of the gas disk. In addition, the burner includes a throttle to regulate the amount of gas added to the burner, and an air throttle and air vent for combustion of the gas.

Znany z polskiego opisu patentowego nr 164669 piec do spalania ciekłych odpadów o dużej zawartości wody składa się z korpusu wykonanego z ceramicznego materiału ogniotrwałego oraz palników paliwa pełnowartościowego, dysz powietrznych i zewnętrznego płaszcza tworzącego z korpusem pierścieniową komorę podgrzewania. Pierścieniowa komora podgrzewania, poprzez zawirowujące kanały, połączona jest z komorą spalania. Ponadto, piec posiada wannę usytuowaną w dolnej części korpusu, której gardziel łączy się z komorą spalania.The furnace for incineration of liquid waste with a high water content, known from the Polish patent specification No. 164669, consists of a body made of a ceramic refractory material and full-value fuel burners, air nozzles and an outer jacket forming an annular heating chamber with the body. The annular heating chamber is connected to the combustion chamber through swirling channels. Moreover, the stove has a tub situated in the lower part of the body, the mouth of which is connected to the combustion chamber.

Celem wynalazku jest opracowanie sposobu i urządzenia do spalania mieszanki paliwowej wodno-węglowej.The object of the invention is to provide a method and a device for the combustion of a hydro-carbon fuel mixture.

Sposób spalania mieszanki paliwowej wodno-węglowej, rozpylonej, w rozgrzanej komorze spalania, w doprowadzonym do niej powietrzu, według wynalazku polega na tym, że w pierwszym etapie, wewnętrzną powierzchnię komory spalania rozgrzewa się do temperatury 500 * 800°C palącym się gazem rozpałkowym. W drugim etapie, do komory spalania, na jej wejściu, wprowadza się w formie rozwierającego się strumienia, mieszankę wodno-węglową zawierającą 48 * 68% węgla o wielkości ziaren do 300 μm, 50 * 30% wody i 0 * 2% plastyfikatora, doprowadzoną wcześniej do postaci rozpylonej działaniem powietrza pod ciśnieniem. W komorze spalania, na taką rozpyloną mieszankę paliwową wodno-węglową kieruje się co najmniej jeden strumień powietrza pod kątem a = 0 * 30° do dna tej komory oraz co najmniej jeden strumień powietrza pod kątem β = 0 * 20° do jej ściany bocznej wywołując tym jej ruch wirowy, ukierunkowany dodatkowo półokrągłym sklepieniem. Rozproszona mieszanka wodno-węglowa zapala się od rozgrzanej, wewnętrznej powierzchni komory spalania. Spaliny powstałe w czasie spalania schładza się za komorą spalania do temperatury równej lub niższej od temperatury płynięcia popiołu ewentualnie powstałego w czasie spalania, która jest zależna od zapopielenia węgla w mieszance wodno-węglowej. Następnie spaliny kieruje się do odbiornika ciepła, a dalej do komina. Do mieszanki paliwowej wodno-węglowej można dodać do 5% tlenku wapThe method of combustion of a water-carbon fuel mixture, sprayed in a heated combustion chamber, in the air supplied to it, according to the invention, consists in heating the inner surface of the combustion chamber to a temperature of 500 * 800 ° C with a burning kindling gas. In the second stage, into the combustion chamber, at its inlet, a water-carbon mixture containing 48 * 68% carbon with grain size up to 300 μm, 50 * 30% water and 0 * 2% plasticizer supplied previously to a spray form by the action of air under pressure. In the combustion chamber, at least one air stream is directed to the atomized water-carbon fuel mixture at the angle a = 0 * 30 ° to the bottom of this chamber and at least one air stream at the angle β = 0 * 20 ° to its side wall, causing including its swirling movement, additionally directed by a semicircular vault. The dispersed water-carbon mixture ignites from the hot, internal surface of the combustion chamber. The combustion gases produced during combustion are cooled down after the combustion chamber to a temperature equal to or lower than the flow temperature of the ash possibly formed during combustion, which depends on the coal ash in the water-coal mixture. Then the exhaust gases are directed to the heat receiver and then to the chimney. Up to 5% of calcium oxide may be added to the hydro-carbon fuel mixture

