RU2022624C1 - Method of cleaning and removing fuel gases - Google Patents
Method of cleaning and removing fuel gases Download PDFInfo
- Publication number
- RU2022624C1 RU2022624C1 SU4910248A RU2022624C1 RU 2022624 C1 RU2022624 C1 RU 2022624C1 SU 4910248 A SU4910248 A SU 4910248A RU 2022624 C1 RU2022624 C1 RU 2022624C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- zone
- neck
- gases
- water
- border
- Prior art date
Links
Landscapes
- Treating Waste Gases (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам очистки и отвода дымовых газов, преимущественно, от котлоагрегатов, но может быть использовано также в других отраслях промышленности, например в черной металлургии. The invention relates to methods for cleaning and removal of flue gases, mainly from boiler units, but can also be used in other industries, for example in the steel industry.
Известен способ очистки и отвода дымовых газов от котлоагрегата, работающего от сжигания угля, при котором дымовые газы последовательно обрабатывают водой в золоуловителе с трубами Вентури, сепарируют в каплеуловителях, а затем через дымососы, всасывающие и напорные газоходы отводят в вытяжную трубу. Достаточно высокая эффективность улавливания золы в известном способе обеспечивается преимущественно за счет использования нового в технологическом и конструктивном отношении типа каплеуловителя, а именно мокрого, многовводного, кольцевого, снабженного цилиндрической вставкой. Такой каплеуловитель имеет высокую материалоемкость и стоимость, а также требует повышенного расхода воды на пленочное орошение наружной и внутренней поверхностей цилиндров, что служит препятствием к его широкому внедрению, особенно при реконструкции системы очистки дымовых газов действующего котлоагрегата, когда необходимо предварительно демонтировать существующие каплеуловители. A known method of purification and removal of flue gases from a boiler operating from coal combustion, in which flue gases are sequentially treated with water in an ash collector with Venturi pipes, is separated in droplet eliminators, and then through exhaust fans, suction and pressure ducts are led into an exhaust pipe. A sufficiently high efficiency of ash collection in the known method is ensured mainly through the use of a new technologically and constructively type droplet eliminator, namely a wet, multi-lead, annular, equipped with a cylindrical insert. Such a droplet eliminator has a high material consumption and cost, and also requires increased water consumption for film irrigation of the outer and inner surfaces of the cylinders, which serves as an obstacle to its widespread adoption, especially when reconstructing the flue gas treatment system of an existing boiler unit, when it is necessary to dismantle existing droplet eliminators beforehand.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ очистки и отвода дымовых газов, включающий последовательно обработку дымовых газов водой в золоуловителе с трубами Вентури, сепарацию в каплеуловителях, смешение с подогретым воздухом на выходе из последних и отвод газа через дымососы, всасывающие и напорные газоходы в вытяжную трубу. The closest to the proposed technical essence and the achieved result is a method of cleaning and exhausting flue gases, which includes sequentially treating the flue gas with water in an ash collector with venturi pipes, separating it in droplet eliminators, mixing with heated air at the outlet of the latter and exhausting gas through smoke exhausters that suction and pressure ducts in the exhaust pipe.
