Система утилизации мокрых углеродсодержащих отходов

Изобретение относится к системам утилизации мокрых углеродсодержащих отходов. Система содержит корпус котла, топку с кипящим слоем, теплообменник и золоуловитель, топка содержит сводчатый корпус из огнеупорного материала с колосником, расположенным на расстоянии 1/3 высоты корпуса от нижней его части, на котором расположена сопловая решетка, причем суммарная площадь сопловых отверстий составляет порядка 30÷50% от площади колосниковой решетки, а в нижней части корпуса топки установлен шнековый разгрузчик, причем на колосниковой решетке расположен инертный носитель в виде крупнозернистого кварцевого песка, а внутри корпуса котла расположены водонагревательные трубы, соединенные с теплопотребителем, при этом в сопла подается теплоноситель от дутьевого вентилятора, соединенного теплопроводом с выходом высокотемпературного воздухонагревателя теплообменного аппарата, а в боковой стенке котла установлено вихревое сопло-горелка, работающее от газообразного топлива, например биогаза, поступающего из биореактора, при этом отходы подаются от пневмозагрузочного устройства через распылительное устройство, выполненное с тангенциальным подводом теплоносителя, а дымоход расположен в одной из боковых стенок котла и соединен теплопроводом с теплообменным аппаратом, выход которого соединен с золоуловителем, содержащим входной патрубок, корпус, выходной патрубок, бункер, оросительные и распылительные сопла, в качестве которых используются центробежные форсунки для распыливания жидкости. Обеспечивается повышение эффективности энергоресурсосбережения и очистки дымовых газов. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к системам утилизации и может быть использовано на тепловых электрических станциях, на углеобогатительных фабриках, нефтеперерабатывающих заводах при утилизации гидрошламов и нефтешламов, а также на энерготехнологических комплексах при утилизации осадков сточных вод.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является утилизатор-золоуловитель по патенту РФ №2435102, С02В 1/10, содержащий утилизатор, входной патрубок, корпус, выходной патрубок, бункер, оросительные и распылительные сопла (прототип).

Недостатком известного устройства является сравнительно невысокая степень ресурсосбережения и очистки дымовых газов.

Технический результат - повышение эффективности энергоресурсосбережения и очистки дымовых газов.

Это достигается тем, что в системе утилизации мокрых углеродсодержащих отходов, содержащей топку, теплообменник и золоуловитель, топка выполнена кипящего слоя и содержит сводчатый корпус из огнеупорного материала с колосником, расположенным на расстоянии 1/3 высоты корпуса от нижней его части, на котором расположена сопловая решетка, причем суммарная площадь сопловых отверстий составляет порядка 30÷50% от площади колосниковой решетки, а в нижней части корпуса топки установлен шнековый разгрузчик, причем на колосниковой решетке расположен инертный носитель в виде крупнозернистого кварцевого песка, а внутри корпуса котла расположены водонагревательные трубы, соединенные с теплопотребителем, при этом в сопла подается теплоноситель от дутьевого вентилятора, соединенного теплопроводом с выходом высокотемпературного воздухонагревателя теплообменного аппарата, а в боковой стенке котла установлено вихревое сопло-горелка, работающее от газообразного топлива, например биогаза, поступающего из биореактора, при этом отходы подаются от пневмозагрузочного устройства через распылительное устройство, выполненное с тангенциальным подводом теплоносителя, а дымоход расположен в одной из боковых стенок котла и соединен теплопроводом с теплообменным аппаратом, выход которого соединен с золоуловителем, содержащим входной патрубок, корпус, выходной патрубок, бункер, оросительные и распылительные сопла, в качестве которых используются центробежные форсунки для распыливания жидкости.

На фиг. 1 изображена схема системы утилизации мокрых углеродсодержащих отходов, на фиг. 2 - фронтальный разрез форсунки для распыливания жидкости.

Система утилизации мокрых углеродсодержащих отходов (фиг. 1, 2) содержит топку кипящего слоя 1, содержащую сводчатый корпус из огнеупорного материала с колосником 2, расположенным на расстоянии 1/3 высоты корпуса от нижней его части, на котором расположена сопловая решетка 3, причем суммарная площадь сопловых отверстий составляет порядка 30÷50% от площади колосниковой решетки 2. В нижней части корпуса топки 1 установлен шнековый разгрузчик 4. На колосниковой решетке 2 расположен инертный носитель в виде крупнозернистого кварцевого песка или шариков из жаропрочного материала, размеры которых лежат в диапазоне 1÷3 мм, а высота насыпного слоя инертного носителя составляет порядка 0,4÷0,6 м. Внутри корпуса котла расположены водонагревательные трубы, соединенные с теплопотребителем (не показано). В сопла 3 подается теплоноситель (горячий воздух с температурой порядка 400÷600°С) от дутьевого вентилятора 5 (вентилятор высокого давления с расходом воздуха порядка 1000÷5000 м3/ч), соединенного теплопроводом 6 с выходом высокотемпературного воздухонагревателя 16 теплообменного аппарата 15. Для розжига и поддержания оптимального режима горения в боковой стенке котла установлено вихревое сопло-горелка 9, работающее от газообразного топлива, например биогаза, поступающего из биореактора 8.

