FI94170C - Fluidized bed boiler with internal circulation and method for controlling this - Google Patents

Abstract

An internal circulation type fluidized bed boiler in which a fluidized bed primary combustion chamber is formed by providing above the portion of an air distributing plate from which the air having a higher mass velocity is ejected an inclined partition wall which is adapted to intercept an upward flow of the fluidization air ejected from this air ejection portion, and turn this upward flow of the air toward the position above the portion of the air distributing plate from which a gas having a low mass velocity is ejected, with a heat recovery chamber formed between the inclined partition wall and a furnace wall. The inclined partition wall is formed so as to have an angle of inclination of 10 DEG -60 DEG with respect to a horizontal plane, and a horizontal projection length of 1/6-1/2 of the horizontal length of the furnace bottom. The method of controlling this fluidized bed boiler consists of the steps of controlling the quantity of heat recovered from the heat recovery chamber in compliance with the request by the users of recovered heat by suitably regulating the flow rate of the air ejected from a diffuser for the heat recovery chamber, and controlling the feed rate of the fuel supplied to the fluidized bed primary combustion chamber, on the basis of the temperature of the fluidized bed primary combustion chamber.

Description

9417094170

Sisäisellä kierrolla varustettu leijukerroskattila ja menetelmä tämän ohjaamiseksiFluidized bed boiler with internal circulation and method for controlling this

Esillä olevan keksinnön kohteena on laite kivihii-5 Ien, antrasiitin, kivihiilen rikastusliejun, kiviöljykok-sin, kaarnan, bagassin, teollisuusjätteiden, yhdyskuntajätteiden ja muiden palavien aineiden polttamista varten käyttäen ns. kiertotyyppistä leijukerrosta, sekä lämpö-energian ottamiseksi talteen tästä leijukerroksesta, ja 10 menetelmä lämpöenergiakammioon puhallettavan diffuusiokaa-sun määrän sekä talteenotetun lämpöenergian määrän valvomista ja vakiolämpötilan ylläpitämistä varten leijukerrok-sen primaarisessa polttokammiossa.The present invention relates to an apparatus for the incineration of coal, anthracite, coal concentrate, petroleum coke, bark, bagasse, industrial waste, municipal waste and other combustible substances using the so-called a circulating fluidized bed, and for recovering thermal energy from said fluidized bed, and a method for controlling the amount of diffusion gas blown into the thermal energy chamber and the amount of recovered thermal energy and maintaining a constant temperature in the primary combustion chamber of the fluidized bed.

Aikaisemmin tunnetaan kiertävällä leijukerroksella 15 varustettu polttouuni, joita on selostettu esimerkiksi japanilaisissa patenttijulkaisuissa N:ot 46988/76 ja 5242/68.A kiln with a rotating fluidized bed 15 is previously known, which is described, for example, in Japanese Patent Publication Nos. 46988/76 and 5242/68.

Eräs esimerkki edellä mainitusta kiertotyyppisestä leijukerrospolttouunista selostetaan kuvioon 1 viitaten. 20 Hajotinlevy 2 on asetettu polttouunin 1 pohjaan fluidaa-tioväliaineen fluidaatiota varten. Hajotinlevy 2 on asetettu kaltevasti, niin että sen jätteensyöttölaitteella 3 varustettu sivuseinä on vastakkaista sivua korkeammalla, tämän vastakkaisen sivun alaosan ollessa liitettynä pala-. 25 mattomien materiaalien poistoaukkoon 4.An example of the above-mentioned circulating type fluidized bed incinerator will be described with reference to Fig. 1. A diffuser plate 2 is placed on the bottom of the incinerator 1 for the fluidization of the fluidization medium. The diffuser plate 2 is arranged at an angle so that its side wall provided with the waste supply device 3 is higher than the opposite side, the lower part of this opposite side being connected in pieces. 25 for carpet material outlet 4.

Puhaltimesta 8 syötetty fluidaatioilma puhalletaan ylöspäin hajotinlevystä 2 ilmakammioiden 5, 6 ja 7 kautta fluidaatioväliaineen fluidaatiota varten.The fluidizing air supplied from the fan 8 is blown upwards from the diffuser plate 2 through the air chambers 5, 6 and 7 for the fluidization of the fluidizing medium.

Kustakin ilmakammiosta puhalletun fluidaatioilman 30 massavirtaus on riittävä leijukerroksen muodostamiseksi, kammiosta 7 puhalletun virtauksen ollessa suurin ja kammiosta 5 puhalletun virtauksen pienin.The mass flow of fluidizing air 30 blown from each air chamber is sufficient to form a fluidized bed, with the flow blown from chamber 7 being the largest and the flow blowing from chamber 5 being the smallest.

Massavirtauksen suuruus valitaan esimerkiksi siten, että ilmakammiosta 7 puhallettu massavirtaus on suuruudel-35 taan 4-20 Gmf, tai sopivimmin 6-12 Gmf, ilmakammiosta 2 94170 6 puhallettu massavirtaus 3-10 Gmf, tai sopivimmin 4-6 Gmf, ja kammiosta 5 puhallettu ilmavirtaus 1-4 Gmf, sopivimmin 1 - 2,5 Gmf.The amount of mass flow is selected, for example, so that the mass flow blown from the air chamber 7 is 4-20 Gmf, or preferably 6-12 Gmf, the mass flow blown from the air chamber 2 94170 6 is 3-10 Gmf, or preferably 4-6 Gmf, and the chamber 5 is blown air flow 1-4 Gmf, preferably 1 - 2.5 Gmf.

1 Gmf merkitsee massavirtausta, jonka avulla flui-5 daatio aloitetaan.1 Gmf denotes the mass flow by which the fluid-5 dation is initiated.

Fluidaatioväliaineen tila muuttuu staattisesta tilasta, jota kutsutaan staattiseksi kerrokseksi, dynaamiseen tilaan, jota kutsutaan leijukerrokseksi, edellä mainitun arvon ollessa kynnysarvona näiden kahden tilan vä-10 Iillä.The state of the fluidizing medium changes from a static state called a static layer to a dynamic state called a fluidized bed, the above-mentioned value being a threshold value between the two states.

Vaikka kuvio 1 esittää kolme ilmakammiota, näiden ilmakammioiden määrä on vaihtoehtoinen ja fluidaatioilman massavirtaus tehdään suureksi lähellä poistoaukkoa 4 olevaa kammiota varten ja pieneksi tästä poistoaukosta kauka-15 na olevaa kammiota varten.Although Figure 1 shows three air chambers, the number of these air chambers is alternative and the mass flow of fluidizing air is made large for the chamber close to the outlet 4 and small for the chamber remote from this outlet.

Aivan ilmakammioiden 7 ja 6 yläpuolelle on asetettu kalteva seinä 9, joka toimii poikkeutusseinänä ylöspäin virtaavan fluidaatioilman kulun keskeyttämiseksi, niin että ilma tulee johdetuksi kohti palavien materiaalien 20 syöttölaitetta 3.Just above the air chambers 7 and 6, an inclined wall 9 is placed, which acts as a deflection wall to interrupt the flow of fluidizing air flowing upwards, so that the air is led towards the supply device 3 of combustible materials 20.

Kaltevan seinän 9 yläpuolelle on muodostettu kalteva pinta 10, jonka kaltevuus on vastakkainen seinän 9 kaltevuuteen verrattuna fluidaatioväliaineen kasaantumisen estämiseksi sen päälle.An inclined surface 10 is formed above the inclined wall 9, the inclination of which is opposite to the inclination of the wall 9 in order to prevent the accumulation of the fluid medium on it.

25 Hajotinlevyn kaltevuus on silloin, kun palattomia aineita sisältyy poistettaviin palaviin materiaaleihin, sopivimmin suuruusluokkaa 5 - 15°; kuitenkin silloin, kun näiden palamattomien aineiden määrä on pieni, kaltevuus voi olla olematon ja levy vaakasuorassa, koska fluidaatio-30 väliaine voidaan saattaa kiertoliikkeeseen säätämällä vas taavista ilmakammioista puhalletun ilman virtausnopeutta.The inclination of the diffuser plate is when non-combustible substances are contained in the combustible materials to be removed, preferably of the order of 5 to 15 °; however, when the amount of these non-combustible materials is small, the slope may be non-existent and the plate may be horizontal because the fluidizing medium can be circulated by adjusting the flow rate of air blown from the respective air chambers.

Seinän 9 pinta voi olla joko tasainen, kupera tai kovera. Polttouunin sisäkattoon 11 on asetettu polttokaa-sun poistojohto 12, syöttöjohto 13 polttouunin toiminnan 35 yhteydessä syntyneen jätenesteen syöttämiseksi, ja jäähdytysveden syöttöjohto 14 jne.The surface of the wall 9 can be either flat, convex or concave. A flue gas outlet line 12, a supply line 13 for supplying waste liquid generated during the operation of the incinerator 35, and a cooling water supply line 14, etc. are placed in the ceiling 11 of the incinerator.

Φ IΦ I

94170 394170 3

Polttouunin 1 toiminnan yhteydessä fluidaatioilma syötetään siihen puhaltimen 8 avulla ja suihkutetaan säännöllisinä massavirtausmäärinä, joka vähenee kammioiden 7, 6 ja 5 peräkkäisen järjestyksen mukaisesti.During the operation of the incinerator 1, the fluidizing air is supplied to it by means of a fan 8 and sprayed in regular mass flow rates, which decrease according to the successive order of the chambers 7, 6 and 5.

5 Tavanomaisessa leijukerroksessa fluidaatioväliaine liikkuu voimakkaasti ylös ja alas kiehuvan veden tavoin fluidaatiotilan saavuttamiseksi. Palavien materiaalien syöttölaitteella 3 varustetun sivuseinän lähellä sijaitsevassa osassa oleva fluidaatioväliaine ei kuitenkaan liiku 10 voimakkaasti ylös ja alas muodostaen sen sijaan liikkuvan kerroksen 15, jossa esiintyy heikko fluidaatio. Tämän liikkuvan kerroksen leveys on pieni alaosassaan vastaavista ilmakammioista suihkutetun ilman massavirtauseron johdosta. Tämä merkitsee sitä, että sanotun liikkuvan ker-15 roksen takapää ulottuu ilmakammion 6 ja 7 päälle ja siten fluidaatioväliaine puhalletaan ylöspäin suurena massavir-tauksena näistä kammioista siirtyen niistä poispäin, jolloin liikkuvan kerroksen 15 ilmakammion 5 päällä oleva osa laskeutuu alaspäin painovoiman vaikutuksesta. Kerroksen 15 20 tällaisen alaspäinliikkeen yhteydessä fluidaatioväliainee-seen lisätään fluidaatiokerros, joka seuraa kerroksen 15 yläosaa kohti kulkevaa kiertovirtaa 16, ja kun edellä mainittu toimenpide toistetaan kokonaisuudessaan, tulee kiertävä leijukerros muodostetuksi.5 In a conventional fluidized bed, the fluidizing medium moves strongly up and down like boiling water to reach a fluidized state. However, the fluidizing medium in the portion near the side wall provided with the combustible material supply device 3 does not move strongly up and down 10, instead forming a moving layer 15 with poor fluidization. The width of this moving bed is small at its lower part due to the difference in mass flow of air sprayed from the respective air chambers. This means that the rear end of said movable layer 15 extends over the air chambers 6 and 7 and thus the fluidizing medium is blown upwards in a large mass flow from these chambers, moving away from them, whereby the part on top of the movable layer 15 descends by gravity. In connection with such a downward movement of the layer 15 20, a fluidizing layer is added to the fluidizing medium following the circulating flow 16 towards the top of the layer 15, and when the above-mentioned operation is repeated in its entirety, a circulating fluidized bed is formed.

25 Ilmakammioiden 6 ja 7 päälle siirtynyt fluidaatio väliaine puhalletaan ylöspäin kaltevaa seinää 9 kohti, jossa se poikkeutetaan ja saatetaan pyörivään liikkeeseen palavien materiaalien syöttölaitteella varustettua sivu-seinää kohti, tämän väliainevirtauksen laskeutuessa vähi-30 telien alaspäin tultuaan liikkuvan kerroksen 15 yläosaan, minkä jälkeen se taas puhalletaan kiertoliikkeeseen sen tultua sanotun kerroksen takapäähän.The fluidizing medium transferred to the air chambers 6 and 7 is blown upwards towards the inclined wall 9, where it is deflected and rotatably moved towards the side wall equipped with a combustible material feeder, this medium flow descending to the top of the moving layer 15 and then again. is blown into circulation after it has reached the rear end of said layer.

Syöttölaitteesta 3 liikkuvan kerroksen 15 yläosaan polttouunissa 1 syötetyt palavat materiaalit, jotka ovat 35 edellä selostetussa tilassa, seuraavat alas laskeutuvaa liikkuvaa kerrosta 15 siirtyen alaspäin.The combustible materials fed from the feeder 3 to the upper part of the movable layer 15 in the incinerator 1, which are in the state 35 described above, follow the descending movable layer 15 moving downwards.

4 941704,94170

Tavanomaisessa leijukerroksessa paperin kaltaiset palavat materiaalit, jotka ovat painoltaan kevyitä ja sisältävät paljon eksotermistä energiaa, poltetaan pelkästään leijukerroksen pinnalla kuumentamatta paljoakaan 5 fluidaatioväliainetta. Tällainen tuhlaus estetään kuiten kin kiertotyyppisessä leijukerroksessa, jossa nämä palavat materiaalit poltetaan varmasti alaslaskeutuvassa liikkuvassa kerroksessa 15 ja kiertävässä leijukerroksessa 16, mahdollistaen siten näiden palavien materiaalien fluidaa-10 tioväliaineeseen kohdistama tehokas kuumennus.In a conventional fluidized bed, paper-like combustible materials that are light in weight and contain a lot of exothermic energy are fired on the surface of the fluidized bed alone without heating much of the fluidizing medium. However, such wastage is prevented in a circulating fluidized bed in which these combustible materials are safely combusted in the descending moving bed 15 and the circulating fluidized bed 16, thus allowing efficient heating of these combustible materials to the fluidizing medium.

Yhdessä palavien materiaalien kanssa poistetut palamattomat aineet laskeutuvat ensin alaslaskeutuvan liikkuvan kerroksen 15 sisällä, siirtyen sitten sivusuuntai-sesti, jolloin tämän liikkeen aikana sanottuihin palamat-15 torniin aineisiin kiinnitettyinä olevat ja kiinteästi liitetyt palavat materiaalit (esimerkiksi sähköjohtimien päällysteet) poltetaan. Kerroksen takapäähän tulevat palamattomat aineet syötetään palamattomien aineiden pois-toaukkoon 4 fluidaatioväliaineen sivusuuntaisen liikkeen 20 ja ilmahajotinlevyn 2 kaltevuuden välityksellä, niiden kulkiessa pystysuoran väylän 17 ja palamattomien aineiden poistokuljettimen 18 kautta ja tullessa poistetuiksi ulospäin, kun fluidaatioväliaine on lajiteltu täryseulan 19 avulla.The non-combustible materials removed together with the combustible materials first settle inside the descending moving bed 15, then move laterally, whereby during this movement the combustible materials (e.g. electrical conductor coatings) attached to said combustion-15 towers and fixedly connected to the materials are burned. The non-combustible materials entering the rear end of the bed are fed to the non-combustible material outlet 4 via a lateral movement of the fluid medium 20 and the inclination of the air diffuser plate 2, passing through the vertical passage 17 and the non-combustible

: 25 Lajiteltu tai tuore fluidaatioväliaine syötetään ” polttouuniin 1 kuljetuslaitteen 20, kuten nostolaitteen, välityksellä.: 25 The sorted or fresh fluid is fed to the “incinerator 1 by means of a conveying device 20, such as a hoist.

Seuraavassa selostetaan eräs toinen esimerkki tavanomaisesta kiertoleijukerrostyyppisestä polttouunista 30 kuvioon 2 viitaten.Another example of a conventional fluidized bed type incinerator 30 will be described below with reference to Fig. 2.

Kuten kuviosta 2 näkyy, polttouunin sisäiseen pohjaosaan on asetettu hajotinlevy 22 fluidaatioilmaa varten.As shown in Fig. 2, a diffuser plate 22 for fluidizing air is placed in the inner bottom portion of the incinerator.

Tämän ilmahajotinlevyn 22 vastakkaiset reunaosat on asetettu alemmaksi kuin sen keskiosa, sanotun hajotinlevyn 35 ollessa muodostettuna poikkileikkaukseltaan harjamaiseksi I »H i III! I ! ! 81 - 94170 5 ("natsamaiseksi") suunnilleen symmetrisesti polttouunin keskilinjan 42 suhteen, palamattomien aineiden poistoaukon 24 ollessa liitettynä kumpaankin vastakkaiseen reunaosaan.The opposite edge portions of this air diffuser plate 22 are set lower than its central portion, said diffuser plate 35 being formed in a brush-like cross-section I »H i III! I! ! 81-94170 5 ("Nazi-like") approximately symmetrically with respect to the centerline 42 of the incinerator, the non-combustible outlet 24 being connected to each of the opposite edge portions.

Puhaltimesta 28 syötetty fluidaatioilma suihkute-5 taan ylöspäin ilmahajotinlevystä 22 ilmakammioiden 25, 26 ja 27 kautta. Kummastakin ilmakammiosta 25 ja 27 vastakkaisissa reunaosissa suihkutetun fluidaatioilman massavir-taus on kyllin suuri leijukerroksen muodostamiseksi, keskellä olevasta ilmakammiosta 26 suihkutetun massavirtauk-10 sen ollessa kuitenkin sitä pienempi.The fluidizing air supplied from the fan 28 is sprayed upwards from the air diffuser plate 22 through the air chambers 25, 26 and 27. The mass flow of fluidizing air sprayed from the opposite air portions of each of the air chambers 25 and 27 is large enough to form a fluidized bed, however, the mass flow of the fluidized air sprayed from the central air chamber 26 is smaller.

