PL183823B1 - Układ przenosząco-chłodzący pieca fluidyzacyjnego do transportowania gorących luźnych materiałów stałych - Google Patents

Abstract

1 Uklad przenoszaco-chlodzacy pieca fluidyzacyjnego do trans- portowania goracych luznych materialów stalych wytwarzanych w róznych procesach przemyslowych, zawierajacego, co najmniej jedna rure odprowadzajaca ustaw iona pionowo albo dowolnie nachylona, która jest zasadniczo zawsze wypelniona materialem, a która pod wplywem dzialania grawitacji, material ten opuszcza piec, zas wylotowy koniec rury jest umieszczony w zbiorniku meta- lowym , wewnatrz którego jest um ieszczony pas przenosnikowy o regulowanej predkosci, napedzany za pom oca zespolu nape- dowego, na którym jest ukladany warstwami material w ysypy- wany z w ylotowego konca rury odprowadzajacej tworzacy ciagle przemieszczajace sie zloze materialowe, przy czym pas przenosni- kowy stanowi regeneracyjny wymiennik ciepla, który pochlania cieplo z materialu podczas ruchu do przodu, oraz odprowadza cieplo do powietrza znajdujacego sie wewnatrz chlodnicy zarówno pod- czas ruchu do przodu, jego dolna strona, jak i ruchu do tylu, obiema stronami, przy czym odleglosc pomiedzy wylotowym koncem rury odprowadzajacej i pasem przenosnikowym zapewnia przechodze- nie fragmentów materialu posiadajacych najwiekszy spodziewany rozmiar, znam ienny tym, ze rura odprowadzajaca (20) stanowi ele- ment oddzielajacy obszary ukladu pracujace pod cisnieniem gór- nym i cisnieniem dolnym a ponadto posiada zespól do zmiany predkosci pasa przenosnikowego (14) przesuwajacego sie do przo- du. który to zespól odpowiada na sygnal pochodzacy z odpo- wiednich srodków nadcisnieniowych, albo na inna zmienna wska- zujaca ilosc odprowadzanego materialu, przy czym dla danej grubosci warstwy materialu (18) na pasie przenosnikowym (14) w zbiorniku (16) odpowiednia przepustowosc materialu (18) jest regulowana ustawiona predkoscia pasa przenosnikowego(14) Fig. 2 P L 183823 B 1 PL PL PL

Description

Przedmiotem niniejszego wynalazku jest układ przenosząco-chłodzący pieca fluidyzacyjnego do transportowania gorących luźnych materiałów stałych. Materiałami tymi mogą być: popiół denny, wytwarzany przez kotły fluidyzacyjne, albo piasek odlewniczy, proszek spieczony, klinkier cementowy, żużel albo minerały o małym rozmiarze cząsteczek, wytwarzane podczas różnych procesów przemysłowych spalania, warzenia, spiekania itd. Chociaż wynalazek znajduje zastosowanie do obróbki różnych gorących luźnych materiałów stałych, takich jak wymienione powyżej to korzystnym jego wykorzystaniem jest zastosowanie do obróbki popiołu wytwarzanego w kotłach fluidyzacyjnych.

Najczęściej w stosowanym w kotłach fluidyzacyjnych układzie wydobywania i chłodzenia materiałów, które opuszczają komorę spalania przy temperaturze około 800-900°C chłodzi się wodą przenośnik ślimakowy. W tym przypadku woda chłodzi zarówno skorupę zewnętrznąjak i przenośnik ślimakowy.

Znany jest z amerykańskiego opisu patentowego nr USA-4723493 układ przenosząco-chłodzący do transportowania gorących luźnych materiałów stałych. Materiały te są odprowadzane z komory spalania pieca do drugiej komory spalania, a następnie odprowadzane za pomocą pasa przenośnikowego do zbiornika. Materiał jest odprowadzany kanałem z perforowanymi ściankami, przez które wpływa powietrze i jest ładowany porcjami na pas przenośnikowy.

Układ przenosząco-chłodzący pieca fluidyzacyjnego do transportowania gorących luźnych materiałów stałych wytwarzanych w różnych procesach przemysłowych, zawierającego, co najmniej jedną rurę odprowadzającąustawioną pionowo albo dowolnie nachyloną, która jest zasadniczo zawsze wypełniona materiałem, a którą pod wpływem działania grawitacji, materiał ten opuszcza piec, zaś wylotowy koniec rury jest umieszczony w zbiorniku metalowym, wewnątrz którego jest umieszczony pas przenośnikowy o regulowanej prędkości napędzany za pomocą zespołu napędowego, na którym jest układany warstwami materiał wysypywany z wylotowego końca rury odprowadzaj ącej tworzący ciągle przemieszczające się złoże materiałowe, przy czym

