WO2008033048A1 - Method for producing and burning a coal-water suspension - Google Patents
Method for producing and burning a coal-water suspension Download PDFInfo
- Publication number
- WO2008033048A1 WO2008033048A1 PCT/RU2006/000484 RU2006000484W WO2008033048A1 WO 2008033048 A1 WO2008033048 A1 WO 2008033048A1 RU 2006000484 W RU2006000484 W RU 2006000484W WO 2008033048 A1 WO2008033048 A1 WO 2008033048A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- coal
- water
- water suspension
- burning
- producing
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23K—FEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
- F23K1/00—Preparation of lump or pulverulent fuel in readiness for delivery to combustion apparatus
- F23K1/02—Mixing solid fuel with a liquid, e.g. preparing slurries
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L1/00—Liquid carbonaceous fuels
- C10L1/32—Liquid carbonaceous fuels consisting of coal-oil suspensions or aqueous emulsions or oil emulsions
- C10L1/326—Coal-water suspensions
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D2207/00—Ignition devices associated with burner
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23K—FEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
- F23K2201/00—Pretreatment of solid fuel
- F23K2201/50—Blending
- F23K2201/505—Blending with additives
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)
Abstract
The invention relates to fuel power engineering, in particular to methods for producing a combustible based on coal and water and suitable for long term storage, pipeline transportation and for burning in different systems including diesel and gas-turbine systems. The inventive method for producing and burning a coal-water suspension consists in pulverising coal, in supplying water and a plasticiser, in igniting and in burning. The inventive coal-water suspension comprises 55-75% of coal, which is pulverised to a fraction of 0-2000 mkm, 42-20% of water and 1-5% of plasticiser. Brown lignite, coal-tar resin, slimes and other waste coal residues are used in the form of a plasticiser. The coal-water suspension is ignited with the aid of a plasmotron, natural gas or liquid fuel. Black strap is used in the form of a liquid fuel. Said invention makes it possible to obtain a rich-in-energy potential, ecologically clean, low-cost and widely used coal-water suspension.
Description
Способ приготовления и сжигания угольно-водной суспензии The method of preparation and combustion of coal-water suspension
Изобретение относится к области топливной энергетики, в частности, способам получения топлива на основе угля и воды, пригодного для длительного хранения, трубопроводной транспортировки и сжигания в различных установках, включая дизельные и газотурбинные.The invention relates to the field of fuel energy, in particular, to methods for producing fuel based on coal and water, suitable for long-term storage, pipeline transportation and combustion in various plants, including diesel and gas turbine ones.
Известен способ приготовления угольно-водной суспензии (УВС) для сжигания, включающий измельчение угля менее 200мкм (US 4377391,)A known method of preparing a coal-water suspension (UVS) for combustion, including grinding coal less than 200 microns (US 4377391,)
Недостатком способа является высокий расход энергии.The disadvantage of this method is the high energy consumption.
Известен способ получения угольно-водной суспензии, включающий измельчения угля, подачу воды и пластификатора (RU 2178454).A known method of producing a coal-water suspension, including grinding coal, water and plasticizer (RU 2178454).
Недостатком способа является недостаточно высокий энергетический потенциал топлива..The disadvantage of this method is not high enough energy potential of the fuel ..
Задачей настоящего изобретения является получение УВС, обладающего высоким энергетическим потенциалом, экологической чистотой, низкой себестоимостью и широкой сферой применения.The objective of the present invention is to obtain a hydrocarbon having high energy potential, environmental cleanliness, low cost and a wide scope.
Поставленная задача решается за счет того, что способ приготовления и сжигания угольно-водной суспензии включает измельчение угля, подачу воды и пластификатора, воспламенение и сгорание, согласно изобретению угольно-водная суспензия состоит из (55-75)% угля, измельченного до фракции (0-2000) мкм, (42-20)% воды и (1-5)% пластификатора. В качестве пластификатора используют бурый уголь, каменноугольную смолу, шламы и другие отходы углеобогащения. Воспламенение угольно-водной суспензии осуществляют с помощью плазмотрона, природного газа или жидкого топлива. В качестве жидкого топлива используют мазут.The problem is solved due to the fact that the method of preparing and burning a coal-water suspension includes grinding coal, feeding water and a plasticizer, igniting and burning, according to the invention, the coal-water suspension consists of (55-75)% of coal, crushed to a fraction (0 -2000) microns, (42-20)% water and (1-5)% plasticizer. As a plasticizer, brown coal, coal tar, sludge and other coal processing waste are used. Ignition of a coal-water suspension is carried out using a plasma torch, natural gas or liquid fuel. Fuel oil is black oil.
