PL216766B1 - Urządzenie do odzysku koksiku z żużla i popiołu z układów odpopielania i odżużlania kotłów energetycznych - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do odzysku koksiku z żużla i popiołu układów odpopielania i odżużlania kotłów energetycznych opalanych zwłaszcza węglem brunatnym, węglem kamiennym i biomasą.

Przygotowanie węgla brunatnego do spalania polega na wstępnym przesortowaniu i odrzuceniu dużych kawałków drewna, a następnie na zmieleniu go w młynach wentylatorowych i przesianiu w odsiewaczach. Powstały w powyższy sposób pył węglowy jest wprowadzany do komory paleniskowej i poddawany procesom spalania za pomoc palników pyłowych. Węgiel brunatny poddawany procesowi spalania zawiera do 30% części włóknistych zwanych ksylitami będącymi odmianą petrograficzną węgla brunatnego, o najgorszej podatności przemiałowej i najmniejszej gęstości. Wychodzący z młyna wentylatorowego pył węglowy zawiera duże postrzępione ziarna ksylitowe, które w komorze paleniskowej kotła nie są całkowicie spalane a jedynie ulegają procesowi odgazowania. Powstały w wyniku szybkiego nagrzewu i odgazowania niedopał stanowi koksik węglowy o bardzo mocno rozwiniętej powierzchni zewnętrznej. Koksik ten w zależności od panujących warunków aerodynamicznych w komorze paleniska opada do leja zsypowego i jest odprowadzany z kotła łącznie z żużlem lub jest wynoszony z komory paleniskowej przez spaliny w postaci lotnego koksiku i jest wychwytywany w lejach zsypowych lub w elektrofiltrze kotła. W zależności od właściwości fizykochemicznych ksylitu, jego podatności przemiałowej oraz od przebiegu procesu spalania i aerodynamiki w komorze paleniskowej kotła zawartość koksiku w żużlu może wynosić do 50% a w popiele lotnym do 15%. Odpady paleniskowe z lejów popiołowych, kanałów spalin, elektrofiltra i z wanny odżużlacza są transportowane przez urządzenia hydroodpopielania i hydroodżużlania na docelowe miejsce ich składowania lub zawracane są do układu nawęglania węglem surowym. Ponowny nawrót do układu nawęglania jest stosowany głównie dla układu hydroodżużlania, gdy w żużlu znajduje się duża ilość koksiku tj. ok. 40-50%. Żużel łącznie z koksikiem i węglem surowym poddawany jest ponownemu przemiałowi i ponownemu wprowadzaniu do komory paleniskowej kotła. Sposób ten, pomimo że zmniejsza straty wynikające z niecałkowitego spalania jest przyczyną zwiększonej awaryjności układu młynowego i kotła z powodu wzrostu ilości popiołu w układzie młyn - kocioł, sprzyja erozji popiołowej powierzchni ogrzewalnych i urządzeń pomocniczych oraz elementów młyna. Odpady paleniskowe, w których koksik występuje w małych ilościach, poniżej 5%, są odprowadzane w miejsce składowania lub przekazywane do wykorzystania w budownictwie, zwłaszcza drogowym.

Znany jest z opisu wynalazku PL 203253 sposób wykorzystania produktów niecałkowitego spalania węgla brunatnego w kotłach energetycznych oraz instalacja do realizacji tego sposobu. Sposób według powyższego wynalazku polega na tym, iż wszystkie stałe odpady paleniskowe zawierające pewne ilości koksiku odprowadza się hydrotransportem z kotła energetycznego i urządzeń kotłowych do zbiornika przepompowni zawierającego wodę jako ciecz flotacyjną. W zbiorniku przepompowni mieszaninę wody żużla, popiołu i koksiku napowietrza się powietrzem pochodzącym z kolektora umieszczonego w cieczy flotacyjnej. Strumień dysz kolektora skierowany jest do dna zbiornika. Po przeprowadzeniu flotacji z dna zbiornika usuwa się osad popiołu i żużla pompą bagrową a koksik osiadły na powierzchni cieczy zgarnia się strumieniami wody pochodzącymi z dysz wodnych w naroże zbiornika przepompowni skąd podajnikiem kubełkowym jest przenoszony do zasobnika, w którym następuje jego odsączenie. Instalacja według powyższego wynalazku zawiera zbiornik wyposażony w kolektor z dyszami do napowietrzania i mieszania mieszaniny cieczy flotacyjnej z żużlem, popiołem i koksikiem. Wzdłuż ścian tego zbiornika są zainstalowane szyny jezdne, po których wózek przemieszcza kolektor wodny z zespołem dysz zgarniających strumieniem wody warstwy koksiku z powierzchni cieczy flotacyjnej w kierunku ściany oraz dodatkową dyszą w naroże, z którego to naroża koksik jest transporterem kubełkowym odprowadzany do odstojnika przy podajniku. Przy dnie zbiornika zamocowane są pompy bagrowe odprowadzające z dna zbiornika żużel i popiół.