Известный способ обеспечивает эффективную очистку дымовых газов от пыли, в частности за счет организации более эффективного смешения газовых потоков, применения последовательно соединенных скоростных концентраторов пыли в виде циклонов и дополнительной коагуляции пыли на входе и выходе трубы Вентури. Однако преимущества известного способа в полной мере проявляются только при очистке и отводе дымовых газов от агрегатов черной металлургии. Известные попытки внедрить аналогичную технологическую схему очистки и отвода дымовых газов для котлоагрегатов (например, на Иркутской ТЭЦ-10), работающего на сжигании угля и снабженного системой воздухоподогрева, успехом не увенчались. Причины этого заключаются в следующем: во-первых, котлоагрегат работает в различных, существенно отличающихся режимах нагрузки, например от 60 до 100% его мощности, в связи с чем не представляется возможным осуществлять вручную такую регулировку запорно-регулирующей арматуры, при которой на всей ширине диапазона изменения режима работы котлоагрегата обеспечивалось бы одновременное выполнение двух условий, а именно достижение степени очистки газов от золы не ниже заданной и поддержание заданной оптимальной температуры отводимых газов в напорных газоходах, при которой в последних, а также в дымовой трубе не образуется конденсат и, кроме того, обеспечивается необходимое рассеивание отводимых газов в верхних слоях атмосферы;
во-вторых, сжигание угля неизбежно сопровождается образованием золы, причем зольность углей некоторых месторождений весьма значительна. Отрицательная роль золы проявляется как в связи с ее абразивными свойствами, так и в связи со свойством при контакте с водой образовывать соединения кальция, которые имеют тенденцию откладываться на стенках. Поэтому использование известного способа для котлоагрегата, работающего на сжигание угля, неизбежно вызовет, с одной стороны, ускоренный абразивный износ последовательно соединенных циклонов и связанных с ними трубопроводов, а с другой стороны, может привести к образованию прочных отложений, например в зоне эжекции зологазового концентрата и внутри каплеуловителя, в зоне установки циклона. Все это в конечном итоге снизит эффективность очистки и отвода газов от котлоагрегата.The known method provides effective cleaning of flue gases from dust, in particular due to the organization of more efficient mixing of gas flows, the use of series-connected high-speed dust concentrators in the form of cyclones and additional dust coagulation at the inlet and outlet of the venturi. However, the advantages of the known method are fully manifested only when cleaning and removing flue gases from ferrous metallurgy units. Known attempts to introduce a similar technological scheme for the cleaning and removal of flue gases for boilers (for example, at the Irkutsk TPP-10), which works on the combustion of coal and equipped with an air heating system, were unsuccessful. The reasons for this are as follows: firstly, the boiler operates in various, significantly different load conditions, for example, from 60 to 100% of its capacity, and therefore it is not possible to manually perform such adjustment of shut-off and control valves, in which the entire width a range of changes in the operation mode of the boiler unit would ensure the simultaneous fulfillment of two conditions, namely, achieving a degree of gas purification from ash not lower than the specified one and maintaining a given optimal temperature of the exhaust gases in n open gas ducts, in which condensate does not form in the latter, as well as in the chimney, and, in addition, the necessary dispersion of the exhaust gases in the upper atmosphere is ensured;
secondly, the burning of coal is inevitably accompanied by the formation of ash, and the ash content of coal from some deposits is very significant. The negative role of ash is manifested both in connection with its abrasive properties, and in connection with the property, when in contact with water, to form calcium compounds, which tend to be deposited on the walls. Therefore, the use of the known method for a boiler burning coal will inevitably cause, on the one hand, accelerated abrasive wear of serially connected cyclones and associated pipelines, and on the other hand, can lead to the formation of strong deposits, for example, in the zone of ejection of zologase concentrate and inside the droplet eliminator, in the installation zone of the cyclone. All this will ultimately reduce the efficiency of cleaning and removing gases from the boiler.
Цель изобретения - повышение эффективности очистки и отвода газов от котлоагрегата, работающего на сжигании угля и снабженного системой воздухоподогpева, в широком диапазоне изменения режима его работы. The purpose of the invention is to increase the efficiency of purification and removal of gases from a boiler unit operating on coal combustion and equipped with an air heating system, in a wide range of changes in its operation mode.
