PL218256B1

PL218256B1 - Low-emission sliding grate of a boiler for burning solid basic fuels and supplementary solid fuels, including waste fuels containing hardly volatile liquid organic substances

Info

Publication number: PL218256B1
Application number: PL390001A
Authority: PL
Inventors: Sławomir Poskrobko; Danuta Król; Jan Łach; Marek Wiśniewski
Original assignee: Politechnika Radomska Im Kazimierza Pułaskiego
Priority date: 2009-12-22
Filing date: 2009-12-22
Publication date: 2014-10-31
Also published as: PL390001A1

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest niskoemisyjny frakcyjny ruszt podsuwny kotła do spalania stałych paliw podstawowych oraz jako dodatków stałych paliw uzupełniających, w tym paliw odpadowych z udziałem trudno lotnych ciekłych substancji organicznych.The subject of the invention is a low-emission fractional overhead boiler grate for combustion of solid basic fuels and as additives to supplementary solid fuels, including waste fuels with the participation of low-volatile liquid organic substances.

Znane rozwiązania kotłów z rusztem podsuwnym i innych kotłów z palnikami retortowymi zawierają nieckę retortową, przez którą doprowadzane jest powietrze potrzebne do spalania paliw. W znanych rozwiązaniach kotłów z paleniskiem wyposażonym w ruszty podsuwne, stosowane są metody reburningu, w których zawrócone spaliny wdmuchuje się bezpośrednio nad ruszt, do konwekcyjnej części paleniska. Taki sposób powoduje zmniejszenie emisji tlenków azotu (NOx). Działanie to nie daje zadawalających efektów wówczas, gdy ma się do czynienia z paliwami zaolejonymi i zachowuje się optymalne wymiary paleniska kotła, a w szczególności powierzchnię rusztu.Known solutions of suction grate boilers and other boilers with retort burners include a retort trough through which the air necessary for combustion of fuels is supplied. In the known solutions of boilers with a furnace equipped with sliding grates, reburning methods are used, in which the recycled flue gas is blown directly over the grate, into the convection part of the furnace. This method reduces the emission of nitrogen oxides (NOx). This operation does not give satisfactory results when dealing with oily fuels and maintaining the optimal dimensions of the boiler furnace, in particular the grate surface.

Niskoemisyjny frakcyjny ruszt podsuwny kotła do spalania stałych paliw podstawowych oraz jako dodatków stałych paliw uzupełniających, w tym paliw odpadowych z udziałem trudno lotnych ciekłych substancji organicznych, zawierający nieckę wewnętrzną połączoną z obudową podajnika ślimakowego oraz kanał powietrza spalania połączony z wentylatorem nadmuchu powietrza, według wynalazku charakteryzuje się tym, że pod górną częścią rusztu wokół ściany bocznej niecki wewnętrznej połączonej z obudową podajnika ślimakowego paliwa podstawowego umieszczony jest wylot obudowy kanału powietrza spalania połączony z kolektorem powietrza spalania, natomiast wokół wylotu obudowy kanału powietrza spalania umieszczona jest ściana boczna niecki zewnętrznej połączona z obudową podajnika ślimakowego paliwa uzupełniającego, zaś wokół ściany bocznej niecki zewnętrznej umieszczony jest wylot kolektora spalin nawrotnych połączony z króćcem wlotowym spalin nawrotnych, przy czym w ścianie bocznej niecki zewnętrznej umieszczone są dysze spalin nawrotnych, zaś w ścianie bocznej niecki wewnętrznej oraz w wylocie kolektora powietrza spalania umieszczone są dysze powietrza spalania.Low-emission fractional overhead boiler grate for combustion of solid basic fuels and as additives to solid supplementary fuels, including waste fuels with the participation of low-volatile liquid organic substances, containing an internal trough connected to the casing of the screw feeder and a combustion air duct connected to the air blower fan, according to the invention it is characterized by in the fact that under the upper part of the grate, around the side wall of the inner bowl connected to the main fuel screw feeder housing, there is an outlet of the combustion air duct housing connected with the combustion air collector, while around the outlet of the combustion air duct housing there is a side wall of the outer bowl connected with the feeder housing of the worm supplementary fuel, and around the side wall of the outer trough there is an outlet of the reversible exhaust gas collector connected with the inlet of the reversible exhaust gases, while in the side wall of the outer trough there is The reversing exhaust gas nozzles are located, while the combustion air nozzles are located in the side wall of the inner trough and in the outlet of the combustion air collector.

