183338. lajstromszámú szabadalom • Fluidágyas égéstér és eljárás a fluidágyas égéstér működtetésére
1 183 338 2 A találmány tárgya fluidágyas égéstér, amelynek külső háza van. Tárgya továbbá a találmánynak még az ennek a fluidágyas égéstérnek a működtetésére vonatkozó eljárás. A fluidizált ágyak alkalmazása már régóta igen célszerű módja hő előállításának, tüzelésnek. A szokásos fluidágyas elrendezésben szemcsés anyagból álló ágyon keresztül levegőt bocsátanak át. A szemcsés anyag inert anyag, tüzelőanyag, például magás kéntartalmú szén és az égetéskor felszabaduló kén elnyeletésére szolgáló adszorbens anyag keveréke. A levegőnek az ágyon történő átbocsátásának hatására az ágy forró folyadékhoz hasonlatosan viselkedik, ami nagymértékben elősegíti a tüzelőanyag elégetését. Az ilyen elrendezés fő előnyei közé tartozik a viszonylag magas hőátviteli ráta, a lényegében egyenletes ágyhőmérséklet, a viszonylag alacsony hőmérsékleten történő égés, a tüzelőanyag viszonylagos könnyű kezelhetősége, a kazán elkormosodásának és korróziójának kisebb mértéke, valamint a bojler mértékének csökkenthetősége. A fluidágyas égetés során az égés alatt felszabaduló kénnek az adszorbens általi elnyeletése érdekében az ágy hőmérsékletét előre meghatározott érték (általában 1500—1550 F°) közelében kell tartani. Ezen a hőmérsékleten az ágy anyagában viszonylag nagy mennyiségű elégetlen tüzelőanyag van, különösen, ha kisreakció képességű tüzelőanyagot és/vagy viszonylag nagyméretű tüzelőanyagot alkalmazunk. De minthogy az ágyat folyamatosan mozgatni kell a kimerült anyagnak az ágyból való eltávolítása érdekében, nagy mennyiségű elégetlen tüzelőanyag is kikerül az égéstérből. Ennek természetesen az égetés hatásfokában és a fluidágyból kinyerhető hőenergia csökkenésében van meg a hatása. A találmánnyal megoldandó feladat ezért olyan fluidágyas égéstér és a működtetésre vonatkozó eljárás kidolgozása, amely a korábbi megoldások előnyeit megőrzi, de kiküszöböli hátrányaikat és viszonylag nagyobb hatásfokú, a tüzelőanyag teljesebb elégetését teszi lehetővé. A találmány alapja az a felismerés, hogy az égetést több kamrában kell végezni. A továbbfejlesztés azaz a találmány a külső házzal rendelkező fluidágyas égéstér esetében abban van, hogy a házban válaszfalak vannak, amelyek útján egymástól elválasztott kamrák vannak kialakítva, az első és a második kamrában tüzelőanyagot tartalmazó szemcsés anyagból álló fluidágy van, a válaszfalakon a szemcsés anyagnak az első kamrából a másodikba és onnan a harmadikba való áramlását lehetővé tevő nyílások vannak, a kamrák légbevezetéssel vannak ellátva, az első kamrának az itt levő fluidágy folyamatos égésének táplálására tüzelőanyag bevezető nyílásai vannak, a harmadik kamrának pedig a hűtött szemcsés anyagnak innen történő eltávolítására ürítő nyílása van. Tüzelőanyag juttatása az égéstérbe tehát kívülről csak az első kamrába történik, a második kamrában az első kamrából átáramló tüzelőanyag ég el. Ennek a megoldásnak a jelentősége abban van, hogy az egyes kamrákban különböző hőmérsékletű és sebességű égést állíthatunk be, ami által lehetőség van arra, hogy az első kamrában alacsonyabb hőmérsékletet valósítsunk meg, míg a második kamrában a fluidágyban levő összes tüzelőanyagot elégessük. Ennek köszönhetően az égéstérből