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Erfindung
Russische Föderation Patent RU2266468

METHODE Abfallverbrennung in einem Wirbelschicht UND VORRICHTUNG ZU SEINER DURCHFÜHRUNG

METHODE Abfallverbrennung in einem Wirbelbett
UND VORRICHTUNG ZU SEINER DURCHFÜHRUNG

Name des Erfinders: AV Golubkovich (RU); Chizhikov AG (RU); Kurbanov KK
Der Name des Patentinhabers: Staatliche Wissenschaftliche Einrichtung Allrussischen Forschungsinstitut für Mechanisierung der Landwirtschaft (VIM GNU)
Korrespondenzanschrift: 109428, Moskau, 1. Institutskiy pr-d, 5, VIM GNU, Patentabteilung
Startdatum des Patents: 2004.06.15

Die Erfindung betrifft eine Abfallverbrennungsanlage in der Wirbelschicht. Verfahren zur Abfall in einem Wirbelbett Brennen besteht in der Organisation des festen Wärmeträger Rezirkulation, Mischen retsirkulyatom Abfall, Trocknen und das letztere in einer Wirbelschicht zu verbrennen. Recycling-Verhältnis wird aus dem Betrag der erforderlichen Trocknung Formel bestimmt Und die Wirbelschichttemperatur weiter angepassten Versorgungs Trocknungsbrüden nadsloevuyu Hohlraum weitere Trocknung der Abfälle zumindest bis zur Entfernung von freier Feuchtigkeit durchgeführt. Vorrichtung zur Abfälle Verbrennen eines Wirbelschicht-Verbrennungskammer mit einer Wirbelschicht nadsloevuyu Hohlraum Trocknungskammer, einem Kondensator, einer Dampfleitung, eine feste Kühlmittelrückführungssystem umfasst, ist die Trocknungskammer mit der Möglichkeit der Hohlraum nadsloevoy geregelt Versorgung zum Dampfrohr verbunden sie aus der Trocknungsabfalldampf. Die Erfindung verbessert die Effizienz der nassen Abfallverbrennung.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung bezieht sich auf eine Müllverbrennungsanlage in der Wirbelschicht vorzugsweise für Gas und Kühlmittel kann zum Trocknen von Getreide und in der Energiewirtschaft in der Landwirtschaft verwendet werden.

Bekannte Verfahren für Kraftstoff in Kesseln mit zirkulierenden Partikeln verbrenne gekühlt in einem Wärmetauscher außerhalb des Ofens (Lurgi Schema) installiert. Gemäß diesem Verfahren wird eine Gasverteilungsvorrichtung zur Unterstützung Gitter stationäre Wirbelschicht aus Brennstoff und reaktionsunfähig mit einer Temperatur von 820 ... 870 ° C, die für den Betrieb von einem Umweltstandpunkt aus (Unterdrückung der Bildung von Oxiden von Stickstoff und Schwefel) und Zuverlässigkeit (keine Wärmeaustauschanordnung und Verschlackung günstige Voraussetzungen bietet Oberflächengerät) [1].

Jedoch ist es wirkungsvoll für den Kessel und ineffektiv für die Brenner der Gaskühlmittel Herstellung, da es nicht den Einsatz eines stationären Wirbelschichtwärmeaustauschflächen mit einem gasgekühlten und Regulierung des Rauchgastemperatur am Austauscher Einlaß erlaubt wird Sekundär- und Tertiär blowing, Verdünnung auf eine geeignete Temperatur durchgeführt, Dies reduziert die Effizienz des Prozesses.

Und eine Vorrichtung bekannt, das bekannte Verfahren zur Durchführung [1], umfassend einen Ofen, einen Zyklon, der Konvektion Rauch, Überhitzer, Luftvorwärmer und andere Arbeitsteile. Diese Vorrichtung kann für die Verbrennung Abfall verwendet werden, aber in dem Aggregat mit Kesseln, zusätzlich ist es ineffizient für die Einrichtungen der Landwirtschaft, insbesondere von Getreidetrockner.

Es ist ein Verfahren der Verbrennung (minderwertigen Brennstoffen) in einem Wirbelschichttrockner bekannt Thermometer mit festen Wärmeträger Rezirkulation Organisation mit, retsirkulyatom Mischabfälle, Trocknen und Brennen der letzteren in einem Wirbelbett. Feuchtigkeitsdampf wird kondensiert, um die latente Wärme. Diese Methode ist für den Satz von technischen Merkmalen ist in der Nähe von der beanspruchte und als Prototyp genommen [2].

