RU131850U1 - CATALYTIC HEAT GENERATOR - Google Patents

CATALYTIC HEAT GENERATOR Download PDF

Info

Publication number
RU131850U1
RU131850U1 RU2012144309/06U RU2012144309U RU131850U1 RU 131850 U1 RU131850 U1 RU 131850U1 RU 2012144309/06 U RU2012144309/06 U RU 2012144309/06U RU 2012144309 U RU2012144309 U RU 2012144309U RU 131850 U1 RU131850 U1 RU 131850U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
heat generator
nozzle
fuel
catalyst
nozzles
Prior art date
Application number
RU2012144309/06U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Дмитриевич Симонов
Николай Алексеевич Языков
Юрий Владимирович Дубинин
Вадим Анатольевич Яковлев
Игорь Анатольевич Федоров
Валентин Николаевич Пармон
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук
Priority to RU2012144309/06U priority Critical patent/RU131850U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU131850U1 publication Critical patent/RU131850U1/en

Links

Images

Landscapes

  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
  • Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)

Abstract

1. Каталитический теплогенератор с регулированием тепловой мощности за счет изменения поверхности теплообмена, контактирующей с псевдоожиженным слоем дисперсных частиц, состоящий из вертикального корпуса с патрубками подачи воздуха и топлива в нижней части, патрубком отвода дымовых газов с устройством против уноса дисперсных частиц на выходе дымовых газов, патрубками загрузки и выгрузки дисперсных частиц в верхней части, внутри корпуса между патрубками подачи воздуха и топлива размещена газораспределительная решетка, выше которой последовательно размещены объемная организующая насадка с живым сечением 50-90% и долей свободного объема в пакете насадок 85-95%, неизотермическая насадка, теплообменники, отличающийся тем, что объемная организующая насадка содержит катализатор окисления.2. Каталитический теплогенератор по п.1, отличающийся тем, что в теплогенераторе на газораспределительной решетке размещены гранулы инертного материала с температурой плавления выше температуры окисления топлива.1. A catalytic heat generator with regulation of thermal power due to changes in the heat exchange surface in contact with the fluidized bed of dispersed particles, consisting of a vertical casing with air and fuel supply pipes in the lower part, a flue gas outlet pipe with a device against the entrainment of dispersed particles at the exit of flue gases, the nozzles for loading and unloading dispersed particles in the upper part, inside the body between the nozzles for supplying air and fuel, there is a gas distribution grill, above which hence has volume organizing nozzle section with live 50-90% and the proportion of the free volume in the package nozzles 85-95%, non-isothermal nozzle, heat exchangers, characterized in that the nozzle comprises a volumetric organizing okisleniya.2 catalyst. The catalytic heat generator according to claim 1, characterized in that granules of inert material with a melting point above the oxidation temperature of the fuel are placed in the heat generator on the gas distribution grid.

Description

Полезная модель относится к теплоэнергетике и может быть использована в системах теплоснабжения и при сжигании топлива для нагрева рабочих тел, где сжигание различных топлив происходит в псевдоожиженном слое.The utility model relates to a power system and can be used in heat supply systems and when burning fuel to heat working fluids, where various fuels are burned in a fluidized bed.

Известен каталитический генератор теплоты, описанный в сб. научных трудов «Технологические процессы на основе каталитических генераторов тепла» СО АН СССР, Институт катализа, Новосибирск, 1985 г., рис 2, стр.22, Ведякин П.И. и др. «Применение каталитических генераторов тепла для нагрева воды и адсорбционно-контактной сушки материалов». Известный генератор тепла состоит из корпуса с патрубками для подвода топлива, воздуха, холодной воды и отвода горячей воды и дымовых газов, а в нижней части корпуса на газораспределительной решетке размещен слой катализатора - промежуточного твердого теплоносителя, выше которого расположены последовательно по высоте корпуса неизотермическая насадка и экономайзер, на внешней поверхности корпуса имеется воздушная охлаждающая рубашка, кроме того, внутри корпуса в зоне сгорания топлива размещен нагреватель в виде 20 вертикальных трубок Фильда. В теплогенераторе происходит беспламенное сжигание топлива на поверхности гранул катализатора, находящихся в псевдоожиженном состоянии.Known catalytic heat generator described in Sat. scientific works “Technological processes based on catalytic heat generators” SB RAS, Institute of Catalysis, Novosibirsk, 1985, Fig. 2, p. 22, Vedyakin P.I. and others. "The use of catalytic heat generators for heating water and adsorption-contact drying of materials." The well-known heat generator consists of a housing with pipes for supplying fuel, air, cold water and the removal of hot water and flue gases, and in the lower part of the housing on the gas distribution grid there is a catalyst layer - an intermediate solid coolant, above which a non-isothermal nozzle is arranged sequentially along the height of the housing and economizer, on the outer surface of the housing there is an air cooling jacket, in addition, inside the housing in the fuel combustion zone there is a heater in the form of 20 vertical tubes Ф Ilda. In a heat generator, flameless combustion of fuel occurs on the surface of catalyst pellets in a fluidized state.

