CS204853B1 - Method of and apparatus for withdrawing ash from fluidized fireplaces - Google Patents

Description

Vynález se týká způsobu a zařízení pro plynulé odvádění popela z fluidního ohniště při jeho současném chlazení z teploty asi 900 °C na teplotu, při které je možno pro jeho další dopravu použit běžná dávkovači a dopravní zařízení.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a method and apparatus for continuously removing ash from a fluidized bed while cooling it from about 900 ° C to a temperature at which conventional metering and conveying devices can be used for its further transport.

U dosavadních fluidních ohnišl, s výjimkou fluidních ohnišl škvárujících, je popel odváděn přetržitě. Funkci a životnost uzavíracích zařízení pro odvod popela nepříznivě ovlivňuje jeho teplota, které se pohybuje v rozmezí 800 až 900 °C. Automatické udržování výšky fluidní vrstvy vyžaduje složité ovládací zařízení těchto uzavíracích zařízení. Je známé i řešení pro plynulý odvod popela š regulovatelnou hladinou fluidní vrstvy, spočívající v odvodu popela přes pomocný fluidní reaktor. Nevýhodou tohoto zařízení je nutnost instalace dalšího fluidního reaktoru a vyšší nároky na řízení provozu.In the prior art fluidized bed fires, with the exception of fluidized bed fires, the ash is discharged intermittently. The function and lifetime of the ash removal shut-off devices are adversely affected by its temperature, which is in the range of 800 to 900 ° C. The automatic maintenance of the height of the fluidized bed requires a complex control device for these closing devices. There is also known a solution for the continuous evacuation of ash with a controllable level of the fluidized bed, which consists in evacuating ash through an auxiliary fluidized bed reactor. The disadvantage of this device is the necessity to install an additional fluidized bed reactor and higher demands on operation control.

Odváděný popel za provozu z fluidní vrstvy je chlazen mimo fluidní ohniště v samostatném chladicím zařízení. Jsou známé způsoby chlazení popela ve vodní lázni, v dopravních zařízeních s chlazeným pláštěm, a chlazení popela v přídavném fluidním reaktoru s chlazenou fluidní vrstvou. Nevýhodou všech známých způsobů chlazení popela odváděného z fluidní vrstvy je nutnost instalace investičně, prostorově i provozně náročného zařízení. Chlazení popela ve vodní lázni mimoto nelze použít z důvodů cementování odváděných zbytků po spalování při dávkování tuhých alkalických aditiv do fluidní vrstvy pro odsíření spalin. Pohyblivé části zařízení se při tomto způsobu rychle opotřebovávají a značné potíže činí i další doprava mokrých popelovin. Chlazení popela v dopravních zařízeních s chlazeným pláštěm je náročné na spotřebu chladicí vody a tepelnou energii, získanou z ochlazení púpela, nelze ve většině případů využít.The discharged ash during operation from the fluidized bed is cooled outside the fluidized bed in a separate cooling device. Methods are known for cooling ash in a water bath, in cooled jacket conveyor systems, and cooling the ash in an additional fluidized bed fluidized bed reactor. The disadvantage of all known methods of cooling ash removed from the fluidized bed is the necessity of installation of investment, space and operationally demanding equipment. In addition, ash cooling in a water bath cannot be used because of the case-hardening of the combustion residues when dosing solid alkaline additives into the fluidized bed for flue gas desulfurization. The moving parts of the device wear rapidly in this process and further transport of wet ash is also a considerable problem. The cooling of ash in conveyor systems with a cooled jacket is demanding on the consumption of cooling water and the heat energy obtained from cooling the bath cannot be used in most cases.

Alespoň částečné odstranění shora uvedených nedostatků je předmětem dále popsaného vynálezu, jfehož podstata spočívá v tom, že popel z prostoru, kde probíhá vlastní spalování při teplotě asi 900 °C,se odvádí do neúplně odděleného druhého meněího vychlazovacího prostoru fluidního ohniStě. Tam probíhá chlazení s obdobně vysokou fluidní vrstvou jako v prostoru vlastního spalování. Z tohoto vychlazovacího prostoru se popel převádí do odváděcího potrubí.The at least partial elimination of the above-mentioned drawbacks is an object of the invention described below, characterized in that the ash from the combustion chamber at a temperature of about 900 ° C is discharged to an incompletely separated second lesser fluidized bed cooling chamber. There cooling takes place with a similarly high fluidized bed as in the combustion chamber itself. From this cooling space, the ash is transferred to the discharge pipe.