Es ist jedoch nicht das Ausmaß der Trocknung der Abfälle einzustellen erlaubt und nicht um eine gewünschte Rauchgastemperatur liefern die Lufterhitzer ohne Veränderung über einen weiten Bereich von überschüssiger Luft zur Verdünnung eintritt, ist es unwirtschaftlich.

Und eine Vorrichtung bekannt, das bekannte Verfahren zur Durchführung einer Verbrennungskammer nadsloevuyu Hohlraum Trocknungskammer mit einer Wirbelschicht, umfassend einen Kondensator, eine Dampfleitung, einen festen Wärmeträger Rezirkulation. Dieses Gerät ist ein Satz von Attributen am nächsten zu den beanspruchten und als Prototyp genommen [2].

Jedoch ist die Verwendung von Wärmefeuchtigkeitsdampf in dem Kondensator ziemlich schwierig und kann nicht direkt die Temperatur der Abfallverbrennung zu steuern.

Die Aufgabe der Erfindung ist es nass Abfallverbrennungsprozess zu verbessern.

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Brennen von Abfällen in der Wirbelschicht erreicht besteht in der festen Wärmeträger Rezirkulationsschleife Organisation, Abfall retsirkulyatom Mischen, Trocknen und Brennen der letzteren in einer Wirbelschicht erfindungsgemäß die Rezirkulation Faktor K aus der Größe des erforderlichen Trocknungs bestimmt wird unter Verwendung der Formel

wobei K - Rezirkulationsfaktor von p / G r G;

G t - Abfallversorgung für die Verbrennung, kg / h;

G p - retsirkulyata Futter für das Mischen mit Abfall, kg / h;

r - Verdampfungswärme der Feuchtigkeit aus der freien Oberfläche, kJ / kg;

W 1 und W 2 - Anfangs- und Endfeuchte Abfall,%;

T 1 und T 2 - retsirkulyata Anfangstemperatur und Endtemperatur der Mischung aus Abfall und retsirkulyata, ° C;

C - retsirkulyata spezifische Wärme kJ / kg ° C

und die Wirbelschichttemperatur weiter angepassten Versorgungs Trocknungsbrüden nadsloevuyu Hohlraum außerdem das Abfalltrocknungs wird zumindest bis zur Entfernung von freier Feuchtigkeit durchgeführt.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in einer Vorrichtung zur Verbrennung von Abfällen mit einer Brennkammer mit einem Wirbelbett nadsloevuyu Hohlraum Trocknungskammer, einem Kondensator, einer Dampfleitung, einer festen Systemkühlmittelrückführung gemäß der Erfindung die Trocknungskammer Dampfrohr verbunden nadsloevoy es Hohlraum mit der Möglichkeit geregelt Versorgungs Dämpfe aus dem Trockenmüll.

Vergleich des beanspruchten Verfahrens mit dem Prototyp zeigt, daß eine neue Methode ist, dass der Trocknungsgrad bestimmt retsirkulyata Zufuhrmenge auf der Grundlage der Formel ist

und die Wirbelschichttemperatur weiter angepassten Versorgungs Trocknungsbrüden nadsloevuyu Hohlraum außerdem das Abfalltrocknungs wird zumindest bis zur Entfernung von freier Feuchtigkeit durchgeführt.

Vergleich der beanspruchten Vorrichtung mit dem Prototyp zeigt, daß die neue Vorrichtung ist, dass die Trocknungskammer mit dem Dampfrohr mit der Möglichkeit der Hohlraum nadsloevoy geregelt Versorgungs es aus der Trocknungsabfalldampf verbunden ist.

Damit erfüllt die Erfindung das Kriterium der "Neuheit".

Das vorgeschlagene Verfahren und die Vorrichtung werden von einer einzigen erfinderischen Idee verbunden, wie Dieses Verfahren kann nach der technischen Lösung durchgeführt werden.

Die Erfindung erfüllt das Kriterium der "erfinderischen Tätigkeit, um so ein Ergebnis kann durch Erfüllen der wesentlichen Bedürfnis, nämlich erreicht werden, was die Effizienz der Abfallreduzierung zu verbessern.

Die Erfindung ist auch ein "gewerblich anwendbar", da sie in der Landwirtschaft verwendet werden kann.

Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert.