Ilmakammioista 25 ja 27 suihkutetun fluidaatioilman massavirtaus valitaan esimerkiksi arvoon 4-20 Gmf, sopi-vimmin väliltä 6-12 Gmf, kun taas ilmakammiosta 26 suihkutettu fluidaatioilma valitaan arvoon 0,5-3 Gmf, sopi-15 vimmin väliltä 1-2,5 Gmf.For example, the mass flow of fluidizing air sprayed from air chambers 25 and 27 is selected to be 4-20 Gmf, preferably between 6-12 Gmf, while the fluidizing air sprayed from air chamber 26 is selected to be 0.5-3 Gmf, preferably between 1-2.5 Gmf. .

Ilmakammioiden lukumääräksi voidaan valita kolme tai useampi. Lukumäärän ollessa kolmea suuremman fluidaatioilman massavirtaus muodostetaan pieneksi lähellä keskiosaa olevissa kammioissa ja suureksi lähellä vastakkaisia 20 reunaosia olevissa kammioissa.The number of air chambers can be selected from three or more. With a number greater than three, the mass flow of fluidizing air is made small in the chambers near the center and large in the chambers near the opposite edge portions.

Aivan ilmakammioiden 25 ja 27 yläpuolelle vastakkaisissa reunaosissa on muodostettu kaltevat seinät 29 poikkeutusseininä fluidaatiovirtauksen häiritsemiseksi ja ohjaamiseksi kulkemaan polttouunin keskiosaa kohti.Just above the air chambers 25 and 27, sloping walls 29 are formed in the opposite edge portions as deflection walls to disturb and direct the fluid flow towards the center of the incinerator.

. 25 Kaltevien seinien 29 yläpuolelle on asetettu kal tevat pinnat 30, joiden kaltevuus on vastakkainen seinien 29 kaltevuuteen verrattuna, estämään fluidaatioväliaineen kasaantuminen niille.. Above the inclined walls 29, inclined surfaces 30 are placed, the inclination of which is opposite to the inclination of the walls 29, to prevent the accumulation of the fluid medium thereon.

Hajotinlevyn 22 kaltevuus on sopivimmin suuruus-30 luokkaa 5 - 15°, kun palaviin materiaaleihin liittyy palamattomia aineita.The slope of the diffuser plate 22 is preferably of the order of magnitude of 5 to 15 ° when non-combustible materials are associated with the combustible materials.

Tätä kaltevuutta ei tarvita silloin, kun mitään palamattomia aineita ei liity palaviin materiaaleihin.This slope is not required when no non-combustible materials are associated with the combustible materials.

Kaltevien seinien 29 pinta voi olla joko tasainen, 35 kupera tai kovera.The surface of the inclined walls 29 can be either flat, convex or concave.

6 94170 t6 94170 t

Katto-osaan 31 polttouunin sisällä on muodostettu palavien materiaalien syöttölaitteen 23 poistoaukon 33 kanssa yhteydessä oleva palavien materiaalien poistoaukko 34 keskeisen ilmakammion 26 suhteen vastakkaisessa suun-5 nassa, sekä myös poistokaasujen poistoaukko 32.A combustible material outlet 34 in the opposite direction to the central air chamber 26, as well as an exhaust gas outlet 32, is formed in the roof portion 31 inside the incinerator in communication with the outlet 33 of the combustible material supply device 23.

Kalteva seinä 29 voidaan tehdä metallijohdot käsittävänä seinärakenteena, joiden kautta fluidaatioilma kulkee esikuumennusta varten.The inclined wall 29 can be made as a wall structure comprising metal wires through which the fluidizing air passes for preheating.

Tämän polttouunin toiminnan yhteydessä fluidaatio-10 ilmaa syötetään siihen puhaltimesta 28, ja ilma suihkutetaan suurena massavirtauksena ilmakammioista 25 ja 27 ja pienenä massavirtauksena ilmakammiosta 26.In connection with the operation of this incinerator, the fluidizing air 10 is fed to it from the fan 28, and the air is sprayed as a high mass flow from the air chambers 25 and 27 and a low mass flow from the air chamber 26.

Tavanomaisessa leijukerroksessa fluidaatioväliaine liikkuu voimakkaasti ylös ja alas kiehuvan veden tavoin 15 muodostaen fluidaatiotilan; kuitenkin kuvion 2 esitetyssä tapauksessa ilmakammion 26 yläpuolella oleva fluidaatiovä-liaine ei tee tätä voimakasta ylösalaisliikettä, vaan muodostaa liikkuvan kerroksen, jossa esiintyy heikko fluidaa-tio. Tämä liikkuva kerros on kapea yläosassaan leviten 20 ulospäin sivusuunnassa takapäissään vastakkaisiin suuntiin kohti leijukerrosten osia, ilmakammioiden 25 ja 27 päälle tulevan liikkuvan kerroksen osan ollessa puhallettuna ylöspäin, jolloin fluidaatioväliaine tulee fluidaatioil-man suuren massavirtaussuihkutuksen alaiseksi. Siten osa . 25 takapäässä olevaa fluidaatioväliainetta siirtyy siitä * ylöspäin, jolloin aivan ilmakammion 26 yläpuolella oleva kerros laskeutuu alaspäin painovoiman vaikutuksesta. Tämän liikkuvan kerroksen yläpuolella fluidaatiokerrokseen lisätään, kuten edellä on mainittu, materiaalia leijukerrok-30 sesta kiertovirran 36 seuraamana. Ottaen huomioon edelläoleva, määrätty osa ilmakammion 26 yläpuolella olevaa fluidaatioväliainetta muodostuu massaksi, joka muodostaa asteittaisesti alaspäin laskeutuvan ja hajaantuvan liikkuvan kerroksen 35.In a conventional fluidized bed, the fluidizing medium moves strongly up and down like boiling water to form a fluidizing state; however, in the case shown in Figure 2, the fluidizing medium above the air chamber 26 does not make this strong upward movement, but forms a moving layer with poor fluidization. This movable layer is narrow at its top, spreading 20 outwards laterally at opposite ends towards the portions of the fluidized beds, with the portion of the movable layer coming on top of the air chambers 25 and 27 being blown upwards, subjecting the fluidizing medium to a large mass flow of fluidized air. Thus part. The fluidizing medium at the rear end 25 moves upwards therefrom, whereby the layer just above the air chamber 26 descends under the effect of gravity. Above this moving bed, as mentioned above, material from the fluidized bed 30 is added to the fluidized bed following the circulating flow 36. In view of the above, a certain portion of the fluidizing medium above the air chamber 26 is formed into a mass which forms a gradually descending and dispersing moving layer 35.

ii mi i un i i < m i 94170 7ii mi i and i i <m i 94170 7

Ilmakammioiden 25 ja 27 yläpuolelle siirtynyt flui-daatioväliaine puhalletaan ylöspäin kaltevia seiniä 29 vasten, joissa sen suunta poikkeutetaan ja se asetetaan pyörivään liikkeeseen polttouunia kohti ylöspäin olevassa 5 suunnassa, jolloin se kuitenkin polttouunin poikkileik-kausalan äkillisen lisäyksen johdosta kadottaa ylöspäin siirtävän nopeutensa alaspäin laskeutuvan liikkuvan kerroksen 35 päälle siirtymistä varten ja laskeutuu vähitellen alaspäin, tullen taas puhalletuksi ylös kiertoliikettä 10 varten tultuaan liikkuvan kerroksen takapäähän. Osa flui-daatioväliaineesta kiertää kiertovirtauksina 36 leijuker-roksessa.The fluid medium transferred above the air chambers 25 and 27 is blown upwards against the inclined walls 29, where its direction is deflected and rotated in an upward direction 5 towards the kiln, however, due to a sudden increase in the cross-sectional area of the kiln, it loses its upward downward velocity. 35 for moving on and gradually descending, again being blown up for the rotational movement 10 after entering the rear end of the moving bed. A portion of the fluid medium circulates as circulating streams in the 36 fluidized bed.

Kun palavia materiaaleja poistetaan polttouunin palavien materiaalien poistoaukosta 34 edellä selostetussa 15 fluidaatiotilassa, nämä palavat materiaalit putoavat alas-laskeutuvan liikkuvan kerroksen 35 päälle. Koska lähellä liikkuvan kerroksen yläosaa oleva fluidaatioväliaine käyttäytyy siten, että se virtaa kohti keskustaa sivuilta poispäin, palavat materiaalit seuraavat näitä virtauksia 20 ja tulevat alaspäinlaskeutuvan liikkuvan kerroksen 35 päälle. Siten kevyet materiaalit, kuten paperit, seuraa-vat varmasti alaspäin laskeutuvaa liikkuvaa kerrosta 35 ja niiden palaminen estetään pelkästään tavanomaisen leiju-kerroksen päällä, jolloin ne eivät kuumentaisi fluidaatio-25 väliainetta. Sen sijaan ne poltetaan varmasti alaslaskeu-tuvan liikkuvan kerroksen 35 ja kiertovirtausten 36 sisällä, jolloin ne kuumentavat tehokkaasti fluidaatioväliai-netta. Palavien materiaalien lämpö hajaantuu osittain liikkuvan kerroksen 35 sisällä palavan kaasun muodostami-30 seksi. Tällöin, koska syntynyt palava kaasu leviää vaakasuoriin suuntiin fluidaatioväliaineen laskeutuessa alaspäin ja hajaantuessa ja tulee poltetuksi fluidaatiokerrok-sen sisällä, kaasun palamisesta aiheutunut eksoterminen energia kuumentaa tehokkaasti fluidaatioväliaineen.When the combustible materials are removed from the combustible material outlet 34 of the incinerator in the fluidization state 15 described above, these combustible materials fall on the descending moving bed 35. Because the fluidizing fluid near the top of the moving bed behaves to flow toward the center away from the sides, the combustible materials follow these flows 20 and come on top of the descending moving bed 35. Thus, lightweight materials, such as papers, will certainly follow the downwardly descending moving layer 35 and will be prevented from burning solely on top of the conventional fluidized bed, thereby not heating the fluidization medium. Instead, they are safely combusted within the descending moving bed 35 and the circulating streams 36, thereby effectively heating the fluid medium. The heat of the combustible materials is partially dissipated within the moving bed 35 to form a combustible gas. In this case, since the resulting combustible gas spreads horizontally as the fluidizing medium descends and disperses and becomes combusted within the fluidized bed, the exothermic energy caused by the combustion of the gas effectively heats the fluidizing medium.

0/1170 8 yt\/yj0/1170 8 yt \ / yj

Silloinkin, kun raskaita ja suuria materiaaleja, kuten pulloja ja metallinkappaleita tai vastaavia, poistetaan alaslaskeutuvan kerroksen 35 pinnalta, ne eivät putoa välittömästi ilmakammion 26 päälle, vaan laskeutuvat 5 vähitellen alaspäin liikkuvan kerroksen 35 välityksellä kohti palamattomien aineiden poistoaukkoa 24 yhdessä flui-daatioväliaineen virtausten kanssa.Even when heavy and large materials such as bottles and pieces of metal or the like are removed from the surface of the descending layer 35, they do not immediately fall onto the air chamber 26 but gradually descend through the downwardly moving layer 35 towards the non-combustible material outlet 24 together with the fluid medium flows.

Siten kooltaan suhteellisen suuret palavat materiaalit kuivataan, muutetaan kaasuksi tai poltetaan alaslas-10 keutuvan liikkuvan kerroksen 35 sisällä asteittain tapahtuvan alaspäinliikkeen aikana, ja ne poltetaan lähes täysin pieneen kokoon siihen mennessä, kun ne tulevat liikkuvan kerroksen takapäähän, jolloin ne eivät häiritse leiju-kerroksen muodostumista.Thus, relatively large combustible materials are dried, gassed, or burned within the downwardly moving moving bed 35 during a gradual downward movement, and are burned to an almost completely small size by the time they reach the rear end of the moving bed without interfering with the formation of the fluidized bed. .

15 Ei siten ole välttämätöntä repiä palavia materiaa leja ennakolta palasiksi repimislaitteen avulla, vaan on riittävää rikkoa palavia materiaaleja sisältävät säkit palavien materiaalien syöttölaitteen 23 välityksellä. Siten repimislaite tai -vaihe voidaan jättää pois, mikä yk-20 sinkertaistaa laitteistoa.Thus, it is not necessary to pre-tear the combustible materials into pieces by means of a tearing device, but it is sufficient to break the sacks containing the combustible materials by means of the combustible material supply device 23. Thus, the tearing device or step can be omitted, which simplifies the hardware.

Alaslaskeutuvaan liikkuvaan kerrokseen 35 poistetut palavat materiaalit hajaantuvat fluidaatiovällaineessa ja siten polttotehokkuus lisääntyy.The combustible materials removed to the descending moving bed 35 are dispersed in the fluidizing medium and thus the combustion efficiency is increased.

Palavien materiaalien syöttölaitteen 23 kautta syö-25 tetyt keskikokoiset palamattomat materiaalit liikkuvat ’ ensin alas ja sivulle päin alaslaskeutuvan liikkuvan ker roksen 35 sisällä ja tämän liikkeen aikana näihin palamattomiin aineisiin kiinnitetyt tai liitetyt palavat materiaalit (esimerkiksi sähköjohtimien päällysteet) tulevat 30 poltetuiksi. Takapäähän tulevat palamattomat aineet syöte tään palamattomien aineiden poistoaukkoihin 24 fluidaatio-väliaineen sivusuuntaisen liikkeen ja hajotinlevyn 22 välityksellä ja poistetaan pystysuorien väylien 37 kautta.Medium-sized non-combustible materials fed through the combustible material feeder 23 first move downward and sideways within the descending moving bed 35, and during this movement combustible materials (e.g., electrical conductor coatings) attached to or bonded to these non-combustible materials become burned. The non-combustible materials entering the rear end are fed to the non-combustible material outlets 24 via the lateral movement of the fluid medium and the diffuser plate 22 and are discharged through the vertical passages 37.

Tämän jälkeen palamattomat aineet syötetään kuljet-35 timen 38 välityksellä seulaan (ei näy) ja fluidaatioväli-aine lajitellaan.The non-combustible materials are then fed through a conveyor 38 to a screen (not shown) and the fluidization medium is sorted.

ii m i «lii mm t 94170 9ii m i «lii mm t 94170 9

Kuvioiden 1 ja 2 esittämässä kiertotyyppisessä lei-jukerrospolttouunissa fluidaatioväliaine käsittää kiinteät rakeet, joiden koko on yleensä noin 1 mm, ja polttouunia käytetään fluidaatioväliaineen lämpötilassa 500 - 800 °C, 5 poistokaasun lämpötilan ollessa 750 - 950 °C.In the circulating type Lei bed incinerator shown in Figures 1 and 2, the fluidizing medium comprises solid granules generally about 1 mm in size, and the incinerator is operated at a fluidization medium temperature of 500 to 800 ° C, with an exhaust gas temperature of 750 to 950 ° C.

Poistokaasu jäähdytetään suunnilleen lämpötilaan 300 °C kaasujäähdytyskammion tai ilmaesikuumentimen välityksellä ja kaasu poistetaan savupiipun kautta pienten ainesosien poistamisen tai lämpöenergian talteenoton jäl-10 keen poistokaasun poistoaukosta myötävirtaan asetetun keittimen välityksellä jätelämpöenergian käyttämiseksi hyväksi, tai kaasun kuljettua vapaaseen levyseinäosaan 21 tai 41 asetetun vedenlämmittimen U-muotoisten johtojen kautta, jolloin lämpöenergiaa otetaan talteen yhä enemmän, 15 tai kaasu jäähdytetään pölynpoiston yhteydessä.The exhaust gas is cooled to approximately 300 ° C by means of a gas cooling chamber or air preheater, and the gas is removed through a chimney after removal of small components or heat recovery from the exhaust gas outlet by means of through which more and more thermal energy is recovered, 15 or the gas is cooled in connection with dust extraction.

Kun palavien materiaalien eksoterminen energia on suuri ja fluidaatioväliaine kuumennetaan ennalta määrättyä lämpötilaa korkeampaan, esimerkiksi yli 800° C:en lämpötilaan, on mahdollista sintrata fluidaatioväliaine lei-20 jukerroksen tekemiseksi tehottomaksi, jos palavat aineet sisältävät alkalimetalliseoksia. Tällaisissa tapauksissa on ollut tapana alentaa fluidaatioväliaineen lämpötila ennalta määrättyyn lämpötilaan suihkuttamalla vettä väliaineen päälle.When the exothermic energy of the combustible materials is high and the fluidizing medium is heated above a predetermined temperature, for example above 800 ° C, it is possible to sinter the fluidizing medium to render the Lei-20 layer ineffective if the combustible substances contain alkali metal alloys. In such cases, it has been customary to lower the temperature of the fluidizing medium to a predetermined temperature by spraying water on the medium.

• 25 On siten kiinnitetty huomiota tapauksiin, joiden : yhteydessä fluidaatioväliaineen sisältämä lämpöenergia otetaan talteen asettamalla lämpöä johtavat johdot fluidaatioväliaineen sisälle; jolloin on kuitenkin esiintynyt useita ongelmia, jos useita lämpöä johtavia johtoja ase-30 tetaan leijukerrokseen, koska tällöin fluidaatio estyy : palamattomien aineiden vaikutuksesta ja fluidaatioväliaine hankautuu lämpöä johtavia johtoja vasten, ja lisäksi lämpöenergian talteenottotoimenpide on aina suoritettava lämpöä johtavien johtojen suojaamiseksi silloinkin, kun läm-35 pöenergian talteenottoa ei tarvita. Nämä haitat ovat siten esiintyneet käytännössä.• 25 Attention has thus been drawn to cases in which: in which the thermal energy contained in the fluidizing medium is recovered by placing thermally conductive lines inside the fluidizing medium; however, there are several problems if several thermally conductive conductors are placed in the fluidized bed because fluidization is prevented by: non-combustible substances and the fluidizing medium rubs against the thermally conductive conductors, and a heat recovery operation must always be performed to protect the conductive conductors even when 35 Poor energy recovery is not required. These disadvantages have thus occurred in practice.

