RU2049959C1 - Method for burning of solid fuel - Google Patents
Method for burning of solid fuel Download PDFInfo
- Publication number
- RU2049959C1 RU2049959C1 SU5042063A RU2049959C1 RU 2049959 C1 RU2049959 C1 RU 2049959C1 SU 5042063 A SU5042063 A SU 5042063A RU 2049959 C1 RU2049959 C1 RU 2049959C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gases
- melt
- fuel
- flow
- afterburning
- Prior art date
Links
- 239000004449 solid propellant Substances 0.000 title claims abstract description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 21
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 42
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims abstract description 21
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 17
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 22
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 11
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000003238 silicate melt Substances 0.000 claims description 2
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 claims 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 230000003134 recirculating effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 13
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 1
- 230000006735 deficit Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано при сжигании твердого топлива в барботируемом расплаве на тепловых электростанциях. The invention relates to a power system and can be used when burning solid fuel in a sparged melt in thermal power plants.
Известен способ сжигания твердого топлива, взятый за прототип, путем подачи его в силикатный расплав и барботирования расплава кислородсодержащим окислителем, из которого 40-95% подают на барботирование расплава, а остальное количество вводят над расплавом и ведут в нем дожигание продуктов неполного сгорания топлива с коэффициентом избытка окислителя 1,8-1,1 /1/. A known method of burning solid fuel, taken as a prototype, by feeding it to a silicate melt and sparging the melt with an oxygen-containing oxidizing agent, of which 40-95% is fed to sparging the melt, and the remaining amount is introduced over the melt and afterburning products of incomplete fuel combustion with a coefficient excess oxidizer of 1.8-1.1 / 1 /.
Известный способ имеет следующий недостаток. Для поддержания температуры в зоне дожигания продуктов неполного сгорания топлива не выше критической (≈1800 К), обусловленной максимумом образования термических оксидов азота, и ведении процесса сжигания топлива в расплаве с коэффициентом избытка окислителя менее 0,9 дожигание необходимо вести с большим коэффициентом избытка окислителя (до и более 1,8), что ведет к увеличению общего объема дымовых газов, поступающих в энергетический котлоагрегат, снижению его КПД и ухудшению экономичности процесса. Это в особенности относится к сжиганию топлив с высокой температурой плавления его минеральной части, когда температура газов перед дожиганием уже приближается к критической. Кроме того, в известном способе отсутствуют технические решения по вводу окислителя на дожигание, его смешения с восстановительными газами и эффективности процесса дожигания. The known method has the following disadvantage. To maintain the temperature in the afterburning zone of products of incomplete combustion of fuel not higher than critical (≈1800 K), due to the maximum formation of thermal nitrogen oxides, and to conduct the process of burning fuel in the melt with an excess coefficient of oxidizing agent less than 0.9, afterburning must be carried out with a large excess of oxidizing agent ( to and more than 1.8), which leads to an increase in the total volume of flue gases entering the power boiler, a decrease in its efficiency and a deterioration in the efficiency of the process. This is especially true for the burning of fuels with a high melting point of its mineral part, when the temperature of the gases is already approaching critical before afterburning. In addition, in the known method there are no technical solutions for introducing an oxidizing agent for afterburning, its mixing with reducing gases and the efficiency of the afterburning process.
Изобретение направлено на снижение верхнего предела коэффициента избытка окислителя на дожигание продуктов неполного сгорания топлива, эффективность их дожигания и увеличение экономичности процесса сжигания топлива. The invention is aimed at reducing the upper limit of the coefficient of excess oxidizing agent for afterburning products of incomplete combustion of fuel, the efficiency of their afterburning, and increasing the efficiency of the process of burning fuel.
Технический результат достигается тем, что в известном способе сжигания твердого топлива отходящие газы с восстановительной средой предварительно охлаждают впрыском воды в количестве 0,05-0,5 от расхода топлива или подачей рециркуляционных газов в количестве 0,01-0,3 от расхода дутья, подаваемых прямоточными струями под углом навстречу движения газов с закруткой потока к условной окружности, а дожигание продуктов неполного сгорания топлива осуществляют с коэффициентом избытка окислителя 1,05-1,15 путем подачи его в газовый поток выше уровня ввода воды или рециркуляционных газов на расстоянии 0,3-0,8 ширины выходного окна прямоточными струями под углом по ходу газов с закруткой, противоположной вращению основного потока. The technical result is achieved by the fact that in the known method of burning solid fuel, the exhaust gases with a reducing medium are pre-cooled by injection of water in an amount of 0.05-0.5 from the fuel consumption or by supplying recirculation gases in an amount of 0.01-0.3 from the flow of blast, supplied by direct-flow jets at an angle towards the movement of gases with a swirl of the flow to a conditional circle, and the afterburning of products of incomplete combustion of the fuel is carried out with an oxidizer excess ratio of 1.05-1.15 by feeding it into the gas stream above the level of ode of water or recirculation gases at a distance of 0.3-0.8 of the width of the outlet window by direct-flow jets at an angle along the gases with a swirl opposite to the rotation of the main stream.
