RU2779510C1 - Твердотопливная смесь на основе углей - Google Patents
Твердотопливная смесь на основе углей Download PDFInfo
- Publication number
- RU2779510C1 RU2779510C1 RU2022103955A RU2022103955A RU2779510C1 RU 2779510 C1 RU2779510 C1 RU 2779510C1 RU 2022103955 A RU2022103955 A RU 2022103955A RU 2022103955 A RU2022103955 A RU 2022103955A RU 2779510 C1 RU2779510 C1 RU 2779510C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coal
- solid fuel
- highly reactive
- fuel mixture
- grade
- Prior art date
Links
- 239000003245 coal Substances 0.000 title claims abstract description 41
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 40
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 28
- 239000004449 solid propellant Substances 0.000 title claims abstract description 22
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 23
- 239000003077 lignite Substances 0.000 claims abstract description 11
- 235000008331 Pinus X rigitaeda Nutrition 0.000 claims abstract description 5
- 235000011613 Pinus brutia Nutrition 0.000 claims abstract description 5
- 241000018646 Pinus brutia Species 0.000 claims abstract description 5
- 239000000571 coke Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000002309 gasification Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 3
- 238000010304 firing Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 9
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 4
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N formic acid Chemical compound OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 3
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 2
- 150000002505 iron Chemical class 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001535 kindling Effects 0.000 description 2
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 2
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 2
- 239000003039 volatile agent Substances 0.000 description 2
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 125000004432 carbon atoms Chemical group C* 0.000 description 1
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 150000003460 sulfonic acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001131 transforming Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
Изобретение относится к теплоэнергетике и позволяет использовать угли средней степени метаморфизма как высокореакционное твердое топливо в системах безмазутной растопки котлов, оборудованных муфельным предтопком, или в других устройствах, когда требуются высокореакционные топлива на основе углей средней степени метаморфизма. Твердотопливная смесь на основе углей содержит кузнецкий каменный уголь марки Д, к которому добавляют высокореакционные компоненты, такие как полукокс, полученный путем газификации бурого угля, или сосновые опилки, или бородинский бурый уголь марки 2Б, в следующих соотношениях, мас.%: кузнецкий каменный уголь марки Д 75-50, высокореакционные компоненты 25-50. Технический результат - повышение реакционной способности кузнецкого каменного угля марки Д. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к технологии формирования горючих компонентов, для повышения реакционной способности углей средней степени метаморфизма, применяемых как растопочное топливо в системах безмазутной растопки или как непроектное топливо на котлоагрегатах.
Известен способ сжигания каменного угля [RU 2010135078 A, F23B 90/00, 2012] заключающийся в предварительном нагреве угля до его температуры зажигания и обработкой зоны горения ультразвуком частотой 18-23 кГц.
К недостаткам данного способа можно отнести затрату дополнительной энергии на подогрев угля и применение дополнительного устройства, которые ведут к удорожанию способа.
Известен способ усовершенствования сжигания угля, улучшающий его сгорание [RU 2531619, C10L9/10; C10L10/00; C10L10/02; C10L10/06; опубл. 27.03.2013], заключающийся в добавлении в уголь железосодержащего соединения, а именно, соли железа и органической кислоты, в которой органическая кислота выбрана из муравьиной кислоты, карбоновых кислот, содержащих 3 или более атомов углерода, и сульфоновых кислот. При этом соль железа добавляют в печь для сжигания или в уголь до поступления угля в печь для сжигания.
Недостатком данного способа является многокомпонентный состав добавок и опасность увеличения склонности угля к шлакованию поверхностей нагрева топочных устройств.
Известен способ подготовки и сжигания угольного топлива при растопке пылеугольного котла [RU 2548706, F23D1/02; F23K1/00, опубл. 20.04.2015], где в качестве растопочного топлива используется смесь угля микропомола и угля обычного помола. Добавление угля микропомола к углю обычного помола улучшает характеристики процесса зажигания топлива.
Недостатком известного способа является то, что для получения угля микропомола необходима установка дезинтегратора, и при таком мелкодисперсном помоле повышается взрывоопасность угля.
Наиболее близким по совокупности признаков к заявленному техническому решению является способ интенсификации процесса сжигания твердого низкореакционного топлива на ТЭС [RU 2437028, F23B90/00; C10L9/10, В82В1/00, опубл. 20.12.2011], в котором для интенсификации воспламенения твердого топлива применялась обработка топлива ультразвуком и вводом в пылеугольную смесь нанодобавки.
К недостатку следует отнести сложность применения данного изобретения.
Техническим результатом изобретения является повышение реакционной способности кузнецкого каменного угля марки Д путем снижения длительности его индукционного периода.
