SE451158B

SE451158B - Sett att forbettra utnyttjningen av en svavelabsorbent i en kraftanleggning med fluidiserad bedd samt kraftanleggning for utnyttjning av settet

Info

Publication number: SE451158B
Application number: SE8506059A
Authority: SE
Inventors: S A Jansson
Original assignee: Asea Stal Ab
Priority date: 1985-12-20
Filing date: 1985-12-20
Publication date: 1987-09-07
Also published as: SE8506059L; DK614686A; FI865216A0; SE8506059D0; FI865216A; DK614686D0; EP0233353A1; JPS62178808A

Description

20 25 30 35 451 158 bäddmassa med outnyttjad absorbent som måste avlägsnas från brännkammaren.

Detta innebär att absorbentförbrukningen avsevärt överstiger den mängd som teoretiskt behövs för avlägsnande av svavlet i bränslet. Det innebär också ökade kostnader för anskaffning och deponering av förbrukat bäddmaterial.

Känd teknik beskrives närmare i exempelvis svenskt patent nr 8101110-8 med publiceringsnummer 434 087.

UPPFINNINGEN Enligt uppfinningen sönderdelas partiklarna i bäddmaterialet, vilka kan ha en storlek av mellan cirka 0,5 och 6 mm, genom att gas inblåses med hög hastighet i bädden genom speciella malningsmunstycken. Genom denna inblås- ning kommer bäddpartiklar att kollidera med varandra med stor hastighet och i viss utsträckning sönderdelas så att i dess inre del befintlig oförbrukad absorbent blir frilagd och vid kontakt med förbränningsgaser absorberar sva- vel. Malningsmunstyckena bör vara placerade i brännkammarens nedre del nedanför området med kyltuber. Detta dels för att eliminera erosion på dessa och dels för att bildade små partiklar skall få längsta möjliga uppe- hållstid i bädden innan de medföljer förbränningsgaser som lämnar bränn- kammaren.

Gasstrålar från två eller flera munstycken kan lämpligen riktas så att de skär eller möter varandra så att partiklar kolliderar med varandra med hög hastighet. Malningseffekten förstärkes härigenom. Gasen kan bestå av komprimerad luft som utnyttjas för förbränningen av bränslet eller av syre- fattig gas som helt eller delvis består av förbränningsgaser. Förbrännings- luft eller förbränningsgaser som lämnar gasturbinen eller avgaspannan utnytt- jas. I det fall användning av luft tenderar att ge för hög lokal bäddtempera- tur med skadlig slaggbildning som följd användes syrefattig gas. Gasen kompri- meras till ett sådant tryck att för malningen erforderlig gashastighet uppnås vid munstycksmynningen.

I en anläggning enligt uppfinningen innefattar brännkammaren minst ett men lämpligen ett flertal malningsmunstycken för sönderdelning av bäddmaterial- partiklar. Munstyckena kan vara placerade så att gasstrålarna skär eller möter varandra. Gasen kan bestå av luft eller syrefattig förbränningsgas.

I en PFBC-anläggning med en bränﬂkammaLe,_sem är innesluteQ_i ett tryckkärl och omgiven av komprimerad förbränningsluft, kan denna fëgbränningsluft komprimeras ytterligare i en boosterkompressor och tillföras malningsmun- styckena. 10 20 .30 451 158 FIGUHER Uppfinningen beskrives närmare under hänvisning till bifogade figurer, Fig 1 visar schematiskt uppfinningen tillämpad i en PFBC-anläggning och fig 2 en horisontell vy av en möjlig placering av munstycken i en brännkammare.

FIGURBESKRIVNING Fig 1 visar schematiskt uppfinningen tillämpad i en anläggning med en trycksatt fluidiserad bädd, PFBC-anläggning, och fig 2 i ett horisontel- snitt placering av ett flertal malningsmunstycken i en brännkammare.

