EA032661B1 - Method for combustion of solid fuel and device for its realization - Google Patents
Method for combustion of solid fuel and device for its realization Download PDFInfo
- Publication number
- EA032661B1 EA032661B1 EA201500238A EA201500238A EA032661B1 EA 032661 B1 EA032661 B1 EA 032661B1 EA 201500238 A EA201500238 A EA 201500238A EA 201500238 A EA201500238 A EA 201500238A EA 032661 B1 EA032661 B1 EA 032661B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- combustion
- solid fuel
- burning
- air
- fuel
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23B—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING ONLY SOLID FUEL
- F23B50/00—Combustion apparatus in which the fuel is fed into or through the combustion zone by gravity, e.g. from a fuel storage situated above the combustion zone
- F23B50/02—Combustion apparatus in which the fuel is fed into or through the combustion zone by gravity, e.g. from a fuel storage situated above the combustion zone the fuel forming a column, stack or thick layer with the combustion zone at its bottom
- F23B50/06—Combustion apparatus in which the fuel is fed into or through the combustion zone by gravity, e.g. from a fuel storage situated above the combustion zone the fuel forming a column, stack or thick layer with the combustion zone at its bottom the flue gases being removed downwards through one or more openings in the fuel-supporting surface
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
- F23L9/00—Passages or apertures for delivering secondary air for completing combustion of fuel
- F23L9/06—Passages or apertures for delivering secondary air for completing combustion of fuel by discharging the air into the fire bed
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Solid-Fuel Combustion (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области теплоэнергетики, а именно к способам сжигания твердого топлива и топочным устройствам с принудительным поддувом, и может найти применение при отоплении зданий и сооружений твердым топливом. Технической задачей изобретения является повышение эффективности сжигания твердого топлива за счет оптимизации процесса горения при снижении зольности и токсичности утилизируемых топочных газов. Поставленная задача решается за счет того, что в способе сжигания твердого топлива воздух, необходимый для полного сжигания топлива, разделяют на два потока, первый и второй, причем первый поток воздуха подают вместе с топливом сверху вниз в зону горения, где предварительно создают горящий слой, а второй поток воздуха подают непосредственно в зону горения, газовые остатки горения отводят в атмосферу через теплообменник, а твердые удаляют из-под зоны горения и в зоне горения создают избыточное давление. Устройство для сжигания твердого топлива содержит канал подачи твердого топлива, совмещенный с каналом принудительной подачи первого потока воздуха (кислородосодержащей смеси), в топку, состоящую из камеры сгорания с выведенным в зону горения каналом принудительной подачи второго потока воздуха и колосников, теплообменную камеру с теплообменником, сообщенную с дымоходной трубой, и зольную камеру с золосборником.The invention relates to the field of power engineering, in particular to methods of burning solid fuel and combustion devices with forced blowing, and can find application in heating buildings and structures with solid fuel. An object of the invention is to increase the efficiency of burning solid fuel by optimizing the combustion process while reducing the ash content and toxicity of utilized flue gases. The problem is solved due to the fact that in the method of burning solid fuel, the air necessary for complete combustion of the fuel is divided into two streams, the first and second, and the first air stream is supplied with the fuel from top to bottom in the combustion zone, where a burning layer is preliminarily created, and the second air stream is supplied directly to the combustion zone, the gas combustion residues are discharged into the atmosphere through a heat exchanger, and the solid ones are removed from under the combustion zone and create excess pressure in the combustion zone. A device for burning solid fuel comprises a channel for supplying solid fuel combined with a channel forcing the first stream of air (oxygen-containing mixture) into the furnace, which consists of a combustion chamber with a channel forcing the second stream of air and grates brought to the combustion zone, a heat exchange chamber with a heat exchanger, communicated with a chimney, and an ash chamber with an ash pan.
032661 Β1032 661 Β1
032661 В1032 661 B1
Изобретение относится к области теплоэнергетики, а именно к способам сжигания твердого топлива и топочным устройствам с принудительным поддувом, и может найти применение при отоплении зданий и сооружений твердым топливом.The invention relates to the field of power engineering, in particular to methods of burning solid fuel and combustion devices with forced blowing, and can find application in heating buildings and structures with solid fuel.
