Способ сжигания дробленого угля Советский патент 1992 года по МПК F23C11/02 

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано на ТЭС при сжигании угля на котлах, оборудованных газогенераторами кипящего слоя.

Известен способ сжигания дробленного угля путем его предварительной газификации в кипящем слое первичными потоками воздуха при непрерывном вводе топлива и отвода шлака и продуктов неполного сгорания с последующим дожиганием последних вторичными порциями воздуха и отводом в атмосферу продуктов сгорания. Способ обеспечивает устойчивое снижение окислов азота и летучей золы в атмосферу.

Недостатками способа являются невысокая степень выгорания топлива в шлаке и высокий уровень концентрации окислов серы в отводимых продуктах сгорания.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ сжигания высокозольных топлив в циркулирующем кипящем слое - основа экологически чистой ТЭСЧ, в котором сжигание дробленного угля осуществляется путем предварительной газификации его в кипящем слое при непрерывном вводе в последний топлива и первичного воздуха, отвода образовавшихся продуктов неполного сгорания и шлака и последующего их дожигания при подаче воздуха с заданным расходом.

Недостатком указанного способа является также невысокая степень выгорания топлива в шлаке и высокий уровень концентрации окислов серы в отводимых продуктах сгорания.

Цель изобретения - повышение степени выгорания топлива, снижение концентрации окислов серы в продуктах сгорания.

Поставленная цель достигается тем, что в кипящий слой дополнительно подают газы рециркуляции одновременно с первичным

XJ

N О

N 00

воздухом в количестве Vp (0,2-0,8)VB or расхода последнего, а заданный расход воздуха на дожигание шлака составляет Ушл (Q,1-0,25)VB от расхода первичного воздуха, .где VB - расход первичных порций воздуха под слой, нм3/с,

Значения Vp (0,2-0,8)VB и УШл - (0,1- 0,25)VB являются оптимальными с точки зрения получения положительного результата и достижения поставленной цели изобретения, обеспечивают скачкообразное появление нового качества процесса горения при минимальных значениях концентрации окислов серы и максимальных значениях степени выгорания топлива. Исследования различных систем сжигания дробленного угля, реализующих предлагаемый способ, показали, что независимо от типа газогенераторов, систем дожигания и вида сжигаемого топлива, при Ур 0,4 VB, Ушл 0,15 VB относительный уровень кон- центрации окислов серы составил SOx SOx/SQxo 0,65 (где SOX - текущее значение, a SOxo - значение концентрации окислов серы в продуктах сгорания, отводимых в атмосферу из котла с газогенераторами, работающими без ввода под слой инертных газов рециркуляции (Vp 0) и без продувки отводимого шлака свежими потоками воздуха (Ушл 0), мг/м3). При тех же значениях Ур 0,4 Ур и Ушл 0,15 Ув степень выгорания топлива 1/; 1 - qa-Q4 0,995, где дз и q« - степень химического и механического недожога топлива). Незначительные отклонения УР и Ушл в большую или меньш/ю стороны практически не меняли значения SOX 0,65 и 1/; 0,995, С достижением Ур 0,2 Ув;Ушл 0,8 Ув; Ушл 0,1 Ув; 0,25 Ув контролируемые параметры SOx 0,69-0,7, а 0,99, Как только даже незначительно Ур 0,2 Ув; УР Д.8 VD; Ушл 0,1 Ув; УШл 0,25 Ув значения SQ 0,95-1,0; t/ 0.95, т.е. резко скачкообразно происходило ухудшение качества процесса горения, Исходя из результатов проведенных исследований можно заключить, что дополнительный ввод инертных газов под слой кипения и потоков свежего воздуха на дожигание шлака в количествах VB - (0,2-0,8)VB и Ушл (0,1- 0,25)УВ является существенным признаком, отличающим предлагаемый способ от известного.

На фиг. 1 и 2 представлена схема устройства для реализации способа с фронтальной компоновкой газогенераторов; на фиг.2 - вид А на фиг. 1; на фиг.З - схема устройства для реализации способа со встречной компоновкой газогенераторов; на фиг.4 - вид Б

на фиг.З; на фиг.5 - схема устройства для реализации способа с тангенциальной компоновкой предтопков; на фиг.6 - вид В на фиг.5,

Устройство по фиг.1 и 2 содержит газогенераторы 1 с колпачковой распределительной решеткой 2, устройством 3 для ввода топлива, соплом 4 для ввода дополнительных порций воздуха в шлак, устройством 5 отвода иглака, сепараторами 6 уноса, а также топку 7 котла с горелками 8 и соплами 9 дожигающего воздуха.

