СПОСОБ СЖИГАНИЯ ИСКОПАЕМОГО ТОПЛИВА И ОТХОДОВ Российский патент 2001 года по МПК F23G5/00 F23G5/14 F23B5/00 

Изобретение относится к технологии сжигания топлива и отходов, в частности к сжиганию с обеспечением снижения содержания вредных веществ в дымовых газах.

Известен способ сжигания ископаемого топлива и отходов, включающий сжигание ископаемого топлива в большой котельной установке электростанции и сжигание отходов в устройстве, выполненном в виде сателлитной топки как составной части большой котельной установки, а дымовой газ, образующийся в устройстве для сжигания отходов при неполном стехиометрическом сжигании подают в большую котельную установку /DE 3733831 A1, кл. F 23 G 5/30, 20.04.1989/.

Однако по известному способу осуществляют сжигание отходов в псевдоожиженном слое. Удовлетворительная работа топки с псевдоожиженным слоем обеспечивается только при предварительной дорогостоящей обработке отходов, при введении в топку фракции отходов, обладающей высокой теплотворной способностью.

Решаемая изобретением задача заключается в усовершенствовании известного способа сжигания отходов, в частности в уменьшении затрат на обработку отходов /или мусора/ при снижении содержания вредных веществ в дымовых газах сжигания.

Сформулированная задача решается за счет того, что в способе сжигания ископаемого топлива и отходов, согласно которому ископаемое топливо сжигают в большой котельной установке электростанции, а отходы - в устройстве для сжигания отходов, выполненном в виде сателлитной топки как составной части большой котельной установки, а дымовой газ, образующийся в устройстве для сжигания отходов при неполном стехиометрическом сжигании, подают в большую котельную установку, в качестве устройства для сжигания отходов используют топку с колосниковой решеткой и дымовые газы топки с колосниковой решеткой направляют без предшествующего использования тепла в работающую на ископаемом топливе большую котельную установку таким образом, что выполняется соотношение: максимально 30% дымового газа от сжигания отходов к максимально 70% дымового газа от сжигания ископаемого топлива.

Устройство для сжигания отходов эксплуатируют с параметрами ниже стехиометрических.

Дымовой газ, образующийся в устройстве для сжигания отходов, соединяют с первичным воздухом и подают в большую котельную установку.

Дымовой газ, образующийся в устройстве для сжигания отходов, соединяют со вторичным воздухом из большой котельной установки и подают в большую котельную установку.

Дымовой газ, образующийся в устройстве для сжигания отходов, подают на стадию сушки и перемалывания топлива для большой котельной установки в качестве газа-носителя для перемолотого и высушенного топлива.

За счет использования топки с колосниковой решеткой появляется возможность использовать отходы или мусор в необработанном /необогащенном/ виде.

При сжигании отходов в топке при неполном стехиометрическом сжигании образуется дымовой газ с небольшим содержанием NO_x. При введении такого дымового газа в работающую на ископаемом топливе большую котельную установку неизбежно происходит дальнейшее уменьшение содержания NO_x.

При высоких температурах и времени воздействия в несколько секунд достигается полное выгорание CO_s и возможных других продуктов пиролиза.

Термическое использование содержащегося в отходах тепла происходит с обычным в современных электростанциях коэффициентом полезного действия процесса, который во много раз выше, чем коэффициент полезного действия соответствующей уровню техники установки для сжигания мусора.

Содержащаяся в отходах первичная энергия заменяет эквивалентное количество тепла основного топлива /углы, нефти или газа/ и уменьшает как стоимость топлива на электростанции, так и выделение CO₂, которое возникает при выполнении одинаковой электрической работы в установке для сжигания мусора по причине соотношения коэффициентов полезного действия от 10 до 15% в установке для сжигания мусора /отходов/ до 35-45% на крупной электростанции.

Большая котельная установка электростанции обеспечивает хорошее выгорание при высоких температурах сжигания.

Не возникают связанные с высокой температурой коррозионные явления, так как в соответствии с изобретением добавление полученного при сжигании отходов дымового газа составляет максимально 30% всего дымового газа или устанавливается таким образом, что концентрация HCl в котле ниже допустимого предельного значения, предпочтительно 400 мг/нм³.

С помощью установки для очистки дымового газа работающей на ископаемом топливе электростанции снижается выброс вредных веществ от сжигания отходов до стандарта электростанции.

Для реализации способа сжигания ископаемого топлива и отходов параллельно большой котельной установке /8/ устанавливают одно или несколько устройств /1/ для сжигания отходов /мусора/, включая соответствующие разгрузочные устройства, бункеры и загрузочные устройства /2/. Устройство для сжигания содержит устройство для подачи воздуха /3/, колосниковую решетку, а также обмурованную сборно-распределительную магистраль для образующегося дымового газа /4/. Обычный контур для циркуляции воды и пара с котлом и турбиной, а также устройство для очистки дымового газа, образующегося от сжигания отходов /мусора/, отсутствуют.

Подача воздуха отрегулирована таким образом, что образуется минимум NO_x. При этом увеличивается содержание CO. Температура дымового газа должна быть по возможности выше 1000^oC.

