RU2052717C1

RU2052717C1 - Solid fuel combustion method

Info

Publication number: RU2052717C1
Authority: RU
Inventors: Анатолий Иванович Дахов; И.А. Максимов; Петр Федорович Дюскин; Борислав Петрович Устименко; Геннадий Федорович Синятников; Николай Васильевич Рыжиков
Original assignee: Анатолий Иванович Дахов; Максимов Игорь Андреевич
Priority date: 1992-02-21
Filing date: 1992-02-21
Publication date: 1996-01-20

Abstract

FIELD: boiler plants. SUBSTANCE: solid fuel is burned in air-spout layer upon thermal pre-treatment in primary furnace to produce coke and combustible gas; then coke is burned in its burn-out primary furnace. Coke and ash fractions, combustion products, and combustible gases are supplied from primary burners to bottom part of furnace wherein small fractions of coke and combustible gases are burned; at the same time, most coarse coke and ash fractions settle down and are returned to thermal treatment promary furnace and to coke burn-out primary furnace in proportion 0.7-0.4:0.3-0.6. EFFECT: provision for controlling layer temperature; improved economic efficiency of furnace. 1 dwg

Description

Изобретение относится к сжиганию и переработке твердого топлива и может быть использовано в котельных установках тепловых электростанций, котлах и печах различных отраслей промышленности. The invention relates to the combustion and processing of solid fuels and can be used in boiler plants of thermal power plants, boilers and furnaces of various industries.

Известен способ сжигания твердого топлива путем его термообработки с получением кокса и горючих газов, разделения их и последующего раздельного сжигания [1]
Недостатком способа является то, что отсутствует возможность регулирования температуры горения в реакторе (предтопке) предварительной термической обработки топлива и в топке с псевдоожиженным слоем, в связи с чем снижена экономичность сжигания топлива.A known method of burning solid fuel by heat treatment to produce coke and combustible gases, separating them and subsequent separate burning [1]
The disadvantage of this method is that it is not possible to control the combustion temperature in the reactor (pre-furnace) of the preliminary heat treatment of the fuel and in the furnace with a fluidized bed, which reduces the efficiency of fuel combustion.

Известен также способ сжигания твердого топлива путем его термообработки в реакторе (предтопке) с получением кокса и горючих газов, разделения их и последующего раздельного сжигания, причем кокс сжигают совместно с воздухом в псевдоожиженном слое (аэрофонтанная топка) при температурах ниже температур размягчения золы, а горючие газы сжигают совместно с очищенными от золы продуктами сгорания, полученными при сжиганияи кокса. Часть золы, отделенной от продуктов сгорания кокса, возвращают в цикл сжигания кокса на стадии термообработки топлива с последующим регулированием ее расхода для регулирования температуры [2] Для повышения экономичности сжигания топлива в этой установке его необходимо дополнительно измельчить до подачи в реактор термообработки. There is also known a method of burning solid fuel by heat treatment in a reactor (pre-furnace) to produce coke and combustible gases, separating them and subsequent separate combustion, moreover, coke is burned together with air in a fluidized bed (aero-fountain) at temperatures below the softening temperature of the ash, and combustible the gases are burned together with the combustion products purified from ash obtained by burning and coke. Part of the ash separated from the combustion products of coke is returned to the coke combustion cycle at the stage of heat treatment of the fuel with subsequent control of its flow rate to control the temperature [2] To increase the efficiency of fuel combustion in this installation, it must be further crushed before being fed to the heat treatment reactor.

Недостатком данного способа является отсутствие возможности регулирования температуры коксозоловых фракций и газов в аэрофонтанной топке сжигания кокса (псевдоожиженном слое) возвратом в нее золы и, следовательно, возможности уменьшения горючих (кокса) в выносимых из топки грубых фракциях. The disadvantage of this method is the inability to control the temperature of coke-ash fractions and gases in the aero-fountain furnace of coke burning (fluidized bed) by returning ash to it and, therefore, the possibility of reducing combustible (coke) in coarse fractions taken out from the furnace.

Цель изобретения возможность регулирования температуры коксозоловых фракций и газов в предтопке (реакторе) термообработки топлива и предтопке выжига кокса (аэрофонтанной топке) и повышение экономичности сжигания твердого топлива путем более глубокого выжига кокса в грубых фракциях золы. The purpose of the invention is the ability to control the temperature of coke-ash fractions and gases in the pre-furnace (reactor) of heat treatment of fuel and the pre-furnace of coke burning (air-fired furnace) and increasing the efficiency of burning solid fuel by deeper burning of coke in coarse ash fractions.

