RU2185323C2 - Способ утилизации дымовых газов, получаемых при сжигании жидкого, газообразного или пылевидного углеводородного топлива - Google Patents
Способ утилизации дымовых газов, получаемых при сжигании жидкого, газообразного или пылевидного углеводородного топлива Download PDFInfo
- Publication number
- RU2185323C2 RU2185323C2 RU98110532/04A RU98110532A RU2185323C2 RU 2185323 C2 RU2185323 C2 RU 2185323C2 RU 98110532/04 A RU98110532/04 A RU 98110532/04A RU 98110532 A RU98110532 A RU 98110532A RU 2185323 C2 RU2185323 C2 RU 2185323C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- carbon dioxide
- flue gases
- oxygen
- combustion
- fuel
- Prior art date
Links
Classifications
-
- 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
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
Abstract
Способ относится к области сжигания углеводородного топлива для получения пара или горячей воды и может быть использован в производстве тепла или электроэнергии. Способ ведут путем сжигания топлива в окислительной среде, состоящей из кислорода и углекислого газа, взятых в заданном соотношении. При этом углекислый газ получают из дымовых газов путем их мокрой фильтрации. Остаток получаемого после смешения с кислородом углекислого газа используют в качестве побочного продукта. Способ способствует увеличению КПД процесса получения тепла или электроэнергии при полном исключении выброса дымовых газов в атмосферу. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области сжигания топлива и может быть использовано для получения пара или горячей воды и углекислого газа.
Известен способ сжигания топлива (см. патент США 3466351, публикация 9.09.1969, т. 866, 2), например, во вращающихся цементных печах обжига. В процессе сжигания топлива газовая смесь непрерывно циркулирует в печи и к циркулирующей смеси непрерывно добавляют топливо и кислород для подвода тепловой энергии. При этом некоторое количество циркулирующей газовой смеси непрерывно выводится из печи. Удаляемое количество этой смеси может быть очищено от нежелательных загрязнений и может быть использовано в качестве побочного продукта.
Недостатком способа является наличие большого количества неконтролируемого воздуха, проникающего через неплотности в газовый тракт (например, через горячую головку печи в месте выгрузки клинкера), что существенно увеличивает загрязнение смеси дымовых газов трудно отделимым азотом.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является способ (принятый за прототип) сгорания топлива (патент 2028541 от 10.10.89. Изобретатель 4, 1995), в котором в качестве окислителя используют кислород, подаваемый в камеру сгорания. Как балласт используют воду, впрыскиваемую в камеру сгорания. В процессе горения образуется парогазовая смесь, используемая для получения пара или горячей воды в котле-утилизаторе. После отдачи тепла дымовых газов теплоносителю дымовые газы при температуре 150-250oС охлаждают холодной водой. При этом находящиеся в дымовых газах водяные пары конденсируются и частью направляются в зону горения. После конденсации водяных паров в дымовых газах остается в основном только углекислый газ, получаемый при сгорании топлива. Углекислый газ используют как побочный продукт.
Недостатком способа является то, что при охлаждении дымовых газов и конденсации из них водяных паров теряется большое количество тепла, уносимого с охлаждающей водой.
Технической задачей изобретения является уменьшение потерь тепла при полном исключении выброса дымовых газов в атмосферу.
Задача решается тем, что в способе утилизации дымовых газов, получаемых при сжигании жидкого, газообразного или пылевидного углеводородного топлива, включающем нагрев теплоносителя дымовыми газами при замкнутом процессе циркуляции последних, сжигание топлива производят в окислительной среде, состоящей из кислорода и углекислого газа, взятых в заданном соотношении, при этом углекислый газ получают из дымовых газов путем их мокрой фильтрации и остаток получаемого после смешения с кислородом углекислого газа используют как побочный продукт.
