PL230802B1 - Sposób spalania paliwa stałego - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób spalania paliwa stałego w komorach spalania paliwa stałego przeznaczonych do ogrzewania pomieszczeń, w szczególności w domach jednorodzinnych, pomieszczeń warsztatowych, tuneli foliowych, szklarni itp.

Z powszechnego stosowania znany jest sposób spalania paliwa stałego w znanych komorach spalania paliwa stałego, stanowiących integralną część pieców grzewczych o różnej konstrukcji i przeznaczeniu lub kotłów centralnego ogrzewania. Przykładem takich komór jest komora spalania, która ma korpus w kształcie zbliżonym do prostopadłościanu, o pojedynczych ściankach lub z płaszczem wodnym. Na przedniej ściance znanej komory są rozmieszczone w układzie pionowym drzwiczki górne załadowcze, drzwiczki paleniskowe - pośrednie wentylacyjne i drzwiczki popielnikowe, które są usytuowane w obrębie odpowiednio: strefy załadunku paliwa, strefy jego spalania i strefy gromadzenia się popiołu. W dolnej części komora spalania ma ruszt poziomy oddzielający strefę spalania od komory popielnikowej, zaś w górnej części ma otwór wylotowy spalin połączony z wylotem kominowym, wyposażonym w wentylator wyciągowy. Komora jest ponadto wyposażona w wentylator nadmuchowy i instalację doprowadzającą powietrze do strefy rozpalania i właściwego spalania paliwa.

W komorze spalania znanej z polskiego opisu patentowego nr PL 226543 jest osadzony dodatkowy ruszt pionowy usytuowany w płaszczyźnie równoległej do płaszczyzny drzwiczek w odległości kilku centymetrów od nich, sięgający od dna do górnej krawędzi drzwiczek pośrednich wentylacyjnych. Ruszt pionowy zapewnia stały dopływ powietrza do dolnej warstwy wsadu paliwa i tym samym stwarza optymalne warunki spalania.

Sposób spalania paliwa stałego w tych znanych komorach spalania polega na prowadzeniu operacji rozpalania materiału łatwopalnego na ruszcie poziomym i właściwego spalania paliwa stałego ułożonego w stos nad rusztem, płynnej regulacji dopływu powietrza do strefy spalania przez otwory wentylacyjne w drzwiczkach znajdujących się na przedniej ściance komory i przez wentylator nadmuchowy, doprowadzania spalin do komina wyposażonego w wentylator wyciągowy oraz usuwania popiołu z komory popielnikowej, przy czym oba wentylatory są włączane cyklicznie, w zależności od ilości powietrza potrzebnego do zamierzonego przebiegu spalania. Podczas usuwania popiołu z komory spalania z rusztem pionowym, ruszt jest przesuwany do góry.

Z opisu polskiego wynalazku o numerze zgłoszenia P.413288 znany jest sposób spalania paliwa stałego w piecach i kotłach o mocy < 750 kW, który polega na tym, że do paliwa stałego dodaje się co najmniej 2% tlenku wapnia CaO lub/i wodorotlenku wapnia Ca(OH)2.

Innym znanym sposobem spalania paliwa stałego, przytoczonym w w/w opisie zgłoszeniowym, jest sposób polegający na wprowadzaniu do paleniskowej komory drobno zmielonego wapienia, bądź dolomitu. Skuteczność oczyszczania spalin uzyskana tym znanym sposobem jest oceniana na 30-40%.

Sposób spalania paliwa stałego według wynalazku, w urządzeniu, którym jest komora spalania stanowiąca integralną część wyposażonego w ruszt poziomy i ruszt pionowy pieca grzewczego lub kotła centralnego ogrzewania, polegający na prowadzeniu w obecności dolomitu operacji rozpalania materiału łatwopalnego i operacji właściwego spalania stosu paliwa stałego ułożonego w strefie spalania tworzącej się w pobliżu rusztu, na płynnej regulacji dopływu powietrza do strefy spalania przez otwory wentylacyjne w drzwiczkach komory, wspomaganej pracą wentylatora wyciągowego, oraz na usuwaniu popiołu z komory popielnikowej, charakteryzuje się tym, że warstwę niepalnego, nieorganicznego, niemetalicznego materiału sypkiego w postaci piasku, dolomitu, ziemi lessowej, popiołu powstałego w procesie spalania lub ich mieszanki o dowolnych proporcjach ilościowych, nakłada się na stos paliwa a operacje rozpalania i właściwego spalania paliwa prowadzi się przy włączonym wentylatorze wyciągowym. Operację rozpalania paliwa prowadzi się przy użyciu środka o dużym płomieniu, którym następnie ogrzewa się korzystnie przez kilka minut stos paliwa w obrębie strefy jego spalania, tworzącej się w pobliżu rusztu.

