SE515710C2 - Luftskåp vid en regenerativ förbränningsanordning - Google Patents

Description

*f 10 15 20 25 30 35 w. . 1 . V. ., ,, ,, ~ -. v. få »i u . »i n I I! UI Il UI I i I h 5'4 f I sl lr I1| Q | . i . . .. - .f I 1 u . v - » . ~. .. J, u, 2 sin passage upp genom bädden 11 som är kall i botten och varm i toppen. När luften kommer in i brännkammaren 13 har den fått en sàdan temperatur att förbrännings- och/eller sönderdelningsreaktionerna sker i brännkammaren 13 efter ingen eller endast liten ytterligare uppvärm- ning. Därefter gär luften ner genom bädd nummer 12, som liksom bädd nummer 11 är varm i toppen och kall i botten.

Värmet i luften avges därigenom successivt till bäddmate- rialet och luften kommer via en spjällanordning 14 ut ge- nom utloppet 15 utan att bära med sig någon stor mängd värmeenergi. Med jämna tidsmellanrum omkastas luftflödes- riktningen genom anläggningen sà att luften ömsevis gär in genom bädd 11 och ut genom bädd 12 och ömsevis går in genom bädd 12 och ut genom bädd 11. Omkastning av luft- flödesriktning sker med hjälp av spjällmekanismen 14.

Liknande typer av anläggningar finns också där antalet bäddar eller regeneratorer, som de ibland kallas, är fler än tvà kring en gemensam brännkammare.

En annan typ av anläggning finns beskriven i US Pa- tent nr 4 761 690 och visas i figur 2. Här används bara en bädd 21 av värmeöverförande och värmelagrande materi- al. Temperaturfördelningen i bädden är sådan att tempera- turerna i bäddens botten och topp båda är làga medan tem- peraturen i bäddens mitt är hög. Luft som skall renas förs med hjälp av en spjällmekanism 22 ömsevis uppåt re- spektive nedàt genom bädden. Luften värms då först upp och förbrännings- och/eller sönderdelningsreaktionerna sker i mitten av bädden. Därefter kyls luften av vid sin passage ut genom resten av bädden och kan lämna anlägg- ningen utan att bära med sig stora energimängder. Genom att luftflödesriktningen genom bädden skiftas fungerar övre och nedre delen av bädden ömsevis som uppvärmare re- spektive avkylare av luftströmmen analogt med de tvä re- generatorerna 11 och 12 i den typ av anläggning som visas i figur 1. Pà motsvarande sätt fungerar bäddens centrum i den anläggning som visas i figur 2 pà samma sätt som brännkammaren 13 i den anläggning som visas i figur 1. 10 15 20 25 30 35 515 710 3 Vid in och utflöde ur anläggningarna fördelas luften ut över respektive samlas ihop fràn en bäddyta. Detta sker genom användning av luftskàp 16 och 17 i fig l re- spektive 23 och 24 i figur 2. Bägge typerna av anläggning har den nackdelen att när omkastning av luftflödesrikt- ning sker omvandlas luftskàpet för inkommande orenad luft till luftskàp för utgående renad luft. Det innebär att den luft som finns i detta luftskàp vid själva växlings- ögonblicket via spjällmekanismen skickas ut i utloppet från anläggningen utan att ha renats. Vid varje omkast- ning av luftflödesriktningen genom anläggningen kommer det alltså ut en "puff" av orenad luft. Detta innebär en minskning av reningsgraden hos anläggningen.

För att göra reningsgradsminskningen så liten som möjligt vill man ha sä liten volym orenad luft som möj- ligt varför man vill använda så smà luftskäp som möjligt.

Smà luftskàp innebär höga lufthastigheter och därav föl- jande höga dynamiska tryck. Ett annat sätt att motverka minskningen av reningsgrad är att samla in puffen vid varje växling i en lagringsenhet och sedan återföra denna luftmängd för ny behandling. Ursköljningen av den orenade luften sker emellertid inte som ett idealt pluggflöde.

Lufthastigheten längst bort från luftskápets utlopp är làg. Det gör att den volym som mäste àtercirkuleras för ny behandling blir betydligt större än luftskàpets volym om man vill eliminera puffen helt. Det innebär att lag- ringsenheten måste göras stor och att det àtercirkulerade flödet blir så stort att det får märkbar inverkan på flö- deskapaciteten hos anläggningen. Återigen vill man då gärna använda luftskàp med så smà volymer som möjligt.

