RU2006746C1

RU2006746C1 - Combustion process

Info

Publication number: RU2006746C1
Authority: RU
Inventors: А.М. Сидоров; Е.М. Пузырев
Original assignee: Научно-производственное предприятие "ЭНЭКО"
Priority date: 1990-06-21
Filing date: 1990-06-21
Publication date: 1994-01-30

Abstract

FIELD: fluidized-bed furnaces. SUBSTANCE: process of combustion involves supply of solid fuel to bed, catching of large carry-over fractions and fly ash for joint pelletizing followed by their return to bed. Excess filler with burnt-out granules is also extracted from bed. EFFECT: facilitated procedure. 1 dwg

Description

Изобретение относится к теплоэнергетике и может использоваться при слоевом сжигании угля, а также в топках с кипящим и циркулирующим слоем. The invention relates to a power system and can be used for layer-by-layer burning of coal, as well as in furnaces with a fluidized and circulating layer.

Известен силовой способ сжигания твеpдого топлива путем его подачи в топку с кипящим слоем, улавливания крупнофракционного уноса с последующим его гранулированием и возвратом в топку и улавливанием летучей золы, а также улавливания уноса, выделяющегося при гранулировании, санитарными уловителями с выводом этих уловленных мелких частиц, напpимер, для использования в строительстве [1] . There is a known method of burning solid fuel by feeding it into a fluidized bed furnace, collecting coarse-grained ablation, then granulating it and returning it to the combustion chamber and collecting fly ash, as well as collecting entraining emitted during granulation, by sanitary traps with the output of these trapped small particles, for example , for use in construction [1].

Однако данный способ имеет низкую экономичность использования топлива из-за того, что гранулирование крупнофракционного уноса ухудшает топочный процесс в надслоевом объеме. Для организации эффективного выгоpания горючих в надслоевом объеме важно его заполнение потоком циркулирующих частиц. However, this method has a low fuel efficiency due to the fact that granulation of coarse ablation impairs the combustion process in the superlayer volume. For the organization of effective combustion of fuel in the superlayer volume, it is important to fill it with a stream of circulating particles.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому (пpототипом) является способ сжигания путем подачи твердого топлива в слой, улавливания крупнофракционного уноса и летучей золы с последующим их возвратом в слой для повторного дожигания [2] . The closest in technical essence to the proposed (prototype) is a method of burning by feeding solid fuel into the bed, trapping coarse fractions and fly ash, with their subsequent return to the bed for re-burning [2].

Недостатками этого способа являются низкая экономичность и большое загрязнение окружающей среды, так как летучая зола содержит много трудно улавливаемых мелких частиц, которые при повторном улавливания могут пролетать через санитарные уловители летучей золы. Кроме того, выводимая из цикла летучая зола может содержать большое количество горючих и пылевидных фракций. Использование пылевидной золы, например, в строительстве загрязняет окружающую среду и требует специальных мер обеспыливания при ее транспортировке и обработке. К тому же зола удаляется по крайней мере из двух точек: из топки и из-под санитарных золоуловителей. The disadvantages of this method are low profitability and high environmental pollution, since fly ash contains many difficult to catch small particles that, when re-captured, can fly through sanitary catchers of fly ash. In addition, fly ash removed from the cycle may contain a large number of combustible and dusty fractions. The use of pulverized ash, for example, in construction pollutes the environment and requires special dust removal measures during its transportation and processing. In addition, ash is removed from at least two points: from the furnace and from under the sanitary ash collectors.

Целью изобретения является повышение экономичности использования топлива и снижение загрязнения окружающей среды. The aim of the invention is to increase fuel economy and reduce environmental pollution.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе сжигания путем подачи твердого топлива в слой, улавливания крупнофракционного уноса и летучей золы с последующим их возвратом в слой, дополнительно перед возвратом в слой уловленный крупнофракционный унос и летучую золу гранулируют совместно, а из слоя выводят излишки заполнителя с выгоревшими гранулами. This goal is achieved by the fact that in the known method of combustion by feeding solid fuel into the bed, collecting coarse ablation and fly ash, and then returning them to the bed, additionally before returning to the bed the captured coarse ablation and fly ash are granulated together, and excess aggregate is removed from the bed with charred pellets.