Również według wynalazku sposób spalania paliwa stałego polega na tym, że warstwę niepalnego, nieorganicznego, niemetalicznego materiału sypkiego w postaci piasku, dolomitu, ziemi lessowej, popiołu powstałego w procesie spalania lub ich mieszanki o dowolnych proporcjach ilościowych, nakłada się przemiennie z warstwami paliwa stałego a operacje rozpalania i właściwego spalania paliwa prowadzi się przy włączonym wentylatorze wyciągowym. Operację rozpalania paliwa prowadzi się przy użyciu środka o dużym płomieniu, którym następnie ogrzewa się korzystnie przez kilka minut stos paliwa w obrębie strefy jego spalania, tworzącej się w pobliżu rusztu.

PL 230 802 Β1

Zaletą spalania paliwa stałego sposobem według wynalazku jest spowolnienie procesu spalania paliwa i wydłużenie o około 100% uzyskanego czasu ogrzewania w odniesieniu do dotychczasowego sposobu spalania. Dzięki nałożeniu na stos paliwa (lub nałożeniu przemiennie z jego warstwami) warstwy niepalnego, nieorganicznego, niemetalicznego materiału sypkiego w postaci piasku, dolomitu, ziemi lessowej, popiołu powstałego w procesie spalania lub ich mieszanki o dowolnych proporcjach ilościowych, następuje bezpłomieniowe spalanie (żarzenie się) paliwa i niedopuszczenie do powstania zbyt wysokiej temperatury spalania a tym samym spowolnienie procesu jego spalania i sukcesywne dopalanie smolistych produktów spalania oraz wydzielającego się tlenku węgla. Występujące przy tym zjawisko mające charakter sorpcji powierzchniowej, polegającej na powierzchniowym wiązaniu cząsteczek płynu (cieczy lub gazu) przez cząsteczki ciała stałego, wywołuje takie efekty, jak: sucha filtracja smolistych produktów spalania, znikoma ilość dymu w spalinach i jego nieprzepuszczalność „na skróty” oraz ukierunkowanie dymu pomiędzy drzwiczkami komory i pionowym rusztem do otworu wylotowego spalin.

W wyniku obserwacji i przeprowadzonych badań nieoczekiwanie okazało się, że spalanie paliwa sposobem według wynalazku, zwłaszcza przy włączonym wentylatorze wyciągowym, pozwala uzyskać znaczące ograniczenie emisji pyłów do atmosfery i obniżenie o około 60% zawartości tlenku węgla w spalinach wydostających się z komina.

Sposób spalania paliwa stałego według wynalazku został przedstawiony w poniższych przykładach realizacji wynalazku w komorze spalania pokazanej na rysunku.

Przykład I

Sposób spalania prowadzi się w komorze spalania 1 stanowiącej integralną część kotła małego wyposażonego w ruszt poziomy 2 i ruszt pionowy 3, bez wentylatora nadmuchowego i bez filtra wodnego, przy włączonym wentylatorze wyciągowym w trakcie operacji rozpalania i właściwego spalania, przy użyciu paliwa stałego. W przestrzeń pomiędzy pionowym rusztem 3 a ścianką przednią komory spalania 1, przez otwór drzwiczek pośrednich wentylacyjnych 4, wkłada się wsad łatwopalny, taki jak: suche drewno, brykiety lub podobne materiały łatwopalne. Przez drzwiczki górne załadowcze 5 wsypuje się węgiel (orzech, groszek, itp.) do wnętrza komory nad poziomy ruszt 2 i palnikiem gazowym lub innym środkiem o dużym płomieniu zapala się wsad łatwopalny pod rusztem poziomym 2 i pionowym 3 przez otwór drzwiczek dolnych 6, po czym ogrzewa się korzystnie przez kilka minut stos paliwa ułożony w strefie spalania tworzącej się w pobliżu rusztu 2, 3. Na stos paliwa nakłada się następnie warstwę niepalnego, nieorganicznego, niemetalicznego materiału sypkiego w postaci piasku, dolomitu, ziemi lessowej, popiołu powstałego w procesie spalania lub ich mieszanki o dowolnych proporcjach ilościowych. Następnie zamyka się wszystkie drzwiczki 4, 5, 6 i w celu uzyskania optymalnych parametrów spalania, za pomocą pokręteł 7 w klapach wentylacyjnych 8 prowadzi się płynną regulację dopływu powietrza do strefy spalania przez otwory wentylacyjne w drzwiczkach 4, 5, 6 komory 1. Zasysane powietrze opływa ruszt pionowy 3 i poziomy 2 przedostając się łatwo do strefy spalania i zapewniając dokładne spalanie paliwa oraz ukierunkowanie i odprowadzanie spalin wzdłuż pionowego rusztu 3 do otworu wylotowego 9 spalin. Popiół powstały podczas spalania usuwa się z komory popielnikowej przez drzwiczki dolne 6 oraz przez drzwiczki boczne 6 i nakłada się na stos paliwa.

