способ управления котлом с псевдоожиженным слоем и котел с псевдоожиженным слоем

Формула изобретения

1. Способ управления котлом с псевдоожиженным слоем, заключающийся в подаче ожижающего газа отдельными массовыми потоками в зоны сжигания и регенерации тепловой энергии, регулировании массовых расходов между зонами и в пределах зоны сжигания, причем один из массовых расходов в части зоны сжигания, смежной с зоной регенерации тепловой энергии, превышает массовые расходы, удаленные от зоны регенерации тепловой энергии, для формирования восходящего и нисходящего потоков слоя в соответствующих частях зоны сжигания, а также отвода тепла из зоны регенерации тепловой энергии, отличающийся тем, что дополнительно регулируют массовый расход ожижающего газа в зоне регенерации тепловой энергии в зависимости от количества отводимого тепла.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что величины массовых расходов ожижающего газа в зонах регенерации тепловой энергии и сжигания поддерживают соответственно в диапазонах 0-3 и 4-20 от минимального массового расхода.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что величины массовых расходов ожижающего газа в зоне регенерации тепловой энергии и смежной с последней части зоны сжигания поддерживают соответственно 0 2 и 6 12 от минимального массового расхода.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно регулируют количество топлива, подаваемого в зону сжигания, массовый расход ожижающего газа в зоне сжигания и/или массовый расход ожижающего газа в зоне регенерации тепловой энергии в зависимости от требуемого давления пара и/или необходимой температуры основного слоя зоны сжигания.

5. Котел с псевдоожиженным слоем, содержащий камеру сжигания, обрамленную боковыми стенками и в основании снабженную плитой с возможностью продувки через последнюю псевдоожиженного слоя воздушными потоками с различными массовыми расходами между камерами регенерации тепловой энергии и сжигания и внутри камеры сжигания, при этом массовый расход воздуха в части камеры сжигания, примыкающей к камере регенерации топловой энергии, превышает массовый расход в части, удаленной от камеры регенерации тепловой энергии, причем последняя снабжена теплообменными средствами, отделена от камеры сжигания расположенной над плитой разделительной перегородкой, при этом камера регенерации тепловой энергии в ее донной части снабжена своим воздушным диффузором и сообщена с камерой сжигания в верхней и нижней частях для образования рециркуляционного потока материала слоя, отличающийся тем, что разделительная перегородка выполнена наклонной в сторону части камеры сжигания с большим массовым расходом, камера регенерации сообщена в нижней части с камерой сжигания посредством отверстия для перемещения нисходящего слоя материала в указанную камеру сжигания.

6. Котел по п.5, отличающийся тем, что он снабжен двумя дополнительными наклонными разделительными перегородками, камера регенерации ограничена боковой стенкой и наклонной разделительной перегородкой или двумя указанными разделительными перегородками.

7. Котел по п. 5, отличающийся тем, что угол наклона разделительной стенки составляет 10 60^o относительно горизонтали.

8. Котел по п. 7, отличающийся тем, что угол наклона разделительной стенки составляет 25 45^o относительно горизонтали.

9. Котел по п.5, отличающийся тем, что длина проекции разделительной перегородки на горизонтальную плоскость составляет 1/6 1/2 длины камеры сжигания.

10. Котел по п.9, отличающийся тем, что длина проекции разделительной перегородки на горизонтальную плоскость составляет 1/4 1/2 длины камеры сжигания.

Описание изобретения к патенту

Изобретение касается способа и устройства для сжигания угля, антрацита, угольного сгущенного шлама, нефтяного кокса, коры, кома сахарного тростника, промышленных отходов, городских отходов и других горючих веществ посредством использования псевдоожиженного слоя так называемого циркулирующего типа, а также для извлечения тепловой энергии из псевдоожиженного слоя и способа управления количеством диффузионного газа, вдуваемого в камеру регенерации тепловой энергии, и количеством топлива, которое должно быть подано для регулирования количества извлеченной тепловой энергии и поддержания постоянной температуры в первичной камере сжигания с псевдоожиженным слоем.

Что касается установок для сжигания с циркулирующим псевдоожиженным слоем, то к настоящему времени известными являются те установки, которые раскрыты в японских патентных публикациях 46988/76 (GB-A-1299125) и 5242/68 (US-A-4419330).

Пример упомянутой выше установки для сжигания с псевдоожиженным слоем циркулирующего типа описан ниже со ссылкой на фиг.1.

У дна печи установки для сжигания 1 установлена диффузионная решетка 2, предназначенная для псевдоожижения псевдоожиженной среды. Диффузионная решетка 2 расположена наклонно, причем так, что примыкающая к стенке сторона, где находится устройство подачи отходов 3, расположена выше, чем противоположная сторона, нижний участок которой переходит в отверстие 4, предназначенное для сброса негорючих веществ.

Псевдоожиженный воздух, поступающий из воздуходувки 8, вдувается вверх от диффузионной решетки, поступая через воздушные камеры 5, 6, 7, благодаря чему обеспечивается псевдоожижение среды.

Массовый поток псевдоожиженного воздуха, поступающего из каждой воздушной камеры, должен быть достаточным для образования псевдоожиженного слоя, причем поток, поступающий из камеры 7, является при этом наибольшим, а поток, поступающий из камеры 5, наименьшим.

В котле с псевдоожиженным слоем по принятой технологии сжигания можно сжигать самые разные виды топлива, обладающие различными характеристиками, при этом было отмечено несколько недостатков.

В барботирующем типе к неизбежным недостаткам относят допустимую нагрузку у котла, сложность системы подачи топлива, необходимость подачи большого количества извести для денитрации, истирание теплопроводящих трубопроводов и т. д. При использовании рециркулирующего типа эти недостатки можно устранить, но при этом требуются дальнейшие технические усовершенствования, касающиеся поддержания надлежащих температур в системе рециркуляции, включая камеру сгорания и циклон, масштабирования устройства и решения проблемы, связанной с длительностью перехода от холодного состояния.

Больше попыток было предпринято в отношении регенерации тепловой энергии. Согласно патенту ЕР-А-0092622 камера регенерации энергии располагается вблизи основной камеры псевдоожижения. Описанное устройство используется для подачи части псевдоожиженной среды через вертикальную разделительную стенку в камеру регенерации энергии, но при этом не обеспечивается эффективное повышение температуры у части среды, направляемой в камеру регенерации, поскольку она перемещается вверх в камере псевдоожижения без циркуляции и перемешивания в сколь-либо существенной мере со средой в высокотемпературной зоне псевдоожиженного слоя и затем поступает в камеру регенерации, где ее температура является пониженной. Следовательно, когда такая среда возвращается в основной псевдоожижающий слой, то ее температура не является достаточно возросшей.

Далее обычные реакторы с псевдоожиженным слоем подвергались управлению только посредством периодически производимых воздействий.

Патент США N 3921590 относится к котлу с псевдоожиженным слоем, использующему первый и второй псевдоожиженные слои, разделенные вертикальной перегородкой. Подходящий материал слоя перемещается между двумя слоями для того, чтобы поднять или снизить рабочую температуру материала первого слоя до желательного уровня, т.е. количество материала охлаждающего слоя через перегородку в первый слой. Топливо в теплообменнике может использоваться для генерирования мощности.

