RO122915B1

RO122915B1 - Procedeu de reducere a pierderilor sistemelor industriale de ardere a combustibililor şi de reducere a emisiilor de gaze cu efect de seră

Info

Publication number: RO122915B1
Application number: ROA200700423A
Authority: RO
Inventors: Mihai Şuta
Original assignee: Mihai Şuta
Priority date: 2007-06-14
Filing date: 2007-06-14
Publication date: 2010-04-30
Also published as: WO2008153431A1

Abstract

Invenţia se referă la un procedeu de reducere a pierderilor sistemelor industriale de ardere a combustibililor şi a emisiilor de gaze cu efect de seră, a combustibililor solizi şi lichizi, în cazane şi cuptoare industriale. Procedeul conform invenţiei constă în aceea că, în timpul desfăşurării reacţiilor de ardere, în aerul de combustie se introduce bicromat de potasiu sau bicromat de bariu într-o soluţie de acid acetic în apă demineralizată, cu pH de 5,5...7,0, în proporţie de 10-6...10-2, raportată la cantitatea totală de crom şi vanadiu din combustibilul ars.

Description

Invenția prezintă un procedeu de reducere a pierderilor sistemelor industriale de ardere a combustibililor și a emisiilor de gaze cu efect de seră, a combustibililor solizi și lichizi, în cazane și cuptoare industriale.

Poluarea atmosferei cu gaze cu efect de seră este legată direct de eficiența transformării energiei conținute în combustibilii utilizați, în energie utilă. Cu cât eficiența de transformare în energie termică este mai mare, cu atât emisia specifică de gaze cu efect de seră este mai redusă. Eficiența acestei transformări este afectată de arderea mecanică și chimică incompletă a combustibililor PI, P2, de temperatura gazelor evacuate P3, de vaporizarea apei din combustibil și gazele arse P4, de încălzirea vaporilor de apă din combustibil și din arderea combustibilului P5, de încălzirea vaporilor de apă din aerul de combustie P6, de pierderile prin radiație și convecție P7 și de pierderile prin reziduurile solide P8. Pierderile P1 și P2 se datorează prezenței în combustibili a hidrocarburilor superioare, legate în molecule mari, cu legături chimice stabile, care au nevoie de energii mari de rupere a acestor legături P2, și divizării insuficient de fine a particulelor de combustibili care intră în procesul de ardere P1. Pierderile P3 provin din necesitatea de a păstra o temperatură de evacuare a gazelor rezultate din ardere, superioară celei a punctului de rouă acidă (temperatura de combinare a SO₃ cu vaporii de apă). Pierderile P3 cresc și din cauza acumulării progresive a depunerilor pe suprafețele metalice de transfer termic, gazele rezultate din ardere nemaiputând transfera suficientă căldură către fluidul util. Pierderile P4, P5, P6 provin din apa conținută în combustibili, apa generată din procesul de ardere, apa intrată în sistem odată cu aerul de combustie și din suflările necesare îndepărtării periodice a depunerilor de pe suprafețele de transfer termic.

Pierderile P7 provin din neetanșeități, izolare termică deficitară și se referă strict la elementele constructive ale sistemelor de ardere.

Pierderile P8 evoluează proporțional cu pierderile P3 (cenușile evacuate au aceeași temperatură cu gazele evacuate) și cu pierderile P1, P2, deoarece multe din particulele evacuate vor continua să se oxideze, producând căldură, și după ce au părăsit zona utilă.

în vederea diminuării uneia sau mai multor pierderi de acest tip, s-au creat mai multe procedee tehnologice.

KR 20040100183 - propune un sistem de injectare de oxigen în ardere, pentru diminuarea pierderilor Ρ1, P2. Sistemul este complicat, costisitor și tratează doar pierderile prin nearsele mecanice și chimice.

GB 1189356, CN 1667100 și altele - propun sisteme de aditivare a combustibililor, concentrându-se pe diminuarea pierderilor Ρ1, P2 și parțial P3, fără a ține cont de pierderile P4, P5, P6, P8.

GB 2428312, KR 20040080747, JP 2003269886, CA 869295, GB 1187811, DE 10348013, US 5687449 - se ocupă cu optimizarea funcționării sistemelor de suflare, în special cu abur, a depunerilor acumulate pe suprafețele de transfer termic, în scopul diminuării pierderilor P3. Toate sistemele de suflare a depunerilor au esențialul dezavantaj de a crește pierderile P4, P5 și P6, contribuind, în același timp, la accelerarea procesului de coroziune.

KR 20040092821, JP 2002309265, DE 19620047 - propun procedee și instalații de preuscare a combustibililor, contribuind la diminuarea pierderilor P4.

JP 11094460 - propune un procedeu și o instalație de preuscare a aerului de combustie, pentru diminuarea pierderilor P6.

