SE450580B - Forfarande for att gora avsettningar av flygaska i en med fast brensle eldad ugn eller panna mera lettsondersmulbara - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 40 tsolsso sättes för temperaturer överstigande ca 650°C. Detta reducerar av- sevärt hållfastheten hos síntrade (bundna) avsättningar vari vermi- kulit är närvarande. Hittills har de kemiska och fysikaliska egen- skaperna hos sådana material som magnesiumoxid, aluminiumoxid, etc., utnyttjats för att störa sintrade avsättningar. Vermikulit är överlägsen dessa tillsatsmedel.

Vermikulít, som är ett hydratiserat magnesium-aluminium- -järnsilikat, består av 14 närbesläktade glimmerartade mineraler.

När oexfolierad vermikulit appliceras på sådant sätt att den in- förlivas i askavsättningen och utsättes för temperaturer inom det område som gäller för överhettare och konvektionsområden, uppträ- der en drastisk sänkning av hållfastheten för den bundna avsätt- ningen. De unika egenskaper som ger denna aktivitet inkluderar termiskt inducerad exfoliation (expansion) samt närvaro av en naturligt förekommande skivstruktur (kiseldioxidflak), som funge- rar som ett klyvningsplan. Avsättningar kan avlägsnas med större enkelhet som ett resultat av denna behandling.

Såvitt vi vet, har okalcinerad vermikulit aldrig tidigare insprutats i den varma änden av en ugn i något syfte. Enligt en tidigare referens insprutades kalcinerad (expanderad) vermikulit i den kalla änden (80-l800C) av en ugn för att absorbera svavel- syraavsättningar på metallytor. B.L. Libutti, A.C.S. Centennial Meeting, New York, N. Y., 4-9 april, 1976, "Symposium on Heavy Fuel Oil Addítives".

Exempel I Pannan hade en utformning som gav en kapacitet av 347 mega- watt. Den var cykloneldad och förbrände bituminöst "Eastern"-kol.

Den var utrustad med sotblâsanordningar. Oexpanderad vermikulit blåstes in í pannan vid l425°C med en hastighet av 0,3-0,7 kg/ton kol. Tillsatsmedlet gjorde att ínfodringsavsättningarna blev re- lativt spröda och lätt avlägsnades med hjälp av sotblåsanordning- arna vid 1,4 MPa övertryck.

Vid ett jämförelseförsök, vid vilket vermikuliten utelämna- des, var avsättningarna däremot hårda, sintrade och fastbundna, vilket gör det svårt att lösgöra dem med ångsonderna.

Vi föredrar att vermikuliten är relativt finfördelad, t.ex. till största delen från 3 till 325 mesh (Tyler-skalan) och ännu hellre till största delen från 28 till 200 mesh. Produkten i ovan- m, _10 15 20 25 30 35 40 i45ui5èb stående exempel och i tabellerna utgjordes till största delen av ca 80-150 mesh.

Apparat för tillsats av fasta material I ovanstående exempel användes en vattenkyld sond för attt spruta in vermikuliten i ugnen. Sonden var ca 0,9 m lång och be- stod av ett enda stålrör. Vermikuliten tas från en matartratt med en skruvmatare, vilken doserar vermikuliten in i ett lufttran- sportsystem, som avger vermikuliten till sonden. Luftströmmen kyler sonden när vermikuliten avges till ugnen. ' Det sintringstest, som har utvecklats av Babcock and Wilcox, har använts för att bestämma påväxttendensen (bildning av bundna avsättningar) av olika asksorter samt effekten av tillsatsmedel.

Se "The Sintering Test, An Index to Ash-Fouling Tendency" av D. H. Barnhart och P. C. Williams, Transactions of the ASME, Augusti 1956, sid 1229. Kortfattat består testet i att man formar askan till pellets, upphettar dessa till olika förhöjda tempera- turer i lS timmar samt mäter den kraft som erfordras för att 'krossa de resulterande sintrade proverna. I Tabell l summeras de resultat som erhölls utan tillsatsmedel, med olika nivåer av vermikulit samt med magnesiumoxíd för en aska av "Eastern"-bitumi- nöst kol. Magnesiumoxid befanns ha den största effekten då det gäl1er_att reducera síntringshållfastheten vid arbete utfört av Babcock and Wilcox och inkluderas i jämförelsesyfte. I Tabell l-a upprepas de medelvärden som anges i Tabell l och dessutom anges data för 870°C samt antalet testade pellets (inom parentes).

Procenthalterna i Tabell l och 1-a är baserade på askans vikt.

Procenthalterna i Tabell 2 är baserade på data redovisade i Tabell l-a. 450 580 TABELL 1 Sínterhâllfasthet för pellets, MPa 9so°c 1o9s°c 74,5 104,8 92,4 176,5 Vërmikulít 0 5% Vermikulít 1 O%¶ Vërmikulít 1 5% hmmxíd 1 5%* TABELL 1-a ' Genomsnittlig sinterhållfasthet i MPa (Antal testade pellets) Identifikation s1o°c 9so°c 1o9s°c N011pr0v 19,1 (9) 91,9 (6) 130,5 (6) verm1ku11t, o,s% 15,8 (9) 61,1 (s) ) ss,6 (5) verm1ku11t, 1,09 6,1 (9) 46,8 (6) 43,6 (6) verm1ku11t, 1,51 s,s (9) 31,9 (6) 39,6 (6) Mg0, 1,S% 10,0 (8) 49,7 (6) 85,1 (5) TABELL 2 ((466 596 Procentuell reduktion av sínterhàllfastheten Identifikation s76°c 9so°c 1o9s°c Nollprov - - - Vermikulit, 0,5% 27,7 33,5 34,3 vermikulit, 1,61 68,6 49,1 66,5 Vermikulit, l,5% 70,0 65,3 76,5 MgO, l,5% 47,5 45,9 34,7 I Tabell 3 summeras de data som erhölls med olika tillsats- medel till ett andra prov av aska från "Eastern"-bituminöst kol.

Procenthalten är baserad på askans vikt. Siffrorna inom parentes (hänför sig till antalet testade pellets. Tabell 4 är en upprep- ning av ifrågavarande data från Tabell 3 uttryckta som procentu- -ell reduktion av sínterhållfastheten jämfört med nollprovet. Des- sa resultat visar effektiviteten hos vermikulit då det gäller att reducera sínterhållfastheten.

TABELL 3 Genomsnittlig sinterhållfasthet i MPa (Antal testade pellets) Identifikation Nollprov Vermikulit, l,5% Titandioxid, 1,5% Kiseldioxíd, l,5% Talk, l,5% A1umíniumoxid,],5% Magnesiumoxid,l,5% Kalciumoxid, 1,5% s7o°c 9so°c 1o9s°c 17,4 (6) 112,5 (6) 252,5 (3) 5,1 (6) 30,8 (6) 46,9 (3) 12,7 (6) 75,2 (4) 209,1 (3) 11,3 (6) 108,3 (5) 272,6 (3) 6,3 (6) 36,9 (6) 265,7 (3) 10,4 (5) 128,3 (6) 367,1 (3) 4,1 (5) 69,7 (6) 169,1 (3) 6,9 (5) 76,6 (6) 169,1 (3) 10 15 20 "45o'5ào“ 6 TABELL 4 Procentuell reduktion av sinterhållfastheten Identifikation s7o°c 9so°c 1o9s°c Nollprov = - = = Vermikulit, l,5% 70,6' 72,6 81,4 Titandioxid, 1,5% 27,3 33,1 17,2 Kiseldioxid, 1,5% 35,2 3,7 Ökning Talk, l,5% 63,6 22,7 Ökning Aluminiumoxid, l,5% 40,7 Ökning Ukning Magnesiumoxid, l,5% 76,3 38,0 33,1 Kalciumoxíd, l,5% 60,5 31,9 33,1 Följande exempel visar effekten av vermikulit på en ugn el- dad med solrosfröskal.

Exempel II Pannan var utformad så att den uppvisade en kapacitet av 18 000 kg ånga/timme. Den var stokereldad och förbrände approxi- mativt 73 ton per dag av solrosfröskal. Den var utrustad med sot- blâsanordningar.

Oexpanderad vermikulít blåstes in i ugnen vid l200°C med en hastighet av 4-S kg/ton skal. Tillsatsmedlet gjorde att av- sättningarna blev söndersmulbara så att de lätt kunde avlägsnas med sotblâsanordningarna, vilket resulterade i rena tub- och pannytor, som inte krävde något ytterligare underhåll.

Vid ett jämförelseförsök, där man utelämnade vermikuliten, var däremot avsättningarna hårda, sintrade och fastbundna, vilket gjorde att de var omöjliga att avlägsna med normal sotblåsning.

Avsättningar ackumulerades i pannan, speciellt vid inloppet till konvektionskanalen. Uppbyggnaden av avsättningar skedde på några timmar, vilket resulterade i bryggor mellan tuberna. Dessa av- sättningar mâste avlägsnas manuellt.

I föreliggande fall är uttrycken okalcinerad, oexpanderad och oexfolierad samtliga avsedda att betyda samma sak i samband med vermikulit

Claims (5)

450 580' PATENTKRAV

1. Förfarande för att göra avsättningar av flvgaska i en med fast bränsle eldad ugn eller panna mera lättsönder- smulbara, vilket gör att de blir lättare att avlägsna medelst en ång- eller luftsond, k ä n n e t e c k n a t av att det fasta bränslet väljes ur gruppen bestående av lígnít, torv, solrosfröskal, trä, träavfall, papper, pappersbíprodukter, av- fall, från sopor härledda bränslen, avloppsslam, bagass och industribiprodukter och att man insprutar en effektiv mängd av oexpanderad vermikulit vid 1650-650°C. U

2. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t'e c k n a t av att man ínsprutar vermíkuliten í en mängd av ca 0;25-5 kg/ton bränsle. I

3. Förfarande enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k - n a t av att vermikuliten är från 80 till 150 mesh.

4. Förfarande enligt något av kraven 1-3, k ä n n e - t e c k n a t av att ínsprutningstemperaturen är ca 14Z5°C.

5. Förfarande enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a t av att bränslet är solrosfröskal.