RU2499955C1 - Method of vortex combustion and/or gas generation of solid fuels and reactor for its realisation - Google Patents

Method of vortex combustion and/or gas generation of solid fuels and reactor for its realisation Download PDF

Info

Publication number
RU2499955C1
RU2499955C1 RU2012127671/06A RU2012127671A RU2499955C1 RU 2499955 C1 RU2499955 C1 RU 2499955C1 RU 2012127671/06 A RU2012127671/06 A RU 2012127671/06A RU 2012127671 A RU2012127671 A RU 2012127671A RU 2499955 C1 RU2499955 C1 RU 2499955C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
air
vortex
reactor
side wall
chamber
Prior art date
Application number
RU2012127671/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Николаевич Потапов
Василий Викторович Костюнин
Андрей Николаевич Бороздин
Николай Олегович Романов
Александр Анатольевич Меньшиков
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Вихревые газовые системы"
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 Общество с ограниченной ответственностью "Вихревые газовые системы" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Вихревые газовые системы"
Priority to RU2012127671/06A priority Critical patent/RU2499955C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2499955C1 publication Critical patent/RU2499955C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: power engineering.
SUBSTANCE: method includes supply of air and fuel into a reactor, their mixing, combustion of the mixture and/or gasification of the solid base contained in it. Additionally at least three tangential jets of air and/or water steam are introduced into corner wall zones of the reactor vessel at the joint of chamber ends and its curvilinear side wall with the mass flow from 3 to 7% of the volume of used air, and at least two tangential jets of air or water steam are introduced into the middle cross section of the vortex at the side of the lateral side of the vortex chamber with the mass flow from 10 to 30% from the volume of used air in the place of vortex rotation by 180 and 270-310 degrees from the start of its formation.
EFFECT: elimination of drifts in corner spiral-like areas near seams of jointing of vortex chamber ends and its curvilinear side wall, and also drifting or slagging of a side wall.
2 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к вихревому сжиганию и/или газогенерации твердых топлив и может быть использовано в малой и промышленной энергетике преимущественно для утилизации горючих отходов, биомассы, или иных веществ, содержащих углерод и водород, например, некондиционных и мелкотоварных углей, торфа, отходов промышленности, агрохозяйств, бытовых отходов с целью получения горючих газов.The invention relates to vortex combustion and / or gas generation of solid fuels and can be used in small and industrial energy mainly for the disposal of combustible waste, biomass, or other substances containing carbon and hydrogen, for example, substandard and small commodity coals, peat, industrial waste, agricultural enterprises , household waste in order to obtain combustible gases.

Достоинством сжигания и/или газогенерации топлив в вихревых реакторах является возможность создания хорошо стабилизированного управляемого вихря с многократным увеличением времени пребывания в реакторе топлива, биомассы и несущего газового вихря, что способствует более полному завершению процесса газогенерации или его отдельных стадий при одновременной интенсификации всех процессов. Реакторы представляют собой вихревые аппараты камерного типа, например, циклоны и улитки, содержащие цилиндрические или криволинейные камеры с тангенциальной подачей воздуха и топлива.An advantage of the combustion and / or gas generation of fuels in vortex reactors is the possibility of creating a well-stabilized controlled vortex with a multiple increase in the residence time of the fuel, biomass, and carrier gas vortex, which contributes to a more complete completion of the gas generation process or its individual stages with the simultaneous intensification of all processes. Reactors are vortex chambers of the chamber type, for example, cyclones and snails containing cylindrical or curvilinear chambers with a tangential supply of air and fuel.