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
В процессе приготовления угольно-водной суспензии лежит механохимическая активация, в ходе которой разрушается структура угля как природной «гopнoй» массы. Уголь как бы распадается на отдельные органические и минеральные составляющие, но уже с активной поверхностью частиц твердой фазы. Исходная вода также претерпевает ряд превращений, в результате чего образуется химически активная дисперсная среда, насыщенная компонентами ионного и катионного вида.SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) In the process of preparing a coal-water suspension, mechanochemical activation lies, during which the structure of coal is destroyed as a natural “rock” mass. Coal, as it were, decomposes into separate organic and mineral components, but already with the active surface of the particles of the solid phase. The source water also undergoes a series of transformations, as a result of which a chemically active dispersed medium is formed, saturated with components of the ionic and cationic species.
В процессе производства топливо может быть деминерализовано для снижения зольности до (0,5-1,5)% и использоваться вместо мазута и природного газа в качестве моторного топлива в газотурбинных и дизельных двигателях, в котлах, не оборудованных системами золоудаления.In the production process, fuel can be demineralized to reduce ash content to (0.5-1.5)% and used instead of fuel oil and natural gas as motor fuel in gas turbine and diesel engines, in boilers that are not equipped with ash removal systems.
Способ реализуется в топочном устройстве, которое состоит из насоса питателя, в выходной патрубок которого подведен сжатый воздух. Насос- питатель подает УВС на поверхность сопловой камеры, где сжигается в кипящем слое. Зажигание УВС возможно с применением плазмотрона, природного газа и жидкого топлива. Температура воспламенения составляет 450-6500C, а температура горения составляет - 950-11500C.The method is implemented in a furnace device, which consists of a feeder pump, into the outlet pipe of which compressed air is supplied. The pump feeds the HCS to the surface of the nozzle chamber, where it is burned in a fluidized bed. Ignition of the UVS is possible using a plasma torch, natural gas and liquid fuel. The ignition temperature is 450-650 0 C, and the combustion temperature is - 950-1150 0 C.
Важнейшей особенностью УВС является возможность производства его со свойствами, задаваемыми потребителем, для конкретных, в том числе действующих агрегатов (котлов, печей и т.д.). Оно может использоваться как энергетическое, так и технологическое топливо, например, в металлургии. Закономерности горения УВС существенно отличаются от традиционных видов топлива. Дисперсная вода, выполняя роль промежуточного окислителя, практически на всех основных стадиях его горения активизирует поверхность частиц твердой фазы. Поэтому воспламенение распыленных капель начинается не с воспламенения летучихThe most important feature of a UVS is the possibility of producing it with the properties set by the consumer for specific, including operating units (boilers, furnaces, etc.). It can be used both energy and process fuels, for example, in metallurgy. Patterns of combustion of hydrocarbons are significantly different from traditional fuels. Dispersed water, acting as an intermediate oxidizing agent, activates the surface of solid particles in almost all the main stages of its combustion. Therefore, the ignition of atomized droplets does not begin with the ignition of volatile
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
паров, а с гетерогенной реакции на их поверхности, в том числе с водой и водяным паром. Активация поверхностных частиц капель приводит к снижению температуры воспламенения УВС по сравнению с воспламенением угольной пыли: для топлив из антрацита - в два раза, из угля марок Г и Д - в 1,5-1,8 раза, а для топлив из бурых углей она снижается до 300-3250C.SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) vapor, and with a heterogeneous reaction on their surface, including water and water vapor. Activation of the surface particles of droplets leads to a decrease in the ignition temperature of the UVS compared to ignition of coal dust: for fuels from anthracite - twice, for fuels of grades G and D - 1.5-1.8 times, and for fuels from brown coals reduced to 300-325 0 C.
