CS223017B1

CS223017B1 - Fluidized combustion method for coal particles

Info

Publication number: CS223017B1
Application number: CS318481A
Authority: CS
Inventors: Jiri Mikoda
Original assignee: Jiri Mikoda
Priority date: 1981-04-29
Filing date: 1981-04-29
Publication date: 1983-08-26

Abstract

Účelem vynálezu bylo nalézt způsob jak fluidně spalovat netříděné vlhké uhlí zrnění 0 až 50 mm. Tohoto cíle se dosáhne tak, že z vyhořelé směsi popela a nosných částic se po zchlazení nia teplotu pod 500 °C odtřídí nosné částice, které se vrací zpět do fluidní spalovací vrstvy. Do tohoto vratného proudu se přidává prachový podíl z horkých odlučovačů, který obsahuje nespálené částice uhlí.The purpose of the invention was to find a way to fluidize unsorted wet coal with a grain size of 0 to 50 mm. This goal is achieved by separating the carrier particles from the burnt ash and carrier mixture after cooling to a temperature below 500 °C and returning them to the fluidized bed. The dust fraction from the hot separators, which contains unburned coal particles, is added to this return stream.

Description

Vynález se týká způsobu fluidního spalování částic uhlí.The present invention relates to a method for the fluidized bed combustion of coal particles.

Z prací NCB (Národní úřad pro uhlí V. Británie) ze 70. let je známo, že částice uhlí ve směsi a křemičitým pískem, kysličníkem hlinitým, uhličitanem vápenatým a dalšími materiály jemně zrnité povahy a s měrnou hmotností výrazně vyšší, než. má uhlí, mohou tvořit tzv. pseudofluidní vrstvu. V takovéto vrstvě s parametry fluidního režimu určenými vlastnostmi inertních částic, kdy podmínky fluidace nepostačují k udržení samostatných velkých částic uhlí ve vznosu, dochází překvapivě k rozptýlení a plavání těchto částic uhlí v celém objemu fluidiziavané vrstvy inertních částic. Tento jev byl v NCB ověřován na černém uhlí s obsahem síry 1,35 %, s obsahem popela 3 až 8 ý/o a zrnění do 50 mm.It is known from the work of the NCB (National Coal Bureau of the United Kingdom) in the 1970s that coal particles mixed with silica sand, alumina, calcium carbonate and other fine-grained materials and with a specific gravity significantly higher than. has a coal, can form a so-called pseudofluidic layer. Surprisingly, in such a layer with fluid mode parameters determined by the properties of inert particles, where the fluidization conditions are not sufficient to maintain separate large coal particles in the fluidized state, these coal particles are surprisingly dispersed and floated throughout the volume of the fluidized inert bed. This phenomenon has been verified in NCB on hard coal with a sulfur content of 1.35%, an ash content of 3 to 8% and grain size up to 50 mm.

Bylo zjištěno^, že obdobnou pseudofluidní vrstvu lze vytvořit z hnědého uhlí s popelnatostí dio 40 %, vlhkostí do 20 % a s velikostí částic 1 až 50 mm, které fluidují (vznáší se) při rychlostech 0,5 až 1,5 m/s (20°C) ve vrstvě křemičitého písku zrnění 0,3 až 0,7 mm nebo vápence 0,4 až 0,9 mm.It has been found that a similar pseudofluidic layer can be formed from brown coal with an ash content of 40%, a moisture content of up to 20% and a particle size of 1 to 50 mm, which fluidize (float) at speeds of 0.5 to 1.5 m / s. 20 [deg.] C.) in a layer of silica sand having a grain size of 0.3 to 0.7 mm or a limestone of 0.4 to 0.9 mm.

