CZ295617B6 - Aditivum procesu hoření pevných fosilních paliv a způsob stabilizace procesu hoření tímto aditivem - Google Patents
Aditivum procesu hoření pevných fosilních paliv a způsob stabilizace procesu hoření tímto aditivem Download PDFInfo
- Publication number
- CZ295617B6 CZ295617B6 CZ2004217A CZ2004217A CZ295617B6 CZ 295617 B6 CZ295617 B6 CZ 295617B6 CZ 2004217 A CZ2004217 A CZ 2004217A CZ 2004217 A CZ2004217 A CZ 2004217A CZ 295617 B6 CZ295617 B6 CZ 295617B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- additive
- weight
- combustion process
- fossil fuel
- solid fossil
- Prior art date
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 239000000654 additive Substances 0.000 title claims abstract description 27
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 title claims abstract description 26
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 title claims abstract description 17
- 239000007787 solid Substances 0.000 title claims abstract description 15
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 title claims description 5
- 238000009841 combustion method Methods 0.000 title 1
- 235000019735 Meat-and-bone meal Nutrition 0.000 claims abstract description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 235000003891 ferrous sulphate Nutrition 0.000 claims abstract description 6
- 239000011790 ferrous sulphate Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 8
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims description 3
- -1 rare earth nitrates Chemical class 0.000 claims description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 3
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 abstract 1
- BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L iron(2+) sulfate (anhydrous) Chemical compound [Fe+2].[O-]S([O-])(=O)=O BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L 0.000 abstract 1
- 229910000359 iron(II) sulfate Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 abstract 1
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 15
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 13
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 6
- 239000002956 ash Substances 0.000 description 5
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 3
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 3
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 3
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 3
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 2
- GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N Nitrous Oxide Chemical compound [O-][N+]#N GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001963 alkali metal nitrate Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 239000003077 lignite Substances 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 2
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 2
- 235000007688 Lycopersicon esculentum Nutrition 0.000 description 1
- 240000003768 Solanum lycopersicum Species 0.000 description 1
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002802 bituminous coal Substances 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001272 nitrous oxide Substances 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002341 toxic gas Substances 0.000 description 1
Abstract
Aditivum procesu hoření pevných fosilních paliv sestává z masokostní moučky případně doplněné v rozmezí stopy až 0,5 % přísadou tvořenou směsí složenou z 15 až 48 % hmotnostních síranu železnatého, z 2 až 35 % hmotnostních dusičnanů vzácných kovů a zbytek tvoří do 100 % hmotnostních voda. Aditivum se přidá do pevného fosilního paliva před jeho spalováním v rozmezí stopy až 11 % hmotnostních fosilního paliva, načež se v topeništi společně spálí.ŕ
Description
Oblast techniky
Vynález je aditivum procesu hoření pevných fosilních paliv a způsob stabilizace procesu hoření těchto paliv v topeništích zejména energetických kotlů tímto aditivem.
Dosavadní stav techniky
Při spalování pevných fosilních paliv tvořených nejčastěji hnědým či černým uhlím je potřeba proces hoření stabilizovat. V některých případech se do paliva přimíchávají lehce spalitelné látky, které s ohledem na výhřevnost a zápalnou teplotu příznivě ovlivňují proces hoření. Zpravidla se jedná o dřevní štěpky, piliny či různé odvodněné odpadní kaly. V někteiých případech se používají i stabilizační hořáky zpravidla na palivo plynné či kapalné. Kvalita spalovacího procesu se hodnotí podle minimální produkce toxických emisí CO a NOx. U kotlů, kde se dosahuje nižších teplota a to pod 1000 °C dochází k nadlimitnímu výskytu CO ve spalinách. V důsledku nižších teplot v topeništi dochází k nedokonalému spalování a tím k zvýšenému podílu nespáleného paliva v popelu, jakož i z zvýšenému vzniku nálepů na teplosměnných plochách topeniště.
Pevné fosilní palivo, jmenovitě hnědé a černé uhlí je v současné době spalováno v kotlích roštových, v kotlích s práškovými hořáky a v kotlích s fluidním topeništěm.
Roštové kotle jsou charakteristické především obtížnou regulací přísunu paliva do kotle na straně jedné a zajišťováním odpovídajícího množství vzduchu na straně druhé. Výsledkem v převážné míře jsou vysoce překročené limitní hodnoty obsahu toxického CO v kouřových plynech a velké množství nespáleného C ve škváře a popílku.
Kotle s práškovým topením se vyznačují zvýšenými emisemi NOx, který je způsoben nevhodnou regulací přívodu spalovaného vzduchu do kotle.
Kotle s fluidním topeništěm řeší oba vyznačené problémy. Tím, že jemná zrnka paliva jsou nadnášena proudem vzduchu shoří dokonaleji a spaliny mají nižší podíl škodlivin. Potýkají se však s problémy teploty spalování, která se pohybuje mezi 780 až 850 °C. Za určitých okolností vzniká při spalování uhlí, probíhajícím v tomto teplotním pásmu, oxid dusný N2O zvaný rajský plyn. Při zmíněných teplotách spalování jsou molekuly tohoto nebezpečného toxického plynu relativně stabilní. Tendence kjejich zpětnému rozkladu a redukci na plynný dusík N2 vzniká až při teplotách blížících se teplotě 1000 °C.
Shmeme-li všechny velmi zjednodušené naznačené problémy dosavadního stavu, vznikající při spalování pevných fosilních paliv ve stávajících typech kotlů, jedná se o následující nedostatky. Především zapalování paliva probíhá pomalu za silného dýmání s velkým obsahem CO ve spalinách. Dále tepelným rozkladem spalovaného vzduchu vzniká značné množství NOx. V důsledku obtížného regulování přívodu vzduchu v závislosti na palivu se zvyšuje obsah nespáleného uhlíku. V neposlední řadě je nízká teplota spalování u kotlů s fluidním topeništěm potenciální příčinou vzniku toxického N2O.
Podstata vynálezu
Vynálezem je aditivum procesu hoření pevných fosilních paliv a způsob stabilizace procesu hoření pevných fosilních paliv v topeništích zejména energetických kotlů tímto aditivem. V základním provedení je aditivem masokostní moučka o výhřevnosti vyšší než 18MJ/kg
-1 CZ 295617 B6 s obsahem prchavé hořlaviny vyšším než 60 % hmotnostních, obsahem uhlíku vyšším než 30 % hmotnostních a obsahu vody do 3,5 % hmotnostních. Přidáním masokostní moučky do pevných fosilních paliv dojde k zvýšení teploty v topeništi. Původně se totiž předpokládalo, že při spalování organických látek s vysokým podílem dusíkatých látek, až přes 50 % hmotnostních, dojde jednak nadměrnému vzniku NOx a v důsledku nízkých teplot takových topenišť i k nadměrnému vývinu CO. Spolu s předpokládanými teplotami takových topenišť, které se pohybují mezi 780až 850 °C, se mělo zato, že nedojde k dokonalému spálení masokostní moučky a drobné částice se částečně nedokonalým spalovacím procesem dostanou z části do popelovin a z části do odtahu spalin kde vytvoří nálepy. Nic takového se však nepotvrdilo. Masokostní moučka se zde účastnila spalovacího procesu, nestala se součástí popela nebo pevným podílem ve spalinách. Přítomností masokostní moučky v palivu se zvýšila teplota v topeništi, která se blíží hodnotě 1000 °C, čímž došlo k redukci NOx na atmosférický dusík za současné konverze CO na CO2. Masokostní moučka má nejméně o 10 % vyšší výhřevnost než dřevěné piliny či štěpky, které se doposud do paliva přidávaly a proto lépe stabilizuje proces hoření a není ji třeba spalovat ve spalovnách k tomu určených nebo v cementářských pecích.
V některých případech je vhodné, když masokostní moučka obsahuje v rozmezí stopy až 0,5 % hmotnostních přísady tvořené směsí složené z 15 až 48 % hmotnostních síranu železnatého, z 2 až 35 % hmotnostních dusičnanů prvků vzácných zemin a zbytek do 100 % hmotnostních tvoří voda. Voda zde působí jako balastní nosič a umožní jednak rozpouštění síranu železnatého a dusičnanů prvků vzácných zemin a tím jejich dokonalejší rozptýlení v palivu. Při teplotách nad 700 °C dojde k redukci solí kovů a uvolněný kyslík se účastní procesu hoření, čímž dojde k zvýšení teploty hoření v topeništi.
Způsob stabilizace procesu hoření tímto aditivem spočívá v přidání aditiva do pevného fosilního paliva v rozmezí stopy až 11 % hmotnostních fosilního paliva, které se následně v topeništi společně spálí. Účast aditiva vede k posílení funkce hořlavých látek na procesu hoření oproti látkám pasivním. K stabilizaci procesu hoření pevných fosilních paliv přispívá především výhřevnost masokostní moučky vyšší 18MJ/kg oproti 13,98 MJ/kg hnědých energetických uhlí. Rovněž obsah prchavé hořlaviny vyšší než 60 % hmotnostních zkrátí dobu vzplanutí paliva, které má jinak sklon k delšímu doutnání a tím i k nadměrnému vývinu CO. Tento problém bývá aktuelní zejména u některých druhů prachových uhlí. Použití uvedeného aditiva zajistí jednak dokonalé prohoření paliva za procesu plynných emisí a zbytků nespálených látek v popelovinách a dále zabrání tvorbě biologických nánosů na teplosměnných plochách kotle, čímž dále zvýší jeho účinnost. Současně se spálením masokostní moučky přeruší potenciální potravinový řetězec, čímž se zabrání šíření různých nákaz včetně BSE.
Příklady provedení vynálezu
Příklad 1
V topeništi roštového kotle se spalovalo hnědé energetické uhlí hruboprach spolu s aditivem o koncentraci v rozmezí 4,2 až 6 %, které bylo tvořeno masokostní moučkou. Obsah volného O ve spalinách pokles o 39 %, koncentrace CO ve spalinách o 53 % a koncentrace NOx se snížila na 87 % původní hodnoty. Obsah nespáleného C v popelovinách se snížil i více jak dvě třetiny. Těchto hodnot bylo dosaženo současně se zkrácením doby doutnání navezeného paliva.
Příklad 2
V tomto případě bylo aditivum tvořeno z masokostní moučky doplněné 0,2 % hmotnostních přísadou tvořené z 15 % hmotnostních síranu železnatého a ze 35 % hmotnostních dusičnanu alkalického kovu v tomto případě ceru rozpouštěných do 100 % hmotnostních ve vodě. Vliv aditiva o
-2CZ 295617 B6 tomto složení na spalovací proces byl o poznání intenzivnější oproti předešlému případu, a to o 5 až 8 %. Přidáním aditiva se zkrátila doba doutnání navezeného paliva, kterým bylo rovněž jako v předchozím případě hnědé energetické uhlí, snížil se obsah CO ve spalinách o 60 % a hodnoty nespáleného C v popelovinách o 70 %. Pouze hodnota NOx ve spalinách zůstala prakticky na hodnotách srovnatelných při měření spalovacího procesu bez použití aditiva. Příčinu lze spatřovat v tom, že se zvýšila teplota hoření.
Příklad 3
I v tomto případě bylo aditivum tvořeno z masokostní moučky doplněné 0,5 % hmotnostních přísadou tvořené z 48 % hmotnostních síranu železnatého a ze 2 % hmotnostních dusičnanu alkalického kovu v tomto případě rovněž ceru rozpouštěných do 100 % hmotnostních ve vodě. Vliv aditiva o tomto složení na spalování černého energetického uhlí se projevil snížením koncentrace CO ve spalinách o 65 až 70 %, pokles obsahu nespáleného uhlíku se snížil o 30 %. V důsledku vyšších teplot spalovacího procesu vzrostla koncentrace NOx ve spalinách o 10 až 12 %, ale pohybovala se stále pod povolenými hodnotami. Tento negativní jev byl dostatečně vykompenzován výrazným poklesem CO v kouřových plynech.
PATENTOVÉ NÁROKY
Claims (3)
1. Aditivum procesu hoření pevných fosilních paliv určené především pro topeniště energetických kotlů, vyznačující se tím, že sestává z masokostní moučky o výhřevnosti vyšší než 18 MJ/kg s obsahem prchavé hořlaviny vyšší než 60 % hmotnostních, obsahu uhlíku vyšším než 30 % hmotnostních a obsahu vody do 3,5 % hmotnostních.
2. Aditivum podle nároku 1, vyznačující se tím, že obsahuje v rozmezí stopy až 0,5 % přísady tvořené směsí složené z 15 až 48 % hmotnostních síranu železnatého, z 2 do 35 % hmotnostních dusičnanů prvků vzácných zemin a zbytek tvoří voda do 100% hmotnostních.
3. Způsob stabilizace procesu hoření aditivem podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že do pevného fosilního paliva se před jeho spalováním přidá aditiva v rozmezí stopy až 11% hmotnostních fosilního paliva, načež se v topeništi společně spálí.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2004217A CZ2004217A3 (cs) | 2004-02-10 | 2004-02-10 | Aditivum procesu hoření pevných fosilních paliv a způsob stabilizace procesu hoření tímto aditivem |
| SK9-2005A SK287985B6 (sk) | 2004-02-10 | 2005-02-02 | The additive for the process of burning fossil fuels and process of stabilization burning by this additive |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2004217A CZ2004217A3 (cs) | 2004-02-10 | 2004-02-10 | Aditivum procesu hoření pevných fosilních paliv a způsob stabilizace procesu hoření tímto aditivem |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ295617B6 true CZ295617B6 (cs) | 2005-08-17 |
| CZ2004217A3 CZ2004217A3 (cs) | 2005-08-17 |
Family
ID=34832122
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2004217A CZ2004217A3 (cs) | 2004-02-10 | 2004-02-10 | Aditivum procesu hoření pevných fosilních paliv a způsob stabilizace procesu hoření tímto aditivem |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ2004217A3 (cs) |
| SK (1) | SK287985B6 (cs) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ307588B6 (cs) * | 2017-07-17 | 2018-12-27 | Arnošt Kořínek | Směs pro snižování emisí, karbonových úsad a spotřeby paliva |
| WO2023177311A1 (en) | 2022-03-14 | 2023-09-21 | Latocha Elzbieta | A method of combusting coal solid fuels, an additive to coal solid fuels and a method of manufacturing an additive to coal solid fuels |
-
2004
- 2004-02-10 CZ CZ2004217A patent/CZ2004217A3/cs not_active IP Right Cessation
-
2005
- 2005-02-02 SK SK9-2005A patent/SK287985B6/sk not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ307588B6 (cs) * | 2017-07-17 | 2018-12-27 | Arnošt Kořínek | Směs pro snižování emisí, karbonových úsad a spotřeby paliva |
| US11203727B2 (en) | 2017-07-17 | 2021-12-21 | Arnost Korinek | Composition for reducing emissions, carbon deposits and fuel consumption |
| WO2023177311A1 (en) | 2022-03-14 | 2023-09-21 | Latocha Elzbieta | A method of combusting coal solid fuels, an additive to coal solid fuels and a method of manufacturing an additive to coal solid fuels |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| SK92005A3 (sk) | 2005-09-08 |
| SK287985B6 (sk) | 2012-08-06 |
| CZ2004217A3 (cs) | 2005-08-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100544568B1 (ko) | 연소효율을 개선한 연료첨가제 | |
| Wang et al. | Co-combustion behaviors and NO formation characteristics of semi-coke and antibiotic filter residue under oxy-fuel condition | |
| KR100761065B1 (ko) | 연료용 첨가제 조성물 | |
| CN114410362B (zh) | 一种生物质基的燃煤添加剂及其应用 | |
| JP2005114261A (ja) | バイオマス系燃料の燃焼方法 | |
| CZ295617B6 (cs) | Aditivum procesu hoření pevných fosilních paliv a způsob stabilizace procesu hoření tímto aditivem | |
| Song et al. | Experiment Study on the High-Temperature Thermal Treatment and Ultra-Low NO x Control of Solid Waste Coal Slime in Circulating Fluidized Bed | |
| CN101358154A (zh) | 锅炉专用高效低耗燃煤添加剂 | |
| Turkiene | Sewage sludge combustion–experimental and theoretical analysis | |
| Poskrobko et al. | A primary method for reducing nitrogen oxides in coal combustion through addition of Bio-CONOx | |
| CN1037910C (zh) | 高能助燃节煤剂 | |
| CN86105239A (zh) | 铸钢车间的废砂在煤燃烧中的应用 | |
| Shen | Coal combustion and combustion products | |
| PL246909B1 (pl) | Granulat mieszaniny trocin z drewna drzew iglastych oraz miskanta uszlachetniony kompozycją dodatków | |
| KR102188541B1 (ko) | 친환경 가연성 물질 연소력 향상제 | |
| Ningsih et al. | Emission and heavy metal content characteristic of densified refused derived fuels of oil sludge and biomass combination as an alternative fuel for cement plant | |
| CN205700087U (zh) | 一种利用煤气发生炉对水泥分解炉进行脱硝的装置 | |
| PL245966B1 (pl) | Kompozycja dodatków ograniczających poziom emisji toksycznych składników spalin | |
| PL245967B1 (pl) | Granulat trocin z drewna drzew iglastych uszlachetniony kompozycją dodatków | |
| KR20040060900A (ko) | 석탄 조연제 | |
| CN1075745A (zh) | 煤用助燃剂 | |
| Vershinina et al. | Characteristics of ignition and combustion of fuel blends based on coal slime | |
| Sharma et al. | Review of emissions control and NOx reduction techniques in coal fired thermal steam generators | |
| RU2634344C1 (ru) | Способ сжигания топлива | |
| FI91671B (fi) | Tiheyden pienentäjä |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20130210 |