METHODE Abfallverbrennung in einem Wirbelschicht UND VORRICHTUNG ZU SEINER DURCHFÜHRUNG

Die Zeichnung zeigt eine Vorrichtung zum Abfall in einer Wirbelschicht zu verbrennen.

Einheit Schaltung umfasst eine Brennkammer mit einem Wirbelbett 1, nadsloevuyu Hohlraum 2, der Wärmetauscher 3, ein Zyklon 4 ist die Trocknungskammer 5 Gitter 6, einem Luftkanal 7, der Primärstrahl 8, wobei die Sekundärtreib 9, Gaskühlmittel 10, eine Schraube 11, einen Kondensator 12, Ventile 13, Thermoelement 14, Kraftstoff 15, Asche Drain 16, Dampfleitung 17, bereiten 18, Außenluft 19, 20 die gereinigten Rauchgase.

Methode ist wie folgt:

Original nassen Brennstoff wird mit retsirkulyatom gemischt, getrocknet, in einem Wirbelbett verbrannt wird, und der Grad der Trocknung retsirkulyata Zufuhrmenge auf der Grundlage der folgenden Formel bestimmt

Betttemperatur weiter eingestellt Versorgungs Trocknungsbrüden nadsloevuyu Hohlraum außerdem wird der Abfall Trocknung bis zur Entfernung von freier Feuchtigkeit zumindest durchgeführt wird.

Geräte arbeiten wie folgt.

Gemüseabfälle 15 wird in den Trockner 5, die Schraube 11 und sie in die Brennkammer 1 Im Trockner 18 und in den Papier aus dem Zyklon 4. Bei Kontakt mit den erhitzten Brennstoff retsirkulyatom Teilchen werden getrocknet, geben Sie das Wirbelbett 1, entzündet, verbrannt wird, die Produkte zugeführt bewegen nadsloevuyu durch in den Brennraum 2, dann geben Sie den Röhrenwärmetauscher 3, die in einem Gas-Feststoffphase hergestellt wird 10. das Kühlmittel in einem Zyklon 4 und einem retsirkulyata getrennt ist 18 tritt in den Trockner 5. Sattdampf durch die Dampfleitung 17 tritt in den nadsloevuyu Gerät Hohlraum 2 oder an den Kondensator 12 mit der Freisetzung der latenten Wärme zugeordnet. Falls erforderlich, wird der Hohlraum 2 Sekundärtreib 9 und die gereinigten Rauchgase aus dem Zyklon 20 und verworfen in die Atmosphäre oder genutzt zugeführt.

Vorrichtung zur Abfallverbrennungsanlage nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gemäß wird durch einen relativ niedrigen Koeffizienten Rückführung (nicht mehr als 3), hoher Gehalt an brennbaren Stoffen in dem Bett (5 ... 7%), einer niedrigen Höhe des stationären Wirbelbett (0,6 m), gekennzeichnet, verursacht relativ geringe Druckverluste Schicht (2 ... 3 kPa), geringe Wärmespeicherkapazität und gute Manövrierbarkeit Schicht. Diese Faktoren reduzieren die Kosten und steigern die Wettbewerbsfähigkeit im Vergleich zu Anlagen, in denen die Verbrennung in der Flamme oder in einer dichten Schicht durchgeführt wird, auf der anderen Seite - die Empfindlichkeit zu erhöhen Feuchtigkeit (Stroh Spreu Kraftstoff, Sonnenblumenschalen, Reis, Flachs, Getreide, cob, gemahlen Sonnenblumen stammt, Mais, etc.).

Wenn eine Abfallverbrennungsanlage mit einem Feuchtigkeitsgehalt von mehr als 22 ... 25%, um die Verbrennungsbedingungen verschlechtern, adiabatische Verbrennungstemperatur unter 700 ° C, und am Eingang zu dem Wärmetauscher unterhalb von 600 ° C, der Gehalt an brennbaren Stoffen in der Asche, mit dem Verlust der mechanischen und chemischen underburning zunehmende .

Um die Effizienz des Trocknungs organisieren Abfall aufgrund von Wärme retsirkulyata, die getrennt in den Zyklon zu erhöhen. Bei der Herstellung der Rauchgase und die Feststoffe werden bei erhöhter Temperatur, insbesondere 220 und 300 ° C jeweils ein Wärmeübertragungsgas aus dem Zyklon abgezogen wird.

