SE428131B - Anleggning for brenning av pellets - Google Patents

Description

8105199-7, 10 15 20 25 30-' 35 u0'e 2 en temperatur av 200-500°C. De från brännaren utströmman- .dejförbränningsprodukterna blandas, i brännkammaren, med utspädningsluft med en temperatur av 700-85000, som till- föres från kylkammaren medelst ett överströmnings- eller omfördelningsuppsamlingsrör.

Transportanordningen utgöres, i regel, av en transportör, som är uppbyggd av brännvagnar, vilka är förflyttbara nt- efter en sluten rörelsebana i ett vertikalt plan (i tran- sportörförsedda anläggningar) eller i ett horisontellt plan (i anläggningar av ringtyp). I Brannvagnen är utformad med ett S x rpstfäit, vilket gör det möjligt att genomblåsa ett skikt av pellets med ett gasformigt värmeöverföringsmedel (jämför exempelvis N N Berezhnoj m fl "Överföring av finfördelade järnmalmskon- centrat till klumpform", Nedra, Moskva, 1971). Brännkam- maren i den ovan beskrivna kända anläggningen är så utfor- mad, att man tillhandahåller pellets av låg kvalitet in pelletsskíktets höjdled, vilket beror på att bränsle-luft- blandningen förbrännas ovanför pelletsskiktet, vilket resulterar i avsevärda temperaturfall i skiktets höjdled (upp till 100-15o°c). 0 ' En ökning av temperaturen hos skiktets understliggande partier till den önskade temperaturen medför att rostgall- ren och brännvagnarna (rostvagnarna)blir funktionsodugliga och genombrännes. Pelletsens s k underbränning (ofullstän- diga bränning) kan delvis elimineras genom minskning av den relativa andelen av skiktets underliggande partier genom ökning av den totala höjden av skiktet av våta pel- lets från 300 mm till 400-500 mm (jämför exempelvis det sovjetryska uppfinnarcertifikatet 5H86üH). Förutom att ändra skiktets höjd kan man använda intensiva uppvärmnings- förhållanden för pellets, under vilka man omedelbart efter avslutad torkning inställer en maximal brännings- eller rostningstemperatur (jämför exempelvis de sovjetryska uppfinnarcertifikaten 517635; 616310). I 10 15 20 25 30 35 40 Pelletskvaliteten kan emellertid inte förbättras väsent- ligt därför att dessa kända anläggningars specifika kapa- citet förblir tämligen iåg (0,9 - 0,95 t/m2 per timme).

Det huvudsakliga syftet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en sådan anläggning för bränning av pellets, där man genom förbättring av brännkammaren kan bränna pel- letsen likformigt i pelletsskiktets höjdled, vilket bidrar till att förbättra pelletskvaliteten och öka anläggningens specifika kapacitet.

Detta syfte uppnås enligt föreliggande uppfinning medelst en anläggning för bränning av pellets, som innefattar dels en transportmekanism för tillförsel av pellets och process- flödesmässigt i transportmekanismens rörelseriktning anord- nade torkkamrar, brännkammare med anordning för tillförsel av gasformigt bränsle, kylkammare samt system för tvångs- styrd luftinmatning i kamrarna och bortförsel av förbrän- ningsprodukterna från ett pelletsskikt på transportmekanis- men, varvid brännkammarens anordning för tillförsel av gas- formigt bränsle, enligt uppfinningen, är uppbyggd av ett fördelningsgaller, som är anordnat i brännkammarens undre del och skilt från transportmekanismen ett avstånd, som ut- gör från ungefär 1/10 till ungefär 1/4 av brännkammarens höjd, varvid fördelningsgallret är anordnat att upptaga minst 40% av brännkammarens horisontala yta, och uppbyggt av dels rör med hål för tillförsel av gasformigt bränsle och dels under rören parallellt anordnade vattenkylda rör, som möjliggör en strâl-strömning av blandningen av gasfor- migt bränsle med luft i pelletsskiktet, när förbrännings- produkterna tvångsvis bortföres från pelletsskiktet på transportmekanismen.

