Zariadenie na výrobu energie a spôsob výroby energie v celulózke

Číslo patentu: E 16042

Dátum: 21.04.2006

Autori: Arpalahti Olli, Saviharju Kari, Koivisto Lasse, Simonen Jorma

Je ešte 14 strán.

Pozerať všetko strany alebo stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

ZARIADENIE NA VÝROBU ENERGIE A SPÓSOB VÝROBY ENERGIE v CELULÓZKE0001 Tento vynález sa týka regeneračného kotla na spaľovanie výluhu,ktorý obsahuje parovodný okruh obsahujúci prehrievače a medziprehrievače a kúrenisko na spaľovanie výluhu na výrobu horúcich dymových plynov, pričom toto kúrenisko má hornú časť, cez ktorú prúdia dymové plyny. Parovodný okruh je pripojený k parnej turbíne, ktorá obsahuje vysokotlakový stupeň a strednotlakový stupeň. Prehrievanie ostrej pary a medziprehrievanie pary sauskutočňuje pomocou zostavy, ktorá dokáže znížiť koróziu.0002 V chemických celulózkach sa varné chemikálie procesu výroby buničiny regenerujú z výluhu, napríklad čierneho výluhu pri sulfátovej výrobe buničiny spaľovaním výluhu v regeneračnom kotli a to bud samostatne alebo spolu s ďalšími odpadovými tokmi. Proces spaľovania je exotermický a uvoľnená energia sa regeneruje ako tlaková prehriata para. Parná energia sa regeneruje v parnej turbíne do formy elektrickej energie a pár s rôznymi tlakmi podľa potrieb procesu. Sulfátová výroba buničiny, ktorá produkuje čierny výluh je hlavným spôsobom výroby buničiny a na opísanie vynálezu ju uvádzame v tomto dokumente. Tento vynález sa môže použiť v rôznych typoch chemických celulózok a iných procesoch. Hoci sa pojem čierny výluh bežne používa v kontexte sulfátovej výroby buničiny, v tomto dokumente sa používa na označenie všetkých typov výluhov.0003 Energia sa tradične vyrába v celulózke spaľovaním čierneho výluhu v regeneračnom kotli a spaľovaním odpadu dreva a kôry v pomocnom kotli. Kôradrevnej suroviny a organické látky vyprodukovaného čierneho výluhu spoločnepokrývajú celkovú potrebu energie celulózky. Ak celulózka potrebuje viac energie, môže nakúpiť ďalšie palivo. Ďalšie palivo sa spaľuje spolu s drevovou kôrou v pomocnom kotli. V peci na pálenie vápna sa môže kúriť napríklad naftou alebo zemným plynom. V súčasnosti prebieha výroba energie takto (i) regeneračný kotol a pomocný kotol, v ktorom sa kôra vyprodukovaná v celulózke spaľuje, produkuje prehriatu vysokotlakovú paru (ii) vyprodukovaná para sa privádza do jednej alebo viacerých protitlakových parných turbin a para vypúštaná z turbiny poskytuje teplo pre celulózku a (iii) turbína a generátor pripojený k nej produkujú elektrinu, ktorú celulózka potrebuje. Elektrinu zvyčajne produkuje protitlaková turbina, ktorá má jeden alebo viac odberov pary protitlak má 3-6 barov v absolútnom vyjadrení a tlak odberu je 8 - 16 barov v absolútnom vyjadrení. Výroba elektriny sa môže uskutočniť aj pomocou kondenzačnej turbiny alebo kondenzačného stupňa parnej turbiny, ktorýnasleduje za protitlakovým stupňom.0004 Drevo obsahuje malé množstvá draslíka (K) a chlóru (CI). Tieto prvky zostávajú v čiernom výluhu počas varenia. Do čierneho výluhu sa môžu dostat aj prostredníctvom pridaných chemikálií alebo cez vnútorné spojenia vo vnútri celulózky. V regeneračnom kotli tieto prvky obohacujú popolček a zvyšujú koróznosť dymového plynu a to najmä v prehrievači.0005 Koróznost chlóru a draslíka stúpa so stúpaním teploty a určuje hornú hranicu teploty pary vytvorenej v regeneračnom kotli. Táto hranica teploty prehriatej pary je väčšinou od 400 °C do 490 °C v závislosti od obsahu chlóru a draslíka. Pri špecifických materiáloch alebo výluhoch s veľmi nízkym obsahom chlóru a draslíka, ktorý je prirodzený alebo sa dosiahol vysypaním popolčeka alebo procesom odstránenia chlóru a draslíka, boli použité teploty pary až do 520 °C. Tlak pary je tiež nízky, pretože teplota prehriatej pary musí byt vo všeobecnosti udržiavaná ako relatívne nízka kvôli koróznosti chlóru a draslíka. Tieto hranice teploty spôsobujú, že energetický výnos z tepla vytvoreného v regeneračnom kotli je nízky v porovnaní s bežnými parnými kotlami, v ktorých sa kúri uhlím, zemným plynom alebo naftou.0006 Hranice teploty pary v regeneračnom kotIi od 400 °C do 490 °C a 520 °C neplatia presne pri kôre pochádzajúcej z kmeňov, ale popolček vzniknutý zo spaľovania kôry v kotIi na spaľovanie