RU1036119C - Способ окисления твердого топлива - Google Patents

Description

Изобретение относится к способам получения тепловой энергии путем окисления твердого топлива и может быть использовано, например, в коммунальном хозяйстве для отопления помещений.

Известен способ получения тепловой энергии путем сжигания различных видов углеродсодержащего теплового топлива. Однако при сжигании выделяется большое количество компонентов, загрязняющих окружающую среду.

Наиболее близким техническим решением является способ окисления твердого топлива путем продувания воздухом слоя топлива с одновременным отводом выделяющегося тепла.

Однако условия, при которых осуществляется окисление твердого топлива, не являются оптимальными, а топливо используется недостаточно эффективно.

Целью изобретения является повышение эффективности.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве топлива используется древесный уголь, полученный без доступа воздуха при конечной температуре пиролиза 400-600^оС, высоту его слоя поддерживают не менее 0,670 м, а процесс окисления ведут при 100-300^оС. Древесный уголь, полученный без доступа воздуха при конечной температуре пиролиза 400-600^оС и не имевший с воздухом контакта до процесса окисления, берется потому, что такой уголь обладает наиболее высокой реакционной способностью по отношению к кислороду. Данный уголь содержит 5×10¹⁹-2×10²⁰ парамагнитных центров (ПМЦ), которые и обуславливают его высокую реакционную способность, интенсифицируют и развивают цепной разветвленный процесс автоокисления, сопровождаемый выделением тепла. При конечной температуре термообработки угля ниже 400^оС процесс окисления не разовьется из-за малого содержания парамагнитных центров, увеличение температуры свыше 600^оС приводит также к резкому уменьшению парамагнитных центров.

Процесс окисления ведется при 100-300^оС. При этом атмосферный воздух пропускается через слой угля не менее 0,670 м. Отвод тепла осуществляется одновременно с процессом окисления. В качестве теплоносителя может быть использована вода, присутствие которой также интенсифицирует процесс окисления.

Температурный интервал 100-300^оС процесса окисления является оптимальным. Температуры ниже 100^оС применять нецелесообразно, так как в этом случае слишком мал перепад между температурой в реакторе и температурой теплоносителя. Температура выше 300^оС приводит к образованию концевых макрорадикалов, потере массы угля и к началу процесса горения. Для низкотемпературного окисления древесного угля необходимым условием является также величина высоты слоя угля. Так, при уменьшении последнего ниже 0,670 м процесс не развивается. Соблюдение указанных выше условий позволяет вести процесс низкотемпературного окисления в течение длительного времени без подзарядки горючим.

П р и м е р. В реактор высотой 1,3 м помещают свежий древесный уголь массой 240 кг, объемом 1 м³, полученный при конечной температуре пиролиза 500^оС из древесины и охлажденный без доступа воздуха до температуры 30^оС. Снизу реактора подают атмосферный воздух с температурой 20^оС Температура угля в реакторе быстро повышается в результате низкотемпературного окисления. При этом воздух, проходя через слой угля, нагревается до температуры 140^оС. Температура воздуха можно поддерживать постоянной путем изменения его расхода.

Использование предлагаемого способа окисления твердого топлива позволит получить тепловую энергию в течение длительного периода (не менее месяца) без подзарядки горючим в указанном температурном интервале. При этом отсутствуют в выбросах в атмосферу такие токсичные компоненты, как окислы азота, сопровождающие процессы горения топлива.

Claims (1)

1. СПОСОБ ОКИСЛЕНИЯ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА путем продувания воздухом слоя топлива с одновременным отводом выделяющегося тепла, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности, в качестве топлива используют древесный уголь, полученный без доступа воздуха при конечной температуре пиролиза 400-600^oС, высоту его слоя поддерживают не менее 0,670 м, а процесс окисления ведут при 100-300^oС.