Способ электрохимического факельного сжигания угольной пыли



Способ электрохимического факельного сжигания угольной пыли
Способ электрохимического факельного сжигания угольной пыли

 


Владельцы патента RU 2610370:

Акционерное Общество "Сибтехэнерго" - инженерная фирма по наладке, совершенствованию технологий и эксплуатации электро-энергооборудования предприятий и систем (RU)

Предлагаемое техническое решение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано для электрохимического факельного сжигания угольной пыли с более высокой степенью стабилизации горения факела угольной пыли. Способ электрохимического факельного сжигания угольной пыли заключается в том, что выравнивают электрический потенциал предпламенной зоны горящего факела, при этом обеспечивается устойчивое протекание гетерогенных химических реакций в зоне воспламенения, стабилизация воспламенения и горения факела. Изобретение позволяет снизить затраты на обеспечение устойчивости факельного сжигания угольной пыли, снизить требования к техническому составу сжигаемых углей и расширить диапазон регулирования тепловой мощности котла без применения высокореакционного топлива для целей подсветки факела. 1 ил.

 

Предлагаемое техническое решение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано для электрохимического факельного сжигания угольной пыли с более высокой степенью стабилизации процесса горения.

Аналогичные технические решения известны, см., например, книгу «Плазменная безмазутная растопка котлов и стабилизация горения пылеугольного факела» / М.Ф. Жуков, Е.И. Карпенко, В.С. Перегудов и др. - Новосибирск: Наука. Сибирская издательская фирма РАН, 1995. - 304 с. - (Низкотемпературная плазма. Т. 16), с. 102-178, см. Приложение №1 (стр. 157-159, 171-178), в котором описан способ сжигания угольной пыли и который содержит нижеследующую совокупность существенных признаков:

- создают электродуговой разряд в зоне воспламенения;

- подают воздушно-пылеугольную смесь в зону воспламенения;

- осуществляют воспламенение воздушно-пылеугольной смеси;

- получают пылеугольный факел;

- производят факельное сжигание угольной пыли.

Общими признаками предлагаемого технического решения и охарактеризованного выше технического решения являются:

- подача воздушно-пылеугольной смеси в зону воспламенения факела;

- осуществление воспламенения воздушно-пылеугольной смеси;

- получение горящего пылеугольного факела;

- проведение факельного сжигания угольной пыли.

Известно также аналогичное техническое решение, см. патент РФ на изобретение №2498159, который выбран в качестве прототипа и который содержит следующую совокупность существенных признаков:

- создают электродуговой разряд в зоне воспламенения;

- подают воздушно-пылеугольную смесь в зону воспламенения;

- осуществляют воспламенение воздушно-угольной смеси;

- получают горящий пылеугольный факел;

- создают диффузный электрический разряд;

- воздействуют диффузным разрядом на приграничную зону образования пламени пылеугольного факела;

- проводят инициализацию гетерогенных химических реакций в высокоионизированной предпламенной зоне;

- производят электрохимическое факельное сжигание угольной пыли.

Общими признаками предлагаемого технического решения и прототипа являются:

- подача потока воздушно-угольной смеси в зону воспламенения факела;

- осуществление воспламенения воздушно-пылеугольной смеси;

- получение пылеугольного факела;

- проведение электрохимического факельного сжигания угольной пыли.

Технический результат, который невозможно достичь ни одним из охарактеризованных выше аналогичных технических решений, заключается в более высокой степени стабилизации процесса горения пылеугольного факела.

Причиной невозможности достижения вышеуказанного технического результата является то, что процесс инициализации горения факела происходит вследствие воздействия высокоионизированной предпламенной зоны на аэросмесь угольной пыли. При прохождении через эту зону происходит инициирование гетерогенных химических процессов и, учитывая то, что угольная пыль обладает низкой реакционной способностью, уровень инжекции заряженных частиц в предпламенную зону со стороны горящего факела ограничен и неравномерно распределен в ней даже при воздействии на эту зону диффузного электрического разряда, что может приводить к пульсациям и погасанию факела. Использование электродугового разряда для обеспечения устойчивости процесса воспламенения и горения факела может приводить к исчезновению высокоионизированной предпламенной зоны вследствие деионизации этой зоны и, как следствие, к подавлению гетерогенных процессов горения угольной пыли и возникновению необходимости вложение значительной тепловой энергии в зону воспламенения для обеспечения термохимического механизма воспламенения, т.е. нагрева угольной пыли - выхода летучих углеводородов - их воспламенение и горение - нагрев коксового остатка до температуры воспламенения - горение коксового остатка и, как следствие, обеспечение устойчивости горения факела.

Учитывая характеристику и анализ известных технических решений, можно сделать вывод, что задача по созданию способов электрохимического факельного сжигания угольной пыли, имеющих более высокую степень стабилизации процесса горения факела угольной пыли, является актуальной на сегодняшний день.

