RS57818B1 - Gorionik za više vrsta goriva i postupak za zagrevanje komore peći - Google Patents

Description

Opis

[0001] Pronalazak se odnosi na gorionik za više vrsta goriva, sa dovodom za primarno gorivo i dovodom za primarni oksidant, kao i najmanje jednim dovodom za sekundarno gorivo koji se otvara u komori peći, i sa jednim u najmanje jednom dovodu za sekundarno gorivo za komadno ili gorivo u prahu, koje se uz pomoć transportnog fluida prenosi kroz dovod za sekundarno gorivo u komoru peći i ispušta na otvoru gorionika u uređaj za mešanje koji je priključen na dovod kiseonika za mešanje gasa obogaćenog kiseonikom koji se preko dovoda za sekundarno gorivo prenosi u protok sekundarnog goriva. Pronalazak se dalje odnosi na postupak za zagrevanje komore peći.

[0002] Takav gorionik za više vrsta goriva se posebno koristi u rotacionim pećima, na primer u rotacionim pećima za proizvodnju cementa ili za termičku reciklažu otpada. Posebno omogućava upotrebu goriva različite kalorijske vrednosti tokom sagorevanja. Na taj način se, na primer, korišćenjem jednog takvog gorionika, cementni klinker u rotacionoj peći zagreva do temperature od oko 1.450°C i više, za šta je potrebna primarna temperatura plamena od oko 2.000°C. Klinker iz rotacione cevi se dalje hladi dovodom vazduha u hladnjake, pri čemu se vruć vazduh u hladnjaku često koristi kao sekundarni ili tercijarni vazduh za loženje u rotacionoj peći i koaksijalno se uvodi u glavu gorionika.

[0003] Proizvodnja klinkera je energetski veoma intenzivan proces. Proizvodnja jedne tone klinkera zahteva specifičnu potrošnju toplote od oko 3.500 MJ. Za obezbeđivanje ove energije, danas se pored visokokaloričnih goriva (definisano ovde sa kalorijskom vrednošću od preko 10 kWh/m<3>za gasovita ili 30 MJ/kg za čvrsta ili tečna goriva), sve više koriste niskokalorična goriva kao dodatna goriva („alternativna goriva“) koja imaju kalorijsku vrednost manju od 30 MJ/kg. Primeri za niskokalorično gorivo su mešavine gasa, kao što su gradski gas ili jamski gas, čvrsta ili tečna goriva dobijena iz otpada, kao što su, na primer, ostaci rastvarača, guma i drveno iverje, mulj iz otpadnih voda, škart, otpadni materijali iz procesa obrade plastike ili mesno koštano brašno do reciklažnog otpada iz domaćinstava, industrijskih i komercijalnih preduzeća, ili goriva proizvedena od obnovljivih sirovina, kao što su biogas, biljna ulja ili drvo. Takva alternativna goriva se uvode putem odgovarajućih otvora direktno u komoru peći ili eventualno usitnjena zajedno sa primarnim gorivom, preko odgovarajući dizajniranog gorionika za više vrsta goriva. Takođe se paralelno mogu koristiti različita sekundarna goriva, čak i u različitim agregatnim stanjima. Pri korišćenju sekundarnih goriva mora se voditi računa da kvalitet i ujednačenost proizvoda, kao i bezbednost vođenja procesa, ne budu ugroženi.

[0004] Gorionik za više vrsta goriva navedenog tipa je poznat, na primer, iz DE 102010 061 496 A1 i EP 2626 659 A1. On uključuje nekoliko zasebnih dovoda za primarni oksidant, prvo (ili „primarno“) gorivo, kao i dovode za najmanje jedno drugo gorivo („sekundarna goriva"), posebno za alternativna goriva. Dovodi su formirani kao kružni kanali ili se izvode u obliku međusobno paralelnih cevi kroz glavu gorionika. Kao primarni oksidant se obično koristi vazduh („primarni vazduh“). Sekundarni oksidant („sekundarni vazduh“) se preko zasebnih dovoda izvan gorionika neposredno uvodi u komoru peći. U slučaju kada se koriste smeše visokokaloričnog i alternativnog goriva kao primarnog goriva, da bi se postigao uporedivi temperaturni profil sa upotrebom čistog visokokaloričnog goriva, gorionik može biti opremljen podesivim mlaznicama, odnosno kanalima i visokim impulsima primarnog vazduha. Zahvaljujući vrtložnom kretanju primarnog vazduha moguće je i ranije mešanje vrućeg sekundarnog vazduha sa primarnim gorivom i ciljano podešavanje oblika plamena.