Воспламенение УВС начинается сразу после его распыления, т.е. до испарения существенной доли массы дисперсной среды. Процесс горения УВС характеризуется высокой полнотой выгорания топлива (98-99,7)%, малым избытком воздуха (3-7)%. В связи с особенностями процесса горения, протекающими в полувосстановительной среде при относительно высоких концентрациях водяного пара, топливо сгорает без выбросов продуктов монооксида углерода, вторичных углеродов, сажи и канцерогенных веществ. Резко сокращается образование выбросов твердых частиц микронных фракций (до 80-95%),cepы (до 70-85%) и оксидов азота (до 80-90%). Существенное снижение выбросов оксидов азота при сжигании УВС обусловлено более низкой температурой в зоне горения, не превышающей 1000-10500C. Применение низкосернистого угляThe ignition of the UVS begins immediately after spraying, i.e. before the evaporation of a significant fraction of the mass of the dispersed medium. The combustion process of a UVS is characterized by a high completeness of fuel burnout (98-99.7)%, a small excess of air (3-7)%. Due to the peculiarities of the combustion process occurring in a semi-reducing medium at relatively high concentrations of water vapor, the fuel burns without emissions of carbon monoxide products, secondary carbons, soot and carcinogens. The formation of particulate emissions of micron fractions (up to 80-95%), sulfur (up to 70-85%) and nitrogen oxides (up to 80-90%) is sharply reduced. A significant reduction in nitrogen oxide emissions during combustion of hydrocarbons is due to a lower temperature in the combustion zone, not exceeding 1000-1050 0 C. The use of low sulfur coal
(содержание серы не более 0,5%) для приготовления УВС обеспечивает уменьшение образование сернистого ангидрида дымовых газах. Кроме того, использование УВС позволяет с большей эффективностью улавливать оксиды серы.(sulfur content of not more than 0.5%) for the preparation of an HCS provides a reduction in the formation of sulfur dioxide flue gases. In addition, the use of HCS makes it possible to capture sulfur oxides with greater efficiency.
Предлагаемая угольно-водяная суспензия обладает всеми технологическими свойствами жидкого топлива: транспортируется в авто- и железнодорожных цистернах, по трубопроводам, в танкерах и наливных судах, хранится в закрытых резервуарах, сохраняет свои свойства при длительном хранении и транспортировании, взрыво- и пожаробезопасно.The proposed coal-water suspension has all the technological properties of liquid fuel: it is transported in car and railway tanks, through pipelines, in tankers and tankers, stored in closed tanks, retains its properties during long-term storage and transportation, explosion and fire safety.
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
Стоимость УВС, готовой для прямого использования, в расчете на одну тонну условного топлива, ниже стоимости мазута в 2-4 раза и не превышает 30% цены исходного угля на месте его добычи.SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) The cost of hydrocarbon fuel, ready for direct use, per tonne of standard fuel, is 2-4 times lower than the cost of fuel oil and does not exceed 30% of the price of the source coal at the place of its extraction.
Таким образом, предложенный способ приготовления и сжигания угольно-водяной суспензии существенно снижает эксплуатационные затраты и повышает эффективность использования угля как источника энергии.Thus, the proposed method for preparing and burning a coal-water suspension significantly reduces operating costs and increases the efficiency of using coal as an energy source.
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
SUBSTITUTE SHEET (RULE 26)
Claims
1. Способ приготовления и сжигания угольно-водяной суспензии, включающий измельчение угля, подачу воды и пластификатора, воспламенение и сгорание, отличающийся тем, что угольно-водяная суспензия состоит из (55-75)% угля, измельченного до фракции 0-2000 мкм, (42-20)% воды и (1-5)% пластификатора.1. The method of preparation and combustion of a coal-water suspension, including grinding coal, water and plasticizer, ignition and combustion, characterized in that the coal-water suspension consists of (55-75)% of coal, crushed to a fraction of 0-2000 microns, (42-20)% water and (1-5)% plasticizer.
2. Способ по п.l, отличающийся тем, что в качестве пластификатора используют бурый уголь.2. The method according to claim 1, characterized in that brown coal is used as a plasticizer.
3. Способ по п.l, отличающийся тем, что в качестве пластификатора используют каменноугольную смолу.3. The method according to claim 1, characterized in that coal tar is used as a plasticizer.
4. Способ по п.l, отличающийся тем, что в качестве пластификатора используют шламы.4. The method according to claim 1, characterized in that sludge is used as a plasticizer.
5. Способ по п.l, отличающийся тем, что воспламенение угольно- водяной суспензии осуществляют с помощью плазмотрона.5. The method according to claim 1, characterized in that the ignition of the coal-water suspension is carried out using a plasma torch.
6. Способ по п.l, отличающийся тем, что воспламенение угольно- водяной суспензии осуществляют с помощью природного газа.6. The method according to claim 1, characterized in that the ignition of the coal-water suspension is carried out using natural gas.
7. Способ по п.l, отличающийся тем, что воспламенение угольно- водяной суспензии осуществляют с помощью жидкого топлива.7. The method according to claim 1, characterized in that the ignition of the coal-water suspension is carried out using liquid fuel.