941 70 10941 70 10

Toisaalta tavanomaisen leijukerrostyyppisen keittimen yhteydessä on olemassa kaksi laitejärjestelyä, jotka voidaan erottaa toisistaan tarkastelemalla lämpöä johtavan osan ja leijukerrokseen hajaantuneiden palamattomien pala-5 vien materiaalien polton käsittävää järjestelyä seuraavasti : (1) ilman uudelleenkierrätystä oleva leijukerroskeitin (jota kutsutaan tavanomaiseksi leijukerroskeittimeksi tai tyypiltään kuplivaksi keittimeksi), ja 10 (2) uudelleenkierrätyksellä varustettu leijukerroskeitin.On the other hand, in the case of a conventional fluidized bed type digester, there are two apparatus arrangements which can be distinguished by considering the arrangement comprising the combustion of a thermally conductive part and non-combustible combustible materials dispersed in a fluidized bed as follows: (1) and a 10 (2) recycled fluidized bed digester.

Ilman uudelleenkierrätystä olevassa keitintyypissä lämpöä johtavat johdot on asetettu leijukerroksen sisälle ja lämmönsiirto suoritetaan erittäin tehokkaalla tavalla näiden johtojen, korkeassa lämpötilassa olevien palavien 15 polttoaineiden ja fluidaatioväliaineen välillä. Uudelleenkierrätyksellä varustetussa keitintyypissä osa pienistä palavista materiaalihiukkasista, jotka eivät ole vielä palaneet, sekä tuhka tai fluidaatioväliaine (uudelleen-kiertävä kiinteä materiaali) sulautuvat polttokaasun vir-20 taukseen ja kulkevat kohti itsenäisesti polttouunin eteen muodostettua lämmönsiirto-osaa, polttamisen jatkuessa polttouunissa, jolloin kiinteät ainesosat palautetaan tämän lämmönsiirron jälkeen polttouuniin yhdessä polttokaasun osan kanssa, jolloin tyypiltään tällaista keitintä 25 kutsutaan edellä selostetun uudelleenkierrätysprosessin mukaisella nimellä.In the type of cooker without recirculation, the thermally conductive lines are placed inside the fluidized bed and the heat transfer is performed in a very efficient manner between these lines, the high temperature combustible fuels and the fluidizing medium. In the type of recirculated digester, some of the small combustible material particles that have not yet burned and the ash or fluidization medium (recirculating solid material) merge into the flue gas flow and travel independently toward the return portion of the heat transfer furnace. after this heat transfer to the combustion furnace together with a part of the combustion gas, the type of digester 25 being called by the name according to the recirculation process described above.

(3) Sisäisellä kierrolla varustettu leijukerroskeitin(3) Fluidized bed digester with internal circulation

Sisäisellä kierrolla varustetun leijukerroskeitti-men yhteydessä käytetty leijukerrospolttouuni varustettuna 30 uunin seinästä ulkonevalla poikkeutusrakenteella fluidaa-tioväliaineen kierrätyksen auttamista varten sekä uunin seinien välissä olevalla ei-fluidisoivalla lämpöenergian talteenottokammiolla on selostettu U.K. patenttijulkaisussa No. 1604314. Tässä selostuksessa esitetty fluidaatiovä-35 liaineen siirto lämpöenergian talteenottokammiosta leiju- ii im i iiii i i i si i 94170 11 kerrospolttouunin uunikammioon toteutetaan kuitenkin lämpöenergian talteenottokammion pohjalle asetetun syöttöruu-vin avulla itsenäisesti tai sekoittamalla väliaine lämpö-energian talteenottokammion alaosaan asetetusta polttoai-5 neen syöttökammiosta syötetyn polttoaineen kanssa.The fluidized bed incinerator used in connection with the fluidized bed digester with an internal circulation, equipped with a deflection structure projecting from the wall of the furnace 30 to assist in the recycling of the fluidizing medium, and a non-fluidizing heat energy recovery chamber between the furnace walls is described in U.K. in Patent Publication No. 1604314. However, the transfer of the fluidizing medium from the thermal energy recovery chamber to the furnace chamber of the fluidized bed furnace described in this specification is with the fuel fed.

Pyörresintraustyyppisessä keittimessä voidaan polttaa useita eri ominaisuuksilla varustettuja polttoaineita erityisen polttoprosessin mukaisesti, jolloin kuitenkin on äskettäin havaittu monia haittoja. Tyypiltään kuplivan 10 keittimen kuormituskapasiteetin, polttoaineen syöttöjär-jestelmän monimutkaisuuden, denitraatiota varten tarvittavan sammuttamattoman kalkin suuren määrän ja lämpöä johtavien johtojen hankautumisen jne. on havaittu olevan kyseiseen keitintyyppiin liittyviä luontaisia haittoja ja on 15 oivallettu, että uudelleenkierrätyksellä varustetun keitintyypin avulla nämä luontaiset haitat voidaan poistaa. Vielä ei ole kuitenkaan kyetty teknisesti ratkaisemaan sopivien lämpötilojen säilyttämiseen polttouunin ja syklonin sisältävässä uudelleenkierrätysjärjestelmässä, keitin-20 laitteen kattilakiven poistamiseen ja pitkän ajan vaativaan kylmäkäynnistykseen liittyviä ongelmia.In a vortex sintering type, several fuels with different characteristics can be burned according to a special combustion process, however, many disadvantages have recently been observed. The load capacity of the bubbling type 10, the complexity of the fuel supply system, the large amount of quicklime required for denitration and the abrasion of the thermally conductive wires, etc. However, it has not yet been technically possible to solve the problems associated with maintaining suitable temperatures in a recirculation system containing an incinerator and a cyclone, descaling the digester-20, and a long time requiring a cold start.

Tämän patenttihakemuksen tekijät ovat tutkineet edellämainittuja ongelmia löytääkseen niihin sopivat ratkaisut, ja he ovat havainneet seuraavat toimenpiteet te-25 hokkaiksi. Kiertotyyppisessä leijukerrospolttouunissa käytetään kaltevaa väliseinää uuniseinän sisäpuolella ja ha-jotinlevyn pääteosan yläpuolella leijukerroksen primaarisen polttokammion muodostavan kaltevan seinän asemasta, lämpöenergian talteenottokammion ollessa myös asetettuna 30 kahden kaltevan väliseinän takasivujen ja uuniseinän tai . kahden kaltevan väliseinän väliin, niin että talteenotto- kammio on yhteydessä ylä- ja alaosastaan leijukerroksen primaarisen polttokammion kanssa, lämpöä johtavien johtojen, jotka ovat asetettuina siirtämään kuumennusväliaine 35 lävitseen, ollessa asetettuina lämpöenergian talteenotto- 12 94170 kammioon ja hajottimen lämpöenergian talteenottokammiota varten ollessa asetettuna talteenottokammion alaosaan väliseinän takasivua pitkin. Kuumennettu fluidaatioväliaine, joka syötetään lämpöenergian talteenottokammioon kaltevan 5 väliseinäosan yli, on hajottimesta puhalletun fluidaatio-kaasun vaikutuksen alaisena ja sitä annostellaan määrässä 0-3 Gmf tai sopivimmin 0-2 Gmf fluidaatioväliaineen staattisen tai alaslaskeutuvan kerroksen muodostamiseksi, jolloin lämpöenergia otetaan talteen fluidaatioväliainees-10 ta lämpöä johtavien johtojen välityksellä. Keksijät ovat havainneet, että edellä mainitun järjestelyn avulla on mahdollista valvoa helposti leijukerroksen primaarisen polttokammion lämpötilaa edellämainitussa polttouunissa ottaen samalla tehokkaasti talteen lämpöenergia lämpöä 15 johtavien johtojen välityksellä fluidaatiovyöhykkeellä, jossa lämpöä johtavien johtojen hankautumisaste on pieni.The applicants of this patent application have studied the above-mentioned problems in order to find suitable solutions to them, and have found the following measures to be effective. In a circulating fluidized bed incinerator, a sloping partition is used inside the furnace wall and above the end portion of the diffuser plate instead of the sloping wall forming the primary combustion chamber of the fluidized bed, the heat recovery chamber also being located on the rear sides or two of the sloping partition wall. between the two inclined partitions so that the recovery chamber communicates at the top and bottom with the primary combustion chamber of the fluidized bed, the thermally conductive lines arranged to pass the heating medium 35 through the heat recovery unit along the back of the partition. The heated fluidization medium fed to the thermal energy recovery chamber over the sloping septum 5 is under the influence of a fluidizing gas blown from the diffuser and is dispensed in an amount of 0-3 Gmf or preferably 0-2 Gmf of fluid medium to form a static or descending fluid energy layer, through conductive wires. The inventors have found that the above arrangement makes it possible to easily control the temperature of the primary combustion chamber of the fluidized bed in the above-mentioned incinerator while efficiently recovering thermal energy via heat conducting lines in a fluidized zone with low degree of abrasion of heat conducting lines.

Esillä olevan keksinnön tekijät ovat tutkineet ja kehittäneet edelleen kiertoleijukerrostyyppistä polttouunia, joka on varustettu kaltevaan sisäseinään liittyvällä 20 lämpöenergian talteenottokammiolla, sekä menetelmää lämpö- energian talteenottoa ja polttoaineen syöttönopeuden säätöä varten, ja havainneet mahdolliseksi muodostaa tehokas kiertoleijukerros ja syöttää riittävä määrä kuumennettua fluidaatioväliainetta, joka vaaditaan lämpöenergian tal-25 teenottokammiossa, säätämällä kaltevan väliseinän kalte vuus arvoon 10 - 60° tai sopivimmin 25 - 45° vaakasuoran tason suhteen sekä valitsemalla kaltevan väliseinän ulottuma vaakasuorassa suunnassa polttouunin pohjalla arvoon 1/6 - 1/2 tai sopivimmin 1/4 - 1/2 polttouunin pohjan vaa-30 kasuorasta pituudesta laskettuna. Keksijät ovat myös havainneet mahdolliseksi talteenotetun lämpöenergian käyttäjien esittämien vaatimusten täydellisen täyttämisen lisäksi myös lämpötilan vaihteluasteen rajoittamisen primaarisessa kammiossa pienelle alueelle valvomalla lämpöenergian 35 talteenottokammiosta talteenotetun lämpöenergian määrää 13 94170 säätämällä lämpöä johtavien johtojen kautta kulkevan kuu-mennusväliaineen lämpömäärää esimerkiksi virtausnopeuden, höyryn paineen tai lämpötilan, kuuman veden jne. lämpötilan jne. säädön avulla säätäen samalla hajottimesta puhal-5 letun ilman määrää fluidaatioväliaineen laskeutumisnopeu-den valvomiseksi lämpöenergian talteenottokammiossa käyttäjän asettamien vaihtelevien vaatimusten mukaisesti, jotka liittyvät esimerkiksi höyryn paineeseen ja lämpötilaan sekä syötetyn polttoaineen määrän säätöön, näiden tekijöi-10 den ollessa määritettyinä käyttäjien vaatimusten mukaisesti tai perustuessa primaarisen kammion lämpötilaan.The present inventors have researched and further developed a circulating fluidized bed type furnace equipped with a thermal energy recovery chamber 20 connected to a sloping inner wall, as well as a method for recovering thermal energy and controlling the fuel feed rate, and found in the intake chamber, by adjusting the inclination of the inclined partition to 10 to 60 ° or preferably 25 to 45 ° with respect to the horizontal plane, and by selecting the extent of the inclined partition in the horizontal direction at the bottom of the kiln to 1/6 to 1/2 or preferably 1/4 to 1/2 calculated from the horizontal length of the scale 30 of the bottom of the incinerator. The inventors have also found that in addition to fully meeting the requirements of recovered heat users, limiting the degree of temperature variation in the primary chamber to a small area by controlling the amount of heat recovered from the heat recovery chamber 13 94170 etc. by controlling the temperature, etc. while controlling the amount of air blown from the diffuser to control the settling rate of the fluid medium in the thermal energy recovery chamber according to varying user requirements such as steam pressure and temperature and the amount of fuel fed by these users. requirements or based on the primary to its chamber temperature.

Esillä olevan keksinnön kohteena on siis leijuker-roskattila, joka käsittää: polttouunin, joka käsittää ensiöleijukerroksen, 15 ilmahajotinvälineet sekä kaltevan seinän, joka on sovitettu hajotinvälineiden yläpuolelle, hajotinvälineiden tuottaessa ylöspäin suuntautuvan massavirtauksen, joka on suurempi ainakin yhdellä sivulla kuin toisella sivulla, lämpöenergian talteenottokammion, joka käsittää 20 lämmönvaihtopintavälineet juoksevan väliaineen läpikulkua varten, lämpöenergian talteenottokammion käsittäessä lisäksi lämpöenergian talteenottokerroksen sekä lisähajotin-välineet, mainittu kalteva seinä on kalteva väliseinä, joka .. 25 erottaa ensiöleijukerroksen lämpöenergian talteenottoker- roksesta niin, että ensiöleijukerros ja lämpöenergiaa tal-teenottava kerros ovat yhteydessä toisiinsa kallistetun väliseinän ylä- ja alapäästä, jolloin osa väliaineesta on johdettavissa lämpöenergian 30 talteenottokammioon kaltevan väliseinän yläosan yläpuolel le, • · lisähajotinvälineistä lämmön talteenottokammioon syötetyn väliainekaasun määrän aiheuttaessa talteenotto-kammiossa olevan väliaineen laskeutumisen liikkuvan väli- 35 ainekerroksen tilassa, • · 14 94170 kaltevan väliseinän ollessa kallistettu 10 - 60° vaakatasoon nähden. Keksinnön mukaiselle leijukerroskatti-lalle on tunnusomaista, että kalteva väliseinä on muotoiltu siten, että sen vaa-5 kasuoran suuntaisen projektion pituus on 1/6 - 1/2 polttouunin pohjan vaakasuoran suuntaisesta pituudesta.The present invention therefore relates to a fluidized bed waste boiler comprising: an incinerator comprising a primary fluidized bed, air diffuser means and a sloping wall arranged above the diffuser means, the diffuser means producing an upward mass flow greater on at least one side than the other side; comprising heat exchange surface means for the passage of a fluid medium, the heat energy recovery chamber further comprising a heat energy recovery layer and additional diffuser means, said inclined wall being an inclined partition separating the primary fluidized bed from the thermal energy recovery layer from the upper and lower ends of the inclined partition wall, whereby part of the medium can be led to the thermal energy recovery chamber 30 through the inclined partition wall; above the top, • · the amount of medium gas fed from the additional diffuser means to the heat recovery chamber causes the medium in the recovery chamber to settle in the state of the moving medium layer, • · 14 94170 with the inclined partition inclined 10-60 ° to the horizontal. The fluidized bed boiler according to the invention is characterized in that the inclined partition wall is shaped so that its horizontal projection length is 1/6 to 1/2 of the horizontal length of the bottom of the incinerator.

Keksinnön kohteena on lisäksi menetelmä leijuker-roskattilan ohjaamiseksi, joka kattila käsittää: polttouunin, joka käsittää ensiöleijukerroksen ja 10 ilmahajotinvälineet, lämpöenergian talteenottokammion, jossa on lämpö-energian talteenottokerros sekä lisähajotinvälineet, kaltevan väliseinän, joka erottaa ensiöleijukerroksen lämpöenergian talteenottokerroksesta niin, että ensiö-15 leijukerros ja lämpöenergiaa talteenottava kerros ovat yhteydessä toisiinsa ylä- ja alapäästä, lämmönvaihtopintavälineet, jotka on sovitettu lämpöenergian talteenottokerrokseen juoksevan väliaineen läpikulkua varten, ja jossa menetelmässä: 20 kaltevan väliseinän alapuolelle syötetään väliaine- kaasua korkeammalla massavirtauksella kuin sen alueen alapuolelle, joka sijaitsee väliseinää vastapäätä, jolloin kaltevan väliseinän kohdalle syntyy nouseva kerros ja kaltevaa väliseinää vastapäätä syntyy laskeva kerros, jolloin 25 nouseva ja laskeva kerros muodostavat kiertävän kerroksen, hajotinvälineiden syöttämä väliainekaasu johdetaan kaltevan väliseinän alueelle, kyseisen massavirtauksen ollessa sellainen, että osa kiertävän kerroksen väliaineesta nousee ylöspäin päätyen lämpöenergian tal-30 teenottokammioon, lisähajotinvälineiden lämpöenergian talteenottokerrokseen syöttämä kaasuvirtaus säädetään niin, että koko-naislämmönsiirtokerroin on ohjattavissa siirtyneen lämpöenergian määrän ohjaamiseksi. Keksinnön mukaiselle oh-35 jausmenetelmälle on tunnusomaista, että menetelmässä ohja taan polttoaineen syöttöastetta.The invention further relates to a method for controlling a fluidized bed waste boiler, the boiler comprising: an incinerator comprising a primary fluidized bed and air diffuser means, a thermal energy recovery chamber having a thermal energy recovery layer and additional diffuser means, a sloping partition separating the primary fluidized bed separating the primary fluid and the thermal energy recovery layer communicating with the upper and lower ends, heat exchange surface means adapted to the thermal energy recovery layer for passing the fluid, and wherein: an ascending layer is formed at the partition wall and a descending layer is formed opposite the inclined partition wall, whereby 25 ascending and descending layers m form a circulating layer, the medium gas supplied by the diffuser means is directed to the area of the inclined partition wall, the mass flow being such that a part of the circulating layer medium rises upwards to the thermal energy recovery chamber. The control method according to the invention is characterized in that the fuel supply stage is controlled in the method.

