SE529932C2

SE529932C2 - pellet Burner

Info

Publication number: SE529932C2
Application number: SE0601191A
Authority: SE
Inventors: Brage Norin
Original assignee: Swebo Bioenergy Ab
Priority date: 2006-05-30
Filing date: 2006-05-30
Publication date: 2008-01-08
Also published as: EP2032896A1; SE0601191L; WO2007139475A1; US20090205545A1

Abstract

Burner for particulate fuel, above all pellets such as bio-pellets, comprising a chute (10) having a longitudinal axis (11), the chute having a generally horizontally oriented longitudinal axis and having an inner wall of an essentially cup-shapedly upwardly open cross-section shape, a feeding device (30-34) for feeding a bed (20) of the particulate matter in and along the chute (10), and a device (40) for supply of primary air to the bed (20) in the chute (10), characterized in that the primary air supply device (40) is arranged to, without contact, direct primary air from above toward the free top-side of the bed (20) in the chute.

Description

lO 529 932 bäddens fria överytskikt, som inte är i kontakt med rännan. Friktionen mot rännan ökar därigenom inte och inmatad ny pellets kan enkelt fortsätta att driva bränslebädden framåt under kontrollerade former. Primärluft bör naturligtvis även riktas in mot de centrala delarna av bäddens fria överyta för att hela pelletsbäddens översida ska nås av primärluft. 10 529 932 the free top layer of the bed, which is not in contact with the gutter. The friction against the gutter thus does not increase and fed new pellets can easily continue to propel the fuel bed forward under controlled conditions. Primary air should of course also be directed towards the central parts of the bed's free upper surface so that the entire upper side of the pellet bed is reached by primary air.

Uppñnningen kommer i det följ ande att beskrivas i exempelform med hänvisning till den bilagda ritningen.The invention will hereinafter be described by way of example with reference to the accompanying drawing.

Figur 1 visar en schematisk vertikal längdsektion genom en pelletsbrännare.Figure 1 shows a schematic vertical longitudinal section through a pellet burner.

Figur 2 visar en schematisk tvärsektion tagen utmed ritningen lI-II i ﬁgur 1.Figure 2 shows a schematic cross-section taken along the drawing II-II in Figure 1.

Figur 3 visar i en sektion motsvarande figur 2, en annan utföringsforrn av brännarens ränna och anordningar för tillförsel av primär- och sekundärluft.Figure 3 shows in a section corresponding to Figure 2, another embodiment of the burner chute and devices for supplying primary and secondary air.

Figur 4 visar en sned perspektivisk vy över en testad utföringsform av brännaren.Figure 4 shows an oblique perspective view of a tested embodiment of the burner.

Figur 1 och 2 visar en brännare för partikelforrnigt bränsle, speciellt pellets, i synnerhet så kallad biopellets, vilka vanligen består av cellulosamaterial, främst träavfall, som överförts till formen av längdavsnitt av komprimerat och strängsprutat partikelmaterial.Figures 1 and 2 show a burner for particulate fuel, in particular pellets, in particular so-called biopellets, which usually consist of cellulosic material, mainly wood waste, which has been transferred in the form of longitudinal sections of compressed and extruded particulate material.

