SU1183783A1 - Способ сжигани отход щих газов сажевого производства - Google Patents

Abstract

1. СПОСОБ СЖИГАНИЯ ОТХОДЯЩИХ ГАЗОВ СА}КЕВОГО .ПРОИЗВОДСТВА, включающий тангенциальную подачу в топку смеси отход щих газов и воздуха, сжигание вспомогательного топлива и подачу продуктов полного горени  в топку , смешение потоков, воспламенение и горение отход щих газов, отличающийс  тем, что, с целью интенсификации процесса сжигани  отход щих газов и содержащейс  в ней сажи, не менее 70% продуктов полного горени  вспомогательного топлива подают в периферийную зону топки, а остальное количество в центральную. 2. Способ поп,1, отличающийс  тем, что продукты полного, горени  вспомогательного топлива подают в периферийную зону топки через 0,02-0,15 с после подачи в топку смеси отход щих газов и воздуха.

Description

Изобретение относитс  к способам сжигани  отход щих газов сажевого производства, содержащих частицы са жи, причем образующийс  в результат сжигани  теплоноситель может быть использован дл  сушки влажных грану в сушильных барабанах, дл  подогрева сырь , технологического воздуха, дл  получени  технологического пара в котельных установках. Цель изобретени  - интенсификаци процесса сжигани  отход щих газов с жевого производства и содержащихс  в них частиц сажи. Способ реализуетс  следующим обр зом. В циклонную топку ввод т продукт полного горени  вспомогательного то лива, разогревают ее до 1100-1200 С после чего в топку тангенциальным потоком ввод т смесь отход щих газо сажевого производства и требуемый дл  их горени  воздух. Через определенное врем  в периферийную зону топки ввод т продукты полного горени  вспомогательного топлива, приче расход продуктов полного горенг-ш вспомогательного топлива в перифе .рийную и центральную области топки .подбирают в зависимости от калорийности отход щих газов и от концент-рации содержащейс  в них сажи. После перемешивани  потоков продуктов полного горени  вспомогательного топлива и смеси отход щих газов и воздуха, разогрева горючих составл  ющих в периферийную зону топки ввод т дополнительно окислитель дл  ин тенсификации процесса выгоран:и  частиц сажи. Гор.очие газовые состав л ющие отход щих газов к моменту окончани  горени  частиц сажи успевают полностью сгореть. Продукты горени  вывод тс  из топки, При тангенциальной подаче смеси отход щих газов сажевого производст ва, содержащих частицы сажи, и окис лител , происходи значительное по сравнению с центральной областью то почного производства увеличение кон центрации частиц сажи в пристенной области. Отход щие газы сажевого производства обладают значительной теплоемкостью. Необходимо осуществл ть интенсивный прогрев частиц сажи, так как скорость их горени  значительно меньше, чем газовых составл ющих. Поэтому основную часть высокотемпературных продуктов горени  вспомогательного топлива целесообразно вводить не в центр закрученного потока смеси отход щих газов и-воздуха, а на его периферию. Первыми термическому удару высокотемпературных продуктов подвергаютСИ в этом случае частицы сажи, а затем наиболее плотнг  и основна  часть отход щих газов и воздуха. При таком интенсивном подводе тепла поверхностный слой частицы сажи быстро прогреваетс  до температуры воспламенени . В периферийную область топки дл  интенсификации процесса горени  частиц сажи желательно подать все продукты горени  вспомогательного топлива , однако это возможно лишь в том случае, если при достаточно интенсивной закрутке смеси отход и1их газов и воздуха их продукты горени  будут в достаточном количестве и с необходимой температурой возвращатьс  к месту ввода смеси и воспламен ть разреженную часть отход щих газов . В этом случае создаетс  двухстороннее эффективное воспламенение основного потока отход щих газов с одной стороны от своих же продуктов горени , а с другой - от продуктов горени  вспомогательного топлива. Однако дл  бедных газов ввод части продуктов горени  вспомогательного топлива в центральную область топки просто необходим. Это вызвано тем, что чем беднее топливо, тем ниже его теоретическа  температура горени  и возвращающиес  к месту ввода смеси отход щих газов и воздуха продукты горени  могут уже не обладать достаточным количеством тепла дл  воспламенени  центральной части газов . Продукты же полного горени  обычно примен емого вспомогательного