Конструкция теплогенератора не позволяет в широких пределах регулировать мощность теплогенератора из-за расположения теплообменника (трубок Фильда) в зоне сжигания топлив ниже неизотермической насадки. Трубки Фильда, погруженные в кипящий слой и снимающие основную часть тепла, могут привести к снижению температуры в зоне горения и, как следствие, к увеличению выбросов СО и NOx. Затруднен пуск теплогенератора из-за охлаждения катализатора в зоне сжигания топлива. В теплогенераторе используется дефицитный и дорогостоящий гранулированный катализатор окисления.The design of the heat generator does not allow wide control of the power of the heat generator due to the location of the heat exchanger (Field tubes) in the fuel combustion zone below the non-isothermal nozzle. Field tubes immersed in a fluidized bed and removing the bulk of the heat can lead to lower temperatures in the combustion zone and, as a result, to an increase in CO and NO x emissions. It is difficult to start the heat generator due to the cooling of the catalyst in the fuel combustion zone. The heat generator uses a scarce and expensive granular oxidation catalyst.

Известен каталитический теплогенератор (РФ №2124674, F23C 11/02, 10.01.99), состоящий из вертикального корпуса с патрубками подачи воздуха и топлива в нижней части, между которыми внутри корпуса размещена газораспределительная решетка со слоем гранулированного катализатора окисления, в средней части генератора размещен теплообменник из U-образных трубок, под которыми распложена неизотермическая насадка, на внешней поверхности корпуса имеется охлаждающая рубашка, причем рубашка выполнена водяной и состоит из независимых секций, работающих параллельно и подключенных последовательно к теплообменнику.Known catalytic heat generator (RF №2124674, F23C 11/02, 10.01.99), consisting of a vertical housing with air and fuel pipes in the lower part, between which inside the housing there is a gas distribution grid with a layer of granular oxidation catalyst, in the middle part of the generator is placed a heat exchanger from U-shaped tubes, under which a non-isothermal nozzle is located, there is a cooling jacket on the outer surface of the case, moreover, the shirt is made of water and consists of independent sections working in parallel wired and connected in series to the heat exchanger.

Наличие водяной секционной рубашки на корпусе выше и ниже уровня неизотермической насадки позволяет регулировать количество теплоты, отводимой из зоны горения, за счет отключения или включения секций водяной рубашки.The presence of a water sectional jacket on the casing above and below the level of the non-isothermal nozzle allows you to adjust the amount of heat removed from the combustion zone by disabling or enabling sections of the water jacket.

Недостатками известного каталитического теплогенератора являются:The disadvantages of the known catalytic heat generator are:

1). Наличие водяной рубашки на корпусе приводит к сильному охлаждению слоя катализатора в зоне горения топлива и, как следствие, увеличению выбросов СО и NOx.one). The presence of a water jacket on the housing leads to strong cooling of the catalyst layer in the fuel combustion zone and, as a result, an increase in CO and NO x emissions.

2). При отключении отдельной секции рубашки ее температура быстро достигает температуры слоя катализатора 700-800°С. При необходимости вновь повысить мощность теплогенератора, подача воды в эту секцию становится невозможной из-за испарения воды и повышения давления в секции вплоть до давлений вызывающих ее разрушение.2). When you turn off a separate section of the shirt, its temperature quickly reaches the temperature of the catalyst layer 700-800 ° C. If it is necessary to increase the power of the heat generator again, the water supply to this section becomes impossible due to the evaporation of water and the increase in pressure in the section up to the pressures causing its destruction.

3). Наличие на корпусе водяной рубашки в зоне горения топлива затрудняет или делает невозможным пуск теплогенератора в работу, т.к. во время пуска слой катализатора в зоне горения необходимо нагреть до температуры каталитического зажигания топлива 200-400°С (температура зажигания зависит от активности катализатора). За счет рубашки будет происходить сильное охлаждение слоя катализатора.3). The presence of a water jacket on the body in the fuel combustion zone makes it difficult or impossible to start the heat generator in operation, as during start-up, the catalyst layer in the combustion zone must be heated to a temperature of catalytic ignition of the fuel 200-400 ° C (the ignition temperature depends on the activity of the catalyst). Due to the shirt will be a strong cooling of the catalyst layer.

