WO2007102793A1 - Recovery boiler - Google Patents

Recovery boiler Download PDF

Info

Publication number
WO2007102793A1
WO2007102793A1 PCT/UA2007/000012 UA2007000012W WO2007102793A1 WO 2007102793 A1 WO2007102793 A1 WO 2007102793A1 UA 2007000012 W UA2007000012 W UA 2007000012W WO 2007102793 A1 WO2007102793 A1 WO 2007102793A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
flue gas
reactor
afterburner
recovery boiler
cyclone combustion
Prior art date
Application number
PCT/UA2007/000012
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Yevgeniy Alekseevich Danilin
Aleksandr Aleksandrovich Lobov
Original Assignee
Yevgeniy Alekseevich Danilin
Aleksandr Aleksandrovich Lobov
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 Yevgeniy Alekseevich Danilin, Aleksandr Aleksandrovich Lobov filed Critical Yevgeniy Alekseevich Danilin
Publication of WO2007102793A1 publication Critical patent/WO2007102793A1/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G7/00Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals
    • F23G7/06Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases
    • F23G7/061Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases with supplementary heating
    • F23G7/065Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases with supplementary heating using gaseous or liquid fuel
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22BMETHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B1/00Methods of steam generation characterised by form of heating method
    • F22B1/02Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers
    • F22B1/18Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being a hot gas, e.g. waste gas such as exhaust gas of internal-combustion engines
    • F22B1/1861Waste heat boilers with supplementary firing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G5/00Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • F23G5/08Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor having supplementary heating
    • F23G5/14Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor having supplementary heating including secondary combustion
    • F23G5/16Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor having supplementary heating including secondary combustion in a separate combustion chamber
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G5/00Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • F23G5/32Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor the waste being subjected to a whirling movement, e.g. cyclonic incinerators