Патент ИК-А-1604314 касается камер сгорания с псевдоожиженным слоем в виде конструкции из наклонных отражательных перегородок, ограничивающей камеру с теплообменными трубками и содержащей материал слоя, который не подвергается псевдоожижению.

Патент US-A/-4528945 касается котла, у которого через слой на значительную длину проходит вертикальная разделительная перегородка. Первое и второе средства образования слоя подают газ к диффузорам, расположенным на разных уровнях. После достижения слоем его нормальной рабочей температуры воздух подают вторым нагнетательным средством через решетки в те участки слоя, куда проходят теплообменные трубки. Скорость теплопередачи к трубкам изменяется посредством изменения скорости, с которой псевдоожижающий воздух подают к этим участкам слоя. Датчик давления пара воспринимает давление пара в паросборнике, и выходной сигнал этого датчика используют для управления вторым нагнетательным средством, обеспечивая постоянное давление пара посредством изменения скорости теплопередачи к трубкам. Действие этого котла основывается на использовании описанного выше второго нагнетательного средства, воздействующего на восходящий поток псевдоожиженного материала.

В установке для сжигания отходов с циркулирующим псевоожиженным слоем наклонная разделительная стенка предусмотрена с внутренней стороны стенки установки и выше концевой части диффузионной плиты вместо наклонной стенки для образования первой камеры сжигания с псевдоожиженным слоем и, кроме того, предусмотрена также камера регенерации тепловой энергии между задней стороной наклонной разделительной стенки установки и стенкой установки для сжигания отходов или между двумя наклонными разделительными стенками, в результате чего регенерационная камера сообщается своей верхней и нижней частями с первой камерой сжигания с псевдоожиженным слоем, теплопроводящие проводники, предназначенные для прохождения через нагревающую среду, вставлены в камеру регенерации, а диффузор для камеры регенерации тепловой энергии установлен в нижней части регенерационной камеры вдоль задней стороны разделительной стенки. Нагретая псевдоожижающая среда, которая вводится в камеру регенерации тепловой энергии за верхней частью наклонной разделительной стенки, подвергается воздействию ожижающего газа, вдуваемого из диффузора и регулируемого в количестве 0-3 Gmf или предпочтительно 0-2 Gmf для образования статического слоя или оседающего подвижного слоя из псевдоожижающей среды, в результате чего тепловая энергия псевдоожижающей среды регенерируется за счет нагревающей среды, проходящей через теплопроводящие проводники. С помощью такой конструкции можно легко контролировать температуру первой камеры сжигания с псевдоожиженным слоем в вышеупомянутой установке для сжигания отходов, при этом эффективно регенерируя тепловую энергию с помощью теплопроводящих проводников в псевдоожиженной зоне, где степень абразивного износа теплопроводящих проводников небольшая.

Кроме того, разработаны установка для сжигания отходов с циркулирующим псевдоожиженным слоем, снабженная камерой регенерации тепловой энергии, которая сочетается с наклонной разделительной стенкой, и способ регенерации тепловой энергии и регулирования скорости подачи топлива, а также установлено, что возможно создание эффективного циркулирующего псевдоожиженного слоя с использованием псевдоожиженной среды, нагретой в первой камере, и введение достаточного количества нагретой псевдоожиженной среды, необходимой в камере регенерации тепловой энергии, за счет выполнения наклонной разделительной стенки порядка 10-60^о, а предпочтительно 25-45^о относительно горизонтали и проекции длины наклонной разделительной стенки в горизонтальном направлении на основание установки для сжигания отходов величиной порядка 1/6-1/2 или предпочтительно 1/4-1/2 от горизонтальной длины основания установки. Кроме того, возможно не только полностью удовлетворить требования пользователей, но и ограничить степень колебания температуры в первой или главной камере в небольшом диапазоне за счет регулирования количества тепловой энергии, регенерированной в камере регенерации тепловой энергии, путем регулирования тепловых калорий нагревающей среды, проходящей через теплопроводящие проводники, например, за счет регулирования скорости потока, давления и температуры пара или температуры горячей воды и т.п. одновременно с этим регулируя количество воздуха, вдуваемого из диффузора для регулирования скорости оседания псевдоожиженной среды в регенерационной камере тепловой энергии в ответ на изменения требований пользователей, например, касающихся давления пара и температуры, и регулирования количества подаваемого топлива, или основывающихся на температуре в главной камере.

Таким образом, предлагаемое изобретение касается котла с внутренней рециркуляцией псевдоожиженного слоя, отличающегося тем, что он содержит первую или главную камеру сжигания с псевдоожиженным слоем, состоящую из рассеивающей воздух (диффузионной) плиты, выполненной в основании установки для сжигания отходов и предназначенной для вдувания ожижающего воздуха вверх под поток массы, который по крайней мере больше на одной стороне, чем на другой, и наклонной разделительной стенки, выполненной над частью упомянутой диффузионной плиты, где поток массы больше, с тем, чтобы взаимодействовать с движущимся вверх потоком ожижающего воздуха и тем самым отклонять его в сторону над упомянутой другой стороной диффузионной плиты, где поток массы меньше, камеру регенерации тепловой энергии, выполненную между упомянутой наклонной разделительной стенкой и боковой стенкой установки для сжигания отходов, или между двумя наклонными разделительными стенками, теплообменные поверхностные средства, предусмотренные в упомянутой камере регенерации тепловой энергии, для прохождения через них теплоотводящей жидкости; воздушный диффузор, предусмотренный на нижней части упомянутой регенерационной камеры тепловой энергии и на задней стороне упомянутой наклонной разделительной стенки, регенерационную камеру тепловой энергии, сообщающуюся своими верхней и нижней частями с упомянутой главной камерой сжигания с псевдоожиженным слоем, наклонную разделительную стенку, наклоненную под углом 10-60^о относительно горизонтали, а проекция ее длины в горизонтальном направлении составляет 1/6-1/2 горизонтальной длины основания сжигающей установки. Подвижный слой образуется над частью диффузионной плиты, где выдуваемый поток массы является меньшим, в результате чего псевдоожижающая среда оседает и рассеивается в подвижном слое, а циркулирующий псевдоожиженный слой образуется над частью диффузионной плиты, где поток массы ожижающего воздуха является наибольшим, в результате чего псевдоожижающая среда активно ожижается и циркулирует в сторону положения над упомянутым подвижным слоем, а часть псевдоожижающей среды подается в упомянутую регенерационную камеру тепловой энергии за верхней частью упомянутой наклонной разделительной стенки, образование упомянутого подвижного слоя и упомянутого циркулирующего псевдоожиженного слоя осуществляется за счет регулирования количества воздуха, вдуваемого вверх из упомянутой диффузионной плиты, и регулирования ожижающего воздуха, вдуваемого из упомянутого диффузора в упомянутую регенерационную камеру тепловой энергии, заставляя псевдоожижающую среду в упомянутой регенерационной камере оседать в состоянии подвижного слоя для циркуляции.