4). В теплогенераторе используется дефицитный и дорогостоящий гранулированный катализатор окисления.four). The heat generator uses a scarce and expensive granular oxidation catalyst.

Наиболее близким к заявляемому устройству является каталитический теплогенератор (РФ №2232942, F23D 14/18, F23C 10/02, F23C 10/00, 15.05.2003), с регулированием тепловой мощности за счет изменения поверхности теплообмена, контактирующей с псевдоожиженным слоем катализатора, состоит из вертикального корпуса с патрубками подачи воздуха и топлива в нижней части, патрубками отвода дымовых газов и загрузки катализатора в верхней части, внутри корпуса между патрубками подачи воздуха и топлива размещена газораспределительная решетка, на которой расположен слой гранулированного катализатора окисления, выше решетки последовательно размещены неизотермическая насадка и теплообменник, на корпусе под неизотермической насадкой расположен патрубок для отгрузки катализатора и патрубок для догрузки катализатора, расположенный выше неизотермической насадки. На корпусе выше неизотермической насадки расположены два или более патрубка для отгрузки катализатора. Над газораспределительной решеткой перед неизотермической насадкой размещена объемная организующая насадка с живым сечением 50-90% с величиной отверстий 2-15 диаметров частиц катализатора и долей свободного объема в пакете насадок 85-95%, На выходе дымовых газов размещено устройство против уноса частиц катализатора. Для слива воды из теплообменника он содержит сифон. Контактирующие с псевдоожиженным слоем теплообменные поверхности расположены выше неизотермической насадки. Изменение и регулирование тепловой мощности теплогенератора проводится за счет изменения количества катализатора в теплогенераторе.The closest to the claimed device is a catalytic heat generator (RF №2232942, F23D 14/18, F23C 10/02, F23C 10/00, 05/15/2003), with the regulation of thermal power due to changes in the heat exchange surface in contact with the fluidized bed of the catalyst consists from the vertical casing with air and fuel supply pipes in the lower part, flue gas discharge pipes and catalyst loading in the upper part, a gas distribution grill is located between the air and fuel supply pipes, on which the layer an oxidized catalyst, the non-isothermal nozzle and heat exchanger are sequentially placed above the lattice, a pipe for loading the catalyst and a pipe for loading the catalyst located above the non-isothermal nozzle are located on the casing under the non-isothermal nozzle. On the casing above the non-isothermal nozzle are two or more nozzles for shipment of the catalyst. Above the gas distribution grille, in front of the non-isothermal nozzle, a volumetric organizing nozzle with a live cross section of 50-90% with openings of 2-15 diameters of the catalyst particles and a fraction of free volume in the nozzle pack of 85-95% is placed. At the outlet of the flue gases there is a device against entrainment of catalyst particles. To drain the water from the heat exchanger, it contains a siphon. Heat exchange surfaces in contact with the fluidized bed are located above the non-isothermal nozzle. Change and regulation of the heat capacity of the heat generator is carried out by changing the amount of catalyst in the heat generator.

Недостатком известного каталитического теплогенератора является высокий расход дефицитного и дорогостоящего гранулированного катализатора окисления.A disadvantage of the known catalytic heat generator is the high consumption of scarce and expensive granular oxidation catalyst.

Задача, решаемая предлагаемой полезной моделью, состоит в разработке каталитического теплогенератора, эффективно использующего тепло при сжигании топлива, обеспечивающего экологическую чистоту отходящих газов и исключающего расход гранулированного катализатора окисления.The problem solved by the proposed utility model is to develop a catalytic heat generator that efficiently uses heat when burning fuel, ensuring the environmental cleanliness of the exhaust gases and eliminating the consumption of a granular oxidation catalyst.

Задача решается конструкцией каталитического теплогенератора, в котором сжигание топлив осуществляется в псевдоожиженном слое частиц инертного материала с температурой плавления выше температуры сжигания топлив, организованного малообъемной насадкой, содержащей катализатор окисления.The problem is solved by the design of a catalytic heat generator, in which the combustion of fuels is carried out in a fluidized bed of particles of inert material with a melting point above the temperature of combustion of fuels, organized by a low-volume nozzle containing an oxidation catalyst.

