Установка для сжигания породы с низким содержанием угля

Авторы патента:

F23G5/00 - Сжигание отходов (специфических отходов F23G 7/00); конструкции мусоросжигательных печей; детали, принадлежности печей; управление печами

Владельцы патента RU 2529986:

Никишичев Дмитрий Борисович (RU)

Изобретение относится к области горноперерабатывающей промышленности и может быть использовано при утилизации отходов сланцевых и угольных шахт, а также обогатительных фабрик, в том числе с целью отопления промышленных и административных зданий указанных предприятия. Техническим результатом является в повышение коэффициента использования тепла, полученного от сжигания низкокалорийных углесодержащих отходов. Установка содержит печь с выходом для газообразных продуктов, теплообменник, включающий трубопровод, размещенный в емкости, которая выполнена с возможностью выгрузки в нее прогоревшей породы из печи. Печь выполнена теплоизолированной, а емкость заполнена жидкостью и выполнена со средством транспортировки породы от зоны загрузки породы в емкость к зоне выгрузки. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

В процессе добычи и отгрузки угля у шахт, разрезов и особенно углеобогатительных фабрик образуется отход - «порода», которую сваливают в отвалы. Порода представляет собой «срощенные» между собой кусочки угля и камня, которые не удалось отделить в процессе обогащения. Нормой считается содержание камней (золы) 70-85%, угля - 15-30%.

Дешевых технологий выделения угля из породы не существует, поэтому породу вывозят в отвалы, которые могут возгораться и ухудшать экологию.

Известно использование отходов углеобогащения для сжигания в топках ТЭЦ (см., например, материалы VII Всероссийской конференции с международным участием «Горение твердого топлива», Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, 13-16 ноября 2012, статья 53: «Использование вторичных ресурсов (отходов углеобогащения) для сжигания в топках ТЭЦ ОАО «Иркутскэнерго», см. сайт Интернет www.itp.nsc.ru/cjnferences/gtt8/).

Однако для сжигания породы в топках ТЭЦ требуется ее измельчение, но при подаче породы в мельницу наблюдалось зависание и отложение частиц породы, что приводило к ограничению производительности котла. Для беспроблемной подачи породы в мельницу и дальнейшего сжигания необходима грануляция или брикетирование породы.

Известно устройство утилизации тепла и газа от сжигания дробленой породы, содержащей горючие компоненты (см. авторское свидетельство SU 1229222 A1, опубл. 1986 г.), которое включает изолирующий слой, помещенный непосредственно на породный отвал, в который помещены теплообменники, выполненные в виде обсадных труб, расположенных в зоне горения, воздухопитающие трубопроводы с дутьевыми соплами для подачи воздуха, газоотводящие коллекторы.

Недостатком данного устройства является сложность конструкции и возможность ее применения только непосредственно на отвалах. Кроме того, вследствие расположения теплообменников непосредственно в зоне горения не позволяет создавать в зоне горения высокую температуру, необходимую для полного сжигания низкокалорийного топлива.

Наиболее близким к предложенному является установка для сжигания углесодержащей породы, содержащая наклонную вращающуюся печь с выходом для газообразных продуктов, теплообменник, включающий камеру с размещенным в ней трубопроводом и выполненный с возможностью выгрузки в камеру и охлаждения прогоревшей породы (RU 2011137384 A, опубл. 27.03.2013).

Недостатком известной установки является низкая эффективность использования тепла от сжигания углесодержащей породы, во-первых, из-за большого количества теплопотерь через стенки вращающейся трубчатой печи, во-вторых, из-за неэффективного съема тепла с кусков породы в камере с теплообменником, вызванного малой площадью контакта кусков породы (размером до 10 см) с трубой теплообменника. Кроме того, теряется тепло выходящих из печи газов.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение является создание установки, способной эффективно утилизировать тепло, полученное от сжигания низкосортного топлива с низким содержанием горючего компонента.