PL 232 107 B1 nia. Spalanie mieszanki paliwowej wodno-węglowej prowadzi się opcjonalnie przy współczynniku nadmiaru powietrza w komorze spalania wynoszącym λ = 1,1 : 1,5. Kąt rozwarcia strumienia mieszanki paliwowej wodno-węglowej wprowadzanej do komory spalania wynosi korzystnie 25° : 35°. Do komory spalania można wprowadzać rozpyloną palącą się mieszankę paliwową wodno-węglową zapalaną w dyszy łącznikowej doprowadzonym do niej palącym się gazem rozpałkowym.PL 232 107 B1. Combustion of the water-carbon fuel mixture is optionally carried out with an excess air ratio in the combustion chamber of λ = 1.1: 1.5. The angle of the jet of the hydro-carbon fuel mixture entering the combustion chamber is preferably 25 °: 35 °. An atomized burning water-carbon fuel mixture ignited in a connecting nozzle with burning kindling gas supplied to the combustion chamber may be introduced.

Urządzenie do spalania mieszanki paliwowej wodno-węglowej posiadające komorę spalania z otworem wlotowym i otworem wylotowym oraz dyszami nadmuchowymi powietrza i instalację doprowadzającą mieszankę paliwową wodno-węglową do komory spalania połączoną z instalacją tłoczenia powietrza pod ciśnieniem, według wynalazku ma półokrągłe sklepienie komory spalania, a przy jej dnie, po przeciwległych jej stronach ma rozprowadzające rury z dyszami nadmuchowymi powietrza. Dysze te, z jednej strony komory spalania ukierunkowane są pod kątem a = 0 : 30° do dna tej komory, a z drugiej strony pod kątem β = 0 : 20° do jej ściany bocznej. Instalację doprowadzająca mieszankę wodno-węglową do komory spalania stanowi rozpylacz z króćcem powietrza połączonym z odrębną instalacją tłoczenia powietrza do tego rozpylacza oraz stanowi dysza łącznikowa połączona jednym końcem z rozpylaczem, a drugim końcem z otworem wlotowym komory spalania. Dysza łącznikowa ma króciec doprowadzenia do niej palącego się gazu rozpałkowego. Otwór wlotowy komory spalania ma w przekroju poprzecznym kształt trapezu rozwierający się w stronę komory spalania. Boki otworu wlotowego mogą tworzyć w przekroju poprzecznym kąty w zakresie 25°-35°. Komora spalania może mieć drugi, przeciwległy otwór wlotowy połączony z instalacją doprowadzającą do niej mieszankę wodno-węglową, którą stanowi rozpylacz z króćcem powietrza połączonym z odrębną instalacją tłoczenia powietrza do tego rozpylacza oraz stanowi dysza łącznikowa połączona jednym końcem z rozpylaczem, a drugim końcem z otworem wlotowym komory spalania. Komora spalania ma wariantowo w dnie przelotowy ruszt. Za otworem wylotowym może znajdować się schładzacz spalin, korzystnie na króćcu otworu wylotowego z komory spalania, a otwór wlotowy ma optymalnie regulator kąta wlotu.A device for combustion of a water-carbon fuel mixture having a combustion chamber with an inlet and outlet opening as well as air blowing nozzles and a system for supplying a hydro-carbon fuel mixture to the combustion chamber connected to a pressurized air supply system, according to the invention has a semicircular roof of the combustion chamber, and on its bottom, on opposite sides, there are distribution pipes with air nozzles. These nozzles, on one side of the combustion chamber, are directed at an angle a = 0: 30 ° to the bottom of this chamber, and on the other hand at an angle of β = 0: 20 ° to its side wall. The installation for supplying the water-carbon mixture to the combustion chamber consists of an atomizer with an air connector connected to a separate installation for supplying air to this atomizer, and a connection nozzle connected at one end to the atomizer, and at the other end to the combustion chamber inlet. The connecting nozzle has a connection for bringing the burning kindling gas to it. The combustion chamber inlet has a trapezoidal shape in cross-section, widening towards the combustion chamber. The sides of the inlet opening may make cross-sectional angles in the range of 25 ° -35 °. The combustion chamber may have a second, opposite inlet connected to the installation for supplying the water-carbon mixture to it, which is a sprayer with an air connector connected to a separate installation for supplying air to this sprayer, and a connection nozzle connected at one end to the sprayer and the other end to the hole combustion chamber intake. The combustion chamber has an optional pass-through grate in the bottom. Downstream of the outlet opening, there may be an exhaust gas cooler, preferably at the outlet of the combustion chamber outlet, and the inlet opening optimally has an inlet angle adjuster.