высококалорийного топлива могут обладать температурой 2100-2200 С. Вспомогательное топливо, как правило , сжигают с коэффициентом избытка воздуха, обеспечивающем температуру nOO-ieOO C. Эта температура обусловлена тем, что не требует специальных сверхогнеупорных материалов. Кроме того, содержание окислов азота в продуктах горени  значительно меньше, чем, например, при температуре в 2000 С, Экспериментально определено, что дл  отход щих газов производства сажи калорийностью 350-450 ккал/нм при нормальном ведении процесса гор ни  в центральную область топки достаточно подать 10-30% продуктов горени  вспомогательного топлива, ис ,пользуемого в качестве подсветки дл  инициировани  горени  низкокалорийных забалластированных вод ным паром и содержащих частицы сажи отход щих газов.производства сажи. При калорий ности отход щих газов вьппе 500 ккал/нм отпадает необходимость подачи продук тов горени  вспомогательного топлива в центральную область топки. За счет возврата продуктов горени  в центральной области топки разреженна  часть отход щих газов будет воспламен тьс  и гореть и, таким образом , воспламенение основной ilacTH i отход щих газов будет осуществлено с максимальным эсЬфектом. Ввод продуктов горени  всггомогательного топлива в периферийнздо область топки следует осуществить через 0,02-0,15 с с момента ввода в топку смеси отход щих газов и воздуха . Данное врем  ввода обусловлено тем, что при тангенциальной подаче смеси отход щих газов и воздуха с желательной скоростью 10-50 м/с, т.е. со скоростью, при которой достигаетс  хороша  закрутка смеси при относительно небольших энергетических затратах, частицы сажи успевают сконцентрироватьс  у поверхности топки, и таким образом продукты горени  вспомогательного топлива взаимодействуют с максимальным количеством частиц сажи. При уменьшении времени ввода продуктов горени  вспо могательного топлива в периферийную часть топки менее 0,02 с с момента ввода смеси отход щих газов и возду ,ка дол  частиц, сконцентрированных у поверхности топки, будет мала, и желаемый эффект не будет достигнут Увеличение же данного отрезка времени более 0,15 с приведет к нерациональному использованию топочного пространства. Кроме того, при застабилированном времени ввода дополнительного окислител  в периферийную зону топки увеличение времени ввода продуктов полного горени  вспомогательного топлива в периферийную зону топки более 0,15 с может при- вести к ситуации, при которой частицы сажи, сконцентрированные у стенки топки, но не успевшие разогретьс  до температуры воспламенени , физически провзаимодействуют с окислителем , при этом не встзгпа  с ним в химическую реакцию. При дальнейшем движении по топке больша  часть дополнительного окислител  смешиваетс  с дымовыми газами и лишь некотора  часть провзаимодействует с частицами сажи. Така  ситуаци  приводит в целом к резкому ухудшению выгорани  частиц сажи. В табл. 1 представлены сравнитель ные данные по вли нию времени ввода продуктов полного горени  вспомогательного топлива в периферийную область топки на степень выгорани  горючих газовых составл ющих отход щих газов сажевого производства и содержащихс  в отход ш пс газах частиц сажи. Из табл. 1. видно, что при всех прочих равных услови х в сравнении с известным способом разделение потока продуктов полного горени  вспомогательного топлива и подача большей части этих продуктов в периферийную зону топки приводит к значительно лучшему выгоранию частиц сажи - с 68% до 97,5%. В табл. 1 также представлены данные о вли нии времени ввода части продуктов полного горени  вспомогательного топлива в периферийную зону топки на степень выгорани . В табл. 2 показано вли ние доли вводимых в периферийную зону топки продуктов горени  вспомогательного топлива на степень выгорани  горючих газовых составл ющих отход щих газов и частиц углерода, причем все параметры соответствуют приведенным в табл. 1, Из табл. 2 видно, что увеличение доли продуктов полного горени  приводит к более полному выгоранию в топочном объеме, однако дл  газов с калорийностью 400 ккал/нм при подаче в периферийную зону топки 100% продуктов горени  вспомогатель(ного топлива происходит химический недожег горючих газовых составл ющих отход щих газов. В табл. 3 показана зависимость доли продуктов полного горени  вспомогательного топлива, вводимой в пеS11837836