[0005] Zbog ekonomskih razloga, trend u cementnoj industriji je sve veća upotreba niskokaloričnih goriva, odnosno alternativnih goriva. Međutim, povećani udeo alternativnih goriva u primarnom gorivu, posebno kada se koriste čvrsta goriva, dovodi do problema sa radom peći i kvalitetom klinkera. Alternativna goriva, kao što je, na primer, rezani plastični materijal, se iz tehničkih i ekonomskih razloga obrađuju samo do veličine zrna prečnika oko 10 do 20 mm, i imaju znatno slabije performanse preleta i sagorevanja u odnosu na npr. fino mleveni ugalj. U isto vreme, ovi materijali uključuju širok spektar sastojaka i sadržaja vlage, a raspodela veličine zrna se kreće u širokom rasponu veličina zrna. To znači da posebno velike, teške i nepravilno oblikovane čestice padaju na sloj klinkera pre njihove potpune konverzije i tamo podstiču hemijske reakcije sa prenosnom materijom. Posebno na sloju klinkera dolazi do redukcije Fe2O3do FeO, što za posledicu ima i promenu boje klinkera i smanjenje kvaliteta klinkera. Slabe performanse sagorevanja takođe pomeraju raspodelu temperature plamena od otvora gorionika i smanjuju moguće postizanje vršnih temperatura koje su neophodne za pečenje materijala.

[0006] Postoje različiti pristupi za poboljšanje implementacije alternativnog goriva. Na primer, odzračivanje i vrtložno kretanje goriva pre izlaska iz konkretnog kanala za gorivo predstavljaju pristupe za poboljšanje karakteristika preleta goriva. Povećanje količine transportnog vazduha za alternativno gorivo takođe dovodi do duže faze preleta celokupnog goriva, ali u isto vreme obezbeđuje da se gorivo prebrzo prenosi iz vrućeg područja u blizini gorionika. Pored toga, velike brzine u kanalima za alternativna goriva dovode do povećanog trošenja i neželjenog efekta hlađenja, jer transportni vazduh obično ima temperaturu okoline.

[0007] Drugi pristup se sastoji u uvođenju kiseonika preko koplja u komoru peći u cilju podsticanja sagorevanja u komori peći. Za dobar rezultat procesa je važno da postoji dobro mešanje sekundarnog goriva i oksidanta u komori peći. Međutim, utvrđeno je da se pod nepovoljnim uslovima protoka unutar komore peći kiseonik, koji se uvodi preko koplja za kiseonik u komoru peći, izvodi iz efektivnog opsega i da nije u potpunosti dostupan za sagorevanje unetog alternativnog goriva.

[0008] U dokumentu EP 2626 659 A1 predloženo je unošenje kiseonika u sekundarni protok goriva kod gorioniku za više vrsta goriva. Uvođenje se odvija kroz manji broj ulaznih mlaznica koje su pod oštrim uglom postavljene u dovod sekundarnog goriva i ravnomerno su raspoređene po obodu dovoda sekundarnog goriva. Kiseonik i gorivo se ispuštaju u komoru peći u uglavnom paralelnim protocima, pri čemu se protoci delimično mešaju već u dovodu za gorivo.

[0009] Uređaj opisan u ovom dokumentu, međutim, ima nedostatak da koncentrisani unos kiseonika u dovod za sekundarno gorivo dovodi do prekomerne koncentracije kiseonika iza tačke ulaza, a time i pojave zona opasnosti od paljenja. Ukoliko se, kao rezultat toga, sekundarno gorivo upali već u dovodu za sekundarno gorivo, neophodno je preplaviti sekundarno gorivo inertnim gasom, što podrazumeva prekid redovnog procesa sagorevanja. Osim toga, postoji opasnost da tokom prekida rada čestice goriva uđu u vodove za dovod kiseonika i začepe ih, kada je potrebno opsežno čišćenje.

[0010] DE 10133 058 A1 se odnosi na gorionik sa internim mešanjem, koji je posebno namenjen za ugradnju u rotacionu peć. Bitno za ovaj tip gorionika je da postoji samo jedan dovod kroz koji se sva goriva i oksidanti uvode u komoru peći. Shodno tome, čak i unutar gorionika, veoma zapaljiva smeša, njeno prerano paljenje ili stvaranje plamena sprečavaju se samo zahvaljujući velikoj brzini izbacivanja smeše gorivo-oksidant.