Каталитический теплогенератор с регулированием тепловой мощности за счет изменения поверхности теплообмена, контактирующей с псевдоожиженным слоем инертных частиц, состоит из вертикального корпуса с патрубками подачи воздуха и топлива в нижней части, патрубком отвода дымовых газов и загрузки инертного материала в верхней части, внутри корпуса между патрубками подачи воздуха и топлива размещена газораспределительная решетка, выше которой последовательно размещены неизотермическая насадка и теплообменники. Ниже неизотермической насадки расположена объемная организующая насадка, содержащая катализатор окисления. Организующая насадка с живым сечением 50-90% и долей свободного объема в пакете насадок 85-95% выполнена из проволочных решеток или колец Рашига или блоков или пластин и т.п. На газораспределительной решетке размещен слой частиц инертного материала с температурой плавления выше температуры окисления топлива. На корпусе под неизотермической насадкой расположен патрубок для отгрузки частиц инертного материала и патрубок для догрузки частиц инертного материала выше неизотермической насадки.A catalytic heat generator with thermal power regulation by changing the heat exchange surface in contact with the fluidized bed of inert particles consists of a vertical casing with air and fuel supply pipes in the lower part, a flue gas discharge pipe and inert material loading in the upper part, inside the housing between the supply pipes air and fuel placed gas distribution grid, above which are sequentially placed non-isothermal nozzle and heat exchangers. Below the non-isothermal nozzle is a volumetric organizing nozzle containing an oxidation catalyst. An organizing nozzle with a live section of 50-90% and a free volume fraction in the nozzle pack of 85-95% is made of wire gratings or Rashig rings or blocks or plates, etc. On the gas distribution grid there is a layer of particles of inert material with a melting point above the temperature of oxidation of the fuel. On the body under the non-isothermal nozzle there is a pipe for shipping particles of inert material and a pipe for loading particles of inert material above the non-isothermal nozzle.

На корпусе выше неизотермической насадки могут быть расположены патрубки для отгрузки частиц инертного материала.On the housing above the non-isothermal nozzle, nozzles can be located for the shipment of particles of inert material.

На выходе дымовых газов размещено устройством против уноса частиц инертного материала.At the exit of the flue gas is placed a device against the entrainment of particles of inert material.

Регулирование тепловой мощности каталитического теплогенератора проводят за счет изменения количества инертного материала в теплогенераторе.The thermal power of the catalytic heat generator is controlled by changing the amount of inert material in the heat generator.

Сущность полезной модели иллюстрируется следующими примерами и Фиг.The essence of the utility model is illustrated by the following examples and FIG.

Технический результат заключается в замене дорогостоящего гранулированного катализатора окисления топлив на частицы инертного материала в псевдоожиженном слое организованного неподвижной насадкой, содержащей катализатор, что позволяет исключить затраты на гранулированный катализатор окисления, при этом обеспечивается экологическая чистота отходящих газов.The technical result consists in replacing an expensive granular catalyst for the oxidation of fuels with particles of an inert material in a fluidized bed organized by a fixed nozzle containing a catalyst, which eliminates the cost of a granular oxidation catalyst, while ensuring the environmental cleanliness of the exhaust gases.

Пример 1 (прототип).Example 1 (prototype).

Используют промышленный каталитический теплогенератор с регулированием тепловой мощности, схема которого изображена на Фиг.An industrial catalytic heat generator with thermal power control is used, the circuit of which is shown in FIG.

Теплогенератор состоит из вертикального корпуса (1), в котором размещены секции подвода воздуха (24), горения (25), теплосъема (26) и сепарационная зона (27). Секция подвода воздуха (24) состоит из камеры с патрубком (6) для ввода воздуха и предназначена для равномерного распределения воздуха по сечению газораспределительной решетки (4).The heat generator consists of a vertical housing (1), in which there are sections for air supply (24), combustion (25), heat removal (26) and a separation zone (27). The air supply section (24) consists of a chamber with a pipe (6) for air inlet and is designed for uniform distribution of air over the cross-section of the gas distribution grill (4).

Секция горения (25) отделена от секции подвода воздуха газораспределительной решеткой (4) и имеет патрубки для подачи газообразного (23) или жидкого (8) или твердого топлива (7), патрубок с вентилем или заслонкой для выгрузки катализатора (14). В секции горения над газораспределительной решеткой перед неизотермической насадкой (10) размещена объемная организующая насадка (9) из проволочных решеток, с живым сечением 70% с величиной отверстий 15 диаметров частиц катализатора и долей свободного объема в пакете решеток 85%.The combustion section (25) is separated from the air supply section by the gas distribution grill (4) and has nozzles for supplying gaseous (23) or liquid (8) or solid fuel (7), a nozzle with a valve or shutter for discharging the catalyst (14). In the combustion section above the gas distribution grille in front of the non-isothermal nozzle (10), a volumetric organizing nozzle (9) of wire gratings with a live section of 70% with openings of 15 diameters of the catalyst particles and a 85% free volume fraction in the grating packet is placed.