Сущность изобретения состоит в том, что кислород и углекислый газ смешивают в установленном соотношении (от 1:3 до 1:6), получая окислительную смесь, в которой углекислый газ играет роль балластного газа, обеспечивая получение установленной (1000-1400)oC температуры в зоне горения. Образующиеся при горении дымовые газы содержат только водяные пары и углекислый газ, получаемые при сгорании топлива с кислородом. Дымовые газы, отдавая тепло теплоносителю котла-утилизатора, охлаждаются до 150-250oС. Поскольку доля водяных паров в дымовых газах не превышает 15%, то содержание тепла в дымовых газах при этой температуре много меньше, чем в прототипе, в котором содержание водяных паров в дымовых газах может доходить до 30-40%.
Охлажденную до указанной выше температуры газовую смесь подвергают мокрой фильтрации, в процессе которой водяные пары конденсируются, а в дымовых газах остается только углекислый газ с влажностью 100%. Часть углекислого газа направляют на смешение с кислородом для образования окислительной смеси, а остаток используют как побочный продукт в газообразном или твердом виде. Таким образом, в системе непрерывно циркулирует постоянное количество углекислого газа со стопроцентной влажностью, а та часть углекислого газа, которая образуется при сжигании топлива, используется как побочный продукт и выводится из процесса. Поскольку дымовые газы в зоне горения содержат только трехатомные газы, то лучистый обмен в зоне горения максимален при прочих равных условиях.
На чертеже приведена функциональная схема реализации способа в виде установки. Установка содержит котел-утилизатор 1, смеситель 2, кислородную установку 3, мокрый фильтр 4, трубопроводы подачи топлива 5, подачи окислителя 6, воздуха 7 и воды 8 в котел-утилизатор 1, трубопроводы отвода пара 9 и дымовых газов 10 из котла-утилизатора 1, трубопровод отвода 11 воды из фильтра 4, трубопровод 12 отвода углекислого газа и трубопровод подвода воды 13 в фильтр 4. Установка состоит из обычного выпускаемого промышленностью оборудования.
Трубопровод подачи топлива 5 через вход 14 соединен с котлом-утилизатором 1. Трубопровод 7 подачи воздуха соединен со входом 16 кислородной установки 3, выход 17 которой соединен со входом 18 смесителя 2. Выход 19 последнего через трубопровод 6 соединен со входом 15 котла-утилизатора 1. Трубопровод подачи воды 8 соединен со входом 20 котла-утилизатора 1, а выход 22 последнего соединен с трубопроводом 9 отвода пара. Выход 21 котла-утилизатора 1 через трубопровод 10 отвода дымовых газов соединен со входом 27 мокрого фильтра 4. Трубопровод 13 подвода воды соединен со входом 23 фильтра 4, а трубопровод 11 отвода воды через выход 24 соединен с фильтром 4. Выход 25 фильтра 4 соединен со входом 26 смесителя 2, а выход 25 фильтра 4 соединен с трубопроводом 12 отвода углекислого газа. Установка, реализующая способ, работает следующим образом. Топливо по трубопроводу 5 через вход 14 подают в зону горения котла-утилизатора 1. Воздух по трубопроводу 7 через вход 16 подают в установку 3 для получения кислорода. С выхода 17 кислородной установки 3 кислород подают на вход 18 смесителя 2. В смесителе 2 кислород и углекислый газ, подаваемый на вход 26 смесителя, смешивают в заданном соотношении. С выхода 19 смесителя полученную окислительную смесь через трубопровод 6 подают в зону горения котла-утилизатора 1 через вход 15. Через трубопровод 8 на вход 20 котла-утилизатора подают воду. В котле-утилизаторе 1 воду превращают в пар и с выхода 22 последний отводят по паропроводу 9. С выхода 21 котла-утилизатора дымовые газы, состоящие из водяных паров и углекислого газа, при температуре 150-250oС подают на вход 27 фильтра 4. На вход 23 фильтра 4 через трубопровод 13 подают охлаждающую воду. Дымовые газы барботируют через воду фильтра 4. При этом водяные пары, содержащиеся в дымовых газах, конденсируются и через выход 24 по трубопроводу 11 отводятся из фильтра для охлаждения и повторного использования. После конденсации водяных паров в газообразной фазе остается только влажный углекислый газ. При сжигании пылевидного топлива в фильтре 4 отделяют от дымовых газов также и твердую фазу. С выхода 25 через вход 26 смесителя часть углекислого газа при температуре 60-80oС отводятся в смеситель 2, в котором последний смешивают в заданном соотношении с кислородом. Остаток углекислого газа через трубопровод 12 отводят для последующей очистки и переработки в сжатый газ или сухой лед для использования как побочный продукт.