Definitions

  • the recovery boiler is designed for the neutralization and utilization of flue gas heat and can be used in the coke, metallurgical, chemical and other industries.
  • a known recovery boiler containing a flue gas supply pipe, a flue gas pipe, a reactor including a burner, a heat recovery system including heat exchanging surfaces of heat exchangers see USSR Authors Certificate Ne 1572145, IPC F22B 1/18, publ. 27.12. 95 rub.).
  • a disadvantage of the known recovery boiler is the low degree of purification of flue gases, which leads to the sticking of resinous and carbonaceous impurities on the heat exchange surfaces of the heat exchangers.
  • the well-known recovery boiler does not allow to completely burn out the impurities contained in the flue gases, which reduces the efficiency of the heat exchange surfaces.
  • a known recovery boiler selected as a prototype, comprising a flue gas supply pipe, a flue gas pipe, a reactor equipped with a cyclone combustion chamber including a burner, into which a flue gas pipe is connected tangentially, a heat recovery system including heat exchange surfaces and a connected with a reactor and a flue gas outlet pipe, (see Aut. USSR Certificate Ne 1188454, IPC F23G 7/06, publ. 30.10.85r.).
  • the heat recovery system contains a radiation heat exchanger that is adjacent to the combustion chamber, as well as a convective heat exchanger.
  • a disadvantage of the known recovery boiler is the low degree of purification of flue gases, due to the fact that the radiation heat exchanger adjacent to the combustion chamber, which leads to a sharp drop in temperature at the outlet of the reactor, and also leads to intense sticking of resinous and carbon impurities on the heat transfer surfaces of radiation and convective heat exchangers.
  • Another drawback of the recovery boiler is the low efficiency of mixing the combustible components contained in the flue gas with air and fuel, which are fed through the burner to the reactor, which, in turn, leads to an unstable temperature field and to incomplete combustion of impurities contained in the flue gas gases.
  • the objective of the present invention is to provide a recovery boiler with a high degree of purification of flue gases from impurities, as well as improving the reliability of the recovery boiler and the efficiency of heat recovery of flue gases from fuel-burning units, for example, coke ovens.
  • the recovery boiler containing a flue gas supply pipe, a flue gas pipe, a reactor equipped with a cyclone combustion chamber including a burner device into which a flue gas pipe is connected tangentially, a heat recovery system including heat exchange surfaces and connected to the reactor and the flue gas outlet pipe
  • the recovery boiler is equipped with a system the flue gas enrichment with fuel and air, which is connected to the flue gas supply pipe
  • the reactor further comprises at least one cyclone combustion chamber and is equipped with a afterburner associated with the cyclone combustion chambers and forming together with them the working volume of the reactor.
  • a diaphragm is installed at the outlet of the reactor, the outlet opening of which connects the reactor to the heat recovery system, while the area of the outlet of the diaphragm is determined by the following relationship:
  • the ratio of the volume of the afterburner to the working volume of the reactor is determined by the following relationship:
  • Vi is the volume of the afterburner, m 3 ; V 2 - the working volume of the reactor, m 3 .
  • At least one additional flue gas supply pipe tangentially adjoins each cyclone combustion chamber.
  • a damper is installed in the flue gas supply pipe.
  • the afterburner contains at least one protrusion located on the inner surface of the afterburner and having the following dimensions:
  • a - protrusion height, m b is the length of the protrusion, m;
  • d is the diameter of the cyclone combustion chamber, m;
  • is the angle of inclination of the protrusion to the base of the afterburner, deg.
  • a grate is installed at the outlet of the reactor.
  • the afterburner and cyclone combustion chambers are made of refractory and heat-insulating materials.
  • an additional heat recovery system is installed in the flue gas outlet pipe, including heat exchange surfaces.
  • a forced flue gas exhaust system adjacent to a flue gas exhaust device adjoins the flue gas outlet pipe.
  • a turbulizing grid is installed in the flue gas supply pipe.
  • the burner device is axially positioned in the cyclone combustion chamber.
  • each cyclone combustion chamber is equipped with an additional diaphragm, the opening of which connects the cyclone combustion chamber to the afterburner, and the opening area is determined by the following relationship:
  • the proposed technical solution allows to increase the degree of purification of flue gases from impurities, as well as the reliability of the waste heat boiler by introducing an additional system for enriching flue gases with fuel and air before supplying flue gases to the reactor. This contributes to effective mixture formation and leads to an intensification of the combustion process in the working volume of the reactor, which ensures the efficient purification of flue gases from impurities.
  • Equipping the reactor with the afterburner allows increasing the residence time of the flue gases in the working volume of the reactor, and also helps to stabilize the temperature field in the working volume of the reactor, in which the combustion process and the cleaning of flue gases from impurities occur.
  • the introduction of an additional cyclone combustion chamber into the reactor leads to the formation of opposing flue gas vortex flows in the afterburner chamber, which exit from the cyclone combustion chambers, which increases the efficiency of flue gas neutralization due to intensive mixing of flue gases with fuel and air, as well as due to efficient afterburning resinous and carbon impurities in the working volume of the reactor.
  • FIG. 1 is a general view of a waste heat boiler
  • FIG. 2 is a front view of FIG. one ;
  • FIG. 3 is an embodiment of a waste heat boiler reactor;
  • FIG. 4 is an embodiment of a waste heat boiler reactor
  • FIG. 5 is an embodiment of a waste heat boiler reactor
  • FIG. 6 is an embodiment of a waste heat boiler reactor
  • FIG. 7 is a section AA of FIG. 2;
  • FIG. 8 is a section BB of FIG. 2;
  • FIG. 9 is an embodiment of a waste heat boiler with two cyclone combustion chambers;
  • FIG. 10 is an embodiment of a waste heat boiler with four cyclone combustion chambers.
  • the recovery boiler contains flue gas supply pipes 1- ⁇ , "b, the flue gas discharge pipe 2, reactor 3 provided with cyclone combustion chambers 4- ⁇ , A 2 , each of which includes an axially mounted burner device 5.
  • the recovery boiler contains a system heat recovery 6, including heat exchange surfaces 7 and connected to the reactor 3 and the flue gas exhaust pipe 2.
  • the recovery boiler is also equipped with a system for enriching 8 flue gases with fuel and air, which is connected to the flue gas inlets 1i, 1 2 .
  • the reactor 3 is equipped with a afterburner 9 adjacent to the cyclone combustion chambers 4i, 4g and together with them forming the working volume of the reactor 3.
  • a diaphragm 10 At the outlet of the reactor 3 there is a diaphragm 10 in which an outlet 11 is made which connects the reactor 3 to the heat recovery system 6 (see Fig. 1, 2).
  • the area of the outlet 11 of the diaphragm 10 is determined in accordance with the dependence (1).
  • the volume of the afterburner 9 is determined in accordance with the dependence (2).
  • a shutter 12 is installed in each flue gas supply pipe 1 h, 1 g.
  • a grill 14 is installed at the outlet of the reactor 3.
  • the inner surface of the afterburner 9 and combustion chambers 4i, 4g are made of refractory and heat-insulating materials, namely fireclay bricks, refractory clay, etc.
  • an additional heat recovery system 15 is installed, including heat exchange surfaces 7.
  • the flue gas exhaust pipe 2 is adjacent to the forced flue gas exhaust system 16, including a draft device.
  • a turbulizing grid 17 is installed in each branch pipe for supplying flue gases 1 i, 1 g.
  • Each cyclone combustion chamber 4i, 4g has an additional diaphragm 18, an opening 19 of which connects the cyclone combustion chamber 4i, 4 2 with the afterburner 9.
  • the area of the hole 19 of each cyclone combustion chamber 4i, 4 2 is determined in accordance with the dependence (6).
  • FIG. 3 shows an embodiment of a reactor 3 in which protrusions 13i are arranged on the inner surface of the afterburner 9 parallel to the base of the afterburner 9.
  • FIG. 4 shows an embodiment of a reactor 3 in which protrusions 13 2 are arranged perpendicular to the base of the afterburner 9 on the inner surface of the afterburner 9.
  • FIG. 5 shows an embodiment of a reactor 3 in which protrusions 13 3 are placed on the inner surface of the afterburner 9 at an angle ⁇ to the base of the afterburner 9.
  • FIG. 6 shows an embodiment of a reactor 3 in which protrusions 13h, 13g are placed on the inner surface of the afterburner 9.
  • FIG. Figure 9 shows an embodiment of a waste heat boiler with two cyclonic combustion chambers 4 ⁇ , 4 2 , to which the flue gas supply pipes 1 i, 1 2 are tangentially connected, and additional flue gas supply pipes 1 c, 1 2 - ⁇ , respectively, are connected.
  • Each flue gas supply pipe 1 i, 1 c, 1 2 , 1 2 i is adjoined by a flue gas enrichment system with fuel and air, and also in each flue gas supply pipe 1 i, 1 c, 1 g, 121, a turbulizing grid 17 and damper 12.
  • FIG. 10 shows an embodiment of a waste heat boiler with four cyclone combustion chambers 4i, 4 2 , 4z, 4 4 , to which four flue gas supply pipes 1i, 1 2 , 1z, 1 4 are connected, respectively.
  • the waste heat boiler operates as follows.
  • Flue gases leaving the fuel-burning unit enter the flue gas supply pipes 1 i, 1 2 , each of which has a damper 12 for controlling the supply of flue gases to the cyclone combustion chambers 4i, 4 2 of the reactor 3 of the boiler utilizer.
  • the flue gases are enriched in fuel and air using the enrichment system 8, which is adjacent to the nozzles for supplying flue gases 1i, 1 2 .
  • a turbulizing grid 17 is installed for turbulizing the flue gas flow entering the cyclone combustion chambers 4i, 4 2 . Turbulization of flue gases enriched with air and fuel contributes to their better mixing.
  • the flow of flue gases from the cyclone combustion chamber 4- ⁇ moves to the afterburner 9, in which it meets another flue gas stream exiting the cyclone chamber combustion 4 2 . This provides intensive mixing of the flue gases and helps to reduce the concentration of nitrogen oxides (NO x ) and carbon monoxide (CO) in the flue gases.
  • the ratio (Vi / V 2 ) of the volume of the afterburner 9 to the total volume of the reactor 3, selected in accordance with dependence (2), allows to optimize the combustion process, the residence time of the flue gases in the working volume of the reactor 3 and improves the efficiency of cleaning flue gases from impurities.
  • the grating 14 installed at the outlet of the reactor 3 contributes to the turbulization of the flue gas flow, which ensures efficient heat transfer, and also helps to reduce the concentration of nitrogen oxides (NO x ).
  • the flue gas enters the heat recovery system 6.
  • heat exchange surfaces 7 are installed, for example: superheaters, evaporators, economizers, etc., which make it possible to efficiently utilize the heat of the flue gases.
  • the flue gas enters the flue gas exhaust pipe 2, in which an additional heat recovery system 15 is installed, which is intended for additional heat recovery of the flue gas. Then the flue gases are discharged into the environment through a forced exhaust system 16.
  • two cyclone combustion chambers 4i, 4 2 are installed in the reactor 3, to which two flue gas supply pipes 1 i, 1 2 , as well as two additional flue gas supply pipes are tangentially connected 1 q, 1 2 i, respectively.
  • , 4 2 additional nozzles for supplying flue gases 1c, 1 2 i provides effective mixing flue gases enriched with air and fuel in cyclone combustion chambers 4i, 4 2 .
  • table 1 shows the following conventions: a- ⁇ , a 2 - the height of the protrusions 13i, 13 2 , respectively, m; bi, b 2 - the length of the protrusions 13i, 13 2l, respectively, m; he, Ct 2 - the angle of inclination of the protrusions 13 ⁇ 13 2 to the base of the afterburner 9, respectively, deg.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Combustion Of Fluid Fuel (AREA)
  • Incineration Of Waste (AREA)

Abstract

The inventive recovery boiler is directed at disinfecting and recycling heat of smoke fumes and can be used in the coke-chemical, chemical and other industries. The recovery boiler comprises pipes for supplying flue gases (11, 12), a flue gas removing pipe (2), a reactor (3) provided with cyclone combustion chambers (41, 42) each of which comprises a burner unit (5) and to which the pipes for supplying flue gases (11, 12) are tangentially connected. Said recovery boiler also is also provided with a heat recycling system (6) which comprises heat-exchanging surfaces (7) and is connected to the reactor (3) and to the flue gas removing pipe (2). The recovery boiler comprises a system (8) which is used for enriching flue gases with fuel and air and is connected to the pipes for supplying flue gases (11, 12). The reactor is provided with an after-burning chamber (9) which is connected to the cyclone combustion chambers (41, 42) and forms therewith a reactor working space. Said invention makes it possible to increase the degree of removal of impurities from flue gases, to improve the reliability of the recovery boiler operation and the recycling efficiency of heat of the flue gases exhausted from fuel combustion plants.