Известен способ вихревого сжигания и/или газогенерации твердого высокозольного топлива и циклонный реактор для его осуществления (Афанасьев Ю.О., Козлова Г.С., Богомолов А.Р., Медяник B.C. Испытание циклонного реактора для сжигания высокозольного топлива, Теплоэнергетика, №12, 2011 г., стр.47-52). Согласно известному способу топливо и первичный воздух подают в первую ступень реактора через кольцевой канал, в котором топливо смешивают с первичным воздухом и через прямоугольные сопла подают в камеру сгорания первой ступени реактора с двумя горелками для разогрева реактора начальном процессе розжига. Размер второй ступени реактора увеличен относительно первой, а третья ступень снабжена тангенциальными регулируемыми каналами подвода вторичного воздуха. Верхняя четвертая ступень аппарата предусмотрена для улавливания мелких частиц золы. При использовании способа в известном циклонном аппарате происходит разделение мелких частиц топлива по размерам и массе и избирательное сгорание на полках ступеней аппарата. Кроме того, в области второй и третьей ступеней возникает центральная зона рециркуляции топлива, подобная циркулирующему кипящему слою и обладающая всеми его преимуществами. Однако при сжигании угля марки «Д» Кузнецкого месторождения шахты «Листвяжная» фракции 0…1 мм и даже древесно-угольной смеси было установлено, что начальная закрутка и скорость воздушно-угольной смеси недостаточны для подъема крупных угольных частиц, поэтому часть их падает сразу в бункер золы. Кроме того, при подаче только первичного воздуха в составе воздушно-угольной смеси часть крупных частиц топлива оседает на полках второй и третьей ступеней. При подаче вторичного воздуха в соотношении V1/V2=0,4…0,5 все топливо циркулирует в области второй и третьей ступеней и не осаждается на полках. Для предотвращения падения крупных частиц топлива в бункер на входе в аппарат, предприняты меры по увеличению параметра закрутки и входной скорости смеси. Для этого лопатки каналов тангенциального ввода воздушно-угольной смеси в первой ступени реактора подогнуты на 5 мм. Известно, что при сжигании и/или газификации твердых топлив в улиточных и циклонных камерах происходит дополнительный и устойчивый занос угловых, спиралевидных областей у швов стыковки торцов вихревой камеры и ее криволинейной боковой стенки, часто сопровождаемый еще и заносом или шлакованием боковой стенки. Эти явления вызывают постепенное, часто быстрое разрушение всего вихревого процесса горения и/или газификации.A known method of vortex combustion and / or gas generation of solid high-ash fuel and a cyclone reactor for its implementation (Afanasyev Yu.O., Kozlova G.S., Bogomolov A.R., Medyanik BC Testing a cyclone reactor for burning high-ash fuel, Thermal Power, No. 12 , 2011, pp. 47-52). According to the known method, fuel and primary air are supplied to the first stage of the reactor through an annular channel in which fuel is mixed with primary air and fed through the rectangular nozzles into the combustion chamber of the first stage of the reactor with two burners to heat the reactor during the initial ignition process. The size of the second stage of the reactor is increased relative to the first, and the third stage is equipped with tangentially adjustable channels for supplying secondary air. The upper fourth stage of the apparatus is designed to capture small particles of ash. When using the method in the known cyclone apparatus, the separation of small particles of fuel by size and mass and selective combustion on the shelves of the steps of the apparatus occurs. In addition, in the area of the second and third stages, a central fuel recirculation zone arises, similar to a circulating fluidized bed and having all its advantages. However, when burning D-grade coal from the Kuznetsk deposit of the Listvyazhnaya mine mine, fractions of 0 ... 1 mm and even a charcoal mixture, it was found that the initial twist and speed of the air-coal mixture are insufficient to lift large coal particles, so some of them fall immediately into ash bin. In addition, when only primary air is supplied as part of an air-coal mixture, part of the large fuel particles settles on the shelves of the second and third stages. When supplying secondary air in the ratio V 1 / V 2 = 0.4 ... 0.5, all fuel circulates in the second and third stages and is not deposited on shelves. To prevent the fall of large particles of fuel into the hopper at the inlet of the apparatus, measures were taken to increase the spin parameter and the input velocity of the mixture. For this, the blades of the channels of the tangential introduction of the air-coal mixture in the first stage of the reactor are bent by 5 mm. It is known that during the burning and / or gasification of solid fuels in snail and cyclone chambers, an additional and stable drift of the angular, spiral-like areas at the seams of the butt ends of the vortex chamber and its curved side wall occurs, often also accompanied by skidding or slagging of the side wall. These phenomena cause the gradual, often rapid destruction of the entire vortex combustion process and / or gasification.