[0011] Iz US 4221 174 A1 je poznat mehanizam paljenja za gorionik za ugljenu prašinu. Gorionik ima centralnu cev za dovod ugljene prašine koja se nalazi u dovodu za sekundarni vazduh. Preko dovoda se gas, koji je, na primer, vazduh ili kiseonik, uvodi u obliku gasnih impulsa u dovod za ugljenu prašinu.

[0012] Cilj je da se na izlazu gorionika, bar neko vreme ili povremeno, napravi takav odnos kiseonika i goriva pri kome se gorivo može uspešno zapaliti. Međutim, ovaj raspored nije pogodan za poboljšanje sagorevanja niskokaloričnih alternativnih goriva u komori peći.

[0013] Pronalazak se, shodno tome, zasniva na zadatku povećanja pouzdanosti rada gorionika za više vrsta goriva i u gore navedene svrhe, a posebno smanjenju opasnosti od pojave pomenutih smetnji.

[0014] Ovaj cilj se postiže pomoću gorionika za više vrsta goriva sa karakteristikama patentnog zahteva 1 i kroz postupak sa karakteristikama patentnog zahteva 8. Dalje razrade ovog pronalaska mogu se dobiti na zahtev.

[0015] Gorionik za više vrsta goriva shodno pronalasku je naznačen time da uređaj za mešanje uključuje zidni segment odvoda za sekundarno gorivo koji je isprekidan mnoštvom otvora za ispuštanje gasova i koji je protočno povezan sa dovodom kiseonika preko razdelnika gasa.

[0016] Gas se preko razdelnika gasa obogaćuje kiseonikom iz dovoda kiseonika i što je moguće ravnomernije raspoređuje prema otvorima za izlaz gasa koji se nalaze u zidnom segmentu dovoda za sekundarno gorivo (u daljem tekstu: pod nazivom „perforirani zidni segment“) Otvori za ispuštanje gasova su postavljeni blizu jedan drugom u perforiranom zidnom segmentu i na taj način formiraju ravan ulazni prostor unutar kojeg se gas obogaćen kiseonikom uvodi u protok sekundarnog goriva. Na primer, u perforiranom zidnom segmentu se nalazi od 20 do 100 otvora za ispuštanje gasova prečnika od 1 cm do 5 cm i na međusobnom rastojanju od 2 cm do 10 cm. Perforirani zidni segment je oblikovan, na primer u obliku perforirane ploče; na primjer, ima polje sa otvorima raspoređenim na međusobno jednakim rastojanjima ili više uzastopnih redova otvora za ispuštanje gasova. U jednom, uglavnom horizontalnom smeru dovoda za sekundarno gorivo, otvori za ispuštanje gasova su poželjni samo u svom - geodetski vidljivom - gornjem području kako bi se sprečilo začepljivanje otvora za ispuštanje gasova putem sekundarnog goriva, koji se tokom prekida rada spušta u donje područje dovoda za sekundarno gorivo.

[0017] Zbog velikog broja otvora za ispuštanje gasova, dolazi samo do relativno malog unosa kiseonika u protok sekundarnog goriva, čime se znatno smanjuje opasnost nastanka lokalnog kiseonika u odnosu na koncentrisano uvođenje kiseonika u samo jednu ulaznu cev ili manji broj ulaznih cevi. Opremljen otvorima za ispuštanje gasova, zidni segment dovoda za sekundarno gorivo je poželjno odvojiti od ulaznog otvora gorionika da bi se obezbedilo najbolje moguće mešanje unetog kiseonika sa protokom sekundarnog goriva pre nego što se pojavi na otvoru gorionika. Gas obogaćen kiseonikom ulazi u dovod za sekundarno gorivo uglavnom vertikalno u odnosu na smer protoka sekundarnog goriva, što dovodi do formiranja turbulentnih tokova u dovodu za sekundarno gorivo, koji podstiču interno mešanje sekundarnog goriva sa gasom obogaćenim kiseonikom.

