Design and construction of a pilot scale fluidizedbed coal combustor

Abstract

ÖZET PILOT ÖLÇEKLİ AKIŞKAN YATAK KÖMÜR YAK I CIS İNİN MEKANİK TASARIMI VE î MAL AT I ÖZKAL MURAT. Yüksek lisans Tezi, Makina Mühendisliği Bölümü Tez yöneticisi : Doç. Dr. Birol KILKIŞ Şubat, 1988, 159 sahife Bu çalışmanın temel amacı pilot ölçeğinde bir akışkan yatağın kömür yakılması amacı ile mekanik tasarımının yapılması ve imal edilmesidir. Bu tez çalışmasında 70 KW'lik bir akışkan yatak sistemi tasarlanıp kurulmuştur. Yatak 0.366 m x 0.366 m kare kesitinde ve i. 4 m yüksekl iğindedlr. Yatak malzemesi olarak 3 mm irilikte kömür cürufu düşünülmüştür. Isı transferi yüzeyi olarak 051 mm çapında ve 1.2 m uzunluğunda dikişsiz çelik çekme kazan boruları kullanılmıştır. Borular yatağın dış duvarına dikey şekilde yerleştirilmiştir. Ortalama kömür iriliği 3 mm kabul edilmiş ve yatağa hız ayarı yapılabilir doğru akım motoru ile tahrikli bir vidalı konveyör ile beslenmesi düşünülmüştür. Boş kolon itibari ile gaz hızı i m/s olarak seçilmiştir.Yatak karbon çeliğinden, dağıtıcı elek ise 4 mm. kalınlığında paslanmaz çelikten imal edilmiştir. Yakıcının içi 5 cm ateş toprağı ile sıvanmıştir. îlerki çalışmalar düşünülerek 10 adet basınç ölçme, 12 adet sıcaklık ölçme ve 1 adet kireç taşı besleme noktası eklenmiştir. Yatağı terk eden gazların sürüklediği parçacıklar bir siklon ile tutulmakta ve yatağın içine geri beslenmektedir. Bu çalışmada tasarlanan ve imal edilen akışkan yataklı kömür yakıcısı, gelecekte ayrıntılı deneysel çalışmaların yapılabileceği bir deneysel birim olarak hizmet verecektir. Anahtar kelimeler : Akişkanlaşma, Akışkan yataklı kömür yakıcisı, Tasarım, Yatak duvar isi geçişi. vı

ABSTRACT DESIGN AND CONSTRUCTION OF A PILOT SCALE FLUID I ZED-BED COAL COMBUSTOR ÖZKAL, Murat M.S.- in Mechanical Engineering Supervisor : Assoc. Prof. Dr. Birol KILKIŞ February, 1988, İ59 pages The primary objective of this study has been mechanical design and construction of a small scale f luidized-bed for coal combustion. In this work, a 70 KW f luidized-bed combustion unit was designed and constructed. The bed has square cross section with dimensions of- 0.366 m. by 0.366 m. and height of 1.4 m. Coal ash of 3 mm average size was considered as inert bed material. Heat transfer surfaces with 051 mm diameter and 1.2 m long seamless pipes were -located in vertical position to the exterior wall of the bed around the periphery. Coal was taken as average size of 3 mm and it was thought to feed to the bed by means of a screw feeder with an adjustable speed D.C. motor. Superficial design velocity was ;hosen as 1 m/s. illThe combustion chamber has been constructed from carbon steel. As distributor plate, 4 mm stainless steel sheet was u:=ed. Inside of the combustor was mortared with f freclay having 5 cm thickness. For further studies, 10 ports for pressure measuring, İ2 ports for temperature measuring and one port for limestone feeding were placed on the unit. Gases leaving the combustion section are dedusted by a cyclone separator and carryover material is fed to the bed by means of a circulating 1 ine. A small scale f luidized-bed set-up designed and constructed in this work will serve in the future as a unit on which detailed experimental investigations can be carried out. Key words : Fluidization, Fluidized-bed coal combustor, Design, Bed to wall heat transfer. IV