Головной дутьевой вентилятор 17, соединенный со входом высокотемпературного воздухонагревателя 16, установлен последовательно с дутьевыми вентиляторами 5 и 12, которые создают требуемое давление в соплах. Дутьевой вентилятор 12 подает горячий воздух с температурой порядка 400÷600°С в распылительное устройство 10, вход которого соединен с выходом пневмозагрузочного устройства 11 для подачи мокрых углеродсодержащих отходов. Распылительное устройство 10 выполнено с тангенциальным подводом теплоносителя, что позволяет повысить его эффективность за счет вихревых процессов перемешивания жидких отходов с горячим воздухом, поступающим от высокотемпературного воздухонагревателя 16. Дымоход 13 может быть расположен в верхней сводчатой части корпуса или, по крайней мере, в одной из боковых его стенок; он соединен теплопроводом 14 с теплообменным аппаратом 15, выход которого воздуховодом 18 соединен с золоуловителем, содержащим входной патрубок 19 (фиг. 1-2), корпус 20, выходной патрубок, бункер, оросительные и распылительные сопла на входном патрубке 19, в качестве которых используются форсунки для распыливания жидкости (фиг. 2).

Форсунка содержит цилиндрический полый корпус 21 с каналом 23 для подвода жидкости и соосную жестко связанную с корпусом втулку 22 с закрепленным в ее нижней части соплом, выполненным в виде цилиндрической двухступенчатой втулки 24, верхняя цилиндрическая ступень 26 которой соединена посредством резьбового соединения с соосным с ней центральным сердечником 27, имеющим центральное отверстие 29 и установленным с кольцевым зазором 10 относительно внутренней поверхности цилиндрической втулки 24.

Кольцевой зазор 30 соединен по крайней мере с тремя радиальными каналами 25, выполненными в двухступенчатой втулке 24, соединяющими его с кольцевой полостью 28, образованной внутренней поверхностью втулки 2 и внешней поверхностью верхней цилиндрической ступени 26, причем кольцевая полость 28 связана с каналом 23 корпуса 21 для подвода жидкости.

К центральному сердечнику 27, в его нижней части, жестко прикреплен распылитель, выполненный в виде усеченного конуса 31, соосного центральному отверстию 29 сердечника и прикрепленного своим верхним основанием к основанию цилиндра центрального сердечника 27, а к нижнему основанию усеченного конуса 31 посредством по крайней мере трех спиц 33 прикреплен рассекатель 32, который выполнен в виде торцевой круглой пластины, края которой отогнуты в сторону кольцевого зазора 30.

На внешней боковой поверхности усеченного конуса 31 имеются винтовые канавки (не показаны), которые способствуют более интенсивному распыливанию жидкости.

В рассекателе 32, который прикреплен к нижнему основанию усеченного конуса 31 посредством по крайней мере трех спиц 33 и выполнен в виде торцевой круглой пластины, края которой отогнуты в сторону кольцевого зазора 30, осесимметрично центральному отверстию 29 центрального сердечника 27, выполнено дроссельное отверстие 34.

Возможен вариант, когда к втулке 22, жестко связанной с корпусом 21, в ее нижней части соосно прикреплен внешний диффузор 35, а к нижнему основанию усеченного конуса 31 распылителя, жестко прикрепленного к центральному сердечнику 27, в его нижней части, при этом на внешней боковой поверхности усеченного конуса 31 имеются винтовые канавки, соосно прикреплен внутренний перфорированный диффузор 36, таким образом, что выходные сечения внешнего 35 и внутреннего 36 диффузоров лежат в одной плоскости.

Работа форсунки осуществляется следующим образом.

Жидкость под давлением подается в полость корпуса форсунки 21 и затем поступает по двум направлениям: первое - в кольцевую полость 28 через радиальные каналы 25, затем в кольцевой зазор 30 между соплом и центральным сердечником 27. При давлениях на входе более 0,2 МПа жидкость разгоняется с образованием пленки жидкости, которая не отрывается от его внешней поверхности и приобретает вращательное движение на винтовой внешней поверхности усеченного конуса 31.