Поставленная задача решается тем, что установка для сжигания углесодержащей породы содержит печь с выходом для газообразных продуктов, теплообменник, включающий трубопровод, размещенный в емкости, которая выполнена с возможностью выгрузки в нее прогоревшей породы из печи, при этом особенность заключается в том, что печь выполнена теплоизолированной, а емкость заполнена жидкостью и выполнена со средством транспортировки породы от зоны загрузки породы в емкость к зоне выгрузки.

Решению поставленной задачи способствует также то, что установка снабжена другим теплообменником, соединенным с выходом печи для газообразных продуктов. Кроме того, печь выполнена со средством транспортировки породы от зоны загрузки к зоне выгрузки через зону горения.

Технический результат, полученный от реализации изобретения, заключается в повышении эффективности использования тепла, полученного от сжигания низкокалорийных углесодержащих отходов. Данный результат обусловлен тем, что теплоизоляция печи обеспечивает более высокую температуру горения, обеспечивающую более полное сжигание угля, и более высокую температуру выгружаемой в емкость породы, а наличие жидкости в емкости для выгрузки породы обеспечивает более эффективный съем тепла с породы через жидкость. Кроме того, наличием теплообменника, утилизирующего тепло от газообразных продуктов сгорания, дополнительно повышает эффективность использования тепла от сжигания.

Сущность изобретения поясняется с помощью схемы, приведенной на фигуре.

Установка для сжигания породы с низким содержанием угля содержит теплоизолированную печь 1 со средством транспортировки породы 2 от зоны загрузки в зону горения и далее в зону выгрузки. Средство транспортировки может представлять собой, например, колосниковый конвейер 3. Печь 1 имеет в нижней части отверстие 4 для подачи воздуха. В верхней части печи 1 имеется отверстие 5 для отвода газообразных продуктов сгорания, соединенное с трубопроводом первого теплообменника 6. В нижней части печи 1 имеется отверстие 7 для выгрузки прогоревшей породы (горячих камней) с конвейера 3 в емкость 8 (термозумпф), наполненную охлаждающей жидкостью (водой), в которую помещен второй теплообменник 9. В емкости 8 размещено средство для транспортировки породы, представляющее собой, например, скребковый конвейер 10, который перемещает породу в емкости 8 от зоны загрузки в зону выгрузки и далее из емкости 8 в зону 11 сушки.

Работа предлагаемой установки осуществляется следующим образом.

В зону горения печи 1 через загрузочное отверстие на конвейере 3 подается порода 2 и воздух через отверстие 4. Теплоизоляция печи обеспечивает высокую температуру в зоне горения и полное сгорание угля. В результате горения породы 2 образуются газообразные продукты сгорания, которые через отверстие 5 поступают в теплообменник 6, и твердая порода - нагретые камни, которые через отверстие 7 попадают в емкость 8 с водой, образуя суспензию. Тепло камней передается этой жидкости, нагревая ее до температуры, близкой к 90°C. Теплообменник 9 снимает тепло с указанной жидкости. Охлажденные камни по обезвоживающему скребковому конвейеру 10 транспортируются в зону 11 сушки, где на горизонтальном участке обсыхают, поскольку вода имеет остаточную высокую температуру.

Выжженная порода является не горючей, и ее можно использовать в строительстве.

1. Установка для сжигания углесодержащей породы, содержащая печь с выходом для газообразных продуктов, теплообменник, включающий трубопровод, размещенный в емкости, которая выполнена с возможностью выгрузки в нее прогоревшей породы из печи, отличающаяся тем, что печь выполнена теплоизолированной, а емкость заполнена жидкостью и выполнена со средством транспортировки породы от зоны загрузки породы в емкость к зоне выгрузки.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что снабжена другим теплообменником, соединенным с выходом печи для газообразных продуктов.

3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что печь выполнена со средством транспортировки породы от зоны загрузки к зоне выгрузки через зону горения.

Изобретение относится к области переработки отходов. Установка содержит последовательно установленные загрузочный бункер, мартеновскую печь, камеру дожигания, рекуператор нагрева воздуха горения, теплоутилизатор, дымосос и дымовую трубу, средство подачи топлива.

