HU181288B - Process and equipment for burning compustibles,mainly agricultural plant wastes - Google Patents

Description

A találmány tárgya max. 45 súly% nedvességet (vizet) tartalmazó éghető anyagok - főleg mezőgazdasági növényi hulladékok, maradványok - eltüzelés útján történő hasznosítására szolgáló eljárás és berendezés.

A szilárd anyagok eltüzelésének feltétele a tüzelőanyagnak gyulladási hőmérsékletre való felmelegítése. A tüzelőanyag felmelegítésével egyidejűleg történik a tüzelőanyag nedvességtartalmától függő vízmennyiség elpárologtatása, azaz a szárítás. Mivel a víz elpárologtatósához szükséges hőmennyiség egy nagyságrenddel nagyobb, mint ami a szilárd részek felmelegítéséhez szükséges, a tüzelőberendezésben lejátszódó folyamat legkritikusabb fázisa a szárítás, különösen a nagy nedvességtartalmú tüzelőanyagoknál.

Ez a probléma különösen a mezőgazdasági növényi hulladékok, maradványok eltüzeléses hasznosításánál jelentkezik szembetűnően, ugyanis a mezőgazdasági növények maradványai a betakarításkor igen sok nedvességet tartalmaznak.

Ezeknek a maradványoknak jellemzője az is, hogy még légszáraz állapotban is viszonylag sok nedvességet tartalmaznak, így eltüzeléses hasznosításuk megnövekedett problémát jelent, ugyanakkor a mezőgazdasági termelésben keletkező nagy nedvességtartalmú maradványtermékek hamar rothadásnak indulnak és tüzelésre alkalmatlanná válnak.

A mezőgazdasági maradványok eltüzelésére eddig alkalmazott tüzelőberendezések lényegében a szén2 tüzelésnél ismert módon működnek. A töltőgaratból a rostélyra adagolt terméket a rostély elején széntüzeléseknél alkalmazott hagyományos módszerekkel, ún. gyújtóboltozattal, valamint az égés szaka₅ szában kialakult láng visszasugárzásának hatásával szárították ki és hozták gyulladási hőmérsékletre. Ezek a módszerek még a kifejezetten légszáraz állapotban levő mezőgazdasági maradványok eltüzelésére is csak korlátozott mértékben voltak alkalma10 sak, mert mintegy max. 20-25% nedvességtartalmú tüzelőanyaggal képesek csak működni. Ennek többek között az az oka, hogy a mezőgazdasági maradványok eltüzelésekor a tűztér hőmérséklete lényegesen alacsonyabb, mint széntüzelés esetén, így a 15 gyújtóboltozat hőmérséklete is sokkal kisebb. Mivel a sugárzással átvitt hőáram a gyújtóboltozat abszolút hőmérsékletének negyedik hatványával arányos, a hagyományos gyújtóboltozatok nem képesek a nagyobb nedvességtartalmú tüzelőanyagot kiszárítani.

2o Emiatt a betakarítási állapotban levő növényi maradványok zömének - mint pl. a kukoricaszár - eltüzelését nem tudták megvalósítani.

A találmány által megoldandó feladat az eddig is25 mert berendezések korlátainak megszüntetése és hibáinak kiküszöbölése mellett olyan tüzelőeljárás és tüzelőberendezés kialakítása, amely a légszáraz állapotnál nedvesebb, maximum 45 súly% összes nedvességgel rendelkező mezőgazdasági maradványok el30 tüzeléses hasznosítására is alkalmas.

-1181288

A kitűzött feladatot megoldó találmány szerinti eljárás lényege az, hogy az égési folyamatot két szakaszban valósítjuk meg, azáltal, hogy a tüzelőanyagként szolgáló éghető anyagot, például növényi hulladékot első szakaszban tökéletlen (léghiányos) égéssel elégetjük, a felszabaduló füstgázt pedig a folyamatosan betáplált elégetendő anyag fő mozgásirányával ellentétes irányban vezetjük, miközben az elégetendő anyagon keresztirányban légáramot vezetünk, majd a második szakaszban a szárított anyagot pótlevegő behívásával tökéletes égéssel égetjük el.

Az első szakasz lényegében az elégetendő anyag szárítását biztosítja, míg a második szakasz a hőhasznosítást szolgálja.

A találmány szerinti berendezés a fenti eljárás megvalósítására alkalmas. Lényege az, hogy előtüzelő és utóégető térre van osztva, amely tereket az előtüzelő tér felé hajló, levegőcsatornákkal ellátott terelőfal választja el egymástól, ugyanakkor az előtüzelő tér legalább egy ferde és legalább egy vízszintes szakaszból kialakított, álló illetve részben mozgó elemekből összeállított rostéllyal vagy rostélyokkal rendelkezik, amelyekhez szabályozó csappantyúkkal ellátott légbefúvó csatorna (csatornák) van(nak) csatlakoztatva.

A rostély(ok) alá befújt levegő részben a szárítást, részben pedig a tökéletlen égést van hivatva kiszolgálni. Az előtüzelő tér felé hajló terelőfal a füstgázokat az elégetendő anyag áramlásával ellentétes irányba tereli. A terelőfal légcsatomáiból áramló levegő ugyanakkor a tökéletes elégetést szolgálja.