Поставленная цель достигается за счет того, что в известном способе очистки и отвода дымовых газов, включающем последовательную обработку дымовых газов водой в золоуловителе с трубами Вентури, сепарацию в каплеуловителях, смешение с подогретым воздухом на выходе из последних и отвода газа через дымососы, всасывающие и напорные газоходы в вытяжную трубу, воду центрально распыляют в каждой трубе Вентури последовательно в четырех зонах, в первой зоне - навстречу потоку газов с размещением границы зоны орошения в пределах двух третей длины конфузора от начала горловины, во второй зоне - по ходу потока газов с размещением границы зоны орошения в пределах горловины, в третьей зоне - навстречу потоку газов с размещением границы зоны орошения в диффузоре на расстоянии от конца горловины 0,4-0,8 диаметра горловины, в четвертой зоне - в диффузоре с размещением границы зоны орошения на расстоянии от конца горловины, составляющим не менее одного ее диаметра, в первых трех зонах воду распыляют в форме полых факелов, в последней зоне - в форме объемного факела, при этом расход воды для всех зон и расход подогретого воздуха непрерывно автоматически и синхронно регулируют в большую или меньшую сторону по величине отклонения соответственно в большую или меньшую сторону температуры газов в напорных газоходах от оптимальной. This goal is achieved due to the fact that in the known method of cleaning and exhausting flue gases, including sequential treatment of flue gases with water in an ash collector with venturi pipes, separation in droplet eliminators, mixing with heated air at the outlet of the latter and exhaust gas through smoke exhausters, suction and pressure gas ducts into the exhaust pipe, water is centrally sprayed in each venturi in succession in four zones, in the first zone - towards the gas flow with the placement of the border of the irrigation zone within two-thirds of the length onfusor from the beginning of the neck, in the second zone - along the gas flow with the location of the border of the irrigation zone within the neck, in the third zone - towards the gas flow with the location of the border of the irrigation zone in the diffuser at a distance from the neck end of 0.4-0.8 of the neck diameter , in the fourth zone - in the diffuser with the irrigation zone border placed at a distance from the neck end of at least one of its diameter, in the first three zones water is sprayed in the form of hollow torches, in the last zone - in the form of a volumetric torch, while the water flow for all s n and the flow rate of preheated air continuously and automatically synchronously adjusted up or down in magnitude of deviation, respectively, in higher or lower gas temperature in the pressure ducts optimal.
На чертеже схематически изображено устройство для реализации предлагаемого способа. The drawing schematically shows a device for implementing the proposed method.
Схема включает котлоагрегат 1, газоход 2, конфузор 3, горловину 4 и диффузор 5 трубы Вентури, газоход 6, центробежный каплеуловитель 7, всасывающий газоход 8, дымосос 9, напорный газоход 10, вытяжную трубу 11, систему воздухоподогрева 12 котлоагрегата 1, воздуховод 13, двуфакельную форсунку 14, установленную по оси конфузора 3 и образующую противоположно направленные полые факелы, двуфакельную форсунку 15, установленную по оси диффузора 5 и образующую противоположно направленные факелы, один из которых - полый, а другой - объемный и направлен по ходу дымовых газов, датчики температуры 16, шибер 17, вентили 18, клапан 19, исполнительный механизм 20, электронный регулятор температуры 21. The scheme includes boiler 1, gas duct 2, confuser 3, neck 4 and diffuser 5 of the Venturi pipe, gas duct 6, centrifugal drop catcher 7, suction duct 8, exhaust fan 9, pressure duct 10, exhaust pipe 11, air heating system 12 of boiler 1, duct 13, two-flare nozzle 14 mounted along the axis of the confuser 3 and forming oppositely directed hollow flares, two-flare nozzle 15 installed along the axis of the diffuser 5 and forming oppositely directed torches, one of which is hollow and the other is voluminous and smoke is directed along the direction O gas, the temperature sensors 16, slide valve 17, check valves 18, valve 19, actuator 20, an electronic temperature controller 21.