Технический результат, указанный выше, достигается тем, подают поток воздушно-пылеугольной смеси в зону воспламенения факела, осуществляют воспламенение воздушно-пылеугольную смеси, получают горящий факел угольной пыли, проводят инициализацию гетерогенных химических реакций в высокоионизированной предпламенной зоне и производят электрохимическое факельное сжигание угольной пыли, при этом после получения горящего факела выравнивают электрический потенциал предпламенной зоны горящего факела.

Выравнивание электрического потенциала предпламенной зоны горящего факела позволяет, при прохождении воздушно-пылеугольной смеси через предпламенную зону, производить равномерное инициирование гетерогенных химических реакций горения угольной пыли по всей поверхности зоны, что обеспечивает снижение пульсаций горения в зоне воспламенения факела и стабильность горения всего факела.

При этом для получения равномерного и стабильного процесса горения факела угольной пыли в предлагаемом для патентования способе электрохимического факельного сжигания угольной пыли выравнивание электрического потенциала предпламенной зоны горящего факела осуществляют путем использования электропроводящего элемента, выполненного, например, в виде сетки, перфорированного круга и т.п., электроизолированно установленного относительно конструктивных элементов горелочных устройств в предпламенной зоне факела, что и обеспечивает равномерное распределение электрического потенциала в предпламенной зоне и, как следствие, более устойчивый процесс инициирования гетерогенных процессов воспламенения и горения угольной пыли для обеспечения ее электрохимического сжигания.

В чем и проявляется достижение вышеуказанного результата.

Техническая сущность предлагаемого способа электрохимического факельного сжигания угольной пыли заключается в следующем:

- подают поток воздушно-пылеугольной смеси в зону воспламенения факела;

- осуществляют воспламенение воздушно-пылеугольной смеси;

- получают горящий факел угольной пыли;

- заряжают электропроводящий элемент, установленный в предпламенной зоне, заряженными частицами, поступающими со стороны горящего факела;

- выравнивают электрический потенциал предпламенной зоны горящего факела;

- проводят инициализацию гетерогенных химических реакций в высокоионизированной предпламенной зоне под действием электрического поля заряженного электропроводящего элемента;

- осуществляют электрохимическое факельное сжигание угольной пыли.

Предлагаемый способ электрохимического факельного сжигания угольной пыли поясняется нижеследующим описанием и чертежом, где представлена функциональная схема, обеспечивающая электрохимическое факельное сжигание угольной пыли.

Поток воздушно-пылеугольной смеси 1, поступающий, например, из мельничного вентилятора, поступает в зону горения факела 3, где происходит его воспламенение, например, за счет предварительного нагрева топочного пространства. Из горящего факела происходит инжекция заряженных частиц (электронов и ионов) 4, которые поступают в предпламенную зону 2 факела. Заряженные частицы создают на электропроводящем элементе 5 (например, на сетке) электростатический, равномерно распределенный по всей предпламенной зоне 2, заряд, что обеспечивает равномерное распределение электрического поля и одинаковые условия инициирования протекания гетерогенных химических реакций по всей предпламенной зоне 2, что, в итоге, обеспечивает стабилизацию горения факела.

Таким образом, за счет выравнивания электрического потенциала в предпламенной зоне горящего факела, после его получения, обеспечивается более стабильный процесс горения угольной пыли.

Предлагаемый способ электрохимического факельного сжигания угольной пыли может быть использован при факельном сжигании других видов топлива, например газового конденсата.

Способ электрохимического факельного сжигания угольной пыли, заключающийся в том, что подают воздушно-угольную смесь в зону воспламенения факела, осуществляют воспламенение воздушно-угольной смеси, получают горящий факел угольной пыли, проводят инициализацию гетерогенных химических реакций в высокоионизированной предпламенной зоне, производят электрохимическое факельное сжигание угольной пыли, отличающийся тем, что после получения горящего факела угольной пыли выравнивают электрический потенциал предпламенной зоны горящего факела.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к теплоэнергетике, а более конкретно к способу оптимизации процесса сжигания угольного топлива в вихревой топке энергетической установки. Способ включает использование в режиме запуска энергетической установки угля микропомола с размерами частиц не более 10 мкм, получаемого в трехкамерном дезинтеграторе, в стационарном режиме - угля обычного помола, получаемого в двухступенчатой мельнице с помольными шарами и активатором.

Настоящее изобретение относится к способу и устройству для введения угля и рециркуляции газов при производстве синтез-газа. Способ заключается во введении в реактор газификации (2) порошкообразного материала (С) и подаче технологического газа.

Изобретение относится к области энергетики. Устройство для сжигания пылевидного топлива содержит устройство сжатия воздуха, устройство подготовки воздуха с камерой подготовки воздуха, устройство плазмохимической обработки пылевидного топлива, включающее плазмотрон, и камеру горения, а также трубопроводы, связывающие их.

