RU2088848C1 - Method and system for burning solid pulverized fuel - Google Patents

Method and system for burning solid pulverized fuel Download PDF

Info

Publication number
RU2088848C1
RU2088848C1 SU5065279A RU2088848C1 RU 2088848 C1 RU2088848 C1 RU 2088848C1 SU 5065279 A SU5065279 A SU 5065279A RU 2088848 C1 RU2088848 C1 RU 2088848C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fuel
dust
burning
air
pulverized
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.Л. Шульман
Original Assignee
Государственное предприятие по наладке, совершенствованию, технологии и эксплуатации электростанций и сетей "УралТЕХЭНЕРГО"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное предприятие по наладке, совершенствованию, технологии и эксплуатации электростанций и сетей "УралТЕХЭНЕРГО" filed Critical Государственное предприятие по наладке, совершенствованию, технологии и эксплуатации электростанций и сетей "УралТЕХЭНЕРГО"
Priority to SU5065279 priority Critical patent/RU2088848C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2088848C1 publication Critical patent/RU2088848C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: power engineering; pulverized fuel combustion. SUBSTANCE: basic component in solid pulverized fuel combustion process is dust fluidizing unit 1 affording subsequent transfer of fuel over process channel with minimal content of air-carrier in it. Fluidized stream of fuel 4 goes to dust heating unit 5 wherein it comes in contact with high-temperature gaseous coolant 6. Then heated gas-dust mixture 10 arrives at gasification unit 11. Upon gasification, modified fuel 12 is passed to burner 13 to be burned together with hot air 14. EFFECT: improved efficiency of fuel combustion. 3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к топочной технике и может быть использовано в системах сжигания угольной пыли. The invention relates to a furnace technique and can be used in coal dust combustion systems.

Известны способы сжигания твердого пылевидного топлива, включающие операцию термообработки (предварительного подогрева) угольной пыли продуктами сгорания вспомогательного топлива до 600 800oC с последующим смешением ее с горячим воздухом на выходе из горелки в топочную камеру.Known methods of burning solid pulverized fuel, including the operation of heat treatment (preheating) of coal dust by the combustion products of auxiliary fuel up to 600 800 o C followed by mixing it with hot air at the outlet of the burner into the combustion chamber.

Эта операция является эффективным средством перевода связанного азота топлива в молекулярный азот и соответственно уменьшения выбросов оксидов азота при одновременном улучшении важнейших технико-экономических показателей работы котла, таких как расширение диапазона его устойчивой работы, снижение механического недожога, повышение устойчивости работы при нестабильности качества топлива. This operation is an effective means of converting bound fuel nitrogen to molecular nitrogen and, accordingly, reducing nitrogen oxide emissions while improving the most important technical and economic indicators of the boiler, such as expanding the range of its stable operation, reducing mechanical underburning, increasing the stability of the work with instability of fuel quality.

Способы сжигания твердого пылевидного топлива с предварительной его термообработкой (Подготовка и сжигание топлива в топках мощных паровых котлов: Cб. статей /труды ВТИ, М. 1989). Methods of burning solid pulverized fuel with its preliminary heat treatment (Preparation and burning of fuel in the furnaces of powerful steam boilers: Cb. Articles / proceedings of VTI, M. 1989).

Одним из них является способ сжигания твердого измельченного топлива (авт. св. СССР N 1198315, F 23 С 11/00 1984), предусматривающий термообработку топлива и сжигание его совместно с воздухом в псевдоожиженном слое. One of them is a method of burning solid crushed fuel (ed. St. USSR N 1198315, F 23 C 11/00 1984), providing for the heat treatment of fuel and burning it together with air in a fluidized bed.

Главным условием эффективности газификации твердого пылевидного топлива (угольной пыли) по снижению выбросов окислов азота в процессе термообработки является отсутствие либо минимальное содержание кислорода в зоне термообработки. The main condition for the efficiency of gasification of solid pulverized fuel (coal dust) in reducing emissions of nitrogen oxides during the heat treatment is the absence or minimum oxygen content in the heat treatment zone.

Это обеспечивает двумя путями: либо посредством транспорта топлива в зону термообработки дымовыми газами, отбираемыми из топки или за котлом, либо применением в качестве транспортирующей среды воздуха, при этом в зоне подогрева из смеси топлива, воздуха и дымовых газов удаляют часть воздуха для ограничения концентрации кислорода в этой зоне. This provides two ways: either by transporting fuel to the heat treatment zone with flue gases taken from the furnace or behind the boiler, or using air as a conveying medium, while part of the air is removed from the mixture of fuel, air and flue gases in the heating zone to limit oxygen concentration in this zone.

