SK40594A3

SK40594A3 - Process for combustion of solid

Info

Publication number: SK40594A3
Application number: SK405-94A
Authority: SK
Inventors: Joerg Krueger
Original assignee: Vaw Ver Aluminium Werke Ag
Priority date: 1991-10-08
Filing date: 1992-10-02
Publication date: 1994-08-10
Also published as: DE59205258D1; CZ80294A3; CZ284076B6; ATE133772T1; SK281396B6; EP0607210B1; EP0607210A1; US5553556A; DK0607210T3; WO1993007422A1

Description

Spôsob spaľovania pevných látok

Oblasť techniky

Vynález sa dotýka spôsobu spaľovania pevných látok, najmä odpadkov, v spaľovacom kotli, pozostávajúcom z aspoň jedného spaľovacieho priestoru a jednej komory dodatočného spaľovania, pričom do spaľovacieho kotla sa zavádza vodná para.

Doterajší stav techniky

Pri spaľovaní pevných nosičov energie, ako sú napríklad odpadky alebo uhlie, vznikajú spaliny obsahujúce škodliviny. Spaľovanie by sa malo vykonávať z ekologických a ekonomických dôvodov pri optimálnom prebytku vzduchu, aby obsah škodlivín v spalinách bol minimálny. Ekologické a súčasne ekonomické optimálne vykonávanie spôsobov spaľovania je však často vzhľadom k možnostiam vykonávania spôsobov spaľovania a k vytvoreniu zariadenia, v ktorých sa vykonávajú, v rozpore.

Dostatočné vyhorenie spalín kyslíkom obsiahnutým vo vzduchu je zaručené iba pri prebytku vzduchu a pri zodpovedajúcich turbulenci ach priamo v spaľovacom priestore alebo priamo nad ním. Pre vytvorenie týchto turbulencií sa obvykle časť spaľovacieho vzduchu vofukuje ako sekundárny vzduch s malým tlakom a miernou rýchlosťou. Týmto spôsobom by sa malo zabrániť tvoreniu oxidu uhoľnatého a oxidov dusíka. Aby sa súčasne zaistilo vytváranie potrebných turbulencií a tým dostatočného premiešania, musí byť množstvo vofukovaného sekundárneho vzduchu dostatočne veľké. Týmto prebytočným vzduchom stúpne však zreteľne množstvo spalín, a tým aj straty využiteľnej energie.

Adiabatické teploty spaľovania so stúpajúcim prebytkom vzduchu značne klesnú. Preto je možné pri vysokom prebytku vzduchu podchladením spalín pridávaním sekundárneho vzduchu spôsobiť prídavné tvorenie CO. V okrajovej oblasti prúdenia však nastávať vysoké prídavné tvorenie sekundárneho vzduchu môžu špičky, ktoré v spojení teplotné s miestne vysokými koncentráciami kyslíka prispievajú k tvoreniu NOx.

Pri spaľovaní odpadkov je koncentrácia kyslíka vo vlhkých spalinách za spaľovacím kotlom obvykle asi 10 % objemových. Prebytok vzduchu je v tomto prípade asi 150 %, čo zodpovedá vzduchovému číslu 2,5. 20 až 40 % spaľovacieho vzduchu sa pritom obvykle vofukuje ako sekundárny vzduch. Zníženie množstva sekundárneho vzduchu pritom spôsobí horšie dohorenie spalín a zníženie množstva primárneho vzduchu spôsobí horšie dohorenie trosky.

spaľovani e) zdržan i a.

dos i ahnuté.

Ďalšou úlohou sekundárneho vzduchu je dosiahnutie určitého vedenia plameňa. Pre ten účel by sa mala termika v 1. ťahu spaľovacieho kotla (v komore na dodatočné porušiť a tým vytvoriť v 1. ťahu úzke spektrum Tohoto cieľa však doposiaľ nebolo nikdy plne Taktiež použitie terciárneho vzduchu na porušenie termiky je vzhľadom k prídavnému množstvu vzduchu užitočné iba obmedzene, pretože ochladením sa okrem iného spôsobí prídavné tvorenie CO a ďalších množstiev spalín.