Znane jest także ze zgłoszenia wzoru użytkowego W-118904 urządzenie do odzysku koksiku z popiołu i żużla z układów odpopielania i odżużlania kotłów energetycznych zbudowane ze zbiornika mieszaniny cieczy flotacyjnej z koksikiem, popiołem i żużlem, zamocowanego w tym zbiorniku kolektora z dyszami napowietrzającymi o strumieniu skierowanym w dół zbiornika, pompy bagrowej odprowadzającej z dna zbiornika żużel i popiół, zespołu dysz zgarniających koksik, pływaka z rurami ssącymi zbierającymi spychany w jego kierunku przez dysze zgarniające koksik połączonego z pompą transportującą zawilgocony koksik do odsączenia oraz przegrody oddzielającej strefę flotacji od strefy, w której zbierany jest koksik.

PL 216 766 B1

Urządzenie do odzysku koksiku z układów odpopielania i odżużlania kotłów energetycznych wyposażone w zbiornik flotacyjny mieszaniny cieczy z koksikiem, popiołem i żużlem z układem napowietrzania mieszaniny i układem odprowadzania uwolnionego koksiku oraz przynajmniej jedną pompę korzystnie bagrową odprowadzającą opadający żużel i popiół według wynalazku charakteryzuje się tym, iż zawiera zbiornika bagrowni z pompą korzystnie pompą bagrową, kolektor doprowadzający mieszaninę do zbiornika bagrowni, na którego spływie zainstalowany jest przynajmniej jeden separator cząstek stałych korzystnie w postaci obracającej się kraty taśmowej o średnicy oczka powyżej 0,5 mm, układ podajnikowy transportujący zatrzymany na separatorze koksik, żużel i popiół do zbiornika flotacyjnego ze spustem odprowadzającym opadający popiół i żużel do zbiornika bagrowni oraz układ doprowadzający i regulujący poziom cieczy w zbiorniku flotacyjnym.

Korzystnie układ podajnikowy utworzony jest ze zbiornika zbiorczego, podajnika transportującego zatrzymany na separatorze koksik, popiół i żużel do zbiornika zbiorczego i podajnika transportującego koksik, popiół i żużel ze zbiornika zbiorczego do zbiorniki flotacyjnego.

Korzystnie układ odprowadzania koksiku stanowią dysze zgarniające umiejscowione bezpośrednio nad powierzchnią cieczy oraz rynna spustowa korzystnie umiejscowiona w narożu zbiornika flotacyjnego.

Korzystnie układ doprowadzający i regulujący poziom cieczy w zbiorniku flotacyjnym utworzony jest z kolektora doprowadzającego ciecz z zaworem regulacyjno odcinającym, czujnika poziomu cieczy oraz zaworu zamocowanego w spuście.

Korzystnie układ napowietrzania mieszaniny stanowi kolektor z zespołem dysz powietrznych zamocowany w zbiorniku flotacyjnym.

Korzystnie w zbiorniku flotacyjnym są umiejscowione dysze czyszczące, których strumień przemieszcza osiadły przy dnie popiół i żużel w kierunku spustu.

Korzystnie ścianki i dno zbiornika flotacyjnego są pochyłe w kierunku spustu żużla i popiołu.

Korzystnie w zbiorniku flotacyjnym zamocowana jest przegroda oddzielająca strefę flotacji od strefy zbierania koksiku.

Korzystnie zbiornik flotacyjny zamocowany jest nad zbiornikiem bagrowni.

Przedmiot wynalazku został uwidoczniony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia, urządzenie w widoku od góry, a fig. 2 urządzenie w widoku z boku.