För anläggningens funktion är det viktigt att flödet genom det värmelagrande och värmeöverförande mediet är jämnt fördelat. Särskilt viktigt är det att lika mycket luft passerar åt båda hàllen genom en viss del av mediet.

Annars regenereras inte temperaturprofilen mellan skifte- na i flödesriktning. Vid inloppet och början av luftskà- pet är lufthastigheten större än i bortre ändan av luft- 10 15 20 25 30 35 515 710 . ; < 1 .- 4 skàpet. Det innebär att det statiska trycket är lägre i den del av luftskàpet som ligger närmast utloppet än den del som ligger längre bort. Detta gäller sàväl vid flöde in i luftskàpet som vid flöde ut ur luftskàpet. Det gör att det avsedda vertikala luftflödet genom bäddmaterialet överlagras med ett horisontellt flöde. Blir detta flöde för stort äventyras anläggningens funktion. Tryckskillna- derna blir större ju större lufthastigheterna är i luft- skàpen. Det gör att dessas volym begränsas nedåt. Sär- skilt besvärande blir detta i stora anläggningar. En stor horisontell utsträckning kräver hög höjd pà luftskàpet för att kunna ta hand om den stora luftmängd som mäste hanteras per längdenhet i tvärled.

Enligt föreliggande uppfinning kan bàde volymen i luftskàpen och tiden för rensköljning av luftskàpen mins- kas. Ett utförande framgår av figur 3. Figuren visar ett luftskàp 1 med ett in- och utlopp 2. Luftskàpets uppgift är att ansluta till en bädd av värmelagrande och värme- överförande material 3. Det nya är att luftskàpet 1 inne- häller en avbalkning 4 som uppdelar luftskàpet 1 i tvà avdelningar. En avdelning 5 som angränsar till bädden 3 och en avdelning 6 som är skild fràn bädden. De tvà av- delningarna stàr i förbindelse med varandra genom en spalt 7 längs avbalkningens periferi. Genom att den av- delning 5 som gränsar till bädden matas fràn hela perife- rin blir längden i tvärs luftflödet läng samtidigt som fördelnings-/uppsamlings- längden blir kort. Det gör att avdelningen 5 av luftskàpet kan ha liten höjd och volym utan att lufthastigheterna och tryckskillnaderna där blir stora. Samtidigt blir den volym som har riktigt làga has- tigheter liten, vilket gör att man vid skifte av luftflö- desriktning genom anläggningen fär en tillfredsställande ursköljning av förorenad luft pà kortare tid än annars.

Avdelningen 6 av luftskàpet gränsar inte direkt till bäd- den. Därför kan man tolerera högre lufthastigheter där än i ett konventionellt luftskàp. Sammanlagt kan volymen i avdelningarna 5 och 6 göras mindre än volymen i ett kon- 10 15 20 25 30 35 515 710 . . - Q w 5 ventionellt luftskàp. I avdelningen 6 av luftskàpet före- ligger heller inget område med låg lufthastighet, som tar lång tid att skölja ut.

Fig 4 och 5 visar ett liknande utförande, visat mer detaljerat, varvid fig 5 visar luftskåpet 1 snett under- ifrån. Här visas även en isolerande vägg 8, som omger bäddens sidokanter.

En ytterligare fördel med den nya utformningen av luftskàpet är att det högtrycksområde som bildas i det konventionella luftskàpets bortre ända istället flyttas till avdelningen 5:s centrum. En störning av luftflödet innebärande värmeförluster för bädden som sker där är mindre allvarlig än en störning som sker vid bäddens yt- tervägg där vi redan har värmeförluster till omgivningen.

Vid en anläggning enligt föreliggande uppfinning bildas istället ett làgtrycksomràde längs hela ytterväggen vil- ket ger bättre värmeekonomi där, vilket i sin tur gör att hela anläggningen kan drivas mer energisnålt.

När anläggningen står redo vid full arbetstemperatur men utan luftflöde sker en värmeledning genom bäddmateri- alet uppåt och nedåt. Detta ger värmeförluster från bäd- den. En avbalkning av luftskàpet enligt föreliggande upp- finning har då ytterligare den fördelen att den fungerar som en strålningsskärm och bromsar en del av detta värme- flöde.

Det får till följd att värmeförlusterna minskar.

