RU2500953C1 - Способ активирования порошкообразного угля в вертикальной четырехгранной призматической топке - Google Patents

Способ активирования порошкообразного угля в вертикальной четырехгранной призматической топке Download PDF

Info

Publication number
RU2500953C1
RU2500953C1 RU2012123084/06A RU2012123084A RU2500953C1 RU 2500953 C1 RU2500953 C1 RU 2500953C1 RU 2012123084/06 A RU2012123084/06 A RU 2012123084/06A RU 2012123084 A RU2012123084 A RU 2012123084A RU 2500953 C1 RU2500953 C1 RU 2500953C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
furnace
main
flows
gas
additional
Prior art date
Application number
RU2012123084/06A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2012123084A (ru
Inventor
Константин Владимирович Осинцев
Владимир Валентинович Осинцев
Евгений Васильевич Торопов
Ахмет Курманбекович Джундубаев
Тулеуген Ашикбаевич Акбаев
Сергей Павлович Ким
Гали Такимович Альмусин
Владимир Иванович Богаткин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" (национальный исследовательский университет)
Акционерное общество "Шубарколь комир"
Открытое акционерное общество "Объединение ВНИПИэнергопром"
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" (национальный исследовательский университет), Акционерное общество "Шубарколь комир", Открытое акционерное общество "Объединение ВНИПИэнергопром" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" (национальный исследовательский университет)
Priority to RU2012123084/06A priority Critical patent/RU2500953C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2500953C1 publication Critical patent/RU2500953C1/ru
Publication of RU2012123084A publication Critical patent/RU2012123084A/ru

Links

Images

Landscapes

  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Abstract

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано на паровых и водогрейных котлах, сжигающих природный газ и угольную пыль. Способ активирования порошкообразного угля в вертикальной четырехгранной призматической топке путем встречного ввода угольных частиц размером 2-4 мм в смеси с воздухом и газообразными продуктами сгорания вдоль вертикальной плоскости симметрии топки параллельно фронтовой и задней стенам, нагрева с выделением влаги и летучих веществ и получением коксового остатка основными и дополнительными газовыми факелами, образованными основными и дополнительными потоками реакционной газовоздушной смеси, истекающими из основных и дополнительных горелок, сбора и продувки струями пара частиц с коксовым остатком в подовых накопителях, последующего их охлаждения с выводом потребителю в подподовых установках. Ввод основных потоков реакционной газовоздушной смеси над потоками с угольными частицами параллельно и симметрично вертикальной плоскости симметрии топки, подача дополнительных потоков реакционной газовоздушной смеси под потоками с угольными частицами вдоль вертикальной плоскости симметрии топки с массовым расходом газа (0,16-0,35)Go, где Go - массовый расход газа в основных потоках, кг/с. Изобретение позволяет снизить остаточное содержание горючих летучих веществ в коксовом остатке вводимых на активирование угольных частиц. 2 ил.