Description

КОТЕЛ-УТИЛИЗАТОР WATER BOILER
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY
Котел-утилизатор предназначен для обезвреживания и утилизации тепла дымовых газов и может быть использован в коксохимической, металлургической, химической и других отраслях промышленности.The recovery boiler is designed for the neutralization and utilization of flue gas heat and can be used in the coke, metallurgical, chemical and other industries.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE INVENTION
Известен котел-утилизатор, содержащий патрубок подвода дымовых газов, патрубок отвода дымовых газов, реактор, включающий горелочное устройство, систему утилизации тепла, включающую теплообменные поверхности теплообменников (см. авт. свидетельство СССР Ne 1572145, МПК F22B 1/18, опубл. 27.12.95р.).A known recovery boiler containing a flue gas supply pipe, a flue gas pipe, a reactor including a burner, a heat recovery system including heat exchanging surfaces of heat exchangers (see USSR Authors Certificate Ne 1572145, IPC F22B 1/18, publ. 27.12. 95 rub.).
Недостатком известного котла-утилизатора является низкая степень очистки дымовых газов, что приводит к налипанию смолистых и углеродистых примесей на теплообменные поверхности теплообменников. Известный котел-утилизатор не позволяет полностью дожечь примеси, содержащиеся в дымовых газах, что снижает эффективность работы теплообменных поверхностей.A disadvantage of the known recovery boiler is the low degree of purification of flue gases, which leads to the sticking of resinous and carbonaceous impurities on the heat exchange surfaces of the heat exchangers. The well-known recovery boiler does not allow to completely burn out the impurities contained in the flue gases, which reduces the efficiency of the heat exchange surfaces.
Известен котел-утилизатор, выбранный в качестве прототипа, содержащий патрубок подвода дымовых газов, патрубок отвода дымовых газов, реактор, снабженный циклонной камерой сгорания, включающей горелочное устройство, в которую тангенциально подведен патрубок подвода дымовых газов, систему утилизации тепла, включающую теплообменные поверхности и соединенную с реактором и патрубком отвода дымовых газов, (см. авт. свидетельство СССР Ne 1188454, МПК F23G 7/06, опубл. 30.10.85р.). Система утилизации тепла содержит радиационный теплообменник, который примыкает к камере сгорания, а также конвективный теплообменник.A known recovery boiler, selected as a prototype, comprising a flue gas supply pipe, a flue gas pipe, a reactor equipped with a cyclone combustion chamber including a burner, into which a flue gas pipe is connected tangentially, a heat recovery system including heat exchange surfaces and a connected with a reactor and a flue gas outlet pipe, (see Aut. USSR Certificate Ne 1188454, IPC F23G 7/06, publ. 30.10.85r.). The heat recovery system contains a radiation heat exchanger that is adjacent to the combustion chamber, as well as a convective heat exchanger.
Недостатком известного котла-утилизатора является низкая степень очистки дымовых газов, обусловленная тем, что радиационный теплообменник примыкает к камере сгорания, что приводит к резкому падению температуры на выходе из реактора, а также приводит к интенсивному налипанию смолистых и углеродистых примесей на теплообменные поверхности радиационного и конвективного теплообменников. Также недостатком котла-утилизатора является низкая эффективность смешивания горючих компонентов, содержащихся в дымовых газах, с воздухом и топливом, которые подаются через горелочное устройство в реактор, что, в свою очередь, приводит к нестабильному температурному полю и к неполному сгоранию примесей, содержащихся в дымовых газах. Наличие в дымовых газах несгоревших примесей приводит к недостаточной степени обезвреживания дымовых газов, с одной стороны, а, с другой стороны, к загрязнению теплообменных поверхностей радиационного и конвективного теплообменников смолами и углеродистыми частицами, которые образуют отложения на теплообменных поверхностях теплообменников, что приводит к низкой степени утилизации тепла и снижению надежности работы котла-утилизатора.A disadvantage of the known recovery boiler is the low degree of purification of flue gases, due to the fact that the radiation heat exchanger adjacent to the combustion chamber, which leads to a sharp drop in temperature at the outlet of the reactor, and also leads to intense sticking of resinous and carbon impurities on the heat transfer surfaces of radiation and convective heat exchangers. Another drawback of the recovery boiler is the low efficiency of mixing the combustible components contained in the flue gas with air and fuel, which are fed through the burner to the reactor, which, in turn, leads to an unstable temperature field and to incomplete combustion of impurities contained in the flue gas gases. The presence of unburned impurities in flue gases leads to an insufficient degree of neutralization of flue gases, on the one hand, and, on the other hand, to contamination of the heat exchange surfaces of radiation and convective heat exchangers with resins and carbon particles, which form deposits on the heat exchange surfaces of heat exchangers, which leads to a low degree of heat recovery and reduce the reliability of the recovery boiler.
Интенсивное образование отложений на теплообменных поверхностях приводит к их быстрому загрязнению, что снижает надежность работы котла- утилизатора и эффективность утилизации тепла (КПД) котла-утилизатора.Intensive formation of deposits on heat-exchange surfaces leads to their rapid pollution, which reduces the reliability of the recovery boiler and the efficiency of heat recovery (COP) of the recovery boiler.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION
Задачей настоящего изобретения является создание котла-утилизатора с высокой степенью очистки дымовых газов от примесей, а также повышение надежности работы котла-утилизатора и эффективности утилизации тепла дымовых газов, отходящих от топливосжигающих агрегатов, например, коксовых печей.The objective of the present invention is to provide a recovery boiler with a high degree of purification of flue gases from impurities, as well as improving the reliability of the recovery boiler and the efficiency of heat recovery of flue gases from fuel-burning units, for example, coke ovens.
Поставленная задача решается тем, что в известном котле-утилизаторе, содержащем патрубок подвода дымовых газов, патрубок отвода дымовых газов, реактор, снабженный циклонной камерой сгорания, включающей горелочное устройство, в которую тангенциально подведен патрубок подвода дымовых газов, систему утилизации тепла, включающую теплообменные поверхности и соединенную с реактором и патрубком отвода дымовых газов, согласно заявляемому изобретению, котел-утилизатор снабжен системой обогащения дымовых газов топливом и воздухом, которая связана с патрубком подвода дымовых газов, реактор дополнительно содержит, по меньшей мере, одну циклонную камеру сгорания и снабжен камерой дожига, связанной с циклонными камерами сгорания и образующей совместно с ними рабочий объем реактора.The problem is solved in that in the known recovery boiler containing a flue gas supply pipe, a flue gas pipe, a reactor equipped with a cyclone combustion chamber including a burner device into which a flue gas pipe is connected tangentially, a heat recovery system including heat exchange surfaces and connected to the reactor and the flue gas outlet pipe, according to the claimed invention, the recovery boiler is equipped with a system the flue gas enrichment with fuel and air, which is connected to the flue gas supply pipe, the reactor further comprises at least one cyclone combustion chamber and is equipped with a afterburner associated with the cyclone combustion chambers and forming together with them the working volume of the reactor.
В частном варианте исполнения котла-утилизатора на выходе из реактора установлена диафрагма, выходное отверстие которой связывает реактор с системой утилизации тепла, при этом площадь выходного отверстия диафрагмы определяется следующей зависимостью:In a particular embodiment of the recovery boiler, a diaphragm is installed at the outlet of the reactor, the outlet opening of which connects the reactor to the heat recovery system, while the area of the outlet of the diaphragm is determined by the following relationship:
0,44<Si/S2≤0,9, (1) где:0.44 <Si / S 2 ≤0.9, (1) where:
51 - площадь выходного отверстия диафрагмы, м2;5 1 - the area of the outlet of the diaphragm, m 2 ;
52 - площадь основания камеры дожига, м2.5 2 - the area of the base of the afterburner, m 2 .
В частном варианте исполнения котла-утилизатора отношение объема камеры дожига к рабочему объему реактора определяется следующей зависимостью:In a particular embodiment of the waste heat boiler, the ratio of the volume of the afterburner to the working volume of the reactor is determined by the following relationship:
О^ЗWi/Vг≤О.βδ, (2) где:О ^ ЗWi / Vg≤O. β δ, (2) where:
Vi - объем камеры дожига, м3; V2 - рабочий объем реактора, м3.Vi is the volume of the afterburner, m 3 ; V 2 - the working volume of the reactor, m 3 .
В частном варианте исполнения котла-утилизатора к каждой циклонной камере сгорания тангенциально примыкает, по меньшей мере, один дополнительный патрубок подвода дымовых газов.In a particular embodiment of the recovery boiler, at least one additional flue gas supply pipe tangentially adjoins each cyclone combustion chamber.
В частном варианте исполнения котла-утилизатора в патрубке подвода дымовых газов установлена заслонка.In a particular embodiment of the waste heat boiler, a damper is installed in the flue gas supply pipe.
В частном варианте исполнения котла-утилизатора камера дожига содержит, по меньшей мере, один выступ, размещенный на внутренней поверхности камеры дожига и имеющий следующие размеры:In a particular embodiment of the recovery boiler, the afterburner contains at least one protrusion located on the inner surface of the afterburner and having the following dimensions:
0,05d<a<0,5d, (3) 0,5d<b≤25d, (4) 0°<α<90°, (5) где: а - высота выступа, м; b - длина выступа, м; d - диаметр циклонной камеры сгорания, м; α - угол наклона выступа к основанию камеры дожига, град.0.05d <a <0.5d, (3) 0.5d <b≤25d, (4) 0 ° <α <90 °, (5) where: a - protrusion height, m; b is the length of the protrusion, m; d is the diameter of the cyclone combustion chamber, m; α is the angle of inclination of the protrusion to the base of the afterburner, deg.
В частном варианте исполнения котла-утилизатора на выходе из реактора установлена решетка.In a particular embodiment of the recovery boiler, a grate is installed at the outlet of the reactor.
В частном варианте исполнения котла-утилизатора камера дожига и циклонные камеры сгорания выполнены из огнеупорных и теплоизоляционных материалов.In a particular embodiment of the recovery boiler, the afterburner and cyclone combustion chambers are made of refractory and heat-insulating materials.
В частном варианте исполнения котла-утилизатора в патрубке отвода дымовых газов установлена дополнительная система утилизации тепла, включающая теплообменные поверхности.In a private embodiment of the recovery boiler, an additional heat recovery system is installed in the flue gas outlet pipe, including heat exchange surfaces.
В частном варианте исполнения котла-утилизатора к патрубку отвода дымовых газов примыкает принудительная система отвода дымовых газов, включающая тягодутьевое устройство.In a particular embodiment of the waste heat boiler, a forced flue gas exhaust system adjacent to a flue gas exhaust device adjoins the flue gas outlet pipe.
В частном варианте исполнения котла-утилизатора в патрубке подвода дымовых газов установлена турбулизирующая решетка.In a particular embodiment of the waste heat boiler, a turbulizing grid is installed in the flue gas supply pipe.
В частном варианте исполнения котла-утилизатора в циклонной камере сгорания горелочное устройство расположено аксиально.In a particular embodiment of the recovery boiler, the burner device is axially positioned in the cyclone combustion chamber.
В частном варианте исполнения котла-утилизатора каждая циклонная камера сгорания оснащена дополнительной диафрагмой, отверстие которой связывает циклонную камеру сгорания с камерой дожига, при этом площадь отверстия определяется следующей зависимостью:In a particular embodiment of the recovery boiler, each cyclone combustion chamber is equipped with an additional diaphragm, the opening of which connects the cyclone combustion chamber to the afterburner, and the opening area is determined by the following relationship:
0,44<Sз/S4<0,9, (6) где:0.44 <S3 / S 4 <0.9, (6) where:
S3 - площадь отверстия, м2; S4 - площадь основания циклонной камеры сгорания, м2. Предложенное техническое решение позволяет повысить степень очистки дымовых газов от примесей, а также надежность котла-утилизатора за счет введения дополнительной системы обогащения дымовых газов топливом и воздухом перед подачей дымовых газов в реактор. Это способствует эффективному смесеобразованию и приводит к интенсификации процесса горения в рабочем объеме реактора, что обеспечивает эффективную очистку дымовых газов от примесей. Оснащение реактора камерой дожига позволяет увеличить время нахождения дымовых газов в рабочем объеме реактора, а также позволяет стабилизировать температурное поле в рабочем объеме реактора, в котором происходит процесс горения и очистка дымовых газов от примесей. Введение в реактор дополнительной циклонной камеры сгорания приводит к образованию в камере дожига встречных вихревых потоков дымовых газов, которые выходят из циклонных камер сгорания, что обеспечивает увеличение эффективности обезвреживания дымовых газов за счет интенсивного перемешивания дымовых газов с топливом и воздухом, а также за счет эффективного дожигания смолистых и углеродистых примесей в рабочем объеме реактора. Это уменьшает загрязнение теплообменных поверхностей системы утилизации тепла смолами, углеродистыми частицами, которые образуют отложения на теплообменных поверхностях, и повышает надежность работы котла-утилизатора и эффективность утилизации тепла, а также снижает «чyвcтвитeльнocть» котла-утилизатора к загрязненным дымовым газам, которые имеют значительное содержание смолистых и углеродистых примесей.S 3 - the area of the hole, m 2 ; S 4 - the base area of the cyclone combustion chamber, m 2 . The proposed technical solution allows to increase the degree of purification of flue gases from impurities, as well as the reliability of the waste heat boiler by introducing an additional system for enriching flue gases with fuel and air before supplying flue gases to the reactor. This contributes to effective mixture formation and leads to an intensification of the combustion process in the working volume of the reactor, which ensures the efficient purification of flue gases from impurities. Equipping the reactor with the afterburner allows increasing the residence time of the flue gases in the working volume of the reactor, and also helps to stabilize the temperature field in the working volume of the reactor, in which the combustion process and the cleaning of flue gases from impurities occur. The introduction of an additional cyclone combustion chamber into the reactor leads to the formation of opposing flue gas vortex flows in the afterburner chamber, which exit from the cyclone combustion chambers, which increases the efficiency of flue gas neutralization due to intensive mixing of flue gases with fuel and air, as well as due to efficient afterburning resinous and carbon impurities in the working volume of the reactor. This reduces the contamination of the heat exchange surfaces of the heat recovery system with resins, carbon particles that form deposits on the heat exchange surfaces, and increases the reliability of the recovery boiler and the efficiency of heat recovery, as well as reduces the “sensitivity” of the recovery boiler to polluted flue gases, which have a significant content resinous and carbon impurities.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ФИГУРBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
Заявляемый котел-утилизатор изображен на следующих чертежах:The inventive waste heat boiler is shown in the following drawings:
Фиг. 1 - общий вид котла-утилизатора;FIG. 1 is a general view of a waste heat boiler;
Фиг. 2 - вид спереди фиг. 1 ; Фиг. 3 - вариант выполнения реактора котла-утилизатора;FIG. 2 is a front view of FIG. one ; FIG. 3 is an embodiment of a waste heat boiler reactor;
Фиг. 4 - вариант выполнения реактора котла-утилизатора;FIG. 4 is an embodiment of a waste heat boiler reactor;
Фиг. 5 - вариант выполнения реактора котла-утилизатора;FIG. 5 is an embodiment of a waste heat boiler reactor;