[0018] Kao „gas obogaćen kiseonikom“ ovde se uglavnom smatra gas koji ima veći sadržaj kiseonika od vazduha, a posebno gas koji ima sadržaj kiseonika veći od 22 Vol.-%, poželjno gas koji ima sadržaj kiseonika veći od 50 Vol.-%, poželjnije sa sadržajem kiseonika veći od 95 Vol.-%, a posebno poželjno sa sadržajem kiseonika većim od 99 Vol.-%. Kao sekundarno gorivo koje dolazi u gorionik shodno pronalasku, poželjno je koristiti komadno gorivo ili gorivo u prahu, koje se pomoću transportnog fluida, pri čemu se uglavnom koristi vazduh, prenosi preko dovoda za sekundarno gorivo i preko otvora gorionika ispušta u komoru peći. Međutim, tok sekundarnog goriva može sadržati i poseban škart, sušeni visoko- i niskokalorični biološki otpad, mulj iz otpadnih voda i/ili mesno koštano brašno, ili se sastojati od nekoliko takvih materijala. Za dalju stabilizaciju toka sekundarnog goriva koje se ispušta u peć, dovod za sekundarno gorivo može, pored toga, biti opremljen i uređajem za vrtloženje. Gorionik shodno pronalasku je posebno pogodan za upotrebu u rotacionoj peći, kao što je, na primer, rotaciona peć koja se koristi za proizvodnju kreča ili cementa ili za termičku reciklažu otpada.

[0019] Poželjno izvođenje predloženog pronalaska predviđa da uređaj za mešanje sadrži deo cevi dovoda za sekundarno gorivo sa dvostrukim zidovima koji je opremljen priključkom za vod za kiseonik, čiji unutrašnji zid ima unutrašnji prečnik prilagođen unutrašnjem prečniku dovoda za sekundarno gorivo i opremljen je perforiranim zidnim segmentom postavljenim na geodetskom ili gornjem području koje ima mnoštvo otvora za ispuštanje gasova ravnomerno raspoređenih na međusobno jednakim rastojanjima. Dizajn dvostrukog zida sekcije cevi daje strukturnu jednostavnost za implementaciju razvodnika gasa koji u velikoj meri ravnomerno distribuira gas obogaćen kiseonikom prema velikom broju otvora za ispuštanje gasova.

Zahvaljujući rasporedu perforiranog zidnog segmenta unutar geodetske gornje polovine dovoda za sekundarno gorivo obezbeđuje se da se otvori za ispuštanje gasova ne začepljuju sekundarnim gorivom u slučaju prekida rada. Zbog toga nije potrebno obezbediti „stand-by“ režim rada za prekide tokom kojih se uređaj za mešanje trajno pročišćava gasovitim medijumom, na primer vazduhom. Osim toga, razvodnik gasa može biti dizajniran kao deo cevi opremljen prirubnicama za pričvršćivanje na obe njegove krajnje strane da bi se omogućila jednostavna instalacija i zamena.

[0020] Poželjno je da perforirani zidni segment sadrži barem 20, poželjno više od 40 otvora za ispuštanje gasova. Ukupna količina isporučenog gasa obogaćenog kiseonikom, na primer između 5% i 30% količine transportnog vazduha u dovodu za sekundarno gorivo, raspoređuje se preko velikog broja otvora za ispuštanje gasova. Time se obezbeđuje da se gas obogaćen kiseonikom uvede u protok sekundarnog goriva u obliku odgovarajućeg broja finijih mlaznica gasa i da ne dođe u zone opasnosti od paljenja velikih razmera uz prekomernu koncentraciju kiseonika.

[0021] U tu svrhu, uređaj za mešanje je protočno povezan sa dovodom inertnog gasa za uvođenje inertnog gasa. Time je obezbeđena mogućnost da se u slučaju da ipak dođe do paljenja inicira inertni gas u dovod za sekundarno gorivo i ugasi termičku reakciju.

[0022] Da bi se izbeglo da sekundarno gorivo ili kontaminirani transportni vazduh prodre u razvodnik gasa i dovod kiseonika u slučaju iznenadnog zaustavljanja transporta gasa obogaćenog kiseonikom, poželjno je da vod za kiseonika i, ako je postoji, vod za inertni gas budu opremljeni nepovratnim ventilom.

[0023] Još jedna poželjna realizacija pronalaska predviđa da se u dovodu za sekundarno gorivo, iza uređaja za mešanje, obezbedi uređaj za detekciju temperature, a za dovod kiseonika i/ili inertnog gasa i/ili ventil dovoda za sekundarno gorivo, pri čemu su oprema za detekciju temperature i ventili u komunikaciji sa kontrolnom jedinicom kojom se ventili mogu kontrolisati u zavisnosti od izmerene vrednosti temperature. U slučaju iznenadnog povećanja temperature u dovodu za sekundarno gorivo, što ukazuje na neželjenu termičku reakciju, na taj način se inertni gas isporučuje automatski i zaustavlja termičku reakciju.