Description

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано на паровых и водогрейных котлах, сжигающих природный газ и угольную пыль при комбинированной выработке тепловой энергии и активированного угля.
Известен способ активирования порошкообразного угля путем ввода угольных частиц размером 2-4 мм в смеси с воздухом и газообразными продуктами сгорания в установку по активированию угольных частиц, нагрева с выделением влаги и летучих горючих веществ и получением коксового остатка газовым факелом, сбора и продувки паром частиц с коксовым остатком, последующего их охлаждения с выводом потребителю (X. Кинле, Э. Бадер. Активные угли и их промышленное применение. Химия, Л., 1984, с.34-57). Недостаток способа - большие расход газа на нагрев с выделением влаги и летучих веществ и тепловые потери с продуктами сгорания, выводимыми в атмосферу.
Известен способ активирования порошкообразного угля в вертикальной четырехгранной призматической топке путем ввода угольных частиц размером 2-4 мм в смеси с воздухом и газообразными продуктами сгорания, нагрева с выделением влаги и летучих горючих веществ и получением коксового остатка основными и дополнительными газовыми факелами, образованными спутными основными и дополнительными потоками газовоздушной смеси, истекающими из основных и дополнительных газовых горелок, сбора и продувки паром частиц с коксовым остатком, последующего их охлаждения с выводом потребителю в подподовых установках (патент РФ №2267055; F23С 1/12 от 31.01.2005 г.; Б.И. №36, 2005 г.). Активирование в составе технологии комбинированной выработки тепловой энергии и получения потребительского сорбционного продукта - активированного угля существенно снижает совокупный расход газа и тепловые потери с газообразными продуктами сгорания, выводимыми в атмосферу. Недостаток способа - повышенная степень обгорания коксового остатка и значительный вынос коксовых частиц с газовым факелом из топки.
Известен способ активирования порошкообразного угля в вертикальной четырехгранной призматической топке путем ввода угольных частиц размером 2-4 мм в смеси с воздухом и газообразными продуктами сгорания, нагрева с выделением влаги и летучих горючих веществ и получением коксового остатка основными и дополнительными газовыми факелами, образованными спутными основными и дополнительными потоками газовоздушной смеси, истекающими из основных и дополнительных газовых горелок, сбора и продувки паром частиц с коксовым остатком в подовом накопителе, последующего их охлаждения с выводом потребителю в подподовых установках; массовый расход газа через дополнительные горелки при этом составляет (0,01-0,15)Gн, где Gн - массовый расход газа через основные горелки (патент РФ №2306484; F23С 1/12 от 13.06.2006 г.; Б.И. №26, 2007 г.). Недостаток способа - повышенное остаточное содержание горючих летучих веществ в коксовом остатке, что снижает его сорбционные потребительские свойства.
Известен способ активирования порошкообразного угля в вертикальной четырехгранной призматической топке путем встречного ввода угольных частиц размером 2-4 мм в смеси с воздухом и газообразными продуктами сгорания вдоль вертикальной плоскости симметрии топки параллельно фронтовой и задней стенам, нагрева с выделением влаги и летучих веществ и получением коксового остатка основными и дополнительными газовыми факелами, образованными основными и дополнительными потоками реакционной газовоздушной смеси, истекающими из основных и дополнительных горелок, сбора и продувки струями пара частиц с коксовым остатком в подовых накопителях, последующего их охлаждения с выводом потребителю в подподовых установках (патент РФ №1638452; F23С 7/02 от 26.12.1988 г., с регистрацией от 06.03.1995 г.; Б.И. №12, 1991 г.). Недостаток способа - повышенное остаточное содержание горючих летучих веществ в коксовом остатке, что снижает его потребительские сорбционные свойства.
Известен наиболее близкий способ активирования порошкообразного угля в вертикальной четырехгранной призматической топке путем встречного ввода угольных частиц размером 2-4 мм в смеси с воздухом и газообразными продуктами сгорания вдоль вертикальной плоскости симметрии топки параллельно фронтовой и задней стенам, нагрева с выделением влаги и летучих веществ и получением коксового остатка основными и дополнительными газовыми факелами, образованными основными и дополнительными потоками реакционной газовоздушной смеси, истекающими из основных и дополнительных горелок, сбора и продувки струями пара частиц с коксовым остатком в подовых накопителях, последующего их охлаждения с выводом потребителю в подподовых установках (Перевод котла БК3-220 на технологию ступенчатого сжигания топлива / В.В. Осинцев и др. // Электрические станции, №11, 1991. - с.17-22). Недостаток способа - повышенное остаточное содержание горючих летучих веществ в коксовом остатке, что снижает его потребительские сорбционные свойства.
Задача изобретения - снижение остаточного содержания горючих летучих веществ в коксовом остатке вводимых на активирование угольных частиц и повышение его потребительских сорбционных свойств.
Поставленная задача решается способом активирования порошкообразного угля в вертикальной четырехгранной призматической топке путем встречного ввода угольных частиц размером 2-4 мм в смеси с воздухом и газообразными продуктами сгорания вдоль вертикальной плоскости симметрии топки параллельно фронтовой и задней стенам, нагрева с выделением влаги и летучих веществ и получением коксового остатка основными и дополнительными газовыми факелами, образованными основными и дополнительными потоками реакционной газовоздушной смеси, истекающими из основных и дополнительных горелок, сбора и продувки струями пара частиц с коксовым остатком в подовых накопителях, последующего их охлаждения с выводом потребителю в подподовых установках, реализуемым, согласно изобретению, вводом основных потоков реакционной газовоздушной смеси над потоками с угольными частицами параллельно и симметрично вертикальной плоскости симметрии топки, подачи дополнительных потоков реакционной газовоздушной смеси под потоками с угольными частицами вдоль вертикальной плоскости симметрии топки с массовым расходом газа (0,16-0,3 5)Gо, где Gо - массовый расход газа в основных потоках, кг/с.
