170125. lajstromszámú szabadalom • Eljárás nagy fűtőfelület-teljesítményű hulladék füstgázt hőhasznosító gőzkazán tüzelésére
3 170125 4 füstgáz hőmérsékletét un. "utóégető olajégővel" megnövelték, a hivatkozott szabadalmi leirás szerint pl. 48o °C-ról 7oo °C-ra. A kazánban a füstgázok 7oo °C-ról pl. 15o °C-ra hűlnek le. Ezen javított a fent hivatkozott svájci szabadalom azzal, hogy az utóégető égő elé egy külön hővisszanyerő elő-elpárologtatót épit be, amellyel az érkező hulladék füstgázt előzetesen pl. 45o °C-r<51 315 C-ra hűti le, majd az utóbbi hőmérsékletről növeli meg az utóégővel a füstgáz hőmérsékletét 7oo °C-ra. Ennek folytán megnő a keletkezett gőzmenynyiség, mert a füstgáz hőesése a korábbi 55o °C-ról 715 °C-ra növekszik. Mind az ismertetett szabadalom szerinti megoldás, mind a technika korábbi állása szerinti megoldás azonban nem tudja biztositani a jelen találmány elé tűzött sokkal szigorúbb nagyobb követelményeket az alábbiak folytán: A hivatkozott találmányi leírásban pl. mindössze az akkor reális célkitűzéseknek minősülő 7oo °C-ra növelt hőmérsékleti értéket irnak elő a hulladék füstgáz felmelegítésére. A leirás nem közli azt, hogy az a 7oo °C hőmérséklet a kazán szempontjából a megengedett maximum-e, vagy pedig az utóégés szempontjából kell-e ezzel az értékkel beérni annak ellenére, hogy pl. a kazán szempontjából pl. looo-12oo °C belépő füstgázhőmérséklet is megengedhető lenne, ami gazdaságosabb üzemi kazánt eredményezne. A leirás 3. bekezdése szó szerint közli: "Ismeretes a hulladék füstgáz légfeleslegének felhasználása további tüzelőanyag elégetésére, hogy a füstgáz hőtartalmát illetve hőfokát növeljük." Erre szolgál az un. "utóégető olajégő". Ennek "ismert" működését illetve szerkezetét azonban nem irja le, az igénypontokban sem emliti, csupán az elő-elgőzölögtetőt, amely ezen "utóégető égő" elé kerül beépitésre. A kérdésben járatos szakemberek előtt azonban ismeretes, hogy az"utóégetés" e célra csak elvileg ismert, gyakorlatilag azonban gazdaságosan megoldva nincsen. Az idézett szöveg félrevezető, mert azt lehetne hinni, hogy az "utóégető égő" teljesen felhasználja a hulladék füstgáz légfeleslegét a-kiegészitó tüzelőanyag—elégetésére-. Ha az idézett leirásban felhozott példa adatai alapján elvégezzük az idevonatkozó hőtechnikai számitásokat, a következőt kapjuk: A gázturbinából távozó hulladék füstgáz menynyisége - ha pl. 8oo °C-on dolgozik a gázturbina - 34,5 Nn?/kg olaj. Ebben 11 Nnf/kg a füstgáz és 23,5 NnfAg a légfelesleg. Vagyis a füstgáz 68 %-a. levegő. Ha ezt teljesen fel alarjuk használni további tüzelőanyag elégetésére 2,35 kg további olaj égethető el és a 48o °C-os füstgáz hőmérséklete 1986 °C-ra növekedne. Ezt a nagy hőmérsékletet nem lehet előirányozni semmilyen kazán számára. Ezért le kell mindani arról, hogy az O2 tartalmat a füstgázban teljesen elfogyassza az "utóégő". Ha csak 7oo C-ra kivánjuk növelni a füstgáz hőfokát, ez kétféleképpen lehetséges. Ha olyan olajégőben végezzük az égetést, amelyben a légfelesleges füstgázt 48o ü C-on mint égési levegőt szükségszerűen hőálló acélból készített ventillátorral keverjük a beporlasztott olajhoz, o,293 kg további olajat kell elégetni s ehhez 13,1 nf füstgázt kell a ventillátorral megfelelő nyomással az égőbe nyomni, hogy a szükséges keveredést a beporlasztott olajjal biztositani lehessen. A Saásik lehetséges és a gyakorlatban eddig ál-fáiában használt módszer azonban az, hogy a többlet olajat kisebb ventillátorral szállított hideg levegővel égetik el valamilyen ismert olajégőben, s az igy előálló forró füstgázt bekeverik a hulladék füstgázba. Ebben az esetben o,395 kg a többlet olaj-szükséglet és csak 3,95 iif hideg égési levegőt kell ehhez a ventillátornak számtani. Abban az esetben, ha nem 7oo C-ra, hanem pl. 12oo °C-ra kellene a hulladék füstgázt felmelegíteni - pl. a jelen találmány feladata szerint, - a tűzálló acélból készült ventillátornak 46,2 n5 48o C füstgázt kellene az utóégőbe nyomni, 1,03 kg többlet olaj elégetésére; ha pedig ezt hideg levegővel végeznék, 19,7 nf hideg égési levegőt kell az égőbe nyomni, hogy abban 1,97 kg olajat lehessen elégetni. A fenti adatokból érthető, hogy miért alc kalmazzák a fenti lehetőségek közül éppen azt, amelyiknél kb. 7oo °C-ra növelik mindössze a füstgáz hőmérsékletét: mind a többlet olajigény, mind pedig a szükséges ventillátor és olajégő helyigénye és előállitási költsége ebben az esetben fogadható csak el a gyakorlat számára. 