RU2028465C1 - Heat-generating unit - Google Patents
Heat-generating unit Download PDFInfo
- Publication number
- RU2028465C1 RU2028465C1 SU904892022A SU4892022A RU2028465C1 RU 2028465 C1 RU2028465 C1 RU 2028465C1 SU 904892022 A SU904892022 A SU 904892022A SU 4892022 A SU4892022 A SU 4892022A RU 2028465 C1 RU2028465 C1 RU 2028465C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat
- unit
- evaporator
- nitrogen
- sulfur
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
- F22B31/00—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements of dispositions of combustion apparatus
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/34—Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery
Abstract
Description
Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к устройствам для сжигания топлива при осуществлении различных технологических процессов. The invention relates to a power system, and in particular to devices for burning fuel in the implementation of various technological processes.
Известна тепловая установка, содержащая вертикальную камеру сгорания кольцевой формы с помещенным в верхней части горелочным устройством для создания направленного вниз кольцевого пламенного потока, снабженным прямоточным выходным насадком, и установленную по оси камеры над горелочным устройством форсунку для подачи в пламя дополнительных топливосодержащих веществ. A thermal installation is known, comprising a vertical annular combustion chamber with a burner placed in the upper part to create a downward annular flame flow equipped with a direct-flow outlet nozzle, and a nozzle mounted along the chamber axis above the burner device to supply additional fuel-containing substances to the flame.
Недостатком этой тепловой установки является значительный выброс вредных веществ в атмосферу. The disadvantage of this thermal installation is a significant emission of harmful substances into the atmosphere.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является тепловой агрегат, содержащий камеру сгорания с системой подготовки и подачи топлива, камеру сгорания, теплоиспользующую установку, блок утилизации топочных газов и дымовую трубу. Его принимаем за прототип. The closest technical solution to the proposed one is a thermal unit containing a combustion chamber with a fuel preparation and supply system, a combustion chamber, a heat using unit, a flue gas recovery unit and a chimney. We take it for a prototype.
Недостатком указанного технического решения является значительное содержание вредных выбросов в газах, выходящих через дымовую трубу. The disadvantage of this technical solution is the significant content of harmful emissions in gases exiting through the chimney.
Целью изобретения является снижение вредных выбросов в атмосферу. The aim of the invention is to reduce harmful emissions.
Указанная цель достигается тем, что в соответствии с прототипом тепловой агрегат содержит систему подготовки и подачи топлива, камеру сгорания, теплоиспользующий узел, блок утилизации топочного газа и дымовую трубу, а в соответствии с предлагаемым техническим решением агрегат дополнительно содержит блок подготовки окислителя (блок разделения воздуха), газопровод, водопровод и кислородопровод для подачи компонентов смеси в камеру сгорания, которая содержит парогенератор, соединенный на выходе с фракционным конденсатором топочного газа, состоящим из водяного конденсатора смешения, соединенного через компрессор с входом испарителя холодильной машины, который на выходе соединен через продувочную колонну и испаритель-конденсатор с блоком утилизации тепла, блок утилизации тепла, содержащий теплообменник для подогрева углекислого газа, соединенный через газовую турбину с дымовой трубой, и теплообменник кислого конденсата для подогрева куба ректификационной колонны, ректификационную колонну, которая параллельно с испарителем холодильной машины и испарителем-конденсатором соединена с блоком переработки окислов азота, серы и углерода. This goal is achieved by the fact that, in accordance with the prototype, the thermal unit contains a fuel preparation and supply system, a combustion chamber, a heat-using unit, a flue gas recovery unit and a chimney, and in accordance with the proposed technical solution, the unit further comprises an oxidizer preparation unit (air separation unit ), a gas pipeline, a water pipe and an oxygen pipe for supplying the components of the mixture to the combustion chamber, which contains a steam generator connected at the outlet to the fractional flue gas condenser and, consisting of a water mixing condenser connected through a compressor to the inlet of the refrigeration machine evaporator, which is connected at the outlet through a purge column and an evaporator-condenser with a heat recovery unit, a heat recovery unit containing a heat exchanger for heating carbon dioxide, connected through a gas turbine to a flue a pipe, and an acid condensate heat exchanger for heating the distillation column cube, a distillation column which is parallel to the evaporator of the refrigeration machine and the condensate evaporator the torus is connected to the processing unit of oxides of nitrogen, sulfur and carbon.