Den så utformade brännkammaren i anläggningen enligt upp- finningen säkerställer förbränning av det gasformiga bränslet såväl ovanför pelletsskiktet som i pelletsskiktet, varigenom'pelletsen brännes likformigt över hela skikthöj- den. Detta gör det möjligt att förbättra pelletskvaliteten och samtidigt öka anläggningens specifika kapacitet med 25-35% (med 1,14 - 1,34 t/m2 per timme). 8105199-7 s1os199-7 10 15. 20 25 ,_7,0 35 'HO För att öka gasförbränningsanordningarnas funktionssäker- het är det lämpligt, att fördelningsgallret är anordnat över hela ytan av brännkammaren.

För att förbättra pelletsens brännkvalitet är det önsk- värt, att en sök volymflödeskoefficient för luft, som in- -matas i brännkammaren och strömmar utefter rören i för- delningsgallret, är lika med 2:1 till 5:1 med efterföljan- de ökning av volymflödeskoefficienten i transportmekanís- mens rörelseriktning med 2-5% per tidsenhet. Den enligt föreliggande uppfinning utformade anläggningen, som är avsedd för torkning och förstärkningsbränning av järn- malmspellets, ger en 25-55% högre specifik kapacitet ochi kräver en Ä-10% lägre driftskostnad jämfört med de kända anläggningarna av detta slag samt gör det möjligt att väsentligt förbättra pelletsens kvalitet. Enligt uppfin- ningen kan man framställa brännanläggningar med-en nyttig yta av' från 100 till 8oo-1ooo m2. 1 Uppfinningen beskrives närmare nedan under hänvisning till bifogade ritning, på vilken Fig 1 schematiskt visar ett längdsnitt genom anläggningen enligt uppfinningen för bränning av pellets med ett fördelningsgaller, som är an- ordnat över ett parti av brännkammarens yta, Fig 2 »ett I snitt längs linjen II-II i Fig 1 och Fig 3 schematiskt visar anläggningen enligt uppfinningen med ett fördelninge- galler, som är anordnat över hela ytan hos brännkammaren.

Anläggningen för bränning av pellets innefattar en tran- sportmekanism 1 (Fig 1), som utgöres av en transportör med vagnar av godtycklig känd konstruktion, vilka lämpar sig för arbete i anläggningar av detta slag, processflödesmäs- sigt, i transportmekanismens 1 rörelseriktning anordnade underifrån uppåt genomblåsbar torkkammare 2, uppifrån nedåt genomblåsbar torkkammare 3, brännkammare 4 och kyl-1 kammare 5 samt system för tvångsstyrd luftinmatníng i kam- rarna och för bortförande av förbränningsprodukterna genom det-på transportmekanísmen 1 befintliga pelletsskiktet.

System 6,17 möjliggör tvångsstyrd luftinmatning i tork-, 10 15 20 25 30 35 H0 9105199-7 bränn- och kylkamrarna 3, N respektive 5, medan system 8, 9 befrämjar bortförsel av förbränningsprodukterna från brännkammaren H. Samtliga system kan utgöras av god- tyckliga system, som kan upprätthålla förutbestämda tem- peraturmässiga processförhållanden för torkning, bränning och kylning av pelletsen.

För att minska energiförbrukningen kan dessa system för- enas till ett slutet system, när uppvärmd luft exempelvis från kylkammaren 5 införes i torkkammaren 3 och bränn- kammaren H.

I den underifrån uppåt genomblåsbara torkkammaren 3 är sidobrännare 10 anordnade. I brännkammarens 4 undre del finnes en anordning för tillförsel av gasformigt bränsle, som är uppbyggd i form av ett fördelningsgaller 11 och skild frän transportmekanismen 1 ett avstånd 6 som utgör från ungefär 1/U till ungefär 1/10 av brännkammarens U höjd.

Det så valda avståndet mellan fördelningsgallret 11 och transportmekanismen 1 bidrar till att förhindra dels att det gasformiga bränslet tändes av sig självt ovanför pelletsskiktet och dels att fördelningsgallret 11 över- hettas. Fördelningsgallret 11 är uppbyggt av rör 12 med hål för tillförsel av gasformigt bränsle och under rören 12 parallellt anordnade vattenkylda rör 13, som säker- ställer en strålströmning av blandningen av gasformigt bränsle med luft i pelletsskiktet, när förbränningspro- dukterna tvångsvis bortföres från pelletsskiktet på transportmekanísmen 1.

