SE506356C2 - Förbränningsanläggning med fluidiserad bädd, försedd med anordningar för spridning av återmatat material - Google Patents

Description

506 356 10 15 20 25 30 35 ens verkningsgrad, och liksom även icke utnyttjat absorbent- material för absorption av framförallt svavel, vilket mins- kar utsläppen av föroreningar från förbränningen. Sådana cirkulerande bäddar arbetar emellertid. med förhållandevis höga fluidiseringshastigheter, i typiska fall i storleksord- ningen 5 - 12 m/s. Med fluidiseringshastighet avses den has- tighet gasen skulle ha haft om den strömmat genom brännkam- maren utan närvaro av partiklar. Detta ger upphov till pro- blem med erosion på exempelvis den i bädden anordnade àng- tubsatsen så att dess livslängd minskar avsevärt. Vidare kan man särskilja så kallade bubblande bäddar, vid vilka fluidi- seringshastigheten är relativt låg, i typiska fall mellan 0,5 och 2 m/s. höjdled och det bildas ett utrymme, ett så kallat fribord, i brännkammaren ovanför bädden.

En sådan bädd är relativt väl definierad i I detta fribord befinner sig i jämförelse med en cirkulerande bädd en relativt liten mängd stoftpartiklar men man har inte något egentligt tryckfall i fribordet.

Man har på senare tid försökt att åstadkomma en viss cirku- lation även i trycksatta bäddar genom att de förbränningsga- ser som lämnar brännkammaren tillförs en cyklon för avskil- jande av fast material, vilket átermatas till brännkammaren.

För att återmatningen till fullo skall resultera i den öns- kade effekten med avseende på utnyttjandegraden av absorben- ten samt förbränningsverkningsgrad bör det fasta materialet Det betyder att man måste övervinna det tryckfall som föreligger i bäd- tillföras vid botten av den fluidiserade bädden. den och i cyklonen, i typiska fall ca 0,5 bar.

För att övervinna detta tryckfall har föreslagits att an- ordna en doseringsanordning, exempelvis av cellmatartyp, i änden på ett företrädesvis vertikalt anordnat àtermatnings- rör som förbinder cyklonen med brännkammaren. Doseringsan- ordningen kan innefatta en pà röret anordnad svängbar lucka som är försedd med en vikt som i normala fall håller luckan 10 15 20 25 30 35 506 356 i stängt läge. När tillräckligt mycket material befinner sig i röret komer tyngden av detta att övervinna tyngden. av luckans vikt, varvid luckan öppnas och materialet matas ut.

En sådan anordning ger då en intermittent återmatning av fast naterial. Emellertid fungerar dylika anordningar inte på det tänkta sättet i den miljö som råder i en fluidiserad bädd på grund av de rörelser som äger rum i bädden och de krafter som dessa rörelser ger upphov till. Vidare förstörs dylika anordningar snabbt på grund av den aggressiva, erode- rande och korroderande miljön.

En annan lösning är en 5. bädden placerad L-ventil i. vars vertikala del en naterialpelare byggs upp. En sådan anord- ning kräver för att åstadkomma ett materialflöde genom kana- len att gas inblåses i L-ventilens nedre del och för att åstadkomma stabilitet att materialpelarens höjd mäts konti- om inte omöjligt, i nuerligt, vilket är mycket besvärligt, den aktuella miljön.

SE-B-460 148 föreslår ett annat sätt att övervinna detta tryckfall. SE-B-460 148 visar en förbränningsanläggning med en brännkammare som innesluter en trycksatt fluidiserad bädd för förbränning av ett bränsle under bildande av förbrän- ningsgaser. Anläggningen innefattar vidare en flerstegsre- ning för rening av nämnda förbränningsgaser, varvid i ett första steg partikelformigt material separeras medelst en cyklon från förbränningsgaserna och matas till ett uppsam- lingsrum under cyklonen. Via en horisontell àtermatningska- tillbaka till brännkammaren för att man bättre skall ta tillvara oförbränt nal matas de uppsamlade stoftpartiklarna bränsle och absorbentmaterial. Återmatningen âstadkoms medelst en luftdriven ejektor soul blåser in :materialet i brännkammaren. En sådan luftinblàsning är emellertid mycket dyr. Det man vinner i absorbentutnyttjande och förbrännings- verkningsgrad förloras i effektåtgång i den kompressor som 506 356 10 15 20 25 30 35 ger primärluft till ejektorn. Dessuton1 leder denna metod till erosion.

Det skall noteras att en cirkulation av fast material som har separerats ur förbränningsgaserna resulterar i att den recirkulerade finandelen kan utgöra så mycket som 10 - 40% av bäddens massa, vilket ger upphov till en kraftig påverkan av värmeövergångstalet till de tuber som befinner sig i bäd- den. Finandelen utgöres av partiklar vars största diameter är cirka 300 - 400 um och vars medelpartikeldiameter är cirka 50 - 150 um.