183 823 pas przenośnikowy stanowi regeneracyjny wymiennik ciepłą który pochłania ciepło z materiału podczas ruchu do przodu, oraz odprowadza ciepło do powietrza znajdującego się wewnątrz chłodnicy zarówno podczas ruchu do przodu, jego dolną stroną jak i ruchu do tyłu, obiema stronami, przy czym odległość pomiędzy wylotowym końcem rury odprowadzającej i pasem przenośnikowym zapewnią przechodzenie fragmentów materiału posiadających największy spodziewany rozmiar, według wynalazku charakteryzuje się tym, że rura odprowadzająca stanowi element oddzielający obszary układu pracujące pod ciśnieniem górnym i ciśnieniem dolnym a ponadto posiada zespół do zmiany prędkości pasa przenośnikowego przesuwającego się do przodu, który to zespół odpowiada na sygnał pochodzący z odpowiednich środków nadciśnieniowych, albo na inną zmienną wskazującą ilość odprowadzanego materiału, przy czym dla danej grubości warstwy materiału na pasie przenośnikowym w zbiorniku odpowiednia przepustowość materiału jest regulowana ustawioną prędkością pasa przenośnikowego.

Obszary układu pracujące pod ciśnieniem górnym i ciśnieniem dolnym są połączone ze sobą zespołem do automatycznej regulacji przepustowości materiału składającego się z nadajnika sterowanej zmiennej, sterownika do nadawania sygnału wyjściowego, oraz przetwornika częstotliwości, regulującego ilość obrotów silnika napędzającego pas przenośnikowy.

Z wnętrzem zbiornika jest połączony zespół do obniżania ciśnienia w jego wnętrzu w stosunku do ciśnienia na zewnątrz.

Do zbiornika jest połączony zespół do odzyskiwania ciepła odebranego z materiału, w skład którego wchodzi dodatkowo wentylator powietrza pierwszorzędowego albo drugorzędowego umieszczonego pomiędzy wylotem ze zbiornika a wlotem do komory spalania kotła.

Do zbiornika jest podłączony zespół do odprowadzania podgrzanego powietrza zawierający filtr podłączony do komina.

Ciśnienie wewnątrz zbiornika jest wyższe niż ciśnienie na zewnątrz, przy czym oba końce zbiornika są podłączone do przewodu z wentylatorem podłączonego jednocześnie do komory spalania pieca fluidyzacyjnego, do której jest podłączony przewód z wentylatorem.

Wyloty zapylonego powietrza ze zbiornika są umieszczone w komorze, przy czym w komorze jest utrzymywane ciśnienie wyższe niż wewnątrz zbiornika.

Co najmniej jedna zewnętrzna ścianka komory jest przezroczysta.

W zbiorniku jest umieszczony zespół do mieszania materiału, który jest zamontowany obrotowo na wale głównym.

Zespół do mieszania materiału stanowią lemiesze.

Zespół do mieszania materiału stanowią mieszalniki łyżkowe.

W każdym z lemieszy znajduje się wewnętrzny kanał, któryjest połączony z głównym powietrznym kanałem zasilającym umieszczonym w wale głównym.

Mieszalniki łyżkowe są umieszczone wzdłuż co najmniej jednej linii i są napędzane przez odprowadzany materiał, albo za pomocą silnika.

W pobliżu wylotowego końca każdej rury odprowadzającej jest umieszczony zespól do równomiernego odmierzania i rozprowadzania materiału o dużej wielkości cząstek na pasie przenośnikowym składający się z urządzenia zamykającego umieszczonego za rurą odprowadzającą; obudowy zbiornikowej (I) i elementów uchylnych zamocowanych u góry na zawiasach, przy czym wysokość pomiędzy zawiasem i powierzchnią pasą przenośnikowego jest regulowana.

Zespół do odmierzania i rozprowadzania materiału na pasie przenośnikowym zawierajako elementy uchylne łopaty o regulowanej wysokości.

Zespół do odmierzania i rozprowadzania materiału na pasie przenośnikowym zawierajako elementy uchylne zamocowane zawiasowo młoty.

Przy dnie zbiornika jest umieszczony zespół łańcuchowy ze skrobakami.

Przedmiot wynalazkujest uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym: fig. 1 przedstawia schemat znanego urządzenia według rozwiązań wcześniejszych, służącego do transportu luźnych materiałów, ze zwojem chłodzonym wodą; fig. 2-schemat układu według wynalazku, służącego do transportu i chłodzenia luźnych materiałów, takich jak popiół po183 823 chodzący z kotłów fluidyzacyjnych; fig. 3 i 3a przedstawiają, odpowiednio w widoku z boku i z przodu pierwszy przykład wykonania urządzenia do rozprowadzania materiału na pasie przenośnikowym według wynalazku; fig. 3b i 3c przedstawiająodpowiednio, w widoku z boku i z przodu drugi przykład wykonania urządzenia do rozprowadzania materiału na pasie przenośnikowym według wynalazku; fig. 4-schematyczny przekrój poprzeczny układu przenosząco-chłodzącego z metalowym pasem przenośnikowym według wynalazku; fig. 5-schemat urządzenia do regulacji prędkości; fig. 6-schemat przykładu wykonania urządzenia, które działa przy podciśnieniu względem otoczenia i dostarcza odzyskane ciepło do kotła; fig. 7-widok podobny do widoku z fig. 6, a przedstawiający schemat urządzenia podciśnieniowego nie wyposażonego w urządzenie do odzyskiwania ciepła i odprowadzanie go do kotła; fig. 8-schemat przykładu wykonania urządzenia, które pracuje pod ciśnieniem; fig. 9-schemat uszczelnionej komory pyłowej zamontowanej w urządzeniu pracującym pod ciśnieniem w układzie przęnosząco-chłodzącym według wynalazku, fig. 10-schematyczny widok z przodu zespołu mieszającego w postaci lemieszy według wynalazku; oraz fig. 11 ich widok boczny; fig. 12, 12a, 13 i l3a przedst^-wi^j^odpowiednio w widoku bocznym i czołowym zespół do równomiernego odmierzania i rozprowadzania materiału połączony z urządzeniem przystosowanym do nadawaniajednolitej grubości warstwie materiału; oraz fig. 14-schemat odpowiednich mieszalników łyżkowych.

