Изобретение относится к химическим процессам, в частности к устройствам генерирования газов, и может быть использовано в неэнергетических отраслях промышленности, коммунальном и сельском хозяйстве для автономного тепло(энерго)снабжения на базе использования низкосортного твердого и жидкого топлива, горючих твердых, жидких (пастообразных) и газообразных отходов.
Известно устройство с кипящим слоем [1] , состоящее из кипящего слоя (КС) с основанием, вспомогательной камеры сгорания для сжигания топлива в потоке воздуха и образования горячих газов, напорной камеры для подачи воздуха в котел, а также двух рядов сопл под основанием КС для раздельного распределения в слое подаваемых горячих газов и воздуха.
Недостатками этого устройства являются усложнение конструкции из-за необходимости включения в состав устройства вспомогательной камеры сгорания и напорной камеры, а также низкая экономичность, связанная со сжиганием дополнительного топлива во вспомогательной камере сгорания и дополнительными потерями энергии на создание подпора воздуха в напорной камере.
Известен тепловой реактор с двумя "ланкаширскими" котлами [2] , состоящий из теплового реактора с КС, расходного бункера твердого топлива, питательного шнека, топочной камеры, емкости жидкого топлива, трубопровода подвода жидкого топлива в топочную камеру, экранной поверхности нагрева, конвективной поверхности нагрева, подрешеточной камеры, подвода топлива в топочную камеру.
Недостатками данного реактора являются неустойчивость работы данного теплового реактора на долевых нагрузках из-за невозможности поддержания необходимой температуры слоя при малых расходах топлива и отсутствия системы подачи жидкого топлива;
невозможность сжигания пастообразных и высоковлажных твердых топлив из-за слипания последних и изменения фракционного состава массы слоя;
конструкция устройства подачи жидкого топлива, используемого в растопочном режиме теплового реактора, не позволяет применять его для основных режимов работы теплового реактора в течении длительного времени из-за опасности перегрева и выхода из строя воздушных коллекторов и распределительной решетки.
По наибольшему числу существенных признаков данный тепловой реактор с КС принят за прототип.
Целью изобретения является повышение экономичности и надежности в работе устройства, расширение диапазона применяемых топлив.
Сущность изобретения заключается в том, что к камере сгорания теплового реактора подсоединен трубопровод отходящих газов дизель-генератора (ДГ). Реактор с КС оборудован подводом жидкого дизельного топлива в надрешеточное пространство КС по трубопроводу, соединенному с подводом топлива в ДГ, а к подрешеточной камере и надслоевому пространству топочной камеры реактора присоединяются резонаторы переменной (регулируемой) емкости.
Отличительными признаками заявляемого решения от прототипа являются
1. Подключенный к тепловому реактору с КС по газовому тракту ДГ;
2. Реактор с КС оборудован подводом жидкого дизельного топлива в надрешеточное пространство КС по трубопроводу, соединенному с подводом топлива в ДГ;
3. К подрешеточной камере и надслоевому пространству топочной камеры реактора присоединяются резонаторы переменной (регулируемой) емкости.
По сведениям, имеющимся у авторов, технических решений, обладающих признаками, сходными с отличительными признаками заявляемого решения, не имеется.
Положительный эффект при осуществлении данного технического решения достигается
за счет возможности совместной выработки тепловой и электрической энергии и утилизации теплоты продуктов сгорания ДГ;
за счет возможности обеспечения работы теплового реактора на долевых нагрузках вследствие подачи жидкого дизельного топлива в надрешеточное пространство теплового реактора;
за счет обеспечения псевдоожижения склонных к слипанию горючих материалов и паст из-за усиления пульсаций газов ДГ специальными резонаторами переменного объема, в результате чего создаются условия получения управляемых частотных характеристик псевдоожижения.
Таким образом, заявляемое техническое решение обладает существенными отличиями.
На чертеже изображена схема предлагаемого устройства. Устройство содержит дизель-генератор 1, подвод 2 воздуха в ДГ, емкость 3 жидкого топлива, трубопровод 4 отходящих газов ДГ, тепловой реактор 5 с КС, подрешеточную камеру 6, газораспределительную решетку 7, подвод 8 жидкого топлива в тепловой реактор, трубопровод 9 жидкого топлива, экранную поверхность нагрева 10, расходный бункер 11 твердого топлива, питательный шнек 12, резонатор 13 надслоевого пространства, конвективную поверхность нагрева 14, кипящий слой 15 топочной камеры, резонатор 16 подрешеточной камеры, подвод 17 воздуха в топочную камеру.
Устройство работает следующим образом.