Наиболее близким к заявленному является Способ сжигания твердого топлива и устройство для его осуществления (патент ЕАПВ № 016403, Е23В 80/00, Е23В 90/02, Е24В 5/04, опубл. 30.04.2012 г.). Согласно этому способу создают в камере сгорания предварительный горящий слой, подают топливо и воздух в зону горения сверху вниз, создают избыточное давление в зоне горения, газовые остатки горения отводят в атмосферу через теплообменник, а твердые удаляют из-под зоны горения.Closest to the claimed is a method of burning solid fuel and a device for its implementation (EAPO patent No. 016403, E23B 80/00, E23B 90/02, E24B 5/04, published on April 30, 2012). According to this method, a preliminary burning layer is created in the combustion chamber, fuel and air are supplied to the combustion zone from top to bottom, excessive pressure is created in the combustion zone, gas combustion residues are discharged into the atmosphere through a heat exchanger, and solid residues are removed from the combustion zone.
Устройство для сжигания твердого топлива содержит корпус, бункер для твердого топлива с устройствами подачи топлива и принудительной подачи кислородосодержащей смеси в зону горения, топку с камерой сгорания, в донной части которой расположен колосник, теплообменную камеру с теплообменником, сообщенную с дымоходной трубой, зольную камеру с золосборником, причем каналы подачи топлива и воздуха размещены с возможностью подачи топлива и воздуха в камеру сгорания сверху, при этом камера сгорания размещена с кольцевым зазором в зольной камере, которая выполнена заодно с теплообменной камерой.A device for burning solid fuel comprises a housing, a hopper for solid fuel with devices for supplying fuel and forcing an oxygen-containing mixture into the combustion zone, a furnace with a combustion chamber, in the bottom of which there is a grate, a heat exchange chamber with a heat exchanger in communication with the chimney, an ash chamber with ash collector, and the fuel and air supply channels are placed with the possibility of supplying fuel and air to the combustion chamber from above, while the combustion chamber is placed with an annular gap in the ash chamber re, which is made integral with the heat exchange chamber.
Недостатком описанного способа сжигания твердого топлива и устройства для его осуществления являются недостаточно высокая эффективность процесса горения за счет того, что нет возможности регулировать количественный состав воздуха в различных слоях горящего топлива, а именно увеличивать содержание кислорода в нижних, лежащих на колоснике, слоях топлива, что повышает зольность и токсичность утилизируемых топочных газов.The disadvantage of the described method of burning solid fuel and a device for its implementation is the insufficiently high efficiency of the combustion process due to the fact that it is not possible to regulate the quantitative composition of air in different layers of burning fuel, namely, to increase the oxygen content in the lower layers of the fuel lying on the grate, which increases ash content and toxicity of utilized flue gases.
Технической задачей изобретения является повышение эффективности сжигания твердого топлива за счет оптимизации процесса горения при снижении зольности и токсичности утилизируемых топочных газов.An object of the invention is to increase the efficiency of burning solid fuel by optimizing the combustion process while reducing the ash content and toxicity of utilized flue gases.
Поставленная задача решается за счет того, что в способе сжигания твердого топлива воздух, необходимый для полного сжигания топлива, разделяют на два потока, первый и второй, причем первый поток воздуха подают вместе с топливом сверху вниз в зону горения, где предварительно создают горящий слой, а второй поток воздуха подают непосредственно в зону горения, газовые остатки горения отводят в атмосферу через теплообменник, а твердые удаляют из под зоны горения и в зоне горения создают избыточное давление.The problem is solved due to the fact that in the method of burning solid fuel, the air necessary for complete combustion of the fuel is divided into two streams, the first and second, and the first air stream is supplied with the fuel from top to bottom in the combustion zone, where a burning layer is preliminarily created, and the second air stream is supplied directly to the combustion zone, the gas residual combustion is discharged into the atmosphere through a heat exchanger, and the solid ones are removed from under the combustion zone and create excess pressure in the combustion zone.
Устройство для сжигания твердого топлива содержит канал подачи твердого топлива, совмещенный с каналом принудительной подачи первого потока воздуха (кислородосодержащей смеси), в топку, состоящую из камеры сгорания с выведенным в зону горения каналом принудительной подачи второго потока воздуха и колосников, теплообменную камеру с теплообменником, сообщенную с дымоходной трубой, и зольную камеру с золосборником.A device for burning solid fuel comprises a channel for supplying solid fuel combined with a channel forcing the first stream of air (oxygen-containing mixture) into the furnace, which consists of a combustion chamber with a channel forcing the second stream of air and grates brought to the combustion zone, a heat exchange chamber with a heat exchanger, communicated with a chimney, and an ash chamber with an ash pan.
Устройства для подачи топлива и воздуха в топку могут быть любой известной конструкции, а также могут быть оборудованы блоком управления любой известной конструкции для контроля за подачей первого и второго потоков воздуха, а также за подачей топлива.Devices for supplying fuel and air to the furnace can be of any known design, and can also be equipped with a control unit of any known design to control the flow of the first and second air flows, as well as the fuel supply.
Подача в зону горения топлива с первым потоком воздуха сверху вниз на предварительно созданный горящий слой создает условия для интенсивного образования пиролизных газов, а подача второго потока воздуха по каналам в зону горения создает благоприятные условия для горения как пиролизных газов, так и твердой составляющей топлива. Пиролизные газы, проходя через горящий слой под избыточным давлением и смешиваясь с воздушным кислородом, под колосниками образуют горючий газ, при горении которого выделяется тепло, обеспечивающее поддержание стабильного состояния горящего слоя и полное сгорание всех летучих веществ, что влечет существенное снижение зольности и вредных выбросов. Таким образом, выброс топочных газов из-под зоны горения способствует интенсивной теплоотдаче в теплообменнике и снижает токсичность отходящих газов.The supply of fuel to the combustion zone with the first air stream from top to bottom on the previously created burning layer creates conditions for the intensive formation of pyrolysis gases, and the supply of the second air stream through the channels in the combustion zone creates favorable conditions for combustion of both pyrolysis gases and the solid component of the fuel. Pyrolysis gases passing through the burning layer under excess pressure and mixing with air oxygen form a combustible gas under the grate, which generates heat during combustion, which ensures the stability of the burning layer and the complete combustion of all volatile substances, which entails a significant reduction in ash and harmful emissions. Thus, the emission of flue gases from under the combustion zone contributes to intensive heat transfer in the heat exchanger and reduces the toxicity of the exhaust gases.
Воплощение устройства для сжигания твердого топлива иллюстрируется чертежами, где схематично изображен общий вид устройства.An embodiment of a device for burning solid fuel is illustrated by drawings, where a general view of the device is schematically shown.
На фиг. 1 представлено заявляемое устройство для сжигания твердого топлива с центральным каналом подачи второго потока воздуха в зону горения.In FIG. 1 presents the inventive device for burning solid fuel with a central channel for supplying a second air stream to the combustion zone.
На фиг. 2 представлено заявляемое устройство для сжигания твердого топлива с внутренними каналами подачи второго потока воздуха в зону горения.In FIG. 2 presents the inventive device for burning solid fuel with internal channels for supplying a second air stream to the combustion zone.
На фиг. 3 представлено заявляемое устройство для сжигания твердого топлива с периферийными каналами подачи второго потока воздуха в зону горения.In FIG. 3 presents the inventive device for burning solid fuel with peripheral channels for supplying a second air stream to the combustion zone.
Устройство для сжигания твердого топлива содержит корпус 1, канал 2 подачи твердого топлива, совмещенный с каналом принудительной подачи первого потока воздуха (кислородосодержащей смеси) в топку 3, каналы 4 принудительной подачи второго потока воздуха в зону горения 5, расположенную над колосниками 6, зольную камеру 7, теплообменную камеру 8 и дымоход 9.A device for burning solid fuel comprises a housing 1, a channel 2 for supplying solid fuel, combined with a channel forcing a first stream of air (oxygen-containing mixture) into the furnace 3, channels 4 forcing a second stream of air into a combustion zone 5 located above the grates 6, an ash chamber 7, a heat exchange chamber 8 and a chimney 9.
В первом воплощении устройства (фиг. 1) канал 4 принудительной подачи второго потока воздуха в зону горения 5 выполнен в виде трубчатого центрального канала, пересекающего зону горения 5 над колосниками 6 и снабженного множеством отверстий для выхода второго потока воздуха в топку 3.In the first embodiment of the device (Fig. 1), the channel 4 forcing the second air stream into the combustion zone 5 is made in the form of a tubular central channel crossing the combustion zone 5 above the grates 6 and provided with many openings for the second air stream to enter the furnace 3.
Во втором воплощении устройства (фиг. 2) каналы 4 принудительной подачи второго потока воздуIn a second embodiment of the device (FIG. 2), channels 4 for forcing a second air stream
- 1 032661 ха в зону горения 5 выполнены в виде трубчатых каналов, расположенных внутри топки 3 вдоль ее внутренних стенок (или непосредственно в стенках), в частности в углах вертикального канала 2 для подачи топлива в топку 3, и открытых для выхода второго потока воздуха в зону горения 5 над колосниками 6.- 1 032661 ha in the combustion zone 5 is made in the form of tubular channels located inside the furnace 3 along its inner walls (or directly in the walls), in particular in the corners of the vertical channel 2 for supplying fuel to the furnace 3, and open to the exit of the second air stream into the combustion zone 5 above the grid-irons 6.