Прототипом изобретения и базовым вариантом для сравнения является патент ФРГ N 3537388. Способ и устройство для снижения образования окислов азота при сжигании пылевидных топлив. The prototype of the invention and the basic option for comparison is the Federal Republic of Germany patent N 3537388. A method and apparatus for reducing the formation of nitrogen oxides during the combustion of pulverized fuels.

В этом способе в качестве транспортирующей среды для пылевидного твердого топлива используют воздух, при этом из зоны подогрева воздух удаляют до ограничения концентрации кислорода в ней до 8%
Недостатком этого способа является сложность его реализации.
In this method, air is used as a transporting medium for pulverulent solid fuel, while air is removed from the heating zone until the oxygen concentration in it is limited to 8%
The disadvantage of this method is the complexity of its implementation.

Предлагается более простой и надежный способ сжигания пылевидного твердого топлива с уменьшенным выходом окислов азота, содержащий предварительных подогрев пыли продуктами сгорания вспомогательного топлива до 600-800oC и последующее сжигание топливо-воздушной смеси высокой концентрации с соотношением транспортирующего воздуха и пылевидного твердого топлива по массе 1: (30-50), отличающийся тем, что пылевидное твердое топливо (угольную пыль) в зону термообработки подают в псевдоожиженном состоянии.A simpler and more reliable method of burning pulverized solid fuel with a reduced yield of nitrogen oxides is proposed, comprising preheating the dust with combustion products of auxiliary fuel to 600-800 o C and subsequent burning of a high concentration fuel-air mixture with a ratio of conveying air and pulverized solid fuel by weight 1 : (30-50), characterized in that the pulverized solid fuel (coal dust) in the heat treatment zone is served in a fluidized state.

Схематически предлагаемая технология сжигания пылевидного твердого топлива представлена на фиг. 1. A schematically proposed pulverized solid fuel combustion technology is shown in FIG. one.

Исходным элементом является блок 1 псевдоожижения пылевидного твердого топлива, куда подают пыль 2 и сжатый воздух 3. С помощью блока псевдоожижения обеспечивают последующее перемещение топлива по технологическому тракту с минимальным содержанием в нем воздуха-носителя. The starting element is a pulverized solid fuel fluidization unit 1, to which dust 2 and compressed air 3 are supplied. Using the fluidization unit, the fuel is subsequently moved along the process path with a minimum content of carrier air.

Псевдоожиженный поток топлива 4 поступает в блок подогрева пыли 5, где обеспечивают его контакт с газовым высокотемпературным теплоносителем 6, образующимся в блоке 7 за счет сжигания смеси вспомогательного топлива 8 и необходимого количества воздуха 9. The fluidized stream of fuel 4 enters the dust heating unit 5, where it is contacted with a gas high-temperature coolant 6, which is formed in block 7 by burning a mixture of auxiliary fuel 8 and the required amount of air 9.

Из блока подогрева пыли 5 подогретая пылегазовая смесь 10 поступает в блок газификации 11. После завершения процесса газификации модифицированное топливо 12 (полукоксовая пыль и газообразные продукты газификации в смеси с газовым теплоносителем) поступает в горелку 13 для сжигания в смеси с горячим 14. From the dust heating unit 5, the heated dust-gas mixture 10 enters the gasification unit 11. After the gasification process is completed, the modified fuel 12 (semi-coke dust and gaseous gasification products mixed with the gas coolant) enters the burner 13 for combustion mixed with hot 14.

Топливо-воздушная смесь 15 воспламеняется на срезе горелки, а процесс горения развивается в топочной камере 16 котла. The fuel-air mixture 15 ignites at the cut of the burner, and the combustion process develops in the combustion chamber 16 of the boiler.

Предлагаемый способ сжигания пылевидного твердого топлива по сравнению с прототипом (базовым вариантом) обеспечивает концентрацию кислорода в зоне термообработки от 0-1,5% в начальном участке зоны до 0 на выходном участке (избыток воздуха во вспомогательной горелке для получения теплоносителя α 1,0). Таким образом, основная часть процесса газификации развивается при содержании кислорода в газовой смеси, контактирующей с газифицируемой пылью, практически близком к нулю. The proposed method of burning pulverized solid fuel in comparison with the prototype (basic version) provides an oxygen concentration in the heat treatment zone from 0-1.5% in the initial section of the zone to 0 in the output section (excess air in the auxiliary burner to obtain a coolant α 1.0) . Thus, the main part of the gasification process develops when the oxygen content in the gas mixture in contact with gasified dust is almost close to zero.