Brännaren visas innehålla en ränna 10 med en längdaxel 11 varvid rännan är orienterad med sin botten i huvudsak horisontell, i längdaxelns 11 riktning. Rännan har en uppåt öppen skålfonnig tvärsektion och emottar en bädd 20 på sin uppåt vända sida. Insidan av rännans 10 övre kantpartier 1 l visas allmänt vertikala, medan rännans undre del är avrundad och sluttar inåt mot rännas längdmittplan. En matningsledning 30 för pellets, utmynnar till en matningsskruv 31 med horisontell drivningsaxel 32 som är rotationsdriven av en motor 33. Pellets som framdrives av skruven 31, indrives i bottenregionen av rännan 10 vid dess ena ände. När skruven 31 frammatar pellets genom en rörformig ledningsdel 34 som sträcker sig in genom en närgränsande ändvägg 36 av rännan 10. I rännan 10 bildas härigenom en längs rännan framåtskridande bädd 20 av pellets. Primärluft inledes ovanifrån mot bäddens 20 fria överyta i rännan 10 medels en munstyckesanordning 40. Munstyckesanordningen 40 är placerad för att inte beröra partikelbädden 20, och för att övanifrån blåsa primärluft nedåt mot partikelbäddens 20 fria överyta i rännan 10. Utloppsöppningen av ledningsdelen 34 är väl täckt av pellets även på ovansidan. 529 932 Bädden 20 antänds i närheten av väggen 36 och rör sig under inverkan av matningsskruven 31 åt höger i ñgur 1, alltså bort från väggen 36, under förbänning, varvid bäddens tvärsnittsarea minskar. Rännans 10 längd är lämpligen vald så att under normala driftbetingelser partikelbädden är i huvudsak helt förbränd då den når rännans ände, så att förbränningsrester då kan falla ned från rännan för att omhändertas på i sig konventionellt sätt.The burner is shown to contain a chute 10 with a longitudinal axis 11, the chute being oriented with its bottom substantially horizontal, in the direction of the longitudinal axis 11. The gutter has an upwardly open cup-shaped cross-section and receives a bed 20 on its upwardly facing side. The inside of the upper edge portions 1 l of the gutter 10 is generally vertical, while the lower part of the gutter is rounded and slopes inwards towards the longitudinal center plane of the gutter. A feed line 30 for pellets, opens into a feed screw 31 with horizontal drive shaft 32 which is rotationally driven by a motor 33. Pellets propelled by the screw 31 are driven into the bottom region of the chute 10 at one end thereof. When the screw 31 feeds pellets through a tubular conduit part 34 which extends in through an adjacent end wall 36 of the gutter 10. In the gutter 10 a bed 20 of pellets advancing along the gutter is thereby formed. Primary air is introduced from above towards the free upper surface of the bed 20 in the gutter 10 by means of a nozzle device 40. The nozzle device 40 is positioned so as not to touch the particle bed 20, and to blow primary air downwards towards the free upper surface of the particle bed 20 in the gutter 10. of pellets also on the top. 529 932 The bed 20 ignites in the vicinity of the wall 36 and moves under the influence of the feed screw 31 to the right in the groove 1, i.e. away from the wall 36, during boning, whereby the cross-sectional area of the bed decreases. The length of the gutter 10 is suitably chosen so that under normal operating conditions the particle bed is substantially completely burned when it reaches the end of the gutter, so that combustion residues can then fall down from the gutter to be disposed of in a conventional manner.

Figur 1 och 2 skall tolkas så att rännans bädden 20 bärande yta är slät och kontinuerlig och medger bädden 20 att glida längs rännan under väl kontrollerade former.Figures 1 and 2 are to be interpreted so that the bearing surface 20 of the gutter bed is smooth and continuous and allows the bed 20 to slide along the gutter in well-controlled shapes.

Företrädesvis har därvid rännan 10 ett i huvudsak konstant tvärsnitt utmed sin längd.Preferably, the gutter 10 has a substantially constant cross-section along its length.

Eftersom bäddens tvärsnittsarea avtar i bäddens förskj utningsriktning kan rännans sidoväggar ges en avtagande höjd i riktning bort från rännans inloppsände 36, såsom antyds på ﬁgur 1.Since the cross-sectional area of the bed decreases in the direction of displacement of the bed, the side walls of the gutter can be given a decreasing height in the direction away from the inlet end 36 of the gutter, as indicated in Figure 1.

Anordningen 40 för tillförsel av primärluft har lämpligen en munstyckesanordning 41 som ovanifrån inleder primärluften nedåt mot bädden 20 utmed ett väsentligt längdavsnitt av bädden 20. Anordningen 40 kan därinne hålla en munstyckesanordning 42 för inledning av sekundärluft mot området ovanför bädden 40, för förbränning av brännbara gaser som avgår från bädden. Även munstyckesanordningen 42 kan vara anordnad att införa luft utmed en väsentlig del av bäddens och rännans längd. Såsom framgår av figur 2 kan anordningen 41 innefatta ett eller ﬂera munstycken 410 som riktar luft nedåt mot bäddens 20 fria överyta i närheten av rännans övre kantparti 11.The primary air supply device 40 suitably has a nozzle device 41 which from above initiates the primary air downwards towards the bed 20 along a substantial longitudinal section of the bed 20. The device 40 may contain therein a nozzle device 42 for introducing secondary air towards the area above the bed 40, for combustion of combustible gases departing from the bed. The nozzle device 42 can also be arranged to introduce air along a substantial part of the length of the bed and the gutter. As shown in Figure 2, the device 41 may comprise one or more nozzles 410 which direct air downwards towards the free upper surface of the bed 20 in the vicinity of the upper edge portion 11 of the gutter.