Пример использования.
Исходное топливо - мазут с теплотворной способностью 9500 Ккал/кг. При сжигании мазута в окислительной среде, содержащей 20% кислорода и 80% углекислого газа необходимо затратить кислорода:
Vк=0,0187•Cp+0,056•Нр, (1)
где: Ср = 84,8 и Нр = 12
Отсюда Vк равен 2,256 м3/кг.
Vк=0,0187•Cp+0,056•Нр, (1)
где: Ср = 84,8 и Нр = 12
Отсюда Vк равен 2,256 м3/кг.
Весовой расход кислорода равен:
Gк=Г1•Vк, (2)
где Г1 - удельный вес кислорода, равный 1,429 кг/м3
Gк=1,429•2,256=3,64 кг.
Gк=Г1•Vк, (2)
где Г1 - удельный вес кислорода, равный 1,429 кг/м3
Gк=1,429•2,256=3,64 кг.
Объем водяных паров, образующихся при сжигании 1 кг мазута, равен 1,34 м3/кг. Весовой выход водяных паров при сжигании 1 кг мазута равен:
Gвп=Г2•1,34, (3)
где Г2 - удельный вес водяных паров, равный 0,805 кг/м3.
Gвп=Г2•1,34, (3)
где Г2 - удельный вес водяных паров, равный 0,805 кг/м3.
Gвп=1,34•0,805=1,08 кг/кг.
На получение Gвп водяных паров затрачено Gквп кислорода:
Gквп=Gвп•М1/М2, (4)
где M1 и М2 - молекулярные веса кислорода и водяных паров соответственно.
Gквп=Gвп•М1/М2, (4)
где M1 и М2 - молекулярные веса кислорода и водяных паров соответственно.
Gквп=1,08•16/18=0,96 кг/кг.
Количество кислорода Gкс, затраченного на сжигание углерода топлива, равно:
Gкс=Gк-Gквп, (5)
Gкс=3,64-0,96=2,68 кг/кг.
Gкс=Gк-Gквп, (5)
Gкс=3,64-0,96=2,68 кг/кг.
При этом получают углекислого газа:
Gco=Gкс•М3/М4, (6)
где М3 и М4 - молекулярные веса углекислого газа и кислорода соответственно.
Gco=Gкс•М3/М4, (6)
где М3 и М4 - молекулярные веса углекислого газа и кислорода соответственно.
Gco=2,68•46/32=3,88 кг/кг.
Прибыль, получаемая при сжигании 1 кг мазута, равна:
П=Цсо•Gсо-Цо•Gо, (7)
где Цсо и Цо - цены газообразных углекислого газа и кислорода в долларах США на 1 т мазута
П=40•3,88-40•3,64=9,6 Д США.
П=Цсо•Gсо-Цо•Gо, (7)
где Цсо и Цо - цены газообразных углекислого газа и кислорода в долларах США на 1 т мазута
П=40•3,88-40•3,64=9,6 Д США.