Анализ известного источника с позиций вышеназванного явления свидетельствует, что для снижения концентрации твердой взвеси на периферии вихря в местах потенциального завала, авторы идут по пути равномерно рассредоточенного внесения дополнительного момента вращения в зоны завала вихревой камеры и увеличения скоростей пылевоздушного потока в первой зоне процесса создания и стабилизации первичного пылевоздушного вихря. На практике это неизбежно вызовет повышение затрат энергии на воздушное дутье, либо приведет к снижению производительности топливосжигающего устройства.An analysis of a known source from the standpoint of the aforementioned phenomenon indicates that in order to reduce the concentration of solid suspension on the periphery of the vortex in places of potential blockage, the authors follow the path of uniformly dispersed introduction of additional torque into the zone of blockage of the vortex chamber and increase the speed of the dusty air flow in the first zone of the creation and stabilization process primary dusty vortex. In practice, this will inevitably cause an increase in energy consumption for air blasting, or will lead to a decrease in the performance of the fuel burning device.

Возможно по этим причинам вихревые реакторы, как циклонные, так и улиточные, до сих пор не нашли широкого промышленного применения. Задача настоящего изобретения заключается в повышении надежности и экономичности вихревых реакторов для сжигания и/или газификации твердых топлив. Для этого в угловые пристенные зоны корпуса реактора на стыке торцов камеры и ее криволинейной боковой стенки дополнительно вводят не менее трех тангенциальных струй воздуха или водяного пара массовым расходом от 3 до 7% от объема используемого воздуха, а в среднее сечение вихря со стороны боковой стенки вихревой камеры в месте поворота вихря на 180 и 270-310 градусов от начала его формирования вводят не менее двух тангенциальных струй воздуха или водяного пара массовым расходом от 10 до 30% от всего объема используемого воздуха. Реактор для осуществления этого способа содержит не менее трех тангенциальных воздушных и/или паровых сопел, рассредоточенных в каждой угловой пристенной зоне корпуса реактора у швов стыковки торцов камеры и ее криволинейной боковой стенки, а также не менее двух тангенциальных воздушных и/или паровых сопел, смонтированных на средине высоты боковой стенки реактора, рассредоточенных на ней на 180, 270-310 градусов от входного сечения вихревой камеры.Perhaps for these reasons, vortex reactors, both cyclone and snail reactors, have still not found wide industrial application. The objective of the present invention is to increase the reliability and efficiency of vortex reactors for burning and / or gasification of solid fuels. For this, at least three tangential jets of air or water vapor with a mass flow rate of 3 to 7% of the volume of air used are introduced into the angular wall zones of the reactor vessel at the junction of the ends of the chamber and its curved side wall, and the vortex from the side wall side into the middle section of the vortex the chambers at the point of rotation of the vortex by 180 and 270-310 degrees from the beginning of its formation introduce at least two tangential jets of air or water vapor with a mass flow rate of 10 to 30% of the total volume of air used. The reactor for implementing this method contains at least three tangential air and / or steam nozzles dispersed in each corner wall zone of the reactor vessel at the joints of the butt ends of the chamber and its curved side wall, as well as at least two tangential air and / or steam nozzles mounted in the middle of the height of the side wall of the reactor, dispersed on it by 180, 270-310 degrees from the inlet section of the vortex chamber.