Вводом основных потоков газовоздушной смеси над потоками с угольными частицами размером 2-4 мм параллельно и симметрично вертикальной плоскости симметрии топки, подачей дополнительных потоков газовоздушной смеси под потоками с угольными частицами вдоль вертикальной плоскости симметрии топки с массовым расходом газа Gд=(0,16-0,35)Gо, где Gо - массовый расход газа в основных потоках, кг/с достигается максимальный ~ 100% выход летучих веществ из вводимых на активирование угольных частиц размером 2-4 мм; при этом диапазон Gд=(0,16-0,35)Gо оптимален, поскольку даже незначительное отклонение от него влечет нарушение процесса активирования с выходом качественного коксового сорбента. Так при Gд≤0,155Go резко скачкообразно увеличивается остаточное содержание в коксовом остатке вводимых угольных частиц горючих летучих веществ; при Gд≥0,360Gо начинается обгорание и вынос уменьшаемых при этом в размерах и весе коксовых частиц с газовым факелом из топки, что снижает эффективность процесса активирования со снижением расхода выпускаемого сорбционного материала потребителю. Обгоревшие коксовые частицы имеют, как правило, оплавленную поверхность и ухудшенные сорбционные свойства. Положительный эффект достигается при подаче в топку частиц размером 2-4 мм как бурого, так и каменного угля с высоким содержанием летучих веществ. Частицы <2 мм выносятся в большом количестве из топки, частицы с размером >4 мм выходят с большим остаточным содержанием летучих веществ и ухудшенными сорбционными свойствами.
Предлагаемый способ активирования порошкообразного угля в вертикальной четырехгранной призматической топке поясняется чертежами.
На фиг.1 представлена схема вертикальной призматической четырехгранной топки, продольный разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.
Вертикальная призматическая четырехгранная топка содержит камеру сгорания 1, фронтовую, заднюю и боковые стены 2, 3, 4, 5, экранированные трубами 6, основные газовые горелки 7, размещенные в один горизонтальный ряд на боковых стенах 4, 5 симметрично относительно вертикальной плоскости симметрии к камеры сгорания 1 и топки, дополнительные газовые горелки 8, установленные вдоль вертикальной плоскости симметрии к под основными газовыми горелками 7, сопловые узлы 9 ввода смеси И воздуха и газообразных продуктов сгорания и угольных частиц 12 размером 2-4 мм, под 13 в виде нисходящего двухстороннего конфузора с накопителями 14 коксовых частиц 15, имеющими питатели 16 и паровые сопла 17; к накопителям 14 подключены охладители 18, в частности, кипящего слоя, имеющие систему подачи 19 смеси 11 воздуха и газообразных продуктов сгорания, системы выпуска 20 готового сорбционного материала (активированного угля) 21 и системы выпуска 22 смеси 11 воздуха и газообразных продуктов сгорания, направляемых по газоходам 23 к соплам 9 ввода смеси 11 и угольных частиц 12. Особенностью топки является размещение сопловых узлов 9 на высотной отметке между основными и дополнительными газовыми горелками 7 и 8 соответственно вдоль вертикальной плоскости симметрии к камеры сгорания 1 топки.
Способ активирования порошкообразного угля в вертикальной четырехгранной призматической топке реализуется путем встречного ввода угольных частиц 12 размером 2-4 мм в смеси 11 воздуха и газообразных продуктов сгорания вдоль вертикальной плоскости симметрии к камеры сгорания 1 топки параллельно фронтовой и задней стенам 2, 3, нагрева с выделением влаги 24 и летучих горючих веществ 25 и получением коксового остатка 15 основными и дополнительными газовыми факелами 26 и 27 соответственно, образованными основными и дополнительными потоками реакционной газовоздушной смеси 28, 29, истекающими из основных и дополнительных горелок 7, 8 соответственно, сбора и продувки струями пара 30 частиц 15 с коксовым остатком в подовых накопителях 14, последующего их охлаждения с выводом потребителю в подподовых установках 18 (в частности, охладителях кипящего слоя). Особенностью способа является вывод основных потоков 28 реакционной газовоздушной смеси над потоками 11 с угольными частицами 12 параллельно и симметрично вертикальной плоскости симметрии топки, дополнительных потоков 29 реакционной газовоздушной смеси под потоками 11 с угольными частицами 12 вдоль вертикальной плоскости симметрии k топки с массовым расходом газа Gд=(0,16-0,35)Go, где Gо - массовый расход газа в основных потоках 28, кг/с. Реакционная газовоздушная смесь 28 и 29 формируется потоками воздуха 31 и 32 и газа 33 и 34 соответственно.
Вводом основных потоков 28 газовоздушной смеси 11 над потоками с угольными частицами 12 размером 2-4 мм параллельно и симметрично вертикальной плоскости симметрии к топки, подачей дополнительных потоков 29 газовоздушной смеси под потоками 11 с угольными частицами 12 вдоль вертикальной плоскости симметрии к топки с массовым расходом газа Gд=(0,16-0,35)Gо, где Gо - массовый расход газа в основных потоках 28, кг/с достигается максимальный ~ 100% выход летучих веществ 25 из вводимых на активирование угольных частиц 12 размером 2-4 мм; при этом диапазон Gд=(0,16-0,35)Go оптимален, поскольку даже незначительное отклонение от него влечет нарушение процесса активирования с выходом качественного коксового сорбента 21. Так при Gд≤0,155Go резко скачкообразно увеличивается остаточное содержание в коксовом остатке 15 вводимых угольных частиц 12 горючих летучих веществ 25; при Gд≥0,360Go начинается обгорание и вынос уменьшаемых при этом в размерах и весе коксовых частиц 15 с газовым факелом из топки, что снижает эффективность процесса активирования из-за снижения расхода выпускаемого сорбционного материала 21 потребителю. Обгоревшие коксовые частицы 15 имеют, как правило, оплавленную поверхность и ухудшенные сорбционные свойства. Положительный эффект достигается при подаче в топку частиц 12 размером 2-4 мм как бурого, так и каменного угля с высоким содержанием летучих веществ 25. Частицы <2 мм выносятся в большом количестве из топки, частицы с размером >4 мм выходят с большим остаточным содержанием летучих веществ 25 и ухудшенными сорбционными свойствами.
Практическое использование способа связано в первую очередь с котлами типа БК3-220 с наиболее близкой технологией сжигания газа. Возможно использование топок с большим количеством основных горелок 7 в вертикальных и горизонтальных рядах. Использование комбинированной технологии выработки теплоты (пара) и активированного угля снижает расход реакционного газа за счет сжигания в топке выделяемых из угольных частиц 12 летучих горючих веществ 25. Вырабатываемый и охлаждаемый материал (активированный уголь) 21 направляют в системы водоподготовки и очистки промстоков ТЭЦ со значительной экономией затрат в сравнении с вариантом его приобретения от стороннего производителя.

