RU2415338C2 - Method and device for combustion of coal-water fuel - Google Patents

Method and device for combustion of coal-water fuel Download PDF

Info

Publication number
RU2415338C2
RU2415338C2 RU2008144224/06A RU2008144224A RU2415338C2 RU 2415338 C2 RU2415338 C2 RU 2415338C2 RU 2008144224/06 A RU2008144224/06 A RU 2008144224/06A RU 2008144224 A RU2008144224 A RU 2008144224A RU 2415338 C2 RU2415338 C2 RU 2415338C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fuel
water
coal
reaction
layer
Prior art date
Application number
RU2008144224/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2008144224A (en
Inventor
Юрий Нафтулович Дубинский (RU)
Юрий Нафтулович Дубинский
Илья Владимирович Еманаков (RU)
Илья Владимирович Еманаков
Евгений Георгиевич Карпов (RU)
Евгений Георгиевич Карпов
Игорь Васильевич Листратов (RU)
Игорь Васильевич Листратов
Феликс Анатольевич Серант (RU)
Феликс Анатольевич Серант
Original Assignee
Юрий Нафтулович Дубинский
Илья Владимирович Еманаков
Евгений Георгиевич Карпов
Игорь Васильевич Листратов
Феликс Анатольевич Серант
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 Юрий Нафтулович Дубинский, Илья Владимирович Еманаков, Евгений Георгиевич Карпов, Игорь Васильевич Листратов, Феликс Анатольевич Серант filed Critical Юрий Нафтулович Дубинский
Priority to RU2008144224/06A priority Critical patent/RU2415338C2/en
Publication of RU2008144224A publication Critical patent/RU2008144224A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2415338C2 publication Critical patent/RU2415338C2/en

Links

Abstract

FIELD: power industry.
SUBSTANCE: combustion method of coal-water fuel in fluidised bed of transit flow of inert disperse material - carrier separated into zones of primary flow of subsequent stages of fuel reaction is implemented at aeration fluidisation of current composition of the bed material with arrangement of superimposition on its transit movement in generalised horizontal direction of circulation movement determining deviation change of flow direction in in-series located preparation zone -downwards, main reaction zone - upwards, afterburning zone - downwards with drain of hot inert material of layer free from residues of combustible component and further transfer of its heat capacity heat to external heat carrier with direction of the latter to the place of its use in compliance with process need, as well as with return of cooled inert material to the beginning of transit flow of fuel mixture representing dry powder-like combustible component of coal-water fuel subject to heat drying with separation of water in the form of vapour, with inert material through reaction volume. Coal-water fuel is mixed with hot inert material poured from the layer, which is supplied in controlled amount, coal-water fuel is thermally separated into easily segregated solid-phase and gaseous component parts. At that, loose fine mixture of inert material with powder-like combustible component of fuel is transported, and water vapour is drained to places of use separately.
EFFECT: as a result of high-efficiency heat exchange not hindered with structural boundaries there provided is complete water evaporation, and separated fuel components reach the technologically specified temperatures.
8 cl, 1 dwg

Description

Изобретение может быть использовано в теплоэнергетике, в химической промышленности для наработки водород- и углеродсодержащих синтез-газовых композиций, в производстве строительных материалов и окусковании металлургических сырьевых смесей, а также в иных отраслях промышленности, использующих высокотемпературные обжиговые технологии.The invention can be used in the power industry, in the chemical industry for producing hydrogen and carbon-containing synthesis gas compositions, in the production of building materials and sintering of metallurgical raw mixes, as well as in other industries using high-temperature firing technologies.

В настоящее время в связи с возросшими дефицитом и стоимостью газа и нефти происходит массированный возврат технологий, потребляющих тепло, выделяемое при горении топлив, к использованию угля как к основному ресурсу в ряду природных химических энергоносителей.Currently, due to the increased deficit and cost of gas and oil, there is a massive return of technologies that consume heat generated during the combustion of fuels to the use of coal as the main resource in a number of natural chemical energy carriers.

Одним из путей адаптации потребляющих объектов к замене легкоподвижных и точно дозируемых газообразных и жидких топлив на твердое является использование последнего в виде гомогенизированной взвеси его мелких частиц в воде.One way of adapting consuming objects to replacing gaseous and liquid fuels that are easily movable and accurately metered with solid fuels is to use the latter in the form of a homogenized suspension of its fine particles in water.

Упомянутой двухфазной системе придаются необходимые стабильность и пластичность путем введения в смесь водорастворимых химических добавок или специальной термомеханоактивационной (кавитационной) обработки поверхности частиц твердого компонента взвеси.The mentioned two-phase system is given the necessary stability and plasticity by introducing water-soluble chemical additives into the mixture or special thermomechanical (cavitation) surface treatment of the particles of the solid suspension component.

Наличие в составе водоугольного топлива (ВУТ) повышенного количества воды обусловливает увеличение расхода исходного топлива для компенсации затраты тепла на испарение этой воды.The presence of an increased amount of water in the composition of water-coal fuel (WUT) causes an increase in the consumption of initial fuel to compensate for the heat consumption for the evaporation of this water.

Затрата тепла на испарение дополнительного (10…20% сверх рабочей влаги исходного топлива) количества воды составляет в зависимости от качества угля от 1,5 до 5% его исходного теплового потенциала, что с избытком компенсируется (за счет возможности организации хранения и перевозки ВУТ в герметичных емкостях - баках, цистернах, трубопроводах) исключением таких традиционных потерь топлива, как его ветроунос и низкотемпературное окисление (не говоря о прямом выгорании) на складах и при межрегиональных транспортировках, а также в процессах технологической переработки (перераспределение внутри предприятия, сушка, пылеприготовление), по различным оценкам в 2…3 раза превышающие приведенные значения.The heat consumption for the evaporation of an additional (10 ... 20% over the working moisture of the initial fuel) amount of water, depending on the quality of the coal, is from 1.5 to 5% of its initial heat potential, which is compensated in excess (due to the possibility of organizing storage and transportation of VUT sealed containers - tanks, cisterns, pipelines) with the exception of such traditional fuel losses as its windfall and low-temperature oxidation (not to mention direct burnup) in warehouses and during inter-regional transportation, as well as in techno processes ogicheskoy processing (redistribution within the enterprise, drying, pulverization) at various estimates of 2 ... 3 times higher than the values given.

Практический опыт сжигания водоугольного топлива показал, что прямое копирование процесса сжигания традиционных жидких топлив в объеме камерной топки в виде взвеси в воздухе их мельчайших капель, образующихся при истечении из специальных форсунок, осложнено резким снижением ресурса форсунок за счет абразивного износа их элементов частицами угля, входящего в состав ВУТ.Practical experience of burning coal-water fuels has shown that direct copying of the process of burning traditional liquid fuels in the volume of a chamber furnace in the form of a suspension of the smallest droplets in the air formed from special nozzles is complicated by a sharp decrease in the resource of nozzles due to the abrasive wear of their elements by coal particles entering in the composition of the VUT.

Отмеченного осложнения удается избежать при использовании для сжигания ВУТ топок кипящего слоя, допускающих локальное введение грубодиспергированного композитного топлива в ограниченное количество точек слоя, так как в этих топках равномерное распределение топлива по реакционному объему происходит за счет правильно организованного интенсивного аэрационного перемешивания материала-носителя с образованием замкнутых вертикальных циркуляционных контуров (Патент РФ 2170879, 2000 г. [1]).The noted complications can be avoided when fluidized bed fire chambers are used for HFB combustion, allowing local coarse-dispersed composite fuel to be introduced locally at a limited number of bed points, since in these fire chambers the uniform distribution of fuel over the reaction volume occurs due to properly organized intensive aeration mixing of the carrier material with the formation of closed vertical circulation circuits (RF Patent 2170879, 2000 [1]).

Совмещение упомянутого перемешивания с транзитным горизонтальным продвижением материала слоя с образованием конструктивно выделенных зон последовательных этапов реагирования топлива и вынесение за пределы реакционной зоны узла съема тепла с инертного материала составляет суть решения, принятого за прототип (Патент РФ 2324110, 2006 г. [2]).The combination of the mentioned mixing with horizontal horizontal transit of the layer material with the formation of structurally distinguished zones of successive stages of fuel reaction and removal of heat removal from inert material outside the reaction zone constitutes the essence of the decision adopted for the prototype (RF Patent 2324110, 2006 [2]).

