CS238520B1 - Solid non-sorted fuels treatment,gasification and combustion equipment - Google Patents

Abstract

Řešení se týká spalování tuhých paliv zejména netříděného uhlí a řeší problém jeho třídění a spalování v jednom zařízení. Podstata řešení spočívá v rotačním pohybu paliva vyvozovaném proudem vzduchu přiváděným do reakční komory na jejím obvodu s přívodem paliva v jednom jejím čele a výstupním hrdlem v druhém protilehlém čele s výpustí vytříděného paliva v její spodní části, přičemž přívod vzduchu je řízen klapkou a uzávěrem v závislosti na teplotě v reakční komoře tak, aby v ní býla udržována teplota 800 - 900 C, pri níž nejprve vyhoří prachové částice paliva, zatímco vetší částice jsou zplynovány a největší částice jsou jen osušeny a odváděny z reakční komory výpustí k roštovému spalovacímu nebo šachtovému zplynovacímu zařízení. Alternativně lze palivo v reakční komoře mlít při rotačním pohybu pomocí vložených nehořlavých tuhých těles např. koulí na prášek, který odhořívá na postupu z reakční komory. V tomto případě odpadá výpusť pro odvod vytříděných kusových částic paliva. Zařízeni je určeno především pro průmyslové kotle·The solution relates to the combustion of solid fuels in particular unsorted coal and solves the problem its sorting and burning in one equipment. The essence of the solution lies in rotating movement of the fuel generated by the current air supplied to the reaction chamber at its fuel supply circuit in one her forehead and the outlet neck in the other opposite face with a sorted outlet fuel at its bottom, with the inlet air is controlled by the flap and the cap depending on the temperature in the reaction chamber so that the temperature is maintained there 800 - 900 C, at which the dust first burns fuel particles while larger particles they are gassed and the largest particles are only dried and drained from the reaction chamber outlet to the grate combustion or shaft gasifier. Alternatively the fuel in the reaction chamber can be milled at rotary motion with embedded flame retardant rigid bodies such as powder balls, which burns off from the reaction chamber. In this case there is no drain for removal of sorted fuel particles. The equipment is intended primarily for industrial use boilers ·

Description

Předmětem vynálezu je zařízení pro úpravu, zplynování a spa lování tuhých; netříděných paliv, jmenovitě uhlí s větším podílem jemné frakce, sestávající z reakční komory s přívodem paliva a vzduchu s výstupem hořících plynů s prachovými částicemi paliva a s odděleným výstupem vytříděftá frakce kusových částic paliva. Vynález řeší dosud odděleně prováděné třídění a spalování tuhých paliv v jednom zařízení.The present invention relates to a plant for the treatment, gasification and combustion of solid; Unsorted fuels, namely coal with a larger fraction of fine fraction, consisting of a reaction chamber with a fuel and air inlet with an outlet of combustion gases with particulate fuel and a separate fraction of the particulate fraction of fuel. The present invention solves separate separation and combustion of solid fuels in one installation.

Nevýhodou stávajících zařízení pro spalování tuhých paliv je, že uvedené dílčí pochody jsou prováděny odděleně v samostatných zařízeních. Roštová a šachtová ohniště vyžadují vytříděné jemné frakce paliva a použití jen částic paliva o velikosti řádově desítek mm, zatímco prášková ohniště vyžadují mletí paliva na prachové částice o velikosti řádově desetin mm. Nové fluidní spalovací způsoby a zařízení vyžadují drcení paliva na částice o velikosti řádově jednotek mm. Kromě toho nevýhodou roštových ohnišE je obtížnost vyřešeni jejich plynotěsnosti podmiňující stavbu, přetlakových topeništ.A disadvantage of existing solid fuel combustion plants is that said sub-processes are carried out separately in separate plants. The grate and shaft hearths require sorted fine fractions of fuel and the use of only fuel particles of the order of tens of mm, while powder hearths require grinding of the fuel to dust particles of the order of tenths of mm. The new fluidized bed combustion methods and apparatus require crushing the fuel to particles of the order of mm. In addition, the disadvantage of grate fireplaces is the difficulty of solving their gas-tightness, which is conditional on the construction of pressurized furnaces.