Claims (1)

  1. Способ активирования порошкообразного угля в вертикальной четырехгранной призматической топке путем встречного ввода угольных частиц размером 2-4 мм в смеси с воздухом и газообразными продуктами сгорания вдоль вертикальной плоскости симметрии топки параллельно фронтовой и задней стенам, нагрева с выделением влаги и летучих веществ и получением коксового остатка основными и дополнительными газовыми факелами, образованными основными и дополнительными потоками реакционной газовоздушной смеси, истекающими из основных и дополнительных горелок, сбора и продувки струями пара частиц с коксовым остатком в подовых накопителях, последующего их охлаждения с выводом потребителю в подподовых установках, отличающийся тем, что основные потоки реакционной газовоздушной смеси вводят над потоками с угольными частицами параллельно и симметрично вертикальной плоскости симметрии топки, дополнительные потоки реакционной газовоздушной смеси подают под потоками с угольными частицами вдоль вертикальной плоскости симметрии топки с массовым расходом газа (0,16-0,35)Go, где Go - массовый расход газа в основных потоках, кг/с.
RU2012123084/06A 2012-06-04 2012-06-04 Способ активирования порошкообразного угля в вертикальной четырехгранной призматической топке RU2500953C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012123084/06A RU2500953C1 (ru) 2012-06-04 2012-06-04 Способ активирования порошкообразного угля в вертикальной четырехгранной призматической топке