Описанное решение позволяет за счет локализации этапов реагирования согласовать конструктивные элементы связи реакционного объема с вводом/выводом потоков, обеспечивающих динамическое равновесие процесса (вводы топлива и охлажденного инертного материала, вывод горячего инерта, дифференцированный по параметрам, составу и количествам ввод сжижающего и реакционного газов), а также позволяет выполнять операцию съема тепла материала слоя с использованием любого теплоносителя без нарушения механизма реагирования в слое.The described solution allows, due to the localization of the reaction steps, to coordinate the structural elements of the reaction volume connection with the input / output of flows providing dynamic equilibrium of the process (fuel and cooled inert material inlets, hot inert outlet, differentiated by parameters, composition and amounts of introduction of liquefying and reaction gases), and also allows you to perform the operation of removing the heat of the material of the layer using any coolant without violating the response mechanism in the layer.

Повышенное содержание в топливе воды создает условия для организации рационального двухступенчатого сжигания ВУТ, позволяющего достичь более чем трехкратного повышения тепловой производительности слоя (Горение твердого топлива. Сб. докладов VI Всеросс. конф., 8…10 ноября 2006 г. Ч.2, Новосибирск, 2006, с.101…106 [3]) за счет разделения стадий реагирования на низкотемпературную газификационную (первая ступень), протекающую непосредственно в псевдоожиженном ("кипящем") слое при недостатке окислителя с эндотермическим участием, в частности, паров воды, и на завершающую - высокотемпературную (вторая ступень), протекающую над слоем в объеме топочной камеры с доведением избытка воздуха до оптимального и полным дожиганием горючих продуктов паровой газификации (Н2, СО), а также неполного сгорания угольного вещества в кислороде воздуха (СО, Скокc).The increased content of water in the fuel creates the conditions for the organization of a rational two-stage combustion of HLW, which allows achieving more than three-fold increase in the thermal productivity of the layer (Solid fuel combustion. Collection of reports VI All-Russian conference., November 8 ... 10, 2006, Part 2, Novosibirsk, 2006, p.101 ... 106 [3]) due to the separation of the reaction stages into a low-temperature gasification (first stage) flowing directly in the fluidized ("boiling") layer with a lack of oxidizing agent with endothermic participation, in particular, water vapor , and to the final stage, a high-temperature (second stage) flowing over the layer in the volume of the combustion chamber with bringing the excess air to optimal and complete afterburning of the combustible products of steam gasification (Н 2 , СО), as well as incomplete combustion of coal substance in atmospheric oxygen (СО, With coke ).

К сожалению, как в упомянутых, так и вообще в большей части устройств, предназначенных для сжигания ВУТ в псевдоожиженном слое, подача топлива осуществляется на поверхность псевдоожиженного материала, что приводит к выведению существенной доли (наиболее мелких частиц) угля, а также большей части воды из зоны газификационного реагирования в слое.Unfortunately, both in the aforementioned, and in general in most of the devices intended for the combustion of HLW in the fluidized bed, fuel is supplied to the surface of the fluidized material, which leads to the removal of a significant proportion (the smallest particles) of coal, as well as most of the water from gasification reaction zones in the layer.

Полифракционные частицы инертного компонента и топлива аэродинамически взвешены в объеме псевдоожиженного реагирующего слоя и находятся в непрерывном хаотическом движении.The polyfraction particles of the inert component and the fuel are aerodynamically suspended in the volume of the fluidized bed and are in continuous chaotic motion.

Частицы материала слоя, посещая как нижние с более плотной вследствие повышенного квазистатического давления "упаковкой" элементов, так и поверхностные, менее плотноупакованные уровни слоя, статистически распределяются по его высоте с уменьшением среднего размера (массы) частиц снизу вверх.Particles of the layer material, visiting both the lower with the “packing” of elements denser due to increased quasistatic pressure, and the surface, less closely packed levels of the layer, are statistically distributed along its height with decreasing average particle size (mass) from bottom to top.

Частицы, скорость витания которых превышает скорость организованной аэрации слоя, "тонут", прекращают свое движение, накапливаясь в основании слоя, ухудшая его аэродинамику вплоть до полного ее нарушения.Particles, the speed of which exceeds the speed of organized aeration of the layer, “sink”, stop their movement, accumulating at the base of the layer, impairing its aerodynamics up to its complete violation.

Частицы наиболее мелкие, имеющие размер меньше 0,2…0,5 размера наиболее крупной из устойчиво витающих частиц (Горение твердого топлива. Сб. докладов VI Всеросс. конф., 8…10 ноября 2006 г. Ч.2, Новосибирск, 2006, с.71…76 [4]), скорость витания которых меньше скорости смеси аэрирующего газа с продуктами реагирования топлива в надслоевом объеме, из слоя выносятся, при этом даже при условии организованного усредненного движения материала слоя от поверхности вниз [2] время пребывания (и, следовательно, реагирования) их в слое при подаче топлива на его поверхность невелико.Particles are the smallest, having a size less than 0.2 ... 0.5 of the largest of the stably moving particles (Combustion of solid fuel. Collection of reports VI All-Russian Conf., November 8 ... 10, 2006, Part 2, Novosibirsk, 2006, p. 71 ... 76 [4]), the speed of which is less than the speed of the mixture of aerating gas with the reaction products of the fuel in the superlayer volume, are taken out of the layer, even if there is an organized average movement of the layer material from the surface down [2] the residence time (and , therefore, response) them in the layer when fuel is supplied to its surface small.

При подаче ВУТ на поверхность слоя количество воды, участвующей в газификационном реагировании в слое, уменьшается за счет ее испарения при пролете капель от точки ввода до слоя, а также, хотя и в меньшей степени, за счет "взрывного" испарения при первом контакте этих капель с раскаленным материалом слоя.When HLF is applied to the layer surface, the amount of water participating in the gasification reaction in the layer decreases due to its evaporation during the passage of droplets from the point of entry to the layer, and also, although to a lesser extent, due to "explosive" evaporation at the first contact of these drops with red-hot layer material.

Некоторое увеличение доли парообразования непосредственно в слое и увеличение времени пребывания капель в реакционной зоне достигаются путем увеличения размера капель ВУТ (Патент РФ 2270957, 2004 г. [5]), однако это одновременно ведет к снижению полезного тепловыделения в слое за счет увеличения локальной доли затрат на испарение.A slight increase in the fraction of vaporization directly in the layer and an increase in the residence time of droplets in the reaction zone are achieved by increasing the droplet size of the VUT (RF Patent 2270957, 2004 [5]), however, this simultaneously leads to a decrease in useful heat generation in the layer due to an increase in the local cost share for evaporation.

Абсолютную невозможность для воды, входящей исходно в состав ВУТ, принять участие в газификационных процессах в объеме слоя создает техническое решение (Патент РФ 2199060, 2001 г. [6]).The absolute impossibility for water, which is part of the WCF, to take part in gasification processes in the volume of the layer is created by a technical solution (RF Patent 2199060, 2001 [6]).

Упомянутое решение предусматривает испарение воды, входящей в состав ВУТ, в топливопроводе до ввода топлива в топочный объем, в результате чего на и в слой попадает уже сухой уголь, а пар смешивается над слоем с газами, выходящими из слоя, и вместе с ними удаляется.The mentioned solution provides for the evaporation of water, which is part of the WCF, in the fuel line before fuel is introduced into the furnace volume, as a result of which dry coal enters the layer and into the layer, and the vapor is mixed over the layer with the gases leaving the layer and removed together with them.