На чертеже показан предлагаемый агрегат. The drawing shows the proposed unit.
Воздушный компрессор 1 соединен с блоком 2 разделения воздуха, который на выходе имеет кислородопровод 3. Газопровод 4 соединен со смесителем 5 и водопроводом 6. Кислородопровод 3 и смеситель 5 соединены с топкой 7. Блок 2 через азотопровод 8 соединен с трубой 9. В топке 7 установлены система 10 получения пара и теплообменник 11 углекислого газа. На выходе топка 7 соединена с конденсатором 12 смешения. В конденсаторе 12 установлена часть теплообменника 13, другая часть которого установлена в ректификационной колонне 14. Конденсатор 12 трубопроводом 15 соединен со сборником 16 кислого конденсата, который соединен с насосом 17 и через трубопровод 18 с колонной 14. Насос 17 через эжектор 19 соединен с водопроводом 6 и ректификационной колонной 14. Конденсатор 12 через компрессор 20 соединен с испарителем 21 холодильной машины 22, который на выходе соединен через вентиль 23 с продувочной колонной 24, которая через трубопровод 25 соединена с холодильной машиной 22. Испаритель-конденсатор 21 через трубопровод 26 соединен с блоком 27 переработки окислов азота, серы, углерода, который также через трубопровод 28 соединен с колонной 24. Последняя соединена с компрессором 29 и всасывающей стороной насоса 30, который нагнетательной стороной соединен с испарителем 21. Испаритель 21 через теплообменник 11 соединен с турбиной 31, которая на выхлопе соединена с трубой 9. Колонна 14 трубопроводом 32 соединена с блоком 27. The
Тепловой агрегат работает следующим образом. The thermal unit operates as follows.
Воздух всасывается компрессором 1, сжимается и поступает в блок 2 разделения воздуха, где разделяется на кислород и азот. Азот по азотопроводу 8 поступает в трубу 9 и выбрасывается в атмосферу. Кислород из блока 2 по кислородопроводу 3 поступает в топку 7 котла. The air is sucked in by the
Природный газ (или мазут) по газопроводу 4 подают в смеситель 5, где смешивают в поступающим из трубопровода 6 (водопровода) кислым конденсатом. Водогазовая смесь (смесь кислого конденсата и природного газа) поступает в топку, ее смешивают с кислородом и сжигают. Тепло продуктов реакции используют для выработки пара в системе 10 получения пара и для подогрева углекислого газа в теплообменнике 11. Natural gas (or fuel oil) is supplied through a
Из охлажденных продуктов сгорания в конденсаторе 12 конденсируют воду, которая при конденсации поглощает часть окислов азота, серы и кислорода, образуя кислый конденсат. Кислый конденсат собирается в нижней части конденсатора 12 и охлаждается за счет подогрева с помощью теплообменника 13 кубовой части колонны 14. Охлажденный кислый конденсат по трубопроводу 15 сливается в сборник 16, откуда насосом 17 подается на разбрызгивание в конденсатор 12 и в эжектор 19, создающий разрежение в ректификационной колонне 14, из которого через водопровод 6 поступает в смеситель 5. Часть кислого конденсата из сборника 16 по трубопроводу 18 поступает в колонну 14, где из кислого конденсата производят отгонку воды, поступающей на смешение с природным газом (мазутом). Оставшиеся в кубе колонны 14 концентрированные кислоты по трубопроводу 32 подают на переработку в блок 27. Не сконденсированные в конденсаторе 12 газы, которые на 90% состоят из углекислого газа, сжимают компрессором 20 до давления 20-30 атм и подают в испаритель 21 холодильной машины 22. В испарителе 21 углекислый газ сжижается, растворяя в себе часть окислов азота и серы, и поступает в дроссельный вентиль 23. Не сконденсированные газы выводятся в блок 27 по трубопроводу 26. В дроссельном вентиле 23 