US-A-4 021 184 visar en förbränningsanläggning som är ut- vecklad för förbränning av avfallsmaterial. Anläggningen in- nefattar en brännkammare för en cirkulerande fluidiserad bädd. utan anläggningen arbetar vid atmosfärstryck och är av ut- Den i. denna skrift visade bädden är inte trycksatt spädd typ (dilute phase fluidized bed), dvs den fluidiserade bädden fyller ut hela brännkammaren. En sådan typ av bädd leder till att en mycket stor del av det fasta, heta bäddma- terialet kommer att transporteras ut ur brännkammaren med de vid förbränningen bildade förbränningsgaserna. Därför före- slår man att vid brännkammarens utlopp anordna cykloner för avskiljning av stoftpartiklar från dessa gaser och att man via ledningsrör, som förbinder cyklonerna med brännkammaren, àtermatar de avskilda, heta stoftpartiklarna till brännkam- maren. På så vis kan. man ta tillvara värmeenergin i de stoftpartiklar som lämnar brännkammaren. Således kan recir- kulation àstadkomas tack 'vare det låga tryckfallet över bädden, nämnda ventilen dvs hela brännkammaren. Sannolikt är dessutom den (trickle valve) i änden av ledningsröret nödvändig.

EP-B-176 293 visar en annan förbränningsanläggning med en brännkammare vilken innesluter en fluidiserad bädd och i vilken förbränning av ett bränsle är avsedd att äga rum un- 10 15 20 25 30 35 506 356 Bädden är av bubblande Anlägg- der bildande av' förbränningsgaser. typ men brännkamaren arbetar vid atmosfärstryck. ningen innefattar vidare en ovanför brännkammaren anordnad cyklon för avskiljning av partikelformigt material ur för- Det avskilda, förs via ett rör tillbaka in i bädden, genom att materialet bränningsgaserna. partikelformiga. materialet helt enkelt faller fritt genom röret. Detta är möjligt ef- tersom bädden som visas i denna skrift har en relativt låg höjd, ca 1 m. Därmed blir också tryckfallet relativt litet.

US-A-4 103 646 visar en anläggning som innefattar två bränn- kammare, en första med en snabb fluidiserad bädd, dvs flui- diseringshastigheten är mellan ca 7 och 10 m/s, och en andra bubblande fluidiserad bädd. ningsgaser som bildas i den första brännkammaren leds till med en ”långsam” De förbrän- en cyklon där fast material avskiljs och :matas till den andra brännkammaren. I botten av' den andra brännkammaren finns en utmatningskanal för fast material, vilket med hjälp av luftinblàsning sedan återförs till den första snabba brännkammaren.

Genom att det separerade materialet àtermatas till bädden erhåller man således högre utnyttjandegrad av den till eftersom dess uppe- Emellertid erhåller man i praktiken inte en sådan högre utnyttjandegrad och inte brännkamaren tillförda absorbenten, hàllstid i processen kan förlängas. heller en fullständig förbränning av àtermatat oförbränt bränsle eftersom det àtermatade materialet inte kan införas på ett alla gånger tillfredsställande sätt så att det spri- der sig i sidled i bädden.

Det skall påpekas att det i ett annat sammanhang, nämligen vid insprutning av' bränsle i en fluidiserad. bädd, i den svenska patentansökningen nr 9102357-2 har föreslagits att anordna någon form av spridaranordningar ovanför sådana in- sprutningsmunstycken. 506 356 10 15 20 25 30 35 SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Ändamålet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en förbränningsanläggning som möjliggör återmatning av ur för- bränningsgaserna separerat fast material och ett förbättrat utnyttjande av det àtermatade materialet.

Detta ändamål uppnås med den inledningsvis angivna förbrän- ningsanläggningen som kännetecknas av kombinationen av att återmatningsanordningen innefattar en kanal, soul förbinder separeringsorganet och brännkammaren och är inrättad att àtermata det separerade materialet till brännkammaren, och av åtminstone ett spridarorgan, som är anordnat ovanför återmatningskanalensv mynning i brännkammaren och inrättat åstadkomma att det àtermatade separerade materialet sprids i bädden. På så vis uppnås att det àtermatade materialet när det lämnar àtermatningskanalen och startar sin färd uppåt genom bädden kommer att spridas och fördelas jämnt över ett större område i denna. Därmed kommer oförbränt bränsle att i högre utsträckning kunna förbrännas och icke utnyttjad ab- sorbent i större utsträckning komma i kontakt med vid för- bränningen frigjorda oönskade ämnen, såsom exempelvis sva- vel.