Способ сжигания механически обезвоженных пастообразных осадков сточных вод // 2522597

Изобретение относится к области теплотехники и позволяет повысить экологическую эффективность процесса сжигания пастообразных осадков. Способ сжигания обезвоженных осадков сточных вод включает ввод осадков в закрученный вертикальных поток продуктов сгорания дополнительного жидкого или газообразного топлива.

Установка для утилизации горелого леса и отходов древесины // 2515670

Изобретение относится к устройствам для утилизации горелого леса и может быть использовано для утилизации древесных отходов предприятий, перерабатывающих товарную древесину в изделия, занимающихся санитарной обработкой лесопарковых территорий и утилизацией древесных изделий, вышедших из употребления.

Способ утилизации теплоты сгорания твердых бытовых отходов на мусоросжигательной установке и устройство для его реализации // 2515442

Изобретение относится к технике и технологии термического обезвреживания твердых бытовых отходов. Способ утилизации теплоты сгорания твердых бытовых отходов на мусоросжигательной установке заключается в том, что поток отходящих газов, образующихся в мусоросжигательной установке, оснащенной печью, системами дожигания и охлаждения отходящих газов, газоочистки и золошлакоудаления, поступает с температурой 1150°С-1250°С из системы дожигания поочередно в параллельно подключенные проточные двухканальные газо-воздушные теплообменные аппараты, образующие совместно с системой подачи сжатого воздуха, воздушной турбиной и генератором систему генерации электрической энергии.

Способ работы энергетической установки малой мощности, например, на попутном нефтяном газе и энергетическая установка для его осуществления // 2511116

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано для выработки электроэнергии, полученной при утилизации топлив в факелах путем сжигания жидких, газообразных отходов лесной и сельскохозяйственной промышленности, биогаза, продуктов переработки бытовых отходов, продуктов подземной или промышленной газификации твердых топлив, отходов нефтедобычи и нефтепереработки.

Инсинератор твердых углеродсодержащих отходов // 2511098

Изобретение относится к средствам уничтожения твердых углеродсодержащих бытовых и промышленных отходов. Инсинератор твердых углеродсодержащих отходов содержит устройство для загрузки отходов со шнековым питателем 14, камеру горения 1, устройство поджига 4, устройство дожига 2 с плазматроном, систему подачи воздушного потока, завихритель воздушного потока, систему очистки и удаления продуктов горения, теплообменник 10, причем плазматрон содержит устройство инициирования разряда, внешний электрод и центральный электрод.

Способ работы теплоэнергетической установки для утилизации попутного нефтяного газа и теплоэнергетическая установка для его осуществления // 2509956

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано для выработки электроэнергии при утилизации топлива путем сжигания его в факелах. Изобретение позволит повысить термический коэффициент полезного действия с одновременным уменьшением вредных выбросов.

Нейтрализатор биологических отходов // 2507448

Изобретение относится к области энерготехнологического оборудования, а именно к устройствам уничтожения отходов путем сжигания, в частности к конструкциям печей для утилизации твердых отходов.

Комплексная районная тепловая станция для экологически чистой переработки твердых бытовых отходов с производством тепловой энергии и строительных материалов // 2502018

Изобретение относится к области сжигания отходов или низкосортных топлив. Комплексная районная тепловая станция для экологически чистой переработки твердых бытовых отходов с производством тепловой энергии и строительных материалов содержит 2 цеха: мусоросжигающий цех (МСЦ) и теплоцех, причем мусоросжигающий цех состоит из бункерного блока, блока сжигания ТБО во вращающейся печи барабанного типа, блока дымоочистки, блока водоподготовки и утилизации тепла, блока утилизации золы, который содержит футерованный изнутри плавильный реактор, плазмотрон, бункер золы с механизмом ввода золы, систему слива расплава и грануляции шлака, источник электропитания, систему очистки дымовых газов.

Способ экологически чистой переработки твердых бытовых отходов с производством тепловой энергии и строительных материалов и мусоросжигательный завод для его осуществления // 2502017

Изобретение относится к области сжигания отходов или низкосортных топлив. Мусоросжигательный завод состоит из бункерного блока, блока сжигания ТБО во вращающейся печи барабанного типа, блока дымоочистки, блока водоподготовки и утилизации тепла, блока утилизации золы, который содержит плавильный реактор, футерованный изнутри; плазмотрон; бункер золы с механизмом ввода золы; систему слива расплава и грануляции шлака, источник электропитания, систему очистки дымовых газов.