В способе управления котлом с внутренней рециркуляцией псевдоожиженного слоя котел содержит главную сжигающую камеру с псевдоожиженным слоем, образованную воздушно-диффузионной плитой, установленной на основании сжигающей установки и предназначенной для вдувания ожижающего воздуха вверх под поток массы, который по крайней мере наибольший на одной стороне, чем на другой, наклонную разделительную стенку, предусмотренную над частью упомянутой диффузионной плиты, где поток массы является наибольшим, с тем, чтобы взаимодействовать с направленным вверх потоком ожижающего воздуха и тем самым отклонять его в сторону части над упомянутой другой стороной диффузионной плиты, где поток массы является меньше, камеру регенерации тепловой энергии, образованную между упомянутой наклонной разделительной стенкой и боковой стенкой сжигающей установки, или между задними сторонами двух наклонных разделительных стенок, теплообменные поверхностные средства, предусмотренные в упомянутой регенерационной камере тепловой энергии для прохождения через них теплоотводящей жидкости, воздушный диффузор, выполненный в нижней части упомянутой регенерационной камеры тепловой энергии и с задней стороны упомянутой наклонной разделительной стенки, упомянутую регенерационную камеру тепловой энергии, сообщающуюся своими верхней и нижней частями с упомянутой главной сжигающей камерой с псевдоожиженным слоем.

Предлагаемый способ отличается тем, что количество воздуха, вдуваемого из диффузионной плиты, регулируется так, что подвижный слой образуется над частью упомянутой диффузионной плиты, где выдуваемый поток массы меньше, с псевдоожижающей средой, оседающей и рассеивающейся в подвижном слое, а циркулирующий псевдоожиженный слой образуется над частью диффузионной плиты, где поток массы ожижающего воздуха больше, с псевдоожижающей средой, активно ожижающейся циркулирующей в сторону положения над упомянутым подвижным слоем, и часть псевдоожижающей среды вводится в упомянутую регенерационную камеру тепловой энергии за верхней частью упомянутой наклонной разделительной стенки, ожижающей воздух, выдуваемый из диффузора в упомянутую регенерационную камеру так, чтобы псевдоожижающая среда в ней оседала и рециркулировала в состоянии подвижного слоя, количество тепловой энергии, регенерированной в упомянутой регенерационной камере, контролируется с помощью регулирования количества газа, выдуваемого из диффузора в упомянутую регенерационную камеру, в зависимости от требования пользователя, использующего образующийся пар и горячую воду, а количество топлива, подаваемого в главную сжигающую камеру с псевдоожиженным слоем, регулируется в зависимости от температуры в упомянутой главной сжигающей камере с псевдоожиженным слоем.

На фиг.1 и 2 показаны обычные установки для сжигания отходов с псевдоожиженным слоем циркулирующего типа, сечение; на фиг.3 схематичное изображение, объясняющее принцип настоящего изобретения; на фиг.4 котел с псевдоожиженным слоем рециркулирующего типа, сечение; на фиг.5 график зависимости между количеством воздуха для псевдоожижения (Gmf) на участке ниже наклонной разделительной стенки в главной камере сжигания с псевдоожиженным слоем и количеством рециркулированной псевдоожижающей среды (где Gmf минимальный поток массы для ожижения; G₁ рециркулирующее количество псевдоожижающей среды; L₁ случай, когда высота псевдоожиженного слоя достигает верхнего конца наклонной разделительной стенки без вдувания ожижающего воздуха в слой; L₂ случай, когда высота псевдоожиженного слоя в сжигающей части находится примерно у верхнего конца разделительной стенки с вдуваемым сжижающим воздухом в слой; G_o рециркулирующее количество псевдоожижающей среды для случая L₁ c потоком массы ожижающего воздуха у нижнего конца наклонной разделительной стенки 3Gmf в камере сжигания); на фиг.6 график, показывающий взаимосвязь между количеством диффундирующего воздуха в регенерационной камере тепловой энергии и скоростью оседания движущегося вниз слоя в регенерационной камере; на фиг. 7 график, показывающий взаимосвязь между потоком массы для псевдоожижения (Gmf) и общим коэффициентом теплопроводности в обычном котле пузырькового типа; на фиг.8 график, показывающий взаимосвязь между диффундирующим потоком массы (Gmf) в камере регенерации тепловой энергии и общим коэффициентом теплопроводности в котле с псевдоожиженным слоем с внутренней рециркуляцией; на фиг.9 график, показывающий взаимосвязь между потоком массы для псевдоожижения и скоростью абразивного износа теплопроводных проводников; на фиг. 10 и 11 графики изменения подаваемого топлива, давления пара и температуры псевдоожиженного слоя относительно промежутка времени без и с регулированием псевдоожижающего потока массы для регенерационной камеры тепловой энергии в ответ на ступенчатое изменение скорости потока пара; на фиг.12 график изменения относительно промежутка времени в ответ на крупные изменения скорости потока пара; на фиг.13 и 14 варианты конструкций котла с внутренней рециркуляцией псевдоожиженного слоя; на фиг.15 вариант конструкции котла с внутренней рециркуляцией псевдоожиженного слоя, предназначенного для использования в качестве небольшого котла, вид сбоку; на фиг.16 сечение А-А на фиг.15 (котел с внутренней рециркуляцией псевдоожиженного слоя, предназначенного для использования в транспортируемом по кругу котле); на фиг.17-19 показаны траектории псевдоожижения в главной камере сжигания с псевдоожиженным слоем с зависимостью между горизонтальной длиной L основания установки для сжигания отходов и длиной проекции S наклонной разделительной стенки в горизонтальном направлении.

Диффузионная плита 52 (см. фиг.3) установлена в основании установки 51 для сжигания отходов с целью ввода ожижающего воздуха, подаваемого с помощью воздуходувки 57 через трубопровод 53, при этом диффузионная плита 52 выполнена в форме холма (шевронной формы) примерно симметрично относительно центральной осевой линии установки, в результате чего противоположные ее концы располагаются ниже ее центральной части. Ожижающий воздух, подаваемый воздуходувкой 57, предназначен для выдувания вверх из диффузионной плиты 52 через воздушные камеры 54, 55 и 56. Поток массы ожижающего воздуха, выдуваемый из противоположных концевых воздушных камер 54 и 56, делается достаточным для образования псевдоожиженного слоя из псевдоожиженной среды внутри установки 51, тогда как поток массы ожижающего воздуха, выдуваемый из центральной воздушной камеры 55, выбирается меньшим, чем из первых.

Наклонные разделительные стенки 58 выполнены над противолежащими концевыми воздушными камерами 54 и 56 в качестве отражательных стенок, предназначенных для взаимодействия с направленным вверх потоком ожижающего воздуха и его отклонения в сторону центра установки, закручивание потоков в направлении стрелок осуществляется благодаря наличию наклонных разделительных стенок 58 и различию в потоках массы вдуваемого ожижающего воздуха. Камеры 59 регенерации тепловой энергии выполнены между задними поверхностями наклонных разделительных стенок 58 и боковыми стенками установки, в результате чего часть псевдоожижающей среды может поступать в процессе работы в регенерационные камеры 59 за верхними концами наклонных разделительных стенок 58.

