PL165548B1 - Sposób spalania pyłu węglowego I urządzeniedo spalania pyłu węglowego - Google Patents

Abstract

Sposób spalania pyłu węglowego, z wstępnym odgazowaniem paliwa przed cyklonową komorą spala niai z ddddwaniem ppwietrza nadmiarowego i sorbbn- " tów wiążących dwutlenek siarki do komory kotła, znamienny tym, że do komory zgazowania najpierw podaje się paliwo pyłowe z powietrzem nośnym w ilości 3-5% z całkowitej stechiometrycznej ilości powietrza niezbędnej do spalania, a następnie doprowadza się do tej mieszaniny powietrze inicjujące zapłon w ilości okOło 5% z całkowitej stechiometrycznej ilości powietrza niezbędnej do spalania, po czym sukcesywnie wzdłuż drogi przepływającego strumienia spalinowo-pyłowego doprowadza się w sposób kontrolowany 30-55% z całkowitej stechiometrycznej ilości powietrza niezbędnej do spalania, zaś pozostałe powietrze doprowadza się bezpośrednio do komorypalnika cyklonowego w ilości 24-50% z całkowitej stechidmetrycznnJ ilości powietrza niezbędnej do spalania, przy czym nadmiar powietrza niezbędny do uzyskania współczynnika nadmiaru powietrza równego 1,2 doprowadza się do komory kotła, a sorbent podaje się do komory zoazdwania i/lub cyklonowej komory w ilości 20-40% z całkowitej stechiometrycznej ilości powietrza niezbędnej do spalania, natomiast pozostałą część sorbentu wprowadza się do komory kotła. 2. Urządzenie do spalania pyłu węglowego, zbudowane z komory zgazowania wyposażonej w pyłowe palniki i z palnika cyklonowego połączonego z komorą kotła, znamienne tym, że wyposażonejest w zwężającą się ku dołowi pionową komorę (1) zgnzownnia o przekroju prostokątnym i połączoną z cyklonową komorą (9) palnika na całej jego długość^...

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób spalania pyłu węglowego i urządzenie do spalania pyłu węglowego, przeznaczone zwłaszcza do stosowania w wielkich jednostkach kotłowych o obciążeniu cieplnym powyżej 50 MW.

Z publikacji w czasopiśmie „Energetyka, nr 1 z 1990 r, na str. 35-36, znany jest sposób spalania pyłu węglowego, który polega na tym, że najpierw spala się od 15% do 20% z całej ilości paliwa z odpowiednią ilością stechiometryczną powietrza, a do przepływających gazów o temperaturze od 540°C do 980°C wprowadza się punktowo powietrze wtórne w ilości od 55% do 70%, które ulega podgrzaniu i do tej mieszaniny kierowanej stycznie do pobocznicy komory cylindrycznej palnika głównego, promieniście w tej komorze wdmuchuje się pozostałe od 80% do 85% paliwa pyłowego, gdzie powstała mieszanina ulega częściowemu spaleniu, a częściowo przemianie w gazy palne, natomiast popiół zamienia się w płynny żużel i odprowadza się go po dolnej ścianie komory palnika na zewnątrz, a gazy kieruje się ku gardzieli wylotowej, gdzie w przeciwprądzie doprowadza się dodatkowe powietrze w ilości od 10% do 30% i rozpoczyna się dopalanie resztek gazów palnych, a ostateczną ilość powietrza w nadmiarze równym od 1,5 do 1,25 doprowadza się do komory kotła, gdzie resztki palne spala się do końca, przy czym w strefie wylotu gazów z palnika do komory paleniskowej kotła doprowadza się pył wapienny w celu związania dwutlenku siarki zawartego w spalinach w ilości stechiometrycznej Ca/S równym 3.

Sposób ten pozwala na dobre spalanie pyłu węglowego, ale praktycznie tylko w jednostkach kotłowych o obciążeniu cieplnym nie większym niż 60 MW.

165 548

Z tej samej publikacji znane jest urządzenie do spalania pyłu węglowego zbudowane z rurowego palnika wstępnego z promieniowo zabudowanym króćcem powietrza nośnego oraz z komory wstępnego mieszania z wlotem powietrza wtórnego usytuowanym prostopadle do kanału przepływu mieszanki w tej komorze, która jest zabudowana stycznie do ściany bocznej palnika głównego mającego postać cylindrycznej komory, z jednej strony mającej zabudowany wtryskiwacz, którego głowica ma promieniowo rozstawione dysze pyłu węglowego, a u wylotu na dole połączonej z lejem odprowadzenia żużla, natomiast u góry mającej przewód wylotów gazu współpracujący z gardzielą w ścianie komory paleniskowej kotła, w której również umiejscowiony jest wtryskiwacz pyłu wapiennego. Urządzenie zawiera także zasobniki i dozowniki pyłu węglowego oraz wapiennego, aparaturę kontrolno-sterującą i inne niezbędne wyposażenie dla normalnej pracy urządzenia.