[0024] Da bi se obezbedilo najbolje moguće mešanje isporučenog gasa obogaćenog kiseonikom u protoku sekundarnog goriva, preporučuje se da u dovodu za sekundarno gorivo, iza otvora za ispuštanje gasova u zidnom segmentu, bude prisutan deo za mešanje. Poželjno je da dužina dela za mešanje bude jednaka četrdeset do sto prečnika odgovarajućeg dovoda za sekundarno gorivo.

[0025] Cilj pronalaska se takođe postiže postupkom za zagrevanje komore peći u koju se uvodi primarni oksidant i primarno gorivo i barem jedan protok sekundarnog goriva kroz dovod za sekundarno gorivo u komoru peći i tamo zapali u primarnom plamenu, gde se najmanje jedan protok gasa obogaćenog kiseonikom primenjuje na protok sekundarnog goriva u dovodu za sekundarno gorivo pre nego što se isporuči u komoru peći, gde se postupak prema pronalasku karakteriše time da se gas obogaćen kiseonikom uvodi u sekundarno gorivo kroz mnoštvo otvora za ispuštanje gasova koji su raspoređeni u perforiranom delu zidnog segmenta dovoda sekundarnog goriva.

[0026] U tu svrhu se gas obogaćen kiseonikom kroz perforirani zidni segment u dovodu za sekundarno gorivo sa natpritiskom između 10 mbara i 200 mbara, poželjno između 50 mbara i 100 mbara, uvodi u protok sekundarnog goriva. Odnos brzina protoka sekundarnog goriva i gasa obogaćenog kiseonikom na ulaznom mestu kreće se između 0,5 i 2. Kao rezultat ovog relativno slabog natpritiska i relativno male brzine uvođenja kiseonika, protok kiseonika se relativno „lagano“ uvodi u protok sekundarnog goriva, tj. nema većeg pomeranja protoka sekundarnog goriva iza tačke ulaza gasa obogaćenog kiseonikom, što bi moglo da dovede do prekomerne koncentracije kiseonika, a time i do stvaranja zona opasnosti od paljenja u protoku sekundarnog goriva. Umesto toga, na početku dolazi do mešanja dva fluida na marginama protoka sekundarnog goriva, gde zbog turbulencija izazvanih smerom unosa gasa obogaćenog kiseonikom, koji je u suštini vertikalan na protok sekundarnog goriva na preostalom delu mešanja, i nastavlja da se kreće do otvora gorionika.

[0027] Gorionik shodno pronalasku i postupak shodno pronalasku su posebno pogodni za upotrebu granulisanog plastičnog otpada, škarta, sušenog visoko- i niskokaloričnog biološkog otpada, mulja iz otpadnih voda i/ili mesno koštanog brašna kao sekundarnog goriva.

[0028] U skladu sa crtežom, postupak će detaljnije biti objašnjen na primeru konstrukcije shodno pronalasku. Ilustracije u šematskim prikazima:

Sl. 1:

Gorionik shodno pronalasku u pogledu sa prednje strane,

Sl. 2:

Rotaciona peć sa gorionikom shodno pronalasku u vertikalnom preseku,

Sl. 3:

Uređaj za mešanje gorionika shodno pronalasku u vertikalnom preseku,

[0029] Primer konstrukcije ilustrovan na crtežima prikazuje gorionik za više vrsta goriva 1 sa više dovoda za gorivo i oksidant koji prolaze kroz glavu gorionika 2. Na taj način kružni kanal 3 služi za isporuku primarnog oksidanta, a radijalna unutrašnja površina za ovaj uređeni kružni kanal 4 za isporuku primarnog goriva. Primarni oksidant je obično vazduh ili gas obogaćen kiseonikom sa sadržajem kiseonika od 22 Vol-% i više. Primarno gorivo je obično visokokalorično gorivo, kao što je prirodni gas, ulje ili čvrsto gorivo u prahu od uglja ili naftnog koksa, ali se i druga goriva mogu koristiti kao primarna goriva, na primer mešavine visokokaloričnog i niskokaloričnog goriva. Iznad horizontalne srednje ploče 5 gorionika za više vrsta goriva 1, unutar kružnog kanala 4, postavljen je cevni dovod za sekundarno gorivo 7 za alternativno gorivo, posebno za sekundarno čvrsto gorivo, kao što je, na primer, rezani plastični materijal, rezana guma, otpadno drvo ili drugi otpaci u obliku čestica ili slična, obično niskokalorična, čvrsta goriva. Osim toga, gorionik za više vrsta goriva 1 uključuje cevne dovode 8, 9, 10 koji su postavljeni ispod horizontalne srednje ploče 5 gorionika za više vrsta goriva 1 i služe za dovod drugih gasovitih, tečnih ili čvrstih sekundarnih goriva, kao što su, na primer, mesno koštano brašno, rastvarači, otpadno ulje itd. Pored toga, prstenasti kanali 3, 4 i dovodi 7, 8, 9, 10 su postavljeni međusobno paralelno unutar glave gorionika.