Способ осуществляют следующим образом. Опытным путем определяют такое положение двуфакельных форсунок 14 и 15 на осях конфузора 3 и диффузора 5 трубы Вентури, чтобы границы всех зон орошения от четырех факелов при минимальном и максимальном расходе воды находились на стенках трубы Вентури в пределах, указанных выше. При этом не должно быть такого положения, когда какой-либо факел не образует на стенке трубы Вентури границы зоны орошения, поскольку это означало бы, что часть воды, идущей на образование соответствующего факела, используется неэффективно из-за того, что не весь объем дымового газа в этом случае подвергается орошению. Установлено, что, если в конфузоре 3 граница зоны орошения первого факела первой зоны находится на таком расстоянии от горловины 4, которая превышает две трети длины конфузора 3, то это неизбежно приведет к образованию на стенке конфузора 3 в его средней части отложений золы. Если граница зоны орошения второго факела выходит за пределы горловины 4, то это существенно отразится на работе установки. При этом в случае размещения границы зоны орошения в пределах конфузора 3 произойдет снижение скорости газового потока, что соответственно повлечет за собой уменьшение жесткости (скорости составляющих факел капелек воды) и первого факела, который не будет достигать стенок конфузора 3 и соответственно на весь объем проходящего газа будет орошаться распыленным факелом, в результате чего снизится эффективность золоулавливания. В случае размещения границы зоны орошения второго факела в пределах диффузора из-за высокой скорости газового потока, по крайней мере, большая часть факела не будет достигать стенок диффузора, что также повлечет за собой снижение эффективности золоулавливания. The method is as follows. Empirically determine the position of the two-nozzle nozzles 14 and 15 on the axes of the confuser 3 and the diffuser 5 of the venturi so that the boundaries of all irrigation zones from four flares with minimum and maximum water flow are on the walls of the venturi within the limits indicated above. In this case, there should not be such a situation when a torch does not form the boundaries of the irrigation zone on the wall of the Venturi pipe, since this would mean that part of the water used to form the corresponding torch is not used efficiently because not all of the smoke gas in this case is irrigated. It has been established that if in the confuser 3 the boundary of the irrigation zone of the first torch of the first zone is at such a distance from the neck 4 that exceeds two thirds of the length of the confuser 3, this will inevitably lead to the formation of ash on the wall of the confuser 3 in its middle part. If the boundary of the irrigation zone of the second torch extends beyond the neck 4, then this will significantly affect the operation of the installation. Moreover, if the border of the irrigation zone is placed within confuser 3, the gas flow rate will decrease, which will entail a decrease in stiffness (speed of the water droplets making up the torch) and the first torch, which will not reach the walls of confuser 3 and, accordingly, the entire volume of passing gas will be irrigated by a sprayed torch, resulting in reduced ash collection efficiency. If the boundary of the irrigation zone of the second plume is placed within the diffuser due to the high gas flow rate, at least a large part of the plume will not reach the walls of the diffuser, which will also entail a reduction in the efficiency of ash collection.
Если в третьей зоне орошения, находящейся в пределах диффузора 5, граница зоны орошения будет находиться от горловины 4 на расстоянии менее 0,4 ее диаметра, то из-за высокой скорости газового потока не все капельки воды факела будут достигать стенки диффузора 5, что равносильно уменьшению количества улавливаемых частичек золы. Если же граница из-за недостаточного давления в форсунке будет находиться от горловины 4 на расстоянии более 0,8 ее диаметра, то это отрицательно скажется на жесткости факела и приведет к уменьшению плотности распределения составляющих его капелек воды, что в конечном счете снизит эффективность золоулавливания. If in the third irrigation zone located within the diffuser 5, the boundary of the irrigation zone will be less than 0.4 of its diameter from the neck 4, then due to the high gas flow velocity not all water droplets of the torch will reach the wall of the diffuser 5, which is equivalent to reduce the amount of ash particles caught. If, due to insufficient pressure in the nozzle, the boundary is at a distance of more than 0.8 of its diameter from the neck 4, this will adversely affect the stiffness of the torch and lead to a decrease in the distribution density of the water droplets constituting it, which will ultimately reduce the efficiency of ash collection.