Секция теплосъема (26) состоит из теплообменника (3) и объемной неизотермической насадки (10), размещенной под теплообменником над организующей насадкой. Насадка (10) изготовлена из проволочных решеток с живым сечением 60% с величиной отверстий 10 диаметров частиц катализатора и долей свободного объема в пакете решеток 80%. В секции теплосъема расположены патрубок входа холодной воды (11), патрубок для выхода нагретой воды (12), сифон (18) с вентилем для слива воды из теплообменника во время остановки теплогенератора при температурах наружного воздуха ниже 0°С. Установлены патрубки (15), (16), (17) с вентилями для выгрузки катализатора.The heat removal section (26) consists of a heat exchanger (3) and a volume non-isothermal nozzle (10) placed under the heat exchanger above the organizing nozzle. The nozzle (10) is made of wire gratings with a live cross section of 60% with a hole size of 10 diameters of the catalyst particles and a free volume fraction in the grating package of 80%. In the heat removal section, there is a cold water inlet pipe (11), a heated water outlet pipe (12), a siphon (18) with a valve for draining water from the heat exchanger when the heat generator stops at outdoor temperatures below 0 ° C. Installed pipes (15), (16), (17) with valves for unloading the catalyst.

Сепарационная зона (27) расположена в верхней части теплогенератора и имеет патрубок (5) для выхода дымовых газов, патрубок с вентилем (13) для перегрузки катализатора, патрубок (2) для засыпки катализатора, предохранительную мембрану (21), устройство против уноса частиц катализатора (22).The separation zone (27) is located in the upper part of the heat generator and has a pipe (5) for the exit of flue gases, a pipe with a valve (13) for overloading the catalyst, a pipe (2) for filling the catalyst, a safety membrane (21), a device against the entrainment of catalyst particles (22).

В теплогенератор диаметром 440 мм с номинальной тепловой мощностью 230 кВт загружается 150 л алюмомеднохромового катализатора ИК-12-70 (хромит меди на оксиде алюминия) с диаметром гранул 2-3 мм. В реактор через патрубки 8 подается жидкое дизельное топливо. Температура в теплогенераторе поддерживается 700°С за счет изменения расхода топлива. Номинальная мощность теплогенератора 230 кВт. Уменьшение мощности теплогенератора производится отгрузкой катализатора через патрубки 15, 16, 17 или 14 и уменьшением расхода топлива. Возврат к номинальной мощности выполняется догрузкой катализатора из бункера 19 с помощью эжектора - 20 через патрубок 13 и увеличением расхода топлива. В процессе эксплуатации теплогенератора контролируется содержание СО и NOx в дымовых газах и степень истирания катализатора по уменьшению мощности теплогенератора. Содержание СО в дымовых газах в течение 20 суток 10-30 мг/м3. Количество NOx 3-5 мг/м3. За 20 суток мощность теплогенератора уменьшилась до 200 кВт. Для возврата мощности теплогенератора до номинальной 230 кВт потребовалась догрузка катализатора в количестве 12 л.In a heat generator with a diameter of 440 mm and a nominal thermal power of 230 kW, 150 l of an aluminum-chromium catalyst IK-12-70 (copper chromite on alumina) is loaded with a diameter of granules of 2-3 mm. Liquid diesel fuel is supplied to the reactor through nozzles 8. The temperature in the heat generator is maintained at 700 ° C due to changes in fuel consumption. The rated power of the heat generator is 230 kW. Reducing the power of the heat generator is carried out by shipment of the catalyst through pipes 15, 16, 17 or 14 and reducing fuel consumption. The return to the rated power is carried out by loading the catalyst from the hopper 19 using the ejector - 20 through the pipe 13 and increasing fuel consumption. During operation of the heat generator, the content of CO and NO x in flue gases and the degree of abrasion of the catalyst to reduce the power of the heat generator are controlled. The CO content in flue gases during 20 days is 10-30 mg / m 3 . The amount of NO x 3-5 mg / m 3 . For 20 days, the power of the heat generator decreased to 200 kW. To return the power of the heat generator to the nominal 230 kW, a catalyst loading of 12 liters was required.