[0030] Na sl.2, gorionik za više vrsta goriva 1 je prikazan u instaliranom stanju u rotacionoj peći 12, onako kako se koristi, na primer, za proizvodnju cementa. Rotaciona peć 12, koja je ovde samo delimično prikazana, obuhvata komoru za peć 14 opremljenu unutar rotirajućeg bubnja 13, na čijoj čeonoj strani 15 štrči glava gorionika 2 na gorioniku za više vrsta goriva 1. U dovodu za sekundarno gorivo 7 gorionika za više vrsta goriva 1 je sa uređajem za mešanje 18 protočno povezan dovod kiseonika 17 radi mešanja gasa obogaćenog kiseonikom u protoku sekundarnog goriva, što će biti detaljnije objašnjeno u nastavku.

[0031] Uređaj za mešanje 18, koji je na sl.3 detaljnije prikazan, obuhvata deo cevi dvostrukog zida 19 koji je u dovod za sekundarno gorivo 7 odvojivo postavljen pomoću prirubničkih priključaka 21, 22. Unutrašnji zid 23 dela cevi 19 ima isti unutrašnji prečnik kao susedni delovi cevi 24, 25 dovoda za sekundarno gorivo 7, dok je spoljašnji zid 26 radijalno postavljen i odmaknut od unutrašnjeg zida 23 da bi se oblikovao zazor 27. Deo cevi 19 je opremljen priključnom armaturom 28 koja uspostavlja protočnu vezu sa dovodom kiseonika 17 preko drugog prirubničkog priključka 29. Pored toga, dovod inertnog gasa 31 se ubacuje u priključnu armaturu 28. Dok je unutrašnji zid 23 potpuno zatvoren ispod horizontalne srednje ploče 30 dovoda za sekundarno gorivo 7, on je prekinut iznad srednje ploče 30 zidnog segmenta 32 velikim brojem otvora za ispuštanje gasova 33 (od kojih je radi preglednosti na sl. 3 samo jedan označen referentnim brojem), koji su uglavnom vertikalni u odnosu na uzdužnu osu dovoda za sekundarno gorivo 7 kroz komunikaciju protoka između zazora 27 i unutrašnjosti dovoda za sekundarno gorivo 7. Otvori za ispuštanje gasova 33 su raspoređeni u unutrašnjem zidu 23 na poželjno međusobno jednakim rastojanjima; na primer, otvori za ispuštanje gasova 33 formiraju polje od m redova sa po n otvora, gde je m, n ≥ 5, poželjno m, n ≥ 7.

[0032] Tokom rada rotacione peći 12, bubanj 13 se puni sirovinom 35. Nakon termičkog tretmana u rotacionoj peći 12, sirovina 35 se ispušta preko izlaznog otvora 36. Primarni oksidant se uvodi preko kružnog kanala 3 gorionika za više vrsta goriva 1, a primarno gorivo se unosi u komoru peći 14 preko kružnog kanala 4. Ovde nisu prikazani dovodi van gorionika za više vrsta goriva 1, dodatni oksidant koji se obično naziva „sekundarni vazduh“ se unosi u komoru peći 14 i čini najveći deo ukupnog korišćenog oksidanta u proizvodnji klinkera.

[0033] Istovremeno sa ubrizgavanjem primarnog oksidanta i primarnog goriva preko dovoda za sekundarno gorivo 7, sekundarno čvrsto gorivo, na primer, rezani plastični materijal, uz pomoć gasovitog fluida, kao što je na primer vazduh, unosi se u komoru peći 14. Po potrebi

1

se dodatna sekundarna goriva unose preko cevi 8, 9, 10 na poznati način koji se ovde ne objašnjava. U komori peći 14, primarna i sekundarna goriva sagorevaju u plamenu 37.