• 1 15 94170• 1 15 94170

Keksinnön mukaisen leijukerroskattilan ja ohjausmenetelmän edulliset suoritusmuodot ilmenevät oheisista epäitsenäisistä patenttivaatimuksista 2 - 4 ja 6.Preferred embodiments of the fluidized bed boiler and control method according to the invention appear from the appended dependent claims 2 to 4 and 6.

Kuviot 1 ja 2 esittävät leikkauskuvantoja näyttäen 5 tavanomaisen kiertotyyppisen leijukerrospolttouunin; kuvio 3 esittää kaavamaisesti esillä olevan keksinnön mukaista periaatetta; kuvio 4 esittää leikkauskuvantoa sisäisellä uudelleenkierrätyksellä varustetusta leijukerroskeittimes-tä näyttäen pääpiirteittäin esillä olevan keksinnön mukaili) sen rakenteen; kuvio 5 esittää graafisesti primaarisessa leijukerrospolttokammiossa olevan kaltevan väliseinän alla sijaitsevassa osassa olevan fluidaatioilmamäärän (Gmf) ja uudelleenkierrätetyn fluidaatioväliaineen määrän välisen suhteen; kuvio 6 esittää graafisesti lämpöenergian tal-15 teenottokammiossa olevan diffuusioilman määrän (Gmf) ja tässä kammiossa olevan alaspäin liikkuvan kerroksen las-keutumisnopeuden välisen suhteen; kuvio 7 esittää graafisesti fluidaatiomassavirtauksen (Gmf) ja kokonaislämmön-johtavuuskertoimen välistä suhdetta tavanomaisessa kupli-20 vassa keittimessä; kuvio 8 esittää graafisesti lämpöenergian taiteenottokammiossa tapahtuvan diffuusiomassavir-tauksen (Gmf) ja esillä olevan keksinnön mukaisessa sisäisellä uudelleenkierrätyksellä varustetussa leijukerros-keittimessä esiintyvän kokonaislämmönjohtavuuskerroksen .. 25 välistä suhdetta; kuvio 9 esittää graafisesti fluidaatio- 1 massavirtauksen ja lämpöä johtavan johdon hankautumis- nopeuden välistä suhdetta; kuviot 10 ja 11 esittävät muutoksia polttoaineen syöttömäärässä, höyrynpaineessa ja leijukerroksen lämpötilassa ajan kuluessa lämpöenergian 30 talteenottokammiota varten tarkoitetun fluidaatiomassavir-tauksen ollessa säädettynä höyryn virtausnopeuden vaiheittaisen muutoksen mukaisesti; kuvio 12 esittää samanlaisia muutoksia ajan kuluessa höyryn virtausnopeuden kertakaikkisen muutoksen yhteydessä; kuviot 13 ja 14 esittävät 35 leikkauskuvantoja näyttäen esillä olevan keksinnön mukai- • 4 16 94Ί70 sen sisäisellä uudelleehkierrätyksellä varustetun leiju-kerroksen multa sovellutusmuotoja; kuvio 15 esittää leikattua sivukuvantoa sisäisellä uudelleenkierrätyksellä varustetusta leijukerroskeittimestä näyttäen esillä olevan 5 keksinnön erään toisen sovellutusmuodon, joka sopii erityisen hyvin käytettäväksi pienenä keittimenä; kuvio 16 esittää päälliskuvantona kuvion 15 mukaisen sovellutusmuodon nuolien A - A suunnassa otettua leikkausta näyttäen erityisesti ympyränmuotoisena keittimenä käytettävän si-10 säisellä kierrätyksellä varustetun leijukerroskeittimen; ja kuviot 17 - 19 esittävät fluidaatiokuvioita primaarisessa leijukerrospolttokammiossa näyttäen polttouunin pohjan vaakasuoran pituuden L ja kaltevan väliseinän vaakasuorassa suunnassa olevan ulottuman 1 välisen suhteen.Figures 1 and 2 show sectional views showing 5 a conventional circulating type fluidized bed incinerator; Fig. 3 schematically shows a principle according to the present invention; Fig. 4 shows a sectional view of a fluidized bed digester with internal recirculation, showing in general terms its structure according to the present invention; Fig. 5 is a graphical representation of the relationship between the amount of fluidizing air (Gmf) in the portion below the sloping septum in the primary fluidized bed combustion chamber and the amount of recycled fluidizing medium; Fig. 6 shows graphically the relationship between the amount of diffusion air (Gmf) in the heat energy recovery chamber and the rate of settling of the downwardly moving bed in this chamber; Fig. 7 shows graphically the relationship between the fluidization mass flow (Gmf) and the total heat-conductivity coefficient in a conventional bubble cooker; Fig. 8 shows graphically the relationship between the diffusion mass flow (Gmf) in the heat recovery art chamber and the total thermal conductivity layer present in a fluidized bed digester with internal recirculation according to the present invention. Fig. 9 shows graphically the relationship between the fluidization mass flow and the abrasion rate of the thermally conductive line; Figures 10 and 11 show changes in fuel feed rate, vapor pressure, and fluidized bed temperature over time with the fluid mass flow for the heat energy recovery chamber 30 adjusted according to a stepwise change in vapor flow rate; Fig. 12 shows similar changes over time with a one-time change in steam flow rate; Figs. 13 and 14 show 35 sectional views showing embodiments of a fluidized bed mold with internal recirculation according to the present invention; Fig. 15 shows a sectional side view of a fluidized bed digester with internal recycling, showing another embodiment of the present invention which is particularly well suited for use as a small digester; Fig. 16 is a plan view of a section of the embodiment of Fig. 15 taken in the direction of arrows A to A, showing in particular a fluidized bed digester with internal recycling used as a circular digester; and Figures 17 to 19 show fluidization patterns in the primary fluidized bed combustion chamber showing the relationship between the horizontal length L of the bottom of the incinerator and the horizontal dimension 1 of the inclined partition.

15 Esillä olevaa keksintöä selostetaan seuraavassa oheisiin piirustuksiin viitaten.The present invention will now be described with reference to the accompanying drawings.

Kuviossa 3 näkyvä hajotinlevy 52 on asetettu polttouunin 51 pohjalle puhaltimen 57 syöttämän fluidaatioil-man johtamiseksi kulkemaan fluidaatioilman syöttöjohdon 53 20 kautta, hajotinlevyn 52 ollessa tehtynä harjamaiseksi ("natsamaiseksi") suunnilleen symmetrisesti polttouunin keskilinjan ympärille, jolloin sen vastakkaiset pääteosat ovat sen keskiosaa alempana. Puhaltimesta 57 syötetty fluidaatioilma suihkutetaan ylöspäin ilmadiffuusiolevystä 25 52 ilmakammioiden 54, 55 ja 56 kautta, vastakkaisissa päissä olevista ilmakammioista 54 ja 56 suihkutetun fluidaatioilman massavirtauksen ollessa riittävä fluidaatiovä-liaineen käsittävän leijukerroksen muodostamiseksi polttouunin 51 sisälle, keskikammiosta 55 suihkutetun fluidaa-30 tioilman massavirtauksen ollessa valittuna sitä pienemmäk-. si, kuten edellä on selostettu aikaisemmin tunnettujen sovellutusesimerkkien yhteydessä.The diffuser plate 52 shown in Figure 3 is positioned at the bottom of the incinerator 51 to direct the fluidizing air supplied by the fan 57 through the fluidizing air supply line 53 20, the diffuser plate 52 being made approximately symmetrically bristle ("nasal") about the furnace centerline. The fluidizing air supplied from the fan 57 is sprayed upward from the air diffusion plate 25 52 through the air chambers 54, 55 and 56, the fluid flow of fluidizing air sprayed from the air chambers 54 and 56 at opposite ends sufficient to form a fluidized bed of fluidized bed reduced without. as described above in connection with previously known application examples.

Kaltevat väliseinät 58 on asetettu vastakkaisissa päissä olevien ilmakammioiden 54 ja 56 yläpuolelle poik-35 keutusseininä, joiden tarkoituksena on häiritä fluidaatio- 0 94170 17 ilman ylöspäin suuntautuvaa kulkua ja ohjata ilma virtaamaan polttouunin keskiosaa kohti, jolloin nuolien suuntaan kulkevat kiertovirrat syntyvät kaltevien väliseinien 58 olemassaolon ja suihkutetun fluidaatioilman massavirtauk-5 sen ansiosta. Toisaalta lämpöenergian talteenottokammiot 59 on muodostettu kaltevien väliseinien 59 takasivupinto-jen ja polttouunin sivuseinien väliin fluidaatioväliaineen osan johtamiseksi toiminnan aikana kaltevien sivuseinien 58 yläpäiden yli.The inclined partitions 58 are placed above the air chambers 54 and 56 at opposite ends as transverse walls intended to interfere with the air flow upwards and to direct the air to flow towards the center of the kiln, thereby creating circulating currents in the direction of the arrows. due to the mass flow of sprayed fluidizing air. On the other hand, thermal energy recovery chambers 59 are formed between the rear side surfaces of the inclined partitions 59 and the side walls of the incinerator to conduct a portion of the fluidization medium over the upper ends of the inclined side walls 58 during operation.

10 Esillä olevan keksinnön yhteydessä kaltevan väli seinän kalteva osa on asetettu 10 - 60°, tai sopivimmin 25 - 45° kaltevuuteen vaakasuoran tason suhteen, sen ulottuman 1 vaakasuorassa suunnassa uunilaitteen pohjan suhteen ollessa 1/6 - 1/2, tai sopivimmin 1/4 - 1/2 polttouunin poh-15 jän vaakasuorasta pituudesta L.In the context of the present invention, the inclined part of the inclined partition wall is set at an inclination of 10 to 60 °, or preferably 25 to 45 ° with respect to the horizontal plane, its extent 1 in the horizontal direction with respect to the bottom of the furnace device being 1/6 to 1/2, or preferably 1/4 - 1/2 of the horizontal length L of the bottom of the incinerator.

Kaltevan sivuseinän kaltevuuskulma vaakasuoran tason suhteen ja ulottuma vaakasuorassa suunnassa ovat molemmat fluidaatioväliaineen fluidaatiotilaan vaikuttavia tekijöitä primaarisessa leijukerrospolttokammiossa, niiden 20 vaikuttaessa myös lämpöenergian talteenottokammioihin syötettyjen rakeiden määrään. Mittojen "L" ja "1" vaikutus sekä fluidaatioväliaineen virtaustavat on esitetty kuviossa 17.The angle of inclination of the inclined sidewall with respect to the horizontal plane and the extent of the horizontal direction are both factors influencing the fluidization state of the fluidizing medium in the primary fluidized bed combustion chamber, also affecting the amount of granules fed to the thermal energy recovery chambers. The effect of dimensions "L" and "1" and the flow patterns of the fluid medium are shown in Figure 17.

Kaltevan osan kaltevuuskulman ollessa pienempi kuin 25 10° ja suurempi kuin 60° vaakasuoran tason suhteen ei tyy- • dyttävää kiertovirtausta saavuteta ja olosuhteet, joiden alaisina polttoaine poltetaan, huononevat. Tämä kulma on sopivimmin välillä 25 - 45° ja se voidaan erityisen edullisesti asettaa arvoon 35°.When the angle of inclination of the inclined part is less than 25 10 ° and greater than 60 ° with respect to the horizontal plane, • satisfactory circulating flow is not achieved and the conditions under which the fuel is burned deteriorate. This angle is preferably between 25 and 45 ° and can be set particularly advantageously to 35 °.

30 Kun kaltevan väliseinäosan ulottuma 1 vaakasuorassa suunnassa polttouunin pohjan suhteen on yli 1/2 polttouunin pohjan pituudesta L, kuten kuviosta 18 näkyy, kaltevista väliseinistä poikkeutettu ja polttouunin keskiosaan putoava fluidaatioväliaineen määrä tulee pienemmäksi vai-35 kuttaen siten haitallisesti liikkuvan kerroksen muodostu- 18 94170 miseen polttouunin keskiosassa sekä myös polttouunin keskiosaan syötetyn polttoaineen laskeutumis- ja hajaantumis-tapaan.When the inclination of the inclined partition portion 1 in the horizontal direction with respect to the bottom of the kiln is more than 1/2 of the length L of the kiln bottom, as shown in Fig. 18, the amount of fluidized fluid deviated from the inclined partitions and falling into the center of the kiln becomes smaller, thus adversely affecting the formation of the moving bed. in the central part of the kiln and also in the manner of landing and dispersing of the fuel fed to the central part of the kiln.

Toisaalta tilanteen ollessa kuvion 19 esittämän 5 kaltainen, jolloin kaltevan väliseinän ulottuma 1 polttouunin pohjan suhteen on alle 1/6 polttouunin pohjan pituudesta L, kiertovirran muodostuminen primaarisessa leiju-kerrospolttokammiossa ja erityisesti liikkuvan kerroksen muodostumistapa polttouunin keskiosassa huononee, jolloin 10 polttoaineen seuraamis- ja hajaantumistoimintoon vaikutetaan myös haitallisesti, fluidaatioväliaineen poikkeutetun virtauksen talteenottokammioon tullessa riittämättömäksi.On the other hand, in a situation similar to that shown in Fig. 19, where the inclination of the inclined partition 1 with respect to the furnace bottom 1 is less than 1/6 of the furnace bottom length L, circulating current formation also adversely, when the deflected flow of the fluid medium into the recovery chamber becomes insufficient.

Lämpöenergian talteenottokammion 59 alaosaan ja kaltevan väliseinän 58 takasivulle on asetettu hajotinlai-15 te 62 lämpöenergian talteenottokammiota varten kaasun, kuten ilman, johtamiseksi puhaltimesta 60 syöttöjohdon 61 kautta. Lämpöenergian talteenottokammion 59 osaan, joka on lähellä hajotinlaitteen 62 asetuskohtaa, on muodostettu aukkotila 63, jolloin lämpöenergian talteenottokammioon 59 20 johdettu fluidaatioväliaine saatetaan jatkuvasti tai jaksottaisesti laskeutumaan alas muodostettavan liikkuvan kerroksen mukana käyttötavasta riippuen, minkä jälkeen se kierrätetään uudelleen polttouuniosaan aukkotilan 63 kautta.A diffuser device 15 is provided in the lower part of the heat energy recovery chamber 59 and on the rear side of the inclined partition 58 for the heat energy recovery chamber to conduct gas, such as air, from the fan 60 through the supply line 61. An opening 63 is formed in a portion 63 of the heat recovery chamber 59 near the setting point of the diffuser 62, whereby the fluidizing medium introduced into the heat recovery chamber 59 20 is continuously or intermittently deposited with the moving bed to be formed depending on the mode of use.

25 Kuvio 4 esittää kuvion 3 mukaiseen periaatteeseen perustuvaa sovellutusmuotoa.Figure 4 shows an embodiment based on the principle of Figure 3.

Fluidaatioväliaineen alaslaskeutuvaa määrää lämpö-energian talteenottokammiossa uudelleenkierrätystä varten säädetään lämpöenergian talteenottokammiota varten tarkoi-30 tetun diffuusioilmamäärän ja poltto-osaa varten tarkoitetun fluidaatioilmamäärän välityksellä. Tämä merkitsee sitä, että lämpöenergian talteenottokammioon syötetyn fluidaatioväliaineen määrä (Gl) lisääntyy kuvion 5 esittämällä tavalla hajotinlevystä 52 suihkutetun, erityisesti pääte-35 ilmakammioista 54 ja 56 tulevan fluidaatioilman määrän, 94170 19 jonka tarkoituksena on aiheuttaa fluidaatio poltto-osassa, lisääntyessä. Edelleen, kuten kuviosta 6 näkyy, lämpöenergian talteenottokammioon laskeutuvan fluidaatioväliaineen määrä muuttuu suunnilleen suoraan verrannollisena lämpö-5 energian talteenottokammioon puhalletun diffuusioilmamää-rän muutoksen suhteen, kun tämä muutos on suuruusluokkaa 0 - 1 Gmf, tullen suunnilleen vakioksi, jos lämpöenergian talteenottokammiota varten tarkoitettu diffuusioilman määrä lisääntyy yli 1 Gmf olevaan arvoon. Tämä fluidaatio-10 väliaineen vakiomäärä on miltei sama kuin lämpöenergian talteenottokammioon syötetty fluidaatioväliaineen määrä (Gl) ja siten lämpöenergian talteenottokammiossa laskeutuvan fluidaatioväliaineen määrä tulee arvoa Gl vastaavaan arvoon. Valvomalla sekä poltto-osaa että talteenottokam-15 miota varten tarkoitetun ilman määrää, fluidaatioväliai neen alaslaskeutuvaa määrää lämpöenergian talteenottokammiossa 59 voidaan säätää.The descending amount of the fluidizing medium for recirculation in the thermal energy recovery chamber is controlled by the amount of diffusion air for the thermal energy recovery chamber and the amount of fluidizing air for the combustion section. This means that the amount of fluidizing medium (G1) fed to the thermal energy recovery chamber increases as shown in Figure 5 as the amount of fluidizing air 94470 19 sprayed from the diffuser plate 52, especially from the terminal chambers 54 and 56, increases to cause fluidization in the combustion section. Further, as shown in Fig. 6, the amount of fluidizing medium landing in the heat recovery chamber changes approximately directly proportional to the change in the amount of diffusion air blown into the heat recovery chamber when this change is of the order of 0 to 1 Gmf, becoming approximately constant if the heat recovery to a value greater than 1 Gmf. This constant amount of fluidization medium is almost the same as the amount of fluidization medium (G1) fed to the thermal energy recovery chamber, and thus the amount of fluidization medium descending in the thermal energy recovery chamber becomes a value corresponding to G1. By controlling the amount of air for both the combustion section and the recovery chamber, the descending amount of fluid in the heat recovery chamber 59 can be adjusted.