Способ обогащения альтернативных, углеродосодержащих, низкокалорийных отходов для применения в топочных установках // 2536719

Изобретение относится к способу обогащения альтернативных, углеродосодержащих, низкокалорийных отходов для получения синтез-газа для применения в топочных установках. Способ включает высокотемпературную газификацию альтернативного топлива при условиях, препятствующих окислению, при температурах свыше 1000°C. Причем через насадки подают воду, водяной пар или CO2, при этом обеспечивают восстановление CO и H2. Для высокотемпературной газификации применяют отходящее тепло охладителя клинкера, через теплообменник, в качестве которого используют двойные стенки вращающейся трубчатой печи или теплостойкие аккумуляторы тепла, которые смешивают с нагреваемым топливом. В качестве теплостойких аккумуляторов тепла используют, например, песок или керамические частицы. В качестве теплостойкого аккумулятора тепла дополнительно применяют частичное количество клинкера, поступившего в охладитель клинкера. Достигаемый результат - снижение тепловой и эксплуатационной нагрузки при эффективном сжигании топлива и повышении качества горючего газа. 7 з.п. ф-лы.

Синтетическое топливо и способ его получения // 2537916

Изобретение относится к способу получения синтетического топлива, который заключается в том, что в теплоизолированный топливный бак загружают брикеты твердого полиэтилена, нагревают их в баке до температуры более 85°С и подают в бак углеводородное топливо (церезин, керосин, дизтопливо), чем обеспечивают интенсивное растворение полиэтилена до жидкой фазы, после чего прогревают раствор до температуры 110-130°С и в виде жидкого топлива подают в горелки котельной, поршневой или турбинной энергетической установки внутреннего сгорания. Техническим результатом заявленного изобретения является возможность применения отходов полиэтилена в качестве топлива и упрощение технологического процесса его получения.

Способ работы энергогенерирующей системы, энергогенерирующая система и элемент электрохимического источника тока для его осуществления // 2538552

Изобретение относится к области санитарно-энергетического самообеспечения хозяйствующих субъектов. Техническим результатом является обеспечение автономной, экологически безопасной, энергосберегающей, безмашинной системы. Способ включает электротермический пиролиз исходного сырья, выработку активного угля, образование парогазовой смеси с получением синтез-газа и последующим восстановлением металла из окислов металла, получение в фотореакторе фитопродукции и кислорода под действием солнечной радиации и образуемых на предыдущих стадиях углекислого газа и воды, отвод избыточного тепла от фотореактора посредством теплонасоса к фазопереходному теплоаккумулятору с использованием в холодный период года для теплоснабжения хозяйствующих субъектов, изготовление химических источников электрического тока из активного угля, металла и водорослей. При этом в качестве исходного сырья дополнительно используют древесные отходы благоустройства территории, адсорбированные на активных углях животноводческие и бытовые отходы, фитопродукцию, отработанные транспортные шины. Причем электротермическую переработку сырья проводят при температуре 900°С с обеспечением заданной температуры путем регулируемого подключения заданного количества элементов химического источника электрического тока, синтезируют высокооктановый бензин при температуре 300-400°С с использованием в качестве катализатора окислов металла, которые после истощения нагревают до температуры 700°С с восстановлением металла синтез-газом, а образованные при этом углекислый газ и пары воды фильтруют посредством зольного остатка, отбираемого при образовании синтез-газа, образованный в фотореакторе кислород направляют к химическому источнику электрического тока, избыточное тепло от фотореактора отводят теплонасосом, выполненным на основе эффекта Пельтье, с металлополупроводниковыми спаями, размещенными соответственно в теплоаккумуляторе и фотореакторе. 3 н. и 3 з.п. ф-лы, 2 пр., 1 табл., 2 ил.