Zastosowanie rozpylonej mieszaniny wodno-węglowej jako mieszanki paliwowej o podanym składzie umożliwia wykorzystanie takiego odpadu poprodukcyjnego, bez konieczności jego osuszania, co zdecydowanie będzie rzutować na obniżenie kosztów paliwa dla celów energetycznych, a w konsekwencji na niższy koszt uzyskania jednostki ciepła do celów grzewczych. Dodanie do tej mieszanki wodno-węglowej do 2% plastyfikatora powoduje, że mieszanka ta nie ulega rozwarstwieniu to znaczy, że nie tworzą się dwie oddzielne warstwy, lecz jedna jednorodna mieszanina. Dodanie natomiast do mieszanki wodno-węglowej tlenku wapnia powoduje w procesie spalania jego łączenie się z siarką zawartą w tej mieszance, co obniża emisję związków siarki do atmosfery. Wykorzystanie, do zapłonu mieszanki wodno-węglowej i podtrzymania jej spalania, powierzchni wewnętrznej komory spalania, rozgrzanej gazem rozpałkowym, znacząco upraszcza technologię spalania eliminując z niego inicjowanie spalania paliwa wodno-węglowego płomieniem spalanego gazu jak w wynalazku według patentu nr PL224446. Doprowadzenie zaś do komory spalania rozpylonej mieszanki wodno-węglowej w formie rozwierającego się strumienia na wlocie do komory spalania w połączeniu z nadanym jej ukierunkowaniem spowodowanym skierowaniem na tą mieszankę strumieni powietrza, pod podanymi kątami i półokrągłym sklepieniem tej komory spalania wywołuje wirowy ruch i równomierne jej rozprzestrzenienie się w tej komorze, rzutujące na pełne spalanie tej mieszanki. Zastosowanie natomiast wspomagania spalania poprzez zapalenie mieszanki wodno-węglowej przed komorą spalania i wprowadzenie jej w postaci palącej do tej komory pozwala na spalanie mieszanki wodno-węglowej o najniższych zawartościach w niej węgla w podanych granicach.The use of a sprayed water-carbon mixture as a fuel mixture with the given composition allows the use of such post-production waste, without the need to dry it, which will definitely reduce the cost of fuel for energy purposes, and consequently lower the cost of obtaining a heat unit for heating purposes. Adding up to 2% of the plasticizer to this water-carbon mixture causes that the mixture does not delaminate, that is, not two separate layers but one homogeneous mixture are formed. On the other hand, adding calcium oxide to the water-carbon mixture causes it to combine with the sulfur contained in this mixture in the combustion process, which reduces the emission of sulfur compounds to the atmosphere. The use, for the ignition of the water-carbon mixture and its combustion, of the internal surface of the combustion chamber, heated with the kindling gas, significantly simplifies the combustion technology by eliminating the combustion initiation of hydro-carbon fuel with the flame of the combusted gas as in the invention according to the patent no. PL224446. On the other hand, supplying the combustion chamber with a sprayed water-carbon mixture in the form of an opening stream at the inlet to the combustion chamber in combination with the direction given to it caused by directing air streams to this mixture, at the given angles and the semicircular vault of this combustion chamber, causes a swirling movement and its even spread. in this chamber, contributing to the complete combustion of this mixture. On the other hand, the use of supporting combustion by igniting the water-carbon mixture in front of the combustion chamber and introducing it in a burning form into this chamber allows the combustion of the water-carbon mixture with the lowest carbon content within the given limits.