Достигается это тем, что выносимые газами мелкие и грубые фракции золы и кокса из предтопка (реактора) термообработки и из предтопка выжига грубых частиц коксозолового остатка (аэрофонтанной топки) подают непосредственно в нижнюю часть топки, являющуюся одновременно камерой осаждения фракций золы и кокса и камерой сжигания мелкой пыли кокса и горючих газов, выносимых из обоих предтопков. Осажденные фракции кокса и золы из топки возвращают одновременно и в предтопок термообработки топлива и в предтопок выжига коксового остатка в грубых фракциях в соотношении соответственно 0,7-0,4:0,3-0,6. This is achieved by the fact that the small and coarse fractions of ash and coke carried out by gases from the pre-furnace (reactor) of heat treatment and from the pre-furnace of burning coarse particles of the coke-ash residue (aero-fountain furnace) are fed directly to the lower part of the furnace, which is both a sedimentation chamber for ash and coke fractions and a combustion chamber fine dust of coke and combustible gases carried out from both pre-furnaces. The precipitated fractions of coke and ash from the furnace are returned both to the pre-furnace for heat treatment of fuel and to the pre-furnace for burning coke residue in coarse fractions in a ratio of 0.7-0.4: 0.3-0.6, respectively.

На чертеже приведена схема для реализации предлагаемого способа сжигания. The drawing shows a diagram for implementing the proposed method of combustion.

Схема включает бункер 1 твердого топлива, питатель 2 топлива, трубопровод 3 подачи топлива в предтопок (реактор) 4 термообработки топлива, топку 5, служащую одновременно для осаждения грубых фракций кокса и золы и дожигания мелких фракций кокса и горючих газов, аэрофонтанный предтопок 6 выжига кокса, трубопроводы 7 и 8 подачи воздуха соответственно вниз предтопков и в топку, каналы 9 возврата кокса и золы, осажденных в топке. The scheme includes a solid fuel hopper 1, fuel feeder 2, fuel pre-heating pipe (reactor) 3 for fuel heat treatment 4, a furnace 5, which simultaneously serves to precipitate coarse coke and ash fractions and afterburn small fractions of coke and combustible gases, aero-fired pre-furnace 6 of coke burning , air supply pipelines 7 and 8, respectively, down the pre-furnaces and into the furnace, coke and ash return channels 9 deposited in the furnace.

Способ осуществляется следующим образом. The method is as follows.

Топливо из бункера 1 поступает в питатель 2 сырого угля, откуда по трубопроводу 3 подается в предтопок 4 термообработки. В предтопок 4 по воздухопроводу 7 через сопла подается воздух для фонтанирования топлива и неполного сжигания. В предтопке 4 топливо термообрабатывается и частично газифицируется, в результате чего образуются кокс, зола, продукты полного сгорания топлива и горючие газы. Коксозоловые фракции совместно с продуктами горения топлива выносятся из предтопка в топку 5, а наиболее грубые фракции циркулируют в предтопке. Fuel from the hopper 1 enters the raw coal feeder 2, from where it is fed through the pipe 3 to the pre-furnace 4 of the heat treatment. In the preheater 4 through the air duct 7 through the nozzle air is supplied for flowing fuel and incomplete combustion. In the pre-furnace 4, the fuel is heat-treated and partially gasified, as a result of which coke, ash, products of complete combustion of the fuel and combustible gases are formed. Coke-ash fractions together with the products of fuel combustion are carried out from the pre-furnace to furnace 5, and the coarsest fractions circulate in the pre-furnace.