Podstatnou nevýhodou doposiaľ známych spôsobov je potrebné vysoké množstvo sekundárneho, prípadne terciárneho vzduchu, nutné na bezpečné dohorenie spalín a na porušenie termiky. Pridávanie týchto vysokých množstiev vzduchu je možné len vtedy, keď sa súčasne zníži množstvo primárneho vzduchu, pričom je ale výsledok dohorenia na rošte ohrozený. Zvýšenie množstva spalín vedie naviac k menšiemu priemernému zdržaniu v 1. ťahu. Optimálne odbúravanie škodlivín nie je preto zaručené. Ďalej adiabatická teplota spaľovania zvýšeným množstva vzduchu klesne. Zníženie teploty v oblasti výrobníka pary preto prebieha mierne. Tým sa značne zníži využitie tepla.

Úlohou vynálezu je vytvoriť spôsob spaľovania pevných látok, pomocou ktorého klesne množstvo škodlivín v spalinách. Pritom sa buď pri rovnakom tepelnom výkone zníži značne množstvo spalín, alebo naopak, množstvo paliva sa zreteľne zvýši. Spôsob by mal byť vykonávaný s čo najmenším prebytkom vzduchu. Súčasne by mali byť prakticky odstránené nevýhody známych spôsobov spaľovania. Spôsob spaľovania by sa mal najmä hodiť pre elektrárne na spaľovanie odpadkov.

Podstata vynálezu

Túto úlohu splňuje spôsob spaľovania pevných látok, najmä odpadkov, v spaľovacom kotli, pozostávajúcom z aspoň jedného spaľovacieho priestoru a jednej komory na dodatočné spaľovanie, pričom do spaľovacieho kotla sa zavádza vodná para, podľa vynálezu, ktorého podstatou je, že vodná para sa pod vyšším tlakom vstrekuje v aspoň jednom mieste za výstupom spalín zo spaľovacieho priestoru do spaľovacieho kotla, pričom vedľa primárneho vzduchu sa do spaľovacieho kotla nezavádza žiaden ďalší spaľovací vzduch, ako napríklad sekundárny alebo terciárny vzduch.

Pevné látky, ako napríklad odpadky alebo uhlie, sa privádzajú do spaľovacieho kotla a spaľujú na rošte v spaľovacom priestore. Primárny spaľovací vzduch sa vofukuje roštom zo spodku. Teplé spaliny, vznikajúce v spaľovacom priestore, prúdia najskôr komorou na dodatočné spaľovanie (1. ťahom kotla) a potom sa ďalšími sálavými ťahmi privádzajú do konvekčnej časti kotla. Potom sa spaliny v čistiacom zariadeniu zbavujú prachu a škodlivín a komínom sa vedú do atmosféry .

Podľa spôsobu podľa vynálezu sa vedľa primárneho vzduchu nezavádza do spaľovacieho kotla žiaden ďalší spaľovací vzduch, ako napríklad sekundárny, prípadne terciárny vzduch. Výlučné použitie primárneho vzduchu by ale spôsobovalo horšie vyhorenie spalín, podmienené nedostatočným premiešaním v komore na dodatočné spaľovanie (komora na dodatočné reakcie, respektíve na dohorenie), a tým tvorenie vysokých množstiev CO a škodlivín v spalinách. Preto sa podľa vynálezu v aspoň jednom mieste za výstupom spalín zo spaľovacieho priestoru vháňa do spaľovacieho kotla vodná para pod vyšším tlakom.

vodnej pary sa tvorenie oxidu uhoľnatého a oxidov spalinách nepodporuje. Vodnou parou sa dodávajú turbulencie, nutné pre vytvorenie optimálnych spaľovacích podmienok spalín. Týmto spôsobom je možné značne znížiť celkové množstvo vzduchu a obsah kyslíka v spalinách. Podstatnými výhodami tohoto spôsobu činnosti sú zmenšenie množstva spalín pri rovnakom výslednom tepelnom výkone a menšej spotreby paliva, respektíve zvýšenie tepelného výkonu zvýšením množstva paliva pri rovnakom množstve spalín.

Vháňaním dusíka v potrebné

Pre vynálezu energi u dodáva potrebnú na zmiešavaní e, ktorá sa podľa do spaľovacieho kotla vodnou parou, sú rozhodujúcimi parametrami nastavený pretlak a objem vodnej pary. Ako minimálna hodnota pretlaku by pre vháňanú vodnú paru mala byť zvolená hodnota aspoň 0,1 MPa. Pod touto hodnotou by musel byť objem vháňanej vodnej pary na zaručenie dostatočnej energie potrebnej na zmiešavanie veľmi veľký. Množstvo spalín môže potom prípadne aj nepatrne klesnúť. Naviac môžu vznikať nežiaduce vysoké obsahy vody v spalinách. V zásade by preto mal byť nastavený čo možná najvyšší pretlak vháňanej vodnej pary. Horná hranica je určená iba dostupnými nákladmi na zariadenie.