Кроме отмеченного выше недостатка принятая в обсуждаемом источнике схема разделения ВУТ на собственно топливную (пылевидный уголь) и инертную (водяной пар) части имеет еще ряд недостатков, среди которых наиболее существенные:In addition to the disadvantage noted above, the scheme adopted for the source under discussion for separating the fuel-and-chemical fuel into actual fuel (pulverized coal) and inert (water vapor) parts has a number of disadvantages, among which the most significant:

1) поступление тепла от горячих газов к ВУТ происходит через стенку трубопровода, что обусловит образование на его внутренней поверхности пористого слоя высохшего угля с очень высоким термическим сопротивлением, способным существенно ослабить процесс теплоподвода, то есть практически прекратить процесс; каких-либо механизмов разрушения слоя отложений обсуждаемое решение не предусматривает;1) the heat from the hot gases to the HLW flows through the wall of the pipeline, which will lead to the formation on its inner surface of a porous layer of dried coal with a very high thermal resistance, which can significantly weaken the heat supply process, that is, practically stop the process; the discussed solution does not provide any mechanisms for the destruction of the sediment layer;

2) испарение воды, массовое количество которой в составе ВУТ не может быть ниже 30%, увеличит суммарный объем его компонентов более чем в 500 раз, что, полагая неизменной принятую в решении скорость пневмотранспорта топлива, потребует соответствующего (с минимальной поправкой на объем сопутствующего топливу сжатого воздуха) увеличения сечения топливопровода; вариант сохранения сечения рассматривать бессмысленно, поскольку (формально!) скорость в нем превысит звуковую.2) the evaporation of water, the mass amount of which in the composition of the HLW cannot be lower than 30%, will increase the total volume of its components by more than 500 times, which, assuming that the speed of fuel pneumatic transport adopted in the decision is unchanged, will require the corresponding (with a minimum correction for the volume of associated fuel compressed air) increasing the cross section of the fuel line; it is pointless to consider the option of preserving the cross section, since (formally!) the speed in it will exceed the sonic one.

Известно решение (АС СССР 1206556, 1984 г. [7]), по которому сухое топливо, в том числе его пылевидная фракция, подается под кипящий слой, что, несомненно, обеспечивает существенное увеличение времени пребывания частиц угля в объеме слоя. В то же время исходная влага топлива, отделенная от него еще в процессе сушки и размола, многократно разбавленная сушильным и транспортирующим агентами, сбрасывается в камерную часть топки над слоем и в газификационных процессах в объеме слоя участия не принимает, балластируя уходящие газы процесса.A solution is known (USSR AS 1206556, 1984 [7]), according to which dry fuel, including its pulverulent fraction, is supplied under a fluidized bed, which undoubtedly provides a significant increase in the residence time of coal particles in the volume of the layer. At the same time, the initial moisture of the fuel, separated from it during the drying and grinding process, repeatedly diluted with drying and transporting agents, is discharged into the chamber part of the furnace above the layer and does not take part in the gasification processes, ballasting the process exhaust gases.

Промышленная газификация углей с целью производства горючих газов, в частности так называемого "водяного газа" (Газификация твердого топлива. Труды 3 н.-т. конф., М., 1957 г., с.77…88, 128…143 [8]), осуществляемая в том числе и с организацией процесса в кипящем слое, предусматривает подвод воды, участвующей в реагировании, в виде пара, подаваемого от специального парогенератора, под слой в составе реагирующего сжижающего газа (смеси воздуха с водяным паром с возможностью регулирования температуры и соотношения компонентов).Industrial gasification of coal for the production of combustible gases, in particular the so-called "water gas" (Gasification of solid fuels. Proceedings of 3 N.-T. Conf., Moscow, 1957, p.77 ... 88, 128 ... 143 [8 ]), carried out including organizing the process in a fluidized bed, provides for the supply of water involved in the reaction, in the form of steam supplied from a special steam generator, under the layer in the composition of the reactive fluidizing gas (air-water vapor mixture with the possibility of temperature control and ratio of components).

Целью изобретения является достижение максимально возможных степени участия, полноты реагирования и экономичности использования всех компонентов водоугольного топлива в процессе его сжигания в кипящем (псевдоожиженном, флюидизированном, взвешенном) слое дисперсного инертного материала-носителя.The aim of the invention is to achieve the highest possible degree of participation, completeness of response, and economical use of all components of water-carbon fuel during combustion in a fluidized (fluidized, fluidized, suspended) bed of dispersed inert carrier material.

Указанную цель достигают тем, что предлагаемые авторами заявки "Способ и устройство для сжигания водоугольного топлива" используют основные режимно-технологические и конструктивные решения прототипа ("Способ двухстадийного сжигания топлива и топка для его осуществления" [2]), заключающиеся в том, что процесс сжигания топлива осуществляется в кипящем слое инертного дисперсного материала-носителя, транзитный горизонтальный поток которого разделен на зоны преимущественного протекания последовательных этапов реагирования топлива перегородками, размещенными непосредственно в движущемся материале слоя, при аэрационном псевдоожижении текущего состава (изменяющегося от содержащего предельное количество топлива до практически полностью освобожденного от него) материала слоя с организацией наложения на его транзитное перемещение в генерализованном горизонтальном направлении циркуляционного движения, обусловливающего девиационные изменения (отклонения направления) потока в последовательно расположенных зонах:This goal is achieved by the fact that the authors of the application "Method and device for burning water-coal fuel" use the main mode-technological and structural solutions of the prototype ("Method of two-stage fuel combustion and furnace for its implementation" [2]), namely, that the process fuel combustion is carried out in a fluidized bed of an inert dispersed carrier material, the horizontal transit flow of which is divided into zones of predominant flow of successive stages of fuel reaction by moles placed directly in the moving material of the layer, during aeration fluidization of the current composition (varying from containing the maximum amount of fuel to almost completely freed from it) the material of the layer with the organization of superposition on its transit movement in the generalized horizontal direction of the circulation movement, causing deviation changes (deviations of direction ) flow in successive zones:

- зоне подготовки (сушки, термодеструкции, воспламенения) - вниз;- zone of preparation (drying, thermal destruction, ignition) - down;

- зоне основного реагирования (экзо- и эндотермических процессов: полного и неполного горения, газификации) - вверх;- the zone of the main response (exothermic and endothermic processes: complete and incomplete combustion, gasification) - up;

- зоне дожигания (снижения содержания горючего компонента до предельно достижимого уровня) - вниз,- afterburning zone (reducing the content of the combustible component to the maximum attainable level) - down,

достигаемых за счет согласованной разнонаправленности интегрального движения в каждой из последовательно расположенных зон, обусловленной различиями в степени расширения псевдоожиженного материала этих зон.achieved due to the coordinated multidirectionality of the integral motion in each of the successively located zones, due to differences in the degree of expansion of the fluidized material of these zones.

Особенностью организации прототипом режима реагирования в объеме псевдоожиженного материала, также сохраняемой в предлагаемом новом решении, является поддержание экологически обусловленной температуры в слое, обеспечиваемое как ограничением избытка воздуха и сбалансированным составом экзо- и эндотермических реакций, так и выводом избыточного тепла путем слива освобожденного от остатков горючего компонента горячего инертного материала слоя с последующей передачей его теплоемкостного тепла внешнему теплоносителю с направлением последнего к месту его использования в соответствии с технологической потребностью, а также с возвращением охлажденного инертного материала к началу транзитного движения по реакционным зонам.The peculiarity of the organization of the reaction mode prototype in the volume of fluidized material, also preserved in the proposed new solution, is to maintain an environmentally determined temperature in the bed, which is ensured by both limiting the excess air and a balanced composition of exothermic and endothermic reactions, and removing excess heat by draining the fuel freed from residues component of the hot inert material of the layer with the subsequent transfer of its heat capacity heat to the external heat carrier with the direction n Latter to its site of use in accordance with the flow demand, as well as the return of cooled inert material to the top of the transit traffic on the reaction zones.