Пример 2 (прототип).Example 2 (prototype).

Аналогичен примеру 1. Организующая насадка выполнена в виде цилиндрических колосниковых поддонов диаметром 435 мм и высотой боковой стенки 30 мм из нержавеющей стали. Колосники изготовлены из прутков толщиной 3 мм и расстоянием между прутками 25-30 мм. Поддоны установлены под неизотермической насадкой. Расстояние между поддонами по высоте 40-60 мм. На поддоны в плотной упаковке установлены вертикально керамические кольца Рашига с внутренним диаметром 35 мм с толщиной стенки 3 мм и выстой 30 мм. Поддоны взвешивают до и после испытаний.Similar to example 1. The organizing nozzle is made in the form of cylindrical grate pallets with a diameter of 435 mm and a side wall height of 30 mm made of stainless steel. The grates are made of rods with a thickness of 3 mm and a distance between the rods of 25-30 mm. Pallets are installed under a non-isothermal nozzle. The distance between the pallets is 40-60 mm in height. Rashig ceramic rings with an inner diameter of 35 mm with a wall thickness of 3 mm and a length of 30 mm are installed vertically on pallets in tight packaging. Weigh the pallets before and after the test.

В теплогенератор загружается 150 л алюмомеднохромового катализатора ИК-12-70 (хромит меди на оксиде алюминия) с диаметром гранул 2-3 мм. В реактор через патрубок 8 подается жидкое дизельное топливо. Температура в теплогенераторе поддерживается 700°С за счет изменения расхода топлива. Номинальная мощность теплогенератора 230 кВт. Уменьшение мощности теплогенератора производится отгрузкой катализатора через патрубки (15), (16), (17) или (14) и уменьшением расхода топлива. Возврат к номинальной мощности выполняется догрузкой катализатора из бункера (19) через патрубок (13) и увеличением расхода топлива. В процессе эксплуатации теплогенератора контролируется содержание СО и NOx в дымовых газах и степень истирания катализатора по уменьшению мощности теплогенератора. Содержание СО в дымовых газах в течение 20 суток 10-30 мг/м3. Количество NOx 3-8 мг/м3. За 20 суток мощность теплогенератора уменьшилась до 200 кВт. Для возврата мощности теплогенератора до номинальной 230 кВт догружается катализатор в количестве 12 л. Вес поддонов с кольцами после 20 ч работы практически не изменился.150 l of an aluminum-chromium catalyst IK-12-70 (copper chromite on alumina) with a diameter of granules of 2-3 mm is loaded into the heat generator. Liquid diesel fuel is supplied to the reactor through the pipe 8. The temperature in the heat generator is maintained at 700 ° C due to changes in fuel consumption. The rated power of the heat generator is 230 kW. The heat generator capacity is reduced by shipment of the catalyst through pipes (15), (16), (17) or (14) and a decrease in fuel consumption. A return to the rated power is performed by loading the catalyst from the hopper (19) through the pipe (13) and increasing the fuel consumption. During operation of the heat generator, the content of CO and NO x in flue gases and the degree of abrasion of the catalyst to reduce the power of the heat generator are controlled. The CO content in flue gases during 20 days is 10-30 mg / m 3 . The amount of NO x 3-8 mg / m 3 . For 20 days, the power of the heat generator decreased to 200 kW. To return the heat generator capacity to the nominal 230 kW, the catalyst is loaded in an amount of 12 liters. The weight of pallets with rings after 20 hours of operation has not changed.

Пример 3 (предлагаемая полезная модель).Example 3 (proposed utility model).

Аналогичен примерам 1 и 2. Организующая насадка выполнена в виде цилиндрических колосниковых поддонов диаметром 435 мм и высотой боковой стенки 30 мм из нержавеющей стали. Колосники изготовлены из прутков толщиной 3 мм и расстоянием между прутками 25-30 мм. Поддоны установлены под неизотермической насадкой. Расстояние между поддонами по высоте 40-60 мм. На поддоны в плотной упаковке установлены вертикально кольца Рашига из оксида алюминия с нанесенным на его поверхность хромитом меди. Внутренний диаметр колец 35 мм с толщиной стенки 3 мм и выстой 30 мм. Поддоны взвешивают до и после испытаний.Similar to examples 1 and 2. The organizing nozzle is made in the form of cylindrical grate-iron pallets with a diameter of 435 mm and a side wall height of 30 mm made of stainless steel. The grates are made of rods with a thickness of 3 mm and a distance between the rods of 25-30 mm. Pallets are installed under a non-isothermal nozzle. The distance between the pallets is 40-60 mm in height. Rashig rings of aluminum oxide with copper chromite deposited on its surface are mounted vertically on pallets in tight packaging. The inner diameter of the rings is 35 mm with a wall thickness of 3 mm and a length of 30 mm. Weigh the pallets before and after the test.