В данном изобретении наклонная часть наклонной разделительной стенки выполняется под углом 10-60^о и предпочтительно 25-45^оотносительно горизонтали, а длина l ее проекции в горизонтальном направлении на основание установки составляет 1/6-1/2 и предпочтительно 1/4-1/2 от горизонтальной длины L основания установки.

Угол наклона относительно горизонтали и длина проекции в горизонтальном направлении наклонной разделительной стенки являются двумя факторами, которые влияют на псевдоожижающее состояние псевдоожижающей среды в главной камере сжигания с псевдоожиженным слоем и величину зерен, подаваемых в нее. В частности, значения L и l и виды потоков псевдоожижающей среды показаны на фиг.17.

Если угол наклона наклонной части составляет менее 10^о или превышает 60^о относительно горизонтали, то удовлетворительный циркулирующий поток не создается и режим, при котором сжигается топливо, ухудшается. Этот угол должен составлять 25-45^о и предпочтительно 35^о.

В том случае, когда длина l проекции наклонной разделительной стенки в горизонтальном направлении относительно основания установки больше 1/2 длины L основания установки, как показано на фиг.18, то количество псевдоожижающей среды, отражающейся от наклонных разделительных стенок и падающих в центр установки, становится меньше и тем самым отрицательно влияет на нормирование подвижного слоя в центре установки для сжигания отходов, а также на режим оседания и диффундирования топлива, загружаемого в центр установки.

В случае, показанном на фиг.19, когда длина l проекции наклонной разделительной стенки относительно основания сжигающей установки меньше 1/6 длины L ее основания, образование циркулирующего потока в главной камере сжигания с псевдоожиженным слоем и, в частности, режим формирования подвижного слоя в центре сжигающей установки ухудшается, что в результате отрицательно сказывается на эффекте улавливания и распыления топлива, а отклоненный поток псевдоожижающей среды в регенерационную камеру становится недостаточным.

В нижней части камеры 59 регенерации тепловой энергии и с задней стороны наклонной разделительной стенки 58 предусмотрен диффузор 62 для регенерационной камеры с целью подачи газа, например, воздуха от воздуходувки 60 через подающий трубопровод 61. На части регенерационной камеры 59, находящейся рядом с местом, где установлен диффузор 62, выполнено отверстие 63, и псевдоожижающая среда, поступающая в регенерационную камеру 59, непрерывно или периодически оседает с образованием подвижного слоя в зависимости от режима работы и рециркулирует в сжигающую часть через отверстие 63.

На фиг.4 показана конструкция, основанная на принципе фиг.3.

Оседающее количество псевдоожижающей среды в камере регенерации тепловой энергии для рециркулирования регулируется с помощью количества диффундирующего воздуха для регенерационной камеры и количеством ожижающего воздуха для сжигающей части, т.е. количество псевдоожижающей среды (G₁), вводимое в регенерационную камеру, увеличивается, как показано на фиг.5, если количество ожижающего воздуха, выдуваемого из диффузионной плиты 52, в частности из концевых воздушных камер 54 и 56, которое предназначено для осуществления псевдоожижения в сжигающей части, увеличивается. Кроме того, как показано на фиг.6, количество псевдоожижающей среды, оседающей в регенерационной камере, изменяется примерно пропорционально изменению количества диффундирующего воздуха, вдуваемого в регенерационную камеру, когда изменение составляет 0-1 Gmf, и оно становится почти постоянным, если количество диффундирующего воздуха для регенерационной камеры увеличивается больше 1Gmf. Это постоянное количество псевдоожижающей среды почти эквивалентно количеству псевдоожижающей среды (G₁), вводимой в регенерационную камеру, и таким образом количество псевдоожижающей среды, оседающей в регенерационной камере, становится эквивалентным величине, соответствующей G₁. За счет регулирования количества воздуха как для сжигающей части, так и для регенерационной камеры, оседающее количество псевдоожижающей среды в регенерационной камере 59 может регулироваться.

Оседание псевдоожижающей среды в статическом слое в диапазоне 0-1 Gmf обусловлено разностью в весе псевдоожижающей среды (разница в высоте псевдоожиженных слоев), что касается регенерационной камеры и главной камеры сжигания с псевдоожиженным слоем и, в случае, когда расход превышает 1Gmf, то высота части подвижного слоя становится немного выше или примерно равной другой. Рециркуляция псевдоожижающей среды сопровождается отклонением потока, при этом значительная его часть отклоняется с помощью наклонной разделительной стенки.

Теперь рассмотрим более подробно взаимосвязь между высотой псевдоожиженного слоя и рециркулирующим количеством псевдоожижающей среды (отклоненный поток).

В том случае, когда поверхность псевдоожиженного слоя ниже, чем верхний конец наклонной разделительной стенки, тогда воздушный поток, движущийся вверх вдоль наклонной разделительной стенки, приобретает направление с помощью этой стенки и выдувается вдоль наклонной разделительной стенки из псевдоожиженного слоя, при этом псевдоожижающая среда следует за ним. Выдуваемый поток воздуха находится в состоянии, отличающемся от того, что в псевдоожиженном слое, и освобождается от псевдоожижающей среды, которой заполнен псевдоожиженный слой, а поперечное сечение воздуховода внезапно увеличивается, в результате чего поступивший поток воздуха диффундируется и его скорость уменьшается до нескольких метров в секунду, становясь тихим потоком, и удаляется вверх. Таким образом псевдоожижающая среда, сопровождающая вдуваемый воздушный поток, теряет свою кинематическую энергию и падает под действием силы тяжести и трения с продуктами сгорания, когда размер зерен псевдоожижающей среды оказывается слишком большим (например, более 1 мм), чтобы их мог нести воздушный поток.

В том случае, когда поверхность псевдоожиженного слоя выше, чем верхний конец наклонной разделительной стенки, то часть псевдоожижающей среды, создаваемой разделительными стенками, подается вдоль отражательной разделительной стенки в направлении, аналогичном в установках для сжигания отходов с псевдоожиженным слоем циркулирующего типа, тогда как другая часть, вследствие внезапного пузырькового эффекта, происходящего от взрыва пузырьков, вскипает вверх, как фейерверк, непосредственно выше верхнего конца наклонной разделительной стенки и затем падает по всей периферии. Следовательно, часть псевдоожижающей среды вводится в большом количестве в сторону задней стороны разделительной стенки, т.е. регенерационной камеры.

Таким образом, направление движения вдуваемой псевдоожижающей среды становится ближе к вертикальному, когда поверхность становится выше над верхним концом наклонной разделительной стенки. Поэтому количество псевдоожижающей среды, вводимой в камеру регенерации тепловой энергии, становится больше в том случае, когда поверхность становится несколько выше верхнего конца наклонной разделительной стенки.

На фиг. 5 показана зависимость между количеством ожижающего воздуха в части, находящейся ниже наклонной разделительной стенки в камере сжигания с псевдоожиженным слоем, и количеством псевдоожижающей среды, рециркулирующей через камеру регенерации тепловой энергии.