Z provedených spalovacích pokusů s hnědým uhlím velikosti 0 až 5 mm je známo, že při dávkování této frakce hnědého· uhlí na vrstvu samotného popela není nutné toto uhlí sušit, ale při rychlosti fluidace ve spalovací vrstvě v rozsahu 0,5 až 0,8 m/s (20 °C) ulétají při hoření nevyhořelé částice s velikostí do 0,5 mm. Z dalších výzkumů je známo, že tato úletová frakce opouští fluidní vrstvu poměrně dobře vyhořelá, dávkuje-li se do fluidní vrstvy pneumaticky. Bezpodmínečně nutnou piodmínkiou pro pneumatický transport je sušení uhlí a odtřídění nefluidující frakce. Tento požadavek vyvolává potřebu výstavby sušicí stanice, mlecí stanice a· třídičů. Tyto požadavky na dodatečné investice jsou nevýhodou jakékoliv energetické jednotky a v případě spalovací komory na uhlí, která má býti náhradním zdrojem tepla v sušárenství, jsou naprosto neúnosné.Combustion experiments with 0 to 5 mm brown coal indicate that it is not necessary to dry the coal to feed the ash fraction to the ash layer alone, but at a fluidization rate in the combustion layer of 0.5 to 0.8 m / s (20 ° C) non-burnt particles with size up to 0.5 mm fly away during burning. It is known from further investigations that this particulate fraction leaves the fluidized bed relatively well burnt when dosed pneumatically into the fluidized bed. The drying of coal and sorting of the non-fluidizing fraction is absolutely necessary for pneumatic transport. This requirement raises the need for the construction of a drying station, grinding station and screeners. These additional investment requirements are a disadvantage of any energy unit and are absolutely unbearable in the case of a coal combustion chamber to be a substitute heat source in the drying plant.

.Podstatně výhodnějším se jeví způsob fluidního spalování částic uhlí o velikosti do 50 mm v přítomnosti nosných částic písku či vápence podle předkládaného· vynálezu, jehož pqdstarta spočívá v tom, že z vyhořelé směsi popela a nosných částic po jejím zchlazení na teplotu pod 500 °C se odtřídí nosné částice, které se vrací zpěit do·, nebo na fluidní vrstvu, přičemž se do tohoto vratného proudu přidává prachový podíl z horkých odlučovačů, které obsahují nespálené částice uhlí.A method of fluidized bed combustion of coal particles of up to 50 mm in the presence of sand or limestone carrier particles according to the present invention is found to be substantially more advantageous, the method comprising: from a spent mixture of ash and carrier particles after cooling to below 500 ° C. The carrier particles are recycled and returned to the foil or to the fluidized bed, to which a dust fraction of hot scrubbers containing unburned coal particles is added to the return stream.

Způsob podle vynálezu má řadu výhod. Umožňuje spalování netříděného vlhkého uhlí o velikosti částic do 50 mm s vysokou účinností vyhoření a s vysokým tepelným využitím, něhot Odcházející popel při ochlazování předává část entalpie spalinám. Třídič je provozován v konstrukčně únosné oblasti pracíovních teplot. Způsob podle vynálezu automaticky zaručuje, že pneumaticky dopravené materiály do fluidní spalovací vrstvy jsou suché a s vyhovujícím granulometrlckým složením. Cirkulace částic inertního· materiálu je autoregulační, tzn. úměrně s nárůstem dávkování roste přepad inertních částic k chlazení a k dávkování zpět do pneudoprtavy.The process of the invention has a number of advantages. It enables combustion of unsorted wet coal with particle size up to 50 mm with high burnout efficiency and high thermal utilization. The separator is operated in a constructionally acceptable working temperature range. The method of the invention automatically guarantees that the pneumatically conveyed materials into the fluidized bed are dry and of a suitable granulometric composition. The circulation of particles of inert material is self-regulating, ie. in proportion to the increase in dosing, the overflow of inert particles for cooling and dosing back into the pneumatic tube increases.

Při provozování způsobu podle vynálezu se obvykle spaluje vlhké hnědé uhlí O' velikosti cca 0 až 30 mm. Částice nad 0,5 mm fluidují ve vrstvě inertu, částice potí 0,5 mm při rychlosti fluidace 0,6 m/s (20 °C), tj. zhruba 2,5 m/s při 850 °C ulétají většinou nevyhořelé. Kódem spalovací vrstvy je situována chladicí fluidní vrstva, do níž přepadem přecházejí částice popela a inertu a zchlazují na cca 300 °C. Odplyny z hladicí vrstvy popela se mísí se spalinami a společně jsotu odpracovány v horkých cyklónech při teplotě cca 600 °C. Ochlazená směs popela a inertu se třídí a inert se pneumaticky vrací do spalovací fluidní vrstvy z boku. Do této trasy pneudopravy se rovněž zavádí úlet z horkých cyklónů.In the process according to the invention, wet brown coal of about 0 to 30 mm is usually burned. Particles above 0.5 mm fluid in an inert layer, particles sweat 0.5 mm at a fluidization rate of 0.6 m / s (20 ° C), ie about 2.5 m / s at 850 ° C, mostly fly out of flame. The code of the combustion layer is the cooling fluid layer into which the ash and inert particles pass through the overflow and cool to about 300 ° C. The waste gases from the ash layer are mixed with the flue gases and are worked up together in hot cyclones at a temperature of about 600 ° C. The cooled ash-inert mixture is screened and inert is pneumatically returned to the combustion fluidized bed from the side. Hot air cyclones are also introduced into this tire path.