Zaletą niskoemisyjnego frakcyjnego rusztu podsuwnego kotła do spalania stałych paliw podstawowych oraz jako dodatków stałych paliw uzupełniających, w tym paliw odpadowych z udziałem trudno lotnych ciekłych substancji organicznych według wynalazku jest jego konstrukcja umożliwiająca rozdzielone podawanie paliw na ruszt kotła poprzez dwudzielną nieckę retortową z recyrkulacją spalin gorących do niecki zewnętrznej oraz z podwójną ścianką niecki wewnętrznej z kanałem powietrznym w przestrzeni międzyściennej, doprowadzającym powietrze do obu niecek retortowych.The advantage of the low-emission fractional overhead boiler grate for combustion of solid basic fuels and as additives to solid supplementary fuels, including waste fuels with the use of low-volatile liquid organic substances according to the invention, is its design that allows separate feeding of fuels to the boiler grate through a two-part retort trough with recirculation of hot exhaust gases to the outer trough and the double wall of the inner trough with an air channel in the inter-wall space, supplying air to both retort troughs.

Efektywne spalanie takich paliw realizuje się w sposób wymuszonego zawrotu części spalin o temperaturze około 200°C do niecki znajdującej się poniżej rusztu. Rozwiązanie według wynalazku nie wymaga zwiększenia powierzchni rusztu, ponieważ część procesu termicznego - odparowanie substancji oleistej - następuje w niecce pod rusztem. Na ruszt trafia paliwo pozbawione lotnych składników ciężkich frakcji oleistych, co ułatwia jego zapłon. Rozwiązanie według wynalazku zwiększa efektywność energetyczną procesu spalania i redukcję emisji tlenków azotu (NOx). Rozwiązanie według wynalazku umożliwia spalanie substancji stałych z dużą zawartością organicznych związków azotu np. białkowych. Rozkład związków azotowych w niecce, sprzyja powstawaniu amoniaku (NH3), co znacznie redukuje emisję tlenków azotu (NOx), a jednocześnie taki sposób spalania powoduje bezpośrednio w palenisku kotłowym dezodoryzację gazów spalinowych, poprzez destrukcję lotnych produktów (o nieprzyjemnych zapachach) termicznego rozkładu białek lub innych substancji palnych. W dotychczasowych rozwiązaniach konstrukcyjnych kotłów z rusztem podsuwnym lub z palnikiem retortowym nie stosowano konstrukcji niecki lub palnika retortowego umożliwiającego rozdzielone podawanie dwóch paliw na ruszt jednocześnie - niecką wewnętrzną podawane jest paliwo o większej granulacji, natomiast niecka zewnętrzna służy do podawania paliwa o mniejszej granulacji.Efficient combustion of such fuels is carried out in the manner of forced return of a part of the exhaust gases at a temperature of about 200 ° C to the basin below the grate. The solution according to the invention does not require increasing the grate surface, because part of the thermal process - evaporation of the oily substance - takes place in the basin under the grate. The fuel, which is free of volatile components of heavy oil fractions, is sent to the grate, which facilitates its ignition. The solution according to the invention increases the energy efficiency of the combustion process and the reduction of nitrogen oxides (NOx) emissions. The solution according to the invention enables the combustion of solid substances with a high content of organic nitrogen compounds, e.g. proteins. The decomposition of nitrogen compounds in the basin promotes the formation of ammonia (NH3), which significantly reduces the emission of nitrogen oxides (NOx), and at the same time, this method of combustion causes deodorization of exhaust gases directly in the boiler furnace, by destroying volatile products (with unpleasant odors), thermal decomposition of proteins or other flammable substances. In the previous design solutions of boilers with a sliding grate or with a retort burner, the design of a basin or retort burner was not used, which would enable separate feeding of two fuels to the grate at the same time - the inner basin is used for feeding fuel with a larger granulation, while the outer basin is used for feeding fuel with a smaller granulation.

Niskoemisyjny frakcyjny ruszt według wynalazku pozwala na wdrożenie sposobu rozdzielonego współspalania różnych paliw stałych np. węgla kamiennego i paliw odpadowych z udziałem trudno lotnych ciekłych substancji organicznych np. olejów lub udziałem innych substancji wymagających wstępnej termicznej destrukcji w celu uzyskania wyższej sprawności paleniska oraz redukcji emisji produktów spalania.The low-emission fractional grate according to the invention allows for the implementation of the method of separate co-combustion of various solid fuels, e.g. hard coal and waste fuels with the participation of low-volatile liquid organic substances, e.g. oils, or with the participation of other substances requiring preliminary thermal destruction in order to obtain a higher furnace efficiency and to reduce the emission of combustion products .

Przedmiot wynalazku uwidoczniony jest w przykładzie wykonania na rysunku przedstawiającym niskoemisyjny frakcyjny ruszt podsuwny kotła do spalania stałych paliw podstawowych oraz jako dodatków stałych paliw uzupełniających, w tym paliw odpadowych z udziałem trudno lotnych ciekłych substancji organicznych według wynalazku.The subject of the invention is shown in the embodiment in the drawing showing a low-emission fractional overhead grate of a boiler for combustion of solid basic fuels and as additives for solid supplementary fuels, including waste fuels with the participation of low-volatile liquid organic substances according to the invention.