Технический результат достигается тем, что в твердотопливной смеси на основе углей, новым является то, что к кузнецкому каменному углю марки Д добавляют высокореакционные компоненты такие как: полукокс, полученный путем газификации бурого угля, или сосновые опилки, или бородинский бурый уголь марки 2Б, в следующих соотношениях, масс. %:
| Кузнецкий каменный уголь марки Д | 75-50 |
| Высокореакционные компоненты | 25-50. |
Также новым является и то, что тонина помола индивидуальных топлив и твердотопливных смесей не должна превышать 140-250 мкм, а все топлива должны находиться в воздушно-сухом состоянии.
Изобретение поясняется чертежом. На фиг. представлены результаты проведенных испытаний в виде зависимостей времен задержки зажигания от температуры воздуха в диапазоне 500-800°С при движении мелкодисперсных частиц размерами 140-250 мкм в потоке разогретого воздуха (скорость топливных частиц соответствует скорости воздушного потока, которая составляет Va=5 м/с) как отдельных компонентов, так и топливных смесей на основе каменного угля с добавлением высокореакционных компонентов (25-50%). Зависимости получены после проведенных испытаний компонентов №1-4 и их смесей на экспериментальном стенде в условиях лучисто-конвективного нагрева при движении в потоке разогретого воздуха (температура 500-800°С, скорость 5 м/с) с использованием средств высокоскоростной видеорегистрации для установления времени задержки зажигания. В реальных условиях скорость потока пылеугольной смеси может достигать до 25 м/с, поэтому для повышения длительности прогрева топлива в потоке высокотемпературного окислителя необходимо использовать разные методы кручения топливно-воздушной смеси.
Древесина, бурый и каменный угли содержат в своем составе (табл. 1) достаточно существенное количество влаги (более 10%) и летучих (Vdaf) (более 40%), поэтому теплота внешнего источника на начальном этапе индукционного периода расходуется на протекание эндотермических процессов фазового превращения (испарение влаги) и термического разложения. Эти процессы интенсивно протекают при относительно низких температурах (около 100°С и 400°С, соответственно), поэтому формирующаяся в окрестности частицы топлива относительно холодная парогазовая смесь является буферным слоем на границе частица топлива / разогретый воздух, что несколько снижает интенсивность протекания физико-химических процессов в течение индукционного периода, тем самым увеличивая время задержки зажигания. Отличие значений времени задержки древесины, бурого и каменного углей в основном связано с разным содержанием летучих. Чем выше содержание летучих, тем меньше время задержки зажигания соответствующего топлива при прочих идентичных условиях. Кроме этого пористость частиц также влияет на характеристики зажигания топлива. Каменный уголь имеет достаточно плотную структуру преимущественно с закрытыми порами относительно внешней газовой среды. Поэтому в отличие от древесины и бурого угля требуется больше энергии на развитие гетерогенного горения.
Приняты следующие обозначения для компонентов твердотопливных смесей:
№1 полукокс, полученный путем газификации бурого угля;
№2 сосновые опилки;
№3 бородинский бурый уголь марки 2Б;
№4 кузнецкий каменный уголь марки Д.
Примеры, иллюстрирующие практическое применения твердотопливной смеси на основе углей для котлов и печей.
Пример 1.
В муфельный предтопок, длиною не менее 1 м, подается нагретый воздух от 550 до 800°С. Параллельно в муфельный предтопок подается подготовленная твердотопливная смесь, состоящая из каменного угля (№4 от 75 до 50%) и сосновых опилок (№2 от 25 до 50%). Размеры частиц твердотопливной смеси не должны превышать 140-250 мкм.
Времена задержки зажигания такой твердотопливной смеси на 25-35% меньше аналогичной характеристики для основного высококалорийного каменного угля.
Пример 2.
В печь длиной не менее 1 м, подается нагретый воздух от 550 до 800°С. Параллельно в печь подается подготовленная твердотопливная смесь, состоящая из каменного угля (№4 - 50%) и полукокса (№1 - 50%). Размеры частиц твердотопливной смеси не должны превышать 140-250 мкм. Времена задержки зажигания такой твердотопливной смеси на 29% меньше аналогичной характеристики для каменного угля.
Пример 3.
В котлоагрегат через растопочную горелку длиною не менее 1 м, подается нагретый воздух от 550 до 800°С. Параллельно в печь подается подготовленная твердотопливная смесь, состоящая из каменного угля (№4 - 75%) и бурого угля (№3 - 25%). Размеры частиц твердотопливной смеси не должны превышать 140-250 мкм. Предлагаемые твердотопливные смеси позволяют снизить длительность индукционного периода на 8%.