Oczywiście te same numery odnośników oznaczająna różnych figurach te same albo odpowiadające sobie części urządzeń. Chcielibyśmy znowu zaznaczyć, że podczas kiedy wynalazek niniejszy jest stosowany do obróbki różnych gorących luźnych materiałów stałych, korzystnym Jego zastosowaniem jest zastosowanie do obróbki popiołów wytwarzanych w kotłach fluidyzacyjnych, do której będą poniżej czynione odwołania jako do przykładowego i nie ograniczającego przykładu wykonania.

Figura 1 przedstawia schemat urządzenia według rozwiązań wcześniejszych, służącego do transportowania luźnych materiałów, posiadającego chłodzony wodą zwój, który posiada opisane powyżej wady. Na rysunku pokazano kocioł 100, którego popiół jest transportowany za pomocą ślimacznicy 102, mającej wylot popiołu 104. Ponadto jest schematycznie przedstawiony obieg wody 106 chłodzącej.

Pokazany na fig. 2 układ przenosząco-chłodzący 10 według wynalazku wykorzystuje do transportu i chłodzenia luźnych materiałów, zwłaszcza takich jak popioły i inne produkty spalania pochodzące z kotłów fluidyzacyjnych 12, metalowy pąs przenośnikowy 14, korzystnie wykonany ze stali, umieszczony w szczelnym zbiorniku metalowym 16 i napędzany za pomocą silnika.

Popiół 18 opuszczą komorę spalania kotła fluidyzacyjnego 12 pod wpływem siły grawitacji przez co najmniej jedną pionową rurę odprowadzającą 20, będącą ciśnieniowym elementem oddzielającym. Ilość materiału, który ma być odprowadzony, jest regulowana zgodnie z sygnałem ciśnieniowym albo sygnałem nadciśnieniowym wytwarzanym na odpowiedniej wysokości w dolnym obszarze zbiornika 16, w którym jest umieszczona rura odprowadzająca 20, zawierająca materiał, który ma być odprowadzony. Poniżej rur odprowadzających 20, w takiej odległości, która umożliwia przechodzenie fragmentów materiału 18 posiadających największy istniejący rozmiar (jednak mniejszy niż 1/3 średnicy rury, co jest rozmiarem minimalnym), jest umieszczony metalowy pas przenośnikowy 14, na którym jest układany materiał 18 tworzący ciągłe złoże, które porusza się w kierunku wylotu 22.

Chłodzenie odprowadzanego materiału 18 jest wykonywane głównie za pomocą strumienia powietrza przepływającego w kierunku przeciwnym do przesuwającego się materiału 18, przy czym wspomniany strumień powietrza może być zarówno wprowadzony do wnętrza metalowego zbiornika 16 z zewnątrz za pomocą odpowiedniego zespołu wentylacyjnego (w takim przypadku chłodzenie odbywa się przy ciśnieniu większym niż ciśnienie otaczające) albo też strumień powietrza może być zasysany do wnętrza zbiornika 16 w sposób naturalny, poprzez wytworzenie w nim naturalnego podciśnienia. Wybór pracy układu pod ciśnieniem albo przy podciśnieniu będzie zależał od dopasowania układu przenosząco-chłodzącego 10 do procesu, z którego pochodzi gorący materiał. Układ przenosząco-chłodzący 10 może działać zgodnie

183 823 z dwoma różnymi trybami, przy czym zależą one od zapotrzebowania na chłodzenie i długości układu przenosząco-chłodzącego 10, który, w konkretnych przypadkach, może być także tylko przenośnikiem materiału. ,