Reduzieren Sie die Temperatur des Abgasrauchgas auf eine Temperatur von 120 ... 130 ° C und entsprechen retsirkulyata als Kessel in einem zirkulierenden Wirbelbett angeordnet wegen der Notwendigkeit, nicht wirtschaftlich ist, im wesentlichen die Größe des Wärmetauschers zu dem niedrigen Wärmeübertragungskoeffizienten zu erhöhen, bildet, optimal 35 ... 40 W / m 2 ° C, die in Boilern niedriger als der Koeffizient der Wärmeübertragung 1.59 Grßenordnungen, aber es ist ratsam Wärme retsirkulyata insbesondere zur Trocknung von feuchtem Abfall zu verwenden.

Recycling Faktor K ausgewählt wird, um Wärme zu liefern zogen Abfalltrocknungs auf einen Feuchtigkeitsgehalt von 25 ... 22%, die zur Entfernung von freiem Wasser entspricht, wird leicht realisiert, wenn Thermometer getrocknet. Freie Feuchtigkeit hat wenig Bezug auf das Brennmaterial und wird verdampft und als Dampf ohne Schwierigkeiten entfernt. Rück Dampf in einem Hohlraum nadsloevuyu Wirbelschicht ermöglicht ferner die Verbrennung zu steuern, Temperatur und letztlich die Wirbelschichttemperatur im Bereich von 800 ... 850 ° C, die in Bezug auf den Verbrennungswirkungsgrad und einen störungsfreien Betrieb des Wärmetauschers optimal ist.

Tatsächlich ist die Verteilung der Dampfmenge Eintritt in den Kondensator und nadsloevuyu Hohlraum durch eine in das Wirbelbett eingetaucht Thermoelement durchgeführt wird, unter Verwendung eines automatischen Steuersystem (nicht gezeigt) können einen bestimmten Temperaturbereich unter konstantem Rezirkulation Koeffizienten aufrechtzuerhalten K. Die Zufuhr von Brennstoff zur Verbrennung kann gemessen werden, und aufrechtzuerhalten Spender und retsirkulyata in der Trocknungskammer zu schaffen, zum Beispiel, um die Kalibrierungskurve in Abhängigkeit von der Blasstrom aufgebaut, wenn das Gerät einrichten.

Betrachten wir die Wärme und Stoffbilanzen Trocknung von Abfällen von der Feuchtigkeit 22 ... 25%. Die Menge des verdampften Feuchtigkeit kann aus dem Abfall bestimmt werden

wobei W 1, W 2 - Anfangs- und Endfeuchte Abfall,%;

G t - Lieferung von Abfällen, kg / h.

Beim Verdampfen die Feuchtigkeitsmenge erforderlich, die folgende Wärmemenge zu verbringen

wobei r - Wärme von Verdunstung der Feuchtigkeit von der freien Oberfläche, r ~ 2.625 kJ / kg.

Die Wärmemenge von der Trocknungs retsirkulyatom kommenden

wobei G P - retsirkulyata Fluss, kg / h

T 1, T 2 - retsirkulyata Anfangstemperatur und Endtemperatur der Mischung ° C.

C - retsirkulyata spezifische Wärme kJ / kg ° C

Gleichsetzen der Wert von Q t und Q t'erhalten wir

Die Aufmerksamkeit , die K = G P / G T, so erhalten wir schließlich

Das erfindungsgemässe Verfahren vor allem in Anwendungen für die erwärmte Luft verwendet werden, um das Getreide im Silo zu trocknen, und andere Arten von Getreidetrockner mit einer Kapazität von 10 ... 50 m / h, die Notwendigkeit für Wärmekraftrauch Trocknern Geräte 1 bis 5 mW bei einer Strömungsrate von Kühlmittel erwärmenden 130 ° C, von 50 bis 250 m 3 / h.

Bei der Ernte und nach der Ernte je Tonne Getreide zum Trocknen zugeführt Handhabung auf 1,2 Tonnen Stroh und Getreideabfälle gebildet, die in Haufen geworfen wird. Nur sind diese Abfälle als Rohstoff für das Kühlmittel eingesetzt.