Способ и газотурбинная установка для утилизации попутных нефтяных газов // 2540386

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, а более конкретно к способу и установке для утилизации попутных нефтяных газов. Способ утилизации попутных нефтяных газов, содержащих сероводород, заключается в сжигании газов в камере сгорания и преобразовании выделяющейся тепловой энергии в электрическую со съемом электроэнергии с вращающейся турбины, при этом газы сжигают, организуя присутствие в камере сгорания возбужденного молекулярного кислорода в синглетном состоянии, обеспечивая повышение полноты сгорания и увеличение эффективности преобразования химической энергии реагентов в тепловую энергию, выделяющуюся при горении, продукты сгорания, содержащие SO2, отводят и доокисляют до SO3 в камере доокисления, организуя дополнительное присутствие синглетного кислорода, образовавшиеся продукты охлаждают до температуры ниже температуры конденсации бинарного аэрозоля H2O/H2SO4, генерируют в них ионы S O 3 − , H S O 4 − , H3O+ и формируют конденсированную фазу бинарного сульфатного аэрозоля H2O/H2SO4, сульфатный аэрозоль отводят, отделяют от него пары воды и выделяют конденсат серной кислоты H2O/H2SO4. Газотурбинная установка содержит камеру сгорания и турбину, соединенную с электрогенератором, камеру доокисления, газоразрядную ячейку, связанную с камерой сгорания и камерой доокисления, охлаждающее устройство в виде теплообменника, многоострийный электрод коронного разряда и сепаратор. Изобретение обеспечивает повышение полноты сгорания попутных нефтяных газов и утилизацию серосодержащих продуктов сгорания переводом их в серную кислоту. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 1 ил.

Устройство для получения древесного угля // 2543533

Изобретение может быть использовано в области переработки древесины и ее отходов пиролизом. Устройство для получения древесного угля содержит топочную камеру (1) и пиролизную камеру (2) с выемными ретортами (3). В нижней части реторт (3) размещены газоотводные устройства (4) в виде газосборных конусов с песчаными затворами, снабженные газоотводными трубами (5), выведенными в топочную камеру (1) на разных уровнях по ее высоте. Изобретение обеспечивает равномерный подвод воздуха к факелам всех газоотводных труб, позволяет повысить теплопроизводительность топочной камеры и полноту сгорания газов, выходящих из всех газоотводных труб в топочную камеру. 3 ил.

Способ переработки твердых бытовых и промышленных отходов // 2544949

Изобретение относится к области уничтожения отходов производства и может найти применение при переработке твердых бытовых и промышленных отходов. Техническим результатом предлагаемого технического решения является повышение производительности процесса переработки, коэффициента полезного действия всего цикла при одновременной экологической безопасности проведения переработки. Способ включает их предварительную обработку, загрузку в реактор, нагрев, сушку, высокотемпературный пиролиз и сжигание пиролизного газа с образованием продуктов переработки в газообразной и жидкой фазе, вывод продуктов переработки из реактора, запуск реактора, зон низкотемпературного и высокотемпературного пиролиза осуществляют пусковым топливом соответственно посредством камер сгорания, расположенных в верхней части реактора и в нижней части корпуса реактора. Продукты переработки пускового топлива из зон низкотемпературного и высокотемпературного пиролиза направляют для обогрева парового котла через эжекторы его камер сгорания. В рабочем режиме полученный пиролизный газ через коллекторы реактора подают на эжектор камеры сгорания парового котла, где осуществляют его полное сжигание, и одновременно через эжектор другой камеры сгорания подают продукты сгорания основного топлива реактора. 3 ил.

Система сжигания твердого топлива, подвешенного на стержне // 2573430

Изобретение относится к системам подачи топлива для обжиговой печи. Система подачи твердого топлива в стационарный участок теплопередачи печи содержит: стержень, который используется для подвешивания твердых топлив в потоке нагретого газа, проходящем через стационарный участок теплопередачи печи, передний конец стержня располагается снаружи стационарного участка теплопередачи, а по длине проходит в стационарный участок теплопередачи печи; и систему продвижения топлива, имеющую шток, который продвигает твердое топливо по длине стержня, при этом твердое топливо переходит в поток нагретого газа, проходящий через стационарный участок теплопередачи печи. Стержень не позволяет твердому топливу отделяться от него под действием силы, создаваемой потоком нагретого газа. Изобретение позволяет снизить расходы на эксплуатацию печи, утилизировать использованные покрышки, снизить вредные выбросы в атмосферу. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 13 ил.