Совокупность новых и известных признаков позволяет повысить экономичность сжигания угля и снизить загрязнение окружающей среды за счет того, что
зола топлива выводится в виде крупных частиц заполнителя слоя и гранул летучей золы, т. е. не требуется специальных мер по защите от загрязнений мелкой золой при погрузке, транспортировке и переработке;
при прохождении через топку из гранул глубоко выгорают горючие. При этом гранулы отжигаются и становятся более прочными (прочность гранул снижается с увеличением содержания в них горючих);
предлагаемый способ применим для любых способов слоевого сжигания угля (в обычном, кипящем и циркулирующем слоях), его использование в обычных слоевых и топках кипящего слоя может снизить выбросы оксидов серы и азота до уровня циркулирующего слоя за счет повышения эффективности топочного процесса в надслоевом объеме;
в предлагаемой схеме достаточно иметь и обслуживать одну точку вывода золы, так как избыток золы как летучей в виде гранул, так и крупных заполнитель слоя выводятся совместно, а крупнофракционный унос по мере переполнения контура его циркуляции выносится вместе с летучей золой и гранулируется или удаляется совместно с крупным заполнителем из слоя. Таким образом, в предлагаемом способе не требуется гранулирования или специального устройства для вывода крупнофракционного уноса.The combination of new and well-known features can increase the efficiency of coal combustion and reduce environmental pollution due to the fact that
fuel ash is discharged in the form of large particles of the aggregate of the layer and granules of fly ash, i.e., no special measures are required to protect against pollution by fine ash during loading, transportation and processing;
when passing through a furnace, fuels deeply burn out from the granules. In this case, the granules are annealed and become more durable (the strength of the granules decreases with an increase in the content of combustibles in them);
the proposed method is applicable to any methods of layer-by-layer burning of coal (in the usual, fluidized and circulating layers), its use in conventional coal-bed and fluidized-bed furnaces can reduce emissions of sulfur and nitrogen oxides to the level of the circulating layer by increasing the efficiency of the combustion process in the superlayer volume;
in the proposed scheme, it is enough to have and maintain one ash outlet point, since the excess ash, both volatile in the form of granules and large aggregate layers, are discharged together, and coarse fractions, as the overflow of its circulation is overflowed, are taken out together with the fly ash and granulated or removed together with coarse aggregate from the layer. Thus, in the proposed method does not require granulation or a special device for output coarse ablation.

Сопоставительный анализ предлагаемого изобретения и прототипа позволяет сделать вывод, что новым является то, что летучую золу гранулируют, возвращают в топку и выводят из топки совместно с заполнителем слоя. Это обеспечивает предлагаемому техническому решению соответствие критерию "Новизна". A comparative analysis of the proposed invention and the prototype allows us to conclude that the new is that fly ash is granulated, returned to the furnace and removed from the furnace together with the layer aggregate. This ensures the proposed technical solution meets the criterion of "Novelty."

Способов сжигания твердого топлива, содержащих признаки сходные с отличительными признаками предлагаемого изобретения, при изучении других аналогичных технических решений в данной области техники не обнаружено. Таким образом, заявляемый способ сжигания твердого топлива отвечает также критерию "существенные отличия". Methods for burning solid fuels containing characteristics similar to the distinguishing features of the present invention, while studying other similar technical solutions in the art were not found. Thus, the inventive method of burning solid fuel also meets the criterion of "significant differences".

На чертеже приведена схема реализации предлагаемого способа. The drawing shows a diagram of the implementation of the proposed method.

Сначала дробленое топливо из бункера 1 питателем 2 подают в топку 3 и сжигают в плотном кипящем или циркулирующем слое 4 при 800-1000оС над воздухораспределительной решеткой 5 в потоке воздуха, который подают вентилятором 6. Пылевые фракции исходного угля и частицы, образующиеся при истирании и растрескивании топлива и заполнителя слоя 4, формируют унос (поток витающих частиц). Унос из топки улавливают: крупнофракционный унос - в топочном уловителе 7, а более мелкую летучую золу - в санитарном золоуловителе 8. Далее уловленные циркулирующие частицы в требуемом количестве эжектором 9 по линии пневмотранспорта 10 возвращают на рециркуляцию в топку 3. За счет такой рециркуляции частиц (например, в циркулирующем слое до 200 кг частиц на 1 кг угля и 4-10 кг на 1 г угля в кипящем слое) надслоевой объем включают в топочный процесс. Это повышает изотермичность топки, улучшает выгорание горючих, поглощение оксидов серы и азота, отвод тепла к экранам топки и поверхностям 11 нагрева котла. Слабозапыленный поток дымовых газов за топочным уловителем 7 охлаждают в конвективном газоходе 12, очищают от летучей золы в санитарном золоуловителе 8 и дымососом 13 сбрасывают в дымовую трубу. При переполнении топочного уловителя 7 крупнофракционным уносом его избыток выносится дымовыми газами и вместе с летучей золой поступает в санитарный золоуловитель 8. Из последнего уловленная летучая зола и избыток крупнофракционного уноса подаются по линии 14, гранулируются в грануляторе 15 и возвращаются в виде гранул по тракту 16 для выжигания горючих в топку 3. Периодически или постоянно по мере пеpеполнения слоя 4 отожженные гранулы и заполнитель слоя выводят из топки 3 питателем 17 для использования, например, в стpоительстве. За счет этого более глубокого выжигания горючих из гранул летучей золы повышается экономичность процесса. Выводимые питателем 17 частицы слоя 4 отожженных гранул летучей золы и крупнофракционного уноса так как подаваемый через воздухораспределительную решетку 5 воздух очищает слой от пылевых фракций. First, the crushed fuel from the hopper 1 is fed into the furnace 3 by the feeder 2 and burned in a dense fluidized or circulating layer 4 at 800-1000 ° C above the air distribution grill 5 in the air stream, which is supplied by the fan 6. Dust fractions of the original coal and particles formed during abrasion and cracking fuel and aggregate layer 4, form entrainment (flow of soaring particles). The entrainment from the furnace is captured: coarse-grained entrainment - in the furnace trap 7, and finer fly ash - in the sanitary ash collector 8. Then, the circulated particles in the required quantity are ejected by the ejector 9 through the pneumatic transport line 10 and returned for recycling to the furnace 3. Due to this particle recycling ( for example, in a circulating layer, up to 200 kg of particles per 1 kg of coal and 4-10 kg per 1 g of coal in a fluidized bed) the superlayer volume is included in the combustion process. This increases the isothermality of the furnace, improves the burning of fuels, the absorption of sulfur and nitrogen oxides, the removal of heat to the furnace screens and the heating surfaces 11 of the boiler. The slightly dusty flue gas stream behind the flue trap 7 is cooled in a convection duct 12, cleaned of fly ash in a sanitary ash collector 8 and the exhaust fan 13 is dumped into the chimney. When the furnace trap 7 is overfilled with coarse ablation, its excess is carried out by flue gases and together with the fly ash goes to the sanitary ash collector 8. From the last trapped fly ash and excess coarse fly ash are fed through line 14, granulated in a granulator 15 and returned in the form of granules along path 16 for burning fuels into the furnace 3. Periodically or continuously, as the layer 4 overflows, the annealed granules and the layer aggregate are removed from the furnace 3 by the feeder 17 for use, for example, in construction. Due to this deeper burning of combustible from fly ash pellets, the process becomes more economical. The particles of the layer 4 of annealed granules of fly ash and coarse fly ash removed by the feeder 17, since the air supplied through the air distribution grid 5 cleans the layer of dust fractions.