Fluidaatioväliaineen laskeutumismäärä staattisessa kerroksessa, sen ollessa suuruusluokkaa 0-1 Gmf, johtuu 20 fluidaatioväliaineen painoerosta (leijukerroksen korkeuserosta) lämpöenergian talteenottokammion ja primaarisen leijukerrospolttokammion välillä, ja tämän massavirtauksen ollessa arvoltaan yli 1 Gmf, liikkuvan kerrososan korkeus tulee hieman suuremmaksi tai samaksi kuin staattisessa 25 kerroksessa. Fluidaatioväliaineen uudelleenkierrätystä ' auttaa poikkeutusvirtaus, jonka yhteydessä riittävä määrä fluidaatioväliainetta kulkee kaltevan väliseinän kautta.The settling rate of the fluid medium in the static bed, on the order of 0-1 Gmf, is due to a difference in weight of the fluid medium (fluid bed height difference) between the thermal energy recovery chamber and the primary fluidized bed combustion chamber. Fluid recirculation is aided by a deflection flow in which a sufficient amount of fluid is passed through a sloping septum.

Seuraavassa selostetaan yksityiskohtaisesti leijukerroksen korkeuden ja fluidaatioväliaineen uudelleenkier-30 rätysmäärän (alaslaskeutuva virtaus) välistä suhdetta.The relationship between the height of the fluidized bed and the amount of fluidized bed recirculation (descending flow) is described in detail below.

Tapauksessa, jolloin leijukerroksen pinta on kaltevan väliseinän yläpäätä alempana, kaltevaa väliseinää pitkin ylöspäin liikkuva ilmavirtaus saa suuntansa tämän seinän välityksellä tullen suihkutetuksi kaltevaa väliseinää 35 pitkin leijukerroksesta fluidaatioväliaineen seuraamana.In the case where the surface of the fluidized bed is lower than the upper end of the inclined septum, the upwardly moving air flow along its inclined septum is sprayed along the inclined septum 35 from the fluidized bed followed by the fluidizing medium.

20 9417020 94170

Suihkutettu ilmavirtaus saatetaan erilaiseen tilaan leiju-kerrokseen verrattuna ja vapautetaan fluidaatioväliainees-ta, jolla leijukerros on täytetty, ilmavirtausväylän poik-kileikkausalan laajentuessa äkillisesti, jolloin suihku-5 tettu ilmavirtaus hajaantuu ja sen nopeus vähenee muutamiin metreihin sekunnissa, niin että siitä tulee hidas virtaus, joka poistetaan ylöspäin olevassa suunnassa. Siten suihkutettua ilmavirtausta seuraava fluidaatioväliaine kadottaa liike-energiansa pudoten alas painovoiman vaiku-10 tuksesta, jolloin poistokaasun yhteydessä esiintyy kitkaa ilmavirtauksen mukana kulkevan fluidaatioväliaineen raekoon ollessa liian suuri (noin 1 mm).The sprayed air flow is brought into a different state compared to the fluidized bed and released from the fluidizing fluid with which the fluidized bed is filled, the cross-sectional area of the airflow passage suddenly expanding, dispersing the sprayed airflow and decreasing its velocity to a few meters per second. removed in the upward direction. Thus, the fluidizing medium following the sprayed air flow loses its kinetic energy, falling down under the influence of gravity, whereby friction occurs in the exhaust gas when the grain size of the fluidizing fluid accompanying the air flow is too large (about 1 mm).

Kun leijukerroksen pinta on kaltevan väliseinän yläpäätä ylempänä, väliseinien keräämän fluidaatioväliai-15 neen osa suihkutetaan poikkeutusväliseinää pitkin suuntaan, joka määräytyy samalla tavoin kuin kiertotyyppisen leijukerrospolttouunin yhteydessä, kun taas sanotun väliaineen toinen osa tulee siirretyksi kiehutettuna ylöspäin kuplien rikkoutumisen aiheuttaman äkillisen kiehumisilmiön 20 johdosta raketin tavoin aivan kaltevan väliseinän yläpään yläpuolelle pudoten kaikkialle ympäriinsä. Siten osa flui-daatioväliainetta syötetään suurena määränä väliseinän takasivua, so. lämmön talteenottokammiota kohti.When the surface of the fluidized bed is above the upper end of the inclined bulkhead, a portion of the fluidizing medium collected by the bulkheads is sprayed along the deflection bulkhead in a direction determined in the same manner as a rotary fluidized bed incinerator. above the upper end of the sloping septum, falling all around. Thus, a portion of the fluid medium is fed in a large amount from the back side of the septum, i. per heat recovery chamber.

Siten suihkutetun fluidaatioväliaineen liikesuunta 25 lähestyy pystysuoraa suuntaa pinnan tullessa korkeammalle kaltevan väliseinän yläpään yläpuolelle. Lämpöenergian talteenottokammioon syötetyn fluidaatioväliaineen määrä tulee täten suureksi silloin, kun sanottu pinta on hieman kaltevan väliseinän yläpään yläpuolella.Thus, the direction of movement 25 of the sprayed fluidization medium approaches the vertical direction as the surface becomes higher above the upper end of the inclined septum. The amount of fluidizing medium fed to the heat energy recovery chamber thus becomes large when said surface is slightly above the upper end of the inclined partition.

30 Kuvio 5 esittää kaltevan väliseinän alapuolella sijaitsevassa osassa primaarisessa leijukerrospolttokammi-ossa olevan fluidaatioilman määrän ja lämpöenergian tal-teenottokammion kautta uuudelleenkierrätetyn fluidaatioväliaineen määrän välistä suhdetta.Figure 5 shows the relationship between the amount of fluidizing air in the primary fluidized bed combustion chamber in the portion below the sloping septum and the amount of fluidizing medium recycled through the thermal energy recovery chamber.

35 Esimerkiksi tilan Lx alaisena suoritetun toimenpi teen aikana, jos leijukerroksen korkeus alenee poishankau- 941 70 21 tuneen fluidaatioväliaineen hajaantumisen johdosta, flui-daatioväliaineen uudelleenkierrätysmäärä vähenee äkillisesti esimerkiksi alle 1/10:an aikaisemmasta määrästä eikä lämpöenergiaa voida ottaa talteen. Fluidaatioilman määrä 5 on siis tärkeä ja jos se saatetaan arvoon yli 4 Gmf ja sopivimmin yli 6 Gmf, pysyy suhteen Gj/G,, arvo suurempana kuin 1, jolloin vaadittu ja riittävä määrä uudelleenkier-rätettävää fluidaatioväliainetta voidaan saada käyttöön silloinkin, kun leijukerroksen korkeus muuttuu.35 For example, during an operation under space Lx, if the height of the fluidized bed decreases due to the dispersion of the abrasion fluid, the amount of fluidized medium recycled is suddenly reduced to, for example, less than 1/10 of the previous amount and thermal energy cannot be recovered. Thus, the amount of fluidizing air 5 is important, and if it is set above 4 Gmf and preferably above 6 Gmf, the value of the ratio Gj / G ,, remains greater than 1, so that the required and sufficient amount of recyclable fluidizing medium can be obtained even when the fluidized bed height changes. .

10 Edelleen saattamalla lämpöenergian talteenottokam- mion pohjassa olevasta hajotinlaitteesta suihkutettu ilma-massavirtaus arvoon 0-3 Gmf, tai sopivimmin 0-2 Gmf, ja kaltevan väliseinän alapuolelle asetetusta hajotinle-vystä suihkutetun fluidaatioilman massavirtaus arvoon 4 -15 20 Gmf, tai sopivimmin 6-12 Gmf, eli siis pitämällä aina sanottu massavirtaus suurempana polttokammion puolella kuin lämpöenergian talteenottokammion puolella, lämpöenergian talteenottokammiosta takaisin primaariseen leijuker-rospolttokammioon syötetyn fluidaatioväliaineen määrää 20 voidaan riittävällä tavalla varmistaa.Further, by adjusting the air mass flow sprayed from the diffuser at the bottom of the thermal energy recovery chamber to 0-3 Gmf, or preferably 0-2 Gmf, and the mass flow of fluidized air sprayed from the diffuser plate placed below the inclined septum to 4-15 20 Gmf, or Gmf, i.e. always keeping said mass flow higher on the combustion chamber side than on the thermal energy recovery chamber side, the amount of fluidizing medium 20 fed from the thermal energy recovery chamber back to the primary fluidized bed combustion chamber can be sufficiently ensured.

Lämpöenergian talteenottokammiossa olevaa liikkuvaa kerrosta kutsutaan teoreettisessa mielessä staattiseksi kerrokseksi silloin, kun massavirtauksen suuruus on 0 - 1 Gmf, ja leijukerrokseksi massavirtauksen ollessa yli 1 25 Gmf, ja on yleisesti tunnettua, että määrältään 2 Gmf oleva minimaalinen massavirtaus vaaditaan kiinteän leijukerroksen synnyttämiseksi. Toisaalta kysymyksen ollessa esillä olevan keksinnön mukaisesta liikkuvasta kerroksesta, joka liikkuu ja laskeutuu aina alaspäin, tämä alaslaskeu-30 tuva kerros tulee tyydyttävällä tavalla muodostetuksi, kunnes massavirtaus lisääntyy noin 1,5 - 2 Gmf:ään ilman että liikkuva kerros tuhoutuisi kuplimisilmiön johdosta. Tällöin oletetaan, että fluidaatioväliaineen rakeet laskeutuvat vähitellen alaspäin ja liikkuvat värähtelevällä 35 tavalla, jolloin fluidaatioilma muunnetaan pieniksi ilma-kupliksi, jotka virtaavat yhtenäisesti ylöspäin kohti liikkuvan kerroksen yläosaa.The moving bed in the thermal energy recovery chamber is theoretically called a static layer when the mass flow is 0 to 1 Gmf, and a fluidized bed with a mass flow greater than 1 25 Gmf, and it is well known that a minimum mass flow of 2 Gmf is required for a solid fluidized bed. On the other hand, in the case of a moving bed according to the present invention which always moves and descends downwards, this descending layer is satisfactorily formed until the mass flow increases to about 1.5 to 2 Gmf without the mobile layer being destroyed by the bubbling phenomenon. In this case, it is assumed that the granules of the fluidizing medium gradually settle downwards and move in an oscillating manner, whereby the fluidizing air is converted into small air bubbles which flow uniformly upwards towards the top of the moving bed.

22 94170 Lämpöenergian talteenottokammion 59 sisään on asetettu lämpöä johtavat johdot 65, joiden kautta juokseva lämpönieluväliaine, kuten höyry tai vesi jne., kulkee, jolloin lämpöenergia otetaan talteen fluidaatioväliainees-5 ta aiheuttamalla lämmönsiirto lämpöenergian talteenotto-kammiossa alaspäin siirtyvän fluidaatioväliaineen kanssa. Lämpöenergian talteenotto-osan lämmönjohtavuuskerroin vaihtelee suuresti, kuten kuviosta 8 näkyy, diffuusioil-mamäärän muuttuessa lämpöenergian talteenottokammiossa 10 välillä 0-2 Gmf.22 94170 Inside the heat energy recovery chamber 59, thermally conductive lines 65 are inserted, through which a flowing heat sink medium, such as steam or water, etc., passes, whereby heat energy is recovered from the fluidization medium 5 by causing heat transfer in the heat energy recovery chamber. The thermal conductivity coefficient of the thermal energy recovery section varies greatly, as shown in Fig. 8, as the amount of diffusion air in the thermal energy recovery chamber 10 varies between 0 and 2 Gmf.

Seuraavassa selostetaan lämpöenergian taltteenotto-kammiossa muodostuvan liikkuvan kerroksen aiheuttamia kuormituksesta riippuvia ominaisuuksia.The load-dependent properties caused by the moving layer formed in the thermal energy recovery chamber are described below.

Kokonaislämmönjohtavuuskertoimen ja fluidaatiomas-15 savirtauksen välinen suhde on esitetty kuviossa 7. Massa-virtauksen arvon ollessa välillä 0-1 Gmf lisäys lämmön-johtavuuskerroksessa on pieni, sen äkkiä kasvaessa, kun massavirtaus ylittää arvon 1 Gmf. Menetelmänä leijukerros-keittimen toiminnan muuttamista varten edellä mainittua 20 ilmiötä käyttäen on DOE-raportissa, 6021 (2), 655 - 633 (1985) selostettu "siipipanelityyppi", jolloin fluidaatio-massavirtauksen muutokseen reagoivan lämmönjohtavuusker-toimen todetaan oleva epäherkkä (staattinen kerros) tai yliherkkä (leijukerros).The relationship between the total thermal conductivity coefficient and the fluid flow of the fluidizing mass-15 is shown in Figure 7. With a mass flow value between 0 and 1 Gmf, the increase in the thermal conductivity layer is small, increasing abruptly when the mass flow exceeds 1 Gmf. As a method for changing the operation of a fluidized bed digester using the above 20 phenomena, DOE Report, 6021 (2), 655-633 (1985) describes a "wing panel type" in which the thermal conductivity coefficient responsive to a change in fluidized mass flow is found to be insensitive (static layer) or hypersensitive (fluidized bed).

25 Eräitä ulkomaisia patenttijulkaisuja tarkasteltaes sa voidaan löytää useita tapauksia, jotka näyttävät olevan esillä olevan teknologian kaltaisia siinä suhteessa, että polttokammio ja lämpöenergian talteenottokammio on asetettu erilleen toisistaan; kuitenkin kaikki tässä yhteydessä 30 selostetut väliseinät on asetettu pystysuoriksi, lämpö-energian talteenottokammiossa olevan fluidaatioväliaineen ollessa muutettavissa staattiseksi kerrokseksi ja leiju-kerrokseksi, sen ollessa staattisena kerroksena talteenotetun lämpöenergiamäärän ollessa pieni ja leijukerroksena 35 talteenotetun lämpöenergian määrän ollessa suuri, jolloin 23 941 70 väliaine puhalletaan ylöspäin sen alaosasta. Tämä johtuu siitä, että on vaikeaa saada aikaan poikkeutettu virtaus pystysuoran väliseinän yhteydessä siihen tapaukseen verrattuna, jossa väliseinä on kalteva. Pystysuoran välisei-5 nän yhteydessä on siten välttämätöntä, että fluidaatiovä-liainetta järjestetään fluidisoidussa tilassa (joka on veden kaltainen) sekä poltto- että lämpöenergian talteen-ottokammioon, jolloin fluidaatioväliaine saatetaan virtaamaan näiden molempien kammioiden välillä.25 Looking at some foreign patents, a number of cases can be found which appear to be similar to the present technology in that the combustion chamber and the thermal energy recovery chamber are spaced apart; however, all of the partitions described herein are arranged vertically, with the fluidizing medium in the thermal energy recovery chamber being convertible to a static layer and a fluidized bed, having a small amount of thermal energy recovered as a static layer, and up to a large amount of recovered at the bottom. This is because it is difficult to obtain a deflected flow in connection with a vertical partition as compared with the case where the partition is inclined. In the case of a vertical partition, it is thus necessary for the fluidizing medium to be arranged in a fluidized state (which is similar to water) in both the combustion and heat energy recovery chambers, whereby the fluidizing fluid is made to flow between the two chambers.

10 Kokonaislämmönjohtavuuskertoimen ja fluidaatiota varten tarkoitetun massavirtauksen välinen suhde on esitetty kuviossa 8. Kuten kuviosta 8 näkyy, tämä suhde muuttuu lähes suoraviivaisesti ja siten talteenotetun lämpö-energian määrää ja primaarisen leijukerrospolttokammion 15 lämpötilaa voidaan vaihtoehtoisesti valvoa. Lisäksi tällainen valvonta voidaan suorittaa helposti ja yksinkertaisesti säätämällä diffuusioilman määrää lämpöenergian tal-teenottokammiossa.The relationship between the total thermal conductivity coefficient and the mass flow for fluidization is shown in Figure 8. As shown in Figure 8, this ratio changes almost linearly and thus the amount of thermal energy recovered and the temperature of the primary fluidized bed combustion chamber 15 can alternatively be monitored. In addition, such monitoring can be performed easily and simply by adjusting the amount of diffusion air in the heat energy recovery chamber.

On myös sanottu, että lämpöä johtavien johtojen 20 hankautumisnopeus leijukerroksessa on suoraan verrannollinen fluidaatiota varten tarkoitetun massavirtauksen kolmanteen potenssiin, tämän suhteen ollessa esitettynä kuviossa 9. Siten lämpöä johtavien johtojen hankautumisongelma voidaan ratkaista säätämällä lämpöenergian talteenottokam-. 25 miossa olevaan liikkuvaan kerrokseen puhalletun diffuusio- ilman määrä arvoon 0-3 Gmf, tai sopivimmin 0-2 Gmf.It is also said that the abrasion rate of the thermally conductive lines 20 in the fluidized bed is directly proportional to the third power of the mass flow for fluidization, as shown in Figure 9. Thus, the abrasion problem of the thermally conductive lines can be solved by adjusting the thermal energy recovery chamber. The amount of diffusion air blown into the moving bed in the die is 0-3 Gmf, or preferably 0-2 Gmf.