Этот дымовой газ сателлитной топки используют путем ввода в большой котел для уменьшения содержания NO_x.

При использовании в устройстве размола с одновременной сушкой /7/ дымовой газ с небольшим содержанием NO_x направляют по соответственному обмурованному каналу к размалывающей установке. Уголь /10/ добавляют в этот канал недалеко от входа в мельницу.

На прилагаемых фигурах представлено:
Фиг. 1 - сжигание отходов осуществляют при неполном стехиометрическом сжигании в устройстве /1/ для сжигания отходов /мусора/ на колосниковой решетке с передачей дымового газа /4/ из сателлитной топки в надлежащем месте с большой котел /8/ для уменьшения содержания NO_x в количественном соотношении: максимально 30% дымового газа от сжигания отходов к максимально 70% дымового газа от сжигания топлива.

Фиг. 2 - сжигание отходов осуществляют при неполном стехиометрическом сжигании в устройстве /1/ для сжигания отходов на колосниковой решетке с подачей дымового газа с небольшим содержанием NO_x от неполного стехиометрического сжигания с примешиванием вторичного воздуха /5/.

Фиг. 3 - сжигание отходов осуществляют при неполном стехиометрическом сжигании в устройстве /1/ для сжигания отходов на колосниковой решетке и дымовой газ /4/ с небольшим содержанием NO_x от неполного стехиометрического сжигания используют при перемешивании с первичным воздухом /6/.

Фиг. 4 - сжигание отходов осуществляют при неполном стехиометрическим сжигании в устройстве для сжигания отходов /1/ на колосниковой решетке, и дымовой газ /4/ с небольшим содержанием NO_x от неполного стехиометрического сжигания используют при размоле с одновременной сушкой /7/ в качестве газа-носителя для произведенной угольной пыли.

При неполном сжигании повышается содержание недогоревших компонентов в золе /9/, которую обогащают и добавляют к углю. С этой целью ее освобождают в небольшой обогатительной установке /11/ с помощью металлического сепаратора от железа, грубо просеивают и затем измельчают. Необходимый размер зерен приводят в соответствие с требованиями имеющейся угольноразмольной мельницы. Затем осуществляют подачу на ленту для подачи угля и тонкое измельчение вместе с углем.

При увеличении износа измельчающих инструментов в результате добавления шлака или при сжигании жидких или газообразных видов топлива устанавливают отдельную небольшую зольную мельницу, и измельченную золу пневматически подают в топочную камеру большой котельной установки.

Как летучая зола отходов, так и крупная зола таким образом дожигаются, не требуя специального складирования.

Расходы на обогащение отходов /мусора/ в предложенном способе составляют по сравнению с известным способом использующим топку с псевдоожиженным слоем, максимально 50%.

Дымовые газы электростанции содержат вредные вещества в незначительных количествах. Токсичные составные части дымового газа, образующиеся при сжигании отходов на колосниковой решетке, например диоксины, разлагаются в большой котельной установке с образованием безвредных веществ.

Изобретение относится к технологии сжигания ископаемого топлива и отходов с обеспечением снижения содержания вредных веществ в дымовых газах. Способ сжигания ископаемого топлива и отходов включает сжигание ископаемого топлива в большой котельной установке электростанции и сжигание отходов в топке с колосниковой решеткой, выполненной как сателлитная топка - составная часть большой котельной установки. Дымовой газ, образующийся при неполном стехиометрическом сжигании отходов в топке, подают в большую котельную установку без предшествующего использования его тепла так, чтобы выполнялось соотношение: максимально 30% дымового газа от сжигания отходов к минимально 70% дымового газа от сжигания ископаемого топлива. Технический результат: уменьшение затрат на предварительную обработку отходов при снижении содержания вредных веществ в дымовых газах сжигания. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ сжигания ископаемого топлива и отходов, согласно которому ископаемое топливо сжигают в большой котельной установке электростанции, а отходы - в устройстве для сжигания отходов, выполненном в виде сателлитной топки как составной части большой котельной установки, а дымовой газ, образующийся в устройстве для сжигания отходов при неполном стехиометрическом сжигании, подают в большую котельную установку, отличающийся тем, что в качестве устройства для сжигания отходов используют топку с колосниковой решеткой и дымовые газы топки с колосниковой решеткой направляют, без предшествующего использования тепла, в работающую на ископаемом топливе большую котельную установку так, что выполняется соотношение: максимально 30% дымового газа от сжигания отходов к минимально 70% дымового газа от сжигания ископаемого топлива. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что устройство для сжигания отходов эксплуатируют с параметрами ниже стехиометрических. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что дымовой газ, образующийся в устройстве для сжигания отходов, соединяют с первичным воздухом и подают в большую котельную установку. 4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что дымовой газ, образующийся в устройстве для сжигания отходов, соединяют со вторичным воздухом из большой котельной установки и подают в большую котельную установку. 5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что дымовой газ, образующийся в устройстве для сжигания отходов, подают на стадию сушки и перемалывания топлива для большой котельной установки и вводят в большую котельную установку в качестве газа-носителя для перемолотого и высушенного топлива.