Vidare kan anordningen 41 innehålla ett eller ﬂera ytterligare munstycken 411 som inblåser primärluft över de centrala delarna av bäddens fria överyta såsom betraktad i tvärsektionen enligt figur 2, varvid rnunstyckena 411 lämpligen även anordnade att tillföra primärluft utmed ett väsentligt längdavsnitt av rännan 10. Öppningarna 410 (eller den motsvarande slitsen) inleder en del av primärluften invid insidan av resp. vägg av rännan ovanför bädden. Härigenom uppnås även att koks och sot, som avsättes på rännans exponerade insidor brännes bort.Furthermore, the device 41 may contain one or more additional nozzles 411 which blow primary air over the central parts of the free upper surface of the bed as viewed in the cross section of Figure 2, the nozzles 411 suitably also arranged to supply primary air along a substantially longitudinal section of the gutter 10. or the corresponding slot) initiates a part of the primary air next to the inside of resp. wall of the gutter above the bed. In this way it is also achieved that coke and soot, which are deposited on the exposed insides of the gutter, are burned away.

Vid vardera sidan av rännan kan det räcka med ett munstycke 410 om detta har formen av en långsträckt slits längs rännan. Vidare kan det räcka med ett enda munstycke 411 respektive 42, om dessa har formen av en slits. I andra utföringsforrner kan dessa slitsar ersättas med en respektive rad åtskilda munstycken. Primärluften kan naturligtvis tillföras via en enda slits eller rad av munstycken, om dessa är formade för 529 932 att frambringa ett ﬁödesmönster av önskad karaktär. Såsom indikeras på figur 2 är det önskvärt att primärluften införes mot bäddens 20 överyta på sådant sätt att bäddens 20 fria överyta bibringas ett skal 21 av förbränningsrester. Skalet 21 genomsläpper förbränningsgas från bädden 20, men hindrar småpartiklar som frigj orts av bäddens 20 pellets från att avgå uppåt från bädden 20. Skalet 21 består huvudsakligen av sintrad aska.At each side of the chute, a nozzle 410 may suffice if it is in the form of an elongate slot along the chute. Furthermore, a single nozzle 411 and 42, respectively, may suffice if these are in the form of a slot. In other embodiments, these slots may be replaced with a respective row of spaced nozzles. The primary air can, of course, be supplied via a single slot or row of nozzles, if these are shaped to produce a fate pattern of the desired character. As indicated in Figure 2, it is desirable that the primary air be introduced against the upper surface of the bed 20 in such a way that the free upper surface of the bed 20 is imparted to a shell 21 of combustion residues. The shell 21 transmits combustion gas from the bed 20, but prevents small particles released by the pellets of the bed 20 from escaping upwards from the bed 20. The shell 21 consists mainly of sintered ash.

Figur 3 illustrerar en variant i vilken rännan 10 är utförd dubbelväggig och primär- och sekundärluft införes i utrymmet 12 i rännans 10 vägg och ledes ut till övre ändpartiet 14 av väggen, vilket försetts med munstyckesöppningar vilka erbjuder primär- och sekundärluftﬂöden i de mönster som redovisats i anslutning till figur 2.Figure 3 illustrates a variant in which the gutter 10 is made of double-walled and primary and secondary air is introduced into the space 12 in the wall of the gutter 10 and led out to the upper end portion 14 of the wall, which is provided with nozzle openings which offer primary and secondary air ﬂ fates in the patterns reported. in connection with figure 2.