Сохраняя присущую прототипу неразрывность потока смеси компонентов слоя от места ввода холодного инертного материала и ввода топлива до места выгорания топлива и слива горячего инертного материала, а вне реакционной зоны - возможность включения в контур различных технологических аппаратов, коммуникаций и емкостей, предлагаемое решение предусматривает аналогично решению [6] термическое разделение водоугольного топлива на сухую порошкообразную горючую составляющую и на водяной пар, однако вместо малоэффективного и нестабильного нагрева через стенку трубопровода, дальнейшего совместного транспортирования образовавшейся смеси и введения обоих ее компонентов в одно место над реагирующим слоем с целью обеспечения высокоэффективного теплообмена, полного, не затрудненного конструктивными границами, испарения воды, а также достижения конечными продуктами разделения технологически обусловленных температур, водоугольное топливо смешивают с горячим слитым из слоя инертным материалом, подаваемым в регулируемом количестве, разделяют водоугольное топливо путем испарения входящей в его состав воды на легко сегрегируемые твердофазную и газообразную составляющие, причем сыпучую мелкодисперсную смесь инертного материала с порошкообразной горючей составляющей топлива транспортируют, а водяной пар канализуют к местам применения раздельно.While preserving the intrinsic continuity of the flow of the mixture of the layer components from the place of injection of cold inert material and fuel input to the place of fuel burnout and discharge of hot inert material, and outside the reaction zone there is the possibility of incorporating various technological devices, communications and containers into the circuit, the proposed solution provides a similar solution [ 6] thermal separation of coal water into a dry, powdery combustible component and water vapor, but instead of ineffective and unstable heating wa through the wall of the pipeline, further joint transportation of the resulting mixture and the introduction of both of its components in one place above the reactive layer in order to ensure highly efficient heat transfer, complete, not hindered by structural boundaries, water evaporation, as well as achieve end-products of separation of technologically determined temperatures, coal-water fuel is mixed with hot inert material fused from the bed, supplied in an adjustable amount, water-coal fuel is separated by evaporation I include water in its composition into easily segregated solid-phase and gaseous components, moreover, a loose finely divided mixture of inert material with a powdery combustible component of the fuel is transported, and water vapor canalized separately to the places of application.

Для реализации описанного процесса на линии транспортировки горячего инертного материала устанавливают смешивающий теплообменник-испаритель, обеспечивающий перемешивание этого материала с водоугольным топливом с интенсивностью и в течение времени, достаточными для полного испарения воды, нагрева до заданной температуры и разделения твердого и газообразного конечных продуктов.To implement the described process, a mixing heat exchanger-evaporator is installed on the transport line of hot inert material, which ensures mixing of this material with water-carbon fuel with an intensity and for a time sufficient to completely evaporate water, heat to a given temperature and separate solid and gaseous final products.

Смешивающий теплообменник выполняют герметичным, оборудованным шлюзовыми устройствами, устанавливаемыми на линиях подачи и дозирования предназначенного к высушиванию водоугольного топлива и горячего инертного материала слоя, слитого из зоны дожигания, а также на раздельных выводах смеси охлажденного инертного материала с твердым компонентом топлива и водяного пара в индивидуальные коммуникации, направляющие их в места технологического использования, способными обеспечить сохранение создающегося в теплообменнике избыточного давления.The mixing heat exchanger is sealed, equipped with gateway devices installed on the supply and metering lines of the water-carbon fuel and hot inert layer to be dried, drained from the afterburning zone, as well as on separate outputs of the mixture of cooled inert material with the solid fuel component and water vapor into individual communications directing them to the places of technological use, capable of ensuring the preservation of excess pressure created in the heat exchanger eniya.

Поддержание повышенного давления в смешивающем теплообменнике необходимо для компенсации гидродинамического сопротивления линий канализования образовавшегося пара, включая дополнительно устанавливаемый поверхностный теплообменник, а также противодавления иных сред поступлению пара в место его дальнейшего технологического применения (в частности, инертных и реакционных газов в газораспределительных камерах под реакционными зонами кипящего слоя). Поверхностный теплообменник устанавливают на линии канализования пара, полученного испарением в смешивающем теплообменнике воды водоугольного топлива, к месту его технологического использования. В поверхностном теплообменнике нагрев пара осуществляется горячими средами процесса сжигания топлива до уровня, гарантирующего предельно быструю инициацию реагирования его с топливным компонентом кипящего слоя.Maintaining increased pressure in the mixing heat exchanger is necessary to compensate for the hydrodynamic resistance of the sewage lines of the generated steam, including an additionally installed surface heat exchanger, as well as counterpressure of other media to the steam entering its place of further technological application (in particular, inert and reaction gases in gas distribution chambers under the reaction zones of boiling layer). The surface heat exchanger is installed on the sewage line of steam obtained by evaporation in the mixing heat exchanger of water of coal-water fuel, to the place of its technological use. In a surface heat exchanger, steam is heated by hot media of the fuel combustion process to a level that guarantees extremely fast initiation of its reaction with the fuel component of the fluidized bed.

Принятый в предыдущем описании смешивающего теплообменника термин "заданная температура" имеет смысл доведения (регулируя соотношение количеств смешиваемых веществ с учетом их исходных температур) конечной температуры продуктов разделения топлива до уровня, лежащего в диапазоне, ограниченном снизу естественным пределом - температурой кипения воды при давлении, поддерживаемом в теплообменнике, а сверху - температурой термической деструкции ("выхода летучих") угольного компонента топлива с учетом особенностей протекания процесса полукоксования и поведения твердой основы угольного вещества в фазе пластичности, зависящего, в свою очередь, от конституционных свойств (марки) исходного угля, на основе которого изготовлен ВУТ.The term “set temperature”, adopted in the previous description of the mixing heat exchanger, makes sense to bring (by adjusting the ratio of the quantities of mixed substances taking into account their initial temperatures) the final temperature of the fuel separation products to a level lying in the range bounded below by the natural limit - the boiling point of water at a pressure maintained in the heat exchanger, and on top - the temperature of thermal destruction ("volatile") of the coal component of the fuel, taking into account the specifics of the process oksovaniya and behavior of the solid support material in the coal plasticity phase dependent, in turn, the properties of the constituent (mark) raw coal, which is made on the basis of HLA.

Верхний предел температуры компонентов разделяемого водоугольного топлива до их механической сегрегации определяется, как отмечено в предыдущем абзаце, свойствами угольного компонента, и именно при этой температуре его в смеси с инертным материалом направляют к месту дальнейшего использования.The upper limit of the temperature of the components of the shared water-carbon fuel to their mechanical segregation is determined, as noted in the previous paragraph, by the properties of the coal component, and it is at this temperature that it is mixed with an inert material and sent to the place of further use.

Физический предел для нагрева водяного пара (его термическая диссоциация) в предлагаемом техническом устройстве недостижим, а поэтому с целью увеличения времени и эффективности реагирования водяного пара с угольным веществом в объеме кипящего слоя пар, образовавшийся при термическом разделении водоугольного топлива, перед введением в зону реагирования догревают в теплообменнике, используя тепло основного процесса реагирования топлива, до температуры, гарантирующей предельно быструю инициацию его реагирования с топливным компонентом кипящего слоя, в результате чего за счет исключения стадии прогрева этого пара в слое до уровня начала реагирования обеспечивают наибольшее время его газификационного взаимодействия с топливным компонентом кипящего слоя.The physical limit for heating water vapor (its thermal dissociation) in the proposed technical device is unattainable, and therefore, in order to increase the time and efficiency of the reaction of water vapor with coal substance in the volume of the fluidized bed, the steam formed during thermal separation of water-carbon fuel is heated before being introduced into the reaction zone in the heat exchanger, using the heat of the main fuel reaction process, to a temperature that guarantees extremely fast initiation of its reaction with the fuel component m fluidized bed, whereby due to the exclusion of the steam warming steps in a layer to provide the level of early response longest time gasifier its interaction with the fuel component of the fluidized bed.

Вода водоугольного топлива способна реагировать с его топливной составляющей (углем или продуктом его термической деструкции) только при температуре всех взаимодействующих компонентов в зоне реагирования, существенно превышающей температуру кипения воды, то есть в газообразном состоянии.Water of coal-water fuel is able to react with its fuel component (coal or a product of its thermal degradation) only at the temperature of all interacting components in the reaction zone, significantly exceeding the boiling point of water, that is, in a gaseous state.

Таким образом, время, в течение которого может протекать этот процесс, не может превышать времени прохождения сквозь слой сжижающего его газа, тем меньшее, чем выше степень аэрации слоя (то есть осредненная вертикальная скорость потока этого газа, к которому водяной пар при традиционных способах подачи водоугольного топлива в слой присоединяется с момента его образования), причем часть этого пути (и времени!) пар до достижения им, а также угольными частицами, поступившими в слой с данной порцией водоугольного топлива, температуры, достаточной для начала процесса, еще не реагирует!Thus, the time during which this process can take place cannot exceed the time it takes to pass through the layer of fluidizing gas, the smaller the higher the degree of aeration of the layer (i.e., the averaged vertical flow rate of this gas, to which water vapor with traditional supply methods water-carbon fuel in the layer joins from the moment of its formation), and part of this path (and time!) of steam until it reaches it, as well as coal particles entering the layer with this portion of water-coal fuel, the temperature is enough second to start the process, still does not respond!