10 Viszont változatlanul fennáll az a probléma, hogy a füstgázhasznositó gőzkazán fajlagos gőztermelő képessége mélyen alatta maradt a közvetlenül tüzeléssel dolgozó kazánokhoz képest. Az emiitett svájci találmány csak anynyit javit, hogy egy kismértékű többlet-hőesés javulást ér el, de csak ugy, hogy az elő-15 elpárologtató fajlagos teljesítménye rendkívül kicsi, mert csak 48o és 315 °C között dolgozik. Azt az esetet pedig, amelynél csak olajat porlasztanának a 48o °C-os füstgázba, ventillátoros keverés nélkül, ki kell.kapcsolni, 20 mert nem lehet igy összekeverni és elégetni az olajat a nagy No tartalmú füstgázzal. Az olaj csak elgőzösödne, robbanó keverék keletkezne és a kazán felrobbanhatna. Ezt a lehetőséget tehát ki kell kapcsolni. E szerint az "ismert" utánégető olajégő nem alkalmas arra, hogy gazdaságosan és a gyakor-25 latban keresztülvihetően megvalósítsa a hulladék füstgáz viszonylag nagy légfeleslegének /pl. I0-I8 i> O2 tartalom/ teljes felhasználását további tüzelőanyag elégetésére. Ennélfogva a hulladék füstgáz hasznositó gőzkazán fajlagos gőztermelésének az előirt nagyon mértékű növelését az "ismert" utóégő segitséu gével nem lehet megvalósítani. Összefoglalva: jelen találmány számára előirt szigorú követelményeket nem lehet kielégíteni az eddig ismert un. utóégető olajégő alkalmazásával, mert csak gazdaságtalanul lehet elérni a kazán szempontjából megengedhető max. illetve 35 optimális füstgázhőmérsékletet. A feladat ezen felül azért sem oldható meg ezen az eddig "ismert" módon, mert egylépcsős tüzelésnél a fajlagos futófelület teljesítményt csak a belépő füstgázhőmérséklet növelésével lehetne tovább növelni, ami viszont nem megengedett az élettartam és acélminőség megtartása mel-40 lett. Az egylépcsős tüzelésnél a hőmérséklet maximuma 14oo °C felett van, emiatt az N0X jelentős mértékben megjelenik a füstgázban. Jelen találmány szerinti tüzelési eljárással és az azt alkalmazó kazánnal tehát a hivatkozott találmánynál illetve az ismert technikai .,- szintnek megfelelően eddig elérhető fajlagos ^•-, gőztermelésnél két fokkal nagyobbat kell elérni: az egyik fok a kazán szempontjából megengedhető max. füstgázhőfok gazdaságos biztosítása az ismert "utóégőtől" eltérő, e célt gazdaságosabban megoldó többlépcsős speciális combustoros tüzeléssel, a másik további fok 50 pedig az, hogy az eddigi max. belépő füstgáz hőmérsékletnél elérhető fajlagos gőztermelésnél még nagyobbat kell elérni az élettartam rontása nélkül, sőt szigoritott légtisztasági előirások betartása mellett. A találmány szerinti combustoros tüzelésnél . nem lépjük tul a megengedett max. belépési 55 füstgázhőmérsékletet, amely minden esetben kisebb, mint az N0X képződése szempontjából küszöbértéknek számító kb. 14oo ,0 C hőmérséklet, ennélfogva a 800, looo, vagy 12oo °C-ra előirt maximummal ezt sehol sem lépjük tul,s igy sem az élettartam rovására, sem pedig a léggQ szennyeződés rovására nem megy a nagyarányú fajlagos teljesítménynövelés, ami a leirtak alapján a többszörösen illetve ismételten előállitott optimális füstgázhőfok mellett elérhető az eddig ismert megoldásokkal szemben. A találmány szerinti eljárást és az azt foganatosító berendezést az 1. 4. ábrák tün-65 tetik fel. Az 1. ábra több konvektiv blokkból álló hőhasznositó gőzkazán kapcsolási módját és tü-2
