RU1817824C - Способ ступенчатого сжигани топлива - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к теплоэнергетике и св зано с проблемой снижени  токсичных выбросов оксидов азота в атмосферу при сжигании органического топлива. 5;,

Целью изобретени   вл етс  снижение У выхода оксидов азота.

На фиг. 1 представлена схема реализации по высоте топки ступенчатого спЬсоба сжигани  топлива с вводом азотсодержащё- v: то вещества межДу верхней зоной подачи воздуха и предшествующей зоной подачи, топливовоздушной смеси; на фиг,2 - расч0т- ные зависимости температуры и концентра- f ции оксидов азота от времени пребывани  продуктов сгорани  в газовом тракте котла / ripn реализации трехступенчатого способа сжигани  топлива без ввода азотсодержащего вещества и с его вводом; а) ввод аммиака без сопутствующей среды; б) ввод агимиака со средой, не содержащей свободный кислород (N2 + С02 + НгО); на фиг.З - временные, расчетные зависимости температуры И концентрации оксидов азота в газовом тракте котельного агрегата при двухступенчатом

способе сжигани  топлива с вводом азотсо-:

Держащего вещества с сопутствующей сре-3

дои. / .; :; ... : ; . . ; ... ,

Способ заключаетс  в следующем.

; В нижнюю зону I горени  через Z  русов горелок 1 подают топливовоздушную смесь, Причем распределение воздуха между  русами горелок 1 может быть произвольным и прин тым исход  из надежйой работы топочной камеры. Необходимым условием реализации способа  вл етс  обеспечение на

выходе из указанной зоны избытка воздуха меньше стехиометрического ( а - 1). Дл 

/пЬлного дожигани  введенного в топку топлива в верхнюю зону топочной камеры через ЬбПла 2 подают необходимое количество воздуха . Дл  обеспечени  существенного снижени  количества оксидоб азота, образовавшихс  в Нижней зоне горени , через сопла или устройство 3 подачи ввод т в промежуток между нижней t и верхней II зонами горени  азотсодержащее вещество в среде, не содержащей свободный кислород.

06

00

N

00

При этом значительное восстановление образовавшихс  ранее оксидов азота происходит вследствие организации реагировани  азотсодержащего вещества в основном по каналу № (О благодар  соответствующим режимным услови м. Вклад канала N0 в общий процесс реагировани  RN в продуктах сгорани  при данных услови х незначителен. В результате имеет место существенное снижение концентрации N0 при вводе разлага- ющего агента в продукты неполного сгорани  за зоной активного горени  последней час- тй топлива. .; :;.. , : . .-.. -. - Vv :. Количество сопутствующей среды и устройство ввода должны быть выбраны из ус- лови  обеспечени  качественного смешени  вводимого агента с продуктами неполного сгорани  топлива, образовавшимис  в зоне I, до ввода воздуха в верхнюю зону горени . Проскок азотсодержащего вещества в окис- лительиую зону И горени  вызывает дополнительное образование оксидов азота. Проведенные расчетные исследовани  показали , что при качественном смешении разлагающего агента с топочными газами во избежание проскока азотсодержащего вещества а окислительную зону его количество определ ют исход  из количества молей NHi, образовавшихс  в процессе разложени  RN, и количества молей N0 в продуктах сгорани  к моменту ввода. Так, например, в случае использовани  аммиака МНз дл  соблюдени  указанной стехиометрии необходимо последний ввести в мол рном соотношении, равном МНз/NO 1. При использовании мочевины ее количество должно определ тьс  исход  из мол рного соотношени  (NH2)2/NQ 0,5.

При наличии одного  руса горелок (Z 1)в нижней зоне i горени  с а 1 (режим двухступенчатого сжигани  топлива) значительное снижение выхода оксидов азота имеет место только при сжигании азотсодержащего топлива. При сжигании газа в данном случа е эффект снижени  выхода N0 незначителен из-за низкого количества N0, образовавшегос  в зоне горени  с а 1 (в основном быстрые N0). При сжигании газа по схеме трех и более ступенчатого горени  топлива с избытком воздуха в нижнем  русе горелок ее 1 предлагаемый способ позвол ет значительно снизить конечный выход N0 за счет восстановлени  термических оксидов азота, образовавшихс  в зоне горени .

Рассмотрим эффект снижени  выхода оксидов азота на примере трехступенчатого сжигани  топлива с вводом в качестве разлагающего агента (азотсодержащего вещества ) аммиака в зону III, В рассматриваемом примере в первый  рус горелок подавалась топливовоздушна  смесь с а 1- 1,05, во второй снизу  рус горелок - топливовоздушна  смесь с а 2 0,75 так, что суммарг ный коэффициент избытка воздуха на выходе из нижней зоны горени  составл л ,9. Ввод аммиака в количестве, равном содержанию N0 в продуктах сгорани , осуществл лс  за зоной активного горени  при различных температурах топочных Га- ЗОВ. . О Х :.. ; ;/; . ; .. - .. .

Рассматривалс  как гипотетический случай смешени  чистого агента с .продукта- ми сгорани  (фйг.2а), так и реально реализуемый случай ввода аммиака со средой, не содержащей свободный кислород, в количестве 10% от объема топочных тазов на выходе ИЗ ТОПКИ.:. ,/ . . .,. : .

В верхнюю зону горени  подавалс  воздух , необходимый дл  полного дожигани  топлива, так, что коэффициент избытка воздуха на выходе из тбпки составл л а 1,05. В этом случае по отношению к известному способу трёхступенчатого сжигани  топлива было достигнуто снижение выхода оксидов азота на 42-57%.

В примере с двухступенчатой схемой сжигани  топлива с а 0,9 в первой ступени и избытком воздуха на выходе из топки, равным 10,5, степень снижени  концентрации оксидов азота при вводе аммиака между нижней и верхней зонами горени  составила 16-45%. . V. :

В общих примерах конечна  концентраци  оксидов азота составила в пересчете на N02 при -а 1,05 65-115 мг/м3. что ниже современных нормативов ПДВ оксидов азота , : - .-. : . .. .

Аналогичный эффект снижени  концентрации достигаетс  в случае ввода мочевины или других азотсодержащих веществ в продукты сгорани  между предпоследней восстановительной зоной горени  и последней зоной дожигани  топлива.

Claims (2)

1. Спосо.б ступенчатого сжигани  топлива путем подачи окислител  в расположенные по высоте топки нижнюю восстановительную и верхнюю окислительную зоны горени , различающиес  суммарным «.Ј содержанием в них окислител , причем в нижней зоне - его недостаток а 1, а в верхней - избыток а 1, о т л и ч а ю щ и и с   тем, что, с целью снижени  выбросов в атмосферу оксидов азота NQx, в промежуток между зонами ввод т азотсодержащее вещество в бескислородной среде.

2. Способ по п. 1, о т ли чающийс  тем, что азотсодержащее вещество ввод т в количестве, не превышающем достаточного

дл  восстановлени  образовавшихс  в нижней зоне горени  NOX.

йозйух

й- 3

.../№ Топливоr Ji

lfli- гЦ 4 &№

Фиг. 1

03

0

vtjUos

TOWUfo/ : :;b; j

ШШ

0.3

Of3 0,6 &,$

.:. Ф«г.е-:л-Јй

1&Ю

- 1ЫЮ

KOU

f&

ШШ

)

iSOQ

1506

1,2

7 A+fet ; 0;

JL л

0.3

аз

0.6

Т,Ј

)

1ZOQ

W0- - Безь&эда ////

- С &§QjoM /У//з

900

/7

09

1,2

с}с

л.- -rt q v - - .. О