kôry môže tiež obsahovat chlór alebo draslík. Keďže obsah síry v kôre je veľmi nízky, chlór reaguje v kotIi na spaľovanie kôry s kovmi, čo následne môže spôsobiť koróziu prehrievača. Kalorimetrický prietok v kôre je tiež oveľa nižší ako v toku čierneho(odpadového) výluhu, čo je spôsobené prietokom menšej hmoty. Toto je závislé od výnosu buničiny pri výrobe buničiny a od množstva kôry v dreve, z ktorého sa buničina vyrába.0007 Dokument W 0 03/104547 a príslušná prihláška 2005/0252458 publikovaná v USA zverejňuje systém na zvýšenie teploty a tlaku prehriatej pary vyprodukovanej v zariadení regeneračného kotla celulózky takým spôsobom, že sa nevyskytuje žiadna korózia alebo miera korôzie má prijateľné hodnoty. Dokument W 0 03/104547 a príslušná žiadosť 2005/0252458 publikovaná v USA zverejňuje systém, v ktorom je regeneračný kotol vybavený aspoň jednou dutinou, ktorá má steny vytvorené z rúrok chladených vodou pripojených k parovodnému okruhu regeneračného kotla. Vnútorná časť dutiny je vybavená výmenníkom tepla na konečné prehriatie pary vytvorenej v regeneračnom kotIi,pričom výmenník tepla je pripojený k prehrievačom tohto kotla. Dutina sa vykuruje spaľovaním paliva takým spôsobom, že v dutine kotla je garantovaný stav bez korózie. Týmto palivom môže byt plyn vyrobený splyňovaním biomasy. Hlavnou vlastnosťou tohto systému je to, že je poskytnutá aspoň jedna spaľovacia dutina spojená s regeneračným kotlom na konečné prehriatie pary vyprodukovanej v časti prehrievača regeneračného kotla.0008 V tomto dokumente je zverejnený systém na zvýšenie energetického výnosu pri výrobe energie v Celulózke takým spôsobom, že problémy s koróziou sa minimalizujú. Zverejnený systém by mal zvýšiť tento energetický výnos,napríklad celkovú elektrickú účinnosť regeneračného kotla a zariadenia parnej0009 Charakteristickou vlastnosťou zverejneného systému je to, že parovodný okruh regeneračného kotla je vybavený medziprehrievačom na medziprehrievanie pary vychádzajúcej z vysokotlakovej časti turbíny.0010 Medziprehrievač má prvú časť a druhú časť, pričom prvá časť je umiestnená v toku dymových plynov vyprodukovaných v kúrenisku regeneračného kotla a táto prvá časť je pripojená k výpustu pary vysokotlakovej časti turbíny.0011 Regeneračný kotol je výhodne vybavený aspoň jednou dutinou, ako bolo opísané vo vyššie uvedenom zverejnení W 0 č. 03/104547, v ktorom súuvedení tí istí vynálezcovia.0012 Počet dutín môže byť vyšší ako jeden, napríklad dva. Druhá časť medziprehrievača alebo medziprehrievačov je umiestnená vo vnútornej časti dutiny. Druhá časť medzi prehrievača alebo medziprehrievačov je pripojená k prvému stupňu medziprehrievača a k turbíne, výhodne ku vpustu pary strednotlakovej časti turbíny. Dutina obsahuje prostriedok na spaľovanie paliva a aspoň jeden výpust na vypúšťanie dymových plynov do regeneračného kotla. Dymové plyny z dutiny sa môžu zmiešať s dymovými plynmi z hlavného kúreniska pri vysokých teplotách alebo sa môžu vlastnou cestou vypúšťať do atmosféry. Ak je táto cesta nezávislá od hlavnej cesty toku dymových plynov,dymové plyny dutiny sa po vyčistení môžu použiť napríklad na sušenie buničiny, atď. v podstate na ten istý účel ako plyny pochádzajúce zo spaľovania zemného plynu.0013 Vnútorná časť dutiny môže byt tiež vybavená prehrievačom na konečné prehriatie pary vytvorenej v regeneračnom kotli. Podľa ďalšieho uskutočnenia konečné prehrievanie a medziprehrievanie sa uskutočňuje v rozdielnych dutinách. V tomto dokumente je za účelom ilustrácie opísaná iba jedna dutina, ale môžu byt použité aj viaceré dutiny.0014 Podľa systému zverejneného v tomto dokumente je poskytnutý medziprehrievač na medziprehrievanie pary z turbíny a je pripojený k regeneračnému kotlu. V časti prehrievača regeneračného kotla sa produkujeostrá para a potom expanduje vo vysokotlakovom stupni (high-pressure stage, EP 1 924 739 34351 rr

MPK / Značky

MPK: F22B 31/04, D21C 11/12, F01K 7/22, F01K 3/24

Značky: celulózke, zariadenie, výrobu, energie, výroby, spôsob

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/22-e16042-zariadenie-na-vyrobu-energie-a-sposob-vyroby-energie-v-celulozke.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Zariadenie na výrobu energie a spôsob výroby energie v celulózke</a>

Podobne patenty