Исследования авторов показали, что при повороте струи воздуха, газа и их смеси с твердыми частицами вдоль криволинейной боковой стенки вихревой камеры, их суммарный момент вращения на радиусе струи от оси вращения формируемого вихря до боковой стенки камеры может реально увеличиваться до двух раз по сравнению с моментом вращения, который формируется при входе этой струи в камеру на срезе ее входного тангенциального окна. Опытным путем также установлено, что на периферии потока у стенки камеры, по мере развития или поворота потока значения вращательных скоростей в достаточно заметном толстом пристенном слое падают до нуля, что вызывает многократное снижение момента вращения, переносимого этим пристенным слоем, вызывая в этих местах характерные отложения твердой фазы у боковой стенки улитки или шлакование циклона с горением топлива. Эти отложения быстро накапливаются и вызывают дополнительную деформацию всего потока, разрушая структуру потока на выходе из вихревой камеры (в круглом выходном окне), вызывают дополнительные потери момента вращения закрученного потока и, тем самым, быстро усиливают вынос из нее твердой фазы. При организации горения или газогенерации твердой фазы в камере сгорания и/или газогенератра в большинстве экспериментов эти отложения не только разрушали структуру несущего и холодного и горящего газо-пылевого вихря, ухудшая или разрушая базовые технологические процессы, приводя аппарат к неработоспособности. При таких нарушениях движения потока в ряде зон камеры осевые скорости и осевой импульс возрастают, дополнительно разрушая собственно сам механизм центробежной сепарации твердой фазы из закрученного потока на криволинейной стенке улитки или циклона. Это является, по-видимому, главной причиной выноса взвеси из улиток или циклонов. Авторами установлены зоны пристенной области корпуса реактора, где потери момента вращения и однофазного и двухфазного потока максимальны, и где отложения твердой взвеси начинается быстро, причем в широком диапазоне скоростей и концентраций взвеси, практически независимо от исходной загрузки газового потока с твердой фазой. Эта область начинается в угловых зонах на стыке торцов вихревой камеры и ее криволинейной боковой стенки, и далее при повороте пристенной струи вдоль боковой стенки на 180 и 270-310 градусов, начиная от входного сечения вихревой камеры. Поэтому дополнительными струями воздуха и/или водяного пара, подаваемыми тангенциально в угловые пристенные зоны корпуса реактора на стыке торцов камеры и ее криволинейной боковой стенки массовым расходом от 3 до 7% от всего объема воздуха, используемого для сжигания и/или газогенерации, а также в среднее сечение вихря массовым расходом от 10 до 30% от того же объема воздуха, в месте поворота вихря на 180 и 270-310 градусов от начала его формирования, обеспечивается существенное повышение равномерности распределения твердой фазы топлива у боковой стенки камеры и времени пребывания этой фазы в первых стадиях процесса воспламенения, газификации и/или горения топлива, и, как следствие - устранение заноса значительных участков этих угловых пристенных зон, а также шлакования и заноса боковой стенки камеры в широком диапазоне режима горения и/или газификации твердой массы с разными теплотехническими свойствами.The authors' studies showed that when a jet of air, gas, and their mixture with solid particles rotate along the curved side wall of the vortex chamber, their total moment of rotation at the radius of the jet from the axis of rotation of the formed vortex to the side wall of the chamber can actually increase up to two times compared to the moment rotation, which is formed when this jet enters the chamber at a slice of its input tangential window. It was also experimentally established that at the periphery of the flow near the chamber wall, as the flow develops or turns, the values of rotational velocities in a sufficiently noticeable thick wall layer drop to zero, which causes a multiple decrease in the moment of rotation carried by this wall layer, causing characteristic deposits in these places solid phase at the side wall of the cochlea or slagging of a cyclone with burning fuel. These deposits quickly accumulate and cause additional deformation of the entire stream, destroying the structure of the stream at the exit of the vortex chamber (in a round exit window), cause additional losses in the rotation moment of the swirling flow, and thereby rapidly increase the removal of the solid phase from it. In the organization of combustion or gas generation of the solid phase in the combustion chamber and / or gas generator in most experiments, these deposits not only destroyed the structure of the carrier and the cold and burning gas-dust vortex, worsening or destroying the basic technological processes, leading to inoperability. With such disturbances in the flow motion in a number of chamber zones, axial velocities and axial momentum increase, further destroying the very mechanism of centrifugal separation of the solid phase from the swirling flow on the curved wall of the cochlea or cyclone. This is, apparently, the main reason for the removal of suspended matter from snails or cyclones. The authors established zones of the near-wall region of the reactor vessel, where the loss of torque and single-phase and two-phase flows are maximum, and where the suspension of solid suspension begins quickly, and in a wide range of speeds and concentrations of suspension, almost regardless of the initial loading of the gas stream with the solid phase. This region begins in the corner zones at the junction of the ends of the vortex chamber and its curved side wall, and then, when the wall jet rotates along the side wall by 180 and 270-310 degrees, starting from the inlet section of the vortex chamber. Therefore, additional jets of air and / or water vapor supplied tangentially to the corner wall zones of the reactor vessel at the junction of the ends of the chamber and its curved side wall with a mass flow rate of 3 to 7% of the total volume of air used for combustion and / or gas generation, as well as the average cross section of the vortex with a mass flow rate of 10 to 30% of the same volume of air, at the point of rotation of the vortex by 180 and 270-310 degrees from the beginning of its formation, provides a significant increase in the uniformity of the distribution of the solid phase of the fuel laterally the walls of the chamber and the residence time of this phase in the first stages of the process of ignition, gasification and / or combustion of the fuel, and, as a result, elimination of skidding of significant sections of these corner wall zones, as well as slagging and skidding of the side wall of the chamber in a wide range of combustion mode and / or gasification of solid mass with different thermotechnical properties.