В топке 5 происходит отделение грубых фракций коксозоловых частиц от мелких и продуктов сгорания топлива, в результате чего грубые коксозоловые частицы осаждаются вниз топки и возвращаются снова в предтопок 4 термообработки и газификации и в предтопок 6 выжига коксозолового остатка. В предтопок 6 аналогично предтопку 4 снизу через сопла подается по воздухопроводу 7 воздух для фонтанирования и выжига кокса. Продукты горения топлива и коксозоловые фракции из предтопка 6 выносятся в топку 5, где также происходит разделение наиболее грубых фракций коксозолового остатка и газообразных продуктов с мелкими фракциями золы. Грубые коксозоловые фракции возвращаются по каналам 9 вновь в оба предтопка для более полного выжига. В топку 5 выше места ввода продуктов сгорания топлива и кокса из предтопков 4, 6 по воздухопроводам 8 подается горячий воздух для сжигания горючих газов и мелких фракций пыли кокса, выносимых из предтопков. Осажденных фракции золы и кокса в топке 5 поступают в предтопок термообработки в соотношении 0,7-0,4 и в предтопок выжига кокса в соотношении 0,3-0,6, что достигается отключением либо включением одного или нескольких перепускных каналов 9, и в зависимости от зольности топлива позволяет регулировать количество коксозоловых фракций в предтопках, их температуру, температуру газов и долю золы, удаляемой из предтопков. Например, при наличии трех перепускных каналов, из которых два соединены с предтопком термообработки и один с предтопком выжига кокса, возврат грубых фракций кокса и золы из топки 5 распределяется по указанным предтопкам соответственно в соотношении 0,7:0,3, а при закрытии одного из каналов, возвращаемых коксозольные фракции в предтопок термообработки, уже в соотношении 0,5: 0,5 в обоих предтопках. При изменении числа каналов до пяти соотношение можно изменять в более широком интервале. Подача фракций кокса и золы из топки только в предтопок выжига коксозолового остатка нецелесообразна, так как это потребовало бы увеличения его размеров в два раза. In the furnace 5, coarse fractions of coke-ash particles are separated from the fine and fuel combustion products, as a result of which coarse coke-ash particles are deposited down the furnace and returned again to the pre-furnace 4 of heat treatment and gasification and to the pre-furnace 6 of burning the coke-ash residue. In pre-furnace 6, similarly to pre-furnace 4, air is supplied from below through nozzles through the air duct 7 for flowing and burning of coke. Fuel combustion products and coke ash fractions from pre-furnace 6 are taken out to furnace 5, where the coarsest fractions of the coke ash residue and gaseous products with fine ash fractions are also separated. The coarse coke-ash fractions return via channels 9 again to both the pre-furnace for a more complete burning out. In the furnace 5 above the entry point of the products of combustion of fuel and coke from the pre-furnaces 4, 6, hot air is supplied through the air ducts 8 to burn combustible gases and small fractions of coke dust removed from the pre-furnaces. The precipitated ash and coke fractions in the furnace 5 enter the preheat of the heat treatment in the ratio of 0.7-0.4 and in the preheat of the coke burning in the ratio of 0.3-0.6, which is achieved by turning off or on one or several bypass channels 9, and Depending on the ash content of the fuel, it is possible to regulate the amount of coke-ash fractions in the pre-furnaces, their temperature, gas temperature and the proportion of ash removed from the pre-furnaces. For example, if there are three bypass channels, two of which are connected to the preheating furnace of heat treatment and one to the preheating furnace of coke burning, the return of coarse fractions of coke and ash from the furnace 5 is distributed to the indicated preheaters respectively in the ratio of 0.7: 0.3, and when closing one from the channels returned to the coke fractions to the preheat of the heat treatment, already in the ratio of 0.5: 0.5 in both preheaters. When changing the number of channels to five, the ratio can be changed in a wider range. The supply of coke and ash fractions from the furnace only to the pre-furnace of burning the coke-ash residue is impractical, since this would require a doubling of its size.

Таким образом, в предложенном способе организовано ступенчатое сжигание топлива с рециркуляцией коксозоловых фракций (предтопки топка предтопки) в оба предтопка, благодаря чему можно регулировать температуры газов и коксозоловых фракций в предтопках и потерю тепла с мехнедожогом в шлаке, удаляемом из предтопка выжига кокса. Thus, in the proposed method, step-by-step fuel combustion is organized with recirculation of coke ash fractions (pre-furnaces of the pre-furnace furnace) to both pre-furnaces, due to which it is possible to control the temperatures of gases and coke-ash fractions in the pre-furnaces and heat loss with a mechanical burn in the slag removed from the coke pre-furnace.

Представленный способ сжигания топлива реализован на пилотной установке теплопроизводительностью 2,6 Гкал/ч ( ≈ 3 мВт). Получены ожидаемые результаты по регулированию температуры и по экономичности. The presented method of burning fuel is implemented on a pilot plant with a heating capacity of 2.6 Gcal / h (≈ 3 mW). The expected results on temperature control and cost-effectiveness are obtained.

Claims

METHOD FOR BURNING FIRM FUEL by preliminary heat treatment in a pre-furnace to produce coke and combustible gases, burning coke fractions in a pre-furnace, burning coke and burning combustible gases and small fractions of coke in a furnace, characterized in that coke-ash fractions and combustible gases from the pre-furnaces part of the furnace and coarse coke-ash fractions are precipitated and returned to the pre-furnace of heat treatment and the pre-furnace of coke burning in a ratio of 0.7 - 0.4: 0.3 - 0.6, respectively.