Так, например, в процессе работы при состоянии L₁, если высота псевдоожиженного слоя уменьшается вследствие рассеивания очищенной псевдоожижающей среды, то рециркулирующее количество псевдоожиженной среды внезапно уменьшается, например, ниже 1/10 от первоначального количества, а регенерация тепловой энергии не может быть осуществлена. Таким образом, важным является количество ожижающего воздуха и, если оно устанавливается более 4 Gmf, а предпочтительно более 6 Gmf, то величина G₁/G₀ поддерживается порядка 1, а требуемое и достаточное количество рециркулирующей псевдоожижающей среды может достигаться даже при изменении высоты псевдоожиженного слоя.

Кроме того, за счет установления потока массы воздуха, поступающего из диффузора в основании регенерационной камеры тепловой энергии, в пределах 0-3 Gmf или предпочтительно 0-2 Gmf, а потока массы ожижающего воздуха, выдуваемого из диффузионной плиты, установленной ниже наклонной стенки, в диапазоне 4-20 Gmf или предпочтительно 6-12 Gmf, т.е. за счет постоянного поддержания потока массы большим на стороне камеры сжигания, чем на стороне регенерационной камеры, будет соответственно обеспечиваться количество псевдоожижающей среды, поступающей обратно в главную камеру сжигания с псевдоожиженным слоем из регенерационной камеры.

Что касается подвижного слоя в камере регенерации тепловой энергии, то в чисто теоретическом смысле он называется статическим слоем в том случае, когда поток массы составляет 0-1 Gmf, и псевдоожиженным слоем в том случае, когда поток массы превышает 1 Gmf, и общеизвестно, что минимальный поток массы величиной 2 Gmf требуется для образования устойчивого псевдоожиженного слоя. В случае подвижного слоя, который постоянно оседает и движется, оседающий подвижный слой хорошо образуется до тех пор, пока поток массы увеличивается от 1,5-2 Gmf без его разрушения под действием пузырькового явления. Предполагается, что зерна псевдоожиженной среды постепенно оседают и движутся под действием вибрации, тем самым ожижающий воздух преобразуется в небольшие воздушные пузырьки, равномерно движущиеся вверх к верхней части подвижного слоя.

Внутри камеры 59 регенерации тепловой энергии установлены теплопроводящие проводники 65, через которые проходит теплоотводящая среда, например пар или вода и т.п. в результате чего тепловая энергия регенерируется из псевдоожижающей среды за счет теплопередачи с псевдоожижающей средой, движущейся вниз в регенерационной камере. Коэффициент теплопроводности в регенерационной части значительно изменяется, как показано на фиг.8, в случае, когда количество диффундирующего воздуха в камеру регенерации тепловой энергии изменяется в диапазоне 0-2 Gmf.

Теперь рассмотрим частотную характеристику нагрузки, приводящую к образованию подвижного слоя в камере регенерации тепловой энергии.

Общая взаимосвязь между полным коэффициентом теплопроводности и потоком массы для псевдоожижения представлена на фиг.7. Между величинами потока массы в диапазоне 0-1 Gmf повышение коэффициента теплопроводности является незначительным, и он внезапно увеличивается, когда поток становится больше 1 Gmf. В качестве способа для преобразования котла с псевдоожиженным слоем, использующим вышеупомянутое явление, в сообщении ДОЕ, 6021(2), 655-633 N 1985 (приведен "Тип крыловидной полки", а коэффициент теплопроводности в зависимости от изменения потока псевдоожижающей массы заявляется нечувствительным (статический слой) или слишком чувствительным (псевдоожиженный слой).

При изучении некоторых иностранных патентов был обнаружен ряд случаев, которые представлялись аналогичными данной технологии с той точки зрения, что камера сжигания и камера регенерации тепловой энергии разделены, однако все перегородки, описанные в этих материалах, выполнены с вертикальной ориентацией, а псевдоожижающая среда в регенерационной камере находится в состоянии перехода в статический слой и псевдоожижающий слой, при этом статический слой образуется, когда регенерируемая тепловая энергия является небольшой по величине, а псевдоожижающий слой, в котором среда выдувается вверх из нижней части, образуется при большей величине регенерируемой тепловой энергии. Это обусловлено тем, что трудно получить отклоненный поток с помощью вертикальной перегородки по сравнению с вертикальной перегородкой, что псевдоожижающая среда находится в камере сжигания и в регенерационной камере в псевдоожиженном состоянии аналогично воде, в результате чего псевдоожижающая среда вынуждена течь между двумя камерами.

Зависимость между полным коэффициентом теплопроводности и потоком массы для псевдоожижения представлена на фиг.8. Как показано на фиг.8, она изменяется почти линейно, а поэтому количество регенерированной тепловой энергии и температура главной камеры сжигания с псевдоожиженным слоем могут контролироваться произвольно. Кроме того, такой контроль может легко осуществляться простым регулированием количества диффундирующего воздуха в камеру регенерации тепловой энергии.

Скорость абразивного износа теплопроводящих проводников в псевдоожиженном слое пропорциональна мощности в кубе потока массы для псевдоожижения и эта зависимость представлена на фиг.9. Следовательно, проблема абразивного износа, касающаяся теплопроводящих проводников, может быть решена путем установления количества диффундирующего воздуха, вдуваемого в подвижный слой в регенерационной камере тепловой энергии, в пределах 0-3 Gmf или предпочтительно 0-2 Gmf.

Для регулирования величины регенерированной тепловой энергии производится регулирование количества рециркулирующей псевдоожижающей среды, как отмечалось раньше, осуществляя при этом одновременное регулирование коэффициента теплопроводности. Т.е. если количество ожижающего газа в воздушных камерах 54 и 56 для главной камеры сжигания с псевдоожиженным слоем делается постоянным, а количество диффундирующего воздуха в камере регенерации тепловой энергии увеличивается, то количество рециркулирующей среды увеличивается и одновременно увеличивается коэффициент теплопроводности с тем, чтобы значительно увеличить величину регенерации тепловой энергии, как результат сочетания двух факторов. С точки зрения температуры псевдоожижающей среды в псевдоожиженном слое вышесказанное аналогично действию по предотвращению повышения температуры псевдоожижающей среды выше заданной величины.

В качестве средств для введения диффундирующего газа в камеру 59 регенерации тепловой энергии можно рассматривать многие, но они в основном должны располагаться так, чтобы быть наклоненными вдоль задней стороны наклонной разделительной стенки, стороны, обращенной к регенерационной камере тепловой энергии, с целью эффективного использования регенерационной камеры.

Кроме того, открытые отверстия в диффузоре для вдувания диффундирующего воздуха делаются меньше по мере их приближения к верхнему концу диффузора, так как высота слоя становится меньше, в результате чего на верхней концевой части предотвращается выдувание диффундирующего воздуха в больших количествах.