I figurerna betecknar 11 ett tryckkärl, 12 en brännkammare och 13 en renare av cyklontyp innesluten i detta tryckkärl 11. Endast en cyklon 13 visas, men i realiteten finns en reningsanläggning med ett flertal parallella grupper med seríekopplade cykloner 13. bränsle förbrännes 1 en fluidiserad bädd 1U i brännkammaren 12. Bädden 1U består av ett partikulärt svavelabsor- berande material, som kalksten eller dolomit. Huvudparten av detta material har vanligen en kornstorlek av mellan 0,5 och 5,0 mm. Bildade förbrännings- ä§L gaser samlas i fribordet 15 och strömmar genom ledningen 16 till renaren 13, där stoft avskiljes, och från renaren 13 via ledningen 1? till turbinen 13 och därifrån till exempelvis en icke visad avgaspanna. Avskilt stoft matas ut från cyklonen 13 genom ledningen 20 och den tryckreducerande utmatnings- anordningen och kylaren 21 till en icke visad mottagningsbehållare. Turbi- nen 18 driver-via en koppling ZU en kompressor 22 och en generator 23, som matar ut energi på ett elnät. Denna generator kan även utnyttjas som en startmotor.

Genom ledningen 25 tillföres utrymmet 26 mellan tryckkärlet 11 och bränn- kammaren 12 och renarna 13 komprimerad luft. Trycket kan uppgå till 2 MPa eller mer. Brännkammaren 12 är försedd med en botten 27 bestående av lång- sträckta luftfördelningskamrar 28 med luftmunstycken 30. Genom dessa till- föres bädden 13 luft för fluidisering och för förbränning av tillfört bränsle. Bränsle tillföres bädden lü genom,en ledning 31 från ett icke visat bränsleförråd. I brännkammaren finnes icke visade bränslemunstycken jämnt fördelade, lämpligen ett per m2 bottenyta. Färskt bäddmaterial till- jföres bädden JN genom led&iggen_32 från ett icke visat bäddmaterialförrâd.

Mellan luftfördelningskamrarna'28 finnes-spalter 33; genom vilka bäddmate- rial från bädden IH kan falla ner i utrymmet 3U i utmatningskonen 35 för 10 20 25 30 451 158 bäddmaterial vid brännkammarens 12 nedre del. I detta utrymme finnes kyl- rör 36 för kylning av bäddmassa innan denna utmatas genom ledningen 37 och utmatningsanordningen 38. I brännkammaren 12 finnes ett tubknippe H0, i vilket vatten värms eller ånga alstras. ~7\ I brännkammaren finnes minst ett malningsmunstycke 41 som mynnar i bränn- kammarens 12 bädd 1U under tubknippet UG. Genom detta munstycke H1 blåses gas med ett avsevärt högre tryck än i bädden in i denna. Gashastigheten vid munstycksmynningen blir hög och gasstrålen accelererar bäddpartiklar till hög hastighet. Dessa bäddpartiklar kolliderar med andra bäddpartíklar och slås därvid sönder så att en nedmalningseffekt erhålles. Oförbrukad svavel- absorbent frilägges så och kommer på sin väg upp genom bädden att vid kon- takt med förbränningsgaserna absorbera svavel i dessa. Till liten dimen- sion, under cirka 0,5 mm, sönderdelat bäddmaterial kommer att lämna bädden 114 tillsammans med rökgaserna.

Kornstorlek och uppehållstid i bädden är viktiga parametrar för absorptio- nen. För utnyttjningen av bäddmaterialet är det viktigt att krossat ffilaßï material har så liten storlek att snabb och fullständig reaktion erhålles å mellan absorbent och svavel under den tid materialet kommer att befinna sig i bädden- Det är därfër önskvärt att absorbentpartiklar nedmales till största möjliga finhet så att stor kontaktyta i förhållande till volymen erhålles.