По сравнению с прототипом, предусматривающим ввод пылевидного твердого топлива в зону подогрева и газификации в виде пылевзвеси, перевод его в псевдоожиженное состояние позволяет упростить конструкцию узла термообработки пыли, поскольку из системы исключаются необходимые при подаче пылевзвеси узлы, осуществляющие процесс разделения газовой среды с выводом из зоны термообработки избыточного воздуха. Compared with the prototype, which involves the introduction of pulverized solid fuel into the heating and gasification zone in the form of a dust suspension, its transition to a fluidized state makes it possible to simplify the design of the dust heat treatment unit, since the nodes necessary for the separation of the dust from the system, which carry out the process of separating the gaseous medium from the zone, are excluded heat treatment of excess air.

Для осуществления рассматриваемого способа сжигания пылевидного твердого топлива с уменьшенным выходом окислов азота предлагается система, представляющая собой горелку со встроенным узлом подогрева и газификации пыли. To implement the considered method of burning pulverized solid fuel with a reduced yield of nitrogen oxides, a system is proposed which is a burner with an integrated dust heating and gasification unit.

Система сжигания твердого пылевидного топлива содержит устройство подачи и сжигания топливо-воздушной смеси для получения газа-теплоносителя, устройство для подачи пылевидного топлива, устройство для смешения, прогрева и газификации топливных частиц и канала для подвода термообработанной пыли совместно с продуктами газификации и газом-теплоносителем в топку. A solid pulverized fuel combustion system comprises a device for feeding and burning a fuel-air mixture to produce a heat carrier gas, a device for supplying a pulverized fuel, a device for mixing, heating and gasifying fuel particles and a channel for supplying heat-treated dust together with gasification products and a heat carrier gas in firebox.

От прототипа (системы по патенту ФРГ N 3537388) эта система отличается тем, что на входе в зону термообработки она оснащена устройством для аэрации (псевдоожижения) потока пыли. This system differs from the prototype (system according to the FRG patent N 3537388) in that it is equipped with a device for aeration (fluidization) of the dust stream at the entrance to the heat treatment zone.

Кроме того, в ней устройство для сжигания вспомогательной топливо-воздушной смеси выполнено в виде изолированной кольцевой полости, расположенной концентрично пылеподающему патрубку, образующему внутреннюю кольцевую стенку камеры сжигания, и связанной с рабочим каналом, суженным коническим патрубком. In addition, in it, the device for burning auxiliary fuel-air mixture is made in the form of an isolated annular cavity located concentrically to the dust supply pipe forming the inner annular wall of the combustion chamber and connected to the working channel, narrowed by a conical pipe.

На фиг. 2 показан продольный разрез системы, которая содержит корпус горелки 1 с примыкающим к нему патрубком 2 подвода горячего воздуха, центральный рабочий канал 3, связанную с ним камеру сжигания 4 вспомогательного топлива с воздушным лопаточным завихрителем 5 и воздухоподводящим патрубком 6 для подвода воздуха, необходимого для сжигания вспомогательного топлива (газа), вспомогательную горелку 7 с газоподводящим патрубком 8. Корпус горелки 1 примыкает к топке 9. In FIG. 2 shows a longitudinal section through a system that includes a burner body 1 with an adjacent hot air supply pipe 2, a central working channel 3, an auxiliary fuel combustion chamber 4 connected thereto with an air blade swirl 5 and an air supply pipe 6 for supplying the air necessary for combustion auxiliary fuel (gas), auxiliary burner 7 with a gas supply pipe 8. The burner housing 1 is adjacent to the furnace 9.

Вспомогательная горелка 7 установлена концентрично патрубку 10, расположенному по оси корпуса горелки 1. The auxiliary burner 7 is installed concentrically with the pipe 10 located along the axis of the burner body 1.

Для аэрации пылевого потока и придания ему свойств псевдоожиженной среды предусмотрено аэрирующее устройство 11, например, струйного типа, к которому примыкает патрубок 12 для подвода пылевоздушной смеси и в которое по патрубку 13 подается аэрирующий воздух. For aeration of the dust stream and giving it the properties of a fluidized medium, an aeration device 11 is provided, for example, of the jet type, to which the nozzle 12 for supplying the dust-air mixture adjoins and into which aeration air is supplied through the nozzle 13.