Фиг. 6 - вариант выполнения реактора котла-утилизатора;FIG. 6 is an embodiment of a waste heat boiler reactor;
Фиг. 7 - сечение A-A фиг. 2; Фиг. 8 - сечение B-B фиг. 2; Фиг. 9 - вариант выполнения котла-утилизатора с двумя циклонными камерами сгорания;FIG. 7 is a section AA of FIG. 2; FIG. 8 is a section BB of FIG. 2; FIG. 9 is an embodiment of a waste heat boiler with two cyclone combustion chambers;
Фиг. 10 - вариант выполнения котла-утилизатора с четырьмя циклонными камерами сгорания.FIG. 10 is an embodiment of a waste heat boiler with four cyclone combustion chambers.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Котел-утилизатор содержит патрубки подвода дымовых газов 1-ι, "Ь, патрубок отвода дымовых газов 2, реактор 3, снабженный циклонными камерами сгорания 4-ι, A2, каждая из которых включает аксиально установленное горелочное устройство 5. Котел-утилизатор содержит систему утилизации тепла 6, включающую теплообменные поверхности 7 и соединенную с реактором 3 и патрубком отвода дымовых газов 2.The recovery boiler contains flue gas supply pipes 1-ι, "b, the flue gas discharge pipe 2, reactor 3 provided with cyclone combustion chambers 4-ι, A 2 , each of which includes an axially mounted burner device 5. The recovery boiler contains a system heat recovery 6, including heat exchange surfaces 7 and connected to the reactor 3 and the flue gas exhaust pipe 2.
Котел-утилизатор также снабжен системой обогащения 8 дымовых газов топливом и воздухом, которая связана с патрубками подвода дымовых газов 1i, 12. Реактор 3 снабжен камерой дожига 9, примыкающей к циклонным камерам сгорания 4i, 4г и образующей совместно с ними рабочий объем реактора 3. На выходе из реактора 3 установлена диафрагма 10, в которой выполнено выходное отверстие 11 , которое связывает реактор 3 с системой утилизации тепла 6 (см. фиг. 1 , 2).The recovery boiler is also equipped with a system for enriching 8 flue gases with fuel and air, which is connected to the flue gas inlets 1i, 1 2 . The reactor 3 is equipped with a afterburner 9 adjacent to the cyclone combustion chambers 4i, 4g and together with them forming the working volume of the reactor 3. At the outlet of the reactor 3 there is a diaphragm 10 in which an outlet 11 is made which connects the reactor 3 to the heat recovery system 6 (see Fig. 1, 2).
В нижеприведенных вариантах исполнения котла-утилизатора, которые изображены на фиг. 3-6, 9, 10, представлены частные варианты выполнения котла-утилизатора.In the embodiments of the recovery boiler below, which are shown in FIG. 3-6, 9, 10, private embodiments of a waste heat boiler are presented.
Площадь выходного отверстия 11 диафрагмы 10 определяется в соответствии с зависимостью (1 ).The area of the outlet 11 of the diaphragm 10 is determined in accordance with the dependence (1).
Объем камеры дожига 9 определяется в соответствии с зависимостью (2).The volume of the afterburner 9 is determined in accordance with the dependence (2).
В каждом патрубке подвода дымовых газов 1 ч, 1г установлена заслонка 12. На выходе из реактора 3 установлена решетка 14. Внутренняя поверхность камеры дожига 9 и камер сгорания 4i, 4г выполнены из огнеупорных и теплоизоляционных материалов, а именно, шамотного кирпича, огнеупорной глины и др.In each flue gas supply pipe 1 h, 1 g, a shutter 12 is installed. At the outlet of the reactor 3, a grill 14 is installed. The inner surface of the afterburner 9 and combustion chambers 4i, 4g are made of refractory and heat-insulating materials, namely fireclay bricks, refractory clay, etc.
В патрубке отвода дымовых газов 2 установлена дополнительная система утилизации тепла 15, включающая теплообменные поверхности 7.In the flue gas exhaust pipe 2, an additional heat recovery system 15 is installed, including heat exchange surfaces 7.
К патрубку отвода дымовых газов 2 примыкает принудительная система отвода дымовых газов 16, включающая тягодутьевое устройство.The flue gas exhaust pipe 2 is adjacent to the forced flue gas exhaust system 16, including a draft device.
В каждом патрубке подвода дымовых газов 1 i, 1г, установлена турбулизирующая решетка 17.In each branch pipe for supplying flue gases 1 i, 1 g, a turbulizing grid 17 is installed.
Каждая циклонная камера сгорания 4i, 4г имеет дополнительную диафрагму 18, отверстие 19 которой связывает циклонную камеру сгорания 4i, 42 с камерой дожига 9.Each cyclone combustion chamber 4i, 4g has an additional diaphragm 18, an opening 19 of which connects the cyclone combustion chamber 4i, 4 2 with the afterburner 9.
Площадь отверстия 19 каждой циклонной камеры сгорания 4i, 42 определяется в соответствии с зависимостью (6).The area of the hole 19 of each cyclone combustion chamber 4i, 4 2 is determined in accordance with the dependence (6).
На фиг. 3 показан вариант выполнения реактора 3, в котором на внутренней поверхности камеры дожига 9 размещены выступы 13i параллельно основанию камеры дожига 9.In FIG. 3 shows an embodiment of a reactor 3 in which protrusions 13i are arranged on the inner surface of the afterburner 9 parallel to the base of the afterburner 9.
На фиг. 4 показан вариант выполнения реактора 3, в котором на внутренней поверхности камеры дожига 9 размещены выступы 132 перпендикулярно к основанию камеры дожига 9.In FIG. 4 shows an embodiment of a reactor 3 in which protrusions 13 2 are arranged perpendicular to the base of the afterburner 9 on the inner surface of the afterburner 9.
На фиг. 5 показан вариант выполнения реактора 3, в котором на внутренней поверхности камеры дожига 9 размещены выступы 133 под углом α к основанию камеры дожига 9.In FIG. 5 shows an embodiment of a reactor 3 in which protrusions 13 3 are placed on the inner surface of the afterburner 9 at an angle α to the base of the afterburner 9.
На фиг. 6 показан вариант выполнения реактора 3, в котором на внутренней поверхности камеры дожига 9 размещены выступы 13ч, 13г. На фиг. 9 показан вариант выполнения котла-утилизатора с двумя циклонными камерами сгорания 4ι, 42, к которым тангенциально подведены патрубки подвода дымовых газов 1 i, 12, а также подведены дополнительные патрубки подвода дымовых газов 1 ц, 12-ι, соответственно. К каждому патрубку подвода дымовых газов 1 i, 1 ц, 12, 12i, примыкает система обогащения дымовых газов топливом и воздухом, а также в каждом патрубке подвода дымовых газов 1 i, 1 ц, 1г, 121 установлена турбулизирующая решетка 17 и заслонка 12.In FIG. 6 shows an embodiment of a reactor 3 in which protrusions 13h, 13g are placed on the inner surface of the afterburner 9. In FIG. Figure 9 shows an embodiment of a waste heat boiler with two cyclonic combustion chambers 4ι, 4 2 , to which the flue gas supply pipes 1 i, 1 2 are tangentially connected, and additional flue gas supply pipes 1 c, 1 2 -ι, respectively, are connected. Each flue gas supply pipe 1 i, 1 c, 1 2 , 1 2 i, is adjoined by a flue gas enrichment system with fuel and air, and also in each flue gas supply pipe 1 i, 1 c, 1 g, 121, a turbulizing grid 17 and damper 12.
На фиг. 10 показан вариант выполнения котла-утилизатора с четырьмя циклонными камерами сгорания 4i, 42, 4з, 44, к которым подведены четыре патрубка подвода дымовых газов 1i, 12, 1з, 14, соответственно.In FIG. 10 shows an embodiment of a waste heat boiler with four cyclone combustion chambers 4i, 4 2 , 4z, 4 4 , to which four flue gas supply pipes 1i, 1 2 , 1z, 1 4 are connected, respectively.
Котел-утилизатор работает следующим образом.The waste heat boiler operates as follows.
Дымовые газы, отходящие от топливосжигающего агрегата (на чертежах не показан), поступают в патрубки подвода дымовых газов 1 i, 12, в каждом из которых размещена заслонка 12 для регулирования подачи дымовых газов в циклонные камеры сгорания 4i, 42 реактора 3 котла-утилизатора. В патрубках подвода дымовых газов 1 i, 12 дымовые газы обогащаются топливом и воздухом с помощью системы обогащения 8, которая примыкает к патрубкам подвода дымовых газов 1i, 12. В каждом патрубке подвода дымовых газов 1i, 12 установлена турбулизирующая решетка 17 для турбулизации потока дымовых газов, поступающих в циклонные камеры сгорания 4i, 42. Турбулизация дымовых газов, обогащенных воздухом и топливом, способствует их лучшему перемешиванию.Flue gases leaving the fuel-burning unit (not shown in the drawings) enter the flue gas supply pipes 1 i, 1 2 , each of which has a damper 12 for controlling the supply of flue gases to the cyclone combustion chambers 4i, 4 2 of the reactor 3 of the boiler utilizer. In the nozzles for supplying flue gases 1 i, 1 2, the flue gases are enriched in fuel and air using the enrichment system 8, which is adjacent to the nozzles for supplying flue gases 1i, 1 2 . In each flue gas supply pipe 1i, 1 2 a turbulizing grid 17 is installed for turbulizing the flue gas flow entering the cyclone combustion chambers 4i, 4 2 . Turbulization of flue gases enriched with air and fuel contributes to their better mixing.