Второе направление, по которому поступает жидкость, - через канал 23 для подвода жидкости в полость центрального отверстия 29 центрального сердечника 27, а затем через полость усеченного конуса 31 поступает на рассекатель 32, который выполнен в виде торцевой круглой пластины, края которой отогнуты в сторону кольцевого зазора 30, при этом происходит многократное дробление капельных потоков жидкости, истекающих по этим направлениям.

Наличие газовых включений в жидкости дополнительно возмущает ее поверхность, что приводит к волнообразованию и объемному дроблению жидкостной пленки. Потери механической энергии при внешнем разгоне (по внешней конической поверхности) уменьшаются по сравнению с таким же разгоном в закрытом канале.

Система утилизации мокрых углеродсодержащих отходов работает следующим образом.

Для розжига и поддержания оптимального режима горения в боковой стенке котла установлено вихревое сопло-горелка 9, работающее от газообразного топлива, например биогаза, поступающего из биореактора 8. Подаваемые сверху топки через распылительное устройство 10 на колосниковую решетку 2, на которой расположен инертный носитель в виде крупнозернистого кварцевого песка, мокрые углеродсодержащие отходы попадают на кипящий слой раскаленного кварцевого песка, при этом вода мгновенно испаряется, а твердые частички топлива интенсивно сгорают, отдавая теплоту водонагревательным трубам котла. Температура горения достигает порядка 800÷950°С, причем стабильность ее поддерживается за счет присутствия в зоне горения воды и пара и теплового аккумулятора в виде раскаленного инертного носителя, который обеспечивает необходимую инерционность процесса горения. В сопла 3 подается горячий воздух с температурой порядка 400÷600°С от дутьевого вентилятора 5 высокого давления с расходом воздуха порядка 1000÷5000 м3/ч, соединенного теплопроводом 6 с выходом высокотемпературного воздухонагревателя 16 теплообменного аппарата 15. Дымоход 13 может быть расположен в верхней сводчатой части корпуса или по крайней мере в одной из боковых его стенок; он соединен теплопроводом 14 с теплообменным аппаратом 15, выход которого воздуховодом 18 соединен с золоуловителем, содержащим входной патрубок 19. В мокром золоуловителе (фиг. 1, 2) отсепарированная за счет центробежных сил пыль оседает на пленке воды, стекающей по стенке аппарата, что уменьшает вторичный захват зольных частиц потока. Более высокая степень улавливания достигается при применении центробежных форсунок в качестве оросительных и распылительные сопел, а также мокрых скрубберов с устройством для предварительного увлажнения газа (например, предварительно включенным аппаратом Вентури с распылительными соплами).

1. Система для утилизации мокрых углеродсодержащих отходов, содержащая корпус котла, топку с кипящим слоем, теплообменник и золоуловитель, при этом топка содержит сводчатый корпус из огнеупорного материала с колосником, расположенным на расстоянии 1/3 высоты корпуса от нижней его части, на котором расположена сопловая решетка, причем суммарная площадь сопловых отверстий составляет 30÷50% от площади колосниковой решетки, а в нижней части корпуса топки установлен шнековый разгрузчик, причем на колосниковой решетке расположен инертный носитель в виде крупнозернистого кварцевого песка, а внутри корпуса котла расположены водонагревательные трубы, соединенные с теплопотребителем, дутьевой вентилятор, соединенный теплопроводом с выходом высокотемпературного воздухонагревателя теплообменного аппарата, для подачи теплоносителя в сопла, вихревое сопло-горелка, установленное в боковой стенке котла и работающее на газообразном топливе - биогазе, поступающем из биореактора, пневмозагрузочное устройство с распылительным устройством для подачи углеродсодержащих отходов, выполненное с тангенциальным подводом теплоносителя, дымоход, расположенный в одной из боковых стенок котла и соединенный теплопроводом с теплообменным аппаратом, выход которого соединен с золоуловителем, содержащим корпус, входной патрубок, выходной патрубок, бункер, оросительные и распылительные сопла, выполненные в виде форсунок для распыливания жидкости, отличающаяся тем, что форсунка выполнена в виде полого корпуса с соплом и центральным сердечником, в корпусе которого имеется канал для подвода жидкости и соосная жестко связанная с ним втулка с закрепленным в ее нижней части соплом, выполненным в виде цилиндрической двухступенчатой втулки, верхняя цилиндрическая ступень которой соединена посредством резьбового соединения с соосным с ней центральным сердечником, имеющим центральное отверстие и установленным с кольцевым зазором относительно внутренней поверхности цилиндрической двухступенчатой втулки, при этом кольцевой зазор соединен по крайней мере с тремя радиальными каналами, выполненными в двухступенчатой втулке, соединяющими его с кольцевой полостью, образованной внутренней поверхностью и внешней поверхностью верхней цилиндрической ступени, причем кольцевая полость соединена с каналом корпуса для подвода жидкости к центральному сердечнику, в его нижней части жестко прикреплен распылитель, выполненный в виде усеченного конуса, соосного центральному отверстию сердечника и прикрепленного своим верхним основанием к основанию цилиндра центрального сердечника, а к нижнему основанию усеченного конуса по крайней мере тремя спицами прикреплен рассекатель, выполненный в виде торцевой круглой пластины, края которой отогнуты в сторону кольцевого зазора, а на внешней боковой поверхности усеченного конуса выполнены винтовые канавки, при этом в рассекателе форсунки осесимметрично центральному отверстию центрального сердечника выполнено дроссельное отверстие.