На основании вышеизложенного можно утверждать:Based on the foregoing, it can be argued:

- вода поданного в топку (над слоем) водоугольного топлива, превратившаяся в пар до достижения топливом слоя, в объем последнего проникнуть и принять участие в реагировании в нем не может;- water supplied to the furnace (above the layer) of coal-water fuel, which has turned into steam before the fuel reaches the layer, cannot penetrate into the volume of the latter and take part in the reaction in it;

- реагирование воды, поступившей в объем кипящего слоя с крупными каплями водоугольного топлива [5] или ВУТ, впрыснутым непосредственно в объем псевдоожиженного материала слоя даже на самом нижнем его уровне (этот вариант авторами был рассмотрен и отвергнут по нижеизложенной причине), начинается выше места ее ввода на величину пути, проходимого сжижающим газом за время испарения этой воды и прогрева пара и угольных частиц до уровня инициации процесса реагирования.- the reaction of water entering the volume of the fluidized bed with large drops of coal-water fuel [5] or VUT injected directly into the volume of the fluidized bed material even at its lowest level (this option was considered and rejected by the authors for the reason given below) starts above it input by the value of the path traveled by the fluidizing gas during the evaporation of this water and the heating of steam and coal particles to the level of initiation of the reaction process.

В предлагаемом решении предельного участия воды ВУТ в газификационных процессах достигают тем, что воду в виде пара, образовавшегося при термическом разделении водоугольного топлива на топливный и водяной компоненты, подают в регулируемом соотношении с иными газами под заданные участки кипящего слоя зон реагирования, тем самым обеспечивая возможность участия в газификационных процессах в кипящем слое всей воде водоугольного топлива, а также за счет дозирования соотношения реагирующих газов, подаваемых в различные участки слоя, достичь оптимального распределения температур в нем.In the proposed solution, the utmost participation of water in the HLW in gasification processes is achieved by the fact that the water in the form of steam generated during the thermal separation of coal-water fuel into fuel and water components is supplied in an adjustable ratio with other gases under specified sections of the fluidized bed of the reaction zones, thereby making it possible participation in gasification processes in a fluidized bed of all water of coal-water fuel, as well as by dosing the ratio of reacting gases supplied to various sections of the bed, reaches s optimal temperature distribution therein.

При этом для обеспечения оптимального распределения сжижающих реакционных газов, включая водяной пар, полученный при высушивании водоугольного топлива, а также достижения оптимального распределения температур на различных участках кипящего слоя реакционных зон, в отсеках газораздающей камеры, обеспечивающих их газоснабжение, устанавливают перегородки, разделяющие выбранные отсеки на две или больше частей в направлении транзитного движения материала слоя, к каждой из которых подводят как инертные и реагирующие сжижающие газы, так и пар из теплообменника-испарителя, соотношения и общие количества которых в зависимости от технологических условий регулируют, для чего на всех вводах устанавливают соответствующие исполнительные устройства.At the same time, to ensure the optimal distribution of fluidizing reaction gases, including water vapor, obtained by drying water-carbon fuel, as well as to achieve the optimal temperature distribution in different parts of the fluidized bed of the reaction zones, baffles are installed in the compartments of the gas-distributing chamber providing their gas supply, two or more parts in the direction of transit of the material of the layer, to each of which both inert and reactive liquefying gases, and ap of the evaporator heat exchanger, ratios and total amounts which depending on the process conditions adjusted, which is set on all inputs corresponding actuators.

Кроме того, с целью обеспечить наибольшее время реагирования частиц горючей части топлива в слое, смесь ее с охлажденным инертным носителем, транспортируемую отдельно от испаренной воды ВУТ, вводят в нижний уровень псевдоожиженного слоя нисходящего потока материала слоя зоны подготовки перед стыковкой последнего с восходящим потоком зоны основного реагирования, причем с целью оптимального включения инертной и топливной составляющих дисперсной смеси в аэромеханические и химические топочные процессы для ее подачи устанавливают специальные питатели, обеспечивающие рассредоточенный ввод смеси по нижнему уровню кипящего слоя подготовительной зоны, тем самым обеспечивая равномерное распределение материалов по фронту транзитного движения слоя, а также повышение времени пребывания частиц топлива в объеме слоя даже большее, чем в решении [7], поскольку в предложенном решении частицы перед тем, как начать свое движение вверх сквозь объем кипящего слоя вместе с потоком флюидизирующего газа, проходят участок транзитного горизонтального перемещения материалов слоя от первой (подготовительной) до второй (реакционной) зоны, оставаясь на самом нижнем уровне слоя предельно возможное время и, следовательно, достигая наивысшей степени участия в химических процессах, реализуемых в нем.In addition, in order to ensure the longest reaction time for particles of the combustible part of the fuel in the bed, a mixture of it with a cooled inert carrier, transported separately from the VUT water, is introduced into the lower level of the fluidized bed of the downward flow of material from the preparation zone layer before joining the latter with the upward flow zone of the main response, and in order to optimally incorporate the inert and fuel components of the dispersed mixture into aeromechanical and chemical combustion processes, special ln feeders, ensuring dispersed introduction of the mixture along the lower level of the fluidized bed of the preparation zone, thereby ensuring uniform distribution of materials along the front of the transit movement of the layer, as well as increasing the residence time of fuel particles in the volume of the layer even more than in the solution [7], since in the proposed before the particle begins to move upward through the volume of the fluidized bed together with the fluidizing gas flow, a section of horizontal transit of the materials of the layer from the first th (preparatory) to the second (reaction) zone, remaining at the lowest level of the layer the maximum possible time and, therefore, reaching the highest degree of participation in the chemical processes realized in it.

Устройство для осуществления заявленного способа (см. чертеж) включает в свой состав следующие элементы.A device for implementing the inventive method (see drawing) includes the following elements.

Камерную дожигающую ступень (КДС) 1 и ступень кипящего слоя (СКС) 2, вместе составляющие топку для двухстадийного сжигания топлива, причем СКС разделяется перегородками 3 и 4, перегораживающими генерализованное направление транзита материала слоя (в данном конкретном случае - горизонтальное), обозначенное на схеме контурами в виде стрелок с буквами ГНТ во внутреннем поле, на последовательные зоны - зону подготовки (ЗП) 5, зону основного реагирования (ЗР) 6 и зону дожигания (ЗД) 7.The chamber afterburning stage (KDS) 1 and the fluidized bed stage (SCS) 2, together making up the furnace for two-stage fuel combustion, the SCS being separated by partitions 3 and 4, blocking the generalized direction of transit of the material of the layer (in this particular case - horizontal), indicated on the diagram contours in the form of arrows with the letters GNT in the internal field, into successive zones - the preparation zone (GP) 5, the main response zone (SR) 6 and the afterburning zone (GP) 7.

Воздухораспределительную решетку (ВРР) 8, поддерживающую кипящий слой в неподвижном и - при его работе - во взвешенном состоянии, пропускающую псевдоожижающий газ из газораздающей камеры, состоящей из оппозитных зонам отсеков, разделенных или не разделенных на части: отсек 9 снабжает газом зону подготовки 5; отсек 10, разделенный на части 12, 13 и 14, снабжает газом последовательно расположенные участки зоны основного реагирования 6; не разделенный в конкретном примере на части отсек 11 снабжает газом зону дожигания 7.Air distribution grille (VRP) 8, which maintains the fluidized bed in a fixed and - in its operation - suspended state, passing fluidizing gas from a gas distribution chamber, consisting of opposed sections of compartments, divided or not divided into parts: compartment 9 supplies gas to preparation zone 5; compartment 10, divided into parts 12, 13 and 14, supplies gas to sequentially located sections of the main reaction zone 6; the compartment 11, which is not divided into parts, provides gas for the afterburning zone 7.

Пневмослоевой затвор или иное запорно-дозирующее устройство (ПСЗ) 15, аэролоток (АЛС) 16, пневмоэлеватор (ПЭ) 17, включающий в свой комплект загрузочный бункер (ЗБЭ) 18 элеватора, осадительно-разделительное устройство (ОУЭ) 19 и трубопровод сброса горячего носителя (СГН) 20.A pneumo-layer shutter or other shut-off and metering device (PSZ) 15, an airlock (ALS) 16, an air elevator (PE) 17, which includes an elevator loading hopper (STE) 18, an precipitation separation device (OUE) 19, and a hot carrier discharge pipe (SGB) 20.

