Подина печи кипящего слоя Советский патент 1982 года по МПК F27B15/10 

(5) ПОДИНА ПЕЧИ КИПЯЩЕГО СЛОЯ

Изобретение относится к технике сжигания различных видов топлива в кипящем слое и может быть использовано в металлургической, строительной химическрй, пищевой и других отраслях промышленности. Известна подина реактора кипящего слоя, содержащая газораспределительную решетку с отверстиями для ввода воздуха в слой, расположенными по центру и периферии, в которую вмонтир ваны снизу топливоподводящие трубы с соплами, состоящими из внутренних и наружных концентрических полых труб чатых элементов, имеющих сверху и на боковых стенках отверстия. Трубы снабжены средствами подачи топлива. Подина реактора предназначена для сжи гания газообразного и жидкого топлива в кипящем слое 1/1 . Недостатком подины реактора является раздельный ввод воздуха и топлива в С.ПОЙ. Сжигание может быть удовлетвори тельным только для жидкого топлива, I где частицы обрабатываемого материала покрываются пленкой топлива ив процессе перемешивания разносят его по всему слою. Однако распределение топлива по сечению реактора будет неравномерным, так как часть топлива, попадая в высокую температуру слоя, возгоряется и уходит транзитом вверх, не доходя до окислителя. гание газообразного топлива еще более затруднительно. Движение газа и воздуха в пространстве не совпадает, поэтому сжигание может осуществляться только в той области слоя, где газоподводящие трубы и отверстия решетки дпя ввода воздуха расположены рядом. Избыток воздуха в центре и периферии реактора, а газа над соплами топливоподводящих труб не позволяет производить полное сжигание газа в слое. По, этой же причине невозможно сжигамие в кипящем слое и пылеугольного топлива. 3 9 Вторым недостатком решетки являе ся ее громоздкость и толщина. При подаче в слой запыленного воздуха, например известью, отверстия решетки зарастают ее отложениями. Очистить отверстия толстых решеток очень слож но и практически невозможно. . Наиболее близкрй к изобретению па технической сущности и достигаемому результату является подина печи кипящего слоя, содержащая крупноперфорированную решетку, горелки, кажда из которых выполнена в виде прямоточ ного насадка с газораспределительной решеткой в торце, сквозь которую пропущена, снизу вверх, газоподводящая трубка с отверстиями в верхней ее чacти 2J. Ст{эуи воздуха, истекающие из отверстия решетки, сливаясь образуют факел, практически свободный от частиц материала. В эту область по цент ру факела поперечно воздушному потоку соплом вводится газ. I Такая организация смещения газа с воздухом позволяет осуществлять полное его сжигаение в слое на высоте примерно 200-300 мм. Изменением размера щели сопла и высоты ее выполнения над решеткой насадка определяется максимальная температура в зоне горения и высота ее расположения в кипящем слое. Это позволяет обрабатывать материал без образования спеков. Конструкция предназначена для сжигания газообразного топлива. Применение горелочных устройств для сжигания -других более дешевых видов топлква ограничено коструктивными и технологическими трудностями, организ ции процесса. Использование газоподводящей трубки в качестве устройства подачи пылеугольного топлива обусловлено, например, трудностями организации полного сжигания топлива в пределах слоя. Температура воспламенения и кинетика выгорания углерода у твердого топлива значительно вы ше, чем у газообразного или жидкого. Поэтому для его сжигания необходимо создание условий, способствующих про цессу, например предварительный подогрев, повышенное содержание кислорода в воздухе или увеличение высоты слоя, последнее по техно(погическим условиям не всегда целесообразно. Ввод жидкого топлива в слой требует защитных мер от воздействия высоких температур слоя на трубку с целью устранения отложений на ее стенках. Указанные причины не .