Котел для сжигания твердых бытовых и промышленных отходов // 2574220

Изобретение относится к оборудованию для нагрева воды путем сжигания твердых видов топлива, таких как изношенных автотракторных шин, отходов древесно-стружечных плит, отходов древесно-волокнистых плит, отходов пластика, и может быть использовано в теплоэнергетике. Техническим результатом является повышение эффективности сжигания топлива. Твердотопливный котел содержит корпус, два бункера для топлива, с дверцами для закладки топлива в каждом бункере, воздушно-газовый проход, соединенный с камерой дожигания горючих газов, теплообменник, топочную камеру, механизм подачи воздуха в топочную камеру, выполненный по меньшей мере из одного сопла, расположенного под каждым по крайней мере из двух бункеров, с направлением потока воздуха вглубь топочной камеры. В твердотопливном котле два бункера для топлива объединены в одну шахту и имеют общую перегородку в вертикальной плоскости, топочная камера расположена под шахтой, а воздушно-газовый проход соединен с камерой дожигания газов и топочной камерой и располагается на одной плоскости с перегородкой, за камерой дожигания горючих газов воздушно-газовый проход выведен наружу, при этом поток воздуха вглубь топочной камеры, для сжигания твердого остатка и горючих газов, проходит через нижний слой топлива в шахте и по касательной к ней, дополнительный поток воздуха для дожигания горючих газов поступает в камеру дожигания горючих газов и выходит через сопла, располагаемые перпендикулярно воздушно-газовому проходу, а теплообменник выполнен в виде емкости, примыкающий к наружным поверхностям шахты, воздушно-газового прохода и внутренней поверхности корпуса. 4 з.п. ф-лы, 6 ил.

Устройство для экологически чистой утилизации жидких горючих отходов // 2584398

Изобретение относится к энергетике. Устройство для экологически чистой утилизации жидких горючих отходов, содержащее бак для отработанного масла, распиливающее устройство с поджигом, компрессор с редуктором и запорным электроуправляемым клапаном, камеру горения из вложенных коаксиальных цилиндров, в состав которого дополнительно введены ресиверы основного топлива, воздуха, кислородсодержащего агента и легковоспламеняемого топлива, давление в которых регулируется соответствующими редукторами, а подача компонента на сжигание управляется соответствующими запорными клапанами, смеситель-эмульгатор, причем объем внутреннего цилиндра горелки является камерой горения, а наружный цилиндр является кожухом горелки, при этом в образующемся кольцевом зазоре между внутренним и наружным цилиндрами размещены трубопроводы разогрева топлива и парогазотопливной эмульсии, выполненные в виде змеевиков, навитых на внутренний цилиндр и нагреваемых потоком перегретых продуктов сгорания, поступающих к корню факела. Изобретение позволяет максимально полно утилизировать загрязненное топливо, обеспечивая чистоту продуктов сгорания. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Способ и устройство для обработки донной золы и летучей золы сжигательной установки // 2595747

Изобретение относится к способам и устройству для обработки зольных продуктов сгорания для безопасной и экономичной утилизации. Техническим результатом является улучшение термической среды сжигательной установки. Способ содержит этапы, на которых собирают золу от сжигательной установки, подают собранную золу и дополнительный подаваемый материал в реактор газификации/стеклования, проводят стеклование золы и дополнительного подаваемого материала в реакторе газификации/стеклования для образования шлака расплавленного материала, обеспечивают протекание шлака из реактора газификации/стеклования и его затвердевание за пределами реактора газификации/стеклования проводят газификацию летучих компонентов в золе и дополнительном подаваемом материале, подают воздух к зоне вторичного сгорания в реакторе газификации/стеклования, и сжигают синтез-газ, сгенерированный в реакторе газификации/стеклования в зоне вторичного сгорания для улучшения термической среды сжигательной установки. 4 н. и 26 з.п. ф-лы, 3 табл., 4 ил.