Enligt en utföringsform av uppfinningen innefattar spri- darorganet åtminstone en snett uppåt lutande yta som är in- rättad att separerade materialet snett uppåt utmed nämnda yta. leda det från àtermatningskanalen. utströmmande Vidare kan nämnda yta uppvisa hål som är utformade att släppa ige- nom en del av det snett uppåt utmed ytan strömmande separe- rade materialet. Därmed komer det separerade materialet att fördelas jämnt över den yta i bädden som täcks av spridaror- ganet. 10 15 20 25 30 35 506 356 Enligt en ytterligare utföringsform avslutas nämnda yta uppåt i en väsentligen horisontell yta. Enligt en ytterli- gare utföringsform innefattar spridarorganet ett mittparti och två nämnda lutande yta bildande vingar som sträcker sig snett uppåt från lnittpartiet. Därvid kan de två 'vingarna vara väsentligen symmetriskt anordnade med avseende på mitt- partiet. Mittpartiet, som exempelvis utgörs av en icke hål- försedd förlängning av vingarna, mottager i bädden uppátsti- gande bubblor med innehåll av fluidiseringsluft och partik-' lar av det återmatade materialet. Bubblorna bromsas upp och fördelas utmed vingarna vilka tillsammans med mittpartiet förhindrar bubblorna att stiga alltför snabbt och därvid lämna bädden med innehåll av delvis oförbränt bränsle och outnyttjad absorbent. Bubblorna styrs utåt uppåt av de snett uppåt lutande vingarna och tvingas följa dessa tills de an- tingen. pàträffar ett hål, i en lvinge eller till dess att bubblorna tvingas över vingens kant eftersom denna har en avsmalnande i sin glidrörelse snett uppåt längs en vinge form. Genom vingformen, dess lutning och med hjälp av hålen fördelas de nämnda bubblorna jämnt över en större area, var- vid en mer fullständig förbränning av oförbränt återmatat bränsle och ett bättre utnyttjande av àtermatad absorbent àstadkoms. Den väsentligen horisontella ytan vid vingarnas avslutning' bromsar upp bubblor och partiklar och släpper gradvis ut dessa i bädden. Hålen i vingarna bidrar till att gas kan släppas ut genom varje vinge över hela dennas yta.

Avsaknaden av hål i mittpartiet minskar risken för att ag- glomerat av återmatade partiklar fastnar i hål direkt ovan- för àtermatningskanalens mynning där koncentrationen av så- dant material är som störst och hastigheten hos materialets partiklar som lägst.

Enligt en ytterligare utföringsform av uppfinningen är spri- darorganet ringformigt och sträcker sig runt kanalen. Denna utföringsform är speciellt fördelaktig när kanalens mynning 506 356 10 15 20 25 30 35 är utformad på så sätt att det utmatade materialet sprids åt alla håll.

Enligt en ytterligare utföringsform av uppfinningen innefat- tar àtermatningsanordningen passiva medel som är inrättade på så sätt att det vid förbränningsanläggningens drift bil- das en materialpelare i kanalen, bildar de passiva medlen i kanalens nedre del en passage med en konstant genomström- ningsarea och medger passagen att materialpelarens tyngd i ett kontinuerligt flöde utmatar materialet därigenom. Såle- des kommer enbart materialpelarens tyngd att åstadkomma en ständig och jämn återmatning av avskilt fast partikelformigt material till brännkammaren. Eftersom àtermatningsanord- ningen enligt uppfinningen innefattar passiva medel som inte erfordrar någon kompressor eller annat drivorgan för att övervinna tryckskillnaden och mata ut materialet från mate- både vad gäller tillverkning och drift. Vidare undviker man de rialpelaren blir den kpstnadsmässigt mycket gynnsam, erosionsproblem som uppstår vid ejektorinmatning av materia- let. Eftersom den uppfinningsenliga àtermatningskanalen så- ledes inte uppvisar några rörliga konstruktionselement får den en mycket hög tillförlitlighet. Tillsammans med det upp- finningsenliga spridarorganet ástadkoms således en jämn återmatning och fördelning av i förbränningsgaserna befint- liga fasta partiklar. Med fördel är de passiva medlen sà ut- formade att den vid förbränningsanläggningens drift bildade materialpelaren har en höjd som överstiger höjden hos bädden i brännkammaren.

Enligt en utföringsform av uppfinningen är de passiva medlen inrättade att förhindra att den underifrån kommande gasen tränger in i kanalen. På sà vis kommer ingen fluidisering av det i. kanalen befintliga materialet att äga rum och inte heller kommer- materialets återmatning att bromsas. Därvid kan de passiva medlen innefatta en yta som är anordnad vid 10 15 20 25 30 35 506 356 kanalens nedre ände och som sedd underifrån täcker åtmins- tone en större del av kanalens tvärsnittsarea.