A találmány szerinti eljárás és berendezés azt a felismerést tükrözi, hogy a folyamatosan betáplált elégetendő anyag, általában éghető növényi hulladék fő mozgásirányával ellentétes irányba terelt lángok és nagy hőmérsékletű füstgázok igen intenzív szárító hatást fejtenek ki.

A találmány szerinti eljárás azt a felismerést tükrözi továbbá, hogy a szárítás szakaszában a felszabaduló gőzök a további elpárolgást akadályozzák, ugyanis mikrokörnyezetükben a levegő egyre kevesebb nedvességet képes felvenni, igy az intenzív szárítást a saját felszabaduló gőz akadályozza. Megoldásunk eljárásának lényegéhez ezért az is hozzátartozik, hogy a gőzzel telített levegőt állandóan friss, tehát telítetlen levegővel (amelynek relatív nedvességtartalma kisebb mint 1) vagy füstgáz-levegő keverékével cseréljük fel, így ezt a szárítást gátló tényezőt nagymértékben csökkentjük, azaz az elpárolgás intenzitását megnöveljük. Ugyanakkor a szárítás hőszükségletét az elégetendő anyag saját hőjével fedezzük.

Ezekkel megoldható, hogy az égetést megakadályozó többlet nedvesség könnyen eltávolítható, azaz a nagy, mintegy 45 súly% nedvességet tartalmazó éghető anyagok is elégethetők. A tüzelőeljáráshoz kapcsolódó berendezés a tüzelőeljárást úgy valósítja meg, hogy előtüzelő és utóégető térre van osztva, amely tereket az előtüzelő tér felé hajló, levegőcsatornákkal ellátott terelőfal választja el egymástól, ugyanakkor az előtüzelő tér legalább egy ferde és legalább egy vízszintes vagy közel vízszintes szakaszból felépített, mozgó vagy álló rostéllyal rendelkezik, amelyekhez szabályozó csappantyúkkal ellá tott légbefúvó csatorna (csatornák) van (vannak) csatlakoztatva.

A ferde rostélyszakaszon lefelé mozgó elégetendő nedves anyag alulról friss levegővel van átfúvatva, igy a szárítás intenzitása fokozott, míg az előtüzelő tér felé hajló terelőfal a füstgázokat a lefelé mozgó elégetendő nedves anyag mozgásával ellentétes irányba tereli, igy hatásosan biztosítja az elpárologtatáshoz szükséges hőmennyiséget.

Ugyanakkor a rostélyok alá befúvott levegő - főleg a vízszintes rostélyszakasz alatt - biztosítja a tökéletlen (levegő, illetve oxigénszegény) égést is.

A terelőfal légcsatornáiból áramló levegő a tökéletes égést biztosítja, így az elégetendő közeg égéshője teljes mértékben felszabadítható és hasznosítható.

A találmányt részletesebben a csatolt rajz segítségével ismertetjük, amely a találmány szerinti berendezés példaként! kiviteli alakjának függőleges hosszmetszetét tünteti fel.

A rajzon az elégetendő nyers, nedves éghető anyag, főként mezőgazdasági hulladék beadagolását vastag szaggatott nyíl, a száradó anyag útját vastag folytonos nyíl, a tökéletlen égés füstgázának útját vékony szaggatott nyilak, az égéslevegő útját pedig a folytonos vékony nyilak jelzik.

Amint az az ábrából kitűnik, a tűztér két részre van osztva, 9 előtüzelő térne és 10 utóégető térre. A 9 előtüzelő térben a már kiszáradt anyag elégetéséből származó forró füstgázokat a szárítószakasz fölé tereljük vissza annak érdekében, hogy a még nedves tüzelőanyaggal a szükséges hőmennyiséget közöljük. Mivel ebben a tűztérszakaszban nem tökéletes az égés, szükség van szekunder-levegő bevezetésére, ami a 10 utóégető térben biztosítja a tökéletes égést.

A találmány szerinti tüzelőberendezés ferde zónás 1 rostéllyal és vízszintes kiégető 2 sikrostéllyal rendelkezik. A 2 síkrostély mögött foglal helyet a tűzteret két részre osztó 3 terelőfal. A szekunder-levegő bevezetése egyrészt a 3 terelőfalban elrendezett 4 csatornán, másrészt a tűztér tetején kialakított 5 nyílásokon át 13 csappantyúkkal szabályozottan történik.

A ferde 1 rostélyból és 2 síkrostélyból álló rostélyegyüttes 7, 6, 8 légcsatornákkal zónára van osztva. Ezeken a levegő külön-külön 14 csappantyúkkal szabályozhatóan jut be a tűztéibe.