Urządzenie to dobrze spełnia swoje zadanie, ale przy obciążeniu cieplnym nie większym niż 60 MW i nie nadaje się do zabudowania w większych jednostkach ze względu na brak wystarczaaącej wolnej przestrzeni w sąsiedztwie komory kotła już istniejącego.

Istota wynalazku w zakresie sposobu polega na tym, że do komory zgazowania najpierw podaje się paliwo pyłowe z powietrzem nośnym w ilości 2-3% z całkowitej stechiometrycznej ilości powietrza niezbędnej do spalania, a następnie doprowadza się do tej mieszaniny powietrze inicjujące zapłon w ilości około 5% z całkowitej stechiometrycznej ilości powietrza niezbędnej do spalania, po czym sukcesywnie wzdłuż drogi przepływającego strumienia spalinowo-pyłowego doprowadza się w sposób kontrolowany 30-55% z całkowitej stechiometrycznej ilości powietrza niezbędnej do spalania, zaś pozostałe powietrze doprowadza się bezpośrednio do komory palnika cyklonowego w ilości 24-50% z całkowitej stechiometrycznej ilości powietrza niezbędnej do spalania, przy czym nadmiar powietrza niezbędny do uzyskania współczynnika nadmiaru powietrza równego 1,2 doprowadza się do komory kotła, a sorbent podaje się do komory zgazowania i/lub cyklonowej komory w ilości 20-40% z całkowitej stechiometrycznej ilości powietrza niezbędnej do spalania, natomiast pozostałą część sorbentu wprowadza się do komory kotła.

Istota wynalazku w zakresie urządzenia polega na tym, że wyposażone jest w zwężaaącą się ku dołowi pionową komorę zgazowania o przekroju prostokątnym i połączoną z cyklonową komorą palnika na całej jego długości, a u góry zaopatrzonej w pyłowe palniki i dysze powietrza inicjującego zapłon, natomiast pionowa ściana komory zgazowania zaopatrzona jest w żaluzjowy ruszt, przy czym komora zgazowania zaopatrzona jest w doprowadzenie sorbentu, zaś cyklonowa komora wyposażona jest w doprowadzenie sorbentu i doprowadzenie powietrza, a ponadto w ścianie komory kotła w pobliżu wylotów wylotowych kanałów komór dopalania palnika cyklonowego usytuowane jest doprowadzenie sorbentu i doprowadzenie powietrza nadmiarowego.

Zaletą sposobu i urządzenia według wynalazku, jest to, że pozwalają na eksploatację już istniejących kotłów z równoczesnym obniżeniem zawartości dwutlenku siarki i tlenków azotu w spalinach, przy niewielkich nakładach inwestycyjnych na urządzenie do spalania pyłów węglowych.

Przedmiot wynalazku przedstawiony jest w przykładzie wykonania i na rysunku, na których fig. 1 przedstawia pionowy przekrój poprzeczny urządzenia do spalania pyłu węglowego, a fig. 2 -pionowy przekrój wzdłużny komory zgazowania tego urządzenia.

Urządzenie do spalania pyłu węglowego, zbudowane jest z pionowej komory 1 zgazowania o przekroju prostokątnym, która w górnej części wyposażona jest w pyłowe palniki 6, dysze 7 powietrza inicjującego zapłon, doprowadzenie 8 sorbentu, oraz z cyklonowej komory 9 palnika połączonego poprzez gardziele 11 i komory 15 dopalania z komorą 19 kotła. Komora 1 zgazowania na pionowej ścianie 2 wyposażona jest w żaluzjowy ruszt 3 dla sterowania dopływem powietrza. Szerokość 5 górnej ściany 4 komory 1 zgazowania jest równa połowie średnicy 10 cyklonowej komory 9 i zwęża się ku dołowi, gdzie na całej swej długości połączona jest z cyklonową komorą 9. Średnica 12 gardzieli 11 cyklonowej komory 9 jest równa połowie średnicy 10 cyklonowej komory

9. Cyklonowa komora 9 u góry zaopatrzona jest w doprowadzenie 13 sorbentu i doprowadzenie 14 powietrza. Głębokość komory 15 dopalania cyklonowej komory 9 jest równa jednej trzeciej wielkości średnicy 10 cyklonowej komory 9, a szerokość wylotowego kanału 16 komory 15 dopalania jest równa połowie średnicy 10 cyklonowej komory 9. W ścianie 20 komory 19 kotła, w pobliżu wylotów wylotowych kanałów 16 komór 15 dopalania, usytuowane są dwa doprowadzenia, a mianowicie doprowadzenie 17 sorbentu i doprowadzenie 18 powietrza nadmiarowego.