В третьем воплощении устройства (фиг. 3) каналы 4 принудительной подачи второго потока воздуха в зону горения 5 выполнены в виде множества трубчатых каналов, расположенных по периферии топки 3 и открытых в зону горения 5 над колосниками 6.In the third embodiment of the device (Fig. 3), the channels 4 of the forced supply of the second air stream to the combustion zone 5 are made in the form of a plurality of tubular channels located on the periphery of the furnace 3 and open to the combustion zone 5 above the grates 6.
Способ сжигания твердого топлива реализуется следующим образом. В зоне горения 5 на колосниках 6 предварительно создают горящий слой, например из горящих сухих дров, на который через канал 2 подают твердое топливо и принудительно подают первый поток воздуха (кислородосодержащей смеси), а через каналы 4 принудительно подают второй поток воздуха непосредственно в зону горения 5 над колосниками 6, причем процесс горения происходит при избыточном давлении с выделением пиролизных газов. Пиролизные газы, выделившиеся при горении, проходя через горящий слой, под воздействием высокой температуры в зоне горения 5, которую обеспечивают и поддерживают принудительной подачей второго потока воздуха через каналы 4, догорают и поступают в зольную камеру 7, где высокотемпературные газы поддерживают стабильное состояние горящего слоя на колоснике 6, обеспечивая сгорание ядовитых летучих продуктов и догорание твердых частиц топлива. Раскаленные продукты горения проходят сквозь колосники 6 и попадают в зольную камеру 7, где несгоревшие остатки топлива и твердые продукты горения оседают, а высокотемпературные газы поступают в теплообменную камеру 8, где отдают тепло, и выбрасываются в атмосферу через дымоход 9.The method of burning solid fuel is implemented as follows. In the combustion zone 5, on the grates 6, a burning layer is preliminarily created, for example from burning dry firewood, to which solid fuel is fed through channel 2 and the first air stream (oxygen-containing mixture) is forcibly supplied, and the second air stream is forcedly fed through the channels 4 directly to the combustion zone 5 above the grid-irons 6, and the combustion process occurs at excess pressure with the release of pyrolysis gases. Pyrolysis gases released during combustion, passing through the burning layer, under the influence of high temperature in the combustion zone 5, which are provided and supported by the forced supply of a second air stream through channels 4, burn out and enter the ash chamber 7, where high-temperature gases maintain a stable state of the burning layer on the grate 6, providing the combustion of toxic volatile products and the burning of solid particles of fuel. Incandescent combustion products pass through the grates 6 and enter the ash chamber 7, where unburned fuel residues and solid combustion products settle, and high-temperature gases enter the heat exchange chamber 8 where they give off heat and are released into the atmosphere through the chimney 9.
Второе воплощение изобретения позволяет подавать второй поток воздуха предварительно нагретым, повышает температуру в зоне горения и обеспечивает более полное сгорание топлива.The second embodiment of the invention allows you to feed a second stream of air pre-heated, increases the temperature in the combustion zone and provides a more complete combustion of fuel.
Третье воплощение изобретения обеспечивает более равномерную подачу воздуха второго потока в зону горения, что обеспечивает равномерность горения по зоне горения и более полное сгорание топлива.The third embodiment of the invention provides a more uniform supply of air of the second stream to the combustion zone, which ensures uniform combustion in the combustion zone and more complete combustion of fuel.
Процесс розжига начальной порции топлива можно осуществлять, загружая ее как непосредственно через канал 2, так и через герметично закрывающуюся дверцу топочной камеры 3.The process of ignition of the initial portion of the fuel can be carried out by loading it both directly through the channel 2, and through the hermetically closing door of the combustion chamber 3.
Применение блока управления позволяет автоматизировать и оптимально настроить процесс подачи первого и второго потоков воздуха, а также топлива в зависимости от выбранного вида твердого горючего материала.The use of the control unit allows you to automate and optimally configure the process of supplying the first and second air flows, as well as fuel, depending on the selected type of solid combustible material.
Изобретение позволяет создать экологически чистый, практически бездымный способ сжигания твердого топлива при повышении полноты его сгорания с высоким коэффициентом теплообразования и теплоотдачи, а также упрощает конструкцию топки при повышении ее КПД и увеличении степени термического разложения топлива, что позволяет снизить количество вредных выбросов в атмосферу.The invention allows to create an environmentally friendly, almost smokeless method of burning solid fuel while increasing its combustion with a high coefficient of heat generation and heat transfer, and also simplifies the design of the furnace while increasing its efficiency and increasing the degree of thermal decomposition of fuel, which reduces the amount of harmful emissions into the atmosphere.