Отходящие газы от ДГ 1, имеющие в своем составе избыточный воздух, подаются в тепловой реактор 5 с КС. Сюда же вентилятором (не показан) может подаваться по подводу 17 дополнительный чистый воздух. В тепловом реакторе 5 смесь газов и воздуха подводят под основание кипящего слоя через сопла газораспределительной решетки 7. В кипящий слой с помощью питательных шнеков 12 из бункера 11 подачи твердого топлива подают котельное топливо и необходимые присадки. При этом псевдоожижение кипящего слоя 15 и горение котельного топлива осуществляется за счет подачи смеси горючих отходящих газов и воздуха с избыточным давлением в 200-800 мм вод. ст. Одновременно в слое происходит дожигание продуктов неполного сгорания топлива, поступающих из ДГ1, а за счет пульсаций потока газовоздушной смеси, усиленных с помощью резонаторов 13 и 16 переменного тока, емкость которых подбирается в зависимости от режима работы ДГ, интенсифицируются процессы сгорания котельного топлива и передачи теплоты воде в экранных поверхностях нагрева 10, а также обеспечивается разрушение крупных кусков слипшегося топлива. Теплота дымовых газов теплового реактора отбирается в конвективных поверхностях нагрева 14, расположенных в подслоевом пространстве.
Технико-экономическая эффективность предлагаемого изобретения заключается в повышении экономичности и автономности системы комплексного энергоснабжения, включающей источник тепловой энергии в виде теплового реактора с КС и источник электрической энергии в виде ДГ, за счет утилизации тепловой и кинетической энергии отходящих газов ДГ, интенсификации процессов сгорания котельного топлива в КС теплового реактора, многократного повышения коэффициента теплопередачи от материала слоя к нагреваемой воде, дожигания продуктов неполного сгорания топлива ДГ и турбулизации объема материала КС пульсирующим потоком газовоздушной смеси. (56) 1. Патент США N 4378206, кл. F 22 B 1/02, 1983.
2. Методические рекомендации по сжиганию низкосортных углей в топках с кипящим слоем. - ЦБНТИ Минуглепрома УССР, 1984. с. 16.
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| МНОГОКАМЕРНАЯ ПЕЧЬ КИПЯЩЕГО СЛОЯ ДЛЯ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ КАРНАЛЛИТА | 1999 |
|
RU2176770C2 |
| МНОГОКАМЕРНЫЙ АППАРАТ ДЛЯ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ ХЛОРМАГНИЕВОГО СЫРЬЯ В КИПЯЩЕМ СЛОЕ | 1996 |
|
RU2095709C1 |
| ТОПКА КИПЯЩЕГО СЛОЯ ДЛЯ СЖИГАНИЯ ТВЕРДЫХ ДРОБЛЕНЫХ ТОПЛИВ И ГОРЮЧИХ ОТХОДОВ | 2005 |
|
RU2300051C1 |
| Котлоагрегат для сжигания угля, дробленных коммунальных отходов и способ его работы | 2021 |
|
RU2772092C1 |
| Печь кипящего слоя для обжига известняка | 2001 |
|
RU2224196C2 |
| ПОТОЧНАЯ ЛИНИЯ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА МАГНИЯ И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНИЯ ИЗ КИСЛОРОДСОДЕРЖАЩЕГО СЫРЬЯ В ЭТОЙ ЛИНИИ | 1996 |
|
RU2107113C1 |
| СПОСОБ СЖИГАНИЯ ТВЕРДЫХ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ГОРЮЧИХ В ГОРЕЛОЧНО-ТОПОЧНЫХ АППАРАТАХ И УСТРОЙСТВО ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ | 2006 |
|
RU2304251C1 |
| УСТАНОВКА ДЛЯ ОБЖИГА ИЗВЕСТИ | 1991 |
|
RU2035678C1 |
| СПОСОБ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ ХЛОРМАГНИЕВЫХ СОЛЕЙ И МНОГОКАМЕРНАЯ ПЕЧЬ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ | 2006 |
|
RU2321541C2 |
| Способ слоевого сжигания жидких отходов | 1983 |
|
SU1141269A1 |
Использование: в неэнергетических отраслях промышленности, коммунальном и сельском хозяйстве для автономного тепло(энерго)снабжения на базе использования твердого и жидкого топлива, горючих твердых, жидких (пастообразных) и газообразных отходов. Сущность изобретения: к камере сгорания теплового реактора 5 подсоединен трубопровод 4 отходящих газов дизель-генератора 1. Реактор 5 с кипящим слоем оборудован подводом 8 жидкого дизельного топлива в надрешеточное пространство кипящего слоя по трубопроводу, соединенному с подводом топлива в дизель-генератор 1, а к подрешеточной камере 6 и надслоевому пространству топочной камеры реактора 5 присоединяются резонаторы 13 и 16 переменной (регулируемой) емкости. 1 ил.
УСТРОЙСТВО КОМБИНИРОВАННОГО СЖИГАНИЯ ТВЕРДОГО И ЖИДКОГО ТОПЛИВА И ГОРЮЧИХ ОТХОДОВ В КИПЯЩЕМ СЛОЕ, содержащее камеру сгорания кипящего слоя, сообщенную посредством шнека и трубопровода соответственно с расходным бункером и емкостью жидкого топлива, снабженную экранными и конвективными поверхностями нагрева и в нижней части коробом подачи воздуха, отличающееся тем, что, с целью повышения экономичности и надежности, оно дополнительно содержит резонаторы переменной емкости и дизель-генератор с трубопроводом отходящих газов, причем последний указанным трубопроводом подключен к коробу подачи воздуха и сообщен с емкостью жидкого топлива соответствующей линией, причем указанные резонаторы сообщены с коробом подачи воздуха и надслоевым пространством камеры сгорания, а трубопровод жидкого топлива подключен к последнему.
