Способ сжигания твердого топлива Советский патент 1991 года по МПК F23C1/00 

Изобретение относится к способам сжигания твердого топлива в псевдоожи- женном слое и может быть использовано в энергетических установках, включающих котлы с кипящим слоем.

Целью изобретения является повышение эффективности сжигания твердого топлива путем снижения уноса и вредных выбросов, например окислов серы и азота.

На фиг. 1 представлен первый вариант устройства для осуществления предлагаемого способа; на фиг. 2 - второй вариант устройства: на фиг, 3 - разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 5 - разрез В-В на фиг. 2.

Устройство (см. фиг. 1 и 2) содержит короб 1 подачи первичного ожижающего

воздуха Через распределительную решетку 2 в слой 3 топлива, в котором может быть расположена поверхность 4 нагрева (см. фиг. 2). Зона 5 дожигания может быть расположена как непосредственно над слоем 3 (см фиг 2), так и в выносной камере 6 (см. фиг. 1). В зоне 5 дожигания расположены сопла 7 подачи воды в смеси с аммиаком, а также с пенообразующими и известковыми присадками. Сопла 7 направлены спутно потоку продуктов сгорания В зоне 5 расположены также сопла 8 подачи вторичного воздуха, направленные встречно потоку продуктов сгорания и в центральную часть зоны 5, в которой организован вихрь вследствие одностороннего наклона сопел 8 Твердые частицы 9 из зоны 5 возвращают в

о со о

1ЧЭ

ел о

ристенных участок 10 слоя 3, либо по канау 11 возврата (см. фиг. 1), либо по опускноу каналу 12 (см. фиг. 2),

Пример. Первичный ожижающий оздух через короб 1 и решетку 2 подают в лой 3 топлива и ожижают его. Процесс сжигания осуществляют в режиме псевдоожиения, при котором часть топлива выносится из слоя 3 вместе с потоком проуктов сгорания. Для сжигания недогоревших частиц топлива организуют зону 5 ожигания путем подачи в нее вторичного воздуха через сопла 8. При этом зона 5 дожигания может быть организована как непосредственно над слоем 3 (см. фиг. 2,), так и в выносной камере 6 (см. фиг. 1). В зону 5 дожигания через сопла 7 подают воду в смеси с аммиаком, а также пенообразующими и известковыми присадками. Причем вторичный воздух в зону 5 подают против движения потока продуктов сгорания и с наклоном к условной окружности для формирования в зоне 5 вихря, а воду с присадками - спутно потоку продуктов сгорания. Количество подаваемой воды составляет 0,05...0,2 от массового расхода топлива. При проверке в конкретных условиях было установлено, что механический недожог, связанный с уносом, при расходе воды с пенообразующей присадкой 0,10...0,15 от массового расхода топлива (GT) составил 3,5%. При уменьшении его до 0,04 GT механический недожог возрастал до 10% так же, как при увеличении до 0,021 GT механический недожог возрастал до 12-15%. Таким образом, на данном конкретном примере становится ясно влияние расхода воды с пенообразующей присадкой на дожигание уноса и снижение связанного с ним недожога топлива. В конструкции по фиг.2 уносимые частицы подхватываются вторичным воздухом и формируются в виде пены, сгорают в надслоевом пространстве.

Если зона 5 дожигания выносная (см. фиг. 1), то этот процесс протекает в камере 6, а в надслоевом пространстве котла происходит сгорание только части выносных частиц топлива.

Статистический анализ работы позволяет связать расход топлива с количеством (расходом) уноса. Для предлагаемого способа важно общее количество уносимого материала, а не количество горючих элементов, содержащихся в уносе, так как для формирования пены и ее выгорания, определяющим является общий расход твердой фракции. А этот расход в основном зависит от скорости на поверхности кипящего слоя.

В приводимых на фиг.1 и 2 конструкциях предусматривается возврат твердых частиц 9 после зоны 5 дожигания в пристенные участки 10 слоя 3. В приведенных на фиг. 1

и 2 решениях расход угольно-золовых частиц существенно не отличается, поэтому выбран расход топлива за основной параметр, с которым сравнивается расход воды с присадкой. Пена с топливными и эоловыми частицами (до 100-200 мкм) устойчиво образуется и сгорает, если процент воды с присадкой в ней составляет 20-40%.