Urządzenie ma uproszczoną konstrukcję, bez specjalnego zapalnika mieszanki paliwowej wodno-węglowej lub konieczności zastosowania paleniska do podtrzymania palenia. Półokrągłe zaś sklepienie komory spalania oraz rozmieszczenie w niej rur rozprowadzających powietrze i ustawienie dysz nadmuchowych pod wskazanymi kątami, a także zastosowanie w niej otworu wlotowego o przekroju poprzecznym w kształcie trapezu tworzącego kąt rozwarcia 25° : 35° umożliwia uzyskanie optymalnego ruchu wirowego mieszanki paliwowej wodno-węglowej wypełniającej równomiernie komorę spalania, co rzutuje na pełne spalanie tej mieszanki i wysoką sprawność urządzenia. Istotne znaczenie ma tu również rozpylacz doprowadzający mieszankę wodno-węglową do postaci rozproszonej umożliwiającej jej zapłon i spalanie. Zastosowanie natomiast ochładzacza spalin za komorą spalania zapewnia utrzymanie temperatury wychodzących spalin w wysokości nie przekraczającej temperatury topnienia popiołu zawartego w tych spalinach. Schładzacz ten nie dopuszcza do powstania w spalinach popiołu w formie płynnej, który osadzając się na rurkach wymiennika ciepła obniżałby sprawnośćThe device has a simplified structure, without a special igniter of the water-carbon fuel mixture or the need to use a furnace to sustain combustion. The semi-circular roof of the combustion chamber and the arrangement of air distribution pipes in it and the setting of the blowing nozzles at the indicated angles, as well as the use of an inlet with a trapezoidal cross-section forming an aperture angle of 25 °: 35 °, allows for optimal swirling of the water-fuel mixture. carbon that evenly fills the combustion chamber, which translates into full combustion of this mixture and high efficiency of the device. The atomiser, which supplies the water-carbon mixture to a dispersed form, enabling it to ignite and burn, is also of great importance. On the other hand, the use of a flue gas cooler downstream of the combustion chamber ensures that the temperature of the outgoing flue gas does not exceed the melting point of the ash contained in the flue gas. This desuperheater prevents the formation of liquid ash in the flue gas, which, depositing on the heat exchanger tubes, would reduce the efficiency

PL 232 107 B1 urządzenia Przelotowy ruszt w dnie komory spalania zapewnia odprowadzenie popiołu w przypadku węgla w mieszance wodno-węglowej o bardzo dużym zapopieleniu. Zastosowanie natomiast w komorze spalania drugiego, przeciwległego otworu wlotowego umożliwia, w razie konieczności, spalanie większej ilości mieszanki paliwowej. Pomyślnie zakończone badania sposobu i urządzenia potwierdziły ich przydatność do przemysłowego wdrożenia.In the case of coal in a water-coal mixture with a very high ash content, the pass-through grate at the bottom of the combustion chamber provides ash removal. The provision of a second, opposite inlet in the combustion chamber, on the other hand, allows more fuel mixture to be burned, if necessary. Successfully completed tests of the method and device confirmed their suitability for industrial implementation.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urządzenie w przekroju pionowym z jednym otworem wlotowym, fig. 2 przedstawia urządzenie w przekroju A-A, a fig. 3 przedstawia urządzenie w przekroju pionowym z dwoma otworami wlotowymi.The subject of the invention is illustrated by the exemplary embodiments in the drawing, in which Fig. 1 shows the device in vertical section with one inlet, Fig. 2 shows the device in section A-A, and Fig. 3 shows the device in vertical section with two inlets.