Промежуточные бункера горячего (БГИ) 21 и охлажденного (БОИ) 25 инерта, шлюзующие питатели-дозаторы (ШПД) 22.Intermediate bins of hot (BGI) 21 and chilled (BOI) 25 inert, gateway feeder-dispensers (BBA) 22.

Теплообменник смешивающий (ТОС) 23, транспортер скребковый герметичный (ТСГ) 24, перегреватель топливного пара - поверхностный теплообменник (ПТП) 26.Mixing heat exchanger (TOC) 23, hermetic scraper conveyor (TSG) 24, fuel vapor superheater - surface heat exchanger (PTP) 26.

Приведенные в описании примера осуществления механизмы и элементы могут быть заменены на иные аналогичного назначения.The mechanisms and elements described in the description of the embodiment may be replaced by other similar purposes.

Трубопроводы подвода газообразных компонентов, а также жидкого водоугольного топлива (ВУТ) комплектуются необходимой запорно-регулирующей арматурой (на чертеже - стандартные символы).Pipelines for the supply of gaseous components, as well as liquid water-carbon fuel (VUT) are equipped with the necessary shut-off and control valves (standard symbols in the drawing).

Устройство при его функционировании согласно предложенному способу действует в рассматриваемом примере следующим образом.The device during its operation according to the proposed method operates in this example as follows.

Формирующий псевдоожиженный слой на начальной стадии его транзитного движения материал исходного состава, представляющий собой смесь охлажденного инертного материала-носителя с предельным содержанием угольного компонента обезвоженного ВУС, подается шлюзующими питателями-дозаторами 22, например шнековыми, равномерно рассредоточенными по фронту (на чертеже располагающемуся перпендикулярно плоскости чертежа) начала его транзитного движения в зону подготовки топлива 5 на уровне окна между воздухораспределительной решеткой 8 и низом первой по направлению генерализованного движения материала слоя перегородки 3, через которое материал движется в направлении ГНТ от зоны подготовки 5 с преимущественно нисходящим движением взвешенного материала в следующую зону с преимущественно восходящим потоком - зону основного реагирования 6.The fluidized bed forming material at the initial stage of its transit movement is a material of the initial composition, which is a mixture of a cooled inert carrier material with a limiting content of the coal component of the dehydrated WCS, supplied by metering feeder-feeders 22, for example screw, evenly distributed along the front (in the drawing, located perpendicular to the plane of the drawing ) the beginning of its transit movement to the fuel preparation zone 5 at the window level between the air distribution grill 8 and the bottom rvoy generalized movement towards septum material layer 3, through which material moves in the direction of the GNT preparation zone 5 with a predominantly downward movement of suspended material to the next zone with the predominantly upflow - 6 primary reaction zone.

Указанные направления потоков материала обеспечиваются соотношением количеств сжижающих газообразных агентов, подаваемых в эти зоны из отсеков газораздающей камеры соответственно одиночного 9 и разбитого на группу частей (12, 13 и 14) отсека 10 (в зависимости от конкретной реализации конструктивного решения устройства возможны различные варианты разделения любого из отсеков на части).The indicated flow directions of the material are provided by the ratio of the amounts of fluidizing gaseous agents supplied to these zones from the compartments of the gas-distributing chamber, respectively, of a single 9 and divided into a group of parts (12, 13 and 14) compartment 10 (depending on the particular implementation of the device’s structural solution, various variants of separation of any from the compartments to parts).

При объемном количестве подаваемых флюидизирующих газов, задаваемом необходимой степенью расширения слоя и преимущественного направления движения ожиженного материала, регулируемый их состав определяется условиями химического взаимодействия с соответствующим распределением по зонам степени и температур реагирования.With the volumetric amount of fluidizing gases supplied, specified by the required degree of expansion of the bed and the preferred direction of movement of the liquefied material, their controlled composition is determined by the conditions of chemical interaction with the corresponding distribution of the degree and reaction temperatures over the zones.

Циркуляционный поток псевдоожиженного материала переливается через верх перегородки 3 из прилегающего к этой перегородке слоя ЗР 6 в ЗП 5, где служит инициатором и стабилизатором начальных стадий горения, а поэтому температура перетекающего материала должна быть достаточно высокой.The circulation flow of fluidized material is poured through the top of the partition 3 from the layer ZR 6 adjacent to this partition to ZP 5, where it serves as the initiator and stabilizer of the initial stages of combustion, and therefore the temperature of the overflowing material should be quite high.

Это может быть достигнуто, в частности, повышенным содержанием в обеспечивающем реагирование на этом участке газе кислорода, что достигается использованием в качестве реакционного флюидизирующего газа, подаваемого через часть 12 отсека 10, обеспечивающего газоснабжение ЗР, чистого горячего воздуха.This can be achieved, in particular, by an increased content of oxygen in the gas providing for the reaction in this section, which is achieved by using clean hot air as the reaction fluidizing gas supplied through part 12 of the compartment 10 providing gas supply to the air discharge.

Через части 13 и 14 этого же отсека, поскольку степень реагирования в слое над ними выходит на уровень существенно развитых стадий и способно включиться в режим газификации, подаются в регулируемом соотношении как кислородсодержащие (воздух и рециркулят уходящих газов), так и чисто эндотермические компоненты (водяной пар, отделенный при сушке ВУТ в смешивающем теплообменнике 23 и дополнительно подогретый в перегревателе топливного пара 26, а также диоксид углерода, входящий в состав рециркулята или поступающий от внешних источников).Through parts 13 and 14 of the same compartment, since the degree of reaction in the layer above them reaches the level of substantially developed stages and is able to enter the gasification mode, both oxygen-containing (air and recycle exhaust gases) and purely endothermic components (water steam, separated during drying of the fuel-oil mixture in the mixing heat exchanger 23 and additionally heated in the superheater of fuel vapor 26, as well as carbon dioxide, which is part of the recirculate or comes from external sources).

Зона дожигания 7, куда материал слоя поступает, переливаясь через верх второй по ходу ГНТ (между ЗР и ЗД) перегородки 4, в значительной степени обедненный в результате реагирования в первых зонах горючей составляющей, для обеспечения наибольшей степени выгорания последней в качестве реакционного сжижающего газа обеспечивается через отсек 11 как стандартной смесью реагирующих газов (холодного воздуха и рециркулирующих уходящих газов), так и, при необходимости поддержать полноту выгорания и температуру слива, - горячим воздухом.The afterburning zone 7, where the material of the layer enters, overflowing through the top of the second downstream GNT (between ZR and ZD) of the partition 4, is largely depleted as a result of the reaction in the first zones of the combustible component, to ensure the greatest degree of burnout of the latter as a reaction fluidizing gas through compartment 11 both with a standard mixture of reacting gases (cold air and recirculating exhaust gases), and, if necessary, maintain the burnout and discharge temperature with hot air.

Практически освобожденный от горючих компонентов горячий инертный материал слоя дозированно сливается из ЗД 7 через пневмослоевой затвор 15 и транспортируется аэролотком слива 16 в загрузочный бункер 18 пневмоэлеватора 17, поднимающего дисперсный материал до осадительного устройства 19 и сборного бункера горячего инерта 21.The hot inert layer material, practically freed from combustible components, is metered into the batching material and is dispensed from ZD 7 through a pneumatic layer shutter 15 and transported by an airlock of discharge 16 to the loading hopper 18 of the pneumatic elevator 17, which raises the dispersed material to the precipitation device 19 and the hot inert collecting hopper 21.

Нагревшийся воздух-носитель ПЭ 17, сбрасываемый в КСД 1, участвует в горении, удаляется и очищается от пыли вместе с уходящими газами, а горячий инертный материал из БГИ 21 шлюзующим питателем-дозатором 22 дозированно подается в смешивающий теплообменник 23.The heated carrier air PE 17, discharged into the KSD 1, is involved in combustion, is removed and cleaned of dust together with the flue gases, and the hot inert material from the BGI 21 by the metering feeder-gateway 22 is metered into the mixing heat exchanger 23.