8. Способ по п.7, отличающийся тем, что в качестве жидкого, топлива используют мазут.8. The method according to claim 7, characterized in that fuel oil is used as liquid fuel.
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) SUBSTITUTE SHEET (RULE 26)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2006/000484 WO2008033048A1 (en) | 2006-09-15 | 2006-09-15 | Method for producing and burning a coal-water suspension |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2006/000484 WO2008033048A1 (en) | 2006-09-15 | 2006-09-15 | Method for producing and burning a coal-water suspension |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2008033048A1 true WO2008033048A1 (en) | 2008-03-20 |
Family
ID=39184015
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2006/000484 WO2008033048A1 (en) | 2006-09-15 | 2006-09-15 | Method for producing and burning a coal-water suspension |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| WO (1) | WO2008033048A1 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6013888A (en) * | 1983-05-06 | 1985-01-24 | Babcock Hitachi Kk | Production of coal-water slurry having high concentration |
| SU1616970A1 (en) * | 1988-10-31 | 1990-12-30 | Институт горючих ископаемых | Method of producing water-oil suspension |
| RU2173817C1 (en) * | 2000-12-25 | 2001-09-20 | Слепцов Владимир Владимирович | Fuel suspension |
-
2006
- 2006-09-15 WO PCT/RU2006/000484 patent/WO2008033048A1/en active Application Filing
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6013888A (en) * | 1983-05-06 | 1985-01-24 | Babcock Hitachi Kk | Production of coal-water slurry having high concentration |
| SU1616970A1 (en) * | 1988-10-31 | 1990-12-30 | Институт горючих ископаемых | Method of producing water-oil suspension |
| RU2173817C1 (en) * | 2000-12-25 | 2001-09-20 | Слепцов Владимир Владимирович | Fuel suspension |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| BORISOV P.A. ET AL.: "Gazy-moguchy istochik energii i khimicheskogo syriya", MOSCOW, IZDATELSTVO AN SSSR, 1959, pages 25 - 34 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Anufriev | Review of water/steam addition in liquid-fuel combustion systems for NOx reduction: Waste-to-energy trends | |
| US6948926B2 (en) | Reduced-emissions combustion utilizing multiple-component metallic combustion catalyst | |
| AU2004241406A1 (en) | Composiiton for preventing scaling, excluding of soot, clinker and sludge, and controlling flame in combustion apparatus | |
| US20060219096A1 (en) | Use of manganese compounds to improve the efficiency of and reduce back-corona discharge on electrostatic precipitators | |
| CN105555918A (en) | Treatment of coal | |
| CN103074117A (en) | Biomass gasification mixed-combustion system of coal-fired power station boiler | |
| KR101153930B1 (en) | The method and system to burn petroleum coke | |
| CN112161276A (en) | Nitrogen reduction method and device for hazardous waste incineration | |
| CN1254631C (en) | Fuel and waste fluid combustion system | |
| CN111457415A (en) | Pulverized coal partial gasification and denitration system and method | |
| WO2008033048A1 (en) | Method for producing and burning a coal-water suspension | |
| Hay | Natural gas and the environment | |
| Osintsev et al. | Choice of Chelyabinsk and Kuznetsk coals as main fuel for steam generator PK-14 using elements of cluster analysis | |
| US10948179B2 (en) | Liquid biomass heating system | |
| CN216047638U (en) | Ground torch with coal layer combustion area | |
| EP2141413A1 (en) | Method for oxycombustion of pulverized solid fuels | |
| Akhmetshin et al. | Analysis of Gaseous Anthropogenic Emissions from Coal and Slurry Fuel Combustion and Pyrolysis | |
| US20020029513A1 (en) | Ground organic fuel | |
| Ilham et al. | Cofiring Effect of Using Sawdust on Exhaust Emissions at the Steam Power Plant | |
| KR20100096432A (en) | The manufacturing method of coal water fuel, comprising generation of cavitation and treatment of high frequency, and coal water fuel manufactured by the same | |
| CN108534175B (en) | Plasma gasification ignition stable combustion device and method for coal-fired boiler | |
| RU82482U1 (en) | INSTALLATION FOR COMBUSTION OF AQUAROGO FUEL | |
| Bounaouara et al. | Feasibility investigation and combustion enhancement of a new burner functioning with pulverized solid olive waste | |
| Agarwal et al. | Environmental implications of using biomass as an alternative source of energy: a critical assessment | |
| JPS62196509A (en) | Coal-fired boiler with coal-gasified furnace |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 06849584 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 06849584 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |