FI73757B - FOERFARANDE FOER MAXIMERING REDUKTIONSEFFEKTEN I EN AOTERVINNINGSUGN. - Google Patents
FOERFARANDE FOER MAXIMERING REDUKTIONSEFFEKTEN I EN AOTERVINNINGSUGN. Download PDFInfo
- Publication number
- FI73757B FI73757B FI820741A FI820741A FI73757B FI 73757 B FI73757 B FI 73757B FI 820741 A FI820741 A FI 820741A FI 820741 A FI820741 A FI 820741A FI 73757 B FI73757 B FI 73757B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- amount
- sulfur dioxide
- air
- boiler
- measured
- Prior art date
Links
Description
1 737571 73757
Menetelmä pelkistämistehon maksimoimiseksi talteen-ottouunissaA method for maximizing the reduction efficiency in a recovery furnace
Esillä oleva keksintö koskee menetelmää polttoaineen palamisen säätämiseksi soodakattilassa, ja tarkemmin sanottuna menetelmää mainitun palamisen pelkistyshyötysuhteen maksimoimiseksi .The present invention relates to a method for controlling the combustion of fuel in a recovery boiler, and more particularly to a method for maximizing the reduction efficiency of said combustion.
Soodakattila on tulipesä, jossa poltetaan jätepolttoainetta ja ilmaa, ja otetaan talteen kemikaaleja jätepolttoaineesta. Sellu- ja paperiteollisuudessa erästä tällaista jätepolttoainetta nimitetään mustalipeäksi, ja se sisältää osaksi vettä ja natriumsulfaattia (Na^SO^). Mustalipeän polttaminen soodakattilassa aiheuttaa mm. kemiallisen prosessin, jossa nat-riumsulfidia (Na2S) saadaan talteen palamisprosessin kemiallisen reaktion kautta. Sellu- ja paperiteollisuudessa natrium-sulfidin talteenotto on paperinvalmistajalle olennaista, kos> a tätä kemikaalia käytetään siinä kemiallisessa reaktiossa, joka irrottaa ligniinin kuiduista, niin että muodostuu sellua. Sellu- ja paperiteollisuudessa soodauuni palvelee kahdessa tehtävässä, nimittäin soodauunissa tuotetaan paperinvalmistusprosessille olennaista kemikaalia ja toisaalta tietty määrä energiaa vapautuu käytettäväksi höyryn ja/tai. sähkön kehittämisen tehtaalla.A soda boiler is a furnace where waste fuel and air are burned and chemicals are recovered from the waste fuel. In the pulp and paper industry, one such waste fuel is called black liquor and contains some water and sodium sulfate (Na 2 SO 4). Burning black liquor in a recovery boiler causes e.g. a chemical process in which sodium sulfide (Na2S) is recovered through a chemical reaction in the combustion process. In the pulp and paper industry, the recovery of sodium sulfide is essential for the papermaker, as this chemical is used in the chemical reaction that removes lignin from the fibers to form pulp. In the pulp and paper industry, a soda ash serves two functions, namely that a soda ash produces a chemical essential to the papermaking process and, on the other hand, a certain amount of energy is released for use by steam and / or. electricity development plant.
Soodauunissa on polttoaineen syöttölaite, useita ilman syöttö-aukkoja, sulan poistoaukko ja palokaasujen poistoaukko. Sitä ilman sycttöaukkoa,joka on lähinnä kattilan pohjakerrosta, jossa ilma menee soodauunin sisään, sanotaan primääri-ilman syöttöaukoksi. Sijaintijärjestyksessään kattilan muita ilman-syöttöaukkoja, jotka ovat päällekkäin, yhä pitemmän matkan päässä pohjakerroksesta, sanotaan sekundääriksi ja vastaavasti tertiääriksi ilmansyöttöaukoksi. Polttoaine ja ilma palavat primäärisesti vyöhykkeessä, joka sijaitsee lähellä sekundäärin ilma-aukon tasoa ja jota nimitetään hapetusvyö-hykkeeksi. On kauan ollut tunnettua, että primääri-ilma- _____ _ ΤΠΓ 2 73757 aukon tehtävänä cr. säätää sen ilman määrää, joka tulee sisään. heti kattilan pohjakerroksen yläpuolella olevalle alueelle, ja siten kehittää joko pelkistävä ilmakehä tai hapettava ilmakehä tälle heti kattilan pohjakerroksen yläpuolella olevalle alueelle (pelkistävä ilmakehä tarkoittaa niukkahappista ilmakehää, kun taas hapettava ilmakehä tarkoittaa runsashappista ilmakehää). Mustalipeän palaessa soodakattilassa pelkistävässä ilmakehässä tapahtuu seuraava pääasiallinen kemiallinen reaktio:The soda furnace has a fuel supply unit, several air inlets, a melt outlet and a flue gas outlet. The air inlet that is closest to the bottom floor of the boiler, where the air enters the soda furnace, is called the primary air supply. In their order of location, the other air supply openings of the boiler, which overlap, at an ever-increasing distance from the base layer, are called secondary and tertiary air supply openings, respectively. Fuel and air burn primarily in a zone located near the level of the secondary air vent, called the oxidation zone. It has long been known that the primary air- _____ _ ΤΠΓ 2 73757 opening function cr. adjust it for the amount of air that enters. immediately above the bottom layer of the boiler, and thus develops either a reducing atmosphere or an oxidizing atmosphere for this area immediately above the bottom floor of the boiler (reducing atmosphere means a low oxygen atmosphere, while oxidizing atmosphere means an oxygen rich atmosphere). When black liquor burns in a recovery boiler in a reducing atmosphere, the following main chemical reaction takes place:
2C + Na2S04 -2C02 + Na2S2C + Na2SO4 -2CO2 + Na2S
Sitä sulassa tilassa olevaa natriumsulfidia (Na2S), joka saadaan talteen kattilan pohjalta, sanotaan sulaksi. On tunnettua, että jotta tämä kemiallinen reaktio tapahtuisi, on ylläpidettävä pelkistävää ilmakehää heti pohjakerroksen yläpuolella olevalla alueella, jota tästä lähtien nimitettäköön pelkistysvyöhykkeeksi. Jos pohjakerroksen yläpuolella on liian paljon primääri-ilmaa, niin pelkistyshyötysuhde pienenee, koska silloin pelkistysreaktion sijasta tapahtuu hapetusreak-tio. Lisäksi, hapetuksessa (palamisprosessissa) vapautunut lämoc tulee pääasiassa käytetyksi primääri-ilman ylimäärän lämpötilan korottamiseen. Primääri-ilman ylimäärän lämpötilan korottaminen aiheuttaa voimakkaan ylöspäin suunnatun ilmavedon. Tämä ylöspäin suunnattu ilmaveto saattaa uuniin suihkutetut mustalipeäpisarat viipymään kauemmin, ennen kuin ne osuvat pohjakerrokseen. Mitä kauemmin lipeäpisarat viipyvät lennossaan, sitä ereromär. lipeässä olevaa vettä haihtuu ja sitä pitemmälle palamisprosessin on edistyttävä ennen kuin lipeäpisarat osuvat sulakerrokseen. Nämä ilmiöt johtavat siihen, että kerroksen pinnan lämpötila vähitellen alenee, mikä johtaa vihdoin tulen sammumiseen. Toisaalta kuitenkin, jos primääri-ilmaa käytetään liian vähän, palamisprosessi ei etene, minkä johdosta sulan lämpötila alenee, niin että se käy vaikeaksi valuttaa. Kerros alkaa tällöin kasvaa paksuutta, mikä suurentaa jäähtymisnopeutta ja pian sammuttaa tulen. Tämän johdosta erittäin kriittisenä tämän vyöhykkeen toiminnan mittana on kerroksen ylänuclinen 1ämpötila.The sodium sulfide (Na2S) in the molten state, which is recovered from the bottom of the boiler, is called molten. It is known that in order for this chemical reaction to take place, a reducing atmosphere must be maintained in the area immediately above the bottom layer, which will henceforth be referred to as the reduction zone. If there is too much primary air above the base layer, then the reduction efficiency decreases, because then an oxidation reaction takes place instead of a reduction reaction. In addition, the heat released in the oxidation (combustion process) becomes mainly used to raise the excess temperature of the primary air. Raising the excess temperature of the primary air causes a strong upward draft. This upward air draft causes the black liquor droplets sprayed into the furnace to linger longer before they hit the bottom layer. The longer the lye droplets stay in flight, the longer the difference. the water in the lye evaporates and beyond that the combustion process must proceed before the lye droplets hit the melt bed. These phenomena result in a gradual decrease in the surface temperature of the layer, which eventually leads to the extinguishing of the fire. On the other hand, however, if the primary air is used too little, the combustion process does not proceed, resulting in a lowering of the melt temperature, making it difficult to drain. The layer then begins to increase in thickness, which increases the rate of cooling and soon extinguishes the fire. As a result, a very critical measure of the performance of this zone is the top nucleat temperature of the bed.
3 73757 Tähän mennessä eräänä kerroksen yläpuolisen lämpötilan mittausmenetelmänä on ollut lämpötilan välitön mittaus optisella pyrometrilla. Joskin tämä välitön tapa teoriassa on paras, sen toimeenpano käytännössä on johtanut moniin vaikeuksiin, jotka johtuvat osaksi 1) siitä että kerroksen lämpötila on äärimmäisen korkea, tyypillisesti suuruusluokkaa 1000°C, mikä vaatii jäähdytyslaitteen pyrometria varten; ji^ 2) siitä likaisesta ympäristöstä, jossa pyrometrin on toimittava, niin että se on alttiina luotettavuusongelmille.3 73757 To date, one method of measuring the temperature above the bed has been to measure the temperature directly with an optical pyrometer. Although this immediate method is the best in theory, its implementation in practice has led to many difficulties due in part to 1) the extremely high temperature of the bed, typically of the order of 1000 ° C, which requires a cooling device for pyrometry; ji ^ 2) the dirty environment in which the pyrometer must operate so that it is subject to reliability problems.
Eräs polttoaineen soodauunissa polttamisen säätömenetelmä, joka pyrkii siihen, että kattila toimisi mahdollisimman hyvällä pelkistyshyötysuhteella, käsittää sen, että mitataan rikkidioksidin määrä palokaasujen poistumiskohdassa ja vaihdellaan kattilaan primääri-ilman syöttöaukkojen kautta tulevaa ilmamäärää kunnes minimimäärä rikkidioksidia saadaan mitatuksi palo-kaasujen poistokohdassa.One method of controlling the combustion of fuel in a soda kiln, which aims to keep the boiler operating at the best possible reduction efficiency, involves measuring the amount of sulfur dioxide at the flue gas outlet and varying the amount of air entering the boiler through the primary air inlets until the minimum amount of sulfur dioxide is measured.
Kuvio 1 on kaaviollinen sivukuvanto soodakattilasta, joka on varustettu laitteella rikkidioksidin määrän mittaamista varten palokaasujen poistokohdassa.Figure 1 is a schematic side view of a recovery boiler equipped with a device for measuring the amount of sulfur dioxide at the flue gas outlet.
Kuvio 2 on käyriö, joka esittää rikkidioksidin määrää, hiilimonoksidin määrää ja sulakerroksen lämpötilaa funktiona sen ilman määrästä, joka virtaa primääri-ilma-aukon kautta, muiden ilman virtaamien pysyessä vakiona.Figure 2 is a graph showing the amount of sulfur dioxide, the amount of carbon monoxide, and the temperature of the molten layer as a function of the amount of air flowing through the primary air vent, with other air flows remaining constant.
Kuvio 1 on kaaviollinen sivukuvanto soodakattilasta 10. Soodakattilan 10 pohjalla on kerros 12, jonka yläpuolella sijaitsee palamisvyöhyke 14. Mustalipeää 22 tulee kattilan 10 sisään lipeän syöttölaitteen 18 kautta. Lipeä 22 ruiskutetaan tyypillisesti palamisvyöhykkeeseen 14 pisaroiden 16 muodossa (suuresti liioiteltuna). Kattila 10 on varustettu useilla ilman syöttöaukoilla. Primääri-ilman syöttöaukko 20 päästää ilmaa kattilaan 10 lähimmäksi kerrosta 12. Sekundääri-ilma-aukko 24 ja tertiääri-ilma-aukko 26 päästävät ilmaa kattilaan 10 pitempien matkojen päässä kerroksesta 12. Mustalipeän 22 ______ - ΊΓ 4 73757 ja ilman palaminen pal ami s vyöhykkeessä 14 muodostaa sulan 28, joka on sulansa tilassa taiteenotettua kemikaalia. Sula 23 valutetaan kattilasta 10 valutusnokan 30 kautta. Soodakattilassa 10 poltetaan mustalipeää primääri-ilma-aukon 20 kautta tulevan ilman avulla pjolttovyöhykkeessä 14, joka rajoittuu pelkistysvyöhykkeeseen. Kun palamisen poistokaasu-sivutuote päästetään ulos palamisvyöhykkeestä 14, sekundääri-ilma-aukosta 24 ja tertiääri-ilma-aukosta 26 tuleva ilma lisäksi auttavat palamisprosessia kehittämään hapettavan ilmakehän, niin että palokaasut vihdoin poistuvat palokaasujen pcistoaukosta 32. Kattilan 10 kaasujen poistoaukossa 32 sijaitsee havaitsin 34, joka pystyy havaitsemaan rikkidioksidin määrän palamisprosessin jätekaasussa. Tämä havaitsin 34 voi käyttää hyväkseen sitä sähkömagneettisen säteilyn ja absorption periaatetta, joka on selitetty US-patenttijulkaisussa 3 819 945. Havaitsin 34 pystyy myös havaitsemaan hiilimonoksidin määrän poistoaukossa 32.Figure 1 is a schematic side view of the recovery boiler 10. At the bottom of the recovery boiler 10 is a layer 12, above which is the combustion zone 14. The black liquor 22 enters the boiler 10 through the liquor feeder 18. The lye 22 is typically injected into the combustion zone 14 in the form of droplets 16 (greatly exaggerated). Boiler 10 is provided with several air supply openings. The primary air supply port 20 allows air to the boiler 10 closest to layer 12. The secondary air port 24 and the tertiary air port 26 allow air to enter the boiler 10 over longer distances from floor 12. Black liquor 22 ______ - ΊΓ 4 73757 and air combustion in the pal ami s zone 14 forms a melt 28 which is a state-of-the-art chemical in its molten state. The melt 23 is drained from the boiler 10 through a drain spout 30. In the soda boiler 10, the black liquor is burned by means of air coming through the primary air opening 20 in the flotation zone 14, which is bounded by the reduction zone. When the combustion exhaust by-product is discharged from the combustion zone 14, the air from the secondary air vent 24 and the tertiary air vent 26 further aids in the combustion process to develop an oxidizing atmosphere so that the combustion gases finally exit the combustion gas outlet 32. The boiler 10 capable of detecting the amount of sulfur dioxide in the waste gas from the combustion process. This detector 34 can take advantage of the principle of electromagnetic radiation and absorption described in U.S. Patent 3,819,945. Detector 34 is also capable of detecting the amount of carbon monoxide in the outlet 32.
Kuviossa 2 on graafisesti esitetty primääri-ilma-aukosta 20 sisään tulevan ilman määrää funktiona kerroksen 12 lämpötilasta ja funktiona havaitsimen 34 havaitsemasta rikkidioksidin (SO2) määrästä kaasujen poistoaukossa 32 ja kaasujen poistoaukossa 32 sijaitsevan havaitsimen 34 havaitsemaa hiilimonoksidin (CO) määrää edellyttäen, että ilman virtaama muiden ilma-aukkojen kautta on vakio. Kuviosta 2 näkyy, että funktiona primääri-ilma-aukon 20 kautta sisääntulevan ilman määräsuä havaitulla SO^-määr.ällä on minimiarvo kohdassa 40, joka vastaa kerroksen 12 maksimilämpötilaa. Olennaista esillä olevassa keksinnössä on se, että kun sellainen tietty määrä ilmaa tulee sisään primääri-ilma-aukon 22 kautta, että havaitaan minimimäärä SO2, niin saavutetaan kerroksen 12 maksimilämpötila, ja kattila toimii suurimmalla pelkistyshyötysuh-teeila. Näin ollen esillä olevan keksinnön mukaisessa menetelmässä, joxla oyritään ajamaan soodakattilaa 10 suurimmalla pelkistyshyötysuhteeila, mitataan rikkidioksidin määrä palo-kaasujen poistokohdassa 32, ja sitten kattilan sisään primääri-ilma-aukon 20 kautta tulevaa ilmamäärää vaihdellaan kunnes n:>imimäärä rik2idicksldia sr-adaan mitatuksi kaasujen poisto-kohdassa 32.Figure 2 is a graphical representation of the amount of air entering the primary air vent 20 as a function of layer 12 temperature and the amount of sulfur dioxide (SO2) detected by the detector 34 at the exhaust port 32 and the amount of carbon monoxide (CO) detected by the detector 34 at the exhaust port 32, provided that the air flow through other air vents is constant. It can be seen from Figure 2 that, as a function of the amount of air entering through the primary air opening 20, the amount of SO 2 detected has a minimum value at 40, which corresponds to the maximum temperature of the layer 12. Essential to the present invention is that when a certain amount of air enters through the primary air vent 22 that a minimum amount of SO2 is detected, the maximum temperature of layer 12 is reached and the boiler operates at the highest reduction efficiency. Thus, in the method of the present invention, to try to run the recovery boiler 10 at the highest reduction efficiency, the amount of sulfur dioxide at the flue gas outlet 32 is measured, and then the amount of air entering the boiler through the primary air vent 20 is varied until n:> in Deletion 32.
5 737575 73757
Eräässä esillä olevan keksinnön mukaisen menetelmän muunnoksessa mitataan ensiksi rikkidioksidin määrä poistoaukossa 32. Tätä on esitetty pisteillä 44, joka vastaa primääri-ilman määrää 42. Primääri-ilma-aukon 20 läpi sisääntulevan ilman määrää suurennetaan esimerkiksi pistettä 46 vastaavaan määrään. Rikkidioksidimäärä havaitaan eli mitataan jälleen poistoaukos-ta 32. Kuvion 2 mukaisessa esimerkissä tämä vastaa pistettä 48. Primääri-ilma-aukon 20 läpi sisääntulevan ilman määrää muutetaan alunperin mitatun rikkidioksidimäärän perusteella, ja rikkidioksidin määrä mitataan jälleen (myöhemmin mitattu rikkidioksidin arvo). Siinä tapauksessa, että havaittu rikkidioksidin määrä on pienempi kuin alunperin mitattu rikkidioksidin määrä, (niin kuin kuvion 2 esimerkissä on esitetty, so. piste 48 on pienempi kuin piste 44), primääri-ilma-aukon 20 kautta tulevaa ilmamäärää suurennetaan. Toisaalta, siinä tapauksessa, että havaittu rikkidioksidimäärä (myöhemmin mitattu arvo) on suurempi kuin alunperin mitattu rikkidioksidin määrä, niin primääri-ilma-aukon 20 kautta tulevaa ilma-määrää pienennetään.In a modification of the method according to the present invention, the amount of sulfur dioxide in the outlet 32 is first measured. This is indicated by points 44 corresponding to the amount of primary air 42. The amount of air entering through the primary air opening 20 is increased to point 46, for example. The amount of sulfur dioxide is detected, i.e. measured again at the outlet 32. In the example of Figure 2, this corresponds to point 48. The amount of air entering through the primary air opening 20 is changed based on the initially measured amount of sulfur dioxide, and the amount of sulfur dioxide is measured again (later measured sulfur value). In the event that the amount of sulfur dioxide detected is less than the amount of sulfur dioxide originally measured, (as shown in the example of Figure 2, i.e., point 48 is less than point 44), the amount of air entering through the primary air vent 20 is increased. On the other hand, in the case where the amount of sulfur dioxide detected (value subsequently measured) is greater than the amount of sulfur dioxide initially measured, the amount of air entering through the primary air vent 20 is reduced.
Esillä olevan keksinnön mukaisen menetelmän eräässä toisessa muunnoksessa mitataan samoin aluksi rikkidioksidin määrä poistoaukossa 32. Sen jälkeen primääri-ilma-aukon 20 kautta tulevaa ilmamäärää pienennetään, niin kuin näkyy esimerkiksi ilmamäärän pienenemisenä pisteestä 46 pisteeseen 42. Rikkidioksidin määrä poistoaukossa 32 mitataan sitten taas (eli havaitaan). Primääri-ilma-aukon 20 kautta sisään tulevaa ilmamäärää muutetaan alunperin mitatun rikkidioksidimäärän ja havaitun rikkidioksidimäärän (myöhemmin mitatun arvon) erotuksen perusteella. Primääri-ilma-aukon 20 kautta sisään tulevan ilman määrää suurennetaan, jos rikkidioksidin määrä myöhemmin mitatun arvon (havaitun arvon) mukaan on suurempi kuin ensiksi mitatun rikkidioksidin määrä. Kääntäen primääri-ilma-aukon 20 kautta sisääntulevan ilman määrää pienennetään, jos havaittu rikkidioksidimäärä on pienempi kuin alunperin mitattu rikkidioksidimäärä.In another variation of the method according to the present invention, the amount of sulfur dioxide in the outlet 32 is likewise initially measured. The amount of air entering through the primary air opening 20 is then reduced, as shown, for example, by a reduction from 46 to 42. The amount of sulfur dioxide in the outlet 32 is then measured again. ). The amount of air entering through the primary air vent 20 is changed based on the difference between the amount of sulfur dioxide initially measured and the amount of sulfur dioxide detected (later measured value). The amount of air entering through the primary air vent 20 is increased if the amount of sulfur dioxide according to the value subsequently measured (detected value) is greater than the amount of sulfur dioxide measured first. Conversely, the amount of air entering through the primary air vent 20 is reduced if the amount of sulfur dioxide detected is less than the amount of sulfur dioxide initially measured.
Esillä olevan keksinnön mukaisen menetelmän vielä erään muun- 6 73757 noksen mukaan havaitsimen 34 avulla mitataan sekä rikkidioksidimäärä että hiilimonoksidimäärä ja näitä arvoja käytetään kattilan 10 säätämiseen niin, että se toimii sekä suurimmalla mahdollisella pelkistyshyötysuhteella että suurimmalla mahdollisella palamishyötysuhteella. Tässä menetelmässä on ennalta tiedettävä se hiilimonoksidimäärän pyrkimysarvo, joka vastaa kattilan 10 maksimipalamishyötysuhdetta. Tämän voi asettaa esimerkiksi kattilan 10 hoitaja. Tämä on merkitty esimerkiksi pisteenä 50 kuvioon 2. Tässä edellä selitetyssä menetelmässä havaitsin 34 havaitsee hiilimonoksidin määränpalokaasujen poistoaukossa 32. Kaikkien ilma-aukkojen 20, 24 ja 26 kautta kattilan sisään tulevaa kokonaisilmamäärää muutetaan, kunnes havaitsimen 34 havaitsema hiilimonoksidin määrä on yhtä suuri kuin pyrkimysarvo. Sitten havaitsin 34 mittaa rikkidioksidimäärän. Primääri-ilma-aukon 20 kautta kattilan sisään menevää ilmamäärää muutetaan, kuitenkin pysyttäen kattilan 10 sisään menevä kokonaisilmamäärä vakiona, kunnes rikkidioksidin minimimäärä saadaan mitatuksi mainitusta palokaasujen poistokohdasta. Tällä tavoin saavutetaan sekä maksimipalamishyötysuhde että maksimipelkistyshyötysuhde.According to yet another variation of the method of the present invention, both the amount of sulfur dioxide and the amount of carbon monoxide are measured by the detector 34 and these values are used to adjust the boiler 10 to operate at both the highest reduction efficiency and the highest combustion efficiency. In this method, the aspiration value of the amount of carbon monoxide corresponding to the maximum combustion efficiency of the boiler 10 must be known in advance. This can be set, for example, by the operator of the boiler 10. This is indicated, for example, as a dot 50 in Figure 2. In the method described above, detector 34 detects carbon monoxide at the exhaust gas outlet 32. The total amount of air entering the boiler through all vents 20, 24 and 26 is changed until the amount of carbon monoxide detected by detector 34 is equal to the aspiration value. I then detected 34 measures of sulfur dioxide. The amount of air entering the boiler through the primary air opening 20 is changed, however, the total amount of air entering the boiler 10 remains constant until the minimum amount of sulfur dioxide is measured from said flue gas outlet. In this way, both the maximum combustion efficiency and the maximum reduction efficiency are achieved.
Eräs nimenomainen esimerkki tästä menetelmästä voidaan ymmärtää tarkastelemalla jälleen kuviota 2. Oletettakoon, että kattilan 10 primääri-ilma-aukon 20 kautta menevä ilmamäärä on pisteellä 42 merkittyä tasoa. Rikkidioksidimäärä mitataan (esitetty pisteellä 44). Havaitsimen 34 mittaama hiilimonoksidin määrä on merkitty pisteellä 52. Kuviosta 2 nähdään, että havaitsimen 34 havaitsema hiilimonoksidin määrä (piste 52) on suurempi kuin pyrkimysarvo 50. Näin ollen kattilan 10 sisään menevää kokonaisilmamäärää on suurennettava. Eräässä tapauksessa kattilaan 10 primääri-ilma-aukon 20 kautta sisään-menevää ilmamäärää suurennetaan aluksi. Primääri-ilma-aukon 20 kautta sisäänmenevää ilmamäärää suurennetaan kunnes hiilimonoksidi on pyrkimysarvossa 50 tai mitattu rikkidioksidimäärä on minimissään, riippuen siitä kumpi tapahtuu ensiksi. Siinä tapauksessa, että mitattu hiilimonoksidimäärä saavuttaa pyrki-mysarvcn 50, mutta rikkidioksidin taso ei ole minimissä, 7 73757 muutetaan primääri-ilma-aukon 20 kautta sisääntulevaa ilma-määrää, kuitenkin niin, että kattilan 10 sisään menevä koko-naisilmamäärä pysyy vakiona. Tämä voidaan tehdä esimerkiksi pienentämällä kattilaan 10 sekundääri-ilma-aukon 24 tai tertiääri-ilma-aukon 26 kautta tulevan ilman määrää. Siinä tapauksessa, että mitattu rikkidioksidin määrä on minimissä, mutta hiilimonoksidin taso ei vielä ole pyrkimysarvossa 50, primääri-ilma-aukon 20 kautta sisäänmenevä ilmamäärä pysytetään vakiona, mutta kattilan 10 sisäänmenevää kokonais-ilmamäärää suurennetaan. Tämä voidaan saada aikaan suurentamalla sekundääri-ilma-aukon 24 tai tertiääri-ilma-aukon 26 kautta sisäänmenevän ilman määrää.A specific example of this method can be understood by looking again at Figure 2. Assume that the amount of air passing through the primary air opening 20 of the boiler 10 is at the level indicated by point 42. The amount of sulfur dioxide is measured (shown at 44). The amount of carbon monoxide measured by the detector 34 is denoted by point 52. Figure 2 shows that the amount of carbon monoxide detected by the detector 34 (point 52) is greater than the aspiration value 50. Thus, the total amount of air entering the boiler 10 must be increased. In one case, the amount of air entering the boiler 10 through the primary air opening 20 is initially increased. The amount of air entering through the primary air vent 20 is increased until the carbon monoxide is at a target value of 50 or the measured amount of sulfur dioxide is at a minimum, whichever occurs first. In the event that the measured amount of carbon monoxide reaches the aspiration value 50, but the sulfur dioxide level is not minimal, the amount of air entering through the primary air opening 20 is changed, however, so that the total amount of air entering the boiler 10 remains constant. This can be done, for example, by reducing the amount of air entering the boiler 10 through the secondary air opening 24 or the tertiary air opening 26. In the case where the measured amount of sulfur dioxide is at a minimum, but the level of carbon monoxide is not yet at the target value 50, the amount of air entering through the primary air vent 20 is kept constant, but the total amount of air entering the boiler 10 is increased. This can be accomplished by increasing the amount of air entering through the secondary air vent 24 or the tertiary air vent 26.
Kääntäen, jos havaitsimen 34 havaitsema hiilimonoksidin määrä on pienempi kuin pyrkimysarvo 50, niin kattilan 10 sisään menevää kokonaisilmamäärää on pienennettävä. Tämä voidaan tehdä esimerkiksi alunperin pienentämällä kattilan 10 sisään primääri-ilma-aukon 20 kautta menevää ilmamäärää. Primääri-ilma-aukon 20 kautta sisäänmenevän ilmamäärän pienentämisen vaikutus rikkidioksidin määrään savukaasujen poistoaukossa 32 analysoidaan niin kuin edellä. Siinä tapauksessa, että primääri-ilma-aukon 20 kautta sisään menevän ilman määrää on pienennettävä, rikKidioksidi arvon minimin saavuttamiseksi, ilmamäärää pienennetään edelleen. Toisaalta, jos primääri-ilma-aukon 20 kautta sisäänmenevän ilman määrää on suurennettava rikkidioksidin mitatun arvon minimin saavuttamiseksi, niin primääri-ilma-aukon 20 kautta sisäänmenevää ilmamäärää suurennetaan, kunnes mitattu rikkidioksidiarvo on minimiarvossa. Samanaikaisesti kattilan 10 sisään menevän ilman kokonaismäärää pienennetään (esimerkiksi pienentämällä sekundääri-ilma-aukon 24 ja tertiääri-ilma-aukon 26 kautta sisäänmenevän ilman määrää), havaitun hiilidioksidin tason nostamiseksi pvrkimysarvoon.Conversely, if the amount of carbon monoxide detected by the detector 34 is less than the aspiration value 50, then the total amount of air entering the boiler 10 must be reduced. This can be done, for example, initially by reducing the amount of air entering the boiler 10 through the primary air opening 20. The effect of reducing the amount of air entering through the primary air vent 20 on the amount of sulfur dioxide in the flue gas outlet 32 is analyzed as above. In the event that the amount of air entering through the primary air vent 20 must be reduced, in order to achieve the minimum value of sulfur dioxide, the amount of air is further reduced. On the other hand, if the amount of air entering through the primary air vent 20 must be increased to achieve the minimum measured value of sulfur dioxide, then the amount of air entering through the primary air vent 20 is increased until the measured sulfur dioxide value is at a minimum value. At the same time, the total amount of air entering the boiler 10 is reduced (e.g., by reducing the amount of air entering through the secondary air vent 24 and the tertiary air vent 26) to increase the detected carbon dioxide level to a refresh rate.
Olennaista edellä selitetylle menetelmälle on se, että soodakattilan pelkistyshyötvsuhteen maksimoimismer.etelmä voi olla ___ .. TT- 8 73757 osana laajemmasta järjestelmästä, jossa maksimoidaan myös kattilan palamishyötysuhde.Essential to the method described above is that the method for maximizing the reduction efficiency of the recovery boiler may be ___ .. TT-8 73757 as part of a broader system that also maximizes the combustion efficiency of the boiler.
Edellä selitettyjen menetelmien aikaansaamiseen käytettävä laitteisto voi olla minkälainen tahansa. Esimerkiksi havait-simen 34, joka mittaa rikkidioksidin ja hiilimonoksidin määrän palokaasujen poistokohdassa 32, tulosteena voi olla sähköinen signaali, joka on kytketty digitaalilaskimeen (esittämättä) , joka vuorostaan säätää niitä puhaltimia (esittämättä), jotka säätävät sen ilman määrää, joka menee kattilan 10 sisään ilma-aukoista 20, 24 ja 26.The equipment used to provide the methods described above can be of any kind. For example, a detector 34 that measures the amount of sulfur dioxide and carbon monoxide at the flue gas outlet 32 may output an electrical signal connected to a digital counter (not shown) which in turn controls the fans (not shown) that control the amount of air entering the boiler 10. air vents 20, 24 and 26.
Esillä olevan keksinnön mukaisen menetelmän teoreettinen perusta on seuraava: niin kuin aikaisemmin on mainittu, musta-lipeän palaminen soodakattilassa aiheuttaa seuraavat kemialliset pääreaktiot:The theoretical basis of the process according to the present invention is as follows: as previously mentioned, the combustion of black liquor in a recovery boiler causes the following main chemical reactions:
(1) 2C + Na2S04 ->2C02 + Na2S(1) 2C + Na 2 SO 4 -> 2CO 2 + Na 2 S
Tämän muuntumisen hyötysuhteen määritelmä on seuraava: (2) /Na2§7___χ 100 % Ζ*Γ a 2 s7 + ZWa 2 SO “_/ jonka mukaan, jos kaikki Na^SO^-molekyylit muuntuisivat Na2S:ksi, tämän suhteen arvoksi tulisi 100 %. Palamisprosessin aikana kuitenkin, kattilan 10 korkean lämpötilan johdosta, osa NaaS04:sta voi kaasuuntua, vapauttaen S, niin että muodostuu S0?. Yhtälö (1) on, tämän häviön huomioonottamiseksi näin ollen ilmaistava seuraavasti: x02 + yC + zNa2S04 -> AC02 + BNa2S + CS02 jossa x, y,z ja A, B C on valittu asianmukaisesti niin, että yhtälö on tasapainossa.The efficiency of this conversion is defined as follows: (2) / Na2§7 ___ χ 100% Ζ * Γ a 2 s7 + ZWa 2 SO “_ / according to which, if all Na ^ SO ^ molecules were converted to Na2S, the value of this ratio would be 100 %. However, during the combustion process, due to the high temperature of the boiler 10, part of the NaaSO 4 may gasify, releasing S, so that S0? Is formed. Equation (1) must therefore, to account for this loss, be expressed as follows: x02 + yC + zNa2SO4 -> AC02 + BNa2S + CSO2 where x, y, z and A, B C are appropriately chosen so that the equation is in equilibrium.