Dessutom sänks temperaturen i de yttre delarna av anlägg- ningen så att man i vissa fall kan använda enklare och mindre värmetåliga material i luckor och packningar och att man ibland kan spara in på beröringsskydd på anlägg- ningens utsida. För att förstärka denna effekt kan man företrädesvis göra avbalkningen av sådant material eller belägga den med sådant material som har låg emissionsfak- tor för värmestràlning och därmed stor reflexionsförmåga.

För att få flödesfördelningen genom bädden så som man vill ha den kan man variera bredden av den spalt som sam- manbinder de två avdelningarna 5 och 6 av luftskåpet. Där lO 15 20 25 515 710 6 man vill ha ett större flöde gör man spalten bredare och vise versa. Man kan utan att menligt störa funktionen i stort även göra avbrott i spalten, antingen för att lokalt strypa flödet, Spalten kan också helt eller delvis ersättas av utmed pe- eller av konstruktionsmässiga skäl. riferin av avbalkningen fördelade hàl. Till och med ett utförande där avdelningarna 5 och 6 av luftskàpet bara står i förbindelse med varandra fràn två häll har förde- lar i jämförelse med ett luftskáp utan avbalkning.

Uppfinningen kan fungera bra även om det förutom längs periferin finns ytterligare anslutningar mellan de tvà avdelningarna av luftskàpet eller där avbalkningen mellan de två avdelningarna inte utsträcker sig över hela luftskàpet. Det är också möjligt att inom uppfinningens ram använda sig av flera luftskàp pà vardera sidan av bädden. Vad som ovan har refererats som horisontalt och vertikalt hänsyftar till de visade figurerna. Anläggning- ar kan naturligtvis utformas med andra strömningsrikt- ningar utan att funktionsprincipen förändras.

Det inses att andra medel än en avbalkning kan använ- das för att fördela luften på ett fördelaktigt sätt i luftskàpet. Exempelvis kan slitsade plattor eller dylikt användas. Vidare skall begreppet luft i denna beskrivning och efterföljande krav tolkas så att det innefattar andra typer av förorenade gaser, då en förbränningsanordning med uppfinningsenliga luftskàp kan nyttjas även vid re- ning av andra gaser.

Claims (7)

10 15 20 25 30 35 515 710 7 PATENTKRAV

1. Luftskàp (1) vid regenerativ förbränningsanordning (3) av värmelagrande upp- visar en gasgenomtränglig yta (9) mot en av sagda bäddar (3) och är förbundet med ett gasin-/utlopp (2), känne- är anordnade i sagda innefattande en eller flera bäddar och värmeöverförande material, varvid luftskàpet (1) tecknat av att fördelningsmedel (4) luftskàp (1).

2. Luftskàp (1) sagda fördelningsmedel enligt krav 1, kännetecknat av att (4) väsentligen avdelar luftskàpet (1) i en första och en andra avdelning (5) respektive (6), varvid sagda genomträngliga yta (9) är belägen i den första avdelningen (5), och sagda gasin-/utlopp (2) vä- (6), första och andra avdelningen (5) respektive (6) sentligen mynnar i den andra avdelningen och den är för- bundna med genomströmningsöppningar (7).

3. Luftskàp (1) av att sagda fördelningsmedel innefattar enligt krav l eller 2, k ä n n e - t e c k n a t ett plattformigt element (4).

4. Luftskàp (1) av att sagda genomströmningsöppningar är bildade i spalt- (4) och luftská- enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a t form mellan det plattformiga elementet pets (1) sidoväggar.

5. A 5. Luftskàp (1) enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a t av att sagda genomströmningsöppningar är bildade i form av en serie öppningar, vilka är fördelade utmed periferin (4).

6. Luftskàp (1) enligt krav 3 eller 4, t e c k n a t av att ett flertal distanselement (10) är av det plattformiga elementet k ä n n e - anordnade i luftskàpet (l), mellan sagda genomträngliga yta (9) och motstàende luftskápsyta, varvid sagda platt- formiga element (4) är fäst vid sagda distanselement (10), och saknar direkt kontakt med luftskàpets väggar.

7. Luftskàp k ä n n e t e c k n a t (1) enligt något av föregående krav, av att det plattformiga elementet 515 710 . . ~ « .- 8 (4) åtminstone delvis har värmestràlningsreflekterande ytegenskaper.