Камера сжигания 4 связана с центральным рабочим каналом 3 горелки суженным коническим патрубком 14. The combustion chamber 4 is connected with the Central working channel 3 of the burner narrowed conical pipe 14.

В процессе работы системы смесь вспомогательного топлива (газа), поступающего из патрубка 8, и воздуха, поступающего из патрубка 6, (в соотношении, соответствующем стехиометрическому составу смеси, т.е. a 1,0) выгорает в основном в пределах камеры 4. В дожигании смеси в центральном рабочем канале 3 принимает участие воздух из псевдоожиженного центрального пылеугольного потока, поступающего в горелку по патрубку 10. During the operation of the system, the mixture of auxiliary fuel (gas) coming from the nozzle 8 and the air coming from the nozzle 6 (in the ratio corresponding to the stoichiometric composition of the mixture, i.e., a 1.0) burns out mainly within the chamber 4. In the afterburning of the mixture in the central working channel 3, air from the fluidized central pulverized coal stream entering the burner through the pipe 10 takes part.

В основном участке центрального рабочего канала 3, где осуществляется газификация угольной пыли, содержание кислорода близко к нулю. In the main section of the central working channel 3, where coal dust is gasified, the oxygen content is close to zero.

В результате высокоскоростного подогрева угольных частиц продуктами сгорания вспомогательного топлива осуществляется термическое разложение азотсодержащих соединений с образованием молекулярного азота. Одновременно идет процесс пиролиза угля. As a result of high-speed heating of coal particles by the combustion products of auxiliary fuel, thermal decomposition of nitrogen-containing compounds is carried out with the formation of molecular nitrogen. At the same time, the process of pyrolysis of coal.

Длина центрального рабочего канала 3 выбирается из условия обеспечения прогрева и завершения преобразования азотных соединений топлива до выхода в топку: скорость в рабочем канале 3 поддерживается на уровне 20-25 м/с, что исключает отложение в нем пыли и сепарацию полукоксовой пыли из факела в топке. Температура на выходе из канала 600-800oC.The length of the central working channel 3 is selected from the conditions for ensuring the heating and completion of the conversion of nitrogen compounds of fuel to the furnace: the speed in the working channel 3 is maintained at 20-25 m / s, which eliminates the deposition of dust in it and the separation of semi-coke dust from the torch in the furnace . The temperature at the outlet of the channel 600-800 o C.

Таким образом, предлагаемая система сжигания твердого пылевидного топлива отличается от прототипа (базового варианта) наличием центрального патрубка 10 со встроенным аэрирующим устройством 11 для ввода псевдоожиженного потока пыли, с концентрично расположенной и изолированной от этого потока камерой 4 сжигания вспомогательного топлива. Thus, the proposed solid pulverized fuel combustion system differs from the prototype (basic version) by the presence of a central nozzle 10 with an integrated aeration device 11 for introducing a fluidized dust stream, with an auxiliary fuel combustion chamber 4 concentrically located and isolated from this stream.

Выполнение горелки с пространственным разделением канала ввода псевдоожиженной пыли в зону подогрева, камеры смещения и сжигания вспомогательного топлива и соответствующего количества воздуха и камеры смещения газового теплоносителя с угольной пылью позволяет практически исключить кислород из зоны газификации пылеугольных частиц, что способствует наиболее полному переводу связанного азота топлива в молекулярный азот. The implementation of the burner with the spatial separation of the channel for introducing fluidized dust into the heating zone, the bias chamber and the combustion of auxiliary fuel and the corresponding amount of air, and the bias chamber of the gas coolant with coal dust makes it possible to practically exclude oxygen from the gasification zone of pulverized coal particles, which contributes to the most complete conversion of the bound nitrogen of the fuel into molecular nitrogen.

Claims (3)