Przykład II

Sposób spalania prowadzi się w komorze spalania 1 stanowiącej integralną część kotła dużego wyposażonego w ruszt poziomy 2 i ruszt pionowy 3, z wentylatorem nadmuchowym i filtrem wodnym, przy włączonym wentylatorze wyciągowym w trakcie operacji rozpalania i właściwego spalania, przy użyciu paliwa stałego. W przestrzeń pomiędzy pionowym rusztem 3 a ścianką przednią komory spalania 1, przez otwór drzwiczek pośrednich wentylacyjnych 4, wkłada się wsad łatwopalny, taki jak: suche drewno, brykiety lub podobne materiały łatwopalne. Przez drzwiczki górne załadowcze 5 wsypuje się do wnętrza komory nad poziomy ruszt 2 węgiel (orzech, groszek, itp.), przy czym przemiennie z warstwami paliwa stałego nakłada się warstwę niepalnego, nieorganicznego, niemetalicznego materiału sypkiego w postaci piasku, dolomitu, ziemi lessowej, popiołu powstałego w procesie spalania lub ich mieszanki o dowolnych proporcjach ilościowych. Następnie palnikiem gazowym lub innym środkiem o dużym płomieniu zapala się wsad łatwopalny pod rusztem poziomym 2 i pionowym 3 przez otwór drzwiczek dolnych 6, po czym ogrzewa się korzystnie przez kilka minut stos paliwa ułożony w strefie spalania tworzącej się w pobliżu rusztu 2, 3, zamyka się wszystkie drzwiczki 4, 5, 6 i uruchamia się wentylator wyciągowy w kominie (nie pokazany na rysunku). W celu uzyskania optymalnych parametrów spalania, za pomocą pokręteł 7 w klapach wentylacyjnych 8, prowadzi się płynną regulację dopływu powietrza do strefy spalania przez otwory wentylacyjne w drzwiczkach 4, 5, 6 komory 1, wspo

PL 230 802 Β1 maganą przez pracę wentylatora wyciągowego. Zasysane przez wentylator powietrze opływa ruszt pionowy 3 i poziomy 2 przedostając się łatwo do strefy spalania i zapewniając dokładne spalanie paliwa oraz ukierunkowanie i odprowadzanie spalin wzdłuż pionowego rusztu 3 do otworu, wylotowego 9 spalin. Popiół powstały podczas spalania usuwa się z komory popielnikowej przez drzwiczki dolne 6 oraz przez drzwiczki boczne 6 i nakłada się na stos paliwa.

Sposób spalania paliwa stałego według wynalazku może być prowadzony również w „zwykłych” urządzeniach grzewczych z rusztem poziomym po uprzednim wyposażeniu ich komór spalania w ruszt pionowy.

Sposób spalania paliwa stałego według wynalazku pozwala uzyskać obniżenie o około 60% zawartości tlenku węgla w gazach odlotowych, co ma ogromne znaczenie dla ochrony środowiska naturalnego.

Claims (4)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób spalania paliwa stałego w urządzeniu, którym jest komora spalania stanowiąca integralną część wyposażonego w ruszt poziomy i ruszt pionowy pieca grzewczego lub kotła centralnego ogrzewania, polegający na prowadzeniu w obecności dolomitu operacji rozpalania materiału łatwopalnego i operacji właściwego spalania stosu paliwa stałego ułożonego w strefie spalania tworzącej się w pobliżu rusztu, na płynnej regulacji dopływu powietrza do strefy spalania przez otwory wentylacyjne w drzwiczkach komory, wspomaganej pracą wentylatora wyciągowego, oraz na usuwaniu popiołu z komory popielnikowej, znamienny tym, że warstwę niepalnego, nieorganicznego, niemetalicznego materiału sypkiego w postaci piasku, dolomitu, ziemi lessowej, popiołu powstałego w procesie spalania lub ich mieszanki o dowolnych proporcjach ilościowych, nakłada się na stos paliwa a operacje rozpalania i właściwego spalania paliwa prowadzi się przy włączonym wentylatorze wyciągowym.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że operację rozpalania paliwa prowadzi się przy użyciu środka o dużym płomieniu, którym następnie ogrzewa się korzystnie przez kilka minut stos paliwa w obrębie strefy jego spalania, tworzącej się w pobliżu rusztu.
3. 3. Sposób spalania paliwa stałego w urządzeniu, którym jest komora spalania stanowiąca integralną część wyposażonego w ruszt poziomy i ruszt pionowy pieca grzewczego lub kotła centralnego ogrzewania, polegający na prowadzeniu w obecności dolomitu operacji rozpalania materiału łatwopalnego i operacji właściwego spalania stosu paliwa stałego ułożonego w strefie spalania tworzącej się w pobliżu rusztu, na płynnej regulacji dopływu powietrza do strefy spalania przez otwory wentylacyjne w drzwiczkach komory, wspomaganej pracą wentylatora wyciągowego, oraz na usuwaniu popiołu z komory popielnikowej, znamienny tym, że warstwę niepalnego, nieorganicznego, niemetalicznego materiału; sypkiego w postaci piasku, dolomitu, ziemi lessowej, popiołu powstałego w procesie spalania lub ich mieszanki o dowolnych proporcjach ilościowych, nakłada się przemiennie z warstwami paliwa stałego a operacje rozpalania i właściwego spalania paliwa prowadzi się przy włączonym wentylatorze wyciągowym.
4. 4. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że operację rozpalania paliwa prowadzi się przy użyciu środka o dużym płomieniu, którym następnie ogrzewa się korzystnie przez kilka minut stos paliwa w obrębie strefy jego spalania, tworzącej się w pobliżu rusztu.