Способ сжигания твердого топлива

 

Использование: в котельных установках тепловых электростанций, котлах, печах и т. п. Сущность изобретения: твердое топливо сжигают в аэрофонтанном слое путем его предварительной термообработки в предтопке с получением кокса и горючих газов и сжигания кокса в предтопке его выжига. Фракции кокса и золы, продукты сгорания и горючие газы из предтопков подают в нижнюю часть топки, в которой сжигаются мелкие фракции кокса и горючие газы и одновременно осаждаются наиболее грубые коксозоловые фракции, возвращаемые для регулирования температуры слоя и повышения экономичности в предтопок термообработки и в предтопок выжига кокса в соотношении соответственно 0,7 ... 0,4 : 0,3 ... 0,6. 1 ил.

Изобретение относится к сжиганию и переработке твердого топлива и может быть использовано в котельных установках тепловых электростанций, котлах и печах различных отраслей промышленности.

Известен способ сжигания твердого топлива путем его термообработки с получением кокса и горючих газов, разделения их и последующего раздельного сжигания [1] Недостатком способа является то, что отсутствует возможность регулирования температуры горения в реакторе (предтопке) предварительной термической обработки топлива и в топке с псевдоожиженным слоем, в связи с чем снижена экономичность сжигания топлива.

Известен также способ сжигания твердого топлива путем его термообработки в реакторе (предтопке) с получением кокса и горючих газов, разделения их и последующего раздельного сжигания, причем кокс сжигают совместно с воздухом в псевдоожиженном слое (аэрофонтанная топка) при температурах ниже температур размягчения золы, а горючие газы сжигают совместно с очищенными от золы продуктами сгорания, полученными при сжиганияи кокса. Часть золы, отделенной от продуктов сгорания кокса, возвращают в цикл сжигания кокса на стадии термообработки топлива с последующим регулированием ее расхода для регулирования температуры [2] Для повышения экономичности сжигания топлива в этой установке его необходимо дополнительно измельчить до подачи в реактор термообработки.

Недостатком данного способа является отсутствие возможности регулирования температуры коксозоловых фракций и газов в аэрофонтанной топке сжигания кокса (псевдоожиженном слое) возвратом в нее золы и, следовательно, возможности уменьшения горючих (кокса) в выносимых из топки грубых фракциях.

Цель изобретения возможность регулирования температуры коксозоловых фракций и газов в предтопке (реакторе) термообработки топлива и предтопке выжига кокса (аэрофонтанной топке) и повышение экономичности сжигания твердого топлива путем более глубокого выжига кокса в грубых фракциях золы.

Достигается это тем, что выносимые газами мелкие и грубые фракции золы и кокса из предтопка (реактора) термообработки и из предтопка выжига грубых частиц коксозолового остатка (аэрофонтанной топки) подают непосредственно в нижнюю часть топки, являющуюся одновременно камерой осаждения фракций золы и кокса и камерой сжигания мелкой пыли кокса и горючих газов, выносимых из обоих предтопков. Осажденные фракции кокса и золы из топки возвращают одновременно и в предтопок термообработки топлива и в предтопок выжига коксового остатка в грубых фракциях в соотношении соответственно 0,7-0,4:0,3-0,6.

На чертеже приведена схема для реализации предлагаемого способа сжигания.

Схема включает бункер 1 твердого топлива, питатель 2 топлива, трубопровод 3 подачи топлива в предтопок (реактор) 4 термообработки топлива, топку 5, служащую одновременно для осаждения грубых фракций кокса и золы и дожигания мелких фракций кокса и горючих газов, аэрофонтанный предтопок 6 выжига кокса, трубопроводы 7 и 8 подачи воздуха соответственно вниз предтопков и в топку, каналы 9 возврата кокса и золы, осажденных в топке.

Способ осуществляется следующим образом.

Топливо из бункера 1 поступает в питатель 2 сырого угля, откуда по трубопроводу 3 подается в предтопок 4 термообработки. В предтопок 4 по воздухопроводу 7 через сопла подается воздух для фонтанирования топлива и неполного сжигания. В предтопке 4 топливо термообрабатывается и частично газифицируется, в результате чего образуются кокс, зола, продукты полного сгорания топлива и горючие газы. Коксозоловые фракции совместно с продуктами горения топлива выносятся из предтопка в топку 5, а наиболее грубые фракции циркулируют в предтопке.

В топке 5 происходит отделение грубых фракций коксозоловых частиц от мелких и продуктов сгорания топлива, в результате чего грубые коксозоловые частицы осаждаются вниз топки и возвращаются снова в предтопок 4 термообработки и газификации и в предтопок 6 выжига коксозолового остатка. В предтопок 6 аналогично предтопку 4 снизу через сопла подается по воздухопроводу 7 воздух для фонтанирования и выжига кокса. Продукты горения топлива и коксозоловые фракции из предтопка 6 выносятся в топку 5, где также происходит разделение наиболее грубых фракций коксозолового остатка и газообразных продуктов с мелкими фракциями золы. Грубые коксозоловые фракции возвращаются по каналам 9 вновь в оба предтопка для более полного выжига. В топку 5 выше места ввода продуктов сгорания топлива и кокса из предтопков 4, 6 по воздухопроводам 8 подается горячий воздух для сжигания горючих газов и мелких фракций пыли кокса, выносимых из предтопков. Осажденных фракции золы и кокса в топке 5 поступают в предтопок термообработки в соотношении 0,7-0,4 и в предтопок выжига кокса в соотношении 0,3-0,6, что достигается отключением либо включением одного или нескольких перепускных каналов 9, и в зависимости от зольности топлива позволяет регулировать количество коксозоловых фракций в предтопках, их температуру, температуру газов и долю золы, удаляемой из предтопков. Например, при наличии трех перепускных каналов, из которых два соединены с предтопком термообработки и один с предтопком выжига кокса, возврат грубых фракций кокса и золы из топки 5 распределяется по указанным предтопкам соответственно в соотношении 0,7:0,3, а при закрытии одного из каналов, возвращаемых коксозольные фракции в предтопок термообработки, уже в соотношении 0,5: 0,5 в обоих предтопках. При изменении числа каналов до пяти соотношение можно изменять в более широком интервале. Подача фракций кокса и золы из топки только в предтопок выжига коксозолового остатка нецелесообразна, так как это потребовало бы увеличения его размеров в два раза.

Таким образом, в предложенном способе организовано ступенчатое сжигание топлива с рециркуляцией коксозоловых фракций (предтопки топка предтопки) в оба предтопка, благодаря чему можно регулировать температуры газов и коксозоловых фракций в предтопках и потерю тепла с мехнедожогом в шлаке, удаляемом из предтопка выжига кокса.

Представленный способ сжигания топлива реализован на пилотной установке теплопроизводительностью 2,6 Гкал/ч ( ≈ 3 мВт). Получены ожидаемые результаты по регулированию температуры и по экономичности.

Формула изобретения

СПОСОБ СЖИГАНИЯ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА путем его предварительной термообработки в предтопке с получением кокса и горючих газов, сжигания фракций кокса в предтопке, выжига кокса и сжигания горючих газов и мелких фракций кокса в топке, отличающийся тем, что коксозоловые фракции и горючие газы из предтопков подают в нижнюю часть топки и при этом осаждают грубые коксозоловые фракции и возвращают их в предтопок термообработки и предтопок выжига кокса в соотношении соответственно 0,7 - 0,4 : 0,3- 0,6.

РИСУНКИ

Рисунок 1