Toate aceste tehnologii se referă la diminuarea uneia sau alteia dintre pierderile de eficiență ale producerii de energie termică. Pentru a crește eficiența, rezultă că ar fi necesară aplicarea unei multitudini de tehnologii, fiecare dintre acestea contribuind la diminuarea unei categorii de pierderi.

RO 122915 Β1

Nu se cunosc tehnologii care să reducă temperatura de evacuare a gazelor de ardere 1 sub temperatura punctului de rouă acidă și implicit, a temperaturii de evacuare a cenușilor.

Problema tehnică pe care prezenta invenție își propune să o rezolve este aceea a 3 reducerii concomitente a mai multor categorii de pierderi, printr-o acțiune unică, care să reducă simultan pierderile P1, P2, P3, P4, P5, P6 și P8 (pierderile P7 țin de elementele 5 constructive ale sistemului de ardere și nu pot fi influențate de optimizarea procesului de ardere). 7

Prezenta invenție se referă la un procedeu de reducere a pierderilor sistemelor industriale prin aditivarea continuă a aerului de ardere cu compoziții, care să permită 9 diminuarea concomitentă a pierderilor prin ardere incompletă, a pierderilor datorate căldurii gazelor evacuate la coș, a pierderilor generate de utilizarea suflătorilor de funingine cu abur 11 și a pierderilor datorate temperaturii mari de evacuare a reziduurilor rezultate din arderea combustibililor. 13

Procedeul conform invenției asigură condițiile de producere a oxigenului atomic în reacțiile de ardere, prin introducerea unor cantități foarte mici de compoziții active în aerul 15 de combustie, care eliberează, începând de la 300”C, oxigen atomic, care are energie suficientă pentru a rupe legăturile stabile ale moleculelor de hidrocarburi superioare și are 17 posibilitatea de a oxida mai rapid particulele de dimensiuni mai mari, și care conduce la diminuarea pierderilor P1 și P2. Reacțiile de ardere decurg cu viteză mai mare și nu mai 19 permit formarea SO₃. Din această cauză, temperatura gazelor de ardere evacuate poate fi coborâtă sub temperatura de rouă acidă, ceea ce va diminua pierderile P3. 21

Prin oxidarea hidrocarburilor superioare se împiedică formarea de depuneri pe suprafețele metalice de transfer termic și nu mai este necesară utilizarea suflătorilor de 23 funingine, ceea ce conduce la diminuarea pierderilor P4. Datorită scăderii temperaturii de evacuare, cenușile sunt evacuate la temperatură mai mică, ceea ce conduce la diminuarea 25 pierderilor P8.

Prin aplicarea procedeului conform invenției, se obțin mai multe avantaje ale 27 funcționării instalațiilor de ardere a combustibililor:

-se reduc pierderile de căldură prin ardere mecanic incompletă;29

- se reduc pierderile de căldură prin ardere chimic incompletă;

- se reduc pierderile de căldură prin reducerea temperaturii gazelor evacuate;31

- se reduc pierderile de căldură datorate utilizării suflătorilor de funingine;

- se reduc pierderile de căldură datorate evacuării cenușilor la temperatură ridicată; 33

- se diminuează coroziunea subansamblurilor din partea finală a sistemelor de ardere.35

Se dau în continuare 2 exemple de realizare a invenției:

Exemplul 1. Se dozează, prin injectare, în aerul de combustie, în proporție de 10’⁶... 10’²37 din cantitatea însumată de crom și vanadiu conținută în combustibil, compoziția alcătuită, în procente masice, din:39

- bicromat de potasiu .......................................1,5...4,0%

-soluție de acid acetic în apă demineralizată cu pH-ul 5,5...7,0 ..... 96...98,5%41

Exemplul 2. Se dozează, prin injectare, în aerul de combustie, în proporție de 1 θ’⁶... 10'²din cantitatea însumată de crom și vanadiu conținută în combustibil, compoziția alcătuită, în 43 procente masice, din:

- bicromat de bariu .........................................1,5...4,0%45

- soluție de acid acetic în apă demineralizată cu pH-ul 5,5...7,0 ..... 96...98,5%

Claims

1 Revendicare

3 Procedeu de reducere a pierderilor sistemelor industriale de ardere a combustibililor și a emisiilor de gaze cu efect de seră prin introducerea în aerul de combustie a bicromatului

5 de potasiu sau a bicromatului de bariu, caracterizat prin aceea că, în timpul desfășurării reacțiilor de ardere, în aerul de combustie, se introduce o compoziție care constă din

7 bicromat de potasiu sau bicromat de bariu 1,5...4,0%, diluat în soluție apoasă de acid acetic cu un pH de 5,5...7,0, într-o proporție de 10'⁶...10’² din cantitatea totală de crom și vanadiu

9 existentă în combustibilul ars, ceea ce are ca rezultat obținerea oxigenului atomic la temperaturi începând cu 300”C, crescând astfel viteza de oxidare a hidrocarburilor 11 superioare și permițând coborârea temperaturii gazelor evacuate din procesul de ardere sub temperatura de rouă acidă.