1. Способ сжигания пылевидного твердого толпива с уменьшенным выходом окислов азота, содержащий предварительный подогрев пыли продуктами сгорания вспомогательного топлива и последующее сжигание толпивовоздушной смеси высокой концентрации, отличающийся тем, что пылевидное твердое толпиво подают в зону термообработки в псевдоожиженном состоянии. 1. A method of burning a pulverized solid crowd with a reduced yield of nitrogen oxides, comprising pre-heating the dust with combustion products of auxiliary fuel and subsequent burning of the high-concentration crowd-air mixture, characterized in that the pulverized solid crowd is fed to the heat treatment zone in a fluidized state. 2. Система сжигания пылевидного твердого топлива с уменьшенным выходом окислов азота, содержащая устройство для подачи пылевидного топлива, устройство для подачи и сжигания топливовоздушной смеси для получения газа-теплоносителя, устройство для смешения, подогрева и газификации топливных частиц и канал для подвода термообработанной пыли совместно с продуктами газификации и газом-теплоносителем в топку, отличающаяся тем, что на входе в зону термообработки она оснащена устройством для аэрации пыли. 2. A system for burning pulverized solid fuel with a reduced yield of nitrogen oxides, comprising a device for supplying pulverized fuel, a device for supplying and burning a fuel-air mixture to produce a heat carrier gas, a device for mixing, heating and gasifying fuel particles and a channel for supplying heat-treated dust together with gasification products and heat carrier gas into the furnace, characterized in that at the entrance to the heat treatment zone it is equipped with a device for dust aeration. 3. Система по п. 2, отличающаяся тем, что устройство для сжигания топливовоздушной смеси выполнено в виде изолированной кольцевой полости, расположенной концентрично пылеподающему патрубку, образующему внутреннюю кольцевую стенку камеры сжигания, и связанной с рабочим каналом суженным коническим патрубком. 3. The system according to claim 2, characterized in that the device for burning the air-fuel mixture is made in the form of an isolated annular cavity located concentrically to the dust supply pipe forming the inner annular wall of the combustion chamber and connected to the working channel by a tapered conical pipe.
SU5065279 1992-10-12 1992-10-12 Method and system for burning solid pulverized fuel RU2088848C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5065279 RU2088848C1 (en) 1992-10-12 1992-10-12 Method and system for burning solid pulverized fuel

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5065279 RU2088848C1 (en) 1992-10-12 1992-10-12 Method and system for burning solid pulverized fuel

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2088848C1 true RU2088848C1 (en) 1997-08-27

Family

ID=21614715

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU5065279 RU2088848C1 (en) 1992-10-12 1992-10-12 Method and system for burning solid pulverized fuel

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2088848C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2803772C1 (en) * 2023-01-16 2023-09-19 Дмитрий Рюрикович Григорьев Method for reducing nitrogen oxide emissions from coal dust combustion

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР N 1198315, кл. F 23 C 11/00, 1984. Патент ФРГ N 3537388, кл. F 23 C 11/00, 1985. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2803772C1 (en) * 2023-01-16 2023-09-19 Дмитрий Рюрикович Григорьев Method for reducing nitrogen oxide emissions from coal dust combustion

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2001265303B2 (en) Low nitrogen oxides emissions using three stages of fuel oxidation and in-situ furnace flue gas recirculation
CA2222819C (en) Method and device for producing and utilizing gas from waste materials
AU2001265303A1 (en) Low nitrogen oxides emissions using three stages of fuel oxidation and in-situ furnace flue gas recirculation
GB2146113A (en) Combustion of nitrogenous fuels
JPH11501116A (en) Method and apparatus for utilizing biofuel or waste material for energy production
US3508506A (en) Process and apparatus for reduction of unburned combustible in fly ash
US6244200B1 (en) Low NOx pulverized solid fuel combustion process and apparatus
CN111964435B (en) Pulverized coal decoupling combustion reduction NO of cement decomposing furnace x Exhaust system and method
BG60777B1 (en) Method for the reduction of n2o separation in the combustion of nitrogen-containing substances in fluidized bed reactors
EP0432293B1 (en) Method for recovering waste gases from coal combustor
US5042400A (en) Method and apparatus for partial combustion of coal
JP4015026B2 (en) Advanced NOx reduction method for boilers
RU2088848C1 (en) Method and system for burning solid pulverized fuel
RU2038535C1 (en) Pulverized-coal burner with low yield of nitric oxides
RU2201554C1 (en) Method for plasma ignition of pulverized coal
JPS62169907A (en) Pulverized coal combustion boiler
RU2143084C1 (en) Method for combined-cycle combustion of natural gas, pulverized coal, and gas products of thermochemical treatment of coal
RU2013691C1 (en) Cyclone precombustion chamber of boiler
RU1774131C (en) Method of preparation and combustion of solid fuel
JP2565620B2 (en) Combustion method of pulverized coal
RU2057990C1 (en) Method for combined fuel combustion
CN115164592B (en) Secondary oxy-fuel combustion enriched CO of decomposing furnace2Systems and methods of (a)
RU2009402C1 (en) Method and device for burning low-reaction powdered fuel
RU2047046C1 (en) Method for combustion of pulverized solid fuel in furnace
RU2078286C1 (en) Method of gasifying low-reaction solid fuel