Den dubbelväggiga strukturen och sålunda även hålrummet 12, utbreder sig även längs var och en av rännans övre kanter såsom visas på figur 3, varvid en rad av munstycken 41 är riktade nedåt vertikalt invid insidan av rännans 10 sidovägg 11, och en rad av munstycket 411 är riktade mot mittornrådet av bäddens 20 överyta. Vidare finns en rad av munstycken 42 som är riktade allmänt horisontellt in över området ovanför bädden för att tillföra sekundärluft för slutförbränning av brännbara gaser som avgår från bädden. Raden av munstycken 42 kan vara avslutad på avstånd från rännans 10 nedströms ände, såsom även framgår av figur 4. I ﬁgur 4 visas rörledning 140 längs överkanten av respektive sidovägg 11 av rännan 10 utmed rännans längd, varvid rörstyckena 140 matas med luft i ena änden, företrädesvis från änden nännast väggen 36 och är tillslutna i andra »änden som ligger vid rännans 10 nedströms ände. Dessa rör visas ha sitt centrum i ett vertikalplan som tangerar insidan av rännans sidoväggdel 11.The double-walled structure and thus also the cavity 12, also extends along each of the upper edges of the gutter as shown in Figure 3, a row of nozzles 41 being directed downwards vertically next to the inside of the side wall 11 of the gutter 10, and a row of the nozzle 411 are directed towards the central thorn wire of the upper surface of the bed 20. Furthermore, there are a row of nozzles 42 which are directed generally horizontally over the area above the bed to supply secondary air for final combustion of combustible gases leaving the bed. The row of nozzles 42 may be terminated at a distance from the downstream end of the chute 10, as also shown in Figure 4. Figure 4 shows pipeline 140 along the upper edge of the respective side wall 11 of the chute 10 along the length of the chute, the tube pieces 140 being fed with air at one end , preferably from the end closest to the wall 36 and are closed at the other end which lies at the downstream end of the gutter 10. These pipes are shown having their center in a vertical plane tangential to the inside of the side wall portion 11 of the gutter.

På figur 4 kan man se att ett av röravsnitten 140 har en rad av munstycken 42 samt rader av munstycken 410 respektive 411. På figur 4 kan man också se att rännans 10 väggar har avtagande höjd i riktning bort från väggen 36.In Figure 4 it can be seen that one of the pipe sections 140 has a row of nozzles 42 and rows of nozzles 410 and 411, respectively. In Figure 4 it can also be seen that the walls of the gutter 10 have decreasing height in the direction away from the wall 36.

Claims

10 15 20 25 30 35 529 952 Patent claims

Burners for particulate fuel, in particular pellets such as biopellets, comprising a chute (10) with a longitudinal axis (1 1), the chute having a generally horizontally oriented longitudinal axis and having an inner wall with a substantially cup-shaped open cross-sectional shape, an input device 34) for feeding a bed (20) of the particulate material in and along the chute (10), and a device (40) for supplying primary lu ﬁ to the bed (20) in the chute (10), the primary air supply device (40) being arranged to direct primary air contactlessly from above towards the free upper side of the bed (20) in the gutter, characterized in that the supply device (40) has one or more primary air outlet openings (410) which along a substantial proportion of the length of the gutter (10) direct primary air downwards next to each inside one of the upper edge parts (1 l) of the gutter (10).

Burner according to claim 1, characterized in that the primary air supply device comprises one or more outlet openings (411) which direct primary air towards the free upper side of the bed in the width center area of the bed.

Burner according to claim 1 or 2, characterized in that the primary air supply device has one or more air openings directed to conduct primary air over substantially the entire width of the free surface of the bed along at least one longitudinal section of the gutter (10) through which a shell (21) of combustion residues are established on the upper surface of the bed (20) during the combustion of the particle bed, if the ash sints.

Burner according to one of Claims 1 to 3, characterized in that one or more of the at least one primary air outlet opening of the supply device is in the form of a slot which extends along a substantial part of the length of the gutter.

Burner according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the air outlet openings for primary air are in the form of a series of openings which extend along a substantial part of the length of the gutter.

Burner according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the supply device has one or two openings for blowing in secondary air towards an area above the bed (20) in the gutter (10). 10 15 20 25 529 952

Burner according to one of Claims 1 to 6, characterized in that the gutter is double-walled and in that primary air and possibly also secondary air is passed through a cavity (12) in the double-walled gutter to a supply device (40) which extends along the upper edge of the respective wall of the gutter (10).

Burner according to one of Claims 1 to 7, characterized in that the air supply device (14, 40) extends along the upper edge of the respective side wall of the gutter (10).