Новый технический результат, достигаемый завяленным изобретением, заключается в устранении заноса угловых, спиралевидных областей у швов стыковки торцов вихревой камеры и ее криволинейной боковой стенки, а также заноса или шлакования боковой стенки.A new technical result achieved by the claimed invention is to eliminate the skidding of the angular, spiral-shaped areas at the seams of the butt ends of the vortex chamber and its curved side wall, as well as skidding or slagging of the side wall.

Заявленный способ иллюстрируется фиг.1, 2, где на фиг.1 изображена схема подачи трех тангенциальных струй воздуха и/или пара в угловые пристенные зоны корпуса вихревого реактора - улитки на стыке торцов камеры и ее криволинейной боковой стенки; на фиг.2 - схема подачи двух тангенциальных струй воздуха и/или пара в среднее сечение вихря со стороны боковой стенки вихревой камеры в месте поворота вихря на 180 и 270-310 градусов от начала его формирования. Заявленный реактор иллюстрируется фиг.3, 4, где на фиг.3 изображен корпус реактора - улитки, вид сбоку; на фиг.4 - то же, вид сверху.The claimed method is illustrated in figures 1, 2, where figure 1 shows a diagram of the supply of three tangential jets of air and / or steam into the corner wall zones of the vortex reactor - snail body at the junction of the ends of the chamber and its curved side wall; figure 2 - diagram of the supply of two tangential jets of air and / or steam in the middle section of the vortex from the side of the side wall of the vortex chamber at the point of rotation of the vortex by 180 and 270-310 degrees from the beginning of its formation. The claimed reactor is illustrated in figure 3, 4, where figure 3 shows the reactor shell - snails, side view; figure 4 is the same, top view.

Ректор - улитка содержит корпус, образованный криволинейной боковой стенкой 1 и двумя плоскими торцами 2. Реактор имеет входной патрубок 3 и выходное оконо на одной из торцевых стенок (не показано). В корпусе выполнены три тангенциальных воздушных сопла 4 и три тангенциальных паровых сопла 5. Сопла 4 и 5 рассредоточены в каждой угловой пристенной зоне корпуса реактора у швов стыковки торцов 2 камеры и ее криволинейной боковой стенки 1. Кроме того, в корпусе выполнены два тангенциальные воздушные 6 и два тангенциальные паровые сопла 7, смонтированные на средине высоты боковой стенки 1 реактора, рассредоточенные на изгибе боковой стенки 1 вихревой камеры соответственно на 180, 270-310 градусов от входного сечения 8.The rector - snail contains a housing formed by a curved side wall 1 and two flat ends 2. The reactor has an inlet pipe 3 and an exit window on one of the end walls (not shown). Three tangential air nozzles 4 and three tangential steam nozzles 5 are made in the housing. Nozzles 4 and 5 are dispersed in each corner wall zone of the reactor vessel at the joints of the butt ends of the chamber 2 and its curved side wall 1. In addition, two tangential air 6 and two tangential steam nozzles 7 mounted in the middle of the height of the side wall 1 of the reactor, dispersed on the bend of the side wall 1 of the vortex chamber, respectively, 180, 270-310 degrees from the inlet section 8.

Испытания заявленного изобретения были проведены на опытно-промышленном газогенераторе мощности до 2.5 МВт по теплоте сгорания полученного в нем горючего генераторного газа, изготовленном на основе заявленного реактора, и на его холодных изотермических моделях, как на чистом воздухе, так и на запыленном с разной концентрацией твердой взвеси разных свойств. Процессом горения и/или газификации при смене топлива или сильном изменении его теплотехнических и физических характеристик, управляли распределением объема воздуха через тангенциальные сопла.Tests of the claimed invention were carried out on a pilot industrial gas generator with a capacity of up to 2.5 MW according to the heat of combustion of the combustible generator gas obtained therein, made on the basis of the claimed reactor, and on its cold isothermal models, both in clean air and in dusty with different concentrations of solid suspend different properties. The process of combustion and / or gasification during a change of fuel or a strong change in its heat engineering and physical characteristics was controlled by the distribution of air volume through tangential nozzles.

