ПРЕДТОПОК Российский патент 1995 года по МПК F23D14/00 F23B5/00 

Изобретение относится к области сжигания топлива и может быть использовано в котлах, печах и других установках при сжигании низкосортных твердых топлив.

Известны предтопки для кускового топлива с циркулирующим кипящим слоем (1). Недостатком предтопка (1) является то, что продукты газификации, подаваемые в топку, получаются забалластированными минеральной массой топлива в пылевом виде. Это приводит к отложениям и шлакованию поверхностей нагрева в топке, эрозионному износу конвективных поверхностей, т.е. снижается надежность работы установок. Кроме того циркулирующий кипящий слой имеет высокое аэродинамическое сопротивление, что увеличивает расход энергии.

В предтопке (2), принятом за прототип, газификационная камера разделена перегородкой на подъемную и опускную шахты, сообщающиеся через верхнее и нижнее окна, образованные соответственно сводом и перегородкой, перегородкой и подом. Предпоток снабжен средствами для верхнего ввода топлива, нижнего воздуха, и золоудаления. Амбразура для вывода продуктов газификации размещена на задней стене предтопка. В предтопке (2) процесс газификации ведется в режиме пневмотранспорта, что позволяет уменьшить аэродинамическое сопротивление по сравнению с предтопком (1). Недостатком предтопка (2) является то, что в нем можно сжигать лишь топливо типа торфа, а при сжигании углей происходит шлакование предтопка. Кроме того, продукты газификации содержат всю минеральную часть топлива, которая выносится в топку и приводит к шлакованию и абразивному износу поверхностей нагрева.

Целью изобретения является обогащение продуктов газификации при сжигании низкосортного кускового топлива. Цель достигается путем избирательного дробления кусочков топлива и провала кусочков породы через сепарационный канал на дожигательную щетку, а затем сброса минеральной массы в системе золоудаления. Для этого в нижней части предтопка установлена дожигательная решетка со средствами сброса очаговых остатков в систему золоудаления, под решетку подается воздух. Между перегородкой и решеткой размещен -образный охлаждаемый плавниковый экран, выступ которого образовывает с передней стенкой предтопка сепарационный канал с сечением, составляющим 0,2-0,5 сечения подъемной шахты. В плавниковом экране под опускной шахтой размещены газовые сопла, направленные вниз по экрану.

Ведение процесса газификации в режиме пневмотранспорта с многократной циркуляцией частиц и образование сепарационного канала под подъемной шахтой газификационной камеры обеспечивает избирательное аэротермическое дробление кусочков топлива и предотвращает попадания их на дожигательную решетку. Кусочки породы не подвергаются такому дроблению и за счет своей большой плотности проваливаются через сепарационный канал на дожигательную решетку, где из них выжигаются органические соединения, а затем порода сбрасывается в систему золоудаления. Вывод породы из предтопка обеспечивает получение обогащенных продуктов газификации.

На чертеже изображен общий вид предтопка.

Предтопок содержит камеру газификации 1, разделенную перегородкой 2 на подъемную 3 и опускную 4 шахты. Между перегородкой и сводом 5 расположено верхнее окно 6, а между перегородкой и подом 7 расположено нижнее окно 8. Средства подачи топлива 9 расположены в верхней части подъемной шахты 3, а амбразура 10 на задней стене 11 предтопка и через нее продукты газификации направляются в топку 12. На поду 7 установлена дожигательная решетка 13 со средствами подачи нижнего воздуха и газов рециркуляции 14, золоудаления 15 и подачи пара 16. Между перегородкой 2 и решеткой 13 в окне 8 размещен -образный плавниковый экран 17, выступ которого образует с передней стеной 18 сепарационный канал 19. Между трубами экрана 17 выполнены газовые сопла 20, через которые подается воздух, газы рециркуляции и пар, поступающие по коробам 21 и паропроводу 22, для растопки предтопка установлены растопочные газовые горелки или форсунки 23. Для достижения наибольшего эффекта обогащения продуктов газификации сечение сепарационного канала 19 составляет 0,2-0,5 сечения подъемной шахты 3.