Kiedy urządzenie działa pod ciśnieniem (pokazanym schematycznie także na fig. 2), wymiana ciepła przebiega w sposób naturalny, bez stosowania środków mieszających materiał, służących do zwiększania wymiany ciepła pomiędzy gorącym materiałem i powietrzem chłodzącym. W takim trybie dogodne jest rozprowadzanie materiału na samym pasie przenośnikowym 14 wjednolity sposób i w cienkich warstwach, w celu powiększania powierzchni wymiany ciepła. Wówczas materiał przekazuje ciepło w kierunku do góry na drodze promieniowania (to znaczy w kierunku do góry metalowego zbiornika, który z kolei przekazuje ciepło na drodze konwekcji do powietrza zarówno wewnętrznego jak i zewnętrznego, przy czym materiał także przekazuje ciepło w kierunku do dołu do pasa przenośnikowego 14 na skutek kontaktu z nim. Pas przenośnikowy 14 przekazuje ciepło do powietrza, które znajduje się wewnątrz chłodnicy, zarówno podczas ruchu pasa przenośnikowego 14 do przodu (za pomocą jego dolnej strony) jak i do tyłu (za pomocą obu stron).

Aby zakończyć rozprowadzanie materiału 18 w równomierny sposób, za obszarem odprowadzania umieszczony jest zespół P rozprowadzający materiał, w skład którego wchodzi regulowana wysoka łopata L zapewniająca końcową regulację materiału 18 na pasie przenośnikowym 14 (przedstawioną.na fig. 3 i 3a) albo odpowiedni zespół młota M przymocowanego zawiasowo do pręta o regulowanej wysokości, przedstawiony na fig. 3b i 3c), także służący do uzyskiwania pożądanej wysokości materiału 18 napasie przenośnikowym 14. Pierwszy zespół P rozprowadzający materiał (pokazany na fig. 3, fig. 3a) jest stosowany w przypadku, kiedy wysokość warstwy materiału 18 jest większa niż maksymalny wymiar chłodzonych fragmentów materiału 18. Drugi zespół P rozprowadzający materiał pokazany na fig. 3b, fig. 3c jest stosowany kiedy wspomniany wymiar jest większy niż pożądana grubość materiału 18.

Rury odprowadzające 20 są korzystnie wyposażone w zabezpieczające mechaniczne urządzenie sterujące (nie pokazane) takie jak zawory łopatkowe i czujniki (nie pokazane), które kontrolująpoziom materiału 18. Poziom ten musi być taki, aby zapewniał rozdział pomiędzy środowiskiem komory spalania koła fluidyzacyjnego 12 (wjej dolnej części, panuje ciśnienie, które wynosi w przybliżeniu jeden metr słupa wody) i ciśnieniem metalowego zbiornika 16 z pasem przenośnikowym 14 (który działa przy innym ciśnieniu).

Na fig. 2, tak jak na fig. 4-9, pokazano zespół łańcuchowy 30, wyposażony w skrobaki 30’, które trą o spód zbiornika 16, przenosząc w kierunku wylotu 22 proszek, który spadł z pasa przenośnikowego 14 i osiadł na dnie zbiornika 16.

Na dolnym końcu rur odprowadzających 20, specjalny zespół zaworu przejściowego 24 ma za zadanie:.

-zapobiec opróżnieniu rur odprowadzających 20 w przypadku, jeśli materiał 18 jest w stanie bardzo płynnym;

-rozprowadzić materiał 18 na całej długości pasa 14 cienką warstwą tak, że powierzchnia wymiany ciepła zostaje powiększona, i w ten sposób ulega zwiększeniu promieniowanie (zarówno w kierunku górnym jak i dolnym), konwekcja (w kierunku górnym) oraz przewodzenie (w kierunku dolnym, przy kontakcie z metalowym pasem przenośnikowym 14); oraz

- umożliwić przechodzenie fragmentów materiału 18 o nadmiernej wielkości.

Szczelina, która zapewnia przejście materiału 18 pod dolną krawędzią zaworu albo urządzenia przejściowego, może być regulowana w celu uzyskania właściwej grubości materiału 18 umieszczonego na pasie przenośnikowym 14. Zespół zaworu przejściowego 24 jest połączony z metalowym zbiornikiem pasa, a połączenie z częściąrury odprowadzającej 20 umieszczonej w komorze spalania jest uzyskane przez odpowiednie złącze, które umożliwia rozszerzanie się rury spowodowane wysokimi temperaturami.

W celu uniknięcia korozji powodowanej przez stykanie się materiału o wysokiej temperaturze z częściami wystawionymi na tarcie, może być one pokryte odpowiednią powłoką, przy czym wspomniana powłoka posiada odpowiednią grubość i odpowiednie charakterystyki techni183 823 czne. Ponadto, w celu zmniejszenia temperatury części metalowych i odzysku ciepła, do górnej części zaworu przejściowego powinny być przymocowane żebra do odzysku ciepła. Wspomniane zebra mogą być także przymocowane do szerokiej albo wąskiej części powierzchni rury odprowadzającej 20.

W górnej części rury odprowadzającej 20 umieszczony jest czujnik (nie pokazany). Za pomocączujnika jest wykrywany niski poziom materiału, oraz jest uruchamiane zamknięcie zaworu, gdy czujnik nie wykryje żadnego materiału. W taki sposób zamontowane jest niezbędne odcięcie komory spalania kotła fluidyzacyjnego 12 od układu przenosząco-chłodzącego 10, nawet podczas zmiennych warunków pracy.