Через тангенциальные воздушные сопла 4, расположенные у швов стыковки торцов камеры и ее криволинейной боковой стенки, подавали 80-85 м3/час воздуха, что составляло 5-6% от всего объема воздуха, используемого на весь процесс горения, который составлял 1500 м3/час. Это способствовало радикальному снижению заноса улитки твердой взвесью, сначала ее угловых зон, а затем, боковой стенки и всей улитки. Полное устранение заноса улитки твердой взвесью достигается при тангенциальной подаче от 100 до 150 м3/час воздуха через сопла 6, что составляло, от 10 до 30% от всего объема воздуха, используемого на весь процесс газогенерации. После этой подачи значительно мере устранено падение момента вращения струи практически до нуля в пристенной зоне улитки в области поворота вихря в улитке на углы на 180, и на 270-310 градусов от начала его формирования.Through tangential air nozzles 4 located at the seams of the butt ends of the chamber and its curved side wall, 80-85 m 3 / h of air was supplied, which amounted to 5-6% of the total volume of air used for the entire combustion process, which was 1500 m 3 /hour. This contributed to a radical decrease in the drift of the cochlea by a solid suspension, first of its angular zones, and then of the side wall and the entire cochlea. Complete elimination of the drift of the cochlea by solid suspension is achieved by tangential supply of 100 to 150 m 3 / h of air through nozzles 6, which amounted to 10 to 30% of the total volume of air used for the entire gas generation process. After this supply, the moment of rotation of the jet was substantially eliminated to almost zero in the wall zone of the cochlea in the region of rotation of the vortex in the cochlea by 180 degrees and by 270-310 degrees from the beginning of its formation.

Устранение заноса угловых, спиралевидных областей у швов стыковки торцов вихревой камеры и ее криволинейной боковой стенки, а также заноса или шлакования боковой стенки, повышает надежность и экономичность вихревых реакторов для сжигания и/или газификации твердых топлив. Изобретение апробировалось на таких твердых топливах, как опил, шелуха овса и пшеницы, отбеленная глина, горючие сланцы, бурый уголь, смесь каменного и бурого углей с биомассой. Оно может применяться для сжигания и/или газификации многих видов твердых топлив, в том числе ухудшенного и нестабильного качества, а также разнообразной биомассы (отходов, переработки древесины или переработки и отходов растительного происхождения, особенно, зерновых) практически в любых известных схемах энергоснабжения. Коммерчески наиболее просто и дешево его применять для автономных или сравнительно небольших отопительных систем. Возможна и очень перспективна реализация изобретения в технологиях совместной выработки (когенерации) теплоты и электроэнергии, как на небольших электростанциях систем рассредоточенной генерации, так и на мощных тепловых электрических станциях, - как для частичного, так и для полного замещения этим газом, полученным в заявляемом реакторе по предлагаемой технолоии, содержащим углерод из растений или отходов, сжигания на всех этих объектах дорогих и/или экологически опасных традиционных ископаемых топлив, и во всех случаях сокращая выбросы в атмосферу климатообразующего CO2 ископаемого происхождения.Elimination of skidding of angular, spiral-shaped areas at the joints of the ends of the vortex chamber and its curved side wall, as well as skidding or slagging of the side wall, increases the reliability and efficiency of vortex reactors for burning and / or gasification of solid fuels. The invention was tested on such solid fuels as sawdust, husks of oats and wheat, bleached clay, oil shale, brown coal, a mixture of bituminous and brown coal with biomass. It can be used for burning and / or gasifying many types of solid fuels, including deteriorated and unstable quality, as well as a variety of biomass (waste, wood processing or processing and waste of plant origin, especially grain) in almost any known energy supply schemes. It is commercially most simple and cheap to use for stand-alone or relatively small heating systems. A possible and very promising implementation of the invention in technologies for the joint generation (cogeneration) of heat and electricity, both in small power plants of dispersed generation systems, and in powerful thermal power plants, both for partial and complete replacement with this gas obtained in the inventive reactor on the proposed technology containing carbon from plants or waste, burning at all these facilities of expensive and / or environmentally hazardous traditional fossil fuels, and in all cases reducing emissions sy in climate-atmosphere CO 2 fossil origin.