P r z y k ł a d 1P r z k ł a d 1

Sposób polega na tym, że w pierwszym etapie doprowadza się do uzyskania temperatury wewnętrznej powierzchni komory spalania w granicach 750°C. Taką temperaturę uzyskuje się poprzez wprowadzenie do komory 1 spalania palącego się gazu rozpałkowego, wprawieniu go w niej w ruch wirowy powietrzem ukierunkowanym pod kątem a = 25° do dna 4 tej komory 1 oraz powietrzem ukierunkowanym pod kątem β = 10° do ściany bocznej tej komory 1 i półokrągłym jej sklepieniem. Spaliny powstałe w komorze 1 spalania odprowadza się otworem 7 wylotowym i kieruje się do komina, poprzez wymiennik ciepła. W drugim etapie, mieszankę wodno-węglową zawierającą 55% wagowych węgla o wielkości ziaren do 300 mikronów, 39,5% wagowych wody, 4% wagowych tlenku wapnia i 1,5% wagowych plastyfikatora kieruje się do komory 1 spalania, poprzez rozpylacz 10 i dyszę 9 łącznikową, w formie rozwierającego się, na wlocie do komory 1 spalania, strumienia o kącie rozwarcia 25°. W rozpylaczu 10, mieszankę tą doprowadza się do postaci rozpylonej poddając ją działaniu powietrza pod ciśnieniem. W komorze 1 spalania rozpyloną mieszankę paliwową wodno-węglową wprawia się w ruch wirowy powietrzem ukierunkowanym pod kątem a = 25° do dna 4 tej komory 1 oraz powietrzem ukierunkowanym pod kątem β = 10° do ściany bocznej tej komory 1 i półokrągłym jej sklepieniem. Współczynnik nadmiaru powietrza w komorze 1 spalania ustala się w wielkości λ = 1,1 * 3,5. Od wewnętrznej, rozgrzanej do temperatury 500 * 800°C, powierzchni komory 1 spalania, następuje zapłon i spalanie się rozpylanej mieszanki wodno-węglowej. Powstałe spaliny o temperaturze około 1000°C i wyższej schładza się i kieruje na wymienniki ciepła, a dalej do komina. W przypadku rozpylonej mieszanki wodno-węglowej o gorszych parametrach to jest o wartości opałowej około 10 MJ/kg i mniej, przed wprowadzeniem jej do komory 1 spalania zapala się ją palącym się gazem rozpałkowym poprawiającym jej spalanie w tej komorze 1.The method consists in bringing the temperature of the inner surface of the combustion chamber to 750 ° C in the first step. Such a temperature is obtained by introducing the burning kindling gas into the combustion chamber 1, rotating it in it with the air directed at the angle a = 25 ° to the bottom 4 of this chamber 1 and the air directed at the angle β = 10 ° to the side wall of this chamber 1 and its semicircular vault. The flue gases formed in the combustion chamber 1 are discharged through the outlet opening 7 and directed to the chimney through the heat exchanger. In the second stage, a water-carbon mixture containing 55% by weight of carbon with a grain size of up to 300 microns, 39.5% by weight of water, 4% by weight of calcium oxide and 1.5% by weight of plasticizer is directed to the combustion chamber 1 through the atomiser 10 and a connecting nozzle 9, in the form of an opening, at the inlet to the combustion chamber 1, with an opening angle of 25 °. In the atomiser 10, this mixture is brought into a spray by exposing it to air under pressure. In the combustion chamber 1, the atomized water-carbon fuel mixture is swirled by the air directed at an angle a = 25 ° to the bottom 4 of this chamber 1 and the air directed at the angle β = 10 ° to the side wall of this chamber 1 and its semicircular vault. The excess air coefficient in the combustion chamber 1 is set at λ = 1.1 * 3.5. From the inner surface of the combustion chamber 1 heated to a temperature of 500 * 800 ° C, the sprayed water-carbon mixture ignites and burns. The resulting flue gases with a temperature of about 1000 ° C and higher are cooled and directed to the heat exchangers, and then to the chimney. In the case of a sprayed water-carbon mixture with worse parameters, i.e. with a calorific value of about 10 MJ / kg and less, before it is introduced into the combustion chamber 1, it is ignited with burning fire-up gas, which improves its combustion in this chamber 1.