Netříděné vlhké uhlí se na vrstvu sype shora dávkovacím třídičem. Úlet z horkých cyklónů, který obsahuje nevyhořelé částice uhelného prachu se tímto· způsobem dopraví do spalovací vrstvy. Tak je zajištěno·, že bez předchozího· sušení a třídění se prachové částice uhlí dopraví do spalovací fluidní vrstvy, což je podmínkou dobrého vyhoření.Unsorted wet coal is poured onto the layer from above by means of a dosing separator. In this way, the hot cyclone entrainment, which contains non-spent coal dust particles, is conveyed to the combustion layer. Thus, it is ensured that, without prior drying and sorting, the pulverized coal particles are conveyed to the combustion fluidized bed, which is a prerequisite for good burnout.

Na přiloženém výkresu je schematicky znázorněna fluidní spalovací komora uzpůsobená k provádění způsobu podle vynálezu.The attached drawing shows schematically a fluidized bed combustion chamber adapted to carry out the method according to the invention.

Ke spalování uhlí o velikosti částic 0 až 30 mm dochází ve fluidní spalovací vrstvě vymezené plamencem 1 a bezpriopadOvým roštem 2. Chladicí fluidní vrstva je v prostoru vymezeném bezpriopadovým rloštem 2 a pláštěm komory 3. Výška spalovací vrstvy je určena úrovtní výřezu v horní hraně plamence 1. Výšku chladicí vrstvy určuje poloha vyústění propadové trubky 5, kterou přepadá směs inertních částic — písku a popela na vibrační třídič 6. Odtříděný písek se shromažďuje v zásobníku 7, popel v zásobníku 8. Turniketem 9 je písek vnášen do trasy pneumatické dopravy, která je z boku zaústěna do spalovací vrstvy. Do této triasy je rovněž zaústěn úlet z cyklónu 10, který je dávkován dvojšnekovým podávačem 11. Přebytečný popel je odpouštěn do zásobníku 12. Uhlí je do spalovací komory kontinuálně dávkováno· uzavřeným talířovým podávačem 13. Vzduch do spalovací komory je dopravován vysokotlakým ventilátorem 14 přes podrostový prostor 4 a bezpropadový rlošt 2. Spaliny o teplotě 600 stupňů Celsia jsiou odváděny z cyklónu 10 potrubím 15. Teplota ve spalovací vrstvě je 850 °C a v chladicí vrstvě 300 °C. Jako Inert se používá křemenný písek 0,4 až 0,6 mm. Rychlost fluidace je 2,5 m/s při 850 °C.The combustion of coal with a particle size of 0 to 30 mm takes place in the fluidized bed defined by the flame tube 1 and the grate 2. The fluidized bed is in the space defined by the barrel 2 and the jacket 3. The height of the cooling layer is determined by the position of the orifice of the overflow pipe 5 through which the mixture of inert particles - sand and ash flows over to the vibrating screen 6. Sorted sand is collected in the reservoir 7, ash in the reservoir 8. from the side into the combustion layer. Into this triassic also flows the escape from the cyclone 10, which is dosed by the twin screw feeder 11. Excess ash is discharged into the reservoir 12. Coal is continuously fed into the combustion chamber by the closed disk feeder 13. Air to the combustion chamber is transported by high pressure fan 14 Exhaust gas at a temperature of 600 degrees Celsius is removed from the cyclone 10 via line 15. The temperature in the combustion layer is 850 ° C and in the cooling layer 300 ° C. Quartz sand 0.4 to 0.6 mm is used as the Inert. The fluidization rate is 2.5 m / s at 850 ° C.

Claims

Process for the fluidized bed combustion of dio 50 mm particles in the presence of sand or limestone bearing cleaners, characterized in that from the spent mixture of ash and carrier particles is cooled to 50 ° C. a temperature below 500 ° C of the invention separates carrier particles which are returned to or onto the fluidized bed, wherein a dust fraction of hot scrubbers containing unburned coal particles is added to the return stream.