Главная особенность предлагаемого способа состоит в том, что в пене мелкие

частицы несгоревшего топлива равномерно распределяются в пространстве. В пене эти частицы задерживаются, не выносятся. Пена турбулизируется потоками вторичного воздуха и эффективно выгорает по частям.

В зажигании участвуют продукты сгорания (конвективный и лучистый потоки), а также поверхность слоя 3 (лучистый поток). Частицы топлива окружены порциями воздуха, обогащенного кислородом, эффективно горят, получая новые порции окислителя в условиях улучшенного подвода тепла. При турбулентном сжигании частица может несколько раз участвовать в процессе, протекающем более эффективно в надслоевом

пространстве, так как плотность частиц в единице объема выше, чем в обычном надслоевом пространстве, и эффективность его использования также выше, Таким образом снижается механический недожог. Двустадийное сжигание, а также известковые присадки снижают содержание окислов азота и серы в выбросах.

На фиг.1 по периферии зоны 5 дожигания показаны частицы 9, движущиеся затем

на возврат в кипящий слой 3. Такая схема возврата может быть осуществлена без дополнительного источника транспортирования по каналу 11 возврата за счет напора, создаваемого центробежными силами. На

фиг.2 движение продуктов сгорания направлено к опускному каналу 12. Если частицы на каком-то участке траектории движутся в противоположную сторону, то они вовлекаются в общее движение в зоне 5 дожигания

и через канал 12 возвращаются в кипящий слой 3

Формула изобретения Способ сжигания твердого топлива в псевдоожиженном слое путем подачи ожи- жающего первичного воздуха под слой, отвода из надслоевого пространства в зону дожигания потока продуктов сгорания с недогоревшими частицами топлива с одновременным вводом в последнюю вторичного

воздуха и известковых присадок, организации в этой зоне вихря и возврата из нее в слой твердых частиц, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективноторую предварительно смешивают с аммиаком, а также с пенообраэующими и известковыми присадками, причем воду подают спутно потоку продуктов сгорания, вторичсти сжигания путем снижения уноса и вред- 5 ный воздух встречно последнему в цент- ных выбросов, в зону дожигания ральный участок организованного вихря а дополнительно подают воду в количестве 0,05...0,2 от массового расхода топлива, ковозвращаемые твердые частицы направляют в пристенные участки слоя.

торую предварительно смешивают с аммиаком, а также с пенообраэующими и известковыми присадками, причем воду подают спутно потоку продуктов сгорания, вторичный воздух встречно последнему в цент- ральный участок организованного вихря а

ный воздух встречно последнему в цент- ральный участок организованного вихря а

возвращаемые твердые частицы направляют в пристенные участки слоя.

Изобретение относится к способам сжигания твердого топлива н псевдоожижен- ном слое и может быть использовано в энергетических установках Цепью ичобре- тения является повышенно эффективности сжигания путем снижения уноса и вредных выбросов Продукты сгорания псевдоожи- женного слоя 3 подают в зону 5 дожигания, в которой организуют вихрь и подают вторичный воздух в центряпьную часть этого вихря спутно потоку продуктов сгорания Встречно последнему в тон/ 5 поцают воду в количестве О.П5. О 2 массового расхода г-огорую предиаритепьно смешивают с аммиаком а тачж пенообразующими и известковыми присэдкт и Твердые частицы после зонь. F возвращают в пристенные участки 10 г поя 3 5 ил СО С

О о

о о о 0 о о

О О о О О о

°ооос 6 о Q о 0 о°о0о°00о0о о 0 о о о 0о а ° с

оо о о ° о о ° о

ГТ1 II II И И П4V X ч/ . / v

Вторичный $ Л

Лродукть/ сгорания

Лербичнь/й воздух

Фиг.1

СНУЙ

А-А

Фиг.Ъ

Фиг.4

gT -I/ Продукты о |сгорания

-V-W-ч -Х/

Толмдо

ЛерВичнь/й воздух

Фие.г

ff-ff

Фае. 5