Nastavený objem vodnej pary je závislý na pretlaku, pričom pri vyššom tlaku je potrebné menšieho objemu a naopak.

Pri vopred danom tlaku vodnej pary sa jej objem s výhodou zvolí tak, že energia potrebná na zmiešavanie je v rozsahu od

0,1 do 30 kW na m³ turbulentného priestoru.

Ako turbulentný priestor je pritom označená tá oblasť spaľovacieho kotla, ktorá je bezprostredne zasiahnutá vháňanou vodnou parou. Objem Vt turbulentného priestoru môže byť stanovený napríklad podľa nasledujúceho vzťahu:

Vt = ( t χ dhydr.²) χ (a x dhydr. ) pričom hodnoty pre hodnotu a vodnej pary Charakter i st i cká a sú v rozsahu 0,2 až 0,5. Pritom sa použijú s narastajúcim počtom rovín dýz na vháňanie menšie hodnoty z uvedeného rozsahu, dĺžka dhydr. (hydraulický priemer) sa vypočíta nasledovne:

dhydr. = 4 F / U

Pritom F zodpovedá prierezu, ktorým prúdia spaliny (napríklad najmenšiemu prierezu za výstupom zo spaľovacieho priestoru), a U označuje jeho obvod.

Privádzaná energia potrebná na zmiešavanie môže byť vztiahnutá aj na objem spalín. V tomto prípade sa s výhodou táto energia potrebná na zmiešavanie nastaví v rozsahu od 0,03 do 3 W na Nm³/h spalín.

Na energiu potrebnú na zmiešavanie, ktorá je menšia ako hodnota 0,1 kW/m³ turbulentného priestoru, prípadne 0,03 H na

Nm³/h spalín, sú vzniknuté turbulencie nedostatočné, aby boli zaručené optimálne podmienky spaľovania, zatiaľ čo na energiu nad hodnotou 30 kW/o³ turbulentného priestoru, prípadne 3 W na Nm³/h spalín sú potrebné nehospodárne vysoké tlaky a/alebo objemy vháňanej vodnej pary. Úzkeho spektra zdržania vo vnútri komory na dodatočné spaľovanie (komory pre dodatočné reakcie, prípadne na dohorenie) spaľovacieho kotla sa dosiahne vtedy, keď tlak a objem vháňanej vodnej pary sa zvolí tak, že v komore na dodatočné spaľovanie sa dosiahne rovnomerného prúdenia spalín. Týmto spôsobom je možné zaručiU optimálne tepelné odbúravanie škodlivín.

Spôsobom podľa vynálezu je možné v komore na dodatočné spaľovanie dosiahnuť pomerne vysokých teplôt, pretože tu nenastáva ochladzovanie spalín veľkými množstvami prebytočného vzduchu. Teplota na vstupu do komory na dodatočné spaľovanie by mala byť s výhodou v rozsahu od 1273 do 1673 K, aby bolo zaručené dostatočné spálenie škodlivín. Nad teplotou 1673 K existuje nebezpečie zvýšenej tvorby NOx už pri nepatrnom obsahu kyslíka v spalinách. Riadením parametrov vháňania vodnej pary je možné naviac strednú dobu zdržania spalín v komore na dodatočné spaľovanie pri teplotách > 1123 K zvýšiť do takej miery, že sa značne podporí odbúravanie škodlivín.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Vynález bude ďalej bližšie objasnený na príklade vyhotovenia podľa priloženého výkresu, na ktorom je znázornené schématicky zariadenie, v ktorom je vykonávaný spôsob spaľovania podľa vynálezu.

