Способ сжигания топлива

 

Изобретение может быть использовано для ступенчатого сжигания топлива в химической, нефтехимической отраслях промышленности. Цель изобретения - снижение содержания вредных примесей в продуктах сгорания. В зону горения подают топливовоздушную смесь двумя ярусами с коэффициентом избытка воздуха в нижнем ярусе α<SB POS="POST">H</SB>*981, а в верхнем ярусе α<SB POS="POST">B</SB>*981. В зону горения вводят также потоки дымовых газов и распыленной воды, а встречно потоку топливовоздушной смеси нижнего яруса вводят соосную и наклонную под углом вниз струю дополнительного воздуха. При этом дымовые газы подают в смеси с дополнительным воздухом, доля которого в соосной струе равна 13...17%, а в наклонной - 15...20% от общего расхода воздуха. Распыленную воду вводят в топливовоздушные потоки с одинаковым распределением ее расхода по ярусам. 1 з.п. ф-лы, 8 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СО!(ИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (!9) (11) 77 А1 (50 4 F 23 С 11/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4301847/24-06 (22) 02.09.87 (46) 07.05.89. Бюл. № 17 (71) Среднеазиатский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института использования газа в народном хозяйстве и подземного хранения нефти, нефтепродуктов и сжиженных . газов (72) Л.M.11èðóëüíèêoâ, В.П.Васильев, А.А.Абрамов, М.Н.Нурмухамедов, M.M.Ëåâèí, А.Г.Гурес, В.П.Рубцов и Э.Г.Симонян (53) 662.951.2(088.8), (56) Авторское свидетельство СССР № 1229515, кл. F 23 С 11/00, 1984 °

Авторское свидетельство СССР

¹ 596176, кл. F 23 D 14/00, 1973. (54) СПОСОБ СЖИГАНИЯ ТОПЛИВА (57) Изобретение м.б. использовано для ступенчатого сжигания топлива в

Изобретение относится к энергетике и предназначено для ступенчатого сжигания топлива в различных огнетехнических установках, в основном для энергетических котлов, печей, и может быть использовано в химической нефтехимической, и других отраслях промышленности.

Цель изобретения — снижение содержания вредных примесей в продуктах сгорания.

На фиг.! изображена топка котла; на фиг.2 — изменение температуры фахимической, нефтехимической отраслях промышленности. Цель изобретения — снижение содержания вредных примесей в продуктах сгорания. В зону горения подают топливовоздушную смесь двумя ярусами с коэффициентом избытка воздуха в нижнем ярусе („ 1, а в верхнем ярусе с(1. В зону горения вводят также потоки дымовых газов и распыленной воды, а встречно потоку топливовоздушной смеси нижнего яруса вводят соосную и наклонную под углом вниз струю -дополнительного воздуха. При этом дымовые газы подают в смеси с дополнительным воздухом, доля к-рого в соосной струе равна 13-177., а в наклонной15-20Х. от общего расхода воздуха,Распыленную воду вводят в топливовоздушные потоки с одинаковым распределением ее расхода по ярусам. 1 з.п. ф-лы, 8 ил. кела по относительной высоте топки; на фиг.3 — изменение концентрации молекулярного кислорода по относительной высоте топки, на фиг.4 — кривые степени выгорания топлива по относительной высоте топки, на фиг.5 —, изменение концентрации окислов азота 3» по относительной высоте топки; на и фиг. 6 — изменение концентрации бенз(а) пирена по относительной высоте топки, на фиг.7 — кривые изменения концентрации окислов азота при различных коэффициентах избытка воздуха на выхо1477977 де из топки и подаче различного количества дополнительного воздуха и дымовых газов; на фиг.8 — кривые изменения концентрации.бенз(а)пирена при различных коэффициентах избытка

5 воздуха на выходе из топки и.при подаче различного количества воздуха и дымовых газов.

Предлагаемый способ реализуется в топке котла, содержащей корпус 1, го- релки 2 для подачи продуктов сгорания с ot a l, горелки 3 для подачи продуктов сгорания с о )I шлицы 4 для подачи дополнительного воздуха в осе- !5 вом направлении встречно продуктам сгорания горелок 2, аппараты 6 и 7 для впрыска воды, дымосос 8 рециркуляции дымовых газов, дутьевой вентилятор 9

Пример 1. На фиг.2 — 4 (кривые А) изображены кривые изменения . температуры. факела, концентрации молекулярного кислорода и степени выгорания топлива по относительной высоте топки при стехиометрическом сжигании, т. е. при подаче всего количества топлива и воздуха через горелки 2 и 3 (фиг.1). На фиг.5 и 6 (кривые А) показаны концентрации окислов азота и концентрации бенз(а)пирена.

Пример 2. Способ сжигания топлива, заключающийся в подаче дополнительного воздуха встречными потоками в количестве 13-17Х через шлицы

4 от общего расхода воздуха. В этом режиме сжигания на всех кривых, изображающих изменение температуры факела, концентрации молекулярного кислорода, степени выгорания топлива, 40 происходят скачки (фиг.2-4, кривая Б) которые свидетельствуют об интенсификации процесса горения в момент подачи встречного воздуха. В результате этого несколько увеличивается об- 45 разование окислов азота и снижается концентрация бенз (а) пирена (фиг.5 и

6, кривые Б) по сравнению с режимом стехиометрического сжигания (фиг.5 и

6, кривые А).

