Способ сжигания высокосернистых углей Советский патент 1993 года по МПК F23C11/00 

Изобретение относится к энергетике, преимущественно к сжиганию высокосернистых углей с одновременным получением серной кислоты и использованием минеральной части углей.

Целью настоящего изобретения является повышение качества сжигания, степени утилизации серы и компонентов минеральной части углей.

Указанная цель достигается тем, что в способе сжигания высокосернистых углей путем их подачи совместно с твёрдыми отходами в расплавленную шлаковую ванну, продуваемую кислородсодержащим газом с интенсивностью 150-2200 нм3/(ч.м2), подают пирит. Количество подаваемого пирита определяется следующим образом:

Впир г (0,084Vnr-0,Ol95Sp) -Вуг, (1)

где Впир. Вуг - расходы пирита и угля, соответственно, кг/с;

Vnr - обьем продуктов сгорания, образующихся при сжигании 1 килограмма высоко- сернистого угля, нм3/кг;

Sp - суммарное содержание органической и сульфидной серы в угле в пересчете на рабочую массу топлива, %.

В барботируемую жидкую ванну совместно с углесодержащим топливом и твердыми отходами подают пирит.

Благодаря наличию этого признака появляется возможность повышать качество сжигания, степень утилизации серы и компонентов минеральной части углей.

При поступлении пирита в шлаковую ванну при 1300-1400°С происходит его разложение с образованием пирротина по реакции

FeS2(TB),14Feo.877S(TB)+0,43S2{ra3) (2)

После этого происходит окисление образующейся серы и горение пирротина с образованием сернистого газа и гемати00

Ј

Ю

ю с

та. Опуская промежуточные реакции, процесс можно описать суммарным соотношением:

4FeS2+ 1102 2РеаОз+ 8S02

В результате протекания реакций окисления пирита происходит выделение 11,2 МДж/кг. Гематит снижает температуру плавления шлака и уменьшает его вязкость, что улучшает процессы тепломассообмена в шлаковом расплаве. Кроме того, подача пирита повышает эффективность извлечения в донную фазу некоторых цветных и редких металлов, для которых железосодержащие продукты являются хорошим коллектором.

Газообразные продукты реакции повышают концентрацию S02, что обеспечивает возможность получения серной кислоты из отходящих газов, Заявленное соотношение вытекает из условия получения концентрации SO2 не менее 3% для обеспечения эффективности переработки их на серную кислоту стандартными способами.

VSQI

Vnr

Узо2уг+Узо2пир

Vnryr+VS02™P

где Vsoz расход сернистого газа, м3/с, состоящий из газа, образующегося в результате окисления серосодержащих горючих

компонентов угля Vso2 yr и газа, образующегося в результате сжигания пирита

У502пир;

Vnr - Суммарный расход продуктов сжигания угля, м /с.

Изобретение иллюстрируется следующим примером. Донецкий уголь марки Д сжигался в опытно-промышленной установке с барботируемым шлаковым расплавом опытно-экспериментального завода института Тинцветмет, Состав сжигаемого угля, %: Wr 8,25; Аг 27,62; Сг 54,9; Sr 0,87; Hr 1,85: Or 4,52; Nr 2,01 %.

Расход топлива кг/ч, степень обогащения дутья кислородом достигала 50%. Образующийся при этом состав газов, %:С02 44,34; ,93; ,27; ,9; ,56%. В таблице приведены показатели процесса при различных соотношениях пирит-уголь.

В ходе процесса без подачи пирита в реакционную зону(режим 1)концентрация

сернистых газов невелика, что затрудняет их переработку на серную кислоту.

Как известно, для сжигания горючей серы требуется гораздо меньше кислорода,

5 чем для сжигания углерода, в связи с чем подача смеси угля с пиритом приводит к незначительному увеличению объема уходящих газов/но к существенному росту концентрации сернистых газов в них

10 (режимы 2-4). Особенно эффективно это при понижении расхода углеродистого топлива (режим 3).

Однако, по соображениям нормального протекания технологического процесса на15 иболее целесообразна эквивалентная по энергетическим показателям замена (режим 4) или даже превышающая ее (режим 5), Показатели процесса при различных соотношениях пирит-уголь.

20 Как видно из таблицы, у предлагаемого способа положительный эффект отмечается по мере увеличения массовой доли пирита, подаваемого в расплав в смеси с углем. Однако количество подаваемого пирита может

25 ограничиваться такими факторами как производительность системы размола и подачи его в расплав, а также предельной газовой нагрузкой на поперечное сечение расплава (см. режимы 1 и 5).

30 ч ;.. ./-. V:.. .- .

Формула изобретения

1. Способ сжигания высокосернистых углей путем из подачи совместно с тверды-; ми отходами в расплавленную шлаковую

35 ванну, продуваемую кислородсодержащим газом с интенсивностью 150-2200 нм3/ч -м2, отличающийся тем, что, с целью повышения качества сжигания, степени утилизации серы и компонентов мине40 рзльной части углей, в расплавленную

шлакоёую ванну дополнительно подают ПИРИТ. . .:. . ....... ,..,;:;; ;.-, ; . -v,. ;, , V, .; ,-.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что количество пирита, подаваемого в 45 шлаковую ванну, определяют по формуле

Впир (0,084Vnr-0,Ol95Sp)Byr,

Впир - расход пирита, кг/с; Вуг - расход пирита, кг/с; Vnr- объем продуктов сгорания, образующихся при сжигании 1 кг угля, нм /кг;

Sp - суммарное содержание органической и сульфидной серы в угле в пересчете на рабочую массу топлива, %.

Показатели процесса при различных соотношениях пирит-уголь

Использование: в энергетике. Сущность изобретения: уголь совместно с твердыми отходами и пиритом подают в расплавленную шлаковую ванну, продуваемую кислородсодержащим газом. Это позволяет повысить качество сжигания.