Введение дымовых газов в циклонную камеру сгорания 4i, 42 посредством тангенциально подведенных патрубков 1i, 12 обеспечивает активизацию перемешивания дымовых газов в циклонных камерах сгорания 4i, 42.The introduction of flue gases into the cyclone combustion chamber 4i, 4 2 by means of the tangentially connected nozzles 1i, 1 2 provides the activation of mixing of flue gases in the cyclone combustion chambers 4i, 4 2 .
Аксиальное размещение горелочного устройства 5, к которому подводится воздух и топливо в каждой циклонной камере сгорания 4i , 42, обеспечивает увеличение длины факела в рабочем объеме реактора 3 и способствует стабилизации температурного поля в реакторе 3. Поток дымовых газов из циклонной камеры сгорания 4-ι перемещается в камеру дожига 9, в которой встречается с другим потоком дымовых газов, выходящим из циклонной камеры сгорания 42. Это обеспечивает интенсивное перемешивание дымовых газов и способствует снижению концентрации оксидов азота (NOx) и оксида углерода (СО) в дымовых газах. Соотношение (Vi/V2) объема камеры дожига 9 к общему объему реактора 3, выбранное в соответствии с зависимостью (2), позволяет оптимизировать процесс горения, время нахождения дымовых газов в рабочем объеме реактора 3 и обеспечивает повышение эффективности очистки дымовых газов от примесей.The axial arrangement of the burner device 5, to which air and fuel is supplied in each cyclone combustion chamber 4i, 4 2 , ensures an increase in the length of the flame in the working volume of the reactor 3 and helps to stabilize the temperature field in the reactor 3. The flow of flue gases from the cyclone combustion chamber 4-ι moves to the afterburner 9, in which it meets another flue gas stream exiting the cyclone chamber combustion 4 2 . This provides intensive mixing of the flue gases and helps to reduce the concentration of nitrogen oxides (NO x ) and carbon monoxide (CO) in the flue gases. The ratio (Vi / V 2 ) of the volume of the afterburner 9 to the total volume of the reactor 3, selected in accordance with dependence (2), allows to optimize the combustion process, the residence time of the flue gases in the working volume of the reactor 3 and improves the efficiency of cleaning flue gases from impurities.
Наличие в реакторе 3 диафрагмы 10, а также наличие в камере дожига 9 выступов 13i, 13г и наличие в каждой циклонной камере сгорания 4i, 42 дополнительной диафрагмы 18, в которой выполнено отверстие свода 19, предотвращает проскок смолистых и углеродистых частиц вдоль стенок камеры дожига 9 в систему утилизации тепла 6 через выходное отверстие 11 диафрагмы 10.The presence of a diaphragm 10 in the reactor 3, as well as the presence of projections 13i, 13g in the afterburner 9 and the presence of an additional diaphragm 18 in each cyclone combustion chamber 4i, 4 2 , in which the opening 19 is made, prevents the passage of tar and carbon particles along the walls of the afterburner 9 into the heat recovery system 6 through the outlet 11 of the diaphragm 10.
Установленная на выходе из реактора 3 решетка 14 способствует турбулизации потока дымовых газов, что обеспечивает эффективную теплопередачу, а также способствует уменьшению концентрации оксидов азота (NOx). После реактора 3 дымовые газы поступают в систему утилизации тепла 6. В системе утилизации тепла б и в дополнительной системе утилизации тепла 15 установлены теплообменные поверхности 7, например: пароперегреватели, испарители, экономайзеры и т.д., которые позволяют эффективно утилизировать тепло дымовых газов. После системы утилизации тепла 6 дымовые газы поступают в патрубок отвода дымовых газов 2, в котором установлена дополнительная система утилизации тепла 15, предназначенная для дополнительной утилизации тепла дымовых газов. Затем дымовые газы отводятся в окружающую среду посредством принудительной системы отвода дымовых газов 16.The grating 14 installed at the outlet of the reactor 3 contributes to the turbulization of the flue gas flow, which ensures efficient heat transfer, and also helps to reduce the concentration of nitrogen oxides (NO x ). After the reactor 3, the flue gas enters the heat recovery system 6. In the heat recovery system b and in the additional heat recovery system 15, heat exchange surfaces 7 are installed, for example: superheaters, evaporators, economizers, etc., which make it possible to efficiently utilize the heat of the flue gases. After the heat recovery system 6, the flue gas enters the flue gas exhaust pipe 2, in which an additional heat recovery system 15 is installed, which is intended for additional heat recovery of the flue gas. Then the flue gases are discharged into the environment through a forced exhaust system 16.
В частном варианте выполнения котла-утилизатора в реакторе 3 установлены две циклонные камеры сгорания 4i, 42 (см. фиг. 9), к которым тангенциально подведены два патрубка подвода дымовых газов 1 i, 12, а также два дополнительных патрубка подвода дымовых газов 1 ц, 12i, соответственно. Подвод к циклонным камерам сгорания 4|, 42 дополнительных патрубков подвода дымовых газов 1ц, 12i обеспечивает эффективное перемешивание дымовых газов, обогащенных воздухом и топливом, в циклонных камерах сгорания 4i, 42.In a particular embodiment of the recovery boiler, two cyclone combustion chambers 4i, 4 2 (see Fig. 9) are installed in the reactor 3, to which two flue gas supply pipes 1 i, 1 2 , as well as two additional flue gas supply pipes are tangentially connected 1 q, 1 2 i, respectively. The approach to the cyclone combustion chambers 4 |, 4 2 additional nozzles for supplying flue gases 1c, 1 2 i provides effective mixing flue gases enriched with air and fuel in cyclone combustion chambers 4i, 4 2 .
В частном варианте выполнения котла-утилизатора (см. фиг. 10) в реакторе 3 5 установлены четыре циклонных камеры сгорания 4i, 42, 43, 4_t, к которым подведены четыре патрубка подвода дымовых газов I1 , 12, 1з, 14, соответственно. При этом обеспечивается эффективная работа котла- утилизатора за счет повышения стабилизации температурного поля в рабочем объеме реактора 3. 0In a particular embodiment of the waste heat boiler (see FIG. 10), four cyclone combustion chambers 4i, 4 2 , 4 3 , 4_t are installed in reactor 3 5, to which four flue gas supply pipes I 1 , 1 2 , 1z, 1 are connected 4 , respectively. This ensures the efficient operation of the recovery boiler by increasing the stabilization of the temperature field in the working volume of the reactor 3. 0
Были проведены испытания комплекса «кoкcoвaя печь - котел-утилизатору который установлен в ОАО «3aпopoжкoкc». При этом дымовые газы от коксовой печи поступали в котел-утилизатор, работающий при температуре 1095 0C. Результаты проведенных испытаний с различными вариантами выполнения 5 котла-утилизатора приведены в таблицах 1 , 2.Tests were carried out on the complex “Coconut furnace - waste heat boiler which is installed in JSC“ 3aPozhkoks ”. In this case, the flue gases from the coke oven were fed to a waste heat boiler operating at a temperature of 1095 0 C. The results of tests with various options for performing 5 waste heat boiler are shown in tables 1, 2.
Таблица 1Table 1
Figure imgf000012_0001
Figure imgf000013_0001
Figure imgf000012_0001
Figure imgf000013_0001
- в таблице 1 приведены следующие условные обозначения: а-ι , a2 - высота выступов 13i , 132, соответственно, м; bi, b2 - длина выступов 13i, 132l соответственно, м; он, Ct2 - угол наклона выступов 13^ 132, к основанию камеры дожига 9, соответственно, град.- table 1 shows the following conventions: a-ι, a 2 - the height of the protrusions 13i, 13 2 , respectively, m; bi, b 2 - the length of the protrusions 13i, 13 2l, respectively, m; he, Ct 2 - the angle of inclination of the protrusions 13 ^ 13 2 to the base of the afterburner 9, respectively, deg.
Табли а 2Table 2
Figure imgf000013_0002
Figure imgf000013_0002

