Сжигание топлива в кипящем слое

Топки с кипящим слоем применяются как для малых котлов, так и для котлов большой мощности.

Если скорость воздуха увеличивается, то при определенной скорости динамический напор превысит гравитационную силу частицы и частица зависнет. Эта скорость воздуха называется скоростью витания.

Критическая скорость – скорость, при которой нарушена целостность слоя.

Особенности сжигания в кипящем слое:

Значительная часть воздуха проходит в виде «пузырей», которые интенсивно перемешивают слой частиц, слой как бы набухает, толщина увеличивается в 1, 5-2 раза, интенсивность перемешивания приводит к выравниванию температуры по высоте слоя. Процесс происходит в диффузионной области горения.

рис.22

Для равномерного распределения воздуха в слое, воздух вводится в него через воздухораспределительную решетку снизу. Живое сечение для ввода воздуха составляет 2-5% от площади слоя. Скорость воздуха составляет от 0, 5 до 4 м/с.

Размер частиц топлива колеблется от 3 до 10 мм.

Постоянство температуры по высоте слоя позволяет сжигать топливо при более низкой температуре и при наличии только кислородной зоны; Т=900-1200К.

Для поддержания таких температур в кипящий слой вводят негорючий заполнитель: мелкий кварц, шамотную крошку и т.д. Введение в качестве такого заполнителя известняка, доломита дает возможность перевести в твердое состояние до 95% SO₂. Такие добавки могут активно реагировать с окислами серы и удалять их из продуктов сгорания.

СаСО₃↔ СаО+СО₂

СаО+SО₂↔ СаSО₃

СаSО₃+О₂→ СаSО₄

СаSО₄- негорючий остаток, выводится вместе с золой.

Фонтанирующий слой:

Этот процесс организуется в вертикальной конической камере, которая расширяется кверху, по ходу струи, причем угол раскрытия камеры больше угла раскрытой струи.

рис.23

Топливо вводится в нижнюю часть камеры и выносится вверх за счет энергии струи. В верхней части камеры скорость струи уменьшается и становится ниже скорости витания. Частицы выпадают из струи и по периферии камеры опускаются до основания струи, где вновь подхватываются и поднимаются вверх.

Такой метод сжигания применяют в котлах небольшой мощности.