Заявленное изобретение позволяет использовать угли средней степени метаморфизма, как высокореакционное твердое топливо, в системах безмазутной растопки котлов, оборудованных муфельным предтопком или в других устройствах, когда требуется высокореакционные топлива на основе углей средней степени метаморфизма. Для приготовления твердотопливной смеси предлагается использовать стандартное оборудование. Смешение может происходить: на топливном складе; в пыле приготовительных установках, куда индивидуальные топлива подаются по отдельности или в топке котла (печи), куда индивидуальные топлива подаются так же по отдельности.
Claims (4)
1. Твердотопливная смесь на основе углей, отличающаяся тем, что к кузнецкому каменному углю марки Д добавляют высокореакционные компоненты, такие как полукокс, полученный путем газификации бурого угля, или сосновые опилки, или бородинский бурый уголь марки 2Б, в следующих соотношениях, мас.%:
кузнецкий каменный уголь марки Д - 75-50,
высокореакционные компоненты - 25-50.
2. Твердотопливная смесь на основе углей по п. 1, отличающаяся тем, что тонина помола индивидуальных топлив и твердотопливных смесей не должна превышать 140-250 мкм, а все топлива должны находиться в воздушно-сухом состоянии.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2779510C1 true RU2779510C1 (ru) | 2022-09-08 |
Family
ID=
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1606523A1 (ru) * | 1988-04-11 | 1990-11-15 | Белорусский Политехнический Институт | Способ изготовлени топливных брикетов |
| RU2119532C1 (ru) * | 1994-07-20 | 1998-09-27 | Игорь Михайлович Гомзарь | Топливный брикет |
| RU2174949C1 (ru) * | 2001-01-05 | 2001-10-20 | Открытое акционерное общество "ЗАРЯ" | Способ получения активного угля |
| RU2316581C1 (ru) * | 2006-05-24 | 2008-02-10 | Институт горного дела Севера им. Н.В. Черского Сибирского отделения Российской академии наук | Способ получения топливных брикетов |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1606523A1 (ru) * | 1988-04-11 | 1990-11-15 | Белорусский Политехнический Институт | Способ изготовлени топливных брикетов |
| RU2119532C1 (ru) * | 1994-07-20 | 1998-09-27 | Игорь Михайлович Гомзарь | Топливный брикет |
| RU2174949C1 (ru) * | 2001-01-05 | 2001-10-20 | Открытое акционерное общество "ЗАРЯ" | Способ получения активного угля |
| RU2316581C1 (ru) * | 2006-05-24 | 2008-02-10 | Институт горного дела Севера им. Н.В. Черского Сибирского отделения Российской академии наук | Способ получения топливных брикетов |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Glushkov et al. | Organic coal-water fuel: Problems and advances | |
| US3860384A (en) | Method to control NOX formation in fossil-fueled boiler furnaces | |
| DE112012001242T5 (de) | Komplexes System zum Verwenden von Kohle bei der Herstellung von Koks und Rohmaterialgas und der Erzeugung von elektrischer Energie | |
| GB631355A (en) | An improved manufacture of solid smokeless fuel | |
| RU2779510C1 (ru) | Твердотопливная смесь на основе углей | |
| Borodulya et al. | Some special features of combusting the coal-water fuel made of Belarussian brown coals in the fluidized bed | |
| CN201520746U (zh) | 外燃内热式煤干馏炉 | |
| Zakharevich et al. | Ignition of the drops of coal–water fuel in a flow of air | |
| CN108506925A (zh) | 一种空气分级解耦燃烧机械炉排燃烧炉及其燃烧方法 | |
| RU2706168C1 (ru) | Горелочное устройство и способ организации факела горения топлива | |
| US729321A (en) | Process of preparing fuel composition. | |
| JP7397303B2 (ja) | 焼結鉱の製造方法 | |
| RU2565651C2 (ru) | Способ получения и сжигания композиционного кавитационного топлива из нефтяного кокса | |
| JPH0130045B2 (ru) | ||
| US1678863A (en) | Method for the preburning preparation of fuels | |
| US1659337A (en) | Flocculated fuel compound | |
| JPH0395292A (ja) | 燃焼性に優れた石油コークスの製造方法 | |
| SU371269A1 (ru) | Способ газификации мелкозернистого угля | |
| US2066103A (en) | Combustion process for the use of fluid fuel in martin furnaces | |
| Yuan et al. | Study on Combustibility of Blended-Coal for Power Station | |
| CN1091139C (zh) | 环保节能掺水重油添加剂 | |
| JPH0419279B2 (ru) | ||
| US2449729A (en) | Process for the production of industrial or power gases | |
| Malishev et al. | The study of coal-based bio-hydrous coal suspensions of varying degrees of metamorphism with the addition of fine sawmill and woodworking waste | |
| SU116229A1 (ru) | Присадка ВНИИ-НП-102 к жидким топливам |