Впрыск в отходящие газы воды или подача рециркуляционных газов в указанных пределах обеспечивает снижение их температуры на величину, адекватную ее повышению при дожигании продуктов неполного сгорания топлива с коэффициентом избытка окислителя 1,05-1,15, что препятствует повышению температуры в зоне дожигания выше критической и образованию дополнительных термических оксидов азота. При этом увеличение объема дымовых газов происходит в 2-2,5 раза меньше по сравнению с увеличением их объема при охлаждении за счет большого коэффициента избытка окислителя (до и более 1,8), что снижает общий объем дымовых газов и увеличивает экономичность котлоагрегата и процесса в целом. Нижний предел впрыска воды или ввода рециркуляционных газов соответствует ведению процесса сжигания топлива в расплаве с коэффициентом избытка окислителя 0,95, а верхний 0,75. Дальнейшее снижение коэффициента избытка окислителя нецелесообразно из-за дефицита тепла в расплаве и снижения производительности агрегата. The injection of water into the exhaust gases or the supply of recirculation gases within the specified limits ensures a decrease in their temperature by an amount adequate to its increase during afterburning of products of incomplete combustion of the fuel with an excess coefficient of oxidizer of 1.05-1.15, which prevents the temperature in the afterburning zone from rising above the critical and the formation of additional thermal nitrogen oxides. In this case, the increase in the volume of flue gases occurs 2-2.5 times less compared to the increase in their volume during cooling due to the large coefficient of excess oxidizer (up to and above 1.8), which reduces the total volume of flue gases and increases the efficiency of the boiler and process generally. The lower limit of water injection or recirculation gas injection corresponds to the process of burning fuel in the melt with an excess coefficient of oxidizer of 0.95, and the upper 0.75. A further decrease in the coefficient of excess oxidizing agent is impractical due to heat deficit in the melt and a decrease in aggregate productivity.
Подача воды или рециркуляционных газов прямоточными струями под углом навстречу газов с закруткой потока к условной окружности способствует увеличению степени восстановления оксидов азота продуктами неполного сгорания топлива (CO+H2+CnHm) в зоне с восстановительной средой за счет увеличения пути движения газов и времени контакта NOx с восстановителями. Восстановление протекает по реакциям (4):
NOx+H2⇄ H2O+N2
NOx+CO⇄ CO2+N2
Кроме того, впрыск воды или ввод рециркуляционных газов упругими струями и завихрение основного потока газов препятствует выносу в котлоагрегат крупных частиц брызгоуноса, так как при изменении направления движения газов они теряют скорость и оседают в расплав.The supply of water or recirculation gases by direct-flow jets at an angle toward the gases with a flow swirling to a conditional circle increases the degree of reduction of nitrogen oxides by products of incomplete combustion of fuel (CO + H 2 + C n H m ) in the zone with a reducing medium due to an increase in the path of gas movement and contact time NO x with reducing agents. Recovery proceeds according to reactions (4):
NO x + H 2 ⇄ H 2 O + N 2
NO x + CO⇄ CO 2 + N 2
In addition, the injection of water or the introduction of recirculation gases by elastic jets and the swirling of the main gas stream prevents the large particles of the spray nozzle from being transported into the boiler, since when they change the direction of gas movement, they lose speed and settle into the melt.
Подача окислителя для дожигания продуктов неполного сгорания топлива с коэффициентом избытка 1,05-1,15 выше уровня ввода воды или рециркуляционных газов на расстоянии 0,3-0,8 ширины выходного окна обеспечивает достаточное время для протекания реакций восстановления оксидов азота восстановителями, равное 0,35-0,4 с. При этом нижний и верхний пределы расстояния относятся к соответствующим пределам подачи воды или рециркуляционных газов. The supply of an oxidizing agent for the afterburning of products of incomplete combustion of the fuel with an excess coefficient of 1.05-1.15 above the level of water or recirculation gases at a distance of 0.3-0.8 of the width of the outlet window provides sufficient time for the reactions of reduction of nitrogen oxides with reducing agents equal to 0 , 35-0.4 s. In this case, the lower and upper limits of the distance relate to the corresponding limits of the supply of water or recirculation gases.