углекислый газ расширяется до давления около 5 атм и превращается в снегообразную массу, которая поступает в продувочную колонну 24, где из нее отдуваются растворенные окислы азота и серы. Сдувочный газ отводится на очистку в блок 27 по трубопроводу 28, часть испарившегося углекислого газа сжимается компрессором 29, охлаждается за счет кипения хладоагента, поступающего по трубопроводу 25 из холодильной машины 22, смешивается со снегообразной массой углекислого газа, повышая общее давление в системе до 10-20 атм. Это приводит к плавлению снегообразной массы, которая переходит в жидкость. Полученную в колонне 24 жидкость снижают насосом 30 до 300 атм, последовательно подогревают в испарителе-конденсаторе 21 и теплообменнике 11 и расширяют в турбине 31, используя работу расширения углекислого газа на привод компрессора 1. Отработанный углекислый газ через трубу 9 выбрасывают в атмосферу. Из блока 27 выводят продукционные кислоты. Water is condensed from the cooled combustion products in the
При использовании изобретения выбросы вредных веществ через трубу могут быть сокращены до 900 раз. When using the invention, emissions of harmful substances through the pipe can be reduced up to 900 times.
Это подтверждается следующим расчетом. Расчет проводится без учета сокращения образования NO при сжигании топлива в среде водяного пара. This is confirmed by the following calculation. The calculation is carried out without taking into account the reduction in NO formation during fuel combustion in water vapor.
В существующих системах при сжигании топлива образуется от 400 до 200 мг NO/м3. Принимаем для расчета 200 мг NO/м3. По условиям конденсации возможно поглощение конденсатом до 4 мг NO/м3. На выходе из конденсатора объем топочного газа сокращается в 10 раз, что приводит к повышению концентрации NO до 6,5 об.%. Если концентрация азота в кислороде, поступающем из блока разделения, достигает 0,5 об.%, то концентрация азота на выходе из конденсатора может достигать 10%.In existing systems, from 400 to 200 mg NO / m 3 is generated during fuel combustion. Accepted for the calculation of 200 mg NO / m 3 . According to the condensation conditions, up to 4 mg NO / m 3 absorption by the condensate is possible. At the outlet of the condenser, the volume of flue gas is reduced by 10 times, which leads to an increase in the concentration of NO to 6.5 vol.%. If the concentration of nitrogen in oxygen coming from the separation unit reaches 0.5 vol.%, Then the concentration of nitrogen at the outlet of the condenser can reach 10%.
При использовании серосодержащих топлив концентрация SO2 на выходе из топки составит 400 мг/м3 или 0,625 об.%. При температуре конденсации возможно поглощение до 8 мг/м3, тогда на выходе из конденсатора количество SO2 составит 392 мг/м3 или 6,25 об.%. Растворение SO2 в СО2 может достигать 2,0 мг/м3. Таким образом возможно сокращение выхлопа NO в 100 раз, а SO2 - в 200 раз на 1 м3 СО2. При добавлении в СО2 азота из блока разделения концентрация окислов может сократиться в 900 раз.When using sulfur-containing fuels, the concentration of SO 2 at the outlet of the furnace will be 400 mg / m 3 or 0.625 vol.%. At a condensation temperature, absorption up to 8 mg / m 3 is possible, then at the outlet of the condenser the amount of SO 2 will be 392 mg / m 3 or 6.25 vol.%. The dissolution of SO 2 in CO 2 can reach 2.0 mg / m 3 . Thus, it is possible to reduce NO emissions by 100 times, and SO 2 - by 200 times per 1 m 3 of CO 2 . When nitrogen is added to CO 2 from the separation unit, the concentration of oxides can decrease by 900 times.