Если в четвертой зоне орошения, также находящейся в пределах диффузора 5, сместить границу зоны орошения к горловине 4 на расстояние, составляющее менее одного ее диаметра, то в этом случае опять-таки из-за высокой скорости газового потока не произойдет полного раскрытия объемного факела и плотность орошения не будет равномерной по всей площади поперечного сечения, что соответственно снизит эффективность очистки газа. If in the fourth irrigation zone, also located within the diffuser 5, the boundary of the irrigation zone is shifted to the neck 4 by a distance of less than one of its diameter, then again, due to the high velocity of the gas flow, the volumetric plume will not fully open and irrigation density will not be uniform over the entire cross-sectional area, which will accordingly reduce the efficiency of gas purification.
При работе котлоагрегата 1 в среднем режиме нагрузки, например 75% мощности, опытным путем определяют оптимальный расход воды на форсунки 14 и 15. Оптимальный расход будет соответствовать минимальному, обеспечивающему задаваемую степень очистки газов от золы, например 98,5%. После этого устанавливают шибер 17 таким образом, чтобы датчики температуры 16 в напорном газоходе 10 зафиксировали оптимальную температуру, определяемую по известной методике, изложенной в специальной литературе, или на основании опыта эксплуатации котлоагрегата 1. Затем переводят котлоагрегат 1 в другой режим нагрузки, например 100% мощности. Это приведет к увеличению концентрации золы, а также к увеличению температуры отводимых газов в напорном газоходе 10 в зависимости от величины отклонения температуры от оптимальной в электронном регуляторе температуры 21 формируется команда на исполнительный механизм 20, автоматически открывающий клапан 19 для увеличения расхода воды и шибер 17 для увеличения расхода подогретого воздуха из системы воздухоподогрева 12. When the boiler unit 1 is in the average load mode, for example, 75% of the power, the optimal water flow rate for nozzles 14 and 15 is determined experimentally. The optimal flow rate will correspond to the minimum one that provides the set degree of gas purification from ash, for example 98.5%. After that, the gate 17 is installed so that the temperature sensors 16 in the pressure duct 10 record the optimum temperature, determined by the known method described in the literature, or based on the operating experience of boiler unit 1. Then, the boiler unit 1 is transferred to another load mode, for example 100% power. This will lead to an increase in the ash concentration, as well as to an increase in the temperature of the exhaust gases in the pressure duct 10, depending on the temperature deviation from the optimum temperature in the electronic temperature controller 21, a command is issued to the actuator 20, automatically opening the valve 19 to increase the flow rate of water and the gate 17 for increase the consumption of heated air from the air heating system 12.
Степень открытия клапана 19 синхронизируют со степенью открытия шибера 17, исходя из того, что повышенный расход воды на форсунки обеспечивает степень очистки дымовых газов, имеющих более высокую концентрацию золы (98,5%), а повышенный расход подогретого воздуха, смешиваемого с отводимыми газами в верхней части каплеуловителя 7, компенсирует полностью переохлаждение дымовых газов в трубе Вентури, что произойдет тогда, когда датчики 16 зафиксируют заданную оптимальную температуру. The degree of opening of the valve 19 is synchronized with the degree of opening of the gate 17, based on the fact that the increased flow rate of water to the nozzles ensures the degree of purification of flue gases having a higher ash concentration (98.5%), and the increased flow rate of heated air mixed with the exhaust gases in the upper part of the droplet eliminator 7, completely compensates for the overcooling of flue gases in the venturi, which will happen when the sensors 16 record a predetermined optimal temperature.