Uvedené nevýhody jsou odstraněny u zařízení podle vynálezu, u něhož uvedené pochody se uskutečňují v jednom zařízení a to v reakční komoře, jejíž podélná osa je skloněna se spádem k výstupnímu hrdlu v rozmezí úhlů 0*αα15°, při vířivém unášení paliva proudem plynné směsi vzduchu, vodní páry a plynů vznikajících při úpravě, zplynování a částečném spalování paliva, přičemž přívod vzduchu kromě v závislosti na množství přiváděného paliva je řízen v závislosti na teplotě v reakční komoře a to tak, že při stoupání této teploty nad určenou zplynovací teplotu se přívod vzduchu zmenšuje a při klesání této teploty se přívod vzduchu zvětšuje, přičemž menší částice paliva jsou sušeny» odplynovány, zplynovány a částečně spalovány rychleji než větší částice paliva a jsou proudem plynné směsi unášenyThese disadvantages are eliminated in a device according to the invention, wherein said processes are carried out in a single device, namely in a reaction chamber whose longitudinal axis is inclined with an inclination to the outlet throat in the range of angles 0 * αα15 °. , water vapor and gases resulting from the treatment, gasification and partial combustion of the fuel, the air intake in addition to depending on the amount of fuel supplied being controlled in dependence on the temperature in the reaction chamber, so that when this temperature rises above the determined gasification temperature decreases and as this temperature decreases, the air supply increases, with smaller particles of fuel being dried »degassed, gasified and partially burned faster than larger particles of fuel and entrained by the gas mixture

238 520 do výstupního hrdla v čele reakční komory, do kterého je přiváděn regulovatelným způsobem sekundární vzduch pro spalování hořlavé plynné směsi s prachovými částicemi paliva, zatímco větší částice paliva jsou odtřiSovány do spodní části reakční komory, z níž jsou odváděny výpustí k dalšímu využití např. spalováním na roštu nebo zplynováním v šachtovém zplynovacím zařízení, které může tvořit doplňující součást reakční komory, do níž pak vstupují hořlavé plyny z šachtového zplynovacího zařízení a spalují se při výstupu z jejího výstupního hrdla. Alternativně při vložení tuhých nehořlavých těles na^r. koulí do reakční komory, dochází k mletí větších částic paliva na prachové částice, .které jsou pak plynnou směsí vynášeny do výstupního hrdla a na výstupu z něho spalovány sekundárním vzduchem. Zařízení podle vynálezu má řadu výhod: třídění a spalování se uskutečňuje v jednom zařízení. Zařízení lze provést jako plynotěsné, což umožňuje přetlakový provoz topeniště. Tímy .že v reakční komoře neprobíhá spalování nýbrž jen odplynování a zplynování paliva při teplotě kolem 85O°C může být reakční komora provedena z ocelového plechu chlazeného vzduchem obtékajícím reakční komoru, jehož ohřátí je v ní využito. Vytříděné větší částice paliva mohou být spalovány na stávajících spalovacích roštových zařízeních, nebo mohou být zplynovány v přídavném šachtovém zplynovacím zařízení spojeném s reakční komorou, nebo mohou být mlety v reakční komoře na prachové částice a ty pak spalovány na výstupů z výstupního hrdla reakční komory. Regulační ústrojí mezi přívodem paliva a vzduchu uskutečňuje změnu velikosti otvoru pro přívod vzduchu v místě pod vrstvou přiváděného paliva.238 520 into an outlet throat at the head of the reaction chamber into which the secondary air is supplied in a controllable manner for combustion of a combustible gas mixture with dusty fuel particles, while larger fuel particles are screened to the lower part of the reaction chamber. by combustion on a grate or by gasification in a shaft gasification plant, which may form a complementary part of the reaction chamber, into which combustible gases enter the shaft gasification plant and are combusted as it exits from its outlet orifice. Alternatively, when solid non-flammable solids are inserted at r r. The particles are then milled to the outlet throat and combusted by the secondary air at the outlet. The device according to the invention has a number of advantages: sorting and combustion takes place in one device. The device can be designed as gas-tight, which enables overpressure operation of the furnace. In that the reaction chamber is not combusted but only degassing and gasifying the fuel at a temperature of about 85 ° C, the reaction chamber can be made of air-cooled steel sheet bypassing the reaction chamber, the heating of which is utilized therein. The sorted larger fuel particles may be combusted on existing combustion grate plants, or may be gasified in an additional shaft gasification apparatus coupled to the reaction chamber, or may be milled in the reaction chamber to dust particles and then combusted at the outlet port of the reaction chamber. The regulating device between the fuel and the air supply makes the size of the air inlet aperture below the fuel supply layer.

Příklad provedení zařízení podle vynálezu je znázorněn na obr. 1 a obr. 2. Obr. 1 představuje svislý podélný řez zařízením, obr. 2 představuje svislý příčný řez zařízením v místě přívodu vzduchu. Kolem válcové reakční komory 1 s podélnou osou skloněnou vůči vodorovné poloze je uspořádán válcový plášl 2, mezi nímž a reakční komorou 1 je vzduchová mezera kterou proudí vzduch přiváděný vzduchovodem ± s regulační klapkou 2 ^{od ven} tilátoru 6, jehož sání 7 jé rozvětveno jednak nástavcem 8 pro přívod čerstvého vzduchu, jednak nástavcem 9 pro přívod plynné směsi a vodní páry vznikající při sušení paliva IQ na šikmém roštu 11 mezi kterýmižto nástavci je regulační klapka 12, přičemžAn example of an embodiment of the device according to the invention is shown in Figures 1 and 2. 1 is a vertical longitudinal section through the device; FIG. 2 is a vertical cross section through the device at the air inlet. Around the cylindrical reaction chamber 1 with a longitudinal axis inclined to the horizontal position is a cylindrical casing 2, between which and the reaction chamber 1 is an air gap through which air flows through the air duct ± with the regulating flap 2 ^{from the} ventilator 6. for the supply of fresh air, on the one hand, by the nozzle 9 for the supply of the gaseous mixture and the water vapor resulting from the drying of the fuel 10 on the inclined grate 11 between which extensions is a regulating flap 12,

- 3 238 520 vzduchová mezera 3 je vyústěna do reakční komory otvorem lj s regulačním uzávěrem 14 posuvným v podélném směru reakční komory 1, jejíž první čelo je opatřeno násypkou 15 a palivovým hradítkem 16 řídícím vrstvu paliva 10 na šikmém roštu 11, zatímco druhé čelo reakční komory 1 je opatřeno výstupním hrdlem 17i v nemz je umístěn teploměr 18 a v němž jsou uspořádány otvory 13 pro výstup sekundárního vzduchu přiváděného mezerou mezi nástavcem 20 válcového pláště 2 a regulovaného válcovým šoupětem 21, zatímco ve spodní části reakční komory 1 je uspořádána výpust 22 vytříděného paliva 23. Ovládání regulační, klapky 5 v závislosti na teplotě teploměru 18 je provedeno regulačním ústrojím 24 znázorněným jen schematicky. Palivo z násypky 15 se sesouvá po šikmém roštu 11, na němž je sušeno průchodem horké plynné směsi odtahovaná z reakční komory 1 účinkem podtlaku v sání 7 ventilátoru 6, zatímco palivo 10 ve spodní části reakční komory 1 je proudem vzduchu přiváděného otvorem II, unášeno a uváděno do rotačního vířivého pohybu, přičemž při zvětšování otvoru II posunutím uzávěru 14 směrem k šikmému roštu 11 se současně zvětšuje množství paliva uváděného do vířivého pohybu. Po zapálení paliva cizím zdrojem /není kreslen/ dochází k intensivnímu třídění, sušení, mletí, odplynování, zplynování a částečnému spalování paliva, přičemž prachové částice paliva jsou unášeny plynnou směsí do výstupního hrdla 17 opatřeného otvory 19 pro přívod sekundárního vzduchu, jehož účinkem dochází ke spalování vystupující hořlavé plynné směsi včetně prachových částic paliva. Žádoucí zplynovací teplota, v reakční komoře se udržuje řízením přívodu vzduchu podle teploměru 18 a to tak, že při stoupání této teploty v důsledku převahy spalovacího pochodu nad zplynovacím pochodem se přívod vzduchu omezuje, zatímco při klesání této teploty v důsledku poklesu intenzity spalovacího pochodu oproti zplynovacímu pochodu se přívod vzduchu zvětšuje. Větší částice paliva 23 se vytřiSují ve spodní části reakční komory 1^ z níž jsou odváděny výpustí 22 k dalšímu využití např. spalováním na roštu nebo zplynováním v šachtovém zplynovacím zařízení, které může být uspořádáno jakoThe air gap 3 is discharged into the reaction chamber through an opening 11 with a regulating closure 14 movable in the longitudinal direction of the reaction chamber 1, the first face of which is provided with a hopper 15 and a fuel damper 16 controlling the fuel layer 10 on the inclined grate 11. the chamber 1 is provided with an outlet throat 17i in which a thermometer 18 is disposed and in which apertures 13 are provided for the outlet of secondary air supplied by the gap between the extension 20 of the cylindrical housing 2 and the regulated cylinder 21; The actuation of the regulating flap 5 as a function of the temperature of the thermometer 18 is effected by means of the regulating device 24 shown only schematically. The fuel from the hopper 15 slides down on the inclined grate 11, where it is dried by passing the hot gas mixture withdrawn from the reaction chamber 1 under the vacuum in the suction 7 of the fan 6, while the fuel 10 in the lower part of the reaction chamber 1 is In the course of increasing the opening II by moving the closure 14 towards the inclined grate 11, the amount of fuel to be swirled is increased at the same time. After ignition of the fuel by a foreign source (not drawn), intensive sorting, drying, grinding, degassing, gasification and partial combustion of the fuel takes place, the dust particles of the fuel being entrained by the gaseous mixture into the outlet nozzle 17 provided with secondary air inlets 19 combustion of the resulting flammable gas mixture including particulate fuel particles. The desired gasification temperature in the reaction chamber is maintained by controlling the air inlet according to thermometer 18 such that when this temperature rises due to the prevalence of the combustion process over the gasification process, the air intake is reduced, while this temperature decreases due to the gas intensity the air supply increases. Larger fuel particles 23 are discharged in the lower part of the reaction chamber 11 from which they are discharged through the outlet 22 for further use, for example by grate combustion or gasification in a shaft gasification plant, which may be arranged as