eltávozó fluidágyban már nincs elégetlen tüzelőanyag. Az egyes kamrák légellátásának szabályozása szempontjából célszerű, ha a légbevezetések a levegőbetáplálást kamránként szabályozó eszközökkel vannak ellátva. így lehetőség van arra, hogy a második kamrában nagyobb tüzelőanyag-levegő viszonyt állítsunk be, mint az első kamrában. Az égéstérben felszabaduló hő elvezetése érdekében célszerű, ha az egyes kamrában hőcserélő eszközök vannak, amelyben a hűtőközeget keringtető eszközökkel áramoltatjuk. Az égéstérben az égés beindítása szempontjából célszerű, ha a második kamrában gyújtókészüléket helyezünk el, az első kamrában levő tüzelőanyagot pedig a második kamrából átjutó égő tüzelőanyaggal gyújtjuk be. Ebből a célból a második kamrát bevágással láthatjuk el. A füstgázok és a távozó levegő által kimosott tüzelőanyag részecskék leválasztása és hasznosítása érdekében célszerű, ha a háznak egyetlen gázkijárata van és az összes kamrából származó égésterméket ezen a kijáraton át vezetjük el. Ekkor a szemcsésanyagot szétválaszthatjuk és célszerűen elhelyezett belövellő eszközök segítségével visszajuttathatjuk a második kamrába. A fluidágyas égéstér működtetésére vonatkozó eljárással kapcsolatban a továbbfejlesztés, azaz a találmány maga abban van, hogy a fluidágyat tüzelőanyagot tartalmazó szemcsés anyagból, az égéstér legalább két különálló kamrájában alakítjuk ki, mindegyik fluidágyon levegőt bocsájtunk át, az egyik kamrában az égés hőmérsékletét nagyobb értéken tartjuk, mint a másikban, a szemcsés anyagot az alacsonyabb hőmérsékletű kamrából a magasabb hőmérsékletűbe és onnan további harmadik kamrába áramoltatjuk, amelyen szintén levegőt bocsájtunk át és hűtjük vele a szemcsés anyagot, végül pedig a hűtött anyagot eltávolítjuk a harmadik kamrából. Ennek a megoldásnak a jelentősége abban van, hogy lehetővé teszi a találmány szerinti égéstér olyan működtetését, amelyben az égetés hatásfoka sokkal nagyobb, tüzelőanyag pedig nem vész kárba. A tökéletes elégetés szempontjából célszerű, ha a tüzelőanyagot kívülről csak az alacsonyabb hőmérsékletű kamrába adagoljuk, a magasabb hőmérsékletű kamrában a másik kamrából ideérkező tüzelőanyag teljes elégetését végezzük. A kamrák levegőáramát külön-külön szabályozhatjuk. így megtehetjük azt, hogy a magasabb hőmérsékletű kamrához tökéletes égéshez szükséges levegőmennyiséget juttatunk. A felszabaduló hőt elvezethetjük úgy is, hogy az alacsonyabb hőmérsékletű kamrán hozzá képest hideg hőcserélő közeget bocsájtunk át. Az indítás számára célszerű, ha a tüzelőanyagot először a magasabb hőmérsékletű kamrában gyújtjuk meg és az égő tüzelőanyagot az alacsony hőmérsékletű kamrába juttatjuk. Eljárhatunk úgy is, hogy a kamrákból származó összes füstgázt egyetlen kijáraton vezetjük ki az égéstérből. Ekkor a füstgázból leválaszthatjuk a kimosott szemcsés részecskéket és visszajuttathatjuk őket a magasabb hőmérsékletű kamrába. A környezetvédelem szempontjából különösen célszerű az a foganatosítási mód, amelyben az égéskor felszabaduló ként a fluidágyban levő adszorbenssel nyeletjük el és az alacsonyabb hőmérsékletű kamra hőmérsékletét az elnyeletés szempontjából a legelőnyösebb értékre állítjuk be. A találmány további részleteit a csatolt rajzra való 5 10 1 5 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