После этого котлоагрегат 1 может эксплуатироваться в широком диапазоне изменения режима его работы при сохранении высокой эффективности очистки и отвода дымовых газов. After that, the boiler unit 1 can be operated in a wide range of changes in its operation mode while maintaining high efficiency of cleaning and removal of flue gases.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU4910248 RU2022624C1 (en) | 1990-12-05 | 1990-12-05 | Method of cleaning and removing fuel gases |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU4910248 RU2022624C1 (en) | 1990-12-05 | 1990-12-05 | Method of cleaning and removing fuel gases |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2022624C1 true RU2022624C1 (en) | 1994-11-15 |
Family
ID=21559977
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU4910248 RU2022624C1 (en) | 1990-12-05 | 1990-12-05 | Method of cleaning and removing fuel gases |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2022624C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2506498C1 (en) * | 2012-05-22 | 2014-02-10 | Научно-производственное акционерное общество закрытого типа (НПАО) "ЗОЯ" | Combustion method of chlorine-containing solid wastes, and device for its implementation |
| CN104888558A (en) * | 2015-06-16 | 2015-09-09 | 河南海力特机电制造有限公司 | High-pressure water-mist venturi pipe assembly |
| CN110987977A (en) * | 2019-12-31 | 2020-04-10 | 中国热带农业科学院农业机械研究所 | Intelligent servo cylinder type purification and separation control system and method |
-
1990
- 1990-12-05 RU SU4910248 patent/RU2022624C1/en active
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Авторское свидетельство СССР N 1284583, кл. B 01D 47/00, 1985. * |
| Л.И.Кропп и др. Золоуловители с трубами Вентури на тепловых электростанциях. М.: Энергия. 1977, с.23, рис.21, с.105, рис.3-12. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2506498C1 (en) * | 2012-05-22 | 2014-02-10 | Научно-производственное акционерное общество закрытого типа (НПАО) "ЗОЯ" | Combustion method of chlorine-containing solid wastes, and device for its implementation |
| CN104888558A (en) * | 2015-06-16 | 2015-09-09 | 河南海力特机电制造有限公司 | High-pressure water-mist venturi pipe assembly |
| CN110987977A (en) * | 2019-12-31 | 2020-04-10 | 中国热带农业科学院农业机械研究所 | Intelligent servo cylinder type purification and separation control system and method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4272499A (en) | Process and apparatus for the removal of particulate matter and reactive or water soluble gases from carrier gases | |
| CN101036847A (en) | Device for purifying air by eliminating smoke and dust and the technique thereof | |
| US4057602A (en) | Venturi scrubber | |
| CN102172468A (en) | Three-pass dedusting devulcanizer | |
| US4483258A (en) | Incinerator steam generation system | |
| CN201628227U (en) | Remains and offering incineration and post-treatment equipment | |
| CN104279759A (en) | Self-cleaning gas water heater and automatic cleaning method thereof | |
| RU2022624C1 (en) | Method of cleaning and removing fuel gases | |
| CN109012101B (en) | Ceramic flue gas dust removal desulfurization denitration system | |
| CN111575435B (en) | Primary dry dedusting system and method for ultra-clean gas recovery converter | |
| CN208907617U (en) | Burner, combustion system and bituminous mixing plant | |
| CN218208277U (en) | Natural gas line cleaning device | |
| CN209501207U (en) | A kind of coke oven uncontrollable discharge pollutant comprehensive treatment system | |
| RU2425289C1 (en) | Flame neutraliser of industrial wastes | |
| CN110639284A (en) | Exhaust funnel and method for wet dust removal and purification | |
| GB2101497A (en) | Combined scrubber and cyclone | |
| CN109513270A (en) | Supersonic speed fume-dehydrating degranulation object separator | |
| CN204447645U (en) | A kind of whirlwind atomizing desulfurizing dust-collector | |
| CN209246062U (en) | A kind of nitrogen oxides device reducing offal biomass fuel combustion | |
| RU151242U1 (en) | DISPOSAL AND CLEANING INSTALLATION | |
| CN208907618U (en) | Burner, combustion system and bituminous mixing plant | |
| CN1040843C (en) | A method and an installation for cleaning the exhaust gas leaving a large diesel engine | |
| CN207951084U (en) | Pelletizing denitrating flue gas processing system | |
| RU2027526C1 (en) | Method of gas cleaning from dust | |
| CN213777732U (en) | Sludge treatment system |