Urządzenie w przykładzie wykonania zbudowane jest ze zbiornika bagrowni 1, do którego to zbiornika 1 kolektorem 2 doprowadzana jest mieszanina cieczy z koksikiem, popiołem i żużlem. Na spuście kolektora 2 umiejscowiony jest separator cząstek stałych 4. Korzystnie spływ kolektora 2 rozdziela się na szereg koryt spływowych 3, a w każdym z nich umiejscowiony jest separator cząstek stałych 4. Korzystnie separator cząstek stałych 4 ma postać obracającej się kraty taśmowej o średnicy oczka większej od 0,5 mm. Urządzenie ma układ podajnikowy 5 transportujący koksik, popiół i żużel od separatorów 4 do zbiornika flotacyjnego 6 utworzony ze zbiornika zbiorczego 5.1, podajnika 5.2 transportującego koksik popiół i żużel z separatora 4 do zbiornika zbiorczego 5.1 i podajnika 5.3 transportującego koksik, popiół i żużel ze zbiornika zbiorczego 5.1 do zbiornika flotacyjnego 6. W zbiorniku bagrowni 1 nad jego dnem są rozmieszczone króćce pomp bagrowych 13. Zbiornik flotacyjny 6 zamocowany jest nad zbiornikiem bagrowni 1. W dnie zbiornika flotacyjnego 6 jest spust 7 odprowadzający opadający popiół i żużel do zbiornika bagrowni 1. Korzystnie ścianki i dno zbiornika 6 są pochyłe w kierunku spustu 7 żużla i popiołu. W zbiorniku 6 zamocowane są dysze czyszczące 9, których strumień przemieszcza osiadły przy dnie popiół i żużel w kierunku spustu 7, układ napowietrzania 10 mieszaniny utworzony z kolektora 10.1 z zespołem dysz powietrznych 10.2, układ odprowadzania 11 koksiku z powierzchni cieczy utworzony z dysz zgarniających 11.1 umiejscowionych bezpośrednio nad powierzchnią cieczy oraz rynny spustowej 11.2 umiejscowionej w narożu zbiornika 6. Rynną spustową 11.2 koksik spływa do kontenera 14. Ponadto urządzenie ma układ doprowadzający i regulujący 12 poziom cieczy w zbiorniku flotacyjnym 6 utworzony z kolektora z zaworem 12.1 doprowadzającego ciecz do zbiornika flotacyjnego 6, czujnika poziomu cieczy 12.3 zamocowanego na ścianie zbiornika flotacyjnego 6 i zaworu 12.2 zamocowanego w spuście 7 zbiornika 6 oraz przegrodę 8 oddzielająca strefę flotacji od strefy zgarniania koksiku.

Zasada działania urządzenia polega na tym, iż z układów odpopielania i odżużlania kotła energetycznego koksik, popiół i żużel przy pomocy cieczy transportowany jest kolektorem 2 do zbiornika bagrowni 1. Na spływie kolektora 2 mieszanina przepływa przez zamocowany tam separator cząstek stałych 4. W trakcie przepływu mieszaniny na separatorze 4 wychwytywane są cząstki popiołu, żużla i koksiku nie przepływające przez kratę korzystnie o średnicy 0,5 mm. Mniejsze cząstki stałe wpływają