Enligt en ytterligare utföringsform lutar nämnda yta med en vinkel mot vertikalen, varvid nämnda vinkel uppgår till ca 20 - 90°, Med en sådan lutande yta förhindras att gas tränger in i kanalen samtidigt som ytan företrädesvis 21 - 39°. underlättar materialets àtermatning in i brännkammaren. Ytan kommer vid en sådan gynnsam lutningsvinkel att fungera som en glidyta eller som ett slags rutschkana för materialet.

I en fördelaktig tillämpning av uppfinningen är brännkamma- ren och separeringsorganet inneslutna i. ett tryckkärl och medel är inrättade att upprätthålla ett tryck över atmos- färstryck, företrädesvis ungefär 70 - 30 bar (abs), i tryck- kärlet. Bädden är med fördel av bubblande typ och kan ha en höjd som är ungefär 2 - 6 m.

Enligt en ytterligare utföringsform av uppfinningen mynnar bädden, anordnad tubsats för àtermatningskanalen i företrädesvis under en i brännkammaren värmning av vatten och/eller överhettning av ånga.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Uppfinningen skall nu förklaras närmare med hjälp av olika, såsom exempel angivna utföringsformer och med hänvisning till de bifogade ritningsfigurerna.

Fig 1 visar schematiskt en PFBC-kraftanläggning enligt uppfinningen med en kombinerad gas- och ångcykel (den senare ej visad).

Fig 2-5 visar olika utföringsformer av en brännkammare och en återmatningskanal för ur förbränningsga- serna avskilt fast material hos den uppfinnings- enliga kraftanläggningen. 506 356 10 15 20 25 30 35 10 Fig 6-12 visar olika utföringsformer av àtermatningskana- len.

Fig 13 visar en vy från ovan av ett spridarorgan hos kraftanläggningen.

Fig 14 visar en sidovy av spridarorganet i Fig 13.

Fig 15 visar en perspektivvy av ett annorlunda utformat spridarorgan hos kraftanläggningen.

DETALJERAD BESKRIVNING AV OLIKA UTFÖRINGSFORMER Uppfinningen skall nu förklaras med hänvisning till en så kallad fluidized bed combustion). Det skall emellertid noteras att uppfinningen PFBC-kraftanläggning (pressurized är tillämplig även på andra typer av anläggningar, i synner- het förbränningsanläggningar utan kraftproduktion. En PFBC- kraftanläggning, dvs en anläggning för förbränning av parti- kulärt bränsle i en trycksatt fluidiserad bädd, visas sche- matiskt i Fig 1. Anläggningen innefattar en brännkamare 1 som är inrymd i ett tryckkärl 2, vilket kan ha en volym i storleksordningen 104 m3 och vilket kan trycksättas till ex- (abs). gas, i det visade exemplet luft, tillföres tryckkärlet 2 vid empelvis mellan 7 och 30 bar Komprimerad syrehaltig 3 för trycksättning av brännkammaren 1 och för fluidisering av en bädd 4 j. brännkammaren 1. Den komprimerade luften tillföres brännkammaren l via schematiskt antydda fluidise- ringsmunstycken 5 som är anordnade i botten av brännkammaren l för fluidisering av den i brännkammaren 1 inneslutna bäd- den 4. Luften tillförs så att en fluidiseringshastighet av cirka 0,5 - 2,0 m/s uppnås. Bädden 4 är av bubblande typ och kan ha en höjd h som är ungefär 2 - 6 m. Den innefattar ett icke brännbart partikelformigt bäddmaterial, partikelformig absorbent och ett partikelformigt bränsle. Partikelstorleken hos det icke cirkulerande bäddmaterialet, absorbenten och bränslet är mellan ungefär 0,5 och 7 mm. Bäddmaterialet in- nefattar exempelvis aska och/eller sand och absorbenten ett kalkhaltigt material, exempelvis dolomit eller kalksten för 10 15 20 25 30 35 506 356 ll absorption av det svavel och eventuellt andra oönskade ämnen som frigörs vid förbränningen. Bränslet tillförs i en sådan mängd att det utgör ungefär 1% av bädden. Med bränsle avses alla bränslen som kan brinna såsom exempelvis stenkol, brun- kol, koks, torv, biobränsle, oljeskiffer, petroleumkoks, av- fall, Bäddmaterialet, absorbenten och bränslet tillförs bädden 4 via en schema- oljor, vätgas och andra gaser, etc. tiskt visad ledning 6. Bränslet förbränns i den till bädden 4 förda fluidiseringsluften under bildande av förbrännings- gaser. Dessa uppsamlas i ett ovanför den bubblande bädden 4 befintligt utrymme, ett så kallat fribord, 7 och förs sedan via en kanal 8 till ett separeringsorgan 9, i det visade ex- emplet en cyklon. Därifrån förs förbränningsgaserna vidare till ytterligare reningsanordningar, som visas schematiskt vid 10 och exemplevis kan innefatta i flera steg anordnade cykloner. Därefter leds förbränningsgaserna via exempelvis ett högtemperaturfilter 11 vidare till en gasturbin 12 som i det visade exemplet innefattar ett högtryckssteg 13 och ett lågtryckssteg 14. Högtrycksturbinen 13 är anordnad pà samma axel som en högtryckskompressor 15 samt en generator 16, som pà detta sätt drivs av högtrycksturbinen för uttag av elek- trisk energi. Högtryckskompressorn 15 levererar via led- ningen 17 komprimerad luft till brännkammaren 1.