Способ реализуется путем подачи через устройство 2 потоков воздуха в количестве

Ув и газов рециркуляции в количестве Ур, топлива в количестве Ув и газов рециркуляции в количестве Ур, топлива в виде дробленого угля через забрасыватель 3, дополнительных потоков воздуха через сопло 4 в количестве УШл. В процессе реагирования угольных частиц с кислородом воздуха, осуществляемом при недостатке кислорода с коэффициентом избытка воздуха « 0,4-0,6, образуется шлак, чаправляемый в устройство 5 отвода, и продукты неполного сгорания состава СО; №; НаО; СН/к Н2, направляемые в сепаратор 6. Потоки воздуха, дожигающие шлаковые частицы, попадают в объем слоя кипения и далее

вместе с основным потоком продуктов неполного сгорания - в сепаратор 6, где наиболее крупные частицы топлива сепарируются и возвращаются в камеру 1 в слой кипения, Из сепаратора 6, выполненного, в

частности в виде охлаждаемых воздухом труб, продукты неполного сгорания с температурой 800-900°С попадают в горелки 8 топочной камеры 7. В горелки 8 через сопла 9 подают потоки дожигаемого воздуха. В

топке 7 происходит полное выгорание вводимых потоков продуктов неполного сгорания с выделением дополнительного количества тепла, которое передается топочным экраном и конвективным поверхностям нагрева котла (не показаны). После котла продукты полного сгорания попадают в систему очистки и дымовую трубу (не показаны). Ввод газов рециркуляции и воздуха на дожигание шлака в количестве соответст0 денно УР (0,2 - 0,8)УВ и Ушл (0,1-0,25)VB обеспечивают максимальную степень выгорания топлива и минимальную концентрацию окислов серы.

Устройство по фиг.З, 4 содержит те же

элементы 1-9, что и устройство по фиг.1 и 2. К особенности этого устройства можно отнести разделение камеры 1 на два технологических устройства - непосредственно газогенератор кипящего слоя и участок до

жигания шлаковых частиц в среде с избытком кислорода воздуха, Кроме того, вместо прямоточного трубного сепаратора установлен сепаратор б вихревого типа. Сопла

9дожигающего воздуха вынесены за амбра- зуру горелки камеры 7. На фиг.З введены дополнительные обозначения: 10 - основная камера газификации; 11 - камера дожигания; 12 - короб ввода смеси газов рециркуляции и воздуха на газификацию; 13 - короб ввода воздуха на дожигание шлака;

14- приемная емкость - накопитель шлака;

15- скребковый или шнековый питатель отвода шлака; 16 и 17 - окна вывода шлака

из камеры 10 газификации и камеры 11 до- жигания.

Способ на установке по 3 и 4 реализуется также, что и на устройстве по фиг. 1 и 2. К особенности способа относится вывод шлака и ввод воздуха на его дожигание. В основную камеру 10 газификации угля, смесь воздуха и газов рециркуляции подается под решетку 2 через короб 12, а воздух на дожигание в камеру 11 вводится под решетку 2 через короб 13. Шлак из камеры

10газификации сливается в камеру 11 дожигания через окно 16, а из камеры 11 в накопитель шлака 14 - через окно 17, Из накопителя 14 шнеком или скребковым устройством 15 шлак отводится в шлаковую ванну, откуда смывается водой на шлакоотвал или емкость эвакуации автотранспортом.

Устройство по фиг. 5 и 6 содержит те же элементы, что и устройство по фиг.З и 4. .Отличительной особенностью этого устройства является выполнение сепаратора 6 двухступенчатым - гравитационно-механическим. Кроме того, горелки 8 скомпонованы на стенах топки 7 по тангенциальной схеме.

Способ реализуется тем же путем, что и на устройстве по фиг.З и 4.

Формула изобретения Способ сжигания дробленного угля путем предварительной газификации его в кипящем слое при непрерывном вводе в последний топлива и первичного воздух, отвода образовавшихся продуктов неполного сгорания и шлака и последующего их дожигания при подаче воздух с заданным расходом, отличающийся тем, что, с целью повышения степени выгорания топлива, снижения концентрации окислов серы в продуктах .сгорания, в кипящий слой дополнительно подают газы рециркуляции одновременно с первичным воздухом в количестве 0,24X8 от расхода последнего, а заданный расход воздуха на дожигание шлака составляет 0,1-0,25 от расхода первичного воздуха.

Использование: котельная техника, газогенераторы кипящего слоя. Сущность изобретения: в кипящий слой дополнительно подают газы рециркуляции одновременно с первичным воздухом в количестве 0,2-0,8 от расхода последнего, а заданный расход воздуха на дожигание шлака составляет 0,1-0,25 от расхода первичного воздуха. 6 ил,

.ЕэозДУХ 1 CYO И

1ГАЭЫ РЕЦИР- (Vf)

15оздьх. (Утл) Фиг, 1

Ехэздах

/1%8Л)

Ј -1иф

V

&

s

.-1

Kb

5ид В

Фиг. Б