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ CLAIM
1. Котел-утилизатор, содержащий патрубок подвода дымовых газов, патрубок отвода дымовых газов, реактор, снабженный циклонной камерой сгорания, включающей горелочное устройство, в которую тангенциально подведен патрубок подвода дымовых газов, систему утилизации тепла, включающую теплообменные поверхности и соединенную с реактором и патрубком отвода дымовых газов, отличающийся тем, что котел-утилизатор снабжен системой обогащения дымовых газов топливом и воздухом, которая связана с патрубком подвода дымовых газов, реактор дополнительно содержит, по меньшей мере, одну циклонную камеру сгорания и снабжен камерой дожига, связанной с циклонными камерам сгорания и образующей совместно с ними рабочий объем реактора.1. A waste heat boiler comprising a flue gas supply pipe, a flue gas pipe, a reactor equipped with a cyclone combustion chamber including a burner device into which a flue gas pipe is connected tangentially, a heat recovery system including heat exchange surfaces and connected to the reactor and the pipe flue gas extraction, characterized in that the waste heat boiler is equipped with a flue gas enrichment system with fuel and air, which is connected with a flue gas supply pipe, the reactor is additionally contains at least one cyclone combustion chamber and is equipped with an afterburner associated with the cyclone combustion chambers and forming together with them the working volume of the reactor.
2. Котел-утилизатор по п. 1 , отличающийся тем, что на выходе из реактора установлена диафрагма, выходное отверстие которой связывает реактор с системой утилизации тепла, при этом площадь выходного отверстия диафрагмы определяется следующей зависимостью: 0,44<Si/S2≤0,9 где:2. The recovery boiler according to claim 1, characterized in that a diaphragm is installed at the outlet of the reactor, the outlet opening of which connects the reactor to the heat recovery system, while the area of the outlet of the diaphragm is determined by the following relationship: 0.44 <Si / S 2 ≤ 0.9 where:
Si - площадь выходного отверстия диафрагмы, м2; Sг - площадь основания камеры дожига, м2.Si is the area of the outlet of the diaphragm, m 2 ; Sg - base area of the afterburner, m 2 .
3. Котел-утилизатор по п. 1 , отличающийся тем, что отношение объема камеры дожига к рабочему объему реактора определяется следующей зависимостью:3. The recovery boiler according to claim 1, characterized in that the ratio of the volume of the afterburner to the working volume of the reactor is determined by the following relationship:
0,43<Vi/V2<0,85 где: Vi - объем камеры дожига, м3;0.43 <Vi / V 2 <0.85 where: Vi is the volume of the afterburner, m 3 ;
Vг - рабочий объем реактора, м3.Vg is the working volume of the reactor, m 3 .
4. Котел-утилизатор по п. 1 , отличающийся тем, что к каждой циклонной камере сгорания тангенциально примыкает, по меньшей мере, один дополнительный патрубок подвода дымовых газов. 4. The recovery boiler according to claim 1, characterized in that at least one additional flue gas supply pipe is tangentially adjacent to each cyclone combustion chamber.
5. Котел-утилизатор по п. 1 , отличающийся тем, что в патрубке подвода дымовых газов установлена заслонка.5. The waste heat boiler according to claim 1, characterized in that a damper is installed in the flue gas supply pipe.
6. Котел-утилизатор по п. 1 , отличающийся тем, что камера дожига содержит, по меньшей мере, один выступ, размещенный на внутренней стенке камеры дожига и имеющий следующие размеры:6. The recovery boiler according to claim 1, characterized in that the afterburner contains at least one protrusion located on the inner wall of the afterburner and having the following dimensions:
0,05d<a<0,5d 0,5d<b≤25d 0°<α<90°0.05d <a <0.5d 0.5d <b≤25d 0 ° <α <90 °
где: а - высота выступа, м; b - длина выступа, м; d - диаметр циклонной камеры сгорания, м; α - угол наклона выступа к основанию камеры дожига, град.where: a is the height of the protrusion, m; b is the length of the protrusion, m; d is the diameter of the cyclone combustion chamber, m; α is the angle of inclination of the protrusion to the base of the afterburner, deg.
7. Котел-утилизатор по п. 1 , отличающийся тем, что на выходе из реактора установлена решетка.7. The recovery boiler according to claim 1, characterized in that a grate is installed at the outlet of the reactor.
8. Котел-утилизатор по п. 1 , отличающийся тем, что камера дожига и циклонные камеры сгорания выполнены из огнеупорных и теплоизоляционных материалов.8. The recovery boiler according to claim 1, characterized in that the afterburner and the cyclone combustion chambers are made of refractory and heat-insulating materials.
9. Котел-утилизатор по п. 1 , отличающийся тем, что в патрубке отвода дымовых газов установлена дополнительная система утилизации тепла, включающая теплообменные поверхности.9. The recovery boiler according to claim 1, characterized in that an additional heat recovery system including heat exchange surfaces is installed in the flue gas outlet pipe.
10. Котел-утилизатор по п. 1 , отличающийся тем, что к патрубку отвода дымовых газов примыкает принудительная система отвода дымовых газов, включающая тягодутьевое устройство.10. The waste heat boiler according to claim 1, characterized in that the forced flue gas exhaust system adjoins the flue gas outlet pipe, including a draft device.
11. Котел-утилизатор по п. 1 , отличающийся тем, что в патрубке подвода дымовых газов установлена турбулизирующая решетка. 11. The waste heat boiler according to claim 1, characterized in that a turbulizing grate is installed in the flue gas supply pipe.
12. Котел-утилизатор по п. 1 , отличающийся тем, что в циклонной камере сгорания горелочное устройство расположено аксиально.12. The recovery boiler according to claim 1, characterized in that the burner device is axially located in the cyclone combustion chamber.
13. Котел-утилизатор по п. 1 , отличающийся тем, что каждая циклонная камера сгорания оснащена дополнительной диафрагмой, отверстие которой связывает циклонную камеру сгорания с камерой дожига, при этом площадь отверстия определяется следующей зависимостью:13. The recovery boiler according to claim 1, characterized in that each cyclone combustion chamber is equipped with an additional diaphragm, the opening of which connects the cyclone combustion chamber to the afterburner, and the opening area is determined by the following relationship:
0,44<Sз/S4<0,9 где: Sз - площадь отверстия, м2;0.44 <Sz / S 4 <0.9 where: Sz - hole area, m 2 ;
S4 - площадь основания циклонной камеры сгорания, м2. S 4 - the base area of the cyclone combustion chamber, m 2 .
PCT/UA2007/000012 2006-03-07 2007-02-19 Recovery boiler WO2007102793A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UAA200602508 2006-03-07
UAA200602508A UA82389C2 (en) 2006-03-07 2006-03-07 Boiler-utilizer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2007102793A1 true WO2007102793A1 (en) 2007-09-13