W celu uzyskania odporności na ścieranie metalowych części wystawionych na ścieranie się, na skutek przesuwu gorącego materiału 18 na dolnym końcu rury odprowadzającej 20 jest korzystnie umieszczona powłoka z materiału ceramicznego albo innego odpowiedniego materiału zapobiegającego ścieraniu, o odpowiedniej grubości. Przekrój poprzeczny układu przenosząco-chłodzącego 10 jest przedstawiony na fig.4.

Grubość warstwy materiału 18 na pasie przenośnikowym 14 jest regulowana rozmiarem cząsteczek tego materiału i potrzebąjego chłodzenia. Kiedy grubość warstwy materiału 18 jest ustawiona, zawartość materiału 18 jest regulowana zmianą prędkości ruchu pasa przenośnikowego 14 zgodnie z sygnałem z czujnika nadciśnienia umieszczonego na odpowiedniej wysokości w dolnym obszarze złoża fluidalnego, w celu utrzymania parametrów pracy złoża fluidalnego, konkretnie utrzymania ciśnienia albo nadciśnienia, na odpowiednim poziomie, patrz fig.5. Regulacja taka może być wykonywana automatycznie poprzez regulację układu zawierającego nadajnik 34 zmiennej, która ma być kontrolowana to znaczy ciśnienia albo nadciśnienia dolnego obszaru złoża fluidalnego, sterownik 36 do doprowadzania sygnału wyjściowego i przetwornik częstotliwości 38, który steruje obrotami silnika napędzającego pas przenośnikowy 14 zgodnie z otrzymywanym sygnałem. '

Pas przenośnikowy 14 jest zamknięty w szczelnym zbiorniku 16. Może on pracować, zarówno przy podciśnieniu i jak i pod ciśnieniem.

W każdym przypadku dostępne są dwa rodzaje współpracy z komorą spalania kotła fluidyzacyjnego, w zależności od tego, czy korzystne jest zastosowanie odzysku ciepła w systemie odprowadzania.

W celu wykorzystania możliwości odzyskanego ciepła zamontowano układ pokazany na ftg.6. Ilość powietrza wchodzącego do urządzenia wyciągającego zależy od wielkości poboru powietrza albo jest regulowana poprzez zainstalowanie odpowiednich zmiennych zaworów zasilających na skutek podciśnienia, pod którym pracuje pas przenośnikowy 14 zbiornika 16. W tym przypadku, powietrze zewnętrzne, odprowadzane w odpowiedniej ilości pochłania ciepło dostarczane przez materiał 18 na skutek kontaktu pomiędzy powietrzem i samym materiałem 18, ze ściankami zbiornika 16, które są podgrzewane przez promieniowanie, z pasem przenośnikowym 14, zarówno podczas jego ruchu do przodu jak i do tyłu, ogólnie na skutek kontaktu ze wszystkimi powierzchniami metalowymi, na które oddziałuje powietrze podczas jego ruchu.

Należy zauważyć, że w tym specyficznym przypadku pas przenośnikowy pracuje jako regeneracyjny wymiennik ciepła, ponieważ pochłania on ciepło odprowadzane z materiału podczas ruchu do przodu i oddaje to ciepło do powietrza podczas ruchu do tyłu.

Podgrzane w ten sposób powietrze jest dostarczane z powrotem do komory spalania kotła fluidyzacyjnego 12, i zostaje tam dołączone do strumienia powietrza pierwszorzędowego albo drugorzędowego (korzystnie do strumienia powietrza drugorzędowego, z powodu niskiego ciśnienia z jakim jest wprowadzane do komory spalania). Za pomocą dodatkowego wentylatora 42 powietrza pierwszorzędowego albo drugorzędowego, odpowiednio, 44 i 46, można doprowadzić ciśnienie powietrza wychodzącego ze zbiornika 16 urządzenia wyciągającego do wymaganego ciśnienia.

W przypadku, kiedy nie ma konieczności ponownego wykorzystania odzyskanej energii cieplnej (patrz fig. 7),to można także odprowadzić powietrze do atmosfery kominem C, po prze8

183 823 filtrowaniu go układu systemu przy podciśnieniu eliminuje problemy związane z wydostawaniem się proszków i gazów, oraz umożliwia kontrolowanie układu 10 także podczas pracy, bez żadnej niewygody. Wystarczające jest odpowiednie zwymiarowanie otworów dostarczających powietrze. Mogą one posiadać stałą powierzchnię albo zmienną powierzchnię, jeśli konieczne jest sterowanie obszarem chłodzenia.

Z drugiej strony, komplikuje to ponowne wykorzystywanie odzyskanego ciepła, z powodu potrzeby zastosowania dalszego urządzenia (wentylator 42), które musi pracować w trudnych warunkach to znaczy przy wysokiej temperaturze i pyłach.