Fördelningsgallret 11 är anordnat att upptaga minst ü0% av brännkammarens Ä yta, medan brännkammarens U åter- stående yta upptages av kända gasförbränningsanordningar i form av exempelvis brännare 10.

Fördelningsgallret 11 (Fig 3) kan placeras över hela ytan hos brännkammaren H, för vilket ändamål gallret 11 lämp- ligen framställes av två lika stora delar, vilka är skilda s1os199+7 in 15 20 25 302 35 Ä0 6 olika avstånd från transportmekanismen 1, varför pelletsen ' kan brännas mer likformigt i pelletsskiktets djupled. En s k volymflödeskoefficient för luft, som inmatas i anlägg- ningens brännkammare 4 och strömmar utefter rören 12, 13 hos fördelningsgallret 11, bör vara lika med 2-5 med efterföljande ökning av volymflödeskoefficienten i tran- sportmekanismens 1 rörelseriktning med 2-5% per tidsenhet.

Transportmekanismen 1 förflyttas medelst en elektrisk, programstyrd drivanordning lä. I rörelseriktningen för vagnarna med pellets är på Fig 3 inte visade gränsläges- .g strömbrytare anordnade, från vilka signaler matas till en krets för styrning av den elektriska drivanordningen (mo- - torn) lß. I överensstämmelse med utsignaler från styr- kretsen kan man stoppa vagnarna i zoner för torkkamrarna 2, 3, brännkammaren U och kylkammaren 5. f Anläggningen enligt uppfinningen för bränning av pellets fungerar på följande sätt.

Transportmekanismen 1 inmatar våta pellets i mekanísmens 1 rörelseriktning successivt anordnade torkkammaren 2, torkkammaren 3, brännkammaren H och kylkammaren 5. Tork- kamrarna 2 och 3 kan genomblåsas i riktning underifrån uppåt respektive uppifrån nedåt. I torkkamrarna 2 och 3' avvattnas pelletsen, varvid man för att upprätthålla den önskade gastemperaturen i den uppifrån nedåt genomblås- bara torkkammaren 3 använder sidobrännarna 10 med s k I fackel- eller flamförbränning av bränsle ovanför pellets- pskiktet. I brännkammarens U begynnelsezon uppvärmes pellet- sen intensivt genom ökning av temperaturen hos förbrän- ningsprodukterna, som erhålles vid förbränning av det gasformiga bränslet ovanför pelletsskiktet, till 1200-135000 medelst sidobrännarna 10. Under flamförbränningsförhållan- dena förbrännes HO-70% av hela bränslet.

Pelletsen införes därefter i den zon, där fördelnings- gallret 11 är anordnat, som är uppbyggt av de vattenkylda rören 13 och de ovanför dessa anordnade rören 12 för till- försel av gasformígt bränsle. I denna del av brännkammaren 10 15 20 25 30 35 HO 810511199- 7 H införes medelst organet 6 för luftinmatning luft, som fördelar sig likformigt över hela ytan medelst fördel- ningsgallret 11 och som vidare strömmar utefter rören 12 för tillförsel av gasformigt bränsle och införes i pel- letsskiktet genom spalter mellan de vattenkylda rören 13.

Gasformigt bränsle tillföres genom hålen i rören 12 för tillförsel av gasformigt bränsle, passerar tillsammans med luftströmmen genom spalterna mellan de vattenkylda rören 13, blandas med luft och inkommer i pelltsskiktet.

Ifall fördelningsgallret 11 är skilt från pelletsskiktet ett avstånd 6, som är kortare än 1/10 av brännkammarens H höjd, bringas kylvattnet i de vattenkylda rören 13 att koka, varvid anläggningen avstålles på grund av farliga driftförhållanden. Om fördelningsgallret 11 är skilt från pelletsskiktet ett avstånd, som är större än 1/Ä av brännkammarens Ä höjd, kan det gasformiga bränslet antän- das ovanför pelletsskiktet, vilket inte är tillåtligt, eftersom detta minskar kapaciteten och försämrar pellets- kvaliteten.

