ES2263773T3 - Sistema de aire de combustion para calderas de recuperacion, que queman licores residuales procedentes de procedimientos de obtencion de pasta papelera. - Google Patents
Sistema de aire de combustion para calderas de recuperacion, que queman licores residuales procedentes de procedimientos de obtencion de pasta papelera.Info
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Abstract
Hogar para una caldera de recuperación con una disposición para suministrar aire secundario en forma de chorros de aire a dicho hogar, presentando dicho hogar una pared delantera, una pared trasera y unas paredes laterales, unos dispositivos de pulverización de licor negro dispuestos en dichas paredes en un nivel y una pluralidad de entradas de aire situadas en varios niveles horizontales en dichas paredes para introducir aire en el hogar desde un suministro de aire, comprendiendo dicha disposición: - dos niveles de aire horizontales a diferentes alturas están dispuestos por encima del nivel o niveles de aire más inferiores y por debajo del nivel o niveles de pulverización de licor negro, - se suministra aire desde dos paredes opuestas en dichos dos niveles y las entradas de aire están situadas de modo que los chorros de aire sean introducidos en un patrón entrelazado que tiene un número par de chorros en una pared opuesta y un número impar de chorros en la otra pared opuesta, y - los chorros de aire de dichos dos niveles de aire están situados sustancialmente uno encima de otro en hileras sustancialmente verticales, caracterizado porque cada hilera vertical está formada por dos chorros de aire.
Description
Sistema de aire de combustión para calderas de
recuperación, que queman licores residuales procedentes de
procedimientos de obtención de pasta papelera.
La presente invención se refiere a un hogar para
una caldera de recuperación con una disposición para suministrar
aire en forma de chorros de aire al hogar de una caldera de
recuperación. El hogar tiene una pared delantera, una pared trasera
y paredes laterales. Unos dispositivos de pulverización de licor
negro están dispuestos en estas paredes en uno o varios niveles. Una
pluralidad de entradas de aire están situadas en varios niveles
horizontales en dichas paredes para introducir aire en el hogar
desde un suministro de aire. Específicamente, la invención se
refiere a un hogar para una caldera de recuperación con una
disposición para organizar los flujos de aire secundario por debajo
de los dispositivos de pulverización de licor negro según el
preámbulo de la reivindicación 1. Tal hogar se conoce por el
documento WO-A-94 128 29.
Un suministro óptimo de aire de combustión en la
parte inferior del hogar de una caldera de recuperación de licor
negro juega un considerable papel en el control de un proceso de
combustión en la caldera.
Dado que las reacciones químicas en la caldera
de recuperación de pasta kraft son muy rápidas, la velocidad del
procedimiento llega a ser sustancialmente dependiente de la mezcla
de aire de combustión y licor negro. Esta etapa de mezclado
determina la tasa de combustión y tiene también efecto sobre la
eficiencia del procedimiento. Típicamente, se introducen aire y
licor negro dentro de la caldera a través de entradas individuales,
y es particularmente importante que se realice un mezclado rápido en
la caldera por medio del suministro de aire sin generar grandes
diferencias en el perfil de flujo hacia arriba. La "elevación"
de alta velocidad en el centro del hogar es especialmente
perjudicial, ya que da como resultado un arrastre de las gotas de
licor pulverizado. La simetría de combustión debe controlarse en
toda el área de sección transversal de la caldera y el suministro de
aire debe ajustarse cuando se requiera.
El licor negro se introduce generalmente en
forma de gotas considerablemente grandes en una caldera de
recuperación de pasta kraft de forma que se facilite el flujo hacia
abajo de las gotas y se impida que éstas fluyan sin reaccionar (como
humo fino) hacia arriba junto con los gases que fluyen hasta arriba
hacia la parte superior de la caldera. El tamaño grande de la gota,
que da como resultado que las gotas estén más espaciadas unas de
otras que en una pulverización fina de licor negro, significa que un
mezclado adecuado es incluso más importante en una caldera de
recuperación. La pirólisis de sólidos de licor negro produce carbón
vegetal y gases combustibles. El carbón vegetal cae al fondo del
hogar y forma un lecho del mismo que debe quemarse.