De i högtrycksturbinen 13 expanderade förbränningsgaserna förs till en lågtrycksturbin 14. De förbränningsgaser som lämnar lágtrycksturbinen 14 innehåller fortfarande energi vilken kan tas tillvara i en economizer 18. Làgtrycksturbi- nen 14 är anordnad på samma axel som en lágtryckskompressor 19 som tillförs luft från atmosfären via ett filter 20. Låg- tryckskompressorn 19 drivs sålunda av làgtrycksturbinen 14 och förser från sitt utlopp högtryckskompressorn 15 med luft som komprimerats i ett första steg. Mellan làgtryckskompres- sorn 19 och högtryckskompressorn 15 är en nællankylare 21 inkopplad för att sänka temperaturen pà den luft som till- förs högtryckskompressorns 15 inlopp. 506 356 10 15 20 25 30 35 12 Vidare uppvisar kraftanläggningen en ångturbinsida, som ej är visad här, men antydd med en i den fluidiserade bädden 4 nedsänkt inrättning i form av en tubsats 22 i vilken vatten cirkuleras, föràngas och överhettas genom värmeväxling mel- lan tuberna och bäddmaterialet för upptagande av vid den i bädden 4 genomförda förbränningen alstrad värme.

I den i anslutning till brännkammaren anordnade cyklonen 9, även kallad nollstegscyklon, avskiljs fast partikulärt mate- rial från förbränningsgaserna. Detta fasta partikulära mate- rial innefattar dels bäddmaterial och aska men också oför- bränt bränsle och absorbent. Det är därför önskvärt att àtermata detta oanvända material till bädden 4 för att om möjligt förbränna oförbränt bränsle och utnyttja oanvänd ab- sorbent. Denna återmatning sker genom en átermatningsanord- ning som innefattar en kanal 23. Kanalen 23 skall vara sà utformad att det vid anläggningens drift bildas en material- pelare 24 i kanalen 23. Den så bildade materialpelaren 24 skall ha en höjd h' Tack vare denna höjdskillnad kommer tyngdkraften att verka på ma- som överstiger bäddens 4 höjd h. terialet i materialpelaren 24 pà så vis att detta matas kon- tinuerligt nedåt och in i brännkammaren 1 och i de visade exemplen ner i bädden 4 under tubsatsen 22. Denna höjdskill- nad kan åstadkommas genom en mängd olika utformningar av ka- nalen 23. Kanalen 23 kan ha ett godtyckligt tvärsnitt, exem- pelvis cirkulärt, ovalt, elliptiskt, fyrkantigt, flerhörnigt etc. I Hig 1. innefattar återmatningsanordningen en i. kana- lens 23 nedersta del snedställd vägg 25 som i samverkan med kanalen 23 bildar en passage med en konstant genomström- ningsarea. Kanalens 23 mynning bildas således av den sned- ställda väggens 25 nedersta kant och en där ovanför befint- lig kant hos kanalen 23. Den snedställda väggen kan ha en lutningsvinkel v gentemot vertikalen som uppgår till ungefär 20 till 90°, dvs i extremfallet vara vinkelrät mot vertika- len. En fördelaktig lutningsvinkel v är nællan ungefär 21 10 15 20 25 30 35 506 356 13 och 39°. 5 uppàtströmmande gas att tränga in i kanalen och tjänar som På så vis bildas en naterialpelare av det nedát strömmande naterialet. För att minska átermatningshastigheten kan mynningens öppnings- Det skall noteras att mynningen i det i Fig 1 visade exemplet helt be- Den snedställda väggen 25 hindrar från munstyckena glidyta för det nedströmmande næterialet. area vara mindre än kanalens 23 tvärsnittsarea. finner sig i ett väsentligen vertikalt plan. Eftersom bara små mängder av den uppàtströmmande förbränningsluften kan tränga in i kanalen 23 kommer ingen fluidisering av det i kanalen 23 befintliga materialet att äga rum.

I Fig 2 - 5 visas andra utföringsformer av àtermatningskana- len 23 och separeringsorganet 9. Det skall noteras att ele- ment son: har lnotsvarande funktion har försetts med samma hänvisningsbeteckningar i de olika utföringsformerna.