Den i pelletsskiktet inkommande blandningen av gasformigt bränsle och luft uppvärmes i pelletsskiktets övre partier, varigenom dessa kyles, och antändes, varigenom pellets- skiktets underliggande partier uppvärmes intensivt. Det gasfbrmiga.bränslet förbrännes intensivt i pelletsskiktet, samtidigt som förbränningszonen rör sig i form av en smal front i riktning uppifrån nedåt med en hastighet, som är proportionell mot gasströmningshastigheten i skiktet.

För att effektivt förbränna det gasformiga bränslet i pel- letsskiktet och likformigt bränna pelletsen i pelletsskik- tets höjdled bör den s k volymflödeskoefficienten för den luft, som inmatas i brännkammaren 4 och strömmar ut- efter rören 12 och 13 hos fördelningsgallret 11, vara lika med 2-5 med efterföljande ökning av volymflödeskoef- ficienten i transportmekanismens 1 rörelseríktning med 2-5% per tidsenhet (per minut), varvid vagnens rörelsetid bestämmes såsom förhållandet mellan väglängden och tran- sportmekanismens rörelsehastighet. Ifall luftvolymflödes~ 810519947 s 8 10 15 20 s25 förhållandet är mindre än 2:1, alstras i pelletsskiktet en temperatur upp till 1350-1H00°C och däröver, varför pelletsskiktet sintras och produktkvaliteten försämras; om luftvoiymflzsaesförhåliandet är star-re än 5:1, ai- temperaturen i pelletsskiktet högst 115000, varför pel- letsen inte brännes fullständigt (dvs de underbrännes).

För att alla horisontpartier av pelletsskiktet skall kunna uppvärmas intensivt till den förutbestämda tempe- raturen i pelletsskiktets höjdled, måste luftvolymflödes- förhållandet ökas utefter längden av brännkammaren H med 2-5% per min. Om luftvolymflödesförhållandet inte ökas på detta sätt, överhettas och sintras pelletsen i skik- tets undre delar. Ifall luftvólymflödesförhållandet ökas med minst 5% per min brännes pelletsskiktets undre partier inte fullständigt. Pelletsen kyles i kylkammaren 5.

Den enligt föreliggande uppfinning utformade anläggningen för bränning av pellets gör det möjligt att intensivt uppvärma pelletsen över hela höjden av pelletsskiktet öch följaktligen förbättra pelletskvaliteten, samtidigt som anläggningens specifika kapacitet ökar med 25-35%.

Claims (3)

10 15 20 25 30 8105199-7 Patentkrav

1. Anläggning för bränning av pellets innefattande'en transport- mekanism (1) för tillförsel av pellets och processflödesmässigt i transportmekanismens (1) rörelseriktning anordnade torkkamrar (2,3), brännkammare (4) med anordning för tillförsel av gasfor- migt bränsle, kylkammare (5) samt system för tvångsstyrd luft- inmatning i kamrarna och för bortförsel av förbränningsproduk- ter från ett pelletsskikt på transportmekanismen (1), k ä n n e- t e c k n a d av att brännkammarens (4) anordning för tillförsel av gasformigt bränsle utgöres av ett fördelningsgaller (11), som är anordnat i brännkammarens (4) undre del och skilt från transport- mekanismen (1) ett avstånd, som utgör från ungefär 1/10 till unge- fär 1/4 av brännkammarens (4) höjd, varvid fördelningsgallret (11) är anordnat att upptaga minst 40 % av brännkammarens (4) horison- tala yta och uppbyggt av dels rör (12) med hål för tillförsel av gasformigt bränsle och dels under rören (12) parallellt anordnade, vattenkylda rör (13), som möjliggör en strål-strömming av bland- ningen av gasformigt bränsle med luft i pelletsskiktet, när för- bränningsprodukterna bortföres tvângsvis från pelletsskiktet på transportmekanismen (1).

2. Anläggning enligt krav 1, k ä n n e tle c k n a d av att för- delningsgallret (11) är anordnat över brännkammarens (4) hela horisontala yta.

3. Anläggning enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d av att en s.k. volymflödeskoefficient för den luft, som inmatas i brännkammaren (4) och strömmar utefter rören (12,13) hos för- delningsgallret (11), är lika med 2:1 till 5:1 med efterföljande ökning av nämnda koefficient i transportmekanismens (1) rörelse- riktning med 2-5 % per tidsenhet.