Una cantidad estoquiométrica de aire, con
relación a la cantidad de licor negro, es introducida en la caldera
de recuperación y, adicionalmente, se suministra una cantidad
excedente de aire para asegurar la combustión completa. Sin embargo,
demasiado exceso de aire provoca una pérdida de eficiencia de la
caldera y un incremento de los costes. Usualmente, se introduce aire
en la caldera en tres niveles diferentes: aire primario en la parte
inferior del hogar, aire secundario por encima del nivel de aire
primario, pero por debajo de las toberas de licor, y aire terciario
por encima de las toberas de licor para asegurar la combustión
completa. Se introduce usualmente aire a través de diversas entradas
de aire situadas en las cuatro paredes del hogar o solamente en dos
paredes opuestas del hogar.
El aire primario es típicamente de 20 a 35% del
aire total suministrado al hogar, dependiendo del licor y del
contenido de sólidos secos del licor. La tarea del aire primario es
impedir que el lecho de carbón vegetal suba hacia las entradas de
aire del hogar. El aire secundario es típicamente de 35 a 60% del
aire total y el aire terciario, que puede distribuirse en diversos
niveles en dirección vertical, es típicamente de 10 a 40% del aire
total. Pueden disponerse en la caldera más de tres niveles de aire
para introducir aire en el hogar.
La mezcla del licor negro y el aire es difícil
debido al flujo ascendente de gas que se forma en la parte central
de la caldera, a través del cual es difícil que penetre el débil
flujo de aire secundario. Más específicamente, los flujos de aire
primario, suministrados desde los lados en la parte inferior de la
caldera, colisionan entre sí en la parte central de la caldera y
forman, con el patrón de flujo de aire secundario, en la parte
central de la caldera, un flujo de gas que fluye muy rápidamente
hacia arriba, atrapando los gases de combustión y otros materiales
gaseosos o pulverulentos incompletamente combustionados de la parte
inferior del hogar. Este flujo de gas, denominado también "ascenso
de gotitas", atrapa también partículas de licor negro que fluyen
hacia abajo a contracorriente y las lleva a la parte superior de la
caldera, donde se pegan a las superficies de calor de la caldera,
provocando así ensuciamiento y obstrucción. En la parte central de
la caldera, la velocidad del gas que fluye hacia arriba puede llegar
a ser hasta cuatro veces más grande que la velocidad media de los
gases como resultado de un mezclado incompleto o débil. Así, se
forma una zona de flujo rápido en la parte central de la caldera y
esto hace que el mezclado de gases de combustión desde el lado del
flujo sea muy difícil de conseguir.
El "ascenso de gotitas" mencionado
anteriormente da como resultado una situación en la que el aire o
aires terciarios tienen que quemar no sólo los gases no quemados de
la combustión (CO, H_{2}S, NH_{3}, etc.), sino también el carbón
vegetal no quemado de las gotas. Como la tasa de combustión para el
carbón vegetal es mucho más lenta que para los gases no quemados,
tiene que usarse oxígeno en exceso incrementado para asegurar la
combustión completa. El gas de combustión que sale del hogar
contiene entonces cantidades mayores de CO y H_{2}S residuales y
la utilización del hogar es menos efectiva de lo que sería
posible.
Las disposiciones de aire secundario actuales se
caracterizan también por al menos un nivel de aire secundario donde
se sitúan entradas de aire secundario próximas entre sí en dirección
horizontal. Esto lleva a patrones de mezclado en los que se hacen
circular gases del hogar en dirección verdial, con el "ascenso"
anteriormente mencionado, es decir, fluyen hacia las paredes y luego
suben (o bajan) y siguen la dirección principal del gas de
combustión.
Otra variación del diseño de aire secundario es
utilizar chorros parciales entrelazados (por ejemplo, patentes US nº
5.121.700, nº 5.305.698), oponiéndose un chorro grande a un chorro
pequeño. Los chorros grandes y pequeños se alternan entre las dos
paredes opuestas utilizadas.
La patente US nº 5.724.895 describe un
dispositivo para suministrar aire de combustión. En este sistema,
puede conseguirse un patrón de flujo más favorable en hogares
sustituyendo el mezclado vertical por el mezclado horizontal, con lo
que puede impedirse un fuerte "ascenso" hacia arriba en un
canal de flujo central. Este mezclado horizontal se aplica para todo
el hogar. El mezclado horizontal se mejora disponiendo entradas de
entrada de aire adicionales, por ejemplo, en más de seis alturas
diferentes en un patrón de hileras verticales separadas por encima
de los niveles de aire más bajos.
