СПОСОБ ПРЕДВКЛЮЧЕННОЙ ГАЗИФИКАЦИИ НИЗКОРЕАКЦИОННОГО ТВЕРДОГО ТОПЛИВА Российский патент 1997 года по МПК F23C11/02 

Изобретение относится к использованию низкореакционного топлива в различных топочных устройствах.

Устойчивый процесс сжигания низкореакционного топлива в пылеугольных топках требует высокой степени его измельчения и подогрева воздуха при непрерывном оптимальном расходе его через горелки, например, для сжигания твердого топлива типа АШ необходимо измельчить его до размеров фракций 20 60 мкм (R₉₀ <7) и подогревать воздух до 400^oC. Несмотря на это, при вынужденных отклонениях от установившегося режима факел гаснет. Розжиг и обеспечение непрерывного процесса горения требует подачи в основные горелки мазута или газа. Все это повышает эксплуатационные расходы. В настоящее время известны способы сжигания топлива в кипящем слое, температура в зоне горения которого не превышает 1000^oC, в связи с чем снижается образование вредных оксидов азота и серы.

Однако эти способы характеризуются повышенным механическим уносом (до 20 ), а также возможным химическим недожогом топлива.

Наиболее близким к изобретению является двухступенчатый способ сжигания низкореакционного топлива (Кубин М. Сжигание твердого топлива в кипящем слое. Пер. с чешск. / Под ред. В.Р. Котлера. М. Энергоатомиздат, 1991, с. 144) особенностью которого является то, что в первой ступени сжигания, выполненной в виде предтопки с кипящим слоем, происходит газификация всего твердого топлива при атмосферном давлении. Во второй ступени осуществляется выгорание продуктов газификации в топочной камере котла. Продукты газификации представляют собой смесь образовавшегося горячего газа и частиц механического уноса (менее 5). Этот способ рекомендуется для более эффективного использования старых механических и пылеугольных котлов сжигающих низкокачественные высокозольные топлива. Его можно применять для стабилизации топочного процесса в больших пылеугольных котлах.

Основными недостатками этого способа является то, что:
твердые отходы после кипящего слоя (первая ступень сжигания) поступают на золоотвал, вместе с ними удаляются недогоревшие частицы топлива;
имеют место два потока удаления твердых отходов ( из предтопка и из топочной камеры);
через предтопок предполагается пропускать все топливо, а не часть его;
в обоих ступенях сжигания используются одинаковые фракции топлива.

Предлагаемый способ предвключенной газификации низкореакционного твердого топлива предполагает двухстeпенчатое сжигание топлива.

Цель изобретения улучшение процессов воспламенения и горения низкореакционных топлив и снижение образования вредных оксидов азота и серы.

Топливо после системы пылеприготовления 2 направляется полностью или частично по линии 16 в предвключенный газификатор 1, выполненный в виде вертикальной цилиндрической камеры, установленной в непосредственной близости от горелок котла. Процесс газификации топлива проводится в кипящем слое 15 при 800 1000^oC. Газификатор снабжен воздухораспределительной решеткой 14 через которую подается горячий воздух 12 от воздухоподогревателя котла 13. Воздух необходим для газификации топлива и поддержания устойчивого кипящего слоя. Горючий газ с недогоревшими частицами твердого топлива 4 (механический унос из газификатора) направляется для дожигания в основные горелки 5 топочной камеры котла 6, где сжигается полностью или с добавкой негазифицируемого топлива 3, поступающего в эти горелки помимо предвключенного газификатора. Твердые остатки 10 с возможным химическим недожогом из газификатора, при номинальном режиме работы котельного агрегата, направляются к сбросным горелкам 8, где происходит его дожигание, а также подготовка к условиям шлакоуделения котла. При снижении нагрузки котельного агрегата твердые отходы могут удаляться не через топку котла, а через систему твердого золошлакоудаления 11. Для улучшения процесса горения в топочном пространстве котельного агрегата к основным и сбросным горелкам подается горячий воздух, соответственно по линиям 7 и 9.

Предлагаемый способ предвключенной газификации топлива имеет ряд преимуществ:
в основных горелках улучшается процесс воспламенения и горения топлива, так как используется горячий газ, подогретый до высоких температур после газификации;
допускается повышенный механический унос и химический недожог топлива на входе из газификатора кипящего слоя, так как он затем дожигается в горелках топочной камеры;
повышается маневренность котельного агрегата, потому что твердые отходы после газификатора можно сразу направлять в систему золошлакоудаления, минуя сбросные горелки и топку котла, при значительном снижении нагрузки;
процесс газификации происходит при умеренных температурах 800 1000 ^oC, что способствует снижению образования оксидов азота;
предвключенный газификатор допускает использование пыли более крупного помола после системы пылеприготовления (например, после сепаратора).

Использование: для сжигания низкореакционного твердого топлива. Сущность изобретения: способ предвключенной газификации включает полную или частичную предварительную газификацию в камере кипящего слоя низкореакционного твердого топлива, подготовленного общей системой пылеприготовления теплового агрегата с последующим дожиганием продуктов газификации в горелках топочной камеры, а также выводом в топку при номинальной нагрузке теплового агрегата твердых отходов топлива из предвключенного газификатора через сбросные горелки, в которой они дожигаются при рабочей температуре топки и удаляются через систему шлакоудаления топки. При снижении нагрузки и с учетом оптимальных условий работы теплового агрегата твердые отходы из предвключенного газификатора направляются в систему золошлакоудаления, минуя топочную камеру. 2 з. п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ предвключенной газификации низкореакционного твердого топлива, разделяющий сжигание топлива на две ступени газификацию всего топлива в кипящем слое в предтопочной камере (предтопке) при атмосферном давлении и температуре 850 900^oС и дожигание продуктов газификации в топочном пространстве парового котла, отличающийся тем, что он включает полную или частичную предварительную газификацию в камере кипящего слоя низкореакционного твердого топлива, подготовленного общей системой пылеприготовления теплового агрегата с последующим дожиганием продуктов газификации в горелках топочной камеры. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при номинальной нагрузке теплового агрегата твердые отходы топлива из предвключенного газификатора через сбросные горелки выводятся в топку, где дожигаются при рабочей температуре топки и удаляются через систему шлакоудаления топки. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что при снижении нагрузки, с учетом оптимальных условий работы теплового агрегата, твердые отходы из предвключенного газификатора направляются в систему золошлакоудаления, минуя топочную камеру.