P r z y k ł a d 2P r z k ł a d 2

Urządzenie do spalania mieszanki paliwowej wodno-węglowej posiada komorę 1 spalania i instalację doprowadzającą mieszankę wodno-węglową do tej komory 1. Komora 1 spalania znajduje się wewnątrz szkieletowej konstrukcji stalowej z zewnętrzną termoizolacją 2 osłoniętą blachą ocynkowaną i wewnętrzną wymurówką 3 szamotową. Przy dnie 4 komory 1 spalania, po przeciwległych jej stronach, znajdują się rozprowadzające rury 5 powietrzne z dyszami 6 nadmuchowymi. Dysze 6 nadmuchowe jednej rozprowadzającej rury 5 powietrznej są ukierunkowane pod kątem a = 25° do dna 4 komory 1 spalania, a drugiej rozprowadzającej rury 5 pod kątem β = 10° do ściany bocznej tej komoryThe device for combustion of a water-carbon fuel mixture has a combustion chamber 1 and an installation supplying a water-carbon mixture to this chamber 1. The combustion chamber 1 is located inside a skeleton steel structure with external thermal insulation 2 covered with galvanized sheet and internal lining 3 chamotte. At the bottom 4 of the combustion chamber 1, on its opposite sides, there are air distribution pipes 5 with blowing nozzles 6. The blowing nozzles 6 of one distribution pipe 5 are directed at an angle a = 25 ° to the bottom 4 of the combustion chamber 1, and of the other distribution pipe 5 at an angle β = 10 ° to the side wall of this chamber

1. Komora 1, przy stropie, ma otwór 7 wylotowy spalin, którego króciec jest wyposażony w schładzacz spalin, a poniżej, na wysokości wyższej od końca dysz 6 nadmuchowych, ma otwór 8 wlotowy, którego boki tworzą kąt rozwarcia a = 25°, połączony z instalacją doprowadzającą rozpyloną mieszankę paliwową wodno-węglową. Otwór 8 wlotowy ma w przekroju poprzecznym kształt trapezu i może mieć regulację kąta rozwarcia wlotu. Instalację doprowadzającą rozpyloną mieszankę paliwową, wodno-węglową, stanowi osadzona jednym końcem w otworze 8 wlotowym, dysza 9 łącznikowa połączona drugim końcem z rozpylaczem 10 mieszanki wodno-węglowej, posiadającym króciec 11 powietrza. Dysza 9 łącznikowa, pomiędzy rozpylaczem 10 i otworem 8 wlotowym komory 1 spalania, ma króciec 12 doprowadzający do niej palący się gaz rozpałkowy. Dno komory 1 spalania posiada ruszt. Komora 1 spalania może mieć dwa przeciwległe otwory wlotowe połączone z instalacjami doprowadzającymi do niej mieszankę paliwową to jest mieszankę wodno-węglową.1. The chamber 1, at the ceiling, has an exhaust opening 7, the stub pipe of which is equipped with an exhaust gas cooler, and below, at a height higher than the end of the blowing nozzles 6, it has an inlet opening 8, the sides of which form an opening angle a = 25 °, connected with an installation supplying atomized water-carbon fuel mixture. The inlet opening 8 has a trapezoidal shape in cross-section and may be adjustable in the opening angle of the inlet. The installation for supplying the atomized water-carbon fuel mixture consists of a connecting nozzle 9 mounted at one end in the inlet opening 8, connected with its other end to the atomiser 10 of the water-carbon mixture, having an air stub 11. A connecting nozzle 9 between the sprayer 10 and the inlet opening 8 of the combustion chamber 1 has a stub pipe 12 for supplying the burning fire-up gas to it. The bottom of the combustion chamber 1 has a grate. The combustion chamber 1 may have two opposite inlet openings connected with installations feeding the fuel mixture to it, i.e. a water-carbon mixture.

