Способ интенсификации процесса сжигания твердого низкореакционного топлива тэс



Способ интенсификации процесса сжигания твердого низкореакционного топлива тэс

 

F23B90 - Устройства для сжигания твердого топлива (для одновременного или попеременного сжигания кускового с другим видом топлива F23C 1/00; устройства для сжигания в псевдоожиженном слое F23C 10/00; сжигание низкосортного топлива и мусора F23G; колосниковые решетки F23H; подача твердого топлива в устройства для сжигания F23K; конструктивные элементы камер сгорания, не отнесенные к другим подклассам F23M; бытовые отопительные устройства F24; котлы центрального отопления F24D; автономные компактные котлы F24H)

Владельцы патента RU 2437028:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)" (RU)

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано на тепловых электрических станциях для повышения эффективности сжигания низкореакционного твердого топлива. Способ интенсификации процесса сжигания твердого низкореакционного топлива ТЭС включает подготовку пылеугольной смеси низкореакционного топлива с воздухом и нанодобавкой, пылеугольная смесь, непосредственно перед подачей в горелки, подлежит ультразвуковой обработке, затем воспламенению и горению в котле. В качестве нанодобавки используются астралены - многослойные фуллероидные наночастицы или таунит - углеродный наноматериал. Нанодобавки вводятся в пылеугольную смесь топлива в гомеопатических дозах по массе твердого топлива 0,01-0,02%. Технический результат изобретения заключается в увеличении скорости реакции воспламенения и горения топливной смеси, кроме того, при совместном сжигании низкореакционного угля и мазута в топке парового котла - к снижению механического недожога, снижению выбросов окислов азота и серы, следовательно, и к уменьшению коррозии поверхностей нагрева и увеличению надежность энергетического оборудования; повышению эффективности сжигания пылеугольной смеси низкореакционного топлива с воздухом и нанодобавкой вследствие предотвращения агломерации компонентов. Технический результат достигается за счет способа интенсификации процесса сжигания твердого низкореакционного топлива ТЭС, включающего подготовку пылеугольной смеси низкореакционного топлива с воздухом и нанодобавкой, ультразвуковую обработку, воспламенение и ее горение в котле. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано на тепловых электрических станциях для повышения эффективности сжигания низкореакционного твердого топлива.

Известен способ розжига и стабилизации горения пылеугольного факела путем дополнительного сжигания мазута или природного газа [Дорощук В.Е. и Рубан В.Б. Котельные и турбинные установки энергоблоков мощностью 500 и 800 МВт. М.: Энергия, 1979]. Пусковые мазутные или газовые форсунки монтируются совместно с основными угольными горелками, либо устанавливаются дополнительно к ним. Например, котлоагрегат ПК-39 имеет 12 основных пылеугольных горелок производительностью 8 т/ч и 8 мазутных форсунок производительностью 1,3 т/ч. При поступлении в топку мазута и угля происходит воспламенение высокореакционного жидкого топлива. При горении мазута выделяется значительное количество тепла, которое нагревает угольную пыль. В результате нагрева угольных частиц выделяются горючие летучие и повышается температура частичек твердого топлива. При этом происходит загорание угольных частиц и осуществляется интенсивный розжиг и стабилизация горения пылеугольного факела.

К недостаткам следует отнести отсутствие возможности увеличения скорости реакции воспламенения и горения топливной смеси. Кроме того, при совместном сжигании низкореакционного угля и мазута, в топке повышается механический недожог, увеличиваются выбросы окислов азота и серы, усиливается коррозия поверхностей нагрева и снижается надежность энергетического оборудования.

Известен способ сжигания пылеугольной смеси [заявка RU №2008139658], являющийся прототипом, включающий формирование (подготовку) пылеугольной смеси топлива с воздухом, поджигание (воспламенение) и ее горение в котле, заключающийся в том, что в пылеугольную смесь топлива с воздухом дополнительно вводят активированную добавку, состоящую из углеродного фулероидного нанокластера (нанодобавку).

К недостаткам способа следует отнести его малоэффективность вследствие агломерации угольных пылинок и частичек активированной добавки, входящих в состав смеси топлива. Агломирация снижает возможность эффективного влияния на скорость, надежность и полноту сжигания низкореакционного угля.

Задача изобретения заключается в разработке способа интенсификации процесса сжигания твердого низкореакционного топлива ТЭС, позволяющего увеличить скорость сжигания и полноту выгорания в котлах тепловых электростанций.

Технический результат изобретения заключается в увеличении скорости реакции воспламенения и горения топливной смеси, кроме того: при совместном сжигании низкореакционного угля и мазута в топке парового котла приводит к снижению механического недожога, снижению выбросов окислов азота и серы, следовательно, и к уменьшению коррозии поверхностей нагрева и увеличению надежность энергетического оборудования; повышению эффективности сжигания пылеугольной смеси низкореакционного топлива с воздухом и нанодобавкой вследствие предотвращения агломерации компонентов.

Технический результат достигается за счет, того что способ интенсификации процесса сжигания твердого низкореакционного топлива ТЭС, включающего подготовку пылеугольной смеси низкореакционного топлива с воздухом и нанодобавкой, ультразвуковую обработку, воспламенение и ее горение в котле.

На чертеже представлена схема пылеприготовления, позволяющая реализовать способ интенсификации процесса сжигания твердого низкореакционного топлива ТЭС.