риферийную область топки, от калорий-Использование изобретени  в проности отход щих Газов сажевого произ-мьшшенности позвол ет сократить выводства при относительно одинаковойбросы загр зн ющих веществ в атмосфестепени выгорани  горючих составл ю- ру,увеличить производительностьсущест;щих отход щих газов.вующих топочныхустройств в 1,3-1,8 раза.

Расход отход  щх газов, 14000 14000 Расход воздуха на смешение с отход щими газами, м V4 Калорийность отход щих газовj ккал/м Начальна  концентраци  частиц сажи в отход щих газах, г/м Расход дополнительного воздуха, м/ч Расход вспомогательного топлива (дизельное топливо ) , кг/ч Расход воздуха на горение вспомогательного топлива , Температура в топке.С Скорость ввода смеси отход щих газов и воздуха в топку, м/с Врем  пребывани  до ввода . в периферийную зону топки вспомогательного воздуха, с Врем  пребывани  до ввода в периферийную зону топки продуктов полного горени  вспомогательного топли- ва, с

Таблица 1 7000 400 3000 200 2800 1150 0,2 0,01 000 14000 14000 14000 000 7000 7000 7000 400 400 400 400 000300030003000 200200200200 800280028002800 1501150-11501150 0,2 0,2 0,2 0,2 , 02 0,1 0,15 0,2 Показатели Извест- 1 ....... Степень выгорани  горючих газовых составл ющих, 100 Степень выгорани  частиц сажи, % 69 Дол  продуктов полного горени  вспомогательного топлива, подаваемого в периферийную зону топки, % Примечание . Расходные парам Показатели Извест-j Z

врем  пребывани  до ввода в периферийную зону топки продуктов полного горени  вспомогательного топлива,

Дол  продуктов полного горени  вспомогательного топлива , подаваемых в периферийную зону топки, %

Степень выгорани  горючих газовых составл ющих отход щих газов, %

Степень выгорани  частиц сажи, %

0,1 0,1 0,1 0,1 0,1

80

100

70

50

96

100 100 100 100

92 95,5 97

83

76 1 Способ 213 1 . ±.L.L..L 100 100 100 100 100 74 93 95,5 97,5 57 - 80 80 80 80 етры приведены к нормальным услови м. Таблица 2 Способ ijIIZIIlLlI

Калорийность отход щий

гаэов, ккал/м 350 400

Дол  продуктов полного горени  вспомогательного топлива, подаваемых в периферийную зону топки, %70 80

Стелень выгорани  горючих газовых составл ющих отход щих газов, %.100 100

Степень выгорани  частиц сажи , %95,5 95,5

1183783

10 Таблица 3

450

500

90

100

100

100

97

97,5

Claims (2)

1. СПОСОБ СЖИГАНИЯ ОТХОДЯЩИХ

ГАЗОВ САЖЕВОГО'ПРОИЗВОДСТВА, включаю щий тангенциальную подачу в топку смеси отходящих газов и воздуха, сжигание вспомогательного топлива и по дачу продуктов полного горения в топ ку, смешение потоков, воспламенение и горение отходящих газов, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса сжигания отходящих газов и содержащейся в ней сажи, не менее 70% продуктов полного горения вспомогательного топлива подают в периферийную зону топки, а остальное количество - в центральную.

2. Способ поп.1, отличающийся тем, что продукты полного, горения вспомогательного топлива подают в периферийную зону топки через 0,02-0,15 с после подачи в топку смеси отходящих газов и воздуха.

1 1183783 2