[0034] Sekundarno gorivo koje se uvodi preko dovoda za sekundarno gorivo 7 se obogaćuje u uređaju za mešanje 18 gasom obogaćenim kiseonikom. Gas obogaćen kiseonikom se uz mali natpritisak, na primer, od 100 mbara u odnosu na pritisak u dovodu za sekundarno gorivo 7, na primer 200 mbara, isporučuje iz dovoda kiseonika 17 i dotiče u zazor 27 koji deluje kao razvodnik gasa i ravnomerno raspoređuje gas obogaćen kiseonikom na otvore za ispuštanje gasova 33. Gas obogaćen kiseonikom nakon toga izlazi iz otvora za ispuštanje gasova 33 koji je u uglavnom vertikalan na pravac protoka sekundarnog goriva, ulazi u dovod za sekundarno gorivo 7 i meša se sa protokom sekundarnog goriva. Zbog uglavnom vertikalnog ulaza gasa obogaćenog kiseonikom, u protoku sekundarnog goriva se generišu turbulentne struje koje dalje doprinose mešanju sekundarnog goriva sa gasom obogaćenim kiseonikom. Da bi se postiglo dobro mešanje, između uređaja za mešanje 18 i ulaza na dovodu za sekundarno gorivo 7 mora da postoji deo za mešanje u komori peći 4, čija je dužina najmanje četrdeset puta, poželjno sto puta od unutrašnjeg prečnika dovoda za sekundarno gorivo 7. Ulazni prostor gasa obogaćenog kiseonikom preko više otvora za ispuštanje gasova 33 u zidnom segmentu 32 sprečava stvaranje većih zapaljivih područja u protoku sekundarnog goriva. Nepovratni ventil 38 sprečava da sekundarno gorivo ulazi u dovod kiseonika 17 u slučaju naglog povećanja pritiska u dovodu za sekundarno gorivo 7.

[0035] U slučaju prekida rada, snabdevanje kiseonikom se prekida zatvaranjem ventila 39 u dovodu kiseonika 17. Što se tiče sekundarnog goriva koje se nalazi u dovodu za sekundarno gorivo 7, ono propada nadole, tako da se ne može rasporediti u gornjem području dela cevi 19 niti zatvoriti otvore za ispuštanje gasova 33. Ukoliko se u slučaju kvara prekine protok sekundarnog goriva u dovod za sekundarno gorivo 7, odmah treba prekinuti snabdevanje gasom obogaćenog kiseonikom, jer u tom slučaju postoji opasnost od formiranja žarnih tačaka u sekundarnom gorivu. Ako se u takvom slučaju već formirala žarna tačka, dovod za sekundarno gorivo 7 se poplavljuje inertnim gasom preko dovoda inertnog gasa 31, na primer azotom ili ugljen-dioksidom. Prisustvo žarnih tačaka može da se detektuje pomoću termičkog detektora, koji nije ovde prikazan, u dovodu za sekundarno gorivo 7, koji je u komunikaciji sa upravljačkim uređajem za prekid snabdevanja gasom obogaćenom kiseonikom, a uvođenje inertnog gasa se automatski vrši kada se prekorači zadato ograničenje.

[0036] Sa gorionikom za više vrsta goriva shodno pronalasku količina sekundarnih goriva u poređenju sa konvencionalnim gorionicima za više vrsta goriva može biti značajno povećana. Potrošnja fosilnih goriva je time smanjena.

Lista oznaka

[0037]

1.

Gorionik za više vrsta goriva

2.

Glava gorionika

3.

Kružni kanal

4.

Kružni kanal

5.

Horizontalna srednja ploča

6.

-7.

Dovod za sekundarno gorivo

8.

Dovod

9.

Dovod

10.

Dovod

11.

Vertikalna srednja ploča

12.

Rotaciona peć

13.

Bubanj

14.

Komora peći

15.

Čeona strana

-Dovod kiseonika Uređaj za mešanje Deo cevi

-Prirubnički spoj Prirubnički spoj Unutrašnji zid Deo cevi

Deo cevi Spoljašnji zid Zazor

Priključna armatura Prirubnički spoj Srednja ploča Dovod inertnog gasa

1 Zidni segment

Otvor za ispuštanje gasova -Sirovina

Predajni otvor

Plamen

Nepovratni ventil

Ventil

Claims (11)

Patentni zahtevi

1. Gorionik za više vrsta goriva sa dovodom (4) za primarno gorivo i dovodom primarnog oksidanta (3) i najmanje jednim dovodom za sekundarno gorivo (7, 8, 9, 10) koji se umeće u komori peći (14) i sa barem jednim dovodom za sekundarno gorivo (7) za komadno ili gorivo u prahu koje se uz pomoć transportnog fluida prenosi kroz dovod za sekundarno gorivo i ispušta u komoru peći na otvor gorionika, na dovod kiseonika (17) povezan sa uređajem za mešanje (18) radi mešanja gasa obogaćenog kiseonikom u protok sekundarnog goriva koji se prenosi kroz dovod za sekundarno gorivo (7, 8, 9, 10), pri čemu uređaj za mešanje (18) prekida jedan od većeg broja otvora za ispuštanje gasova (33), obuhvata perforirani zidni segment (32) dovoda za sekundarno gorivo (7) koji otvore za ispuštanje gasova (33) preko razvodnika gasa protočno povezuje sa dovodom kiseonika (17).