Предтопок работает следующим образом.

При растопке газообразное или жидкое топливо подается через растопочную горелку или форсунку 23 в подъемную шахту 3 газификационной камеры 1 и воспламеняется, одновременно подается нижний воздух через средства 14. После разогрева предтопка производится подача твердого топлива в кусковом виде средствами 9. Основное топливо поджигается горелкой 23. Нижний воздух, проходя через сепарационный канал 19, и вторичный воздух, подаваемый по коробам 21 через сопла 20, образуют восходящий поток в шахте 3. При попадании свежего топлива в восходящий поток частицы разделяются на крупные и средние. Средние частицы подхватываются потоком и через окно 6 между перегородкой 2 и сводом 5 попадают в опускную шахту 4. В зоне входа в амбразуру 10 около задней стены 11 происходит разворот газов от нисходящего к горизонтальному. При развороте газов происходит разделение частиц на пылевидную и зернистую фракции. Пылевидная фракция уносится газами через амбразуру 10 в топку 12. Зернистая фракция сепарируется на наклонную часть плавникового экрана 17, по которому скатывается через окно 8 в подъемную шахту 3. Крупные кусочки, подаваемые в предтопок в подъемной шахте 3 подают вниз и соударяются с зернистой фракцией возвращенной из опускной шахты 4. За счет разнонаправленного движения газов и крупных частиц, и соударения, происходит интенсивный нагрев, сушка, выход летучих, что приводит к уменьшению прочности кусочков топлива, а затем их разрушению. Порода не подвергается дроблению и через сепарационный канал 19 между стеной 18 и выступом экрана 17 падает на дожигательную решетку 13, которая находится на полу 7 предтопка. В сепарационном канале 19 скорость газов в 2-5 раз выше, чем в подъемной шахте. Скорость в канале регулируется путем перераспределения количеств воздуха и газов рециркуляции, подаваемых под решетку 13 и через газовые сопла 20 так, чтобы на решетку попадали порода и топливо с большим содержанием породы, а температура в слое на решетке поддерживалась 800-1000^оС. Аварийное уменьшение температуры в слое на решетке достигается подачей пара средствами 16, а в целом по предтопку паром из паропровода 22. Удаление породы с решетки 13 производится средствами золоудаления 15 по мере полного выгорания топлива.

Использование: в топках котлов, печей и других установок для сжигания низкосортных твердых топлив. Сущность изобретения: в нижней части предтопка установлена дожигательная решетка со средствами подачи воздуха и золоудаления, а между вертикальной перегородкой в верхней части предтопка и решеткой размещен L-образный плавниковый экран, выступ которого образует с передней стенкой предтопка канал с сечением, составляющим 0,2 - 0,5 сечения подъемной шахты. Кроме того, в плавниковом экране под опускной шахтой размещены газовые сопла, направленные вниз по экрану. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. ПРЕДТОПОК, содержащий газификационную камеру, разделенную перегородкой на подъемную и опускную шахты, сообщающиеся через верхнее и нижнее окна, образованные соответственно сводом и перегородкой, перегородкой и подом, средства для верхнего ввода топлива и нижнего - воздуха, амбразуру в задней стене предтопка для вывода продуктов газификации и средства золоудаления, отличающийся тем, что, с целью обогащения продуктов газификации при сжигании низкосортного кускового топлива, в нижней части предтопка установлена дожигательная решетка со средствами подачи воздуха и золоудаления, а между перегородкой и решеткой размещен L-образный плавниковый экран, выступ которого образует с передней стеной предтопка канал с сечением 0,2 - 0,5 сечения подъемной шахты. 2. Предтопок по п. 1, отличающийся тем, что в плавниковом экране под опускной шахтой размещены газовые сопла, направленные вниз по экрану.