Nedmalning till 50}m1är önskvärd för att i huvudsak fullständig utnyttjning skall uppnås. - I en PFBC-anläggning med en brännkammare som arbetar vid högt tryck och är placerad inuti ett tryckkärl kan gas för malningsmunstycken vara för- bränningsluft från rummet 26 i tryckkärlet 11 som komprimeras till ett högre tryck i en boosterkompressor H2, placerad utanför tryckkärlet 11 och ansluten till rummet 26 i detta med en ledning U3 och till ett eller flera munstycken H1. Det kan vara lämpligt att placera ett flertal munstycken i en brännkammare så att gasstrålarna från malningsmunstyckena möter varandra så att partiklar kolliderar med stor kraft och kraftig malningseffekt upp- nås. Som visas i fig 2 kan exempelvis fyra munstycken H1 placeras i ett plan så att luftstrålarna från munstyckena skär varandra och inom en be- m gränsad volym roterar och mal ner bäddpartiklar till liten storlek så att stor absorptionsyta hos¿pförQrukad absorbent erhålles. h.

Claims

451 158 PATENTKRAV

1. Sätt att förbättra utnyttjningen av en svavelabsorbent i en kraft- anläggning med förbränning av ett svavelhaltigt bränsle i en fluidiserad bädd (15) av partikulärt material innehållande svavelabsorbent genom att frilägga outnyttjad absorbent i partiklars inre del, k ä n n e t e c k - n a t därav, att nedmalning av absorbentpartíklar åstadkommes i bädden (1ü) genom ínblåsning av gas i bädden genom speciella malningsmunstycken (H1) med högre hastighet än förbränningsluft genom fluidiseringsmunstycken.

2. Sätt enligt'patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a t därav, att ned- malningen av absorbentpartiklarna sker genom inblåsning av gas genom mun- stycken (H1) 1 ett område i bädden (IH) som saknar kyltuber (40).

3. Sätt enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a t därav, att gas- strålar från två munstycken (H1) riktas så att de skär eller möter varandra.

4. H. Sätt enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a t därav, att gas- strålar riktas så att en styrd cirkulation av bäddmassa inom bädden (IH) uppnås. ä

5. Kraftanläggning med utnyttjande av förfarandet enligt något av patentkraven 1-Ä innefattande en brännkammare (12), utformad med en botten (27) med munstycken (30) för tillförsel av luft till en bädd (1H) innehåll-_ andc partikulärt svavelabsorberande material för fluidísering av bädden (ïü) och för förbränning av bränsle som tillföres bädden (lb) inmatningsanordningar (31, 32) för att tillföra bädden bränsle och bädd- material en kompressor (22) för försörjning av brännkammaren med luft för fluidise- ring av bädden och förbränning av bränslet k ä n n e t e c k n a d därav, att brännkammaren (12) innefattar minst ett inom bädden placerat separat malningsmunstycke (A1) för 5öndepde1_ ning av bäddmaterialpartiklar.

6.4 Kraftanl§ggning_enlïgt patentkrav 5, Fk ä n n.e't e.c k n a d därav, att malningsmunstyckena (H1) är så plaeeradë att gasstrålar från olika mun- stycken (H1) skär eller möter varandra. 451 158 e

7. Kraftanläggning enligt patentkrav 5, k ä n n e t e c k n a d därav, att den innefattar en kompressor (H2) som försörjer malningsmunstyckena (M1) *n med komprimerad, syrefattíg gas eller luft med högre tryck än luften för fluidisering av bädden (IN) och förbränning av bränslet-

8. Kraftanläggning enligt patentkrav 5, k ä n n e t e c k n a d därav, att brännkammaren (12) är innesluten i ett tryckkärl (11) och förbränningen sker vid ett tryck överstigande atmosfärstrycket.

9. Kraftanläggning enligt patentkrav 8, k ä n n e t e c k n a d därav, att trycket överštiger dubbla atmosfärstrycket. vi,