Предложенное изобретение может найти широкое применение, так как не требует предварительной подготовки топлива, обеспечивает эффективное сгорание практически любых видов твердых горючих материалов и их смесей, включая бытовой мусор.The proposed invention can find wide application, since it does not require preliminary fuel preparation, provides efficient combustion of almost any kind of solid combustible materials and their mixtures, including household waste.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EA201500238A EA032661B1 (en) | 2015-02-13 | 2015-02-13 | Method for combustion of solid fuel and device for its realization |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EA201500238A EA032661B1 (en) | 2015-02-13 | 2015-02-13 | Method for combustion of solid fuel and device for its realization |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EA201500238A1 EA201500238A1 (en) | 2016-08-31 |
EA032661B1 true EA032661B1 (en) | 2019-06-28 |
Family
ID=56797872
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EA201500238A EA032661B1 (en) | 2015-02-13 | 2015-02-13 | Method for combustion of solid fuel and device for its realization |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
EA (1) | EA032661B1 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US351338A (en) * | 1886-10-19 | Steam-boiler and furnace | ||
US391310A (en) * | 1888-10-16 | Half to thomas b | ||
SU12182A1 (en) * | 1926-12-31 | 1929-12-31 | А.В. Шрубко | A device for burning in a thick layer of fuel |
JPS5731705A (en) * | 1980-08-04 | 1982-02-20 | Tetsutaka Nishiyama | Firewood stove |
RU2168110C1 (en) * | 1999-12-16 | 2001-05-27 | Московский государственный университет леса | Furnace of steam of hot-water boiler for burning of high-humid vegetable fuel with gas or residual fuel oil |
EA016403B1 (en) * | 2009-06-24 | 2012-04-30 | Жиргалбек Омуралиевич САРЫМСАКОВ | Method for combustion solid fuel and device therefor |
-
2015
- 2015-02-13 EA EA201500238A patent/EA032661B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US351338A (en) * | 1886-10-19 | Steam-boiler and furnace | ||
US391310A (en) * | 1888-10-16 | Half to thomas b | ||
SU12182A1 (en) * | 1926-12-31 | 1929-12-31 | А.В. Шрубко | A device for burning in a thick layer of fuel |
JPS5731705A (en) * | 1980-08-04 | 1982-02-20 | Tetsutaka Nishiyama | Firewood stove |
RU2168110C1 (en) * | 1999-12-16 | 2001-05-27 | Московский государственный университет леса | Furnace of steam of hot-water boiler for burning of high-humid vegetable fuel with gas or residual fuel oil |
EA016403B1 (en) * | 2009-06-24 | 2012-04-30 | Жиргалбек Омуралиевич САРЫМСАКОВ | Method for combustion solid fuel and device therefor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EA201500238A1 (en) | 2016-08-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2101263C (en) | Controlled clean-emission biomass gasification heating system/method | |
EP0977965B1 (en) | Solid fuel burner for a heating apparatus | |
RU2712555C2 (en) | Method of combustion process in furnace plants with grate | |
EA016403B1 (en) | Method for combustion solid fuel and device therefor | |
KR101527682B1 (en) | Clean Pellet Stove of High Efficiency | |
CN102052685B (en) | Incinerator for processing smoke gas generated by waste incineration by utilizing incineration method | |
RU2471128C1 (en) | Hot-water solid-fuel boiler | |
EA032661B1 (en) | Method for combustion of solid fuel and device for its realization | |
CN207990639U (en) | A kind of waste gas combustion furnace combustion system | |
WO2014083504A2 (en) | Post combustor | |
CN112879912A (en) | Solid waste decoupling combustion device, combustion system device and combustion method thereof | |
RU52625U1 (en) | SOLID FUEL COMBUSTION DEVICE, DOMESTIC AND INDUSTRIAL WASTE | |
CN103196161A (en) | Heating boiler | |
RU2319894C1 (en) | Method and device for burning high-damp loose wood waste | |
RU2334171C2 (en) | Device for wastes recycling | |
CN108105787B (en) | Combustion system of waste gas incinerator | |
CN105910110A (en) | Garbage gasification incinerator | |
CN202040816U (en) | Municipal waste incineration boiler | |
RU2445550C1 (en) | Heating device | |
CN205842674U (en) | Refuse gasification incinerator | |
RU2515568C1 (en) | Boiler | |
RU2705535C1 (en) | Device for burning coal-water fuel with a ceramic flame stabilizer and backlight | |
CN211011401U (en) | High-temperature thermal cracking furnace with double fire grates | |
RU2275552C2 (en) | Device for burning solid fuel | |
RU2657028C1 (en) | Method of flameless combustion of a carbon-containing fuel |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ BY TJ TM |
|
MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): KZ KG RU |