165 548

Cyklonowa komora 9 i komory 15 dopalania mają szczelne ściany membranowe wykonane z rur kotłowych o średnicy od 30 mm do 57 mm, okołkowanych prętami ze stali stopowej w ilości od 2500 do 4000 kołków/m2 powierzchni opromieniowanej pokrytej ogniotrwałą masą karborundową.

Sposób spalania pyłu węglowego ma następujący przebieg. Do komory 1 zgazowania podaje się pyłowymi palnikami 6 pyłowe paliwo z powietrzem nośnym w ilości 3% z całkowitej stechiometrycznej ilości powietrza niezbędnej do spalania, a następnie doprowadza się do tej mieszaniny dyszami 7 powietrze inicjujące zapłon w ilości 5% z całkowitej stechiometrycznej ilości powietrza niezbędnej do spalania, po czym sukcesywnie wzdłuż drogi przepływającego strumienia spalinowopyłowego doprowadza się w sposób kontrolowany 42% z całkowitej stechiometrycznej ilości powietrza niezbędnej do spalania, a pozostałe powietrze w ilości 50% z całkowitej stechiometrycznej ilości powietrza niezbędnej do spalania doprowadza się do cyklonowej komory 9 poprzez doprowadzenie 14 powietrza, a nadmiar powietrza niezbędny do uzyskania współczynnika nadmiaru powietrza równego 1,2 doprowadza się do komory 19 kotła poprzez doprowadzenie 18 powietrza nadmiarowego, natomiast sorbent w ilości niezbędnej do związania pozostałej ilości dwutlenku siarki doprowadza się poprzez doprowadzenie 17 bezpośrednio do komory 19 kotła.

AA

Fig. 1

Fig. 2

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 10 000 zł

Claims (3)

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób spalania pyłu węglowego, z wstępnym odgazowaniem paliwa przed cyklonową komorą spalania i z dodawaniem powietrza nadmiarowego i sorbentów wiążących dwutlenek siarki do komory kotła, znamienny tym, że do komory zgazowania najpierw podaje się paliwo pyłowe z powietrzem nośnym w ilości 3-5% z całkowitej stechiometrycznej ilości powietrza niezbędnej do spalania, a następnie doprowadza się do tej mieszaniny powietrze inicjujące zapłon w ilości około 5% z całkowitej stechiometrycznej ilości powietrza niezbędnej do spalania, po czym sukcesywnie wzdłuż drogi przepływającego strumienia spalinowo-pyłowego doprowadza się w sposób kontrolowany 30-55% z całkowitej stechiometrycznej ilości powietrza niezbędnej do spalania, zaś pozostałe powietrze doprowadza się bezpośrednio do komory palnika cyklonowego w ilości 24-50% z całkowitej stechiometrycznej ilości powietrza niezbędnej do spalania, przy czym nadmiar powietrza niezbędny do uzyskania współczynnika nadmiaru powietrza równego 1,2 doprowadza się do komory kotła, a sorbent podaje się do komory zgazowania i/lub cyklonowej komory w ilości 20-40% z całkowitej stechiometrycznej ilości powietrza niezbędnej do spalania, natomiast pozostałą część sorbentu wprowadza się do komory kotła.

2. Urządzenie do spalania pyłu węglowego, zbudowane z komory zgazowania wyposażonej w pyłowe palniki i z palnika cyklonowego połączonego z komorą kotła, znamienne tym, że wyposażone jest w zwężającą się ku dołowi pionową komorę (1) zgazowania o przekroju prostokątnym i połączoną z cyklonową komorą (9) palnika na całej jego długości, a u góry zaopatrzonej w pyłowe palniki (6) i dysze (7) powietrza inicjującego zapłon, natomiast pionowa ściana (2) komory (1) zgazowania zaopatrzona jest w żaluzjowy ruszt (3), przy czym komora (1) zgazowania zaopatrzona jest w doprowadzenie (8) sorbentu, zaś cyklonowa komora (9) wyposażona jest w doprowadzenie (13) sorbentu i doprowadzenie (14) powietrza, a ponadto w ścianie (20) komory (19) kotła w pobliżu wylotów wylotowych kanałów (16) komór (15) dopalania palnika cyklonowego usytuowane jest doprowadzenie (17) sorbentu i doprowadzenie (18) powietrza nadmiarowego.

3. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że największa szerokość (5) górnej ściany (4) komory (1) zgazowania jest równa połowie wielkości średnicy (10) cyklonowej komory (9) palnika.