В теплогенератор загружается 150 л кварцевого песка с диаметром гранул 1,5-2 мм. В реактор через патрубок 8 подается жидкое дизельное топливо. Температура в теплогенераторе поддерживается 700°С за счет изменения расхода топлива. Номинальная мощность теплогенератора 230 кВт. Уменьшение мощности теплогенератора производится отгрузкой песка через патрубки (15), (16), (17) или (14) и уменьшением расхода топлива. Возврат к номинальной мощности выполняется догрузкой песка из бункера (19) через патрубок (13) и увеличением расхода топлива. Содержание СО в дымовых газах в течение 20 суток сохраняется в пределах 10-30 мг/м3. Количество NOx 3-5 мг/м3. За 20 суток мощность теплогенератора уменьшилась до 190 кВт. Для возврата мощности теплогенератора до номинальной 230 кВт потребовалась догрузка песка в количестве 16 л. Вес поддонов с кольцами после испытаний в течение 20 суток практически не изменился.150 l of silica sand with a diameter of granules of 1.5-2 mm are loaded into the heat generator. Liquid diesel fuel is supplied to the reactor through the pipe 8. The temperature in the heat generator is maintained at 700 ° C due to changes in fuel consumption. The rated power of the heat generator is 230 kW. The heat generator capacity is reduced by shipping sand through the nozzles (15), (16), (17) or (14) and reducing fuel consumption. A return to the rated power is carried out by loading sand from the hopper (19) through the pipe (13) and increasing fuel consumption. The content of CO in the flue gases for 20 days remains in the range of 10-30 mg / m 3 . The amount of NO x 3-5 mg / m 3 . For 20 days, the power of the heat generator decreased to 190 kW. To return the heat generator capacity to the nominal 230 kW, a 16-liter additional load of sand was required. The weight of pallets with rings after testing for 20 days has not changed.

Таким образом, замена в теплогенераторе псевдоожиженного слоя дисперсных частиц катализатора на псевдоожиженный слой дисперсных частиц инертного материала, организованного каталитически активной организующей насадкой, позволяет сохранить высокую эффективность сжигания топлив и обеспечивает экологически чистое сжигание топлив при изменении его мощности. Замена гранул катализатора на гранулы инертного материала позволят более чем в 100 раз уменьшить эксплуатационные затраты при сжигании топлив в теплогенераторе.Thus, the replacement in the heat generator of a fluidized bed of dispersed catalyst particles with a fluidized bed of dispersed particles of an inert material, organized by a catalytically active organizing nozzle, allows to maintain high fuel combustion efficiency and ensures environmentally friendly burning of fuels when changing its power. Replacing the granules of the catalyst with granules of inert material will allow more than 100 times to reduce operating costs when burning fuels in a heat generator.

Claims (2)

1. Каталитический теплогенератор с регулированием тепловой мощности за счет изменения поверхности теплообмена, контактирующей с псевдоожиженным слоем дисперсных частиц, состоящий из вертикального корпуса с патрубками подачи воздуха и топлива в нижней части, патрубком отвода дымовых газов с устройством против уноса дисперсных частиц на выходе дымовых газов, патрубками загрузки и выгрузки дисперсных частиц в верхней части, внутри корпуса между патрубками подачи воздуха и топлива размещена газораспределительная решетка, выше которой последовательно размещены объемная организующая насадка с живым сечением 50-90% и долей свободного объема в пакете насадок 85-95%, неизотермическая насадка, теплообменники, отличающийся тем, что объемная организующая насадка содержит катализатор окисления.1. A catalytic heat generator with regulation of thermal power due to changes in the heat exchange surface in contact with the fluidized bed of dispersed particles, consisting of a vertical casing with air and fuel supply pipes in the lower part, a flue gas outlet pipe with a device against the entrainment of dispersed particles at the exit of flue gases, the nozzles for loading and unloading dispersed particles in the upper part, inside the body between the nozzles for supplying air and fuel, there is a gas distribution grill, above which hence has volume organizing nozzle section with live 50-90% and the proportion of the free volume in the package nozzles 85-95%, non-isothermal nozzle, heat exchangers, characterized in that the nozzle volume organizing comprises an oxidation catalyst. 2. Каталитический теплогенератор по п.1, отличающийся тем, что в теплогенераторе на газораспределительной решетке размещены гранулы инертного материала с температурой плавления выше температуры окисления топлива.
Figure 00000001
2. The catalytic heat generator according to claim 1, characterized in that granules of an inert material with a melting point above the oxidation temperature of the fuel are placed in the heat generator on the gas distribution grid.
Figure 00000001
RU2012144309/06U 2012-10-18 2012-10-18 CATALYTIC HEAT GENERATOR RU131850U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012144309/06U RU131850U1 (en) 2012-10-18 2012-10-18 CATALYTIC HEAT GENERATOR