Claims (2)

1. Способ вихревого сжигания и/или газификации твердых топлив, включающий подачу в реактор топлива воздуха, их смешивание, сгорание смеси и/или газификации содержащейся в ней твердой основы, отличающийся тем, что в угловые пристенные зоны корпуса реактора на стыке торцов камеры и ее криволинейной боковой стенки дополнительно вводят не менее трех тангенциальных струй воздуха и/или водяного пара массовым расходом от 3 до 7% от объема используемого воздуха, а в среднее сечение вихря со стороны боковой стенки вихревой камеры вводят не менее двух тангенциальных струй воздуха или водяного пара массовым расходом от 10 до 30% от объема используемого воздуха в месте поворота вихря на 180 и 270-310 градусов от начала его формирования.1. A method of vortex combustion and / or gasification of solid fuels, comprising supplying air to the fuel reactor, mixing them, burning the mixture and / or gasifying the solid base contained therein, characterized in that in the corner wall zones of the reactor vessel at the junction of the ends of the chamber and its at least three tangential jets of air and / or water vapor are additionally introduced into the curved side wall with a mass flow rate of 3 to 7% of the volume of air used, and at least two are introduced into the middle section of the vortex from the side of the vortex chamber side wall x tangential jets of air or water vapor with a mass flow rate of 10 to 30% of the volume of air used at the point of rotation of the vortex by 180 and 270-310 degrees from the beginning of its formation. 2. Реактор для вихревого сжигания и/или газификации твердых топлив, содержащий корпус с боковой стенкой и входное тангенциальное сопло для подачи воздуха и топлива, отличающийся тем, что корпус реактора содержит не менее трех воздушных и/или паровых сопел, рассредоточенных в каждой угловой пристенной зоне корпуса реактора у швов стыковки торцов камеры и ее криволинейной боковой стенки, а также не менее двух тангенциальных воздушных и/или паровых сопел, смонтированных на средине высоты боковой стенки реактора, рассредоточенных на изгибе боковой стенки вихревой камеры соответственно на 180, 270-310 градусов от входного сечения вихревой камеры. 2. A reactor for vortex combustion and / or gasification of solid fuels, comprising a housing with a side wall and an inlet tangential nozzle for supplying air and fuel, characterized in that the reactor housing contains at least three air and / or steam nozzles dispersed in each corner wall the zone of the reactor vessel at the joints of the butt ends of the chamber and its curved side wall, as well as at least two tangential air and / or steam nozzles mounted in the middle of the height of the side wall of the reactor, dispersed in bend b the shackle wall of the vortex chamber, respectively, 180, 270-310 degrees from the inlet section of the vortex chamber.
RU2012127671/06A 2012-07-02 2012-07-02 Method of vortex combustion and/or gas generation of solid fuels and reactor for its realisation RU2499955C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012127671/06A RU2499955C1 (en) 2012-07-02 2012-07-02 Method of vortex combustion and/or gas generation of solid fuels and reactor for its realisation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012127671/06A RU2499955C1 (en) 2012-07-02 2012-07-02 Method of vortex combustion and/or gas generation of solid fuels and reactor for its realisation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2499955C1 true RU2499955C1 (en) 2013-11-27

Family

ID=49710570

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012127671/06A RU2499955C1 (en) 2012-07-02 2012-07-02 Method of vortex combustion and/or gas generation of solid fuels and reactor for its realisation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2499955C1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2577265C2 (en) * 2014-04-08 2016-03-10 Василий Викторович Костюнин Method of vortex gas generation and/or combustion of solid fuels and device for its implementation
RU2594210C1 (en) * 2015-03-26 2016-08-10 Общество с ограниченной ответственностью "Турбопоток" Vortex gas generator for gas production from ash-rich fuel
RU2627865C1 (en) * 2016-04-06 2017-08-14 Негосударственная Академия Наук И Инноваций Production method of synthetic gas from low-calorial brown coals with high-ash and device for its implementation
CN111351029A (en) * 2020-03-25 2020-06-30 济南黄台煤气炉有限公司 Annular tangential feeding burner of cyclone furnace
RU218323U1 (en) * 2023-03-22 2023-05-22 Публичное акционерное общество "Федеральная гидрогенерирующая компания - РусГидро" (ПАО "РусГидро") Device for vortex gas generation of fine fuels

