Способ подготовки водоугольной суспензии к сжиганию Советский патент 1992 года по МПК C10L1/32 

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано при подготовке к сжиганию обводненного топлива в виде водоугольных суспензий (ВУС) в котло- агрегатах тепловых электростанций (ГЭС), а также в газогенераторах и парогазовых установках.

ВУС - новое для энергетики топливо, которое приготавливают на месте добычи углей и затем транспортируют по трубопроводу до места потребления.

Известны способы подготовки ВУС к сжиганию, включающие ее г/-окрый помол в присутствии 0,001 - 5 мас.% нафталинсуль- фокислотили лигносульфонагов и гомогенйг. зацию.

Для известных способов характерна недостаточная полнота выгорания топлива изза того, что данный тип присадки улучшает стабильность и реологические качества ВУС, но практически не влияет на процесс горения суспензии.

Целью изобретения является улучшение эксплуатационных характеристик целевого продукта, включая скорость горения капель ВУС.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу подготовки ВУС к сжиганию, включающему ее мокрый помол в присутствии 1-2% нафталинсульфокислот и/или лигносульфонэтов и гомогенизацию, последнюю ведут с добавкой порошкообразной соли железа или марганца, или бария, взятых в количестве 0,05 - 0,1 мас,% в расчете на сухой уголь при пропускании водоугольной суспензии непосредственно перед

VI

to

CD ГО ЧЭ

сжиганием через циркуляционный контур с нагревателем.

На фиг.1 изображена схема установки для приготовления и сжигания твердого топлива по предлагаемому способу; на фиг.2 - график зависимости скорости выгорания коксового остатка от размера частиц.

Установка содержит мельницу 1 мокрого помола, соединенную углепроводом 2 с резервуаром 3 для хранения ВУС. Послед- ний включен в циркуляционный контур с насосом 4, фильтром 5 и подогревателем 6. К контуру через гомогенизатор 7 с узлом 8 ввода присадки и расходомер 9 подключены форсунки котла 10.

Способ осуществляют следующим образом.

В мельницу 1 подают топливо и воду, содержащую пластифицирующие добавки на основе нафталинсульфокислот (НФУ, НФК и т.д.) и/или лигносульфонатов. По эффективности воздействия оба эти рода веществ примерно одинаковы. Полученную ВУС по углепроводу 2 подают в резервуар 3, откуда ее насосом 4 направляют в цирку- ляционный контур с фильтром 5 и теплообменником 6. В фильтре 5 происходит отделение от ВУС посторонних предметов и крупных кусков угля. Перед подачей в котел 10 ВУС нагревают в теплообменнике 6 и пропускают через гомогенизатор 7, куда через узел 8 в порошкообразном воде добавляют присадку двухвалентных металлов.

Пример. Водоугольную суспензию получают в мельнице мокрого помола из кузнецкого угля марки Д (Wa 3,5%, Ad 19,4%, CdaT 79,2%, ,6%, Qdaf 32,4 МДж/кг) с распределением угольных частиц, характеризующимся остатками на ситах 200 мк R200 15%, 100 мк RIOO 50% при максимальном размере частиц 315 мк. В процессе помола в мельницу вводят пластифицирующую добавку НФУ в количестве 1% на сухой уголь. Концентрация угля в ВУС составляет 62,0% структур- ная вязкость 0,8 ПЭ С. Далее ВУС пропускают через циркуляционный контур и гомогенизатор, в который вводят одну из присадок FeS04, MnCte, (в порошкообразном виде) в количестве 0,04 - 0,2% Fe, Мп, Ва в пересчете на сухой уголь. Подготовленную таким образом ВУС сжигают в печи лабораторного стенда в виде отдельных капель. Процесс горения капли изучают с помощью скоростной киносъемки.

В опытах определяют длительность процессов воспламенения и выгорания капель суспензии в заданных условиях.

Результаты экспериментов представлены в таблице и фиг.2 в виде зависимости

длительности воспламенения и выгорания коксового остатка от размера капель ВУС в заданных условиях (Тгода 1173 К, содержание 02 21,0%).