В ТОС 23 также дозированно, с использованием стандартных регулирующих устройств для жидких сред, подают ВУТ в количестве, необходимом для поддержания заданной нагрузки установки, а количество подмешиваемого горячего инерта устанавливается с учетом его и ВУС исходных температур, обязательного полного испарения воды водоугольного топлива, а также достижения заданной температуры образовавшимися дисперсной смесью инертного материала-носителя с частицами угля и паром (в случае частичной термодеструкции угля - смеси пара с "летучими").CBT 23 is also dosed, using standard control devices for liquid media, the HLF is supplied in the amount necessary to maintain the given load of the installation, and the amount of hot inert being mixed is set taking into account its and HLS of the initial temperatures, the required complete evaporation of water of coal-water fuel, and reaching a predetermined temperature by the resulting dispersed mixture of an inert carrier material with coal particles and steam (in the case of partial thermal degradation of coal, a mixture of steam with "volatile").

Пар (или парогазовая смесь) из ТОС 23, используя давление, генерированное при парообразовании в объеме последнего, канализуется в перегреватель топливного пара 26 и далее к системе распределения его по участкам отсеков газораздающей камеры, обеспечивающей газоснабжение ступени кипящего слоя 2 с помощью воздухораспределительной решетки 8.Steam (or gas-vapor mixture) from TOC 23, using the pressure generated during vaporization in the volume of the latter, is drained into the superheater of fuel vapor 26 and then to its distribution system over sections of the gas distribution chamber compartments, which provides gas supply to the fluidized bed stage 2 using an air distribution grill 8.

Смесь охлажденного инертного материала с твердым компонентом топлива отшлюзовывается с помощью ШПД 22 от давления, возникшего в ТОС 23 в результате испарения воды ВУТ, поступает в герметичный скребковый транспортер 24 и далее в бункер охлажденного материала слоя 25, в котором концентрируется перед подачей в слой материал слоя исходного состава (наивысший процент твердого компонента топлива в смеси с инертным носителем), вводимый шнековыми ШПД 22 в место начала его транзитного движения.The mixture of the cooled inert material with the solid fuel component is blocked by means of broadband access 22 from the pressure generated in the TOC 23 as a result of the evaporation of the BUT water, enters the sealed scraper conveyor 24 and then into the hopper of the cooled material of layer 25, in which the layer material is concentrated before the layer is fed into the layer initial composition (the highest percentage of the solid fuel component mixed with an inert carrier) introduced by the screw broad-band 22 in the place of the beginning of its transit movement.

Claims (8)