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012123084/06A RU2500953C1 (ru) 2012-06-04 2012-06-04 Способ активирования порошкообразного угля в вертикальной четырехгранной призматической топке

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2500953C1 true RU2500953C1 (ru) 2013-12-10
RU2012123084A RU2012123084A (ru) 2013-12-10

Family

ID=49682764

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012123084/06A RU2500953C1 (ru) 2012-06-04 2012-06-04 Способ активирования порошкообразного угля в вертикальной четырехгранной призматической топке

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2500953C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2615241C1 (ru) * 2015-12-21 2017-04-04 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)" Способ получения активного фракционированного угля в камере на решетке

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1638452A1 (ru) * 1988-12-26 1991-03-30 Киргизский Научно-Исследовательский Отдел Энергетики Топка
RU2267055C1 (ru) * 2005-01-31 2005-12-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" Способ совместного сжигания природного газа и пыли углесодержащего материала в вертикальной призматической четырехгранной топке котла
RU2306482C1 (ru) * 2006-06-13 2007-09-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" ЮУрГУ Горелочное устройство
RU2306484C1 (ru) * 2006-06-13 2007-09-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" ЮУрГУ Способ работы многофункциональной горелки

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1638452A1 (ru) * 1988-12-26 1991-03-30 Киргизский Научно-Исследовательский Отдел Энергетики Топка
RU2267055C1 (ru) * 2005-01-31 2005-12-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" Способ совместного сжигания природного газа и пыли углесодержащего материала в вертикальной призматической четырехгранной топке котла
RU2306482C1 (ru) * 2006-06-13 2007-09-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" ЮУрГУ Горелочное устройство
RU2306484C1 (ru) * 2006-06-13 2007-09-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" ЮУрГУ Способ работы многофункциональной горелки

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2615241C1 (ru) * 2015-12-21 2017-04-04 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)" Способ получения активного фракционированного угля в камере на решетке

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012123084A (ru) 2013-12-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2841034C (en) Apparatus and method for the thermal treatment of lump or agglomerated material
UA101755C2 (ru) СПОСОБ ЭКСПЛУАТАЦИИ регенеративного НАГРЕВАТЕЛЯ
CN204554840U (zh) 一种工业废气燃烧装置
CN203079923U (zh) 水冷壁废锅流程的水煤浆加压气化装置
RU2500953C1 (ru) Способ активирования порошкообразного угля в вертикальной четырехгранной призматической топке
CN101725962A (zh) 一种燃烧低热值气体燃料的循环流化床锅炉
CN203923114U (zh) 外置燃烧器生物质气化炉
CN103387851B (zh) 废锅式气化炉
CN102786962A (zh) 一种化学熄焦装置、熄焦介质及其工艺
CN202595039U (zh) 一种气体热载体低温热解炉
CN203333601U (zh) 废锅式气化炉
CN105318307A (zh) 一种双锅筒横置式沉降室喷淋脱硝角管锅炉
RU2012149843A (ru) Котел и пароперегреватель, а также способ
CN202229580U (zh) 多级附墙燃烧箱式炉
RU2499189C1 (ru) Способ и установка активирования фракционированных по размеру частиц порошкообразного угля
KR101417831B1 (ko) 순환유동층 생물질 가스화 장치
CN207121427U (zh) 一种氢气‑氧气混合喷吹与热能综合利用的电石炉系统
CN206739279U (zh) 一种煤的高效洁净多梯度燃烧装置
CN202229171U (zh) 可控型固体燃料燃烧装置
RU2473010C1 (ru) Топка
RU2502921C1 (ru) Способ работы вертикальной призматической топки
CN103980945B (zh) 外置燃烧器生物质气化炉及生物质气化方法
CN203784930U (zh) 一种防结焦生物质燃烧机
CN101270303B (zh) 布气及水蒸汽一体式煤气发生炉
CN203836941U (zh) 高效洁净悬浮流化燃烧水煤浆锅炉

Legal Events

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

Effective date: 20150605