PL 218 256 B1PL 218 256 B1

Niskoemisyjny frakcyjny ruszt według wynalazku pod górną częścią rusztu 1 wokół ściany bocznej 13 niecki wewnętrznej połączonej z obudową 8 podajnika ślimakowego 7 paliwa podstawowego ma umieszczony wylot obudowy 5 kanału 4 powietrza spalania połączony z kolektorem 6 powietrza spalania, natomiast wokół wylotu obudowy 5 kanału 4 powietrza spalania umieszczona jest ściana boczna 12 niecki zewnętrznej połączona z obudową 9 podajnika ślimakowego 10 paliwa uzupełniającego, zaś wokół ściany bocznej 12 niecki zewnętrznej umieszczony jest połączony z króćcem wlotowym 14 spalin nawrotnych wylot kolektora 2 spalin nawrotnych, przy czym w ścianie bocznej 12 niecki zewnętrznej umieszczone są dysze 15 spalin nawrotnych, zaś w ścianie bocznej 13 niecki wewnętrznej oraz w wylocie kolektora 6 powietrza spalania umieszczone są dysze 16 powietrza spalania.Low-emission fractional grate according to the invention, under the upper part of the grate 1 around the side wall 13 of the inner trough connected to the housing 8 of the feed screw 7 of the basic fuel, has an outlet of the housing 5 of the combustion air channel 4 connected with the combustion air collector 6, and around the outlet of the housing 5 of the combustion air channel 4 there is a side wall 12 of the outer trough connected to the casing 9 of the screw feeder 10 of supplementary fuel, and around the side wall 12 of the outer trough there is a return exhaust manifold 2 outlet connected to the inlet port 14 of the reversible exhaust, with nozzles in the side wall 12 of the outer trough There are nozzles 16 of combustion air arranged in the side wall 13 of the inner trough and in the outlet of the combustion air collector 6.

Niskoemisyjny frakcyjny ruszt według wynalazku umieszczony jest wewnątrz obudowy ściany 3 paleniska kotła.The low-emission fractional grate according to the invention is placed inside the casing of the wall 3 of the furnace of the boiler.

Ruszt według wynalazku umożliwia w sposób rozdzielony niezależne jednoczesne podawanie dwóch różnych paliw na ruszt kotła. Paliwo podstawowe do niecki wewnętrznej podawane jest poprzez podajnik ślimakowy 7, zaś do niecki zewnętrznej paliwo uzupełniające podaje się poprzez przenośnik ślimakowy 10. Gorące spaliny, zawracane z czopucha króćcem 14, wdmuchiwane są do kolektora spalin 2, skąd przez dysze 12, znajdujące się w ściance niecki zewnętrznej, dostają się do wnętrza tej niecki. Powietrze wdmuchiwane jest do kolektora 6 wentylatorem 11. Dwuścienna konstrukcja niecki umożliwia równomierne rozprowadzenie powietrza poprzez dysze znajdujące się w ściankach do niecki wewnętrznej (z paliwem podstawowym) oraz do niecki zewnętrznej (z paliwem uzupełniającym).The grate according to the invention makes it possible, in a separate manner, to independently supply two different fuels to the grate of the boiler. Basic fuel is fed to the inner trough through the screw feeder 7, and the supplementary fuel to the outer trough is fed through the screw conveyor 10. Hot exhaust gases, returned from the flue with a stub pipe 14, are blown into the exhaust gas collector 2, from there through nozzles 12 located in the wall the outer basin, they get inside this basin. The air is blown into the collector 6 with a fan 11. The double-walled structure of the basin enables even air distribution through nozzles located in the walls to the inner basin (with primary fuel) and to the outer basin (with supplementary fuel).

Claims

Low-emission fractional overhead boiler grate for combustion of solid basic fuels and as supplements to solid supplementary fuels, including waste fuels with the participation of low-volatile liquid organic substances, containing an internal basin connected to the casing of the screw feeder and a combustion air duct connected to the air blower fan, characterized by that under the upper part of the grate (1) around the side wall (13) of the inner trough connected to the housing (8) of the worm feeder (7) of the basic fuel, there is an outlet (5) of the combustion air duct (4) connected with the combustion air collector (6) , while around the outlet of the housing (5) of the combustion air duct (4) there is a side wall (12) of the outer trough connected to the casing (9) of the screw feeder (10) of supplementary fuel, and around the side wall (12) of the outer trough there is a collector outlet (2) of the reversing exhaust gas connected to the inlet connection (14) of the reversing exhaust gas, whereby the reversible exhaust gas nozzles (15) are located in the side wall (12) of the outer trough, while the combustion air nozzles (16) are located in the side wall (13) of the inner trough and in the combustion air collector (6) outlet.