2. Gorionik za više vrsta goriva shodno patentnom zahtevu 1, naznačen time da uređaj za mešanje (18) obuhvata deo cevi dvostrukih zidova (19) dovoda za sekundarno gorivo (7) koji je opremljen priključkom za vod za kiseonik (17), čiji unutrašnji zid (23) ima unutrašnji prečnik prilagođen unutrašnjem prečniku dovoda za sekundarno gorivo (7) i opremljen je perforiranim zidnim segmentom (32) postavljenim na geodetskoj gornjoj polovini sa mnoštvom otvora za ispuštanje gasova (33) ravnomerno raspoređenih na međusobno jednakim rastojanjima.

3. Gorionik za više vrsta goriva shodno patentnom zahtevu 1 ili 2, naznačen time da su predviđena najmanje 20, poželjno najmanje 40 otvora za ispuštanje gasova (33) u zidnom segmentu dovoda za sekundarno gorivo (7).

4. Gorionik za više vrsta goriva shodno jednom od prethodnih patentnih zahteva, naznačen time da je uređaj za mešanje (18) povezan sa dovodom inertnog gasa (31) radi uvođenja inertnog gasa u dovod za sekundarno gorivo (7).

5. Gorionik za više vrsta goriva shodno jednom od prethodnih patentnih zahteva, naznačen time da je vod za kiseonik (17) (31) opremljen nepovratnim ventilom.

6. Gorionik za više vrsta goriva shodno jednom od prethodnih patentnih zahteva, naznačen time da je u dovodu za sekundarno gorivo (7), iza uređaja za mešanje (18), obezbeđen uređaj za detekciju temperature i da su u dovodu kiseonika (17) i/ili dovodu za sekundarno gorivo (7) raspoređeni ventili, gde su uređaj za detekciju temperature i ventili u komunikaciji sa kontrolnom jedinicom.

7. Gorionik za više vrsta goriva shodno jednom od prethodnih patentnih zahteva, naznačen time da u dovodu za sekundarno gorivo (7), iza otvora za ispuštanje gasova (33) postoji perforiran zidni segment (32), deo za mešanje, čija je dužina jednaka četrdeset do sto prečnika dovoda za sekundarno gorivo (7).

8. Postupak za zagrevanje komore peći, pri čemu se u komori peći (14) uvodi potok primarnog oksidanta i primarnog goriva i najmanje jedan potok sekundarnog goriva preko dovoda za sekundarno gorivo (7, 8, 9, 10) i tamo sagoreva u primarnom plamenu (21), pri čemu protok sekundarnog goriva prolazi kroz najmanje jedan dovod za sekundarno gorivo (7) pre nego što se odvede u komoru peći (14), napunjen je gasom obogaćenim kiseonikom, gde se kao sekundarno gorivo koristi komadno ili gorivo u prahu koje se prenosi preko dovoda za sekundarno gorivo uz pomoć transportnog fluida i ispušta u komoru peći na otvor gorionika, a gas obogaćen kiseonikom se preko više otvora za ispuštanje gasova (33), koji su postavljeni u perforiranom zidnom segmentu (32) dovoda za sekundarno gorivo (7), ujednačeno uvodi u protok sekundarnog goriva.

9. Postupak shodno patentnom zahtevu 8, naznačen time da se gas obogaćen kiseonikom sa natpritiskom između 50 mbara i 200 mbara u odnosu na pritisak u dovodu za sekundarno gorivo (7) uvodi u protok sekundarnog goriva.

10. Postupak shodno patentnom zahtevu 8 ili 9, naznačen time, da se kao sekundarno gorivo u dovodu za sekundarno gorivo (7) koristi granulisani plastični otpad, osušeni visokokalorični i niskokalorični biološki otpad, mulj iz otpadnih voda i/ili mesno koštano brašno.

11. Postupak shodno jednom od zahteva 8 do 10, naznačen time da se kao transportni fluid koristi vazduh.

1