En el método de la patente US nº 5.454.908 se
introduce una porción de aire de combustión en una caldera de
recuperación a cierta distancia por encima de la entrada de licor
negro para proporcionar una atmósfera reductora con un tiempo de
residencia de al menos tres segundos entre la entrada de licor negro
y la introducción de dicha porción de aire de combustión. Un
inconveniente de la disposición descrita es una alta área de
combustión vertical que alcanza en casos extremos el extremo
redondeado del hogar. Como esta área de combustión tiene una
atmósfera reductora, al menos localmente, tienen que usarse
materiales más caros en el hogar hasta una posición más alta que la
que se necesitaría si la combustión tuviera lugar en una parte más
baja del hogar. Otras desventajas de los sistemas de aire en los que
la combustión tiene lugar en un sitio alto del hogar incluyen una
temperatura elevada de la salida del hogar que posteriormente da
como resultado grandes superficies de calor por convección, en la
caldera, una temperatura más baja en el hogar inferior y un diseño
más caro. La temperatura inferior en el hogar más baja no permite
una sulfuricidad sin emisiones de SO_{2} tan alta como la que
permite un sistema de combustión que tenga una temperatura más
elevada del hogar inferior.
La presente invención proporciona un sistema de
suministro mejorado de aire de combustión a una caldera de
recuperación. Particularmente, se proporciona un suministro de aire
de combustión secundario en el que se evitan eficientemente flujos
de gas hacia arriba locales y/o centrales que tengan una velocidad
alta en comparación con una velocidad media de gas hacia arriba.
Otra característica de la invención es permitir una penetración
constante del aire de combustión en la caldera a diferentes niveles
de carga. Una característica adicional de la invención es producir
un mejor mezclado de licor negro y aire de combustión en el hogar.
La disposición de suministro de aire mejorada de esta invención está
diseñada también para reducir la cantidad de emisiones
perjudiciales del hogar de la
caldera.
caldera.
La presente invención puede realizarse en una
caldera de recuperación dotada de un hogar que comprende:
- -
- dos niveles de aire horizontales a diferentes alturas están dispuestos por encima del nivel o niveles de aire más bajos y por debajo del nivel o niveles de pulverización de licor negro,
- -
- se suministra aire desde dos paredes opuestas en dichos dos niveles y las entradas de aire en cada nivel están situadas de modo que los chorros de aire se introduzcan en un patrón entrelazado que tenga un número par de chorros en una pared opuesta y un número impar de chorros en la otra pared opuesta, y
- -
- los chorros de aire de dichos dos niveles de aire están situados en hileras sustancialmente verticales, cada una de las cuales está formada por dos chorros de aire.
Según la invención, se introduce aire secundario
en dos niveles de aire únicamente desde las dos paredes opuestas,
preferentemente desde las paredes delantera y trasera.
Sustancialmente, no se suministra aire desde las dos paredes
restantes, es decir, las paredes laterales. En el patrón
entrelazado, un flujo de aire que procede de una entrada de aire
situada en una pared que tiene un número par de chorros de aire es
dirigido entre dos entradas de aire adyacentes de la pared opuesta
que tiene un número impar de chorros de aire. En consecuencia, los
chorros de aire que proceden de la pared que tiene un número impar
de chorros de aire son dirigidos de forma sustancial directamente en
un plano horizontal hacia la pared opuesta. Los chorros de aire que
proceden de las paredes opuestas se esquivan uno a otro sin
colisionar realmente entre ellos.
Así, en los dos niveles secundarios, la
disposición lateral de los chorros en un nivel tomado en sentido
lateral es simétrica. En la pared que tiene un número impar de
chorros de aire, por ejemplo, tres, el chorro de aire medio está
situado sustancialmente en la línea central de la pared, y los otros
chorros están situados dentro de una distancia igual a ambos lados
del chorro medio. En la pared opuesta que tiene un número par de
chorros, dos en este ejemplo, los chorros están situados
lateralmente a mitad de camino entre los chorros de la pared
opuesta. Así, la disposición de chorro es simétrica en relación con
el plano vertical paralelo a las paredes restantes (es decir, las
paredes que no tienen chorros de aire secundarios) y que pasa a
través de las línea centrales de las paredes que tienen chorros de
aire secundarios.