Изобретение относится к энергетике. Система управления электростанцией с мельницей для измельчения материала для ввода в систему сгорания содержит первый датчик, второй датчик, систему регулирования, компонент модуля оценки состояния, выполненный с возможностью принимать сигналы, причем компонент модуля оценки состояния выполнен с возможностью использовать первый сигнал, второй сигнал и третий сигнал, чтобы вырабатывать сигнал индикатора параметра материала и сигнал индикатора состояния системы, и компонент вывода, для выработки выходного управляющего сигнала.

Изобретение относится к области энергетики. Устройство для сжигания пылевидного топлива содержит устройство 1 сжатия воздуха, устройство 2 подготовки воздуха с камерой 3 подготовки воздуха, устройство 4 плазмохимической обработки пылевидного топлива, включающее плазмотрон 5 и камеру 6 горения, а также трубопроводы, связывающие их.

Изобретение относится к области энергетики. Способ сжигания пылевидного топлива, заключающийся в том, что разделяют воздух методом адсорбирования азота на цеолите, формируют первый поток воздуха, обогащенный кислородом, и второй поток воздуха, обогащенный азотом, выделенным с поверхности цеолита методом его нагрева, затем второй поток воздуха разделяют на основной и дополнительный потоки, дополнительный поток смешивают с пылевидным топливом и смесь подают в начало камеры зажигания, причем часть смеси дополнительного потока воздуха и пылевидного топлива подают через плазмотрон в камеру зажигания, где формируют факел газификации части пылевидного топлива в условиях недостатка кислорода, от первого потока воздуха отделяют часть и посредством трубы отбора воздуха подают в камеру зажигания за выходной срез плазмотрона, после плазмотрона формируют факел зажигания части газифицированного в плазмотроне пылевидного топлива, которым воспламеняют смесь дополнительного потока воздуха и пылевидного топлива, продукты горения из камеры зажигания смешивают с основным потоком воздуха и при недостатке кислорода подают в камеру горения, оставшуюся часть первого потока, обогащенную кислородом, подают в камеру подготовки воздуха, где обрабатывают лазерным излучением твердотельного лазера с длиной волны 762±0,5 и/или 1268±0,5 нм, которая вызывает переход молекул кислорода из основного электронного состояния в возбужденное синглетное состояние O 2 ( b 1 ∑ g + ) , путем подачи лазерного излучения в цилиндрическую камеру подготовки воздуха с зеркальной поверхностью, по меньшей мере, в одном месте под углом к ее поверхности, меньшим угла полного отражения от зеркальной поверхности цилиндрической камеры подготовки воздуха по винтообразной ломаной кривой с шагом между соседними витками винтообразной ломаной линии, большим линейного габаритного размера, измеренного вдоль оси цилиндрической камеры подготовки воздуха, обработанную часть первого потока воздуха с синглетным кислородом подают через коаксиальную перфорированную перегородку в пристеночную область камеры горения, при этом увеличивают концентрацию синглетного кислорода по направлению к выходу из камеры горения.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано на тепловых электрических станциях. Способ интенсификации процесса сжигания низкореакционного угля в котлах ТЭС включает воспламенение и горение пылеугольного низкореакционного топлива, при вводе в процесс горения водной эмульсии с нанодобавкой в виде растворимого таунита.

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к комбинированным пылеугольным горелкам, и может быть использовано в энергетическом машиностроении на пылеугольных котлах с подачей в горелки угольной пыли высокой концентрации (УПВК) по трубам под давлением.

Изобретение относится к области энергетики. Наконечник (100) сопла для сопла (200) трубы для пылевидного твердого топлива печи, работающей на пылевидном твердом топливе, который уменьшает выбросы NOx, причем наконечник (100) сопла содержит кожух (120) для первичного воздуха, содержащий впускной конец (102) и выпускной конец (104), причем впускной конец (102) принимает поток топлива; первую разделительную пластину (160), расположенную в кожухе (120) для первичного воздуха, причем первая разделительная пластина (160) и кожух (120) для первичного воздуха образуют верхнюю камеру (260) для PA-PSF (первичного воздуха - пылевидного твердого топлива) для приема первой части потока топлива; и разделитель (180) потока, расположенный в кожухе (120) для первичного воздуха, причем разделитель (180) потока содержит пару расходящихся поверхностей, который разделяет вторую часть входной струи (230) на верхнюю часть (350) струи PA-PSF и нижнюю часть (360) струи PA-PSF, причем верхняя часть (350) струи PA-PSF и первая часть входной струи (230) объединяются в выпускном конце (104) кожуха (120) для первичного воздуха, образуя верхнюю выходную струю (320) PA-PSF, которая выходит из выпускного конца (104) кожуха (120) для первичного воздуха, отделенная от нижней части (360) струи PA-PSF.

Изобретение относится к энергетике, в частности к пылеугольным горелочным устройствам энергетических котлов. В корпусе 1 горелки расположены входной патрубок 2 вторичного воздуха, который разделяет перегородка 4 на два отдельных входных патрубка: 3 для внешнего канала 9 вторичного воздуха; 5 - для внутреннего канала 12 вторичного воздуха.
Наверх