Таким образом, из топки зола выводится только из одной точки в виде крупных частиц и отожженных гранул. Это экономичнее и снижает загрязнение окружающей среды по сравнению с традиционным удалением золы, где зола выводится по крайней мере из двух точек (из-под топки и санитарных уловителей) и на 40-90% представлена сильно пылящей летучей золой. То же самое можно отметить и по циклу дальнейшего применения золы, например, в строительстве, где отожженные (с низким содержанием горючих) и поэтому прочные гранулы предпочтительнее летучей золы. Thus, ash is removed from the furnace only from one point in the form of large particles and annealed granules. This is more economical and reduces environmental pollution compared to traditional ash removal, where ash is removed from at least two points (from under the furnace and sanitary traps) and is 40-90% highly dusty flying ash. The same can be noted in the cycle of further use of ash, for example, in construction, where annealed (low combustible) and therefore strong granules are preferable to fly ash.

Здесь не приводится конкретизация схемы реализации процесса: вместо эжектора 9 с линией пневмотранспорта 10 можно установить аэрожелоб и др. ; в большинстве типов топочных уловителей 7 (циклоны, поворот над сборным бункером, осадительные камеры) избыток уловленных циркулирующих частиц просто выносится потоком газов в санитарный золоуловитель 8; гранулирование осуществляют в грануляторе 15 по известным способам (окатывание на вращающихся столах и в барабанах, прессование в валковых и других прессах, продавливание через фильеры и др. ) возможно с добавкой цементирующих присадок. It does not provide a concretization of the process implementation scheme: instead of an ejector 9 with a pneumatic conveying line 10, an aeroform can be installed, etc. in most types of furnace traps 7 (cyclones, turning over a collecting hopper, sedimentation chambers), excess trapped circulating particles are simply carried by a stream of gases to a sanitary ash collector 8; granulation is carried out in granulator 15 by known methods (rolling on rotary tables and in drums, pressing in roller and other presses, forcing through dies, etc.) is possible with the addition of cementitious additives.

Применение предлагаемого способа по сравнению с прототипом обеспечивает повышение экономности использования топлива и снижение загрязнения окружающей среды, так как повышается выжигание горючих из летучей золы; зола выводится из одной точки (из слоя) в виде обеспыленных частиц золы и отожженных гранул, сфомированных из летучей золы, что предпочтительнее для дальнейшего использования золы, например, в строительстве. (56) 1. Патент США N 4177741, кл. F 23 D 1/00, опублик. 1980. The application of the proposed method in comparison with the prototype provides increased fuel economy and reduced environmental pollution, as it increases the burning of fuels from fly ash; the ash is removed from one point (from the layer) in the form of dust-free particles of ash and annealed granules made of fly ash, which is preferable for further use of ash, for example, in construction. (56) 1. U.S. Patent No. 4,177,741, cl. F 23 D 1/00, published. 1980.

2. Авторское свидетельство СССР N 1442803, кл. D 23 C 11/02, 1988. 2. Copyright certificate of the USSR N 1442803, cl. D 23 C 11/02, 1988.

Claims

METHOD OF COMBUSTION by feeding solid fuel into the aggregate layer, collecting coarse fly ash and fly ash, and then returning it to a bed, characterized in that, in order to increase economy and reduce environmental pollution, granulated coarse fly ash and fly ash are granulated additionally before being returned to the bed together, and from the layer remove excess aggregate with burnt granules.