Процессы воспламенения и выгорания капель ВУС по предлагаемому способу протекают значительно быстрее, чем без присадок и пластифицирующей добавки или при отсутствии хотя бы одной из них. При этом совместное воздействие на процесс горения ВУС пластифицирующей добавки (НФУ или лигносульфонаты) и одной из присадок (FeSCM, MnCte) вызывает синергетический эффект. Например, для ВУС с размером капель 0,9 мм продолжительность одной стадии горения коксового остатка составляет: без присадок 6,2 с, с FeSCM 5,9 с, с НФУ 6 с, а при их совместном присутствии 3,04 с, тогда как ожидаемое снижение времени выгорания в этом случае составляет 0,5 с, т.е. общее время выгорания должно составлять 5,7с.

Из присадок FeSCM и MnCte в сочетании с добавкой НФУ (или лигносульфонатов) наибольшей эффективностью обладает присадка FeSCM с НФУ (либо лигносульфонатами), для ВУС с этими добавками наблюдается ускорение горения коксового остатка в 2 раза. Кроме изучения влияния на процесс горения названных присадок, проводят опыты с присадкой BaCl2 в количестве 0,04 - 0,2 % Ва на сухой у голь. Для ВУСсэтой присадкой наблюдается также ускорение горения, но в большей степени на стадии воспламенения коксового остатка, для нее также характерно ускорение процесса воспламенения и выгорания коксового остатка при совместном введении с НФУ (или лигносульфонатов) в ВУС.

Таким образом, присадки FeSCM, MnCl2, BaCl2 в количестве 0,05-ф% при введении в ВУС, содержащую присадку НФУ (либо лигносульфонаты), позволяют ускорить процесс горения суспензии в топках котлоагре- гатов ТЭС и, следовательно, уменьшить потери с механическим недожогом топлива. Наибольший эффект от введения присадок достигается при концентрации 0,05 - 0,1% Fe, Mn и Ва на сухой уголь.

Формула изобретения

Способ подготовки водоугольной суспензии к сжиганию, включающий ее мокрый помол в присутствии 1-2 мас.% нафталинсульфокислот и/или лигносульфонатов и гомогенизацию, отличающийся тем, что, с целью улучшения эксплуатационных характеристик целевого продукта, гомогенизацию ведут с добавкой порошкообразной

соли железа или марганца, или бария, взя- ной суспензии непосредственно перед сжитых в количестве 0,05 - 0,1 мас.% в расчете ганием через циркуляционный контур с на- на сухой уголь при пропускании водоуголь- гревателем,

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к способу подготовки во- доугольной суспензии (ВУС) .к сжиганию. Цель - улучшение эксплуатационных характеристик целевого продукта, т.е. улучшение процессов воспламенения и выгорания ВУС. Для этого подготовку ВУС к сжиганию ведут путем ее мокрого помола в присутствии 1 - 2 мас.% нафталинсульфокислоты и/или лигносульфонатов и последующей гомогенизацией совместно с добавкой порошкообразной соли железа или марганца, или бария, взятых в количестве 0,05 - 0,1 мас.% в расчете на сухой уголь при пропускании водоугольной суспензии непосредственно перед сжиганием через циркуляционный контур с нагревателем. Эти условия сокращают время воспламенения от 0,4- 1,24 до 0,20 - 1,20 с, время горения от 0,59 - 6 до 0,4 -4,95 с. 2 ил., 1 табл.

,9

,7

,5

,4

,з

о

0,04

0,05

0,1

0,2

О

о/о4

Р.05 -0,1 0,2

О

0,04

0,05

0,10

0,20

О

0,04

0,05

0,10

0,20

О

0,04 0,05 0,10 0,20

6,20 6,00 5,90 6,10 6,00 6,00 5,9

4,8 3,18 3,19 3,30 3,28 3,20 3,16

2,8 1,63 1,62 1,63 1,63 1,62 1,60

2,00 1,08 1,0 1,10 1,08 1,07 Г,Об

1,5 0,58 0,58 0,60 0,59 0,56 0,55

3,10 3,05 3,04 3,04

1,94 1,83 1,83 1,82

1,00 0,93 0,92 0,92

1-,00 0,61 0,60 0,59

0,55 0,34 0,32 0,32

Продолжение таблицы

Soda

1728291

Добавка

Уголь

U

г г

фаг.1