Je-li fluidní ohniStě provedeno jako dvoustupňové, využije se s výhodou fluidizačního a současně chladicího vzduchu z vychlazovacího prostoru po jeho ohřátí jako spalovacího vzduchu v druhém ohnisku hořeni v dohořívacím prostoru kotle.If the fluidized bed is designed as a two-stage, the fluidizing and at the same time cooling air from the cooling space is used as the combustion air in the second combustion chamber in the afterburning space of the boiler after heating it.

Podstata zařízení k provádění shora uvedeného způsobu spočívá v tom, že ve fluidním ohništi je umístěna přepážka rozdělující fluidní ohniStě na spalovací prostor a·vychlazovací prostor. Přepážka je opatřena jednak otvorem nad fluidním roStem, jednak otvorem nad fluidní vrstvou. Ve vnějSí stěně ohraničující vychlazovací prostor je proveden svislý otvor s hřadítkem pro regulaci hladiny fluidní vrstvy.The essence of the apparatus for carrying out the above-mentioned method consists in that in the fluidized bed there is a partition dividing the fluidized bed into a combustion chamber and a cooling chamber. The baffle is provided with an opening above the fluidized bed and an opening above the fluidized bed. In the outer wall delimiting the cooling space there is a vertical opening with a slide for regulating the level of the fluidized bed.

Výhodou tohoto zařízení je to, že ve fluidním ohniSti je zajištěno vlastní spalování paliva a chlazení popela s využitím malé rychlosti přestupu tepla ve fluidní vrstvě v příčném směru. Výška fluidní vrstvy je jednoduSe plynule regulovatelná. Popel z fluidního ohniště je odváděn chlazený a nepřetržitě. Pro jeho podávání a další dopravu lze použít běžná dávkovači a dopravní zařízení.The advantage of this device is that the combustion of the fuel and the cooling of the ash are ensured in the fluidized bed using a low heat transfer rate in the fluidized bed in the transverse direction. The height of the fluidized bed is simply infinitely adjustable. The ash from the fluidized bed is cooled and continuously discharged. Conventional dosing and transport devices can be used for its administration and further transport.

Tepelné energie získané chlazením popela je možno využít ke zlepšení tepelné^účinnosti celého zařízení, jednak recirkulací tepla v ohřátém chladicím vzduchu, který je dále použit jako spalovací, a dále ohřevem napájecí vody nebo přímou výrobou páry. Další předností způsobu podle vynálezu je téměř úplné dohoření zbylé hořlaviny v částicích popela.The thermal energy obtained by ash cooling can be used to improve the thermal efficiency of the entire plant, both by recirculating the heat in the heated cooling air, which is further used as combustion, and by heating the feed water or by direct steam generation. Another advantage of the process according to the invention is the almost complete combustion of the remaining combustible in the ash particles.

Příklady provedení zařízení podle vynálezu jsou uvedeny na přiložených výkresech.Examples of embodiments of the device according to the invention are given in the accompanying drawings.

Obr. 1 představuje podélný řez fluidním dvoustupňovým ohništěm a přídavným chlazením popela pomocí napájecí vody. Obr. 2 znázorňuje podobné zařízení s přídavným chlazením popela kotlovou vodou.Giant. 1 is a longitudinal cross-sectional view of a fluidized-stage two-stage furnace and additional cooling of the ash with feed water. Giant. 2 shows a similar device with additional ash cooling by boiler water.

Fluidní dvoustupňové ohniště J. je dole opatřeno fluidním roštem V horní části přechází do zúženého prostoru J, nad kterým se nalézá dohořívací prostor ± kotle.The fluidized-stage two-stage furnace J is provided with a fluid grate at the bottom. In the upper part it passes into a restricted space J, above which the afterburning space ± boiler is located.

V provedení podle obr. 1 je přepážka í, které rozděluje fluidní ohniště 1 na větší spalovací prostor & a menší vychlazovací prostor 2,provedena z ohnivzdorného materiálu.In the embodiment of FIG. 1, the partition 1, which divides the fluidized bed 1 into a larger combustion space and a smaller cooling space 2, is made of a fire-resistant material.