Схема пылеприготовления, индивидуальная, замкнутая с промежуточным бункером, подсушкой и транспортировкой - горячим воздухом из воздухоподогревателя 1 содержит бункер сырого угля 2, из которого топливо поступает в шаровую барабанную мельницу 3, откуда пыль выносится потоком воздуха в сепаратор 4. В сепараторе 4 происходит отделение крупных фракций угля, которые возвращаются в шаровую барабанную мельницу 3, а готовая пыль поступает в циклон 5. Здесь до 90% пыли отделяется от воздуха и осаждается. Из циклона 5 пыль направляется в бункер 6, откуда питателями 7 подается в ультразвуковой диспергатор 8, где интенсивно перемешивается с нанодобавкой, подводимой посредством питателя 10 из бункера 9. Готовая топливно-воздушная смесь направляется в горелки 11 котла (не обозначен). Слабо запыленный воздух из циклона отсасывается мельничным вентилятором 12 и поступает в трубопровод подачи воздуха к основным или сбросным горелкам (не обозначены).

Достижение обеспечиваемого изобретением технического результата возможно благодаря попаданию в топку котла с топливовоздушной смесью гомеопатических доз нанодобавок, по массе твердого топлива 0,01-0,02%, в качестве которых используются астралены - многослойные фуллероидные наночастицы и таунит - углеродный наноматериал. Нанодобавка, посредством светового и терморадиационного воздействия топки котла тепловой электростанции, способствует фотофизическим реакциям образования синглетно-возбужденного состояния контактирующего с ней молекулярного кислорода воздуха. Синглетно-возбужденный фотолюминесценцией молекулярный кислород практически сразу же переходит в высокостабильное синглетное состояние с энергий на 94,2 кДж/моль (0,98 эВ на молекулу) большей, чем в основном состоянии, что приводит к увеличению скорости химического акта процесса окисления органической составляющей углеродного топлива и, непосредственно, к росту скорости реакции воспламенения и горения в целом. Ультразвуковая обработка предотвращает агломерацию компонентов топливной смеси, что приводит к увеличению удельной поверхности реагирующих компонентов. Такая обработка способствует интенсификации фотофизической реакции образования синглетно-возбужденного молекулярного кислорода и реакции воспламенения и горения топливовоздушной смеси. Увеличение динамики процесса воспламенения и горения приводит к снижению механического недожога.

Предлагаемый способ позволяет повысить скорость сжигания низкореакционного угля, снизить долю растопочного и стабилизирующего топлива (газ, мазут), снизить механический недожог, уменьшив тем самым выбросы окислов азота и серы, повысить надежность энергетического оборудования.

1. Способ интенсификации процесса сжигания твердого низкореакционного топлива ТЭС, включающий подготовку пылеугольной смеси низкореакционного топлива с воздухом и нанодобавкой, воспламенение и ее горение в котле, отличающийся тем, что пылеугольная смесь непосредственно перед подачей в горелки подлежит ультразвуковой обработке.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве нанодобавки используются астралены - многослойные фуллероидные наночастицы.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве нанодобавки используется таунит - углеродный наноматериал.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что нанодобавки вводятся в пылеугольную смесь топлива в гомеопатических дозах по массе твердого топлива 0,01-0,02%.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области ракетной техники, а более конкретно к области горения унитарных твердых топлив в низкотемпературных газогенерирующих устройствах, которые могут быть использованы в системах управления ракетных комплексов.

Изобретение относится к области переработки малоценных углей с целью получения электроэнергии и тепла и может быть применено для сжигания, например, бурых углей в любых регионах.

Изобретение относится к устройствам для переработки сыпучих видов топлива, в том числе отходов, различной влажности и теплотворной способности в топке пароводогрейного котла при поступлении только необходимого для горения количестве воздуха или недостатке кислорода при пиролизе в тепловую энергию.

Изобретение относится к устройствам для переработки сыпучих видов топлива, в том числе отходов, различной влажности и теплотворной способности в топке пароводогрейного котла при поступлении только необходимого для горения количестве воздуха или недостатке кислорода при пиролизе в тепловую энергию.

Изобретение относится к энергетике. .

Изобретение относится к энергетике. .

Изобретение относится к энергетике. .

Изобретение относится к топочной технике и может быть использовано для одновременного сжигания твердого и жидкого топлив в различных теплоэнергетических установках.
Изобретение относится к получению смесевых твердых топлив как источников энергии твердотопливных ракетных двигателей и газогенераторов различного назначения. .

Изобретение относится к области разработки металлизированных смесевых твердых топлив. .

Изобретение относится к присадкам для серосодержащих топлив и может быть использовано в теплоэнергетике для десульфуризации жидких и твердых топлив, преимущественно твердых зольных, в процессе сжигания.
Изобретение относится к угольной промышленности и может использоваться для предварительной обработки угля перед сжиганием с целью уменьшения выбросов серы и серосодержащих соединений в окружающую среду.
Изобретение относится к способу снижения непрозрачности факела, выбрасываемого в атмосферу крупномасштабными установками по сжиганию, используемыми в промышленности и коммунальном хозяйстве для получения энергии и сжигания отходов.
Изобретение относится к безопасным металлсодержащим присадкам, улучшающим сгорание, для использования в коммунальных и промышленных печах. .
Изобретение относится к области коксохимического и доменного производства. .

Изобретение относится к составам для получения гранулированного топлива для пиролиза на основе торфа с модифицирующими добавками и может быть использовано в малой энергетике и жилищно-коммунальном хозяйстве.
Изобретение относится к нанокомпозитному материалу на основе минерального вяжущего и может найти применение в качестве строительного материала при возведении зданий и сооружений, в том числе объектов транспортного и гидротехнического строительства.
Наверх