La presente invención se basa en los siguientes
principios a fin de que se eviten fuertes flujos de gas verticales,
pero se obtenga todavía un mezclado efectivo en el hogar entre el
aire de combustión y las gotas de licor no quemadas/en
combustión:
- -
- fuertes chorros de aire secundario (fuertes chorros de aire por debajo de los dispositivos de pulverización de licor negro);
- -
- disponer estos chorros de modo que no colisionen uno contra otro, lo que genere fácilmente fuertes chorros de flujo ascendente y un perfil de flujo ascendente no deseado para los gases en los hogares. En su lugar, deberán generarse flujos de fuerte cizalladura para obtener un buen mezclado;
- -
- minimizar la succión de gases en dirección vertical hacia estos chorros por encima de los dispositivos de pulverización de licor cuando esto incrementa el flujo ascendente de gas;
- -
- minimizar la succión de gotas de licor de pulverizaciones de licor hacia chorros de aire terciarios;
- -
- cubrir la etapa o etapas de aire terciario con diversos chorros que cubran uniformemente la sección transversal del hogar y también para impedir la formación de chorros verticales que puedan penetrar el área de combustión final, donde no puede tener lugar la combustión final de los gases no quemados. Asimismo, aquí los chorros no deberán colisionar entre ellos, sino generar flujos de fuerte cizalladura y un buen mezclado.
Según una forma de realización preferida de la
invención, hay una distancia V en dirección vertical entre los
niveles de aire horizontales cuando se mide desde las líneas
centrales laterales de las entradas de aire de los niveles de aire.
Esta distancia V cumple la siguiente fórmula: V/L \leq 0,5, donde
L es la distancia entre dos entradas de aire adyacentes en el mismo
nivel de aire cuando se mide desde las líneas centrales
longitudinales de las entradas de aire adyacentes. Preferentemente,
V/L es de 0,25 a 0,5. Típicamente, la distancia vertical V es
1-2 metros.
Preferentemente, las entradas de aire colocadas
una encima de otra están colocadas en una hilera vertical, de modo
que están situadas en la misma línea recta vertical. La invención
cubre también una realización en la que las entradas de aire se
desvían lateralmente, de modo que hay una distancia transversal D
entre las entradas de aire dispuestas una encima de otra. La
distancia transversal es una distancia entre las líneas centrales
longitudinales de las entradas dispuestas una encima de otra. D es
menor que 1,5 x H o menor que 1,5 x W dependiendo de qué número sea
mayor. H es la altura de la entrada de aire más alta y W es la
anchura de la entrada de aire más ancha.
Según una forma de realización de la invención,
hay solamente un nivel de aire por debajo de los niveles de aire
secundario. Según otra forma de realización, el número de niveles de
aire más inferiores por debajo de los niveles de aire secundario es
dos. Los chorros de aire del nivel de aire que está situado más alto
en dirección vertical por debajo de los dos niveles de aire
secundario están situados en un patrón entrelazado en dos paredes
opuestas, preferentemente en las paredes delantera y trasera, de
modo que el número de chorros de aire es mayor en uno que el número
de chorros de aire de los dos niveles de aire secundario en la misma
pared. Por ejemplo, si el nivel de aire secundario tiene un chorro
de aire en la pared delantera y dos chorros en la pared trasera, el
nivel de aire inferior antes mencionado tiene dos chorros de aire en
la pared delantera y tres chorros en la pared trasera. Sin embargo,
la velocidad del aire es más baja en este nivel de aire interior. En
este nivel de aire que está situado así por encima del nivel de aire
más bajo y por debajo de los dos niveles de aire secundario y que
puede denominarse un nivel de aire secundario bajo, los chorros de
aire están dispuestos también en las paredes opuestas restantes, es
decir, preferentemente en las paredes laterales. Los chorros de aire
en las paredes laterales son más pequeños que los chorros de aire en
las paredes delantera y trasera.
La invención se dirige también a una disposición
para suministrar aire secundario en forma de chorros de aire al
hogar de una caldera de recuperación, presentando dicho hogar una
pared delantera, una pared trasera y paredes laterales, dispositivos
de pulverización de licor negro dispuestos en dichas paredes en un
nivel y una pluralidad de entradas de aire situadas en varios
niveles horizontales en dichas paredes para introducir aire en el
hogar desde un suministro de aire, comprendiendo dicha disposición:
un nivel de aire horizontal está dispuesto por encima del nivel o
niveles de aire más bajos y por debajo del nivel o niveles de
pulverización del licor negro, y se suministra aire desde las dos
paredes opuestas en dicho nivel y las entradas de aire están
situadas de nodo que los chorros de aire se introducen en un patrón
entrelazado que tiene un número par de chorros en una pared opuesta
y un número impar de chorros en la otra pared opuesta. La entrada de
aire tiene un área A y una anchura W, y la relación del área a la
anchura a la potencia de 2 (A/W^{2}) es más de 4, preferentemente
más de 10.
La invención se describirá con más detalle
haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales:
La figura 1 ilustra una vista en sección
transversal esquemática de una caldera de recuperación;
La figura 2 ilustra una vista lateral del hogar
inferior de una caldera de recuperación con una disposición de
entradas de aire según una forma de realización de la invención,
y
La figura 3 ilustra una vista en planta del
hogar inferior de una caldera de recuperación con una disposición de
chorros de aire según una forma de realización de la invención.
La figura 1 ilustra una caldera de recuperación
convencional. La caldera 1 comprende un hogar 2 provisto de un
fondo, unas paredes de caldera 4 y un supercalentador 5. En el
proceso de combustión se forma en el fondo del hogar un lecho de
licor negro secado y parcialmente quemado. Unos productos químicos
fundidos fluyen a través del lecho poroso hasta el fondo del hogar,
desde donde se trasfieren como rebose a través de conductos de
material fundido a un depósito de disolución 7. Se introduce licor
negro en el hogar a través de aberturas de la zona 8. Se introduce
aire desde tres niveles diferentes: entradas de aire primario 9,
entradas de aire secundario 10 y entradas de aire terciario 11.
Como se sabe, el hogar de la caldera de
recuperación tiene una pared delantera, una pared trasera y paredes
laterales. Unos dispositivos de pulverización de licor negro están
dispuestos en estas paredes en uno o varios niveles. Una pluralidad
de entradas de aire están situadas en varios niveles horizontales en
dichas paredes para introducir aire en el hogar desde un suministro
de aire.
Según esta invención, las entradas de aire del
hogar para suministrar aire secundario están dispuestas de una
manera específica. En conexión con esta invención, el aire
secundario se utilizar para referirse al aire que se introduce entre
el nivel de aire más inferior, es decir, el nivel de aire primario,
y el nivel o niveles de pulverización de licor negro. En la
disposición de la invención, el aire secundario se suministra como
chorros entrelazados desde dos paredes opuestas en al menos dos
niveles, preferentemente en dos niveles.
Cada nivel de aire tiene un número par de
chorros en una pared opuesta y un número impar de chorros en la otra
pared opuesta, como se muestra en la figura 3. En la figura 3 se
muestra un primer conjunto de chorros de aire. En este patrón
entrelazado, un flujo de aire que procede de una entrada de aire
situada en una pared que tiene un número par de entradas de aire es
dirigido entre dos entradas de aire adyacentes de la pared opuesta
que tiene un número impar de entradas de aire. Los flujos de aire
que proceden de las paredes opuestas se esquivan uno a otro sin
colisionar realmente entre ellos. Las entradas de aire de los
diferentes niveles de aire están situadas en las mismas paredes, por
ejemplo en las paredes delantera y trasera.
Según una forma de realización de la invención,
como se muestra en la figura 2, las entradas de aire dispuestas una
encima de otra en dos niveles de aire están situadas en hileras
verticales de modo que haya una distancia transversal D en dirección
horizontal. La distancia D se mide de modo que hay una distancia
entre las líneas centrales longitudinales de las dos entradas de
aire dispuestas una encima de otra. En la figura 1, D_{1} es una
distancia entre las líneas centrales longitudinales a y b. D es
menor que 1,5 x H o menor que 1,5 x W dependiendo de qué número sea
mayor. H es la altura de la entrada de aire más alta y W es la
anchura de la entrada de aire más ancha de los dos niveles de aire.
Debido a la circulación del agua en los tubos que forman las
paredes del hogar, puede ser ventajoso tener esta distancia
transversal entre las entradas de aire dispuestas una encima de
otra.
Preferentemente, la distancia transversal (D) es
menor que 1,0 x H o menor que 1,0 x W. Típicamente, esta distancia
transversal entre dos entradas de aire dispuestas una encima de
otra es de 0,075 a 0,16 m.
Los dos niveles de aire están situados de modo
que haya una distancia vertical V entre los niveles de aire. V se
mide de modo que haya una distancia en dirección vertical entre las
líneas centrales laterales de las entradas de aire una encima de
otra, en la figura 1 las líneas d y e. La distancia V cumple la
siguiente fórmula: V/L \leq 0,5, donde L es la distancia entre dos
entradas de aire adyacentes en el mismo nivel de aire cuando se mide
desde las líneas centrales longitudinales de las entradas de aire
adyacentes. En la figura 2, la distancia L es una distancia entre
las líneas b y c. El valor de la distancia L depende de, por
ejemplo, el número de entradas de aire de una pared. Cuando hay un
número par de entradas en una pared y un número impar de entradas en
la pared opuesta, el valor de L usado en la fórmula anterior es el
mínimo de estos valores L.
Típicamente, V/L es de 0,05 a 0,5,
preferentemente de 0,25 a 0,5. Típicamente, la distancia vertical V
es de 1 a 2 metros.
Preferentemente, la forma de las entradas de
aire secundario está próxima a una forma hexaédrica para minimizar
el área de las zonas de aletas no enfriadas. Las entradas de aire
tienen un área A y una anchura W. Preferentemente, la relación entre
el área y la anchura a la potencia de 2, A/W^{2}, es más de 4,
pero puede ser también más pequeña. Por ejemplo, la relación puede
variar de 5 a 10. Una característica sustancial de la invención es
que cada entrada de aire está más próxima a la entrada de aire
situada por encima de ella que la entrada de aire adyacente en el
mismo nivel. En el caso extremo, la distancia vertical V está
próxima a 0, con lo que dos entradas de aire situadas una encima de
otra tienen que sustituirse por una entrada de aire que es muy alta
y estrecha.
Típicamente, el nivel primario más inferior está
situado aproximadamente a 0,7 a 1,0 mm del suelo del hogar (del
nivel de material fundido). La distancia entre el nivel primario y
el nivel secundario más inferior que tiene chorros de aire sólo en
dos paredes es de aproximadamente 0,8 a 1,5 m, en cuyo caso el nivel
secundario más inferior es de aproximadamente 1,5 a 2,5 m desde el
suelo del hogar (desde el nivel de material fundido). El nivel
secundario inferior que tiene chorros de aire en cuatro paredes está
situado aproximadamente entre 1 y 1,4 m del nivel de material
fundido.
Las entradas de aire del mismo nivel de aire
secundario no tienen que colocarse exactamente a la misma altura en
las paredes opuestas. Esto significa que los chorros de aire en las
paredes opuestas en el mismo nivel de aire no están situados en el
mismo plano horizontal. Sin embargo, la diferencia entre las alturas
de las entradas de aire del mismo nivel sobre las paredes opuestas
es menor del 10% de la profundidad del hogar.
Según una forma de realización preferida, los
chorros de aire de los niveles de aire secundario están situados en
las paredes delantera y trasera del hogar, pero la disposición de la
invención puede aplicarse también a las paredes laterales del
hogar.
El número de chorros en los niveles de aire
secundario se caracteriza por los siguientes números, dependiendo de
la capacidad de combustión de sólidos secos de licor fundido
residual de una caldera de recuperación:
capacidad: menos de 500 toneladas métricas de
S.S./d: 1+2 chorros por nivel (6 chorros juntos en el caso de dos
niveles de aire)
- 500-1500: 1+2 o 2+3 chorros por nivel
- 1500-2500: 2+3 o 3+4 chorros por nivel
- 2500-4000: 2+3, 3+4 o 4+5 chorros por nivel
- >4000: 3+4, 4+5, 5+6 o 6+7 chorros por nivel.
Donde "1+2 chorros por nivel" significa que
un chorro está situado en una de las paredes opuestas y dos chorros
en la otra de las paredes opuestas. Las figuras 2 y 3 muestran una
disposición de 2+3 en dos niveles.
Según la invención, la velocidad del aire
secundario suministrado a través de las entradas de aire al hogar es
preferentemente al menos 40 m/s.
A fin de impedir la formación de chorros
verticales que puedan penetrar el área de combustión final, donde
deberá producirse la combustión final de los gases no quemados, el
número de chorros de aire en cada nivel de aire terciario en la
disposición reivindicada es más alto que el número de chorros de
aire en los niveles de aire secundario. Preferentemente, la
distancia vertical entre el nivel de aire terciario más inferior y
el nivel de pulverización de licor negro es más de dos veces mayor
que la distancia vertical entre cada nivel de aire secundario.
En la disposición de acuerdo con la invención,
el suministro de aire de combustión puede conectarse a medios para
transportar el gas de combustión desde la caldera de recuperación a
fin de recircular una porción del gas de combustión hacia el hogar.
El suministro de aire puede conectarse también a un conducto para
gases olorosos para introducir los gases en el hogar.
Aunque la invención se ha descrito en conexión
con lo que se considera en la actualidad la forma de realización más
práctica y preferida, debe entenderse que la invención no está
limitada a la realización descrita, sino que, por el contrario, está
destinada a cubrir diversas modificaciones y disposiciones
equivalentes incluidas dentro del alcance de las reivindicaciones
adjuntas.
La invención cubre también una forma de
realización según la cual los chorros de aire descritos
anteriormente forman un primer conjunto de chorros de aire. Además
de los primeros chorros de aire, un segundo conjunto de chorros de
aire está dispuesto en las paredes opuestas en los niveles de aire
horizontales, de modo que chorros de aire primero y segundos forman
pares opuestos y la corriente de aire a través de cada segundo
chorro es menor que el 25% de la corriente de aire del primer chorro
opuesto. La parte principal, es decir, más del 75%, del aire se
introduce a través de los primeros chorros. Las entradas de aire
para los segundos chorros de aire están dispuestas una encima de
otra de la misma manera que las primeras entradas de aire descritas
anteriormente. Según otra realización de la invención, un segundo
conjunto de entradas de aire está dispuesto próximo al hogar o en
las esquinas de éste, con lo que la corriente de aire de los
segundos chorros es inferior a 25% de la corriente de aire de los
primeros chorros. Preferentemente, una segunda entrada de aire está
situada en cada esquina. Las corrientes de gas en las áreas de
esquina del hogar pueden controlarse por medio de estos chorros de
aire más débiles. Sin embargo, preferentemente, toda la corriente de
aire se introduce en el hogar a través del primer conjunto de
chorros, en cuyo caso el hogar no tiene segundos chorros de
aire.
Claims (22)
1. Hogar para una caldera de recuperación con
una disposición para suministrar aire secundario en forma de chorros
de aire a dicho hogar, presentando dicho hogar una pared delantera,
una pared trasera y unas paredes laterales, unos dispositivos de
pulverización de licor negro dispuestos en dichas paredes en un
nivel y una pluralidad de entradas de aire situadas en varios
niveles horizontales en dichas paredes para introducir aire en el
hogar desde un suministro de aire, comprendiendo dicha
disposición:
- -
- dos niveles de aire horizontales a diferentes alturas están dispuestos por encima del nivel o niveles de aire más inferiores y por debajo del nivel o niveles de pulverización de licor negro,
- -
- se suministra aire desde dos paredes opuestas en dichos dos niveles y las entradas de aire están situadas de modo que los chorros de aire sean introducidos en un patrón entrelazado que tiene un número par de chorros en una pared opuesta y un número impar de chorros en la otra pared opuesta, y
- -
- los chorros de aire de dichos dos niveles de aire están situados sustancialmente uno encima de otro en hileras sustancialmente verticales, caracterizado porque cada hilera vertical está formada por dos chorros de aire.
2. Hogar según la reivindicación 1, en el que
los chorros de aire de dichos dos niveles de aire están situados en
las paredes delantera y trasera del hogar.
3. Hogar según la reivindicación 1, en el que la
distancia V en dirección vertical entre los niveles de aire, cuando
se mide desde las líneas centrales laterales de las entradas de aire
de los niveles de aire, está de acuerdo con la fórmula: V/L \leq
0,5, siendo L es la distancia entre dos entradas de aire adyacentes
en el mismo nivel de aire cuando se mide desde las líneas centrales
longitudinales de las entradas de aire adyacentes.
4. Hogar según la reivindicación 3, en el que
V/L es de 0,25 a 0,5.
5. Hogar según la reivindicación 3, en el que la
distancia vertical V es de 1 a 2 metros.
6. Hogar según la reivindicación 1, en el que no
se introduce sustancialmente aire desde las dos paredes
restantes.
7. Hogar según la reivindicación 1, en el que el
número de chorros de aire en cada nivel de dichos dos niveles de
aire es tres, de los cuales un chorro está situado en una de las
paredes opuestas y dos chorros están situados en otra de las paredes
opuestas, siendo la capacidad de la caldera de recuperación menor de
500 toneladas métricas de S.S./d.