Den i Fig 2 visade återmatningsanordningen innefattar en hos kanalens 23 nedersta del relativt mjuk: böj 26. Mynningen bildas även i detta exempel genom att kanalen 23 är avskuren i ett väsentligen vertikalt plan. Böjens 26 undre tangent- plan vid kanalens ände lutar i förhållande till vertikalen med vinkeln v som kan ha sama värde som i det i Fig 1 vi- sade exemplet. Den visade böjen 26 bildar en passage som kommer att förhindra uppàtströmmande gas från att tränga in i kanalen 23 och fungera som glidyta för det nedátströmmande materialet. För att reducera naterialets àtermatnings-has- tighet kan kanalen 23 uppvisa en mindre tvärsnittsarea vid böjen 26 än uppströms om densama. Den i Fig 2 visade cyklo- nen 9 är dessutom helt innesluten i brännkammaren 1.

Den i Fig 3 visade återmatningsanordningen innefattar en ka- nal 23 vilken sträcker sig utanför_brännkammaren 1 och i en riktning som uppvisar en vinkel v mot vertikalen. Kanalen 23 sträcker sig igenom en passage i brännkammarens 1 vägg, vil- ken passage bildar kanalens 23 mynning. Vinkeln v kan exem- 10 15 20 25 30 35 506 556 14 pelvis vara mellan 10 och 50°, företrädesvis mellan 21 och 39°. Medelst en sådan lutande àtermatningskanal 23 minskas mängden uppåt strömmande gas i kanalen, varvid en material- pelare 24 som sträcker sig högre upp än bädden 4 bildas. En- bart tyngden hos denna materialpelare 24 säkerställer en jämn och kontinuerlig utmatning av det avskilda fasta mate- rialet. För att reducera återmatnings-hastigheten hos det nedströmmande fasta materialet kan även i detta fall tvär- snittsarean vid nämnda passage, dvs i närheten av kanalens 23 mynning vara mindre än högre upp i kanalen 23. Cyklonen 9 befinner sig i detta exempel helt utanför brännkammaren 1 och är förbunden med denna via den schematiskt visade rör- ledningen 8. Även om kanalens 23 mynning i Fig 3 befinner sig i höjd med tubsatsen 22, så skall noteras att den i Fig 3 visade mynningen kan befinna sig under eller över tubsat- sens 22 nivå.

Fig 4 visar en annan variant av en återmatningsanordning med en kanal 23 som sträcker sig väsentligen vertikalt. I detta fall innefattar àtermatningsanordningen ett nedåt lutande avsnitt 27 hos kanalen 23, vilket minskar mängden uppåt- strömmande gas i kanalen 23 och fungerar som glidyta för det Avsnittet 27 bildar en passage med en genomströmningsarea som är så stor nedàtströmmande fasta partikulära materialet. att det bildas en materialpelare 24 vars höjd h' överstiger bäddens 4 höjd h. Den i Fig 4 visade cyklonen 9 är inneslu- ten i brännkammmaren l och befinner sig i dess övre del, dvs i fribordet 7.

Fig 5 visar en annan variant av en återmatningsanordning som innefattar en kanal 23 med en passage soul bildas av en trattliknande utvidgning i vilken en kona befinner sig. Upp- byggnaden av denna passage förklaras närmare nedan i samband med beskrivningen av Fig 12. 10 15 20 25 30 35 506 356 15 Fig 6 - 12 visar ytterligare varianter på den uppfinningsen- liga- återmatningsanordningen. I Fig 6 innefattar denna en kanal 23 liknande den i Fig 1 men den nedre plåten 25 sträcker sig väsentligen vinkelrätt mot vertikalen. Detta utförande är synnerligen enkelt ur tillverkningssynpunkt.