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что в нижней части втулки, жестко связанной с корпусом форсунки, соосно прикреплен внешний диффузор, а к нижнему основанию усеченного конуса распылителя, жестко прикрепленного к центральному сердечнику, в его нижней части соосно прикреплен внутренний перфорированный диффузор с обеспечением размещения выходных сечений внешнего и внутреннего диффузоров в одной плоскости, при этом на внешней боковой поверхности усеченного конуса выполнены винтовые канавки.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к литейному производству. Противопригарная краска для литейных форм и стержней содержит цирконовый порошок, воду, пыль бигхаузную, ортофосфорную кислоту и алюмохромфосфатное связующее при следующем соотношении компонентов, мас.%: цирконовый порошок 70,0-80,0; пыль бигхаузная 2,0-4,0; ортофосфорная кислота 5,0-8,0; алюмохромфосфатное связующее 2,0-5,0; вода остальное.
Изобретение относится к порошковой металлургии, а именно к металлополимерным композициям для изготовления PIM-изделий путем формования и спекания указанных композиций.

Изобретение относится к литейному производству, а именно к вспененной песчаной смеси, используемой для изготовления литейных песчаных стержней и литейных песчаных форм для литья алюминия или алюминиевых сплавов.

Изобретение относится к литейному производству, а именно к получению отливок по удаляемым (выплавляемым, выжигаемым, газифицируемым) моделям. Способ включает послойное нанесение на модель оболочек путем погружения модели в суспензию из огнеупорного наполнителя и раствора связующего и последующей обсыпки зернистым материалом.
Изобретение относится к литейному производству. Смесь для изготовления водорастворимых стержней содержит, мас.%: галогенид аммония 5-10, нитрат натрия и нитрат калия в сумме 25-35, карбамид - остальное.

Настоящее изобретение относится к связующему на основе полиуретана с применением изоцианатов, содержащих уретониминовые и/или карбодиимидные группы для получения стержней и литейных форм, к смеси формовочных материалов, содержащей связующее, и к способу применения связующего для получения литейных форм.

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано при литье алюминиевых и магниевых сплавов. Холоднотвердеющая смесь содержит, мас.ч.: кремнезем - 100, карбамидная смола - 2,1-3,5, ортофосфорная кислота - 0,5-1,3, по меньшей мере, одно соединение бора - 0,1-0,3, и нанодисперсный углеродсодержащий модификатор в количестве 0,005-0,1% от массы карбамидной смолы.

Настоящее изобретение относится к литейному производству. Добавка содержит полые алюмосиликатные микросферы в количестве от 90% до 99% и флюс от 1% до 10% от общего веса добавки.
Изобретение относится к литейному производству. Формовочная смесь содержит заполнитель формовочной смеси и соль органической кислоты.