позволяют сжигать в кипящем слое дешевые виды топлива и тем самым повышать экономическую эффективность работы печи. Цель изобретения - повышение экономической эффективности работы печи. Указанная цель достигается тем, что подина печи кипящего слоя, содержащая крупноперфорированную решетку, горелки, каждая из которых выполнена в виде прямоточного насадка с газораспределительной решеткой на торце, через которую пропущена снизу вверх, по крайней мере, одна газоподводящая трубка с соплом, вокруг которой сгруппированы отверстия газораспределительной решетки, снабжена установленными коаксиально газоподводящим трубкам топливоподающими трубками с отверстиями, расположенными йежду соплами газоподводящих трубок и газораспределительными решетками. На фиг. 1 изображена подина печи и структура кипящего слоя; на фиг.. 2 - газоподводящиё трубки и группировки вокруг них отверстий на решетке насадка, один из возможных вариантов расположения. Подина содержит крупноперфорированную решетку 1 к отверстиям которой крепят прямоточные насадки 2 с решетками в торце 3, сквозь которые пропущены коаксиально установленные топли воподающие трубы и газоподводящиё трубки 5, вокруг которых сгуппированы отверстия 6 решетки 3. Внутренние трубки 5 снабжены соплами 7, наружные трубы 4 - боковыми 8 и ( или; торцовыми 9 отверстиями.Внутренние / трубки соединены с устройством пода- , чи газа. Наружные трубки соединены с устройствами подачи пылеугольного топлива. Над подиной располагаются факел 10, зона неподвижного материала 11, кипящий слой 12. Движение материала от кипящего слоя к устью факела обозначено стрелками 13Подина работает следующим образом. Воздух подают в кипящий слой через отверстия 6 решетки 3 прямоточного насадка 2. Струи воздуха сливиясь, образуют факел 10. В npojCTpaHcTBe между факелами 10 образуются застойные зоны неподвижного материала 11, которые в процессе работы печи являются теплоизолирующим слоем, защищающим подину от высоких температур кипящего слоя 12. Кипящий слой расположен выше факелов 10. Над застойными зонами неподвижного материала 11 расположен нисходящий слой матери ала, который движется от кипящего слоя к устью факела 10 ( показано стрелками 13) , где частицы захватываются воздухом, транспортиру| тся вверх вдоль стенки факела 10 и возвр щаются в кипящий слой 12. При работе печи на пылеугольном и газообразном топливе по трубке 5 через сопло 7 в факел 10 поперечно по току воздуха вводят газ, пЬ трубке через отверстие 8 (или Э) пылеугол ное топливо, которое может транспортироваться ваздухом или кислородом, являющимся хорошим интенсификатором сжигания. Газ через сопло 5 подают в количестве, необходимом для догрева и зажигания пылеульного топлива. Введенное пылеугольное топливо в факел в пути движения перемешивается с воздухом, подогревается частицами, поступающими из нисходящего потока материала и продуктами сжигания газа воспламеняется -и сгорает в пределах слоя, при этом часть топлива и воздуха проходит в кипящий слой через факел, а часть через нисходящий поток материала, где по пути сгорает. Горелка подины может работать и на жидком топливе. При этом по трубе 5 через сопло 7 подают газ, по трубе через отверстия 8,9 - воздух. Газ используется при розжиге печи для по догрева слоя до температуры воспламе нения жидкого топлива, после чего последовательно к трубкам 5 горелок перекрывают подачу газа и открывают жидкое топливо. При переводе печи на работу с жидким топливом по трубам 5 через сопла 7 в факел подают Ое6 жидкое топливо, а по трубе k через отверстия 8,9 воздух, который устраняет воздействие высоких температур на перегрев жидкого топлива в трубках и тем самым устраняет отложения на их стенках. Использование предлагаемой подины печи кипящего слоя позволяет заменить дорогой и дефицитный вид топлива. пропан - бутановую смесь или природный газ, на более дешевое пылеугольное топливо и тем самым повысить экономическую эффективность работы печи и сохранить для народного хозяйства технологически важное дефицитное топливо. Формула изобретения Подина печи кипящего слоя, содержащая крупноперфорированную решетку, горелки, каждая из которых выполнена в виде прямоточного насадка с газораспределительной решеткой на торце, через которую пропущена снизу вверх по крайней мере одна газоподводящая трубка с соплом, вокруг которой сгруппированы отверстия газораспределительной решетки, отличающаяся тем, что, с целью повышения экономической эффективности работы печи, она снабжена установленными коаксиально газоподводящим трубкам топливоподающими трубами с отверстиями, расположенными между соплами газоподводящих трубок и гааораспределительнУмй решетками. Источники информации, принятые во внимание приЭкспертизе 1.Патент США № 3737283, кл. 32 - 58, опублик. 1973. 2.Авторское свидетельство СССР № 7835Л7, кл. F 27 В 15/10, 1979 (прототип).