8. Hogar según la reivindicación 1, en el que el
número de chorros de aire en cada nivel de dichos dos niveles de
aire es tres, de los cuales un chorro está situado en una de las
paredes opuestas y dos chorros están situados en otra de las paredes
opuestas, siendo la capacidad de la caldera de recuperación de entre
500 y 1500 toneladas métricas de S.S./d.
9. Hogar según la reivindicación 1, en el que el
número de chorros de aire en cada nivel de al menos dos niveles de
aire es cinco, de los cuales dos chorros están situados en una de
las paredes opuestas y tres chorros en otra de las paredes opuestas,
siendo la capacidad de la caldera de recuperación de entre 500 y
4000 toneladas métricas de S.S./d.
10. Hogar según la reivindicación 1, en el que
el número de chorros de aire en cada nivel de dichos dos niveles de
aire es siete, de los cuales tres chorros están situados en una de
las paredes opuestas y cuatro chorros en otra de las paredes
opuestas, siendo la capacidad de la caldera de recuperación de entre
1500 y 4000 toneladas métricas de S.S./d.
11. Hogar según la reivindicación 1, en el que
el número de chorros de aire en cada nivel de dichos dos niveles de
aire es nueve, de los cuales cuatro chorros están situados en una de
las paredes opuestas y cinco chorros en otra de las paredes
opuestas, siendo la capacidad de la caldera de recuperación de entre
2500 y 4000 toneladas métricas de S.S./d.
12. Hogar según la reivindicación 1, en el que
el número de chorros de aire en cada nivel de dichos dos niveles de
aire es siete, nueve, once o trece, de los cuales tres, cuatro,
cinco o seis chorros están situados en una de las paredes opuestas y
cuatro, cinco, seis o siete chorros en la otra de las paredes
opuestas, respectivamente, siendo la capacidad de la caldera de
recuperación de más de 4000 toneladas métricas de S.S./d.
13. Hogar según la reivindicación 1, en el que
el número de niveles de aire más inferiores es uno.
14. Hogar según la reivindicación 1, en el que
el número de niveles de aire más inferiores por debajo de dichos dos
niveles de aire es dos, y los chorros de aire del nivel de aire que
está situado más alto en dirección vertical por debajo de dichos dos
niveles de aire están dispuestos en un patrón entrelazado en dos
paredes opuestas, de modo que el número de chorros de aire es mayor
en uno que el número de chorros de aire de dichos dos niveles de
aire en la misma pared, y chorros de aire más pequeños están
dispuestos en las paredes opuestas restantes.
15. Hogar según la reivindicación 1, en el que
la velocidad del aire a través de las entradas de aire en dichos al
menos dos niveles de aire es al menos 40 m/s.
16. Hogar según la reivindicación 1, en el que
el hogar tiene un nivel de aire terciario o niveles de aire
terciarios por encima del nivel o niveles de pulverización de licor
negro, y en el que el número de chorros de aire en cada nivel de
aire terciario es más alto que el número de chorros de aire en los
niveles de aire secundario.
17. Hogar según la reivindicación 16, en el que
la distancia vertical entre el nivel de aire terciario más inferior
y el nivel de pulverización de licor negro es de más de 2
metros.
18. Hogar según la reivindicación 1, en el que
las entradas de aire forman líneas verticales, de modo que las
líneas centrales longitudinales de las entradas de una hilera
vertical pasan sustancialmente a través de una única línea
vertical.
19. Hogar según la reivindicación 1, en el que
las entradas de aire que forman una hilera vertical se desvían
lateralmente de modo que hay una distancia transversal D entre las
entradas de aire dispuestas una por encima de otra, cuya distancia
transversal es una distancia entre las líneas centrales
longitudinales de las entradas dispuestas una por encima de otra y
es inferior a 1,5 x H o inferior a 1,5 x W dependiendo de qué número
sea mayor, siendo H la altura de la entrada de aire más alta y W es
la anchura de la entrada de aire más ancha.
20. Hogar según la reivindicación 19, en el que
la distancia transversal es de 0,075 a 0,16 m.
21. Hogar según la reivindicación 1, en el que
el suministro de aire está conectado a unos medios para transportar
gas de combustión de la caldera de recuperación a fin de recircular
una porción del gas de combustión hacia el hogar.
22. Hogar según la reivindicación 1, en el que
el suministro de aire está conectado a un conducto para gases
olorosos para introducir los gases en el hogar.
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