Изобретение относится к литейному производству. Песчаную литейную форму изготавливают из песка, поверхностно-активного вещества, воды и жидкого стекла.
Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для изготовления форм, применяемых при производстве литых биметаллических штампов горячего деформирования, пресс-форм для литья под давлением, ковочных штампов для твердожидкой штамповки. Формовочная смесь содержит, мас.%: стальную дробь 50-60, пыль из отходящих газовых потоков электродуговых печей 4-6, фенолформальдегидную смолу 3-6, 25%-ный водный раствор кристаллогидрата азотнокислой меди и 16%-ный водный раствор кобальта диамида в качестве катализатора 0,3-0,6, цирконовый песок в качестве наполнителя - остальное. Обеспечивается повышение газопроницаемости огнеупорности смеси.
Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для литья металлических деталей с использованием пресс-форм и стержней, формованных холодным отверждением. Композиция содержит предшественник полиуретанового связующего, содержащий первую часть и вторую часть, причем первая часть содержит полиольный компонент, а вторая часть содержит полиизоцианатный компонент, и компонент жидкого катализатора отверждения в диапазоне от приблизительно 5 до 7 мас. % от веса первой части полиуретанового связующего, содержащий 2-этанолпиридин. При этом жидкий катализатор отверждения обеспечивает рабочее время, протекающее от смешивания компонентов связующего и наполнителя до достижения уровня 60 по шкале твердости сырой формы «В», от приблизительно 45 до приблизительно 60 минут, и время извлечения, протекающее от смешивания компонентов связующего и наполнителя до достижения уровня 90 по шкале твердости сырой формы «В», составляющее менее приблизительно 167% рабочего времени. С помощью способа холодного отверждения обеспечивают формование более крупных отливок металла за счет обеспечения более длительного рабочего времени. 3 н. и 5 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано, в частности, для изготовления водорастворимых стержней для литья шликеров на основе Al2O3. Материал содержит, мас.%: хлорид натрия 17÷12, калий йодистый 15÷16, натрий азотнокислый 14÷11 и нитрат аммония 54÷62. Обеспечивается повышение качества отливок из керамического шликера. 2 табл., 3 пр.

Изобретение относится к литейному производству и предназначено для песчано-смоляных и песчано-глинистых форм, используемых при литье магниевых сплавов. Формовочная смесь содержит кварцевый песок, связующее и противопригарную добавку в виде карбида кремния в количестве от 4% до 36 мас.% по отношению к общей массе формовочной смеси. Карбид кремния представляет собой порошок или микропорошок со средним размером частиц менее среднего размера частиц песка, используемого в формовочной смеси. Формовочная смесь дополнительно может содержать олеофильный бентонит в виде сухого порошка или в набухшем состоянии в количестве от 0,5% до 12 мас.% по отношению к общей массе формовочной смеси. Обеспечивается повышение надежности защиты магниевых сплавов от окисления, чистоты поверхности отливок. 2 з.п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для получения отливок из черного или цветного металла или их сплавов. Формовочная смесь содержит огнеупорную основу, связующее на основе жидкого стекла, сульфат бария и пылевидный оксид металла. Смесь обеспечивает повышение качества поверхности отливок. 5 н. и 15 з.п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к области литейного производства. Смесь содержит, мас. %: карбамидо-фурановое связующее 1.5-2.2, кислый катализатор отверждения 0.3-0.7, борную кислоту 0.2-0.4, активатор твердения порошкообразный (АТП) 0.4-0.6, огнеупорный наполнитель - остальное. Обеспечивается повышение прочности смеси в горячем состоянии и увеличение ее живучести. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к литейному производству. Смесь содержит, мас.%: экструзионный крахмальный реагент 0,8-1,5, алюмохромфосфатное связующее 3,0-5,0, трепел 2,0-4,0 и огнеупорный наполнитель. Обеспечивается увеличение прочностных характеристик смеси и снижение осыпаемости. 2 табл.

Изобретение относится к системам утилизации мокрых углеродсодержащих отходов. Система содержит корпус котла, топку с кипящим слоем, теплообменник и золоуловитель, топка содержит сводчатый корпус из огнеупорного материала с колосником, расположенным на расстоянии 13 высоты корпуса от нижней его части, на котором расположена сопловая решетка, причем суммарная площадь сопловых отверстий составляет порядка 30÷50 от площади колосниковой решетки, а в нижней части корпуса топки установлен шнековый разгрузчик, причем на колосниковой решетке расположен инертный носитель в виде крупнозернистого кварцевого песка, а внутри корпуса котла расположены водонагревательные трубы, соединенные с теплопотребителем, при этом в сопла подается теплоноситель от дутьевого вентилятора, соединенного теплопроводом с выходом высокотемпературного воздухонагревателя теплообменного аппарата, а в боковой стенке котла установлено вихревое сопло-горелка, работающее от газообразного топлива, например биогаза, поступающего из биореактора, при этом отходы подаются от пневмозагрузочного устройства через распылительное устройство, выполненное с тангенциальным подводом теплоносителя, а дымоход расположен в одной из боковых стенок котла и соединен теплопроводом с теплообменным аппаратом, выход которого соединен с золоуловителем, содержащим входной патрубок, корпус, выходной патрубок, бункер, оросительные и распылительные сопла, в качестве которых используются центробежные форсунки для распыливания жидкости. Обеспечивается повышение эффективности энергоресурсосбережения и очистки дымовых газов. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Наверх