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012144309/06U RU131850U1 (en) 2012-10-18 2012-10-18 CATALYTIC HEAT GENERATOR

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU131850U1 true RU131850U1 (en) 2013-08-27

Family

ID=49164257

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012144309/06U RU131850U1 (en) 2012-10-18 2012-10-18 CATALYTIC HEAT GENERATOR

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU131850U1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2506495C1 (en) * 2012-11-22 2014-02-10 Андрей Владиславович Курочкин Device for combustion of fuels and heating of process media, and fuel combustion method
RU2626043C1 (en) * 2016-05-24 2017-07-21 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук Catalytic heat generator and method for regulating its power
RU2707778C1 (en) * 2018-12-14 2019-11-29 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) Catalytic solid-fuel furnace
RU195265U1 (en) * 2018-12-13 2020-01-21 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Федеральный исследовательский центр "Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук" (Институт катализа СО РАН, ИК СО РАН) CATALYTIC HEAT GENERATOR

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2506495C1 (en) * 2012-11-22 2014-02-10 Андрей Владиславович Курочкин Device for combustion of fuels and heating of process media, and fuel combustion method
RU2626043C1 (en) * 2016-05-24 2017-07-21 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук Catalytic heat generator and method for regulating its power
RU195265U1 (en) * 2018-12-13 2020-01-21 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Федеральный исследовательский центр "Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук" (Институт катализа СО РАН, ИК СО РАН) CATALYTIC HEAT GENERATOR
RU2707778C1 (en) * 2018-12-14 2019-11-29 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) Catalytic solid-fuel furnace

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101895084B1 (en) High-temperature heat store for solar-thermal power plants
RU131850U1 (en) CATALYTIC HEAT GENERATOR
RU2469785C2 (en) Reactor - heat exchanger with bayonet pipes; reactor - heat exchanger design allowing its operation with pressure drops of about 100 bar between pipe and calandria
KR100317968B1 (en) Method and heat accumulator for heating gas
CN104930887A (en) Method for improving operation of vertical-tube-bundle gas-solid fluidized bed external heat remover
RU2232942C1 (en) Catalytic heat-generator and its power control process
KR101911125B1 (en) Apparatus for minimizing bypass in ammonia oxidation burners of industrial plants with burner diameters of 2-7 m in natural- or forced-circulation boilers
CN101832637B (en) Hot water boiler with large-capacity water tubes
WO2010133010A1 (en) Conversely heating method with discontinuous temperature area and at atmospheric pressure and device thereof
RU195265U1 (en) CATALYTIC HEAT GENERATOR
CN212158248U (en) Methanol flameless heating reactor
JP2007512458A (en) Method for treating a fluid volume comprising a chemical reaction means such as a combustible material and a catalytic device
KR20170014829A (en) High-efficiency steam boiler using radiant heat and waste heat
CN102022741A (en) Heat pipe type burning purification furnace for organic waste gas
RU2451876C1 (en) Method to control heat generator capacity with fluidised bed
RU2626043C1 (en) Catalytic heat generator and method for regulating its power
CN201715694U (en) Large-capacity water pipe hot-water boiler
RU2452895C2 (en) Device to burn lump solid fuel in pulsating flow
RU2752476C1 (en) Catalytic reactor for the disposal of sediments from municipal wastewater treatment plants and a method for disposal
EA201001753A1 (en) REACTOR FOR SOLID FUEL PROCESSING
CN212299418U (en) Hot-blast stove device
RU2795637C1 (en) Heat generator
CN202630411U (en) Organic heat carrier furnace for radiation heating surfaces of vertical rising film type oil-cooled walls
CN203586209U (en) Ultra-low heat value gas combustor
Sigal et al. Flue gases cleaning from nitrogen oxides by additional oxidation of NO to NO2 and absorption

Legal Events

Date Code Title Description
PD9K Change of name of utility model owner
QB9K Licence granted or registered (utility model)

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20200213

Effective date: 20200213