Предлагаемое техническое решение обладает следующими преимуществами: снижение выброса вредных веществ в атмосферу и водоемы; получение практически чистого СО2, азотной и серной кислот; полностью ликвидируется выброс сажи; способность сжигать любое топливо; улавливание реакционной воды; отсутствие высокой дымовой трубы.The proposed technical solution has the following advantages: reducing the emission of harmful substances into the atmosphere and water bodies; obtaining almost pure CO 2 , nitric and sulfuric acids; soot emission is completely eliminated; ability to burn any fuel; capture of reaction water; lack of a high chimney.
Claims (1)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU904892022A RU2028465C1 (en) | 1990-12-18 | 1990-12-18 | Heat-generating unit |
PCT/SU1991/000261 WO1992011446A1 (en) | 1990-12-18 | 1991-12-16 | Thermal plant |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU904892022A RU2028465C1 (en) | 1990-12-18 | 1990-12-18 | Heat-generating unit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2028465C1 true RU2028465C1 (en) | 1995-02-09 |
Family
ID=21550669
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU904892022A RU2028465C1 (en) | 1990-12-18 | 1990-12-18 | Heat-generating unit |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2028465C1 (en) |
WO (1) | WO1992011446A1 (en) |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CH527360A (en) * | 1970-08-12 | 1972-08-31 | Sulzer Ag | Process for operating a gas-steam turbine system and gas-steam turbine system for carrying out the process |
GB1298434A (en) * | 1971-05-21 | 1972-12-06 | John Joseph Kelmar | Non-polluting constant output electric power plant |
DE2835852C2 (en) * | 1978-08-16 | 1982-11-25 | Kraftwerk Union AG, 4330 Mülheim | Combined gas-steam power plant with a gasification device for the fuel |
SU1213308A1 (en) * | 1984-02-10 | 1986-02-23 | Aliev Amil R | Thermal generating set |
-
1990
- 1990-12-18 RU SU904892022A patent/RU2028465C1/en active
-
1991
- 1991-12-16 WO PCT/SU1991/000261 patent/WO1992011446A1/en not_active Application Discontinuation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР N 1213308, кл. F 23C 1/12, опублик. 1986. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO1992011446A1 (en) | 1992-07-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6224887B2 (en) | Oxyfuel combustion with integrated pollution control | |
RU2149312C1 (en) | Modification in burning and utilization of fuel gases | |
US4660511A (en) | Flue gas heat recovery system | |
RU2126490C1 (en) | Internal combustion engine, method of its operation and continuous delivery of working medium | |
US8453452B2 (en) | Method of efficiency and emissions performance improvement for the simple steam cycle | |
EP0865593B1 (en) | Improved method and apparatus for the destruction of volatile organic compounds | |
US4265088A (en) | System for treating and recovering energy from exhaust gases | |
AU2009270451B2 (en) | Method and device for separating carbon dioxide from a waste gas of a fossil fuel-operated power plant | |
US6216611B1 (en) | Closed cycle waste combustion | |
US5664411A (en) | S cycle electric power system | |
RU2012141539A (en) | METHOD FOR ENERGY GENERATION BY OXYGEN BURNING OF LOW-CALORNY FUEL | |
WO1994010427A9 (en) | Vapor-air steam engine | |
JP2002538345A (en) | High efficiency and low pollution hybrid Brayton cycle combustion device | |
JP2004530097A (en) | Generators with low CO2 emissions and related methods | |
US4542621A (en) | Method of and plant for combustion of water-vapor generating fuels | |
RU2273741C1 (en) | Gas-steam plant | |
RU2470856C2 (en) | Method of producing nitric acid (versions) and plant to this end | |
US5078752A (en) | Coal gas productions coal-based combined cycle power production | |
CN105509038A (en) | Bubbling fluidized bed type O2/H20 pressurized oxygen-enriched combustion system | |
RU2028465C1 (en) | Heat-generating unit | |
US4580530A (en) | Method in the operation of a firing plant, and a firing plant for performing the method | |
JP2007526976A5 (en) | ||
RU2044134C1 (en) | Thermal unit | |
SU1502038A1 (en) | Plant for concentrating phosphoric acid | |
RU2092698C1 (en) | Thermal plant |