Соответствующие размеры отверстий предпочтительно выбраны так, чтобы иметь примерно равномерное диффундирующее количество воздуха, выдуваемого по всей длине диффузора 62, при этом количество диффундирующего воздуха составляет 2 Gmf, т.е. когда вышесказанное достигается, то возможно получить максимальную величину регенерированной тепловой энергии с помощью всех теплопроводящих поверхностей в регенерационной камере, а скорость абразивного износа теплопроводящих поверхностей может удерживаться небольшой на всех поверхностях.

На фиг.4 цифрой 66 обозначено впускное отверстие для горючего вещества, выполненное в верхней части установки для сжигания отходов 51, а 67 паровой коллектор для образования циркулирующего прохода (не показан) с теплопроводящими проводниками 65 в камерах 59 регенерации тепловой энергии. Цифрой 69 обозначены выпускные отверстия для негорючих веществ, расположенные у противоположных сторон диффузионной плиты 52 в основании установки 51, и 70 шнековый конвейер, снабженный шнеками 71, каждый из которых имеет противоположно направленную спираль шнека.

Между прочим, расположение загрузочного отверстия для горючих веществ не ограничивается только верхней частью котла, а оно может выполняться на стенке котла в виде разбрасывателя 66" для загрузки через него угля и т.п.

Горючие вещества F, загружаемые через загрузочные отверстия 66 и 66", циркулируют и сжигаются в псевдоожижающей среде, которая циркулирует под действием циркулирующего потока, создаваемого ожижающим воздухом. В этот момент псевдоожижающая среда в верхнем центре над воздушной камерой 55 не сопровождается бурным ее перемещением вверх и вниз, а образует оседающий неподвижный слой, находящийся в слабом псевдоожижающем состоянии. Ширина этого подвижного слоя является узкой в его верхней части, а его задние концы расходятся в противоположные стороны для достижения частей над воздушными камерами 54 и 56 на противолежащих концах, подвергаясь тем самым воздействию ожижающего воздуха, выдуваемого в большом количестве из обеих камер вверх. Следовательно, часть каждого заднего конца смещается и благодаря этому слой, находящийся непосредственно над воздушной камерой 55, оседает под действием силы тяжести. Над этим слоем псевдоожижающая среда наращивается за счет добавления из псевдоожижающего слоя, как объясняется ниже, а псевдоожижающая среда над воздушной камерой 55 образует постепенно и непрерывно оседающий подвижный слой с повторением вышеуказанных видов.

Псевдоожижающая среда, движущаяся над воздушным камерами 54 и 56, выдувается вверх, отклоняется и закручивается с помощью наклонной разделительной стенки 58 к центру сжигающей установки 51 и падает на верх центрального подвижного слоя и снова циркулирует, а часть псевдоожижающей среды вводится в камеры 59 регенерации тепловой энергии за верхними частями наклонных разделительных стенок. В том случае, когда скорость оседания псевдоожижающей среды в регенерационной камере 59 является медленной, тогда угол покоя для псевдоожижающей среды образуется в верхней части регенерационной камеры, а избыточное количество псевдоожижающей среды падает с верхней части наклонной разделительной стенки в главную камеру сжигания с псевдоожиженным слоем.

Псевдоожижающая среда, вводимая в регенерационную камеру 59 тепловой энергии, образует постепенно оседающий подвижный слой под действием газа, выдуваемого из диффузора 62, и она возвращается в главную камеру сжигания с псевдоожиженным слоем через открывающуюся часть 63 после того, как произойдет теплопередача с теплопроводящими проводниками.

Поток массы диффундирующего воздуха, поступающего из диффузора 62 в камеру 59 регенерации тепловой энергии, выбирается из величин в диапазоне 0-3 Gmf или предпочтительно 0-2 Gmf.

Причиной этого является, как показано, на фиг.8, то, что коэффициент теплопроводности изменяется от минимума до максимума при величинах до 2 Gmf, а скорость абразивного износа может контролироваться, как показано на фиг.9, в небольшом диапазоне.

Кроме того, камера регенерации тепловой энергии находится вне зоны повышенной коррозии камеры сжигания с псевдоожиженным слоем под восстановительной газовой средой и благодаря этому теплопроводящие проводники 65 меньше подвержены воздействию коррозии по сравнению с обычными установками, и степень абразивного износа теплопроводящих проводников 65 является достаточно небольшой, благодаря тому, что скорость псевдоожижения в этой части, как отмечалось раньше, является низкой. Что касается скорости воздушного потока в потоке массы ожижающего воздуха в диапазоне 0-2 Gmf, то она достаточно низкая, например 0-0,4 м/c (поверхностная скорость) при 800^оС, хотя она практически зависит от температуры и размера зерна псевдоожижающей среды.

В том случае, когда горючие вещества смешаны с негорючими веществами, имеющими больший размер, чем размер зерна псевдоожижающей среды, то остатки от сжигания удаляются вместе с частью псевдоожижающей среды с помощью шнекового конвейера 70, установленного в основании установки для сжигания отходов.

Что касается теплопроводности в камере 59 регенерации тепловой энергии в дополнение к теплопроводности, происходящей за счет прямого контакта между псевдодожижающей средой и теплопроводящими проводниками 65, то существует еще один вид теплопроводности, использующий поднимающийся газ, движущийся вверх, в качестве проводящей среды, при этом газ движется вверх с неравномерной вибрацией, когда движется псевдоожижающая среда. В последнем случае отсутствует пограничный слой между твердыми частицами, препятствующий теплопроводности, в противоположность обычной контактной теплопроводности между газом и твердыми предметами, а псевдоожижающая среда хорошо перемешивается, в результате чего теплопроводностью между зернами псевдоожижающей среды можно пренебречь, и которой нельзя пренебречь в случае, когда среда является неподвижной. Таким образом, могут быть получены значительно спокойные характеристики теплопроводности. Следовательно, в камере регенерации тепловой энергии в соответствии с настоящим изобретением можно получить большой коэффициент теплопроводности, который в 10 раз превышает коэффициент, полученный в обычном сжигающем газ котле.

Как отмечалось выше, явления теплопроводности, существующие между псевдоожижающей средой и теплопроводящими поверхностями, в значительной степени зависят от силы или слабости псевдоожижения и количества рециркулирующей псевдоожижающей среды, которое может контролироваться за счет регулирования количества газа, подаваемого диффузором 62. Кроме того, за счет создания регенерационной камеры 59 с ее подвижным слоем, не зависимой от главной камеры сжигания в установке, можно создать компактную регенерационную установку тепловой энергии, в которой коэффициент преобразования является большим, а псевдоожиженный слой может легко контролироваться.

В котлах, использующих горючие вещества, имеющие низкую скорость сжигания, как уголь или нефтяной кокс, в качестве топлива для себя, во многих случаях невозможно быстро изменить испаряющееся количество, за исключением изменения только испаряющегося количества в соответствии со скоростью сжигания. В котлах пузырькового типа ситуация становиться еще хуже по сравнению с той, что имеет место в первом котле, так как регенерация тепловой энергии осуществляется на базе температуры псевдоожиженного слоя.