Príklady vyhotovenia vynálezu

V dolnej 3, na ktorom a 1ebo uhli a, s nad roštom 3 časti spaľovacieho kotla 1_ je sa spaľujú pevné látky, ako pridávaním primárneho vzduchu sa nachádza spaľovací priestor usporiadaný rošt napríklad odpadky

9. Bezprostredne 2, ktorý smerom dohora prechádza do komory 4 na dodatočné spaľovanie, ktorá zodpovedá 1. ťahu spaľovacieho kotla 1. Teplé spaliny, vznikajúce pri spaľovaní v spaľovacom priestore 2, prúdia najskôr komorou 4 na dodatočné spaľovanie. Potom sú vedené 2. ťahom 5 spaľovacieho kotla 1_ k odparovačom a predhrievačom 6a k ekonomizéru 7. Potom sa vykonáva odlučovanie prachu a odstraňovanie škodlivín v čistiacom zariadení 8. Ak také spaľovacie zariadenie pracuje taktiež so sekundárnym vzduchom, vykonáva sa jeho prívod sekundárnymi vzduchovými dýzami 10. ktoré sú usporiadané v spaľovacom priestore 2 v oblasti prechodu do komory 4 na dodatočné spaľovanie. Podľa potreby môže byť prídavné vofukovaný terciárnymi vzduchovými dýzami 11. ktoré sú inštalované v komore 4 na dodatočné spaľovanie, terciárny vzduch.

V spôsobe podľa vynálezu sa ako spaľovací vzduch používa výlučne primárny vzduch vháňaný zo spodku. Sekundárny vzduch, prípadne terciárny vzduch, sú celkom nahradené vodnou parou. Pritom sa vháňa vodná para s takým objemom, ktorý je prakticky menši, ako obvykle používané objemy sekundárneho, prípadne terciárneho vzduchu. Aby napriek tomu bola do spaľovacieho kotla 1_ dodávaná dostatočná energia na zm i ešavan i e , vháňa sa vodná para s pretlakom, ktorý je zreteľne vyšší ako obvyklý pretlak sekundárneho, prípadne terciárneho vzduchu (pretlak je asi 40 hektopascalov). Týmto spôsobom sa privádza do spaľovacieho kotla 1_ veľká energia potrebná na prem i ešavan i e, bez toho aby bolo nutné počítať s veľkým prebytkom vzduchu. Pretože pri podmienkach v spôsobe podľa vynálezu stúpne teplota spaľovania a straty odvedené spalinami sa zmenšia, je možné pri úplnom nahradení sekundárneho, prípadne terciárneho vzduchu pri rovnakom výkone pary množstvo paliva a množstvo primárneho vzduchu znižovať. Množstvo primárneho vzduchu a množstvo paliva je tak možno, znížiť napríklad do 10 %. S výhodou sa zníži množstvo primárneho vzduchu tak, že prebytok vzduchu je v rozmedzí medzi hodnotou 150 %, ktorá je spaľovacie zariadenie obvyklá, a dolná medzná hodnota prebytku vzduchu 20 % je obsah kyslíka v spalinách Ak obsah kyslíka klesne pod túto hodnotu, pôsobia y v spalinách silne agresívne na steny spaľovacieho pre také 20 %. Pri asi 2 %.

škôd1 i v i n kotla 1 .

Vháňanie vodnej pary je možné vykonávať pomocou dýz ľubovoľnej konštrukcie. S výhodou sa použijú dýzy dimenzované na prevádzku v nadzvukovej oblasti, pretože tým je umožnená zvlášť dobrá premena tlakovej energie na kinetickú energiu.

Dýzy môžu byť v zásade inštalované v ľubovoľných vhodných miestach v stenách spaľovacieho kotla 1_, s výhodou v oblasti výstupu spalín zo spaľovacieho priestoru 2 a/alebo priamo v oblasti komory 4 na dodatočné spaľovanie. Pritom sa dýzy s výhodou usporiadajú v jednej alebo niekoľkých rovinách. Existujúce zariadenia môžu byť jednoduchým spôsobom prestavané na spôsob podľa vynálezu priamym vstavaním na vstrekovanie vodnej pary miesto už existujúcich dýz na vstrekovanie sekundárneho a/alebo terciárneho vzduchu.

spaľovan i e, napr í klad

Vháňaním vodnej pary v oblasti výstupu spalín zo spaľovacieho priestoru 2 sa optimalizujú najmä podmienky spaľovania a zmiešavaní a v spaľovacom priestore 2 a vo vstupe do komory 4 na dodatočné spaľovanie. Ak sa prídavné alebo alternatívne vháňa vodná para priamo do komory 4 na dodatočné je v tejto oblasti uvoľňovaním a rozvírením prúdov spalín podporované vytvorenie ich rovnomerného prúdenia. Týmto spôsobom je možné vytvoriť rovnomerné úzke spektrum zdržania v komore 4 na dodatočné spaľovanie a zreteľne zvýšiť vyhorenie Škodlivín.

Použitím vodnej pary podľa spôsobu podľa vynálezu sa najmä nepodporuje tvorba CO a NOx v spalinách. Súčasne sa v odparovačoch a predhrievačoch 6 a ekonomizéru 7 spaľovacieho kotla £ vyrába vodná para, ktorá je teda k dispozícii v dostatočnom množstve a je lacná. Naviac vznikne celá rada ďalších výhod. V dôsledku vyššieho parciálneho tlaku vodnej pary sa zlepšia sálavé vlastnosti spalín. Tým značne vzrastie prestup tepla sálaním a tým aj využitia tepla v sálavej časti spojeniu s vysokými teplotami spalín, v podmienkach pri spôsobe podľa vynálezu, parciálnymi tlakmi CO2 prebieha vzrast prestupu tepla sálaním viac ako úmerne. Pritom prestup tepla stúpne napríklad pri zvýšeniu teploty z 1073 na 1273 K o dvojnásobnú hodnotu a pri zvýšeniu teploty na 1473 K pôvodnej hodnoty. Takto dosiahnutým vyšším a rýchlejším poklesom teploty klesne teplota spalín za odparovačmi a predhrievačmi 6 a ekonomizérom 7 pod obvyklé hodnoty.

spaľovacieho kotla £. V dosahovaným i a s vyššími o 3,5 násobok využitím tepla

Prekvapivo sa vynálezu, kde sa naviac ukázalo, že v spôsobe podľa používa vháňanie vodnej pary, sa pravdepodobne vplyvom vyššieho parciálneho tlaku vodnej pary, obsah prachu v spalinách zníži s mimoriadne vyššou účinnosťou pri elektrickom v spalinách za čistení spalín. Koncentrácia prachu e 1ektrofi 1 trom čiže elektrostatickým odlučovačom sa tým môže znížiť na asi 10 mg/Nm³

Teoreticky by bolo možné namiesto vodnej pary použiť aj plyny, prípadne zmesi plynov, ktoré majú taktiež také zloženie, že nepodporujú tvorbu CO a N0_x v spalinách, ako napríklad späť vedené spaliny alebo tiež dusík a iné inertné plyny, prípadne ich zmesi. Tieto plyny sú však k dispozícii obvykle pod tlakom nižším, ako normálny tlak, alebo iba s minimálnym pretlakom, takže, aby bolo možné nastaviť vysoké tlaky potrebné pre spôsob podľa mimoriadne vysokých nákladov na vofukovaní takých médií s vynálezu, bolo by potrebné príslušné zariadenie. Pri obvyklým pretlakom asi hektopasca1ov by bolo ich privádzané množstvo tak veľké, že výhody spôsobu podľa vynálezu by nemohli byt dosiahnuté.

Spätné vedenie spalín do oblasti spaľovania spaľovacieho kotla 1_ na zmenšenie tvorby oxidov dusíka je v zásade známe. Pretože spaliny sa pritom vedú späť v chladnom stave, nemôže sa vylúčiť, že vo vnútri prúdu spalín sa tvoria miestne prúdy s malou teplotou, ktoré majú za následok prídavné tvorenie CO. Pri zvláštnych podmienkach spôsobu podľa vynálezu je však možné privádzať späť do spaľovacieho kotla _1 aj horúce spaliny s teplotami nad 873 K. Týmto spôsobom je možné celkom zabrániť miestnym podchladeniam s následnou tvorbou CO.

späť jedným alebo ťahu do 1. ťahu Dýzy na vstrekovanie vodnej pary sú výhodou koncentricky v spojovacích

Horúce spaliny môžu byť vedené niekoľkými spojovacími kanálmi z 2 spaľovacieho kotla ý.

pritom usporiadané s kanáloch pre spaliny vedené naspäť

Vstrekovacím účinkom vodnej pary vháňanej pod vysokým tlakom sa časť horúcich spalín z 2. ťahu spaľovacieho kotla i odsáva a bez nákladných opatrení spolu s vodnou parou vstrekuje do spaľovacieho priestoru 2. Pretože tlakové pomery, ktoré musia byť pre spätné vedenie spalín prekonané, sú veľmi malé, je tu potrebné iba primerane malého množstva vodnej pary. Ak sa všetka vháňaná vodná para vedie do spaľovacieho kotla 1_ niekoľkými dýzami, prípadne rovinami, v ktorých sú dýzy usporiadané, je dostačujúce použiť iba časti týchto dýz pre spätné vedenie spalín. Podiel spalín vedených späť sa nastaví s výhodou na hodnotu v rozmedzia od 5 do 50 %, s výhodou na asi 30 %. celkového množstva spalín. Maximálne teploty, zníženia teplôt a zdržania v 1. a 2. ťahu spaľovacieho kotla ý je preto možné jednoduchým spôsobom nastaviť na optimálne hodnoty.

Rovnakým spôsobom je možné podľa spôsobu podľa vynálezu vstrekovať do spaľovacieho kotla i aj dusík alebo iné inertné plyny, prípadne ich zmesi, spolu s vodnou parou, ktorá je pod

1 vysokým tlakom.

Podstatné výhody spôsobu podľa vynálezu je možné zhrnúť nas1edovne^;

- Množstvo spalín sa pri rovnakom netto tepelnom výkone značne zmenší pri úplnom nahradení sekundárneho, prípadne terciárneho vzduchu a vracanie primárneho vzduchu (čo zodpovedá menšiemu množstvu paliva) o asi 20 až 40 %.

- Pri rovnakom množstve spalín sa môže množstvo paliva zvýšiť až o 40 4 bez potreby zvláštnych opatrení v ceste odvádzania spalín, najmä v čistiacom zariadeniu spalín.

- Využitie tepla sa zvýši až o 15 %.

- Usadzovanie prachu na vykurovacích plochách celého spaľovacieho kotla, ako aj zaťaženie čistenia spalín sa zníži aspoň s menším množstvom spalín, pričom okrem iného sa zreteľne predĺži doba kampane peci.

- Teploty spaľovani e množstvom dohoren i e.

spaľovan i a sa podstatne pr i márneho vo vstupe zvýš i a, vzduchu, do komory na dodatočné to riaditeľne privádzaným čím je zaistené lepšie

- Množstvo podstatne škodlivín a ich koncentrácia zníži, a to najmä CO a N0_x.

v spalinách sa

- Neporovnateľne vysoké odlučovanie prachu v elektrických čistiacich zariadeniach plynu použitím vodnej pary.

- Použitím vodnej pary sa zreteľne zvýši prestup tepla sálaním, pričom sa dosiahne rýchlejšieho zníženia teploty v spaľovacom kotli, ako aj menšej teploty spalín.

- Potrebné prevádzkové výkony vzduchových ventilátorov a sacích ťahov sa môžu podľa zmenšeného množstva vzduchu taktiež zmenšiť.

- Čistiace zariadenie spalín môžu mať menšie rozmery.

- V prípade použitia zariadenia na odlučovanie dusíka lov dusť' klesnú náklady na energiu na opätovné ohriatie spalín pri rovnakej koncentrácii podľa menších množstiev spalín.

- Existujúce zariadenie je možné jednoduchým spôsobom prispôsobiť pre použitie spôsobu podľa vynálezu.

Teraz bude spôsob podľa vynálezu bližšie objasnený podľa niekoľkých príkladov vyhotovenia.

Vháňanie vodnej pary tomto príklade vyhotovenia sa existujúce spaľovacie zariadenie elektrárne vháňanie vodnej pary.

na spaľovanie odpadkov prispôsobí na Parné dýzy sú dimenzované na prevádzku v nadzvukovej oblasti. Prívod primárneho vzduchu a vodnej pary je vyhotovený vždy plynulé nastaviteľné, to je bez stupňov.

Pri skúmaní spaľovania v elektrárni na spaľovanie odpadkov sa ukázalo, že pridávaniu sekundárneho vzduchu na spaľovan i a nevýhodné. s celkovým lež je pre celý proces skôr prevádzke pracuje zariadenie asi 80000 Nm³/h a s podielom Prebytok vzduchu bol asi

Obsah kyslíka v spalinách 10 % objemových. Sekundárny nepatrným pretlakom asi 40 sekundárneho vzduchu sa uvoľní nie je potrebné.

Pri normálnej množstvom vzduchu sekundárneho vzduchu 27000 Nm³/h 150 % podľa vzduchového čísla 2,5 je pri týchto podmienkach asi vzduch sa privádza pod hektopasca1ov. Pri expanzii energia asi 30 kW potrebnej na zmiešavanie.

V 2ariadent, prebudovanom na spôsob podľa vynálezu, bolo vofukované množstvo pary asi 2000 kg/h s pretlakom 5 hektopasca 1 ov do spaľovacieho kotla .1 v oblasti výstupu spalín 20 spaľovacieho priestoru 2. Celkové množstvo vzduchu sa pritom pri zachovaniu menovitého zaťaženia výrobníka pary zmenšilo o asi 30 %, pričom sekundárny vzduch bol celkom nahradený vodnou parou a naviac bolo znížené množstvo primárneho vzduchu.

Obsah kyslíka v spalinách klesol pri týchto podmienkach podľa vynálezu na asi 6 % objemových ( vlhké). Pri porovnateľnom palivu tým pokleslo vzduchové číslo z 2.5 na

1,8. Množstvo spalín sa 72500 Nm³/h a pokleslo tým zmenšilo z 100000 Nm³/h na celkovo o asi 27 %. Obsah ΝΟχ v spalinách pritom poklesol o asi 25 %. Súčasne poklesol obsah CO v spalinách z hodnoty 20 mg/Nm³ na hodnotu nižšiu ako 10 mg/Nm³.

Teplota spalín za vyvíjačmi pary sa znížila z asi 500 K na asi 470 K. V čistiacom zariadení spalín tým stúplo vylučovanie chloridov a koncentrácií emisií HC1, ktoré robili 50 až 80 mg/Nm³, klesla na hodnotu nižšiu ako 30 mg/Nm³.

vylúčené v vy1učovan i e prachu je

Prach unášaný v spalinách a vápenný hydrát použitý na suché čistenie spalín, ako aj príslušné produkty reakcie, môžu byť vzhľadom k vyššiemu parciálnemu tlaku vodnej pary výborne elektrickom čistiacom zariadeniu spalín. Toto je podporované nižšími teplotami spalín. Emisia pozitívne Ovplyvňovaná naviac zreteľným znížením rýchlostí plynov v elektrickom zariadení na čistenie spalín. Obsah prachu v spalinách za e 1ektrofi 1 trom sa tým 20 40 až 60 mg/Nm³ zníži na asi 10 mg/Nm³.

Teplota spaľovania vo vstupe do komory 4 na dodatočné spaľovanie sa zvýšila o asi 200 K. Teplota spalín na konci komory 4 na dodatočné spaľovanie však stúpla iba nepatrne o 30 až 50 K.

Straty spôsobené odpadnými plynmi kampane (prestoj medzi dvoma cyklami ďaleko menšie ako pred prestavaním, zachovaní menovitého výkonu výrobní kov paliva (= množstvo odpadkov) zmenšiť o pri porovnateľnej dobe čistenia) sú s 5,4 MW kedy boli 9,3 MW. Pri pary sa mohlo množstvo viac ako 10 %.

Vháňanie vodnej pary so spätným vedením horúcich spalín

Tu . boli vykonávané výskumy v rovnakom zariadení pri v podstate rovnakých podmienkach, ako je opísané vpredu.

Jedným alebo niekoľkými spojovacími do 1. ťahu spaľovacieho kotla i viedli pary horúce spaliny s kanálmi sa z 2. ťahu spolu s časťou vodnej 900 K. Časť dýz na teplotou asi vstrekovanie vodnej pary bola pritom usporiadaná koncentricky v jednotlivých vratných kanáloch spalín. Sacím účinkom vodnej tlakom asi 0,6 MPa sa časť spalín (konvekčnej časti) a vstrekovala do kotla 1. Podiel spalín vedených späť pary vstrekovanej pod odťahovala z 2. ťahu 1. ťahu spaľovacieho robil 30 % z všetkého množstva spalín. Tlakové pomery, ktoré svojimi hodnotami maximálne 1 až takže pre spätné vedenie spalín Pri pokusoch bolo zistené, že na potrebné vodnej pary v množstve pary pod vedených bolo nutné prekonať, boli so 5 hektopasca1ov veľmi malé, bolo potrebné iba málo pary.

Nm³ spalín vedených späť je asi od 4 do 40 g. Pri použitiu mierne prehriatej tlakom 0,6 MPa o teplotou asi 440 K teplota spalín späť (asi 900 K) prakticky neklesla.

Pr i k 1esnúť na asi množstva teplota v horúcej zóne spätného vedenia spalín) zachovaniu minimálneho teplota v prechode do týchto podmienkach mohla napríklad z asi 1473 K (bez 1308 K. Týmto spôsobom pri spaľovacieho vzduchu mohla uaTó. -í

- 15 1. ťahu klesnúť. Pokles teploty v 1. a 2. ťahu bol v tomto prípade trochu miernejší, zatiaľ čo zníženie teploty a tepla v konvekčnej časti spaľovacieho kotla 1 prakticky súhlasili s príslušnými hodnotami bez spätného vedenia spalín. Aj pri týchto podmienkach mohla byť bez problémov v každom prípade zachovaná minimálna doba zdržania 2 sekundy pri teplotách nad 1123 K. Naviac ostávajú zachované aj ďalšie výhody, ako pri použití vodnej pary bez spätného vedenia spalín.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Spôsob Opaľovania pevných látok, najmä odpadkov, v spaľovacom kotli , pozostávajúcom z aspoň jedného spaľovacieho priestoru a jednej komory na dodatočné spaľovanie, pričom do spaľovacieho kotla sa zavádza vodná para, vyznačujúci sa tým, že vodná para sa pod vyšším tlakom vstrekuje v aspoň jednom mieste za výstupom spalín zo spaľovacieho priestoru (2) do spaľovacieho kotla (1), pričom vedľa primárneho vzduchu sa do spaľovacieho kotla (1) nezavádza žiaden ďalší spaľovací vzduch, ako napríklad sekundárny alebo terciárny vzduch.
2. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že vodná para sa vstrekuje s pretlakom aspoň 0, 1 MPa.
3. Spôsob podľa jedného z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že tlak a objem vstre-

kovanej vodnej pary sa nastav í tak, že energia potrebná na zmiešavanie je v rozsahu od 0. 1 do 30 kW na m³ turbulentného pr i estoru. 4. Spôsob podľa j edného z predchádzajúcich nárokov. v y značuj ú c i sa t ý m, že tlak a objem vstre-

kovanej vodnej pary sa nastaví tak, že energia potrebná na zmiešavanie je v rozsahu od 0,03 do 3 W na Nm³/h spalín.
5. Spôsob podľa jedného z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým. že teplota v oblasti vstupu spalín do komory (4) na dodatočné spaľovanie sa nastaví v rozsahu od 1273 do 1673 K.
6. Spôsob podľa jedného z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že objem primárneho spaľovacieho vzduchu sa nastaví tak 20 do 150 %.

že prebytok vzduchu je od
7. Spôsob podľa jedného z predchádzajúcich nárokov,

vyznač u j ú c i s a tým, že časť vodne j pary sa použ i j e na spätné vedenie časti spal í n do oblasti medzi spa ľovac í m pr i estorom ( 2) a komorou (4) na dodatočné spaľovani e a/alebo priamo do komory (4) na dodatočné spaľovani e. 8. Spôsob podľa nároku 7, vyznač u j ú c i sa tým, že podiel spalín vedených späť je 5 až 50 %. s výhodou

30 %, celkového množstva spalín.
9. Spôsob podľa jedného z nárokov 7 alebo 8. vyznačujúci sa týra, že spaliny, ktoré sa vedú spať, majú teplotu aspoň 873 K.
10. Spôsob podľa jedného z nárokov 7 až 9, vyznačujúci sa tým, že na spätné vedenie spalín sa použije množstvo vodnej pary v rozsahu od 4 do 40 g na Nm³spalín vedených naspäť.
11. Spôsob podľa jedného z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že časť vodnej pary sa použije na zavádzanie dusíka alebo iných inertných plynov do spaľovacieho kotla (1).
12. Spôsob podľa jedného z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že na vháňanie vodnej pary sa použijú dýzy, usporiadané v jednej alebo niekoľkých rovinách v stene spaľovacieho kotla ( l) v oblasti výstupu spalín zo spaľovacieho priestoru (2) a/alebo v oblasti komory (4) na dodatočné spaľovanie.
13. Spôsob podľa jedného z predchádzajúci ch nárokov, vyznačujúci sa tým. že na vháňanie vodnej pary sa použijú dýzy pre činnosť v nadzvukovej oblasti.
14. Spôsob podľa jedného z nárokov 7 až 13. vyznačujúci sa tým, že spaliny sa vedú späť jedným alebo niekoľkými kanálmi, pričom v každom kanále sú vždy usporiadané koncentricky dýzy na vstrekovanie vodnej pary.