PL 216 766 B1 do zbiornika bagrowni 1, z którego pompy 13 instalacją hydrotransportu przesyłają je na składowisko. Zatrzymany na separatorze 4 popiół, żużel i koksik kierowany jest układem podajnikowym 5 do zbiornika flotacyjnego 6 umieszczonego nad zbiornikiem bagrowni 1. W zbiorniku flotacyjnym 6 wypełnionym cieczą następuje oczyszczenie koksiku z części mineralnych poprzez intensywne mieszanie cieczy części stałych przy pomocy sprężonego powietrza. W wyniku zachodzących w zbiorniku flotacyjnym zjawisk, na powierzchnię cieczy wypływa koksik, a cząstki popiołu i żużla opadają na dno zbiornika flotacyjnego 6. W celu oddzielenia części mocno wzburzonej mieszaniny od części uspokojonej, zbiornik flotacyjny 6 został podzielony przegrodą 8, w której powierzchnia cieczy jest uwolniona od wydzielających się pęcherzy powietrza. Ustabilizowana na jednym poziomie powierzchnia cieczy pozwala zgarniać warstwy wydzielonego koksiku w sąsiedztwo rynny spustowej 11.2 koksiku a nią do ustawionego w pobliżu zbiornika bagrowni 1 kontenera 14. Rynna spustowa koksiku 11.2 jest usytuowana w jednym z naroży w ustabilizowanej części zbiornika flotacyjnego 6. Warstwa koksiku, w naroże ze spustem 11.2, zgarniana jest przy pomocy strumieni cieczy a osiadły na dnie zbiornika flotacyjnego 6 popiół i żużel spychany jest strumieniem dysz czyszczących 9 w kierunku spustu 7 żużlu i popiołu. W zbiorniku flotacyjnym 6 poziom cieczy jest utrzymany na jednej wysokości poprzez dopływ cieczy kolektorem 12.1 i dyszami zgarniającymi 12.3 oraz przez odpływ cieczy do zbiornika bagrowni 1 w trakcie wydalania popiołu ze zbiornika flotacyjnego 6. Ciecz do zgarniania koksiku i ciecz płuczną stanowi korzystnie ciecz obiegowa, krążąca w zamkniętym układzie hydrotransportu popiołu i żużla i stanowi ją woda.

Claims (9)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Urządzenie do odzysku koksiku z układów odpopielania i odżużlania kotłów energetycznych wyposażone w zbiornik flotacyjny mieszaniny cieczy z koksikiem, popiołem i żużlem z układem napowietrzania mieszaniny i układem odprowadzania uwolnionego koksiku oraz przynajmniej jedną pompę korzystnie bagrową odprowadzającą opadający żużel i popiół, znamienne tym, że zawiera zbiornik bagrowni (1) z pompą (13) korzystnie pompą bagrową, kolektor (2) doprowadzający mieszaninę do zbiornika bagrowni (1), na którego spływie zainstalowany jest przynajmniej jeden separator cząstek stałych (4) korzystnie w postaci obracającej się kraty taśmowej o średnicy oczka powyżej 0,5 mm, układ podajnikowy (5) transportujący zatrzymany na separatorze (4) koksik, żużel i popiół do zbiornika flotacyjnego (6) ze spustem (7) odprowadzającym opadający popiół i żużel do zbiornika bagrowni (1) oraz układ doprowadzający i regulujący poziom cieczy (12) w zbiorniku flotacyjnym (6).
2. 2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że układ podajnikowy (5) utworzony jest ze zbiornika zbiorczego (5.1), podajnika (5.2) transportującego zatrzymany na separatorze koksik, popiół i żużel do zbiornika zbiorczego (5.1) i podajnika (5.3) transportującego koksik, popiół i żużel ze zbiornika zbiorczego (5.1) do zbiornika flotacyjnego (6).
3. 3. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że układ odprowadzania koksiku (11) stanowią dysze zgarniające (11.1) umiejscowione bezpośrednio nad powierzchnią cieczy oraz rynna spustowa (11.2) korzystnie umiejscowiona w narożu zbiornika flotacyjnego (6).
4. 4. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że układ doprowadzający i regulujący poziom cieczy (12) w zbiorniku flotacyjnym (6) utworzony jest z kolektora (12.1) doprowadzającego ciecz z zaworem regulacyjno odcinającym, czujnika poziomu cieczy (12.3) oraz zaworu (12.2) zamocowanego w spuście (7).
5. 5. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że układ napowietrzania mieszaniny (10) stanowi kolektor (10.1) z zespołem dysz powietrznych (10.2) zamocowany w zbiorniku flotacyjnym (6).
6. 6. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że w zbiorniku flotacyjnym (6) są umiejscowione dysze czyszczące (9), których strumień przemieszcza osiadły przy dnie popiół i żużel w kierunku spustu (7).
7. 7. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że ścianki i dno zbiornika flotacyjnego (6) są pochyłe w kierunku spustu (7) żużla i popiołu.
8. 8. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że w zbiorniku flotacyjnym (6) zamocowana jest przegroda (8) oddzielająca strefę flotacji od strefy zbierania koksiku.
9. 9. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że zbiornik flotacyjny (6) zamocowany jest nad zbiornikiem bagrowni (1).