Praca pod ciśnieniem eliminuje te wady, ponieważ wykorzystuje, do chłodzenia materiału, powietrze doprowadzone za pomocą jednego z wentylatorów powietrza pierwszorzędowego albo drugorzędowego (wentylator powietrza pierwszorzędowego 46 z fig. 8), które, przed dostarczeniem do kotła komory spalania 12 kotła fluidyzacyjnego przepływa przez urządzenie do odprowadzania materiału albo przez jego metalowy zbiornik 16 (patrz fig. 8).

Konstrukcja taka z jednej strony ułatwia współpracę z kotłem, a z drugiej strony wymaga specjalnych pomiarów aby zapobiec wydostawaniu się pyłów, zarówno w związku z problemami ochrony środowiska jak i z przedostawaniem się pyłu do uszczelek umieszczonych pomiędzy ścianką osłonową, a rolkami albo bębnami prowadzącymi i przesyłającymi.

Rozwiązaniem tego problemu jest umieszczenie wszystkich punktów odprowadzania zapylonego powietrza wewnątrz komory 50, w której jest utrzymywane ciśnienie nieco wyższe niż ciśnienie wewnętrzne, przy czym komora 50 może posiadać jedną albo więcej przezroczystych ścianek zewnętrznych, ze szkła o właściwej wytrzymałości, aby można było bezpośrednio wzrokowo kontrolować pracę rolek (patrz fig. 9).

Zgodnie z warunkami pracy (kiedy na przykład konieczne jest odprowadzanie materiałów o niskiej temperaturze, albo wysokiej zawartości materiału, albo kiedy istnieje możliwość posiadania odpowiedniej długości urządzenia odprowadzającego, właściwej dla wymagań chłodzenia) może być konieczne zwiększenie wymiany ciepła pomiędzy materiałem i powietrzem poza wartość umożliwianą przez przedstawiony system, podczas kiedy nie jest stosowany wymuszony przesuw materiału stałego na pasie przenośnikowym.

Można tego dokonać na różne sposoby:

- każda z rur odprowadzających prowadzących z komory spalania kotła fluidyzacyjnego do pasa przenośnikowego może składać się z dwóch koncentrycznych rur (nie pokazanych ale oczywistych dla osób znających temat) użebrowanych od zewnątrz, jeśli jest to konieczne. W takim przypadku, powietrze wypływające z urządzenia odprowadzającego przepływa przez pierścieniową szczelinę umieszczoną pomiędzy dwoma rurami, zwiększając chłodzenie materiału i odzysk energii cieplnej, jak również bezpieczeństwo personelu;

- poprzez umieszczenie odpowiednich powierzchni metalowych (nie pokazanych) z dużą albo małą ilością żeber, zgodnie z zapotrzebowaniem, pomiędzy pasem przenośnikowym i wierzchem zbiornika, które, poprzez pochłanianie ciepła wypromieniowanego przez odprowadzany materiał, zwiększają powierzchnię wymiany powietrza. Wspomniane powierzchnie, stanowiące także ekran optyczny pomiędzy odprowadzanym materiałem i zewnętrzną górną ścianką zbiornika, będą umożliwiały utrzymywanie zewnętrznej powierzchni transportowej w odpowiedniej temperaturze;

- poprzez rozpylanie wody na dolnej części pasa przenośnikowego podczas ruchu do przodu albo na górnej części pasa przenośnikowego podczas ruchu do tyłu, w celu obniżenia temperatury samego pasa przenośnikowego. W ten sposób ochłodzony pas przenośnikowy jest zdolny do odprowadzenia większej ilości ciepła z usuwanego materiału. W tym przypadku metalowy pas przenośnikowy przekazuje ciepło do wody, którą gwałtownie odparowuje w postaci wielu bardzo drobnych kropel. Prawdopodobne jest to, że na skutek temperatury odprowadzanego materiału wynoszącej około 800°C, na pasie przenośnikowym panuje temperatura około 300-350°C, podczas gdy poprzez zamontowanie odpowiednich rozpylaczy, wspomniana temperatura może być obniżona do około 150-200°C. Płytowy czujnik temperaturowy mierzy odpowiednią ilość wody tak, że można uniknąć gromadzenia się skroplin.

183 823

Kiedy środki stosowane w celu zwiększania chłodzenia materiału stałego nie są wystarczające, można zastosować urządzenia do mieszania materiału, w celu:

- mieszania materiału na pasie przenośnikowym dla ujednolicenia temperatury; oraz

- zwiększania powierzchni styku pomiędzy gorącym materiałem stałym i chłodnym powietrzem.

Urządzeniami tymi mogą być: mieszalniki łyżkowe C zamontowane prostopadle do kierunku pasa przenośnikowego 14, które to mieszalniki C są napędzane przez sam odprowadzany materiał 18 (patrz fig. 14), przy czym mieszalniki łyżkowe C, są zainstalowane wzdłuż co najmniej jednej linii i zamocowane uchylnie, w celu oddziaływania na cały usuwany materiał. Przemieszczają one materiał do góry i zrzucają go z powrotem na złoże, wystawiając główną część cząsteczek stałych na chłodzące działanie powietrza. Kiedy jest to konieczne, mieszalniki łyżkowe C mogą być napędzane za pomocą odpowiedniego silnika, zamiast przez sam usuwany materiał.