Claims (1)
- Способ утилизации дымовых газов, получаемых при сжигании жидкого, газообразного или пылевидного углеводородного топлива, включающий нагрев теплоносителя дымовыми газами при замкнутом процессе циркуляции последних, отличающийся тем, что сжигание топлива производят в окислительной среде, состоящей из кислорода и углекислого газа, взятых в заданном соотношении, при этом углекислый газ получают из дымовых газов путем их мокрой фильтрации и остаток получаемого после смешения с кислородом углекислого газа используют в качестве побочного продукта.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98110532/04A RU2185323C2 (ru) | 1998-05-29 | 1998-05-29 | Способ утилизации дымовых газов, получаемых при сжигании жидкого, газообразного или пылевидного углеводородного топлива |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98110532/04A RU2185323C2 (ru) | 1998-05-29 | 1998-05-29 | Способ утилизации дымовых газов, получаемых при сжигании жидкого, газообразного или пылевидного углеводородного топлива |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU98110532A RU98110532A (ru) | 2000-03-20 |
RU2185323C2 true RU2185323C2 (ru) | 2002-07-20 |
Family
ID=20206775
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU98110532/04A RU2185323C2 (ru) | 1998-05-29 | 1998-05-29 | Способ утилизации дымовых газов, получаемых при сжигании жидкого, газообразного или пылевидного углеводородного топлива |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2185323C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2723816C1 (ru) * | 2019-03-26 | 2020-06-17 | Михаил Алексеевич Калитеевский | Установка для утилизации отходов и генерации энергии |
-
1998
- 1998-05-29 RU RU98110532/04A patent/RU2185323C2/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2723816C1 (ru) * | 2019-03-26 | 2020-06-17 | Михаил Алексеевич Калитеевский | Установка для утилизации отходов и генерации энергии |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6216611B1 (en) | Closed cycle waste combustion | |
JP3113628B2 (ja) | 廃棄物質からガスを発生させて利用するための方法と装置 | |
US4485745A (en) | Method for thermal processing of solid waste and the apparatus for carrying out the method | |
RU2377273C1 (ru) | Установка и способ сухого тушения кокса | |
CN101373070B (zh) | 高含水有机物碳化处理系统的热分解气体处理方法及其装置 | |
RU2185323C2 (ru) | Способ утилизации дымовых газов, получаемых при сжигании жидкого, газообразного или пылевидного углеводородного топлива | |
RU2106501C1 (ru) | Способ производства электрической энергии в комбинированной газопаросиловой установке и газопаросиловая установка | |
RU2570331C1 (ru) | Способ переработки твердых бытовых и промышленных отходов и установка для его реализации | |
RU2506495C1 (ru) | Устройство для сжигания топлив и нагрева технологических сред и способ сжигания топлив | |
JP2004358371A (ja) | 水分を含む有機廃棄物の処理方法および処理システム | |
CN107642789A (zh) | 一种分级配风型蓄热式焚烧炉 | |
US20140157789A1 (en) | Procedure and installation for plasma heat treatment of a gas mixture | |
JP4440519B2 (ja) | 固形供給物の熱変換から得られるガスから可燃性ガスを製造する方法およびプラント | |
CN103121786B (zh) | 一体化冷凝脱水及余热利用的污泥处理装置及工艺流程 | |
RU52852U1 (ru) | Установка для термической переработки сланца с твердым теплоносителем (варианты) | |
JP2004043587A (ja) | 炭化装置及び炭化物の製造方法 | |
RU2682629C2 (ru) | Установка утилизации осадка сточных вод после механического обезвоживания | |
CN211847828U (zh) | 电石干法生产乙炔工艺中含乙炔电石渣尾气处理系统 | |
CN213146581U (zh) | 一种污泥干燥焚烧资源化利用系统 | |
RU16193U1 (ru) | Установка для переработки отходов | |
RU2269060C2 (ru) | Установка для сжигания под давлением выше атмосферного горючего газа при низких концентрациях | |
WO2007067089A1 (fr) | Installation de traitement thermique de schiste a caloporteur solide | |
RU2119521C1 (ru) | Способ и установка для термической переработки твердого углеродсодержащего сырья с получением сорбента | |
RU2118979C1 (ru) | Способ и установка для термической переработки высокозольных топлив | |
RU2115065C1 (ru) | Способ и устройство для получения нагретого теплоносителя |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20030530 |