A találmány szerinti megoldás előnyei a következők:

A ferde 1 rostély alján összegyűlt kiszáradt és ezáltal rendkívül jól égő, laza szerkezetű tüzelőanyaghoz (pl. kukoricaszár és csutka) a vízszintes kiégető 2 síkrostélyon át pirometrikusan vagy egyéb módon szabályozottan alsó 6 levegőcsatornából adagoljuk a szükséges levegőmennyiséget. A keletkezett forró gázok a 3 terelőfal mentén áramolva a szárítószakaszra irányuló intenzív hőközlést létesítenek, miáltal a ferde 1 rostélyon levő, nagy nedvességtartalmú maradványterméket, hulladékokat kiszárítják és tüzelésre alkalmassá teszik.

A szárító szakasz 8 légcsatornáján csak a keletkező vízgőz eltávolításához elegendő levegőt vezetjük be.

Az előégető szakaszhoz tartozó 7 légcsatomán csak a léghiányos égéshez szükséges levegőt vezetjük be.

Az itt keletkező, részben még éghető gázok a 3 terelőfal és a tűztér 12 mennyezete közötti viszonylag szűk résen jól elkeverednek a 4 csatornán és az 5 nyíláson keresztül beáramló szekunder-levegővel. EzI által a 10 utóégető térben a tökéletes égés bizto- 5

I sított.

Nagyobb nedvességtartalmú tüzelőanyagoknál a ' 10 utóégető térből 15 megcsapoló nyíláson át elszí| vott forró füstgázt keverünk a szárítószakaszhoz ! csatlakozó 8 csatornán beáramló levegőhöz, miáltal 10 / a száradás intenzívebbé válik.

A berendezés további előnye, hogy a 9 előtüzelő térben olyan léghiányos tüzelés valósítható meg, amely lehetővé teszi ugyan a szárítószakasz jó ί működését, de még nem vezet a salak megolvadá- 15 sához. Ezáltal biztosítható, hogy a pernyét a füstgáz magával ragadja és a tűztérben való lerakódását meg, akadályozza.

ί A találmány különösen előnyösen hasznosítható a mezőgazdaságban, ahol a maradványok, hulladékok 20 mint inhomogén struktúrájú, többségükben szálas anyagok, rostélyra terítve az égési levegőt nem engedik át egyenletesen, miáltal az égés egyenetlenné válik és helyenként takaratlan rostélyrészek kelet- ! keznek, amelyeken keresztül nagy mennyiségű feles- 25 leges levegő jut a tűztérbe, ami a tűztér lehűlését okozza. így a belépő nedves tüzelőanyag száradása I nem lesz kielégítő és a tűz fokozatosan kialszik.

Ezzel szemben ha a tűztérben szárítás útján egyenle' tesen kis nedvességtartalmú tüzelőanyagot bizto- 30 sítunk és a zónás levegőszabályozás révén a ferde 1 rostély alsó szakaszában zömében kigázosodás zajlik l le, akkor ez a jelenség nem következik be. ! A 10 utóégető térből az utóégető csatlakozásán ! keresztül távozó forró füstgázok hőjének felhasználása többféle módon történhet. Ha a tüzelőberendezéshez hőcserélőt vagy hőcserélőket csatlakoztatunk, akkor a hőcserélő fajtájától függően, pl. meleg levegőt, meleg illetve forró vizet, gőzt vagy ezek kombinációját állíthatjuk elő.

A találmány szerinti eljárás és berendezés igen előnyösen alkalmazható mezőgazdasági üzemekben, mert lehetővé teszi az üzem számára a szükséges hőenergia előállítását olyan hulladékanyagokból, amelyek mezőgazdasági tevékenysége velejárójaként keletkeznek.

Claims (3)

1. Szabadalmi igénypontok:

   1. Eljárás max. 45 súly% nedvességet, főleg vizet tartalmazó éghető anyagok, főleg mezőgazdasági \ növényi hulladékok és maradványok eltüzeléses hasznosítására, azzal jellemezve, hogy a nedves éghető anyagot első szakaszban tökéletien, léghiányos égéssel égetjük, a felszabaduló füstgázt pedig a folyamatosan betáplált elégetendő anyag fő mozgásirányával ellentétes irányban vezetjük, miközben az elégetendő anyagon keresztirányban légáramot vezetünk át, majd a szárított anyagot második szakaszban pótlevegő befúvásával tökéletes égéssel elégetjük.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a tökéletes égés teréből a füstgázok egy részét visszavezetjük az égetés első szakaszához.
3. 3. Berendezés max. 45 súly% nedvességet, főleg vizet tartalmazó éghető anyagok, főleg mezőgazdasági növényi hulladékok és maradványok eltüzeléses hasznosítására, azzal jellemezve, hogy tűztere előtüzelő térre (9) és utóégető térre (10) van osztva, amely tereket az előtüzelő tér (9) felé ívesen és/vagy egyenes szakaszokból kialakítottan hajló terelőfal (3) választja el egymástól, ugyanakkor az előtüzelő tér (9) legalább egy ívekből és/vagy egyenes szakaszokból felépített ferde rostélyból (1) és legalább egy vízszintes vagy közel vízszintes síkrostélyból (2) felépített mozgó vagy álló rostélyegyüttessel van ellátva, amelyhez szabályozó csappantyúkkal (14) ellátott légcsatomák (6, 7, 8) vannak csatlakoztatva.