238 520 pokračování výpuště 22, v kterémžto případě hořlavé plyny vzniklé při zplynování vytříděného paliva jsou odváděny přímo do reakční komory 1 a ve výstupním hrdle 1? spalovány spolu s plyn nou směsí vznikající v reakční komoře 1 včetně prachových částic paliva.238 520 continuation of the discharge 22, in which case the combustible gases produced by the gasification of the sorted fuel are discharged directly into the reaction chamber 1 and in the outlet port 1? combusted together with the gaseous mixture produced in the reaction chamber 1, including dust particles of fuel.

Přívod paliva do reakční komory 1 jeho sesouváním po šikmém roštu 11 v závislosti na poloze posuvného uzávěru 14 může být alternativně uskutečněn podavačem paliva, který není na výkrese zakreslen. Při provozování reakční komory s přetlakem vůči okolní atmosféře musí být podavač paliva plynotěsný.The fuel feed to the reaction chamber 1 by sliding it along the inclined grate 11 depending on the position of the sliding closure 14 may alternatively be provided by a fuel feeder, not shown in the drawing. The fuel feeder must be gas-tight when operating the overpressure reaction chamber.

V případě mletí veškerého paliva v reakční komoře 1 vlořenými mlecími tělesy odpadá výpusl 22 vytříděných kusových částic paliva.In the case of grinding of all the fuel in the reaction chamber 1 with the inserted grinding bodies, the outflow 22 of sorted lump fuel particles is omitted.

Claims (2)

Předmět vynálezuObject of the invention 238 520238 520 1. Zařízení k úpravě, zplynování a spalování tuhých netříděných paliv, vyznačující se tím, že sestává z reakční komory /1/, jejíž podélná osa je skloněna se spádem k výstupnímu hrdlu /17/ v rozmezí úhlů 0° až 15°, přičemž reakční komora /1/ má na svém prvním čele proveden přívod paliva z násypky /15/ a ve spodní části u druhého čela výpusí /22/ pro vytříděné palivo, přičemž průtokový otvor pro přívod /13/ vzduchu umístěný na obvodu reakční komory /1/ je měnitelný posuvným uzávěrem /14/, uspořádaným v místě ukončení vrstvy přiváděného paliva /10/ a kromě toho je přívod vzduchu do reakční komory /1/ řiditelný regulační klapkou /5/, zapojenou ve vzduchovodu /4/ a ovladatelnou regulačním ústrojím /24/, přičemž výstupní hrdlo /17/ plynné směsi je umístěno v druhém čele reakční komory /1/ a je opatřeno otvory /19/ pro přívod sekundárního vzduchu, zatím co výpusl /22/ je spodní částí napojena k odvádění kusových částic paliva k dalšímu využití.Apparatus for the treatment, gasification and combustion of solid unsorted fuels, characterized in that it consists of a reaction chamber (1) whose longitudinal axis is inclined with a gradient to the outlet throat (17) in the range of angles of 0 ° to 15 °, the chamber (1) has a fuel inlet from the hopper (15) at its first face and a lower outlet at the second face of the outlet (22) for sorted fuel, the air inlet opening (13) located at the periphery of the reaction chamber (1). changeable by a sliding closure (14) arranged at the end of the fuel supply layer (10) and, moreover, the air supply to the reaction chamber (1) can be controlled by a regulating flap (5) connected in the air duct (4) and operable by a regulating device (24). wherein the gaseous outlet port (17) is disposed in the second face of the reaction chamber (1) and is provided with openings (19) for supplying secondary air while the outlet (22) is sp connected to the discharge of lump fuel particles for further use. 2. Zařízení podle bodu 1, vyznačující se tím, že do reakční komory jsou vložena tuhá nehořlavá tělesa např. kulového tvaru k mletí kusových částic paliva.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that solid, non-flammable bodies of e.g. spherical shape are inserted into the reaction chamber to grind lump fuel particles.