Claims

Patent claims

A method of burning a water-carbon fuel mixture in a combustion chamber, heated before combustion, in the air supplied to it, characterized in that in the first

In the second stage, the inner surface of the semicircular vaulted combustion chamber (1) is heated to a temperature of 500 * 800 ° C with the burning kindling gas introduced into it, and then in the second stage, an atomized spray is introduced into the combustion chamber (1), opening on its inlet, a stream of a water-carbon fuel mixture containing 48 68% of carbon with a grain size of up to 300 μm, 50 * 30% of water and up to 2% of plasticizer, to which at least one stream of air is directed in the combustion chamber (1) at the angle a = 0 * 30 ° to the bottom of this chamber (1) and at least a second air stream at an angle β = 0 * 20 ° to its side wall causing its swirling motion and igniting this mixture from the hot, inner surface of the combustion chamber (1), and the flue gas discharged from the combustion chamber (1) is cooled down to a temperature equal to or lower than the flow temperature of the ash generated during combustion, depending on the coal ash in the water-coal mixture, directed to a heat receiver.

2. The method according to p. The process of claim 1, wherein up to 5% calcium oxide is added to the hydro-carbon fuel mixture.

3. The method according to p. The method of claim 1, characterized in that the combustion of the water-carbon mixture is carried out with an excess air ratio in the combustion chamber (1) of λ = 1.1 * 3.5.

4. The method according to p. The method of claim 1, characterized in that the opening angle of the stream of the water-carbon mixture introduced into the combustion chamber (1) is 25 ° * 35 °.

5. The method according to p. The method of claim 1, characterized in that the atomized water-carbon mixture, upstream of the combustion chamber (1), is ignited in the connecting nozzle (9) with the burning kindling gas supplied to it and introduced into said chamber (1) in a burning form.

6. A device for combustion of a water-carbon fuel mixture having a combustion chamber with an inlet and outlet opening as well as air blowing nozzles, an installation for supplying the fuel mixture to the combustion chamber and an installation for forcing air under pressure, characterized in that the combustion chamber (1) has a semicircular vault and at the bottom, on its opposite sides, it has distribution pipes (5) with blowing nozzles (6), which on one side of the combustion chamber (1) are directed at an angle a = 0 * 30 ° to the bottom (4) of this chamber (1) ) of combustion, and on the other hand at an angle of β = 0 * 20 ° to its side wall, while the installation supplying the fuel mixture to the combustion chamber (1) is an atomizer (10) with an air connector (11) connected to a separate installation for forcing this air under pressure and a connection nozzle (9) connected at one end to the atomiser (10) and at the other end to the inlet opening (8) of the combustion chamber (1), said opening (8) having the shape in cross-section the trapezoidal shape and opens towards the combustion chamber (1), the connecting nozzle (9) having a stub (12) for supplying the burning kindling gas to the combustion chamber (1).

The device according to claim 1 6. The apparatus as claimed in claim 6, characterized in that the sides of the inlet opening (8) make an aperture angle of 25 ° * 35 ° in cross-section.

8. The device according to claim 1 6. The combustion chamber (1) according to claim 6, characterized in that the combustion chamber (1) has a continuous grate in its bottom.

9. The device according to claim 1 A gas cooler as claimed in claim 6, characterized in that it has an exhaust gas cooler downstream of the outlet opening (7), preferably at the stub of the outlet opening (7) of the combustion chamber (1).

10. The device according to claim 1 6. The combustion chamber as claimed in claim 6, characterized in that the combustion chamber (1) has a second, opposite inlet opening (8) connected to the installation for supplying the water-carbon fuel mixture therein.

11. The device according to claim 1 The combustion chamber (1) is provided with an inlet angle adjuster as claimed in claim 6, characterized in that the inlet opening (8) to the combustion chamber (1).