Nad fluidním roštem 2 je v přepážce 2 vytvořen otvor 17. Nad fluidní -vrstvou 18. pod zužující se stěnou fluidního ohniště 1 je druhý otvor 15. Ve vychlazovacim prostoru 2 je instalována přídavná chladicí plocha 2, zapojená jako ohřívák napájecí vody na výstup z napájecího čerpadla 10. Palivo je přiváděno do spalovacího prostoru 2 otvorem 11. Fluidní ohniště 1 je v okolí uvažované hladiny fluidní vrstvy 18 opatřeno ve stěně svislým otvorem 12 s připojeným hřadítkem 13. Tlakově je fluidní ohniětě 1 odpojeno od dopravních cest popela rotačním podávačem 14. Ohřátý chladicí vzduch z vychlazovacího prostoru 2 jo otvorem 12 v přepážce 2 přiváděn do hořlavých plynů ze spalovacího prostoru 2 před přívody 12 sekundárního vzduchu.An opening 17 is formed above the fluidized bed 2 in the partition 2. Above the fluidized bed 18 below the tapered wall of the fluidized bed 1 there is a second opening 15. An additional cooling surface 2 is installed in the cooling space 2 connected as a feed water heater to the feed water outlet. The fuel is supplied to the combustion chamber 2 through an opening 11. The fluidized bed 1 is provided with a vertical opening 12 in the wall around the level of the fluidized bed 18 with an attached perch. cooling air from the cooling space 2 is supplied through the opening 12 in the partition 2 to the combustible gases from the combustion space 2 upstream of the secondary air inlets 12.

V provedení podle obr. 2 je přepážka 2 provedena z trubek a je napojena na cirkulační systém kotle. Nad fluidním roštem 2 je rozvedena do chladicí mříže £.In the embodiment of FIG. 2, the partition 2 is made of pipes and connected to the boiler circulation system. Above the fluid grate 2 it is distributed to a cooling grate 6.

Způsobu a zařízení podle vynálezu může být využito u parních a horkovodních kotlů, průmyslových pecí apod.The method and apparatus of the invention can be used in steam and hot water boilers, industrial furnaces and the like.

Claims (3)

1. Způsob odvádění popela z fluidního ohniště při jeho současném chlazení, vyznačující se tím, že popel z prostoru, kde probíhá vlastni spalování při teplotě asi 900 °C, se odvádí do neúplně odděleného druhého menšího vychlazovacího prostoru fluidního ohniště, kde probíhá chlazení s obdobně vysokou fluidní vrstvou jako v prostoru vlastního spalování, a z tohoto vychlazovacího prostoru se popel převádí do odváděcího potrubí.A method for removing ash from a fluidized bed while co-cooling it, characterized in that the ash from the combustion chamber at about 900 ° C is discharged to an incompletely separated, second, smaller cooling chamber of the fluidized bed, where the cooling takes place in a similar manner. a high fluidized bed as in the combustion chamber itself, and from this cooling chamber, the ash is transferred to a discharge line. 2. Způsob odvádění popela z fluidního ohniště podle bodu 1, vyznačující se tím, že fluidizačního a současně chladicího vzduchu z vychlazovacího prostoru se po ohřátí využije jako spalovacího vzduchu v druhém ohnisku hoření v dohořfvacím prostoru kotle.2. A method for removing ash from a fluidized bed as claimed in claim 1, characterized in that, after heating, the fluidizing and at the same time cooling air from the cooling space is used as combustion air in the second combustion center in the afterburning space of the boiler. 3. Zařízení k provádění způsobu podle bodů 1 nebo 2, vyznačující se tím, že ve fluidním ohništi (1) je umístěna přepážka (5), rozdělující fluidní ohniště (1) na spalovací prostor (6) a vychlazovací prostor (7), která je opatřena jednak otvorem (17) nad fluidním roštem (2), jednak otvorem (15) nad fluidní vrstvou (18) a ve vnější stěně, ohraničující vychlazovací prostor (7), je proveden svislý otvor (12) s hradítkem (13) pro regulaci hladiny fluidní vrstvy (18).Device for carrying out the method according to Claims 1 or 2, characterized in that in the fluidized bed (1) there is a partition (5) dividing the fluidized bed (1) into a combustion space (6) and a cooling space (7) which is provided on the one hand with an opening (17) above the fluid grate (2), on the other hand with an opening (15) above the fluidized bed (18) and in the outer wall delimiting the cooling space (7) controlling the level of the fluidized bed (18).