Det komer att bildas en ansamling 29 av nedströmmande mate- rial i hörnet som bildas av plàten 25 och kanalen 23. Denna materialansamling kommer att fungera som en glidyta för det nedàtströmande materialet. Den i. Fig '7 visade kanalen 23 innefattar ett avsnitt 27 liknande det i Fig 4 men det med vinkeln v lutande avsnittets 27 nedre del är förlängd i ut- strömningsriktningen i förhållande till det lutande avsnit- tets 27 övre del. luta med en vinkel a gentemot vertikalen. Med denna utfö- Pà så vis komer kanalens 23 mynning att ringsfonn reduceras nängden uppåt strömmande gas i kanalen 23. Kanalen som visas i Fig 8 påminner om den som visas i Fig 1 men den med vinklen v snedställda plåten 25 är avkor- tad så att den sett underifrån inte täcker hela kanalens 23 tvärsnittsarea. Således bildar kanalens 23 mynning en vinkel b gentemot vertikalen. Med en sådan utföringsform kommer visserligen det mesta av den uppåtströmmande gasen att för- hindras från att tränga in i. kanalen 23 men en del därav tillåts blanda sig med materialpelaren 24. Detta kan vara önskvärt i vissa tillämpningar när man önskar en gasinbland- ning i det separerade materialet. I Fig 9 innefattar kanalen 23 en platta 30 som är fastsatt i kanalen 23 så att det bil- das en väsentligen runtomgàende öppning mellan plattan 30 Plattan 30 kan vara fastsatt med ett antal stagliknande stänger som visas schematiskt vid 31. Det skall och kanalen 23. noteras att plattan 30 även kan anordnas lutande med vinkeln v i förhållande till vertikalen. Den i Fig 10 visade åter- matningsanordningen innefattar en nedåt helt öppen kanal 23 som mynnar strax ovanför en bottenplatta 32 hos brännkamma- ren 1. I det avsnitt 33 av bottenplattan 32 som befinner sig nedanför kanalen 23 finns inga fluidiseringsmunstycken 5 som annars är anordnade över väsentligen hela bottenplattans 32 10 15 20 25 30 35 506 356 17 uppåt utmed vingens 41, 42 yta strömmande materialet. Ving- arna 41, 42 är vidare uppåt avsmalnande och avslutas i sina övre fria ändar i ett väsentligen horisontellt parti 44. I sin nedersta del innefattar spridarorganet 40 ett ásliknande nedåt pekande mittparti 45 från vilket de två vingarna 41, 42 sträcker sig väsentligen symmetriskt snett uppåt. De i Fig 13 och 14 visade vingarna 41, 42 är väsentligen plana.

Det skall dock noteras att vingarna kan ha en krökt form i ett längsgående tvärsnitt mellan de båda plana partierna 44.

En sådan krökt form är lämpligen konkav men kan även vara konvex. Vidare kan vingarna ha en konkavt krökt form i ett tvärsnitt som är vinkelrätt mot nämnda längsgående tvärsnitt på så sätt att de buktar uppåt. Alternativt kan vingarna 41, 42 vara försedda med nedvikta falser utefter vingens långsi- dor. Spridarorganet 40 kan vara fastsatt i den i bädden 4 befintliga tubsatsen 22 med hjälp av hàllarorgan 46 i form av klamrar, öglor eller motsvarande, vilka omsluter tuber 47 hos tubsatsen 22. Spridarorganet 40 kan vara förskjutbart i tubernas 47 längdriktning innan det fastlåses på en lämplig plats. I det i Fig 1 visade exemplet är spridarorganet an- ordnat med sin lägsta del 45 framför återmatningskanalens 23 mynning. Hållarorganen 46 är anbringade vid stag 48 som är monterade tvärs spridarorganets 40 längdriktning och uppvi- sar en sådan längd att stagens 48 ändar kan överbrygga av- ståndet mellan två parallella tuber 47, i vilka spridarorga- net 40 kan fästas hängande.

Fig 15 visar en alternativ utföringsform där spridarorganet 40 är utformat som en hel kon 49 med uppåt tilltagande tvär- snittsyta. Mittpartiet 45 bildas av konens 49 spets. Konen 49 kan även vara stympad och då infästes dess nedre del till ett mittparti som kan ha godtycklig form, företrädesvis ko- nisk fornn I konen 49 är också hål 43 upptagna för att åstadkomma den ovan beskrivna spridningen av det separerade materialet. Konens 49 avslutningskant upptill kan utformas med en icke visad ringformad fläns eller krage för uppbroms- 10 15 506 356 18 ning av utmed konens 49 yta snett uppåt strömmande material.

Konen 49 uppvisar i ett horisontellt tvärsnitt en godtycklig kurva, företrädesvis cirkulär eller oval. I Fig 3 visas så- som ett exempel hur ett sådant koniskt spridarorgan 40 kan vara anordnat.

Det i Fig 5 visade ringformiga spridarorganet 40 innefattar två ringformiga vingar 41 och 42, vilka också kan vara för- sedda med hål som befinner sig närmast kanalen 23 är något kortare än den (ej visade), varvid den ringformiga vinge 41 yttre ringformiga vingen 42. Vingen 41 lutar således mer än vingen 42 med avseende på vertikalen. Det skall noteras att det bör finnas en spalt mellan det ringformiga spridarorga- net 40 och kanalen 23.

Uppfinningen är inte begränsad till de här visade utförings- formerna utan kan varieras och modifieras inom ramen för de efterföljande patentkraven.