Innym zespołem do mieszania materiału są lemiesze 54, zamocowane w taki sposób, że stały materiał układany na pasie przenośnikowym może być mieszany (patrz fig. 10 il 1). Wiadomo, że odprowadzany materiał w postaci popiołu posiada niskie charakterystyki przewodzenia ciepła, dlatego też przy jego zmieszaniu można uzyskać w skuteczny sposób jednolitą temperaturę cząsteczek stałych. Urządzenia takie mogą być użyteczne zwłaszcza wtedy, kiedy z powodu konkretnych przyczyn (na przykład dużej ilości materiału) konieczne jest uzyskanie nie wystarczająco niskich warstw materiału. Ponadto lemiesze 54 mogą zawierać wewnętrzne kanały 56, służące do transportu powietrza. Powietrze to może być wdmuchiwane do materiału stałego 18, także w celu zwiększenia wymiany ciepła z powietrzem chłodzącym. Każdy kanał wewnętrzny 56 jest połączony z głównym zasilającym powietrznym kanałem 58 umieszczonym w wale głównym. W celu zmniejszenia erozji, na powierzchnię zewnętrzną lemiesza 54 może być nałożona powłoka z materiału ceramicznego. Lemiesze 54 sąpołączone w sposób uchylny i swobodnie się obracają na wale głównym, który ponadto dzialajako wał podtrzymujący tak, że może przez lemiesze 54 przechodzić nierówny materiał. Odpowiednia przeciwwaga albo elastyczny układ kontrujący przemieszcza lemiesze 54 z powrotem do położenia pracy. Zgodnie z zapotrzebowaniem wymiany ciepła dla uzyskania pożądanej wartości temperatury, może być zamontowany co najmniej jeden uchylny lemiesz 54.

Kiedy uzna się za konieczne zastosowanie wspomnianych środków mieszających, to warstwa materiału, w przeciwieństwie do tego, co napisano w odniesieniu do pierwszego typu chłodzenia jest wystarczająco gruba, aby umożliwić dobre zagłębienie w niej wspomnianych środków w materiale stałym.

Pierwszy typ mieszalników (mieszalniki łyżkowe) jest ogólnie stosowany do drobnych materiałów, które nie mogą spowodować zablokowania łyżek. Drugi typ mieszalników (lemiesze) może być stosowany, wówczas kiedy możliwe jest takie zablokowanie. W takim przypadku lemiesze mogąsię podnosić obracając się dookoła pręta, do którego sąobrotowo przymocowane.

W korzystnym przykładzie wykonania, rury odprowadzające są użebrowane w taki sposób, aby zapewnić skuteczne chłodzenie i większy stopień odzysku ciepła, co jest szczególnie korzystne w takim przypadku.

Dodatkowo do rozwiązania wszystkich wad rozwiązań wcześniejszych, wynalazek niniejszy posiada też tę zaletę, że kiedy materiał wychodzi z układu przenosząco-chłodzącego to jest on całkowicie wysuszony. Jest to ważną cechą w procesach takich jak spalanie odpadów, w których popioły muszą być poddawane dalszej obróbce, takiej jak spiekanie albo zeszklenie, inaczej mówiąc są one surowcem wtórnym. Unika się tutaj osuszania popiołu za pomocą tradycyjnych urządzeń.

Oczywiste jest, że w przykładach wykonania tutaj ujawnionych jako ilustrujące i nie ograniczające mogą być dokonywane modyfikacje, zmiany, adaptacje i zastępowanie części, bez odchodzenia od zakresu ochrony określonego przez zastrzeżenia patentowe.