Пример 3. Способ сжигания топлива, заключающийся в подаче потоков топливовоздушной смеси через горелки

2 и 3 с Ы. а1 и ec, > 1 и дополнительного воздуха через шлицы 5 в количестве (15-20 X) от общего расхода воз55 духа под острым углом. вниз в зону с с6 с 1, В этом режиме сжигания температура и степень выгорания топлива снижаются, (фиг,2-4, кривые В), увеличивается длина факела. Это приводит к снижению образования окислов азота в факеле и к увеличению образования бенз (а) пирена (фиг.5 и 6, кривые В) . В момент подачи дополнительноro воздуха соответственно 1317 и 15-20 по оси и под углом вниз через шлицы 4 и 5 происходит интенсификация процесса сгорания (фиг.2—

4, кривые Г) без существенного увеличения образования окислов азота (фиг.5, кривая В), однако концентрация бенз (а)пирена при этом превышает уровень, полученный в примерах

1 и 2 (фиг.6, кривая В).

Пример 4. Способ сжигания топлива в топке котла, заключающийся в подаче дополнительного воздуха через шлицы 4 и 5 в потоки компонентов сгорания с о (! в смеси с рециркулирующими дымовыми газами соответственно в осевом и под острым углом вниз направлениях, причем доля осевой струи воздуха составляет (13-177 7 доля наклонной струи воздуха 15-20Х от общего расхода воздуха, количество впрыскиваемой воды в потоки продуктов сгорания с о (1 и о > 1 соответственно равное и составляет 1-1,5Х от расхода топлива. При этом коэффициент рециркуляции дымовых газов в смеси вторичного и третичного воздуха поддерживается 0 - 157. В этом режиме сжигания в результате ступенчатого подвода кислорода в зону сжигания происходит медленное возрастание температуры факела и степени выгорания топлива (фиг.2-4, кривые Г) и создаются наилучшие условия для снижения образования окислов азота (фиг.5, кривая Г). Подача в потоки топливовоздушной смеси c 1 и еС" 1 воды в распыленном виде в количестве

1-1,5Х от расхода топлива приводит к диссоциации воды с образованием ак тивных центров, значительно увеличивает скорость горения на ранних стадиях, а также приводит к разрушению исходных углеводородов, в том числе и бенз (а} пирена (фиг.6, кривая Г) .

При этом (фиг.7 и 8) С о„и концентрация бенз(а)пирена сильйо меняется от избытка воздуха на выходе из топки, оптимальные значения лежат внут ри указанных соотношений, а эа пределами этих соотношений эффект снижается. При подаче дополнительного

5 !4 воздуха через шлипы 4 и 5 в количестве, меньшем 13-17 и 15-20Х, происхо- дит увеличение концентрации окислов азота (фиг.7, кривая Б) по сравнению даже с режимом стехиометрического сжигания (фиг.7, кривая А), хотя СБп ниже (фиг.8, кривая Б), чем при стехиометрическом сжигании (фиг.8, кривая А). При подаче дополнительного воздуха через шлицы 4 и 5 в количестве, большем 13-17 и 15-20Х, происходит незначительное увеличение концентрации окислов азота (фиг.7, кривая В ) по сравнению с оптимальным режимом (фиг.7, кривая Ж), а также значительное увеличение выбросов бенз(а)пирена (фиг.8, кривые В, Ж).

При подаче рециркуляции дымовых газов в количестве до 15Х, осевого воздуха в количестве 13-17Х и наклонного 15-20Х без впрыска воды происходит существенное снижение концентрации окислов азота (фиг.7, кривая Е), однако при этом увеличивается выброс

С вр (фиг. 8, кривая Е) по сравнению с оптимальным режимом с впрыском воды в равных количествах в потоки с ос > 1 и с 1 компонентов горения в количестве 1-1,5Х от расхода топлива (фиг.8, кривая Ж). Подача воды более

77977 6

1,5Х в потоки с > 1 и с 1 и дымовых газов в дополнительный воздух более 15Х приводит к снижению экономичности котла.

Формула изобретения

1. Способ сжигания топлива путем подачи в зону горения двумя ярусами потоков топливовоздушной смеси с коэффициентом избытка воздуха в нижнем ярусе сС „ а! и в верхнем ярусе Ы- > 1, и ввода в зону горения потоков дымо- ° вых газов и распыленной воды, о т— личающийся тем, что, с целью снижения содержания вредных примесей в продуктах сгорания, встречно потоку топливовоздушной смеси нижнего яруса вводят соосную и наклонную под углом вниз струи дополнительного воздуха, при этом дымовые газы подают в смеси с дополнительным воздухом, доля которого в соосной струе равна 13-17Х

25 а в наклонной — 15-20% от общего расхода воздуха.

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что распыленную воду вводят в топливовоздушные потоки с

30 одинаковым распределением ее расхода по ярусам.

l477977

02 ОЧ 08 0,8 20 Ь!Нт

Фм8. 2

h/Èã

025 ог os аа о

Ф 8.3

М /

02 ОЧ Яб 0,8 10 Ь)Нт ф у

02 ОЧ ОВ ОВ . 1Ph)Н Фиг.Р

О 0Ч 06 08 P. Pg(Hr

Фиг.б

1477977

GNOME P1r/

1000 б00

ЩЮ 4r

102 1,0Ч

Составитель М.Вацуро

Техред Л.Олийнык корректор О.Кравцова

Редактор И.Горная

° \

Заказ 2347/37 Тираж 489 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретенияМ и открытиям при ГЕНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,101