Beispiel 1. Feuerungsanlagen SRW-1 ~ 1,0 MW Kapazität in Fließbett Luftfeuchtigkeit 20 Brennen Spreu Stroh ... 22%, wenn dies wurde die adiabatische Verbrennungstemperatur 870 erreicht ... 900 ° C und unter nachhaltigen Verbrennungsprozess mit Temperatur Rauchgase Einlass Lufterhitzer ~ 800 ° C Am Ausgang des Luftvorwärmers Rauchgastemperatur von 220 ... 240 ° C, und die Temperatur in der Kammer sedimentären Entrainment ist etwa 270 ° C Kornreinigungsabfälle mit einer Feuchtigkeit von 27% instabil verbrannt, die adiabatische Verbrennungstemperatur nicht höher als 600 ° C wird die erforderlichen Parameter für Heizmedium Getreidetrocknung nicht erreicht.

Beispiel 2 Um den Wert in dem beanspruchten Verfahren zum Trocknen von Abfallverbrennungsanlage mit W = 1 W und 30% 2 = 22% bei T 1 = 240 ° C und T 2 = 100 ° C (die Temperatur angenommen wurde als Dampf bei Atmosphärendruck auf eine Temperatur bestimmen , ). Die Wärmekapazität des festen Wärmeträger Asche gleich C = 1,257 kJ / kg. Der Wert von r ist oben angegeben. Setzt man diese Werte von Parametern in der Formel 5, so erhält man K = 1,52.

Zusätzliche adiabatischen Verbrennungstemperaturregelung kann durch Zuführen von Dampf in einem Fließbett nadsloevuyu Hohlraum erreicht werden. Wenn mehr Dampftemperatur Anwendung als Abnahme der Sauerstoff in dem gasförmigen Medium verringert wird, mit Strömungsabnehm - erhöht und diese automatisch geregelt werden, um ein Thermoelement, ein Antriebssteuersystem zu der Ventildampfleitung (in dem Diagramm nicht angegeben), wird der überschüssige Dampf gegeben Verflüssiger.

Die Verwendung der Erfindung wird die Effizienz von Verbrennungsvorrichtungen für nasse Brennstoff und die Verwendung von Wärme aus den Rauchgasen ausgetragen aus der Zyklonkammer oder Sediment, beispielsweise in einem Trommeltrockner verbessern, um die Kraftstoffeffizienz-Gerät 80% oder mehr erhöhen.

Gebrauchte Bücher

1. Baskakov AP, Matzke VV, Raspopov IV Kessel und Öfen mit Wirbelschicht. M. Energoatomisdat, 1995, S. 224, 225.

2. EM Puzyrev Studieren Ofenprozesse und die Entwicklung von Heizkesseln für Niedertemperatur-Verbrennung von brennbaren Abfällen und lokalen Brennstoffe. Autor. auf soiskan. wissenschaftlichen Grad eines Doktors der Wissenschaft, Barnaul, 2003, S. 8, 9 (Prototyp).

FORDERUNGEN

1. Verfahren zur Abfall in einem Wirbelbett Brennen, umfassend feste Wärmeträger Rezirkulation Organisation retsirkulyatom Mischabfälle, Trocknen und Brennen der letzteren in einer Wirbelschicht, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückführfaktor K aus dem Wert der erforderlichen Trocknungs Formel bestimmt

wobei K - Rücklaufverhältnis, K = G p / G r;

G t - Abfallversorgung für die Verbrennung, kg / h;

G p - retsirkulyata Futter für das Mischen mit Abfall, kg / h;

r - Verdampfungswärme der Feuchtigkeit aus der freien Oberfläche, kJ / kg;

W 1 und W 2 - Anfangs- und Endfeuchte Abfall,%;

T 1 und T 2 - retsirkulyata Anfangstemperatur und Endtemperatur der Mischung aus Abfall und retsirkulyata, ° C;

C - retsirkulyata Wärmekapazität kJ / (kg ° C)

und die Wirbelschichttemperatur ist weiter eingestellte Versorgungs trocknendem Dampf nadsloevuyu Hohlraum.

2. Verfahren nach Verbrennung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trocknungs Abfälle zumindest bis zur Entfernung von freier Feuchtigkeit durchgeführt.

3. Vorrichtung für die Abfallverbrennung in einer Wirbelschicht-Brennkammer eine Wirbelschichtkammer nadsloevuyu Trocknungskammer, einen Kondensator, eine Dampfleitung, einen festen Kühlmittelrückführungssystem, dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknungseinheit an die Dampfleitung mit der Möglichkeit der Hohlraum nadsloevoy einstellbaren Zufuhrdampf mit diesem verbunden ist Trocknen von Abfällen.

Druckversion
Erscheinungsdatum 20.02.2007gg