Claims (17)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Układ przenosząco-chłodzący pieca fluidyzacyjnego do transportowania gorących luźnych materiałów stałych wytwarzanych w różnych procesach przemysłowych, zawierającego, co najmniej jedną rurę odprowadzającą ustawioną pionowo albo dowolnie nachyloną, która jest zasadniczo zawsze wypełniona materiałem, a którą pod wpływem działania grawitacji, materiał ten opuszcza piec, zaś wylotowy koniec rury jest umieszczony w zbiorniku metalowym, wewnątrz którego jest umieszczony pas przenośnikowy o regulowanej prędkości, napędzany za pomocązespołu napędowego, na którymjest układany warstwami materiał wysypywany z wylotowego końca rury odprowadzającej tworzący ciągle przemieszczające się złoże materiałowe, przy czym pas przenośnikowy stanowi regeneracyjny wymiennik ciepła, który pochłania ciepło z materiału podczas ruchu do przodu, oraz odprowadza ciepło do powietrza znajdującego się wewnątrz chłodnicy zarówno podczas ruchu do przodu, jego dolną stroną, jak i ruchu do tyłu, obiema stronami, przy czym odległość pomiędzy wylotowym końcem rury odprowadzającej i pasem przenośnikowym zapewnia przechodzenie fragmentów materiału posiadających największy spodziewany rozmiar, znamienny tym, że rura odprowadzająca (20) stanowi element oddzielający obszary układu pracujące pod ciśnieniem górnym i ciśnieniem dolnym a ponadto posiada zespół do zmiany prędkości pasa przenośnikowego (14) przesuwającego się do przodu, który to zespół odpowiada na sygnał pochodzący z odpowiednich środków nadciśnieniowych, albo na inną zmiennąwskazującąilość odprowadzanego materiału, przy czym dla danej grubości warstwy materiału (18) na pasie przenośnikowym (14) w zbiorniku (16) odpowiednia przepustowość materiału (18) jest regulowana ustawioną prędkością pasa przenośnikowego(14).
2. 2. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że obszary układu pracujące pod ciśnieniem górnym i ciśnieniem dolnym sąpołączone ze sobą zespołem do automatycznej regulacji przepustowości materiału (18) składającego się z nadajnika (34) sterowanej zmiennej, sterownika (36) do nadawania sygnału wyjściowego, oraz przetwornika częstotliwości (38), regulującego ilość obrotów silnika napędzającego pas przenośnikowy (14).
3. 3. Układ według z zastrz. 1, znamienny tym, że z wnętrzem zbiornika (16) jest połączony zespół do obniżania ciśnienia w jego wnętrzu w stosunku do ciśnienia na zewnątrz.
4. 4. Układ według zastrz.3, znamienny tym, że do zbiornika (16) jest połączony zespół do odzyskiwania ciepła odebranego z materiału (18), w skład którego wchodzi dodatkowo wentylator (42) powietrza pierwszorzędowego (44) albo drugorzędowego (46) umieszczonego pomiędzy wylotem ze zbiornika (16) a wlotem do komory spalania kotła (12).
5. 5. Układ według zastrz. 3, znamienny tym, że do zbiornika (16) jest podłączony zespół do odprowadzania podgrzanego powietrza zawierający filtr (48) podłączony do komina (C).
6. 6. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że ciśnienie wewnątrz zbiornika (16) jest wyższe niż ciśnienie na zewnątrz, przy czym oba końce zbiornika (16) są podłączone do przewodu z wentylatorem (46) podłączonego jednocześnie do komory spalania pieca fluidyzacyjnego (12), do której jest podłączony przewód z wentylatorem (44).
7. 7. Układ według zastrz. 6, znamienny tym, że wyloty zapylonego powietrza ze zbiornika (16) sąumieszczone w komorze (50), przy czym w komorze (50) jest utrzymywane ciśnienie wyższe niż wewnątrz zbiornika (16).
8. 8. Układ według zastrz. 7, znamienny tym, że co najmniej jedna zewnętrzna ścianka (52) komory (50) jest przezroczysta.
9. 9. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że w zbiorniku (16) jest umieszczony zespół do mieszania materiału (18), który jest zamontowany obrotowo na wale głównym.

   183 823
10. 10. Układ według zastrz. 9, znamienny tym, że zespół do mieszania materiału (18) stanowią lemiesze (54).
11. 11. Układ według zastrz. 9, znamienny tym, że zespół do mieszania materiału (18) stanowią mieszalniki łyżkowe (C).
12. 12. Układ według zastrz. 10, znamienny tym, że w każdym z lemieszy (54) znajduje się wewnętrzny kanał (56), który jest połączony z głównym powietrznym kanałem zasilającym (58) umieszczonym w wale głównym.
13. 13. Układ według zastrz. 11, znamienny tym, że mieszalniki łyżkowe (c) są umieszczone wzdłuż co najmniej jednej linii i są napędzane przez odprowadzany materiał (18).
14. 14. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że w pobliżu wylotowego końca każdej rury odprowadzającej (20) jest umieszczony zespół (24) do równomiernego odmierzania i rozprowadzania materiału (18) o dużej wielkości cząstek na pasie przenośnikowym (14) składający się z urządzenia zamykającego (26) umieszczonego za rurą odprowadzającą (20); obudowy zbiornikowej (I) i elementów uchylnych zamocowanych u góry na zawiasach, przy czym wysokość pomiędzy zawiasem i powierzchnią pasa przenośrnkowego (14) jest regulowana.
15. 15. Układ według zastrz. 14, znamienny tym, że zespół (24) do odmierzania i rozprowadzania materiału (18) na pasie przenośnikowym (14) zawierajako elementy uchylne łopaty (L) o regulowanej wysokości.
16. 16. Układ według zastrz. 14, znamienny tym, że zespół (24) do odmierzania i rozprowadzania materiału (18) na pasie przenośnikowym (14) zawierajako elementy uchylne zamocowane zawiasowo młoty (M).
17. 17. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że przy dnie zbiornika (16) jest umieszczony zespół łańcuchowy (30) ze skrobakami (30’).