Talteenotetun lämpöenergian määrän säätämiseksi säädetään uudelleenkierrätetyn fluidaatioväliaineen määrää, kuten edellä on selostettu, säätämällä myös samalla 30 lämmönjohtavuuskerrointa. Tällöin, jos fluidaatiokaasun määrä primaarista leijukerrospolttouunia varten tarkoitetuissa ilmakammioissa 54 ja 56 pidetään vakiona ja diffuu-sioilman määrää lämpöenergian talteenottokammiossa lisätään, uudelleenkierrätetyn fluidaatioväliaineen määrä li-35 sääntyy kuten myös samanaikaisesti lämmönjohtavuuskerroin, i 24 94170 jolloin talteenotetun lämpöenergian määrä kasvaa suuresti näiden kummankin tekijän yhteisvaikutuksen ansiosta. Lei-jukerroksessa olevan fluidaatioväliaineen kannalta katsottuna edellä oleva vastaa sitä vaikutusta, joka saavutetaan 5 estämällä fluidaatioväliaineen lämpötilan nouseminen ennalta määrätyn lämpötilan yläpuolelle.To control the amount of recovered thermal energy, the amount of recycled fluidization medium is adjusted, as described above, while also adjusting the thermal conductivity factor. In this case, if the amount of fluidizing gas in the air chambers 54 and 56 for the primary fluidized bed incinerator is kept constant and the amount of diffusion air in the thermal energy recovery chamber is increased, the amount of recycled fluidization medium . From the point of view of the fluidizing medium in the fluidized bed, the above corresponds to the effect obtained by preventing the temperature of the fluidizing medium from rising above a predetermined temperature.

Diffuusiokaasun johtamista varten lämpöenergian talteenottokammioon 59 voidaan käyttää useita eri laitteita, jotka kuitenkin asetetaan yleensä siten, että ne ovat 10 kaltevassa asennossa kaltevan väliseinän takasivua pitkin (joka on lämpöenergian talteenottokammiota vastassa) lämpöenergian talteenottokammion tehokasta käyttämistä varten.A variety of devices can be used to introduce the diffusion gas into the heat recovery chamber 59, but are generally positioned so as to be in an inclined position along the rear side of the sloping septum (opposite the heat recovery chamber) for efficient use of the heat recovery chamber.

Hajotinlaitteessa olevat aukkotilat diffuusioilman 15 syöttämiseksi tehdään myös pienemmiksi niiden sijainnin lähestyessä hajotinlaitteen kärkipäätä (kerroskorkeuden vähentyessä), jolloin diffuusioilman suihkuttaminen suurina määrinä kärkipääteosassa tulee estetyksi.The openings in the diffuser for supplying diffusion air 15 are also made smaller as their position approaches the tip end of the diffuser (as the bed height decreases), whereby the spraying of large amounts of diffusion air in the tip end part is prevented.

Aukkotilojen vastaavat koot määritetään sopivimmin 20 siten, että suunnilleen yhtenäinen diffuusiomäärä suihkutetaan hajotinlaitteen 52 koko pituudelta, tämän diffuu-sioilmamäärän ollessa 2 Gmf. Tämä merkitsee sitä, että edelläolevien ehtojen ollessa täytettyinä on mahdollista saavuttaa kaikkien lämpöenergian talteenottokammiossa ole-25 vien lämpöä johtavien pintojen avulla talteenotetun lämpö-energian maksimimäärä, ja näiden lämpöä johtavien pintojen hankautumisnopeus voidaan pitää pienenä kaikissa pinnoissa.The corresponding sizes of the orifices are preferably determined so that an approximately uniform amount of diffusion is sprayed over the entire length of the diffuser device 52, this amount of diffusion air being 2 Gmf. This means that when the above conditions are met, it is possible to achieve the maximum amount of thermal energy recovered by all the thermally conductive surfaces in the thermal energy recovery chamber, and the abrasion rate of these thermally conductive surfaces can be kept low on all surfaces.

Kuviossa 4 numerolla 66 merkitty palavien materiaa-30 lien syöttölaite polttouunin 51 ja 67 yläosassa käsittää höyryrummun, joka muodostaa kierrätysväylän (ei näy) yhdessä lämpöenergian talteenottokammioissa 59 olevien lämpöä johtavien johtojen 65 kanssa. Numerolla 69 on merkitty palamattomien aineiden poistoväyliä, jotka on liitetty 35 polttouunin 51 pohjassa olevan ilmahajotinlevyn 52 vastak- 94170 25 kaisille päätesivuille, numeron 70 merkitessä ruuveilla 71 varustettua ruuvikuljetinta, kummankin ruuvin 71 sisältäessä toistensa suhteen vastakkaisen kierreviivan. Palavien materiaalien syöttölaitteen sijainti ei ole käytännössä 5 rajoittunut keittimen yläosaan, vaan se voidaan asettaa myös keittimen sivulle levittimenä 66' kivihiilen jne. syöttämiseksi sen kautta.In Fig. 4, the combustible material feeder 66 at the top of the incinerator 51 and 67 comprises a steam drum which forms a recirculation passage (not shown) together with the heat conducting lines 65 in the heat energy recovery chambers 59. Numeral 69 denotes non-combustible exhaust passages connected to opposite ends of the air diffuser plate 52 at the bottom of the incinerator 51, and numeral 70 denotes a screw conveyor with screws 71, each screw 71 having a helical line opposite each other. The location of the combustible material feeder is practically not limited to the top of the digester, but can also be placed on the side of the digester as a spreader 66 'for feeding coal, etc. through it.

Palavien materiaalien syöttölaitteen 66 tai 66’ kautta syötetyt palavat materiaalit F kierrätetään ja polio tetaan fluidaatiovällaineessa, joka kiertää fluidaatio- ilman aiheuttaman kiertovirran vaikutuksesta. Tällöin ylä-keskiosassa ilmakammion 55 päällä oleva fluidaatioväli-aine ei seuraa sen voimakasta ylösalasliikettä, vaan muodostaa alaslaskeutuvan liikkuvan kerroksen, joka on hei-15 kossa fluidaatiotilassa. Tämä liikkuva kerros on kapea yläosassaan ja sen takapäät ulottuvat vastakkaisiin suuntiin vastakkaisissa sivupäissä olevien ilmakammioiden 54 ja 56 yläpuolella sijaitsevien osien saavuttamiseksi, jolloin se joutuu molemmista ilmakammioista suihkutetun flui-20 daatioilman suuremman massavirtauksen alaiseksi ja puhalletuksi ylöspäin. Siten kummankin takapään osa siirtyy ja aivan ilmakammion 55 yläpuolella oleva kerros laskeutuu alaspäin painovoiman alaisena. Fluidaatioväliainetta kerääntyy tämän kerroksen yläpuolelle saatuaan lisämateriaa-l 25 lia leijukerroksesta myöhemmin selostettavalla tavalla, ilmakammion 55 yläpuolella olevan fluidaatioväliaineen muodostaessa asteittaisesti ja jatkuvasti alaslaskeutuvan liikkuvan kerroksen edellä mainittujen toimenpiteiden toistamisen yhteydessä.The combustible materials F fed through the combustible material feeder 66 or 66 'are recycled and polished in a fluidizing medium which circulates under the influence of the circulating current caused by the fluidizing air. In this case, the fluidizing medium on the air chamber 55 in the upper central part does not follow its strong upward movement, but forms a descending moving layer which is in a weak fluidization state. This movable layer is narrow at its top and its rear ends extend in opposite directions to reach the portions above the air chambers 54 and 56 at opposite side ends, subjecting it to a higher mass flow of fluidized air sprayed from both air chambers and blown upwards. Thus, a portion of each rear end moves and the layer just above the air chamber 55 descends under gravity. Fluidization medium accumulates above this layer after receiving additional material from the fluidized bed, as will be described later, with the fluidization medium above the air chamber 55 forming a gradually and continuously descending moving layer upon repeating the above procedures.

30 Ilmakammioiden 54 ja 56 yläpuolelle siirtynyt flui- daatioväliaine puhalletaan ylöspäin, poikkeutetaan ja pyörteitetään kaltevien väliseinien 58 avulla virtaamaan polttouunin 51 keskiosaa kohti, sen pudotessa keskellä olevan liikkuvan kerroksen päälle, minkä jälkeen se taas 35 kierrätetään edellä selostetulla tavalla, fluidaatioväli- 94170 26 aineen osan tullessa johdetuksi lämpöenergian talteenotto-kammioihin 59 kaltevien väliseinien yläosien yli. Kun fluidaatioväliaineen laskeutumisnopeus lämpöenergian tal-teenottokammiossa 59 on pieni, muodostuu lepokulma flui-5 daatioväliainetta varten lämpöenergian talteenottokammion yläosassa, ylimääräisen fluidaatioväliaineen pudotessa kaltevan väliseinän yläosasta primaariseen leijukerros-polttokammioon.The fluidizing fluid transferred above the air chambers 54 and 56 is blown upward, deflected and swirled by the inclined partitions 58 to flow towards the center of the incinerator 51 as it falls onto the central moving bed, after which it is recirculated as described above. as it is conducted to the thermal energy recovery chambers 59 over the tops of the inclined partitions. When the settling rate of the fluidization medium in the thermal energy recovery chamber 59 is low, a resting angle is formed for the fluid-5 storage medium at the top of the thermal energy recovery chamber, with excess fluid medium falling from the top of the sloping septum to the primary fluidized bed combustion.

Lämpöenergian talteenottokammioon 59 syötetty flui-10 daatioväliaine muodostaa asteittaisesti laskeutuvan liikkuvan kerroksen hajotinlaitteesta 62 suihkutetun kaasun ansiosta, ja se palautetaan primaariseen leijukerrospolt-tokammioon aukko-osasta 63 sen jälkeen kun lämmönsiirto on suoritettu yhdessä lämpöä johtavien johtojen kanssa.The flu-10 data medium fed to the heat energy recovery chamber 59 forms a gradually descending moving bed due to the gas sprayed from the diffuser 62 and is returned to the primary fluidized bed combustion chamber from the orifice portion 63 after heat transfer together with the heat conducting lines.

15 Hajotinlaitteesta 62 lämpöenergian talteenottokam- miossa 59 syötetyn diffuusioilman massavirtaus valitaan arvoltaan välille 0-3 Gmf tai sopivimmin 0-2 Gmf.The mass flow of diffusion air supplied from the diffuser device 62 to the thermal energy recovery chamber 59 is selected to be in the range of 0-3 Gmf or preferably 0-2 Gmf.

Syynä edelläolevaan on se, että, kuten kuviosta 8 näkyy, lämmönjohtavuuskerroin vaihtelee minimistä maksi-20 miin arvon 2 Gmf alapuolella ja hankautumisnopeutta voidaan valvoa, kuten kuviosta 9 näkyy, pienellä vaihtelualu-eella.The reason for the above is that, as shown in Fig. 8, the thermal conductivity coefficient varies from a minimum to a maximum of 20 g below 2 Gmf, and the abrasion rate can be controlled, as shown in Fig. 9, with a small range.

Lisäksi lämpöenergian talteenottokammio on primaarisen leijukerrospolttokammion voimakkaasti syövyttävän 25 vyöhykkeen ulkopuolella pelkistävien ilmakehien alaisena, ja siten lämpöä johtavat johdot 65 ovat vähäisemmän syöpy-misen kohteina tavanomaisiin johtoihin verrattuina, lämpöä johtavien johtojen 65 hankautumisasteen ollessa sangen pieni, koska fluidaationopeus tässä osassa on edellä se-30 lostetun mukaisesti vähäinen. Ilmavirtauksen nopeus flui-daatioilman massavirtauksella 0-2 Gmf on sangen alhainen, esimerkiksi 0 - 0,4 m/s (pintanopeus) lämpötilassa 800 °C, sen riippuessa käytännössä fluidaatioväliaineen lämpötilasta ja raekoosta.In addition, the heat recovery chamber is subjected to reducing atmospheres outside the highly corrosive zone 25 of the primary fluidized bed combustion chamber, and thus the heat conducting wires 65 are subject to less corrosion than the conventional wires. in accordance with the minor. The air flow rate at a fluid flow mass flow of 0-2 Gmf is quite low, for example 0-0.4 m / s (surface velocity) at 800 ° C, depending in practice on the temperature and grain size of the fluidization medium.

Il au i 111> I I ! »I IIl au i 111> I I! »I I

94170 2794170 27

Kun palaviin materiaaleihin sekoitetaan palamattomia aineita, joiden koko on fluidaatioväliaineen raekokoa suurempi, polttojätteet poistetaan yhdessä fluidaatioväliaineen osan kanssa polttouunin pohjalle asetetun ruuvikul-5 jettimen 70 välityksellä.When non-combustible materials larger than the grain size of the fluidizing medium are mixed with the combustible materials, the combustion waste is removed together with a portion of the fluidizing medium by means of a screw conveyor 70 placed on the bottom of the incinerator.

Lämmönjohtumisen suhteen lämpöenergian talteenotto-kammiossa 59 sen lämmönjohtumisen lisäksi, joka tapahtuu fluidaatioväliaineen ja lämpöä johtavien johtojen 65 välisen suoran kosketuksen ansiosta, esiintyy toinen lämmön-10 johtumismuoto, jonka yhteydessä käytetään lämpöä johtavana väliaineena toimivaa ylöspäin liikkuvaa kaasua, joka nousee ylöspäin epäsäännöllisin värähtelyin fluidaatioväliaineen liikkuessa. Jälkimmäisessä tapauksessa mitään huomattavampaa rajakerrosta ei esiinny lämmönjohtavuutta estävi-15 en kiinteiden ainesosien välillä toisin kuin tavanomaisen lämmönjohtavuuskosketuksen esiintyessä kaasun ja kiinteiden ainesosien välillä, fluidaatioväliaineen tullessa hyvin sekoitetuksi, jolloin fluidaatioväliaineen rakeiden sisällä tapahtuva lämmönjohtuminen voi olla mitätön. Tätä 20 tosiasiaa ei sovi jättää ottamatta huomioon väliaineen pysyessä paikoillaan, jolloin sangen hyvät lämmönjohta-vuusominaisuudet voidaan saavuttaa. Siten esillä olevan keksinnön lämpöenergian talteenottokammiossa on mahdollista saavuttaa suuri lämmönjohtavuuskerroin, joka on lähes . 25 kymmenkertainen tavanomaisessa polttokaasukeittimessä saa- • vutettuun lämmönjohtavuuskertoimeen verrattuna.With respect to heat conduction, in addition to the heat conduction due to direct contact between the fluidizing medium and the heat conducting lines 65, there is another form of heat conduction in the heat energy recovery chamber 59 using an upwardly moving gas acting as a heat conducting medium with ascending fluid oscillation. In the latter case, there is no significant boundary layer between the non-thermally conductive solids, unlike conventional thermal conductivity contact between the gas and the solids, with the fluidizing medium becoming well mixed, whereby thermal conduction within the fluidization granules may be limited. These 20 facts should not be disregarded while the medium remains in place, whereby quite good thermal conductivity properties can be achieved. Thus, in the thermal energy recovery chamber of the present invention, it is possible to achieve a high thermal conductivity coefficient of almost. 25 times the thermal conductivity • achieved in a conventional flue gas cooker.

Kuten edellä on selostettu, fluidaatioväliaineen ja lämpöä johtavien pintojen välillä tapahtuva lämmönjohtu-misilmiö on suuressa määrin riippuvainen fluidaation voi-30 makkuudesta tai heikkoudesta, jolloin uudelleenkierrätetyn fluidaatioväliaineen määrää voidaan valvoa säätämällä ha-jotinlaitteesta 62 syötetyn kaasun määrää. Asettamalla myös lämpöenergian talteenottokammio 59 siten, että sen liikkuva kerros on riippumaton primaarisesta polttokammi-35 osta polttouunin sisällä, on mahdollista valmistaa tiivis- 4 « 28 94170 rakenteinen lämpöenergian talteenottolaite, jonka hyötysuhde on suuri ja jonka leijukerrosta voidaan helposti valvoa.As described above, the heat conduction phenomenon between the fluidizing medium and the thermally conductive surfaces is highly dependent on the strength or weakness of the fluidization, so that the amount of recycled fluidizing medium can be controlled by adjusting the amount of gas fed from the diffuser 62. By also placing the thermal energy recovery chamber 59 so that its movable layer is independent of the primary combustion chamber 35 inside the incinerator, it is possible to manufacture a compact thermal energy recovery device having a high efficiency and a fluidized bed that can be easily monitored.

Polttonopeudeltaan hitaita palavia materiaaleja, 5 kuten kivihiiltä tai öljykoksia, polttoaineenaan käyttävässä keittimessä on mahdotonta useimmissa tapauksissa muuttaa nopeasti höyrystymismäärää muuten kuin muuttamalla sitä vain polttonopeutta vastaavalla tavalla. Kuplivassa keittimessä tilanne tulee vielä huonommaksi edellä mainit-10 tuun keittimeen verrattuna, koska lämpöenergia otetaan tällöin talteen leijukerroksen lämpötilan perusteella.In a digester using slow-burning combustible materials, such as coal or petroleum coke, it is impossible in most cases to rapidly change the amount of evaporation other than by changing it only in a manner corresponding to the burning rate. In a bubbling digester, the situation becomes even worse compared to the above-mentioned digester, because the thermal energy is then recovered on the basis of the temperature of the fluidized bed.