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU813083A1 (en) * 1977-12-29 1981-03-15 Северо-Западное Отделениевсесоюзного Государственногонаучно-Исследовательского Ипроектно-Конструкторского Института"Внипиэнергопром" Cyclone-type fire box
RU2126932C1 (en) * 1996-07-30 1999-02-27 Научно-исследовательский и проектно-конструкторский центр ПО "Бийскэнергомаш" Swirling-type furnace
RU2446350C1 (en) * 2010-11-02 2012-03-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева"(КузГТУ) Low-emission cyclone reactor

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU813083A1 (en) * 1977-12-29 1981-03-15 Северо-Западное Отделениевсесоюзного Государственногонаучно-Исследовательского Ипроектно-Конструкторского Института"Внипиэнергопром" Cyclone-type fire box
RU2126932C1 (en) * 1996-07-30 1999-02-27 Научно-исследовательский и проектно-конструкторский центр ПО "Бийскэнергомаш" Swirling-type furnace
RU2446350C1 (en) * 2010-11-02 2012-03-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева"(КузГТУ) Low-emission cyclone reactor

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2577265C2 (en) * 2014-04-08 2016-03-10 Василий Викторович Костюнин Method of vortex gas generation and/or combustion of solid fuels and device for its implementation
RU2594210C1 (en) * 2015-03-26 2016-08-10 Общество с ограниченной ответственностью "Турбопоток" Vortex gas generator for gas production from ash-rich fuel
RU2627865C1 (en) * 2016-04-06 2017-08-14 Негосударственная Академия Наук И Инноваций Production method of synthetic gas from low-calorial brown coals with high-ash and device for its implementation
CN111351029A (en) * 2020-03-25 2020-06-30 济南黄台煤气炉有限公司 Annular tangential feeding burner of cyclone furnace
RU218323U1 (en) * 2023-03-22 2023-05-22 Публичное акционерное общество "Федеральная гидрогенерирующая компания - РусГидро" (ПАО "РусГидро") Device for vortex gas generation of fine fuels

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Fan et al. Impact of air staging along furnace height on NOx emissions from pulverized coal combustion
RU2123636C1 (en) Method of operation of furnace working on pulverized solid
Sung et al. Synergistic effect of co-firing woody biomass with coal on NOx reduction and burnout during air-staged combustion
RU2520440C2 (en) Methods and device for raw material mixing in reactor
KR101547583B1 (en) Powdered fuel conversion systems and methods
Madhiyanon et al. Co-combustion of rice husk with coal in a cyclonic fluidized-bed combustor (ψ-FBC)
RU2499955C1 (en) Method of vortex combustion and/or gas generation of solid fuels and reactor for its realisation
Maltsev et al. Combustion of black coal in the form of coal-water slurry in low-capacity boilers
Duan et al. Pollutant emission characteristics of rice husk combustion in a vortexing fluidized bed incinerator
US20120055089A1 (en) System and process for gasifying biomass products
RU2627865C1 (en) Production method of synthetic gas from low-calorial brown coals with high-ash and device for its implementation
JP4791701B2 (en) Biomass fuel combustion apparatus and method
Madhiyanon et al. Co-firing characteristics of rice husk and coal in a cyclonic fluidized-bed combustor (Ψ-FBC) under controlled bed temperatures
Sathitruangsak et al. Rice husk co-firing with coal in a short-combustion-chamber fluidized-bed combustor (SFBC)
Murko et al. The creation of a low-capacity boiler plant on coal-enrichment waste
RU2446350C1 (en) Low-emission cyclone reactor
RU2577265C2 (en) Method of vortex gas generation and/or combustion of solid fuels and device for its implementation
Ozkaymak et al. CO2 emission during the combustion of Orhaneli lignite coal
RU2428632C2 (en) Flaring method of pulverised fuel and device for method's implementation
US20130036955A1 (en) Three Stage Combustor For Low Quality Fuels
RU2573078C2 (en) Swirling-type chamber furnace
Arromdee et al. Experimental study on combustion of sunflower shells in a pilot swirling fluidized-bed combustor
RU2350838C1 (en) High-temperature cyclone reactor
RU2666417C2 (en) Installation for generation gas production
RU2627757C2 (en) Layer boiler with vertical swirling-type furnace

Legal Events

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

Effective date: 20150703