Однако в соответствии с изобретением величина теплопроводности мгновенно изменяется в диапазоне от нескольких раз до нескольких долей за счет изменения количества диффундирующего воздуха в камеру регенерации тепловой энергии. Поэтому колебание в подводе тепловой энергии в псевдоожиженный слой, основанное на изменении в подаваемом количестве горючих веществ, зависит от скорости сжигания и вызывает задержку по времени. Однако величина регенерации тепловой энергии, происходящей в камере регенерации тепловой энергии в соответствии с изобретением, может быстро изменяться за счет изменения количества диффундирующего воздуха в регенерационную камеру, а различие в отдаче между подводимым теплом и регенерацией тепла может поглощаться как временное изменение в температуре псевдоожижающей среды вследствие оседающей способности псевдоожижающей среды, образующей псевдоожижающий слой. Следовательно, тепловая энергия может использоваться без ее потерь и может быть достигнуто регулирование испаряющегося количества, обладающего хорошей частотной характеристикой, которая не может быть достигнута с помощью обычного котла, например, сжигающего уголь.

Между прочим, места нахождения разгрузочных отверстий 69 для горючих веществ, как показано на чертеже, предпочтительно определяются положением возле открывающихся отверстий 63 и противоположных концов диффузионной плиты в установке 51 для сжигания отходов, однако расположение их не ограничивается приведенным выше примером.

На фиг. 4 показана диффундирующая воздух плита 52, имеющая форму холма, однако, если количество ожижающего воздуха, выдуваемого из воздушных камер 54 и 56, устанавливается более 4 Gmf, то циркулирующий поток образуется в главной сжигающей камере с псевдоожиженным слоем благодаря действию наклонных разделительных стенок, а поэтому диффузионная плита 52 может быть горизонтальной в том случае, когда сжигаются горючие вещества, например уголь, содержащие незначительное количество негорючих веществ. При этом разгрузочное отверстие для негорючих веществ может отсутствовать.

Как отмечалось выше, способность котла с псевдоожиженным слоем в соответствии с изобретением осуществлять регенерацию тепловой энергии является достаточно хорошей. Теперь рассмотрим способ управления котлом в соответствии с изобретением.

В соответствии с изобретением величина тепловой энергии, регенерированной в регенерационной камере, контролируется в зависимости от требований пользователя, использующего регенерационную тепловую энергию, путем регулирования количества газа, выдуваемого из диффузора в регенерационную камеру.

Кроме того, регулирование температуры в главной сжигающей камере с псевдоожиженным слоем осуществляется за счет регулирования количества загружаемого топлива на базе упомянутой температуры в главной сжигающей камере или давления пара, и в котле коэффициент теплопроводности может произвольно регулироваться, а колебание величины тепловой энергии, регенерированной в соответствии с изобретением, поглощается как колебание физического тепла псевдоожиженной среды, в результате этого котел может мгновенно регулироваться для удовлетворения требований пользователя и может работать в стабильном режиме.

Приводимое ниже объяснение ведется со ссылками на фиг.4. Так, например, в случае, если температура пара, удаляемого из теплопроводящих проводников 65, является недостаточной, то регулирующий клапан 93 с помощью регулятора 92 устанавливается в открытое положение в зависимости от температуры, замеряемой термодатчиком 91 в паровыпускном трубопроводе 90, с тем, чтобы увеличить количество вдуваемого диффундирующего воздуха, в результате чего количество регенерированной тепловой энергии увеличивается и повышается температура пара до величины, которая требуется пользователю.

Температура в главной камере сжигания с псевдоожиженным слоем контролируется в определенном диапазоне за счет регулирования количества подаваемого топлива в главную сжигающую камеру и/или за счет регулирования количества подаваемого воздуха в воздушные камеры 54, 55 и 56 в зависимости от температуры псевдоожиженного слоя, фиксируемой термодатчиком 94.

Существует другой способ, по которому количество топлива, подаваемого в главную камеру сжигания с псевдоожиженным слоем, контролируется с помощью сигнала давления, например, в случае, когда количество требующегося пара изменяется вследствие изменения нагрузки у пользователя, поскольку давление пара является фактором, который наиболее быстро изменяется в зависимости от изменения требований.

Частотныe характеристики показаны на фиг.10 и 11, где скорость потока пара изменяется на +30% ступенчато от 70% до 100%

На фиг.10 показаны результаты испытаний, полученные в том случае, когда количество воздуха из диффузора в регенерационную камеру тепловой энергии поддерживается постоянным, тогда как скорость потока пара ступенчато изменяется на +30% а на фиг.11 представлены результаты испытания, полученные для случая, когда количество диффундирующего воздуха регулируется в ответ на ступенчатое изменение скорости потока пара на +30% При сравнении результатов двух испытаний было установлено, что температура псевдоожиженного слоя и скорость потока пара сдерживаются в пределах установленных величин в течение короткого промежутка времени, а диапазон изменения также небольшой в том случае (см. фиг.11), когда количество диффундирующего воздуха регулируется в соответствии с изобретением, в ответ на изменение скорости потока пара, по сравнению с результатами для обычного способа, представленными на фиг.10.

В частности, диапазон изменений температуры псевдоожиженного слоя был примерно 12^оС, а у давления пара он был примерно менее 0,3 кг/см² (0,029 МРа) в том случае, когда регулирование осуществлялось в соответствии с изобретением, как показано на фиг.11.

На фиг. 12 представлены соответствующие характеристики, когда скорость потока пара изменяется на 60% при этом количество диффундирующего воздуха в регенерационной камере регулируется в ответ на вышеуказанное изменение в соответствии с изобретением. В этом случае также было установлено, что температура псевдоожиженного слоя является почти постоянной, а диапазон изменения давления пара небольшой.

Другой вариант конструкции изобретения рассмотрим со ссылками на фиг.13.

Конструкция, представленная на фиг.13, соответствует случаю, когда изобретение применяется к установке для сжигания отходов, показанной на фиг.1, у которой имеется один циркулирующий псевдоожиженный слой, при этом сохранены те же цифровые обозначения, что и на фиг.3, в отношении их значения и функционирования.

На фиг.14 показана конструкция, предназначенная для использования котла большего размера. Конструкция на фиг.14 образована сочетанием двух котлов с псевдоожиженным слоем и внутренней рециркуляцией, показанных на фиг.4.

Как показано на фиг.4 и 14, работа осуществляется без каких-либо трудностей путем загрузки топлива через загрузочное отверстие, выполненное в потолке. В том случае, когда сжигается твердое топливо, например уголь, имеющий размер зерна менее нескольких сантиметров, то предпочтительно загружать топливо в сжигающую часть через относительно низкое положение, а не с потолка, но при этом выше, чем поверхность псевдоожиженного слоя, за счет использования соответствующего типа оборудования, например разбрасывателя, предназначенного для разбрасывания топлива с помощью вращающейся лопатки.

Следовательно, если установка используется только для сжигания твердого топлива, например угля, то можно просто предусмотреть разбрасыватель вышеуказанного типа и не иметь загрузочного отверстия в потолке. Кроме того, можно загружать горючие вещества, содержащие предметы больших размеров, через потолок, а твердое топливо загружать с помощью вышеупомянутого разбрасывателя с тем, чтобы сжигать их в смешанном виде.