1. Способ сжигания водоугольного топлива в кипящем слое транзитного потока инертного дисперсного материала-носителя, разделенного на зоны преимущественного протекания последовательных этапов реагирования топлива, осуществляемого при аэрационном псевдоожижении текущего состава материала слоя с организацией наложения на его транзитное перемещение в генерализованном горизонтальном направлении циркуляционного движения, обусловливающего девиационное изменение направления потока в последовательно расположенных зоне подготовки - вниз, зоне основного реагирования - вверх, зоне дожигания - вниз со сливом освобожденного от остатков горючего компонента горячего инертного материала слоя и последующей передачей его теплоемкостного тепла внешнему теплоносителю с направлением последнего к месту его использования в соответствии с технологической потребностью, а также с возвращением охлажденного инертного материала к началу транзитного движения смеси топлива, представляющего собой сухую порошкообразную горючую составляющую водоугольного топлива, подвергшегося термической сушке с отделением воды в виде пара, с инертным материалом, через реакционный объем, отличающийся тем, что водоугольное топливо смешивают с горячим слитым из слоя инертным материалом, подаваемым в регулируемом количестве, термически разделяют водоугольное топливо на легко сегрегируемые твердофазную и газообразную составляющие, причем сыпучую мелкодисперсную смесь инертного материала с порошкообразной горючей составляющей топлива транспортируют, а водяной пар канализуют к местам применения раздельно, чем обеспечивают, в результате незатрудненного конструктивными границами высокоэффективного теплообмена, полное испарение воды, а также достижение разделенными компонентами топлива технологически заданных температур.1. A method of burning water-coal fuel in a fluidized bed of a transit stream of an inert dispersed carrier material, divided into zones of predominant flow of successive stages of fuel reaction, carried out during aeration fluidization of the current composition of the layer material with the organization of superposition on its transit movement in the generalized horizontal direction of the circulation movement, causing deviation change in flow direction in a sequentially located preparation zone - ext h, the main reaction zone - up, the afterburning zone - down with the discharge of the hot inert layer material freed from residues of the combustible component and then transferring its heat-capacity heat to the external heat carrier with the direction of the latter to the place of its use in accordance with the technological need, as well as with the return of the cooled inert material to the beginning of the transit movement of the fuel mixture, which is a dry powdery combustible component of coal-water fuel subjected to heat drying with separation of water in the form of steam, with an inert material, through a reaction volume, characterized in that the coal-water fuel is mixed with hot inert material discharged from the bed, supplied in a controlled amount, the coal-water fuel is thermally separated into easily segregated solid-phase and gaseous components, moreover loose finely divided mixture of inert material with a powdery combustible component of the fuel is transported, and water vapor canalized to the places of application separately, than they provide, as a result This means that high-efficiency heat transfer is uncomplicated by the design boundaries, complete evaporation of water, and the achievement of technologically set temperatures by the separated fuel components. 2. Способ сжигания водоугольного топлива по п.1, отличающийся тем, что сухую смесь частиц горючей части топлива с остывшим инертным носителем вводят в нижний уровень псевдоожиженного слоя нисходящего потока материала зоны подготовки перед стыковкой последнего с восходящим потоком зоны основного реагирования, чем обеспечивают наибольшее время пребывания и реагирования частиц топлива в слое.2. The method of burning water-coal fuel according to claim 1, characterized in that a dry mixture of particles of the combustible part of the fuel with a cooled inert carrier is introduced into the lower level of the fluidized bed of the downward flow of material from the preparation zone before the latter joins the upstream of the main reaction zone, which ensures the greatest time stay and reaction of fuel particles in the layer. 3. Способ сжигания водоугольного топлива по п.1, отличающийся тем, что воду в виде пара, образовавшегося при термическом разделении водоугольного топлива на топливный и водяной компоненты, подают в регулируемом соотношении с иными газами под заданные участки кипящего слоя зон реагирования, тем самым обеспечивая возможность участия в газификационных процессах в кипящем слое всей воде водоугольного топлива, а также за счет дозирования соотношения реагирующих газов, подаваемых в различные участки слоя, достичь оптимального распределения температур в нем.3. The method of burning water-coal fuel according to claim 1, characterized in that the water in the form of steam generated during the thermal separation of water-coal fuel into fuel and water components is supplied in an adjustable ratio with other gases under predetermined sections of the fluidized bed of the reaction zones, thereby providing the possibility of participation in gasification processes in a fluidized bed of all water of coal-water fuel, as well as by dosing the ratio of reacting gases supplied to various sections of the layer, to achieve an optimal distribution of temperature in it. 4. Способ сжигания водоугольного топлива по пп.1 и 3, отличающийся тем, что пар, образовавшийся при термическом разделении водоугольного топлива, перед введением в зону реагирования догревают в теплообменнике, используя тепло основного процесса реагирования топлива, до температуры, гарантирующей предельно быструю инициацию его реагирования с топливным компонентом кипящего слоя, в результате чего за счет исключения стадии прогрева этого пара в слое до уровня начала реагирования обеспечивают наибольшее время его газификационного взаимодействия с топливным компонентом кипящего слоя.4. The method of burning water-coal fuel according to claims 1 and 3, characterized in that the steam generated during thermal separation of water-coal fuel is heated in the heat exchanger before being introduced into the reaction zone, using the heat of the main fuel reaction process, to a temperature that guarantees its extremely fast initiation reaction with the fuel component of the fluidized bed, as a result of which by eliminating the stage of heating of this vapor in the layer to the level of the beginning of the reaction provide the longest gasification interaction Actions with the fuel component of the fluidized bed. 5. Устройство для сжигания водоугольного топлива в псевдоожиженном слое движущегося транзитом через реакционный объем в генерализованном горизонтальном направлении инертного материала-носителя, поток которого разделен перегородками, размещенными непосредственно в движущемся материале слоя и переводящими, в выделенных ими участках транзитного потока, направление движения материала с горизонтального в вертикальное, сохраняя неразрывность общего потока за счет обусловленной различиями в степени расширения псевдоожиженного материала согласованной разнонаправленности интегрального движения на каждом из последовательно расположенных участков, локализующих соответственно зону подготовки с нисходящим, зону основного реагирования с восходящим и зону дожигания топлива с нисходящим потоком материала слоя, обеспечиваемых аналогичным разделением потоков со стороны подвода реакционного сжижающего газа, при этом поток материала слоя неразрывен от места ввода холодного инертного материала и ввода топлива до места выгорания топлива и слива горячего инертного материала, а вне реакционной зоны контур может включать различные технологические аппараты, коммуникации и емкости, а также разветвляться и принимать притоки, отличающееся тем, что устройство оборудуют смешивающим теплообменником, обеспечивающим перемешивание горячего инертного материала слоя с водоугольным топливом в течение времени, достаточного для полного испарения воды, нагрева до заданной температуры и разделения твердого и газообразного конечных продуктов, причем теплообменник выполняют герметичным и снабженным шлюзовыми устройствами на линиях подачи и дозирования водоугольного топлива и горячего инертного материала слоя, слитого из зоны дожигания, а также на раздельных выводах смеси охлажденного инертного материала с твердой составляющей топлива и пара в индивидуальные коммуникации, направляющие их в места последующего технологического использования, обеспечивая таким образом реализацию способа по п.1.5. A device for burning water-coal fuel in a fluidized bed moving in transit through the reaction volume in the generalized horizontal direction of an inert carrier material, the flow of which is divided by partitions located directly in the moving material of the layer and translating, in the sections of the transit stream allocated by them, the direction of movement of the material from horizontal vertical, while maintaining the continuity of the total flow due to differences in the degree of expansion of fluidized matter and a coordinated multidirectional integral movement in each of the successively located sections, localizing, respectively, the preparation zone with a downward flow, the main reaction zone with an upward flow and a fuel afterburning zone with a downward flow of bed material, provided by similar separation of flows from the supply side of the reaction fluidizing gas, while the bed material flow inextricable from the place of entry of cold inert material and the input of fuel to the place of burnout of fuel and discharge of hot inert material and, outside the reaction zone, the circuit can include various technological devices, communications and tanks, as well as branch and receive inflows, characterized in that the device is equipped with a mixing heat exchanger, which mixes the hot inert material of the layer with water-carbon fuel for a time sufficient for complete evaporation of water heating to a predetermined temperature and separating solid and gaseous end products, the heat exchanger being sealed and equipped with lock devices mi on the supply and metering lines of water-coal fuel and hot inert material of the layer discharged from the afterburning zone, as well as on separate outputs of the mixture of chilled inert material with a solid component of fuel and steam into individual communications directing them to the places of subsequent technological use, thus ensuring implementation the method according to claim 1. 6. Устройство для сжигания водоугольного топлива по п.5, отличающееся тем, что для подачи в слой дисперсной смеси инертной и топливной составляющих устанавливают питатели, обеспечивающие рассредоточенный ввод смеси на нижний уровень кипящего слоя подготовительной зоны, чем обеспечивается оптимальное включение ее компонентов в аэромеханические и химические топочные процессы.6. The device for burning water-coal fuel according to claim 5, characterized in that for supplying inert dispersion of the inert and fuel components into the dispersed mixture layer, feeders are installed that provide dispersed introduction of the mixture to the lower level of the fluidized bed of the preparation zone, which ensures the optimal inclusion of its components in aeromechanical and chemical furnace processes. 7. Устройство для сжигания водоугольного топлива по п.5, отличающееся тем, что в отсеках газораздающей камеры, обеспечивающих газоснабжение зон слоя, устанавливают перегородки, разделяющие выбранные отсеки на две или больше частей в направлении транзитного движения материала слоя, к каждой из которых подводят как реагирующие ожижающие газы, так и пар из теплообменника-испарителя, соотношения и общие количества которых регулируется в зависимости от технологических условий исполнительными устройствами, установленными на всех вводах, чем обеспечивается оптимальное распределение сжижающих реакционных газов, включая водяной пар, полученный при высушивании водоугольного топлива, а также достигается оптимальное распределение температур на различных участках кипящего слоя реакционных зон.7. The device for burning water-coal fuel according to claim 5, characterized in that in the compartments of the gas distribution chamber providing gas supply to the zones of the layer, partitions are installed separating the selected compartments into two or more parts in the direction of transit of the material of the layer, each of which is brought as reactive fluidizing gases and steam from a heat exchanger-evaporator, the ratios and total quantities of which are regulated depending on the technological conditions by actuators installed on all inputs, than the optimal distribution of liquefying reaction gases is ensured, including water vapor obtained by drying water-carbon fuel, and the optimum temperature distribution is achieved in different parts of the fluidized bed of the reaction zones. 8. Устройство для сжигания водоугольного топлива по п.5, отличающееся тем, что на линии канализования пара, полученного испарением в смешивающем теплообменнике воды водоугольного топлива, к месту его технологического использования устанавливают специальный поверхностный теплообменник, в котором нагрев пара осуществляется горячими средами процесса сжигания топлива до уровня, гарантирующего предельно быструю инициацию реагирования его с топливным компонентом кипящего слоя. 8. The device for burning water-coal fuel according to claim 5, characterized in that on the sewerage line of steam obtained by evaporation of water-coal fuel in the mixing heat exchanger of water, a special surface heat exchanger is installed at the place of its technological use, in which the steam is heated by hot environments of the fuel combustion process to a level that guarantees extremely fast initiation of its reaction with the fuel component of the fluidized bed.
RU2008144224/06A 2008-11-06 2008-11-06 Method and device for combustion of coal-water fuel RU2415338C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008144224/06A RU2415338C2 (en) 2008-11-06 2008-11-06 Method and device for combustion of coal-water fuel

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008144224/06A RU2415338C2 (en) 2008-11-06 2008-11-06 Method and device for combustion of coal-water fuel

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2008144224A RU2008144224A (en) 2010-05-20
RU2415338C2 true RU2415338C2 (en) 2011-03-27

Family

ID=42675604

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008144224/06A RU2415338C2 (en) 2008-11-06 2008-11-06 Method and device for combustion of coal-water fuel

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2415338C2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2936301B1 (en) * 2008-09-23 2010-09-10 Inst Francais Du Petrole OPTIMIZED CHEMICAL LOOP COMBUSTION METHOD AND DEVICE ON LIQUID HYDROCARBON LOADS

Also Published As

Publication number Publication date
RU2008144224A (en) 2010-05-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10717934B2 (en) Apparatus for treating waste comprising mixed plastic waste
US9809769B2 (en) Fluidized bed biogasifier and method for gasifying biosolids
CN101903081B (en) Method and device for reprocessing CO2-containing exhaust gases
JP6594206B2 (en) Second stage gasifier in staged gasification
US10696913B2 (en) Gasification reactor with pipe distributor
AU2006201957B2 (en) Process and plant for producing char and fuel gas
US6436158B1 (en) Coal reforming process and apparatus therefor
CN101952658A (en) Method for supplying fuel to a gasification system
US7591982B2 (en) Thermal waste recycling method and system, and application thereof in the treatment of waste with a high water content
CA3124409C (en) A gasification reactor and method of gasification
JPH0133722B2 (en)
US10538433B2 (en) Activated carbon production at biomass-fueled steam/electric power plants
JP2004527589A (en) Gasification of liquid or pasty organic substances and substance mixtures
RU2415338C2 (en) Method and device for combustion of coal-water fuel
RU2324110C2 (en) Two-stage fuel combustion technique and combustor
WO1990012253A1 (en) Method and apparatus for recovering heat from solid material separated from gasification or combustion processes
JPS5915953B2 (en) Pyrolysis furnace for waste treatment
CN107903947A (en) A kind of New-type refuse vehicle processing system and waste disposal method
RU2577265C2 (en) Method of vortex gas generation and/or combustion of solid fuels and device for its implementation
US20200216768A1 (en) Highly efficient and compact syngas generation system
CN104212495A (en) Integrated device and method for preparing oil product and synthetic gas from fine coal

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20191107