Esillä olevan keksinnön yhteydessä lämmönjohtumis-määrää muutetaan äkillisesti useiden ajanjaksojen ja fraktioiden välillä muuttamalla diffuusioilman määrää lämpö-15 energian talteenottokammiossa. Siten muutos leijukerrok-seen syötetyn lämpöenergian määrässä palavien materiaalien syöttömäärän muutoksen perusteella on riippuvainen poltto-nopeudesta ja aiheuttaa aikaviiveen; kuitenkin keksinnön mukaisessa lämpöenergian talteenottokammiossa tapahtuvan 20 lämpöenergian talteenottomäärää voidaan nopeasti vaihdella muuttamalla diffuusioilman määrää tässä lämpöenergian talteenottokammiossa sekä reagointieroa lämmön syötön ja talteenoton välillä voidaan vaimentaa väliaikaisena muutoksena fluidaatioväliaineen lämpötilassa leijukerroksen muo-... 25 dostaman fluidaatioväliaineen lämpönieluherkkyyskapasitee- * tin ansiosta. Siten lämpöenergiaa voidaan käyttää sitä tuhlaamatta ja hyvillä reagointiominaisuuksilla varustettu höyrymäärän säätö voidaan saavuttaa, mikä ei ole ollut mahdollista esimerkiksi kivihiiltä polttavan tavanomaisen 30 keittimen yhteydessä.In the context of the present invention, the amount of heat conduction is abruptly changed between several time periods and fractions by changing the amount of diffusion air in the heat energy recovery chamber. Thus, the change in the amount of thermal energy supplied to the fluidized bed based on the change in the amount of combustible materials fed depends on the burning rate and causes a time delay; however, the amount of thermal energy recovery in the thermal energy recovery chamber of the invention can be rapidly varied by varying the amount of diffusion air in this thermal energy recovery chamber and the reaction difference between heat input and recovery can be attenuated as a temporary change in fluidity Thus, thermal energy can be used without wasting it, and control of the amount of steam with good reaction properties can be achieved, which has not been possible, for example, with a conventional coal burner.

Palamattomien materiaalien poistoaukkojen 69 si-" jainti, joka on esitetty esimerkiksi piirustuksessa, mää ritetään sopivimmin aukkotilojen 63 lähellä oleviin kohtiin ja ilmahajotinlevyn vastakkaisiin sivupäihin poltto-35 uunissa 51, jolloin tämä sijainti ei ole kuitenkaan rajoittunut edellä mainittuun ratkaisuun.The location of the non-combustible material outlets 69, shown, for example, in the drawing, is preferably determined at locations close to the orifices 63 and at opposite sides of the air diffuser plate in the kiln 51, however, this location is not limited to the above solution.

ia ib > mi »i i m i 94170 29ia ib> mi »i i m i 94170 29

Kuvio 4 esittää muodoltaan harjainaista ilmahajotin-levyä 52; kuitenkin jos ilmakammioista 54 ja 56 suihkutetun fluidaatioilman määrä asetetaan suuremmaksi kuin 4 Gmf, kiertovirtaus muodostuu primaariseen leijukerrospolt-5 tokammioon kaltevien väliseinien vaikutuksesta, ja siten ilmahajotinlevy 52 voidaan tehdä vaakasuorana levynä palavia materiaaleja, kuten hieman palamattomia ainesosia sisältävää kivihiiltä poltettaessa. Tällöin voidaan myös palamattomien aineiden poistoaukko jättää pois.Figure 4 shows a brushed air diffuser plate 52 in shape; however, if the amount of fluidized air sprayed from the air chambers 54 and 56 is set greater than 4 Gmf, the circulating flow is generated by the sloping partitions in the primary fluidized bed combustor 5, and thus the air diffuser plate 52 can be made as a horizontal plate when burning combustible materials such as slightly non-combustible stones. In this case, the outlet for non-combustible substances can also be omitted.

10 Kuten edellä on selostettu, esillä olevan keksinnön mukaisen leijukerroskeittimen kyky ottaa talteen lämpö-energiaa on sangen ylivoimainen. Seuraavassa selostetaan menetelmää tämän esillä olevan keksinnön keittimen toiminnan valvomista varten.As described above, the ability of the fluidized bed digester of the present invention to recover thermal energy is quite superior. The following describes a method for monitoring the operation of the cooker of the present invention.

15 Esillä olevan keksinnön yhteydessä lämpöenergian talteenottokammiosta talteen otetun lämpöenergian määrää valvotaan tätä talteenotettua lämpöenergiaa käyttävän asiakkaan vaatimusten mukaisesti säätämällä hajotinlaitteesta lämpöenergian talteenottokammioon suihkutetun kaasun mää-20 rää. Myös lämpötilaa primaarisessa leijukerrospolttokammi-ossa säädetään valvomalla polttoaineen syöttömäärää sanotun primaarisessa leijukerrospolttokammiossa esiintyvän lämpötilan tai höyrynpaineen perusteella, ja lisäksi esillä olevan keksinnön mukaisessa keittimessä voidaan lämmön-25 johtavuuskerrointa vaihtoehtoisesti säätää ja esillä olevan keksinnön mukaisesti talteenotetun lämpötilan määrän vaihtelua vaimentaa fluidaatioväliaineen havaitun lämpö-muutoksen perusteella, jolloin keitin voidaan säätää heti käyttäjän vaatimusten mukaisesti ja sitä voidaan käyttää 30 kiinteissä olosuhteissa.In the context of the present invention, the amount of thermal energy recovered from the thermal energy recovery chamber is controlled according to the requirements of the customer using this recovered thermal energy by adjusting the amount of gas injected from the diffuser device into the thermal energy recovery chamber. Also, the temperature in the primary fluidized bed combustion chamber is controlled by controlling the fuel supply based on the temperature or vapor pressure in said primary fluidized bed combustion chamber, and in addition whereby the kettle can be adjusted immediately according to the user's requirements and can be used under 30 fixed conditions.

Kuvioon 4 viitaten, jos esimerkiksi lämpöä johtavista johdoista 65 saadun höyryn lämpötila on riittämätön, diffuusioilman säätöventtiiliä 93 säädetään avaussuunnas-saan venttiilin 93 säätimen 92 välityksellä höyrynpoisto-35 johdossa 90 olevan lämpöilmaisimen 91 havaitseman lämpö- t 30 94170 tilan perusteella suihkutetun diffuusioilmamäärän lisäämiseksi, jolloin talteenotetun lämpöenergian määrä lisääntyy ja höyryn lämpötila nousee käyttäjän vaatimaan arvoon asti.Referring to Fig. 4, if, for example, the temperature of the steam from the thermally conductive lines 65 is insufficient, the diffusion air control valve 93 is controlled in its opening direction by the valve 92 the amount of thermal energy increases and the steam temperature rises to the value required by the user.

5 Primaarisen leijukerrospolttokammion lämpötilaa valvotaan tietyissä rajoissa säätämällä siihen syötetyn polttoaineen syöttömäärää ja/tai ilmakammioihin 54, 55 ja 56 syötetyn ilman määrää lämpöilmaisimen 94 havaitseman leijukerroksen lämpötilan perusteella.The temperature of the primary fluidized bed combustion chamber is controlled within certain limits by adjusting the amount of fuel supplied to it and / or the amount of air supplied to the air chambers 54, 55 and 56 based on the temperature of the fluidized bed detected by the heat detector 94.

10 On olemassa myös toinen menetelmä, jossa primaari seen leijukerroskammioon syötetyn polttoaineen määrää valvotaan painesignaalin avulla, esimerkiksi tapauksessa, jolloin vaadittu höyryn määrä vaihtelee käyttäjän toimesta tehdyn kuormitusvaihtelun johdosta, koska höyrynpaine on 15 kaikkein nopeimmin muuttuva tekijä vaadittuun muutokseen reagoimista ajatellen.There is also another method in which the amount of fuel fed to the primary fluidized bed chamber is controlled by a pressure signal, for example where the required amount of steam varies due to user variation, as vapor pressure is the fastest variable in response to the required change.

Nämä reagointiominaisuudet on esitetty kuvioissa 10 ja 11, joissa höyryn virtausnopeus muuttuu + 30 % asteittain välillä 70 - 100 %.These reaction properties are shown in Figures 10 and 11, where the steam flow rate changes by + 30% gradually between 70 and 100%.

20 Kuvio 10 esittää koetuloksia, jotka on saatu pitä mällä hajotinlaitteesta lämpöenergian talteenottokerrok-sessa saatu ilmamäärä vakiosuuruisena höyryn virtausnopeuden vaihdellessa asteittain + 30 %, kuvion 11 esittäessä koetuloksia, jotka on saatu tapauksessa, jossa diffuusio-25 ilman määrää säädetään reaktiona höyryn virtausnopeuden * + 30 % asteittaiseen muutokseen. Vertaamalla keskenään näitä kahta tapausta on havaittu, että leijukerroksen lämpötila ja höyryn virtausnopeus rajoittuvat ennalta määrättyihin arvoihin lyhyen ajan kuluessa, vaihtelualueen ol-30 lessa myös pieni tapauksessa (kuvio 11), jossa diffuusio-. ilman määrää säädetään esillä olevan keksinnön mukaisesti höyryn virtausnopeuden muutoksen perusteella, kuviossa 10 esitettyyn tavanomaisen menetelmän yhteydessä saatuihin tuloksiin verrattuna.Fig. 10 shows test results obtained by keeping the amount of air obtained from the diffuser in the thermal energy recovery layer constant with a constant variation of the steam flow rate of + 30%, Fig. 11 shows experimental results obtained in the case where the amount of diffusion air is adjusted in response to a steam flow rate of 30%. % to gradual change. Comparing the two cases, it has been found that the fluidized bed temperature and the steam flow rate are limited to predetermined values over a short period of time, with the range also being small in the case (Figure 11), where the diffusion. the amount of air is adjusted according to the present invention on the basis of the change in the steam flow rate, as compared with the results obtained in connection with the conventional method shown in Fig. 10.

il i>ä . 111. i i i =1 « 94170 31il i> ä. 111. i i i = 1 «94170 31

Leijukerroksen lämpötilan vaihtelualue oli suunnilleen ± 12 °C ja höyrynpaineen vaihtelualue noin alle ± 0,3 kg/cm2 (0,029 MPa) tapauksessa, jossa säätö suoritettiin esillä olevan keksinnön mukaisesti kuviossa 11 näkyvällä 5 tavalla.The temperature range of the fluidized bed was approximately ± 12 ° C and the range of vapor pressure was less than about ± 0.3 kg / cm 2 (0.029 MPa) in the case where the adjustment was performed according to the present invention as shown in Fig. 11.

Kuvio 12 esittää myös reagoimisominaisuuksia tapauksessa, jossa höyryn virtausnopeutta muutetaan yhtäkkiä -60 %, jolloin lämpöenergian talteenottokammiossa olevan diffuusioilman määrää säädetään edellä mainitun muutoksen 10 perusteella esillä olevan keksinnön mukaisesti. Tässä tapauksessa on myös havaittu, että leijukerroksen lämpötila on miltei vakiosuuruinen ja höyrynpaineen vaihtelualue pieni.Fig. 12 also shows the reaction characteristics in the case where the steam flow rate is suddenly changed by -60%, whereby the amount of diffusion air in the heat energy recovery chamber is adjusted based on the above-mentioned change 10 according to the present invention. In this case, it has also been found that the temperature of the fluidized bed is almost constant and the range of the vapor pressure is small.

Seuraavassa selostetaan eräs toinen esillä olevan 15 keksinnön mukainen sovellutusmuoto. Kuvion 13 esittämä sovellutusmuoto vastaa tapausta, jossa esillä olevaa keksintöä sovelletaan kuvion 1 mukaiseen, yhden ainoan kiertävän leijukerroksen sisältävään polttouuniin, viitenume-roiden ollessa samoja kuin kuviossa 3 käytetyt numerot 20 merkitykseltään ja toiminnoiltaan.Another embodiment of the present invention will be described below. The embodiment shown in Fig. 13 corresponds to the case where the present invention is applied to the incinerator with a single rotating fluidized bed according to Fig. 1, the reference numerals being the same as the numbers 20 used in Fig. 3 in meaning and function.

Kuvio 14 esittää sovellutusmuotoa, jota käytetään kooltaan suurta keitintä vaadittaessa. Kuvion 14 mukaisessa sovellutusmuodossa on yhdistetty keskenään kaksi kuvion 4 esittämää sisäisellä uudelleenkierrätyksellä varustettua 25 leijukerroskeitintä.Figure 14 shows an embodiment used when a large size cooker is required. In the embodiment according to Fig. 14, two fluidized bed digesters 25 with internal recirculation shown in Fig. 4 are interconnected.

Kuten kuvioista 4 ja 14 näkyy, toiminta suoritetaan vaikeuksitta syöttämällä polttoaineita kattoon muodostetun syöttöaukon kautta. Kiinteitä polttoaineita, kuten raekooltaan alle useita senttimetrejä olevaa kivihiiltä, pol-30 tettaessa on suotavaa syöttää polttoaine poltto-osaan suh teellisen alhaalla olevasta asennosta katon sijasta, mutta kuitenkin leijukerroksen pintaa korkeammalta tasolta käyttämällä sopivaa laitteistoa, kuten esimerkiksi levitintä, joka on asetettu hajottamaan polttoaine kiertävän terän 35 avulla.As shown in Figs. 4 and 14, the operation is performed without difficulty by feeding fuels through a supply opening formed in the ceiling. When burning solid fuels, such as coal with a grain size of less than several centimeters, it is desirable to feed the fuel to the combustion section from a relatively low position instead of the roof, but above the fluidized bed surface using suitable equipment such as a spreader. using the blade 35.

32 t 9417032 t 94170

Siten, kun laitetta käytetään pelkästään kiinteiden polttoaineiden, kuten kivihiilen, polttamiseen, on mahdollista käyttää pelkästään kuvatunlaista levitintä ilman katossa olevaa syöttöaukkoa. On myös mahdollista syöttää 5 suurikokoisia kappaleita sisältäviä palavia materiaaleja katosta käsin ja kiinteitä polttoaineita edellä mainitun levittimen välityksellä näiden molempien materiaalityyppien polttamiseksi yhteen sekoitettuina.Thus, when the device is used solely for burning solid fuels, such as coal, it is possible to use only a spreader of the type described without a feed opening in the roof. It is also possible to feed combustible materials containing 5 large pieces from the roof and solid fuels through the above-mentioned spreader to burn both types of materials mixed together.

Edellä selostettuja sisäisellä kierrätyksellä va-10 rustettuja leijukerroskeittimiä voidaan sopivimmin käyttää keskikokoisten ja suurten keittimien yhteydessä. Pieninä keittiminä käyttöä varten on edullista tehdä ne rakenteeltaan tiiviimmiksi, tällaisen sovellutusmuodon ollessa esitettynä kuviossa 15. Kuvion 15 mukaisessa sovellutusmuo-15 dossa kuvion 4 esittämään kerrokseen sisältyvät lämpöä johtavat johdot 65 on asetettu lähes pystysuoraan suuntaan, niiden ulottuessa lämpöenergian talteenottokammion yläpuolelle muodostettuun poistokaasun lämpöä johtavaan osaan asti, tämän lämpöä johtavien johtojen muodostaman 20 ryhmän toimiessa myös välineenä ylävesikammion 91 ja poh-javesikammion 92 keskinäistä liitäntää varten.The internally recycled fluidized bed digesters described above can be most conveniently used in connection with medium and large digesters. For use as small cookers, it is preferable to make them more compact, such an embodiment being shown in Fig. 15. In the embodiment of Fig. 15, the thermally conductive wires 65 included in the layer shown in Fig. 4 are arranged in an almost vertical direction extending beyond the heat recovery chamber. until, this group of heat conducting lines 20 also acts as a means for interconnecting the upper water chamber 91 and the groundwater chamber 92.

Asettamalla useat suunnilleen pystysuorat höyrystymis johdot primaarisen leijukerrospolttokammion yläosassa ja lämpöenergian talteenottokammion ympärillä olevaan va- ... 25 paaseen levyyn on mahdollista käyttää näitä johtoja keit- » 1 : timen runkoa vahvistavina eliminä sekä eliminoida apulait teiden, kuten pakko-ohjattujen kiertopumppujen ja niihin liittyvien johtojen jne., käyttötarve, koska lämpöä johtavissa johdoissa virtaava juokseva väliaine, kerroksen si-30 säilä olevissa johdoissa virtaava väliaine mukaanlukien on , automaattisesti kierrätettynä.By placing a plurality of approximately vertical evaporation lines at the top of the primary fluidized bed combustion chamber and in a free plate around the heat recovery chamber, it is possible to use these lines as reinforcing elements for the cooker body etc., the need for use because the fluid flowing in the thermally conductive lines, including the fluid flowing in the retained lines of the layer si-30, is, automatically recycled.

Lisäksi leijukerroskeitin ja poistokaasukeitin voidaan liittää yhdeksi ainoaksi rakenneyksiköksi, jolloin sisäisellä uudelleenkierrätyksellä varustettu leijukerros-35 keitin voidaan tehdä pienikokoiseksi ja taloudellisesti edulliseksi sovellutusmuodoksi.In addition, the fluidized bed digester and the exhaust gas digester can be combined into a single structural unit, whereby the fluidized bed digester with internal recirculation can be made into a small and economically advantageous embodiment.

94170 3394170 33

Esillä olevan keksinnön rakennetta ja toimintaa selostetaan yksityiskohtaisesti vielä seuraavassa. Primaarisessa leijukerrospolttokammiossa tapahtuvan polton jälkeen syntyvä poistokaasu johdetaan virtaamaan ylöspäin 5 polttokammion yläpuolella olevassa osassa sijaitsevan vapaan levyn kautta ja syötetään siitä laitteen kehälle muodostettuun lämpöä johtavien johtojen ryhmään, tämän ryhmän yläosasta käsin. Kaasu johdetaan sitten kulkemaan alaspäin virtauksena, joka liikkuu lähes kohtisuorassa sanottujen 10 lämpöä johtavien johtojen suhteen olevassa suunnassa, samalla kun lämmönsiirto suoritetaan. Tällöin ohjauslevyjen 93 inertiapainovoiman avulla keräämän palamattoman tuhkan osa saatetaan putoamaan kohti lämpöenergian talteenotto-kammiossa olevaa liikkuvaa kerrosta, minkä jälkeen tämä 15 palamaton tuhka tulee täysin poltetuksi pitkän viipymisai-kansa johdosta sanotussa liikkuvassa kerroksessa, jolloin polttotehokkuus paranee.The structure and operation of the present invention will be described in more detail below. The exhaust gas generated after combustion in the primary fluidized bed combustion chamber is led to flow upwards through a free plate in the part above the combustion chamber and fed from it to the group of thermally conductive lines formed on the periphery of the device, from the top of this group. The gas is then directed to flow downwards in a flow moving almost perpendicular to the direction of said heat conducting lines 10, while the heat transfer is performed. In this case, a part of the unburned ash collected by the guide plates 93 by the inertial gravity is caused to fall towards the moving bed in the thermal energy recovery chamber, after which this unburned ash is completely burned due to its long residence time in said moving bed, thus improving combustion efficiency.