Рассмотренные выше котлы с псевдоожиженным слоем и внутренней рециркуляцией являются такого типа, которые предпочтительно применимы к котлам среднего и крупного размеров.

Что касается небольших транспортабельных котлов, то для них самым важным является их максимальная компактность, и поэтому конструкция для этих целей представлена на фиг.15. Как показано на фиг.15, теплопроводящие проводники 65, показанные в слое на фиг.4, установлены почти вертикально и проходят до теплопроводящей части отработанных газов, предусмотренной над регенерационной камерой тепловой энергии, в результате чего эта группа теплопроводящих проводников служит также в качестве средств, соединяющих в единое целое водяную камеру 91 и нижнюю водяную камеру 92.

За счет выполнения примерно вертикально парообразующих трубопроводов в большом количестве в свободной от перекрытия верхней части главной камеры сжигания с псевдоожиженным слоем и вокруг камеры регенерации тепловой энергии, создается возможность использования их в качестве элементов для усиления корпуса котла, а также для устранения потребности в дополнительных устройствах, например в циркулирующем насосе и взаимодействующих с ним трубопроводах и т.п. поскольку среда в теплопроводящих проводниках, включая и те, что находятся в слое, циркулирует автоматически.

Кроме того, котел с псевдоожиженным слоем и котел-утилизатор отходящего газа могут объединиться в одну конструкцию, обеспечивая получение котла с псевдоожиженным слоем и внутренней рециркуляцией, который экономичен для небольшого размера.

Ниже приводится более подробное описание конструкции и функционирования изобретения. Отходящий газ, образовавшийся после сжигания в главной камере сжигания с псевдоожиженным слоем, направляется вверх через свободную от перекрытия часть пространства над камерой сжигания и затем сверху вводится в группу из теплопроводящих проводников, выполненных вокруг периферии. После того он направляется вниз в виде потока, движущегося в направлении, которое почти перпендикулярно относительно теплопроводящих проводников, осуществляя при этом теплопередачу. В это же время часть несгораемой золы, собираемой с помощью отражательных пластин 93, вследствие инерции силы тяжести падает в сторону движущегося слоя в камере регенерации тепловой энергии, в результате чего несгоревшая зола полностью сжигается вследствие длительного нахождения в этом подвижном слое, тем самым улучшая эффективность сжигания.

Вышеуказанная ситуация, в частности, является эффективной при использовании угля, несгоревший углерод которого требует длительного времени для его сжигания. Однако в других случаях, когда топлива отличны от угля и их несгоревшая зола может широко разбрасываться, то средства для рециркулирования несгоревшей золы могут не использоваться.

Что касается топливоразгрузочного отверстия, если оно выполнено, например, обеспечивающим загрузку сверху, как показано, то предпочтительно вдувать вторичный воздух для сжигания в сторону главной камеры сжигания с псевдоожиженным слоем. Благодаря вышеуказанной конструкции эффект воздушной завесы, создаваемый вторичным воздухом, направлен на предотвращение рассеивания мелких частиц топлива, частиц порошкообразного угля, вместе с отходящим газом сжигания, а также для осуществления эффективного перемешивания и смешивания в свободной от перекрытия части, в результате чего она может содействовать осуществлению достаточного контакта между кислородом вторичного воздуха и несгоревшей золой в отработанном газе, улучшая тем самым эффективность сжигания и снижая плотность NO_x и СО и т.п.

На фиг.16 представлен котел круглого типа. В том случае, когда имеет место транспортабельный котел небольшого размера, то нет практической необходимости делать его круглым, как показано на фиг.16. Однако изготовление устройства упрощается из теплопроводящих проводников, если он круглый.

В частности, в вариантах на фиг.4, 13, 14 с конструктивной точки зрения их предпочтительно располагать в виде прямоугольника.

Преимущества настоящего изобретения заключаются в следующем:

благодаря наклону разделительной стенки можно регулировать количество воздуха, подаваемого из воздушного диффузора 62, установленного сзади разделительной стенки камеры регенерации тепловой энергии для осуществления оседания и циркуляции псевдоожижающей среды в состоянии подвижного слоя внутри камеры регенерации тепловой энергии, а также для регулирования количества циркулирующей псевдоожижающей среды с тем, чтобы произвольно регулировать количество регенерированной тепловой энергии.

Кроме того, можно помещать псевдоожижающую среду в камеру регенерации тепловой энергии в неподвижном состоянии за счет регулирования количества воздуха, вдуваемого из воздушного диффузора; камеры регенерации тепловой энергии так, что оно будет равно 0;

благодаря тому, что разграничительная стенка, разделяющая камеру регенерации тепловой энергии и первую камеру сжигания отходов с псевдоожиженным слоем, является наклонной разделительной стенкой, а поток массы ожижающего воздуха, вдуваемого из части, находящейся ниже наклонной разделительной стенки, является большим, то можно сделать количество псевдоожижающей среды, подаваемой из первой камеры сжигания отходов с псевдоожиженным слоем в камеру регенерации тепловой энергии, тоже большим;

что касается Gmf воздуха, вдуваемого из воздушного диффузора камеры регенерации тепловой энергии в камеру регенерации тепловой энергии, то Gmf воздуха, вдуваемого в первую камеру сжигания отходов, в части, находящейся рядом с нижним отверстием камеры регенерации тепловой энергии, является большим, в результате чего соответственно гарантируется циркулирующее количество псевдоожижающей среды в камеру регенерации тепловой энергии. Кроме того, можно легко регулировать количество псевдоожижающей среды, циркулирующей в камере регенерации тепловой энергии, за счет регулирования количества воздуха, вдуваемого воздушным диффузором камеры регенерации тепловой энергии;

поскольку воздушный диффузор камеры регенерации тепловой энергии установлен сзади наклонной разделительной стенки, то циркуляция псевдоожижающей среды соответственно гарантируется и легко регулируется;

поскольку первая камера сжигания отходов с псевдоожиженным слоем образует псевдоожиженный слой с внутренней циркуляцией, то псевдоожижающая среда, которая вводится из камеры регенерации тепловой энергии в первую камеру сжигания отходов с псевдоожиженным слоем после регенерации в ней тепловой энергии, плавно распыляется в первой камере сжигания отходов, тем самым мгновенно нагреваясь;

псевдоожижающая среда в камере регенерации тепловой энергии оседает и циркулирует в состоянии подвижного слоя с потоком масс вдуваемого воздуха в диапазоне 0-2 Gmf, а поэтому скорость абразивного износа теплопроводящей поверхности очень низкая, как видно из фиг.9, по сравнению с той, что имеет место, когда теплопроводящая поверхность, под которой проходит теплоотводящая среда, непосредственно находится в псевдоожижающей среде котла пузырькового типа;

поскольку скорость оседания тепловой среды в камере регенерации тепловой энергии регулируется в диапазоне 0-2 Gmf относительно потока массы распыляемого воздуха в камере регенерации тепловой энергии, то полный коэффициент теплопроводности изменяется линейно, как показано на фиг.8, в результате чего облегчается регулирование тепловой энергии.