Family

ID=38475153

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/UA2007/000012 WO2007102793A1 (en) 2006-03-07 2007-02-19 Recovery boiler

Country Status (3)

Country Link
RU (1) RU2365818C2 (en)
UA (1) UA82389C2 (en)
WO (1) WO2007102793A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2491479C1 (en) * 2011-12-29 2013-08-27 Евгений Алексеевич Данилин Heat recovery boiler
CN103879971A (en) * 2014-03-11 2014-06-25 中国天辰工程有限公司 Low-temperature sulfuric acid heat recycling device and process for producing low-pressure steam by using device

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2738542C1 (en) * 2020-05-20 2020-12-14 Роман Лазирович Илиев Device for neutralization of gaseous wastes
CN114484469A (en) * 2022-03-02 2022-05-13 光大环保技术研究院(深圳)有限公司 Waste heat recycling system and method for dangerous waste ash plasma melting furnace

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU276303A1 (en) * А. Г. Серков , Г. В. Масловский CYCLONE HEATING CAMERA
SU362976A1 (en) * 1970-07-17 1972-12-30 Б. И. Шестаков, В. П. Мозгунов , Б. И. Калашников Куйбышевский политехнический институт В. В. Куйбышева UNION
SU554447A1 (en) * 1975-11-05 1977-04-15 Государственный проектный и научно-исследовательский институт "Гипроникель" Device for burning waste gases
SU920323A1 (en) * 1980-06-17 1982-04-15 Экспериментально-Конструкторский И Технологический Институт Автомобильной Промышленности Apparatus for burning waste gases
SU1134847A1 (en) * 1983-07-11 1985-01-15 Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектный Институт Вторичных Цветных Металлов Gas incinerator chamber
SU1188454A1 (en) * 1984-07-04 1985-10-30 Институт газа АН УССР Installation for burning industrial gas effluents
SU1190149A1 (en) * 1984-01-25 1985-11-07 Дзержинский Филиал Государственного Института По Проектированию Газоочистных Сооружений "Гипрогазоочистка" Method of thermal decontamination of toxic gas effluents
SU1413360A1 (en) * 1987-01-13 1988-07-30 Казахский научно-исследовательский институт энергетики Apparatus for thermal neutralization of gas effluents
SU1415004A2 (en) * 1987-01-15 1988-08-07 Производственное Объединение "Белгородский Завод Энергетического Машиностроения " Power and steam boiler plant
SU1698577A1 (en) * 1989-12-04 1991-12-15 Производственный Кооператив "Автосток" Furnace for burning out liquid combustible wastes
RU2027107C1 (en) * 1991-05-28 1995-01-20 Всероссийский научно-исследовательский институт технического углерода Method of thermal decontamination of exhaust gases of soft production

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU276303A1 (en) * А. Г. Серков , Г. В. Масловский CYCLONE HEATING CAMERA
SU362976A1 (en) * 1970-07-17 1972-12-30 Б. И. Шестаков, В. П. Мозгунов , Б. И. Калашников Куйбышевский политехнический институт В. В. Куйбышева UNION
SU554447A1 (en) * 1975-11-05 1977-04-15 Государственный проектный и научно-исследовательский институт "Гипроникель" Device for burning waste gases
SU920323A1 (en) * 1980-06-17 1982-04-15 Экспериментально-Конструкторский И Технологический Институт Автомобильной Промышленности Apparatus for burning waste gases
SU1134847A1 (en) * 1983-07-11 1985-01-15 Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектный Институт Вторичных Цветных Металлов Gas incinerator chamber
SU1190149A1 (en) * 1984-01-25 1985-11-07 Дзержинский Филиал Государственного Института По Проектированию Газоочистных Сооружений "Гипрогазоочистка" Method of thermal decontamination of toxic gas effluents
SU1188454A1 (en) * 1984-07-04 1985-10-30 Институт газа АН УССР Installation for burning industrial gas effluents
SU1413360A1 (en) * 1987-01-13 1988-07-30 Казахский научно-исследовательский институт энергетики Apparatus for thermal neutralization of gas effluents
SU1415004A2 (en) * 1987-01-15 1988-08-07 Производственное Объединение "Белгородский Завод Энергетического Машиностроения " Power and steam boiler plant
SU1698577A1 (en) * 1989-12-04 1991-12-15 Производственный Кооператив "Автосток" Furnace for burning out liquid combustible wastes
RU2027107C1 (en) * 1991-05-28 1995-01-20 Всероссийский научно-исследовательский институт технического углерода Method of thermal decontamination of exhaust gases of soft production

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2491479C1 (en) * 2011-12-29 2013-08-27 Евгений Алексеевич Данилин Heat recovery boiler
CN103879971A (en) * 2014-03-11 2014-06-25 中国天辰工程有限公司 Low-temperature sulfuric acid heat recycling device and process for producing low-pressure steam by using device

Also Published As

Publication number Publication date
RU2365818C2 (en) 2009-08-27
UA82389C2 (en) 2008-04-10
RU2006144504A (en) 2008-06-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101514811A (en) Inclined porch-free corner-tube full film-type wall-circulating fluidized bed boiler
CN113513761B (en) Sulfur recovery device tail gas treatment equipment and control method
US8234985B2 (en) Boiler producing steam from flue gases under optimized conditions
CS207551B2 (en) Combustion facility
WO2007102793A1 (en) Recovery boiler
CN110925775A (en) Comprehensive treatment box for waste incineration flue gas
CN106402938B (en) A kind of civil heating stove of clean combustion
CN109675921A (en) The continuous direct thermal desorption system of organic polluted soil and its thermal desorption method
CN2426571Y (en) Organic waste liquid heat-pipe evaporating concentrating burning boiler
RU66484U1 (en) WATER BOILER
CN206207485U (en) A kind of civil heating stove of clean combustion
KR20160095417A (en) Cyclone dust collector for boiler and Pellet boiler equipment using it
RU127870U1 (en) INSTALLATION OF THERMOCATALYTIC DISPOSAL OF MUNICIPAL WASTE WITH DISPOSAL OF SECONDARY RESOURCES
CN211232888U (en) Comprehensive treatment box for waste incineration flue gas
CN210861032U (en) Novel low-nitrogen energy-saving steam generator
KR100704176B1 (en) An incineration boiler
JP3054259B2 (en) Incinerator
CN214406077U (en) Secondary combustion chamber of hazardous waste incineration system
CN110207088A (en) The steam boiler and its method of a kind of coal dust, sewage sludge biomass fuel
CN216047734U (en) A direct combustion formula incineration boiler for chemical waste liquid handles
RU2408822C1 (en) Oven, air duct and heat exchanger for it
RU2423647C1 (en) Thermogas chemical plant for solid domestic wastes recycling
RU202092U1 (en) Water heating boiler
RU2117687C1 (en) Plant for thermal processing of solid fuels
RU2090810C1 (en) Oil heating furnace

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
DPE2 Request for preliminary examination filed before expiration of 19th month from priority date (pct application filed from 20040101)
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 07709572

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1