Edellä selostettu prosessi on erityisen tehokas kivihiiltä käytettäessä, jonka sisältämä palamaton hiili 20 tarvitsee pitkän ajan tullakseen poltetuksi. Kuitenkin toisissa tapauksissa, joiden yhteydessä käytetään muuta polttoainetta kuin kivihiiltä ja jolloin tällaisen polttoaineen palamaton tuhka ei ehkä hajaannu laajalle alueelle, ei sanotun palamattoman tuhkan uudelleenkierrätyslaitetta 25 mahdollisesti tarvita.The process described above is particularly effective when using coal, which contains non-combustible coal 20 for a long time to be burned. However, in other cases where a fuel other than coal is used and in which the non-combustible ash of such fuel may not be spread over a large area, a non-combustible ash recycling device 25 may not be required.

Jos polttoaineen syöttöaukko on muodostettu esimerkiksi ylhäältäpäin tapahtuvan syötön mahdollistavana kuvatunlaisena syöttöaukkona, on suotavaa puhaltaa sekundaarinen polttoilma kohti primaarista leijukerrospolttokammio-30 ta. Tällaisen järjestelyn yhteydessä sekundaarisen ilman ympärille aiheutettu ilmaverhovaikutus on odotettavissa hienojakoisten polttoainehiukkasten, kuten pienten jauhemaisten hiilirakeiden, estämiseksi leviämästä polton yhteydessä syntyvään poistokaasuun sekä tehokkaan hämmennys-35 ja sekoitustoimenpiteen suorittamiseksi vapaassa levy- 34 94170 k osassa, jolloin saavutetaan myös riittävä kosketus sekundaarisessa ilmassa olevan hapen ja poistokaasun sisältämän palamattoman tuhkan välillä, parantaen siten polttotehok-kuutta ja vähentäen NOx- ja CO-tiheyttä jne.If the fuel supply port is formed, for example, as a feed port of the type described enabling top-down supply, it is desirable to blow the secondary combustion air towards the primary fluidized-bed combustion chamber. In such an arrangement, an air curtain effect around the secondary air is expected to prevent fine fuel particles, such as small pulverized carbon granules, from spreading to the combustion exhaust gas and to perform an effective agitation and mixing operation in the free 34 94170 k portion of the plate. between the unburned ash contained in the exhaust gas, thus improving combustion efficiency and reducing NOx and CO densities, etc.

5 Kuvio 16 esittää päällisleikkauskuvantoa kuvion 15 nuolen A - A suunnassa olevaa linjaa pitkin otettuna, sen esittäessä erityisesti pyöreän keittimen erästä esimerkillistä sovellutusmuotoa. Tätä keitintä ei tarvitse erityisesti tehdä ympyrän muotoiseksi kuvion 16 esittämään talo paan, lämpöä johtavien johtojen asetuksen ollessa kuitenkin helppoa keittimen ollessa pyöreä.Figure 5 shows a päällisleikkauskuvantoa the direction of arrow 16 of Figure 15 A - A of the line, taken in the direction of its showing in particular a circular digester exemplary embodiment. In particular, this cooker does not need to be made in the shape of a circle on the house shown in Fig. 16, however, the setting of the heat-conducting wires is easy when the cooker is round.

Kuvioiden 4, 13 ja 14 jne. esittämät sovellutus- muodot on edullista tehdä muodoltaan suorakulmaisiksi rakenteellisista syistä johtuen.The embodiments shown in Figs. 4, 13 and 14, etc. are preferably made rectangular in shape for structural reasons.

15 Esillä olevan keksinnön vaikutukset ja edut voidaan esittää yhteenvetona seuraavalla tavalla.The effects and advantages of the present invention can be summarized as follows.

1. Väliseinän kaltevuudesta johtuen on mahdollista lämpöenergian talteenottokammion väliseinän takaosaan asetetusta ilmahajottimesta (62) suihkutettua ilmamäärää val- 20 vomalla saada fluidaatioväliaine laskeutumaan ja kiertämään liikkuvan kerroksen tilassa lämpöenergian talteenot-tokammiossa sekä myös valvoa tällä tavoin kiertävän flui-daatioväliaineen määrää talteenotetun lämpöenergian määrän lisäsäätöä varten.1. Due to the inclination of the partition wall, by controlling the amount of air sprayed from the air diffuser (62) placed at the rear of the partition wall of the heat recovery chamber, it is possible to cause the fluidization medium to settle and circulate in the moving bed state.

25 On myös mahdollista saattaa lämpöenergian talteen ottokammion sisällä oleva fluidaatioväliaine kiinteään tilaan säätämällä lämpöenergian talteenottokammion ilmahajottimesta (62) suihkutettu ilmamäärä nollaan.It is also possible to solidify the fluidization medium inside the heat recovery chamber by adjusting the amount of air sprayed from the air diffuser (62) of the heat recovery chamber to zero.

2. Sen tosiasian johdosta, että lämpöenergian talteenot- 30 tokammion ja primaarisen leijukerrospolttokammion toisistaan erottava väliseinä on kalteva ja tämän kaltevan väliseinän alla olevasta osasta suihkutetun fluidaatioilman massavirtaus on suuri, on mahdollista tehdä primaarisesta lei jukerrospolttokammiosta lämpöenergian talteenottokammi- 35 oon syötetyn fluidaatioväliaineen määrä suureksi.2. Due to the fact that the partition wall separating the thermal energy recovery chamber and the primary fluidized bed combustion chamber is inclined and the mass flow of fluidizing air sprayed from the part below this inclined partition wall is large, it is possible to make the primary Lei

ia iu.i un i i i ui e 941 70 35 3. Verrattuna lämpöenergian talteenottokammion ilmahajot-timesta lämpöenergian talteenottokammioon suihkutetun ilman Gmf-arvoon primaariseen polttokammioon lämpöenergian talteenottokammion alemman aukon viereisessä osassa suih- 5 kutetun ilman Gmf-arvo on suuri, jolloin lämpöenergian talteenottokammioon kiertävän fluidaatioväliaineen määrä tulee riittävällä tavalla varmistetuksi. On myös mahdollista valvoa helposti lämpöenergian talteenottokammiossa kiertävän fluidaatioväliaineen määrää säätämällä lämpö- 10 energian talteenottokammion ilmahajottimesta tulevan hajo tetun ilman määrää.ia iu.i un iii ui e 941 70 35 3. Compared to the Gmf value of the air injected from the air diffuser of the thermal energy recovery chamber into the thermal energy recovery chamber to the primary combustion chamber, the high energy value the amount becomes adequately secured. It is also possible to easily control the amount of fluid medium circulating in the heat energy recovery chamber by adjusting the amount of decomposed air coming from the air diffuser of the heat energy recovery chamber.

4. Koska lämpöenergian talteenottokammion ilmahajotin on asetettu kaltevan väliseinän takaosaan, tulee fluidaatioväliaineen kierto riittävällä tavalla varmistetuksi ja 15 helposti valvotuksi.4. Since the air diffuser of the heat energy recovery chamber is placed at the rear of the inclined partition, the circulation of the fluidizing medium becomes sufficiently ensured and easily monitored.

5. Koska primaarinen leijukerrospolttouuni sisältää sisä-kierrolla varustetun leijukerroksen, tulee lämpöenergian talteenottokerroksesta primaariseen leijukerrospolttokam-mioon syötetty fluidaatioväliaine siitä tapahtuvan lämpö- 20 energian talteenoton jälkeen tasaisesti hajotetuksi pri maariseen polttokammioon, kuumeten siten välittömästi.5. Since the primary fluidized bed incinerator contains a fluidized bed with an internal circulation, the fluidizing medium fed to the primary fluidized bed combustion chamber becomes uniformly decomposed into the primary combustion chamber immediately after the heat energy is recovered therefrom.

6. Lämpöenergian talteenottokammiossa oleva fluidaatioväliaine saatetaan laskeutumaan alaspäin ja kiertämään liikkuvan kerroksen tilassa hajotusilman massavirtauksen 25 ollessa 0-2 Gmf, jolloin lämpöä johtavan pinnan hankau-tumisaste tulee sangen pieneksi, kuten kuviosta 9 näkyy, verrattuna tapaukseen, jolloin lämpöä johtava pinta, jonka alla lämpönieluneste virtaa, on asetettu suoraan tyypiltään kuplivan keittimen fluidaatioväliaineen sisälle.6. The fluidizing medium in the heat energy recovery chamber is caused to descend and circulate in the moving bed state with a mass flow of decomposition air 25 of 0-2 Gmf, whereby the degree of abrasion of the thermally conductive surface becomes quite small, as shown in Fig. 9, compared to current is placed directly inside the fluidizing fluid of the bubbling type.

30 7. Koska lämpöenergian talteenottokammiossa olevan läm- pöväliaineen laskeutumisnopeus on säädetty arvoon 0-2 Gmf lämpöenergian talteenottokammiossa olevan hajotusilman massavirtauksen suhteen, lämpöenergian kokonaissiirtoker-roin muuttuu suoraviivaisesti kuvion 8 esittämällä taval- 35 la, jolloin lämpöenergian talteenottoa on helppo valvoa.7. Since the settling rate of the thermal medium in the thermal energy recovery chamber is adjusted to 0-2 Gmf with respect to the mass flow of the decomposition air in the thermal energy recovery chamber, the total thermal energy transfer coefficient changes linearly as shown in Fig. 8.

Claims (6)

1. Virvelbäddspanna som omfattar: a) en förbränningskanunare (51) som omf attar en 5 primär virvelbädd, luftdiffusionsorgan (52) och en lutande vägg som anordnats ovanför luftdiffusionsorganen, varvid diffusionsorganen alstrar en uppätriktad massaströmning, vllken är större ätminstone pä ena s Idan än pä den andra sldan, 10 b) en för ätervinning av värmeenergi avsedd kammare (59) som omfattar värmeväxlingsytorgan (65) avsedda för genomströmning av fluidum, varvid den värmeenergiätervin-nande kammaren (59) dessutom omfattar ett värmeenergiäter-vinnande skikt samt tilläggsdiffusionsorgan (62), 15 c) nämnda lutande vägg är en lutande mellanvägg (58) som skiljer ät den primära virvelbädden frän det vär-meenergiätervinnande skiktet sä, att den primära virvelbädden och det värmeenergiätervinnande skiktet kom-municerar med varandra vid den övre och undre änden av den 20 lutande mellanväggen (58), varvid d) en del av mediet kan ledas tili den värmeenergiätervinnande kammaren (59) ovanför den Övre delen av den lutande mellanväggen (58), e) varvid mängden av fluidiseringsgas som mätäs . 25 frän tilläggsdiffusionsorganen (62) tili den värmeenergiä- tervinnande kammaren (59) f är det i ätervinningskammaren befintliga mediet att sjunka nerät i ett tillständ av en rörlig bädd, f) varvid den lutande mellanväggen lutar 10 - 60° i 30 förhällande tili horisontalplanet, kännetecknad av att g) den lutande mellanväggen formats sä, att dess projicerade längd i horisontell riktning utgör 1/6 - 1/2 av den horisontella bottenlängden i förbränningskammaren.A fluidized bed boiler comprising: a) a combustion gun (51) comprising a primary fluidized bed, air diffusion means (52) and a sloping wall disposed above the air diffusion means, the diffusion means generating an upward mass flow, which is greater than on the second screen, b) a heat energy recovery chamber (59) comprising heat exchange surface means (65) for flowing fluid, the heat energy recovery chamber (59) further comprising a heat energy recovery member 62 and an additional layer (62) C) said inclined wall is a inclined intermediate wall (58) which separates the primary fluidized bed from the thermal energy recovery layer such that the primary fluidized bed and the thermal energy recovery layer communicate with each other at the upper and lower ends of the And (d) a portion of the medium may be guided to the v sleeve energy recovery chamber (59) above the upper portion of the inclined partition (58), e) the amount of fluidizing gas being measured. From the additional diffusion means (62) to the heat energy recovery chamber (59) f, the medium contained in the recovery chamber is to sink downwardly into a state of a movable bed, f) the inclined intermediate wall slopes 10 - 60 ° to the horizontal. characterized in that g) the inclined partition is formed such that its projected length in the horizontal direction constitutes 1/6 - 1/2 of the horizontal bottom length of the combustion chamber. 2. Virvelbäddspanna enligt patentkravet 1, kän netecknad av att den lutande mellanväggen (58) ί lutar 25 - 45“ i förhällande tili horisontalplanet. 40 941 702. A fluidized bed boiler according to claim 1, characterized in that the inclined partition wall (58) is inclined 25 to 45 "in relation to the horizontal plane. 40 941 70 3. Virvelbäddspanna enligt patentkravet 1, k ä n -netecknad av att den lutande mellanväggen (58) lutar 35° i förhällande tili horisontalplanet.3. A fluidized bed boiler according to claim 1, characterized in that the inclined partition wall (58) slopes 35 ° in relation to the horizontal plane. 4. Virvelbäddspanna enligt patentkravet 1, 2 eller 5 3,kännetecknad av att den lutande mellanväggen (58) utformats sä, att längden av dess projektion i horisontella riktningen är 1/4 - 1/2 av horisontella längden av bottnen i förbränningskammaren.The fluidized bed boiler according to claim 1, 2 or 5, characterized in that the inclined partition (58) is designed such that the length of its projection in the horizontal direction is 1/4 to 1/2 of the horizontal length of the bottom of the combustion chamber. 5. Förfarande för styrning av en virvelbäddspanna 10 vilken reaktor omfattar: a) en primär förbränningskammare (51) som omfattar en primär virvelbädd och luftdiffusionsorgan (52), b) en för ätervinning av värmeenergi avsedd kammare (59), som omfattar ett värmeenergiätervinnande skikt och 15 tilläggsdiffusionsorgan(62), c) en lutande mellanvägg (58), som skiljer den pri-mära virvelbädden frän det värmeenergiätervinnande skiktet sä, att den primära virvelbädden och det värmeenergiätervinnande skiktet kommunicerar med varandra vid den Övre 20 och undre änden, d) värmeväxlingsytorgan (65) som anordnats i det värmeenergiätervinnande skiktet för genomströmning av fluidumet, vid vilket förfarande under den lutande mellanväggen (58) mätäs fluidise-' 25 ringsgas med en högre massaströmning än under omrädet som befinner sig mittemot mellanväggen, varvid en stigande bädd bildas vid den lutande mellanväggen (58) och en sjun-kande bädd bildas mittemot den lutande mellanväggen, varvid den stigande och sjunkande bädden bildar en cirkule-30 rande bädd, den av diffusionsorganen (52) matade fluidiserings-gasen leds tili omrädet vid den lutande mellanväggen (58), varvid massaströmningen är sädan, att en del av den cirku-lerande bäddens medium stiger uppät och uppnär den värme-35 energiätervinnande kammaren (59), • 941 7C 41 den via tilläggsdif fusionsorganen (62) till den värmeenergiätervinnande kanunaren inmatade gasströmningen regleras sä, att totalvärmeöverföringsfaktorn kan regleras för att kontrollera den överförda värmeenergimängden, 5 kännetecknad av att vid förfarandet regleras bränslets inmatningsgrad.A method of controlling a fluidized bed boiler 10 comprising a reactor: (a) a primary combustion chamber (51) comprising a primary fluidized bed and air diffusion means (52); (b) a heat energy recovery chamber (59) comprising a heat energy recovery layer. and auxiliary diffusion means (62), c) an inclined partition (58) which separates the primary fluidized bed from the thermal energy recovery layer such that the primary fluidized bed and the heat energy recovery layer communicate with each other at the upper and lower ends) heat exchange surface means (65) arranged in the heat energy recovery layer for flowing through the fluid, in which method under the inclined intermediate wall (58) is measured fluidization gas with a higher mass flow than under the area opposite the intermediate wall, whereby a rising bed is formed the inclined partition (58) and a sinking bed are formed in the middle to the inclined partition, the ascending and descending bed forming a circulating bed, the fluidizing gas supplied by the diffusion means (52) to the area at the inclined partition (58), the mass flow being such that a portion of the the circulating bed medium rises upwardly and reaches the heat energy recovery chamber (59); 5, characterized in that the feed rate of the fuel is controlled in the process. 6. Förfarande enligt patentkravet 5, k ä n n e -tecknat av att massaströmningen av gasen hos de vid bottnen av den värmeenergiätervinnande kammaren anordnade 10 tilläggsdiffusionsorganen (62) ligger i omrädet 0-3 Gmf, ooh massaströmningen hos fluidiseringsluften, vilken in-sprutas frän diffusionsorganen (52) under den lutande mel-lanväggen (58) ligger i omrädet 4-20 Gmf. « *6. A method according to claim 5, characterized in that the mass flow of the gas of the auxiliary diffusion means (62) arranged at the bottom of the heat energy recovery chamber (62) lies in the range 0-3 Gmf, and the mass flow of the fluidizing air injected from the diffusion means. (52) below the inclined intermediate wall (58) is in the range 4-20 Gmf. «*