Claims (17)

10 15 20 25 30 35 /7 506 356 Patentkrav

1. Förbränningsanläggning innefattande - en brännkammare (1) vilken är utformad att innesluta en fluidiserad bädd (4) är avsedd att äga rum under bildande av förbränningsgaser, och i vilken förbränning av ett bränsle och (9, 10, ll) varvid reningsanläggningen - en reningsanläggning för rening av nämnda för- bränningsgaser, innefattar ett separeringsorgan (9), som är inrättat att separera partikel- formigt material från nämnda förbränningsgaser, och en an- ordning (9, 23) för återmatning av det separerade materialet till brännkammaren (1), kännetecknad av kombinationen av att återmatningsanordningen innefattar en kanal (23), som förbinder separeringsorganet (9) och brännkammaren (1) och är inrättad att återmata det separerade materialet till brännkammaren (1), och av åtmins- (40), mynning i brännkammaren (1) tone ett spridarorgan som är anordnat ovanför àtermat- (23) åstadkomma att det återmatade separerade materialet sprids i bädden (4). ningskanalens och inrättat

2. Förbränningsanläggning enligt krav 1, spridarorganet (40) innefattar åtminstone en snett uppåt lu- (4l, 42, 49) (23) snett uppåt utmed nämnda yta (41, 42, 49). kännetecknad av att tande yta som är inrättad att leda det från àtermatningskanalen utströmmande separerade materialet

3. Förbränningsanläggning enligt krav 2, kännetecknad av att (41, 42, 49) (43) att släppa igenom en del av det snett uppåt utmed ytan (41, nämnda yta uppvisar hål som är utformade 42, 49) strömmande separerade materialet.

4. Förbränningsanläggning enligt något av kraven 2 och 3, (41, 42) väsentligen horisontell yta (44). kännetecknad av att nämnda yta avslutas uppåt i en 506 356 10 15 20 25 30 35 20

5. Förbränningsanläggning enligt något av de föregående kra- (40) smn sträcker sig ven, kännetecknad av att spridarorganet innefattar ett mittparti (45) (41, 42) snett uppåt från mittpartiet (45). och två vingar

6. Förbränningsanläggning enligt krav 5, (41, 42) nade med avseende på mittpartiet kännetecknad av att är väsentligen symmetriskt anord- (45). de två vingarna

7. Förbränningsanläggning enligt något av de föregående kra- ven, kännetecknad av att spridarorganet (40) är ringformigt och sträcker sig runt kanalen (23).

8. Förbränningsanläggning enligt något av kraven 2 till 6, kännetecknad av att nämnda yta (41, 42) är uppåt avsmal- nande.

9. Förbränningsanläggning enligt något av de föregående kra- ven, kännetecknad av att återmatningsanordningen innefattar (23, 25, 26, 27, 30, 33, 35) på så sätt att det vid förbränningsanläggningens drift bil- (24) (23), nedre del bildar en passage med en passiva medel som är inrättade das en materialpelare i kanalen (23) konstant genomströmningsarea och att passagen medger att ma- att de passiva medlen i. kanalens terialpelarens (24) tyngd i ett kontinuerligt flöde utmatar materialet därigenom.

10. Förbränningsanläggning enligt krav 9, kännetecknad. av att de passiva medlen är så utformade att den vid förbrän- ningsanläggningens drift bildade materialpelaren (24) har en höjd (h') hos bädden (4) kammaren (1). som överstiger höjden (h) i bränn-

11. ll. Förbränningsanläggning enligt något av kraven 9 och 10, kännetecknad av att de passiva medlen är inrättade att för- 10 15 20 25 30 506 356 .z/ hindra att den underifrån kommande gasen tränger in i kana- len (23).

12. Förbränningsanläggning enligt något av kraven 9 - 11, kännetecknad av att de passiva medlen innefattar en yta (25, 26, 27, 30, 33, 35) (23) ände och sedd underifrån täcker åtminstone en större del av kanalens (23) som är anordnad vid kanalens nedre tvärsnittsarea.

13. Förbränningsanläggning enligt krav 12, (25, 26, 27, 30, 33, (v) mot vertikalen, 20 - 90°, kännetecknad av att nämnda yta 35) lutar med en vinkel varvid nämnda vinkel uppgår till ca företrädesvis 21 - 39°.

14. Förbränningsanläggning enligt något av de föregående kraven, kännetecknad av att brännkammaren (1) och separe- (2) och att är inrättade att upprätthålla ett ringsorganet (9) är inneslutna i ett tryckkärl medel (5, 15, 17, 19) tryck över atmosfärstryck, (abs), i tryckkärlet (2). företrädesvis ungefär 7 - 30 bar

15. Förbränningsanläggning enligt något av de föregående kraven, kännetecknad av att bädden (4) är av bubblande typ.

16. Förbränningsanläggning enligt något av de föregående kraven, kännetecknad av att bädden (4) har en höjd (h) som är ungefär 2 - 6 m.

17. Förbränningsanläggning enligt något av de föregående (23) företrädesvis under en I brännkammaren anord- kraven, i bädden nad tubsats kännetecknad av att återmatningskanalen (4), (22, 37) hettning av ånga. mynnar för värmning av vatten och/eller över-