Esillä olevan keksinnön pitäisi nyt olla selvä muuntumisen hyötysuhteen epäsuoraa mittausta ja säätöä koskevana keksin- 9 73757 tönä. Minimoimalla S-häviöt SC^na hakijat uskovat, että saadaan aikaan Na^SO^rn Na2S:ksi muuntumisen maksimointi. Koetulokset tosiaankin vahvistavat tämän. Näin ollen keksintö saa aikaan menetelmän, jolla maksimoidaan pelkistyksen hyötysuhde minimoimalla häviöt.The present invention should now be apparent as an invention for indirect measurement and control of conversion efficiency. By minimizing S-losses as SC 2, Applicants believe that maximization of the conversion of Na 2 SO 4 to Na 2 S is achieved. Indeed, the test results confirm this. Thus, the invention provides a method for maximizing reduction efficiency by minimizing losses.
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI820741A FI73757C (en) | 1982-03-02 | 1982-03-02 | FOERFARANDE FOER MAXIMERING REDUKTIONSEFFEKTEN I EN AOTERVINNINGSUGN. |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI820741A FI73757C (en) | 1982-03-02 | 1982-03-02 | FOERFARANDE FOER MAXIMERING REDUKTIONSEFFEKTEN I EN AOTERVINNINGSUGN. |
| FI820741 | 1982-03-02 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI820741L FI820741L (en) | 1983-09-03 |
| FI73757B true FI73757B (en) | 1987-07-31 |
| FI73757C FI73757C (en) | 1987-11-09 |
Family
ID=8515164
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI820741A FI73757C (en) | 1982-03-02 | 1982-03-02 | FOERFARANDE FOER MAXIMERING REDUKTIONSEFFEKTEN I EN AOTERVINNINGSUGN. |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FI (1) | FI73757C (en) |
-
1982
- 1982-03-02 FI FI820741A patent/FI73757C/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FI820741L (en) | 1983-09-03 |
| FI73757C (en) | 1987-11-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2664976C (en) | Modular flare stack and method of flaring waste gas | |
| US5992337A (en) | Methods of improving productivity of black liquor recovery boilers | |
| US6190160B1 (en) | Process for combustion of a fuel with an oxygen-rich oxidant | |
| US7831084B2 (en) | Control of a recovery boiler or alike | |
| US5715763A (en) | Combustion system for a black liquor recovery boiler | |
| FI56984B (en) | SAETT VIDEO DRIFT AV EN ELDSTAD OCH ANORDNING FOER UTOEVANDE AV DETTA SAETT | |
| US4359950A (en) | Method for maximizing the reduction efficiency of a recovery boiler | |
| JP4474429B2 (en) | Waste incinerator and incineration method | |
| FI73757B (en) | FOERFARANDE FOER MAXIMERING REDUKTIONSEFFEKTEN I EN AOTERVINNINGSUGN. | |
| US4768469A (en) | Operation control apparatus for recovery boilers | |
| US5419812A (en) | Method for regulating sulfur dioxide emissions from a recovery furnace | |
| AU657313B2 (en) | Firing black liquor | |
| US3870467A (en) | Monitoring chemical recovery furnace | |
| CN114046532B (en) | Based on CO/O2Control method of wall-attached wind device for on-line monitoring | |
| CN208295935U (en) | Slurry factory stench processing system | |
| CA1172528A (en) | Method for maximizing the reduction efficiency of a recovery boiler | |
| JPS62123215A (en) | Optimum combustion control device for recovery boiler | |
| JPH08270931A (en) | Combustion apparatus and method for pulverized coal | |
| JPS6030415B2 (en) | Control method for preventing black smoke generation from combustion furnace | |
| Brown et al. | Mathematical modeling and computer control of lime kilns | |
| JPS6229823A (en) | Combustion control device for recovery boiler | |
| JPS62123216A (en) | Optimum combustion control device for recovery boiler | |
| JPH0532519B2 (en) | ||
| SU773590A2 (en) | Method of controlling spraying of melt from combustion box of sodium carbonate regenerating boiler unit into melt solvent | |
| EP0752025A1 (en) | Process for combusting sulphite liquor containing magnesium or ammonium, and a boiler for combusting sulphite liquor in accordance with the process |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM | Patent lapsed | ||
| MM | Patent lapsed |
Owner name: MEASUREX CORPORATION |