Ввод окислителя прямоточными струями под углом по ходу газов обеспечивает перенос зоны дожигания продуктов неполного сгорания топлива внутрь топки котлоагрегата и предотвращает тепловое перенапряжение в его нижней части. The input of the oxidizer by direct-flow jets at an angle along the gases ensures the transfer of the afterburning zone of the products of incomplete combustion of fuel into the furnace of the boiler unit and prevents thermal overstrain in its lower part.
Подача окислителя с закруткой, противоположной вращению основного потока, способствует более эффективному перемешиванию продуктов неполного сгорания топлива с окислителем и увеличению степени их дожигания. The supply of an oxidizer with a swirl opposite to the rotation of the main stream promotes more efficient mixing of products of incomplete combustion of the fuel with the oxidizer and an increase in the degree of their afterburning.
Сопоставительный анализ предлагаемого технического решения с прототипом показывает, что предлагаемый способ сжигания твердого топлива отличается тем, что отходящие газы с восстановительной средой предварительно охлаждают впрыском воды в количестве 0,05-0,5 от расхода топлива или вводом рециркуляционных газов в количестве 0,01-0,3 от расхода дутья, подаваемых прямоточными струями под углом навстречу движения газов с закруткой потока к условной окружности, а дожигание продуктов неполного сгорания топлива осуществляют с коэффициентом избытка окислителя 1,05-1,15 путем подачи его в газовый поток выше уровня ввода воды или рециркуляционных газов на расстоянии 0,3-0,8 ширины выходного окна прямоточными струями под углом по ходу газов с закруткой, противоположной вращению основного потока. Таким образом, предлагаемый способ соответствует критерию "новизна", а отличительные признаки обеспечивают ему соответствие критерию "технический уровень". A comparative analysis of the proposed technical solution with the prototype shows that the proposed method for burning solid fuel is characterized in that the exhaust gases with a reducing medium are pre-cooled by injection of water in an amount of 0.05-0.5 from the fuel consumption or by introducing recirculation gases in an amount of 0.01- 0.3 of the flow rate of blast, supplied by direct-flow jets at an angle towards the movement of gases with a swirl of the flow to a conditional circle, and the afterburning of products of incomplete combustion of fuel is carried out with an excess coefficient 1.05-1.15 oxidant and by feeding it into the gas stream above the entry of water or recirculation of gases in the region of the output window width 0.3-0.8 ram jets at an angle along the gas with a twist opposite to the rotation of the main flow. Thus, the proposed method meets the criterion of "novelty," and the distinguishing features ensure that it meets the criterion of "technical level".
П р и м е р. При сжигании угля Ирша-Бородинского месторождения в барботируемом расплаве в количестве 20 т/ч с коэффициентом избытка окислителя 0,9 образуется 115 тыс. нм3/ч газов, в которых содержится 3,7% продуктов неполного сгорания. Минимальная температура расплава по условиям характеристики минеральной части топлива соответствует 1625 К. Если процесс дожигания осуществлять по прототипу с коэффициентом избытка окислителя 1,1, то температура газов возрастет до 1885 К, что выше критической (1800 К), а для того, чтобы она не превышала критическую, необходимо процесс дожигания продуктов неполного сгорания топлива вести с коэффициентом избытка окислителя 1,85, что увеличивает объем продуктов сгорания на 9,0 тыс. нм3/ч по сравнению со стехиометрическим (α= 1,0). При дожигании продуктов неполного сгорания по предлагаемому способу для снижения температуры газов в процессе дожигания до 1800 К потребуется подать на предварительное охлаждение газов 1850 кг/ч воды или 5050 нм3/ч рециркуляционных газов, что уменьшает дополнительный объем дымовых газов соответственно в 2,9 и 1,8 раза по сравнению с прототипом и составляет соответственно по воде 0,093 от расхода топлива и по рециркуляционным газам 0,03 от дутья.PRI me R. When coal is burned in the Irsha-Borodino deposit in a bubbled melt in an amount of 20 t / h with an excess coefficient of oxidizer of 0.9, 115 thousand nm 3 / h of gases are formed, which contain 3.7% of products of incomplete combustion. The minimum temperature of the melt according to the characteristics of the mineral part of the fuel corresponds to 1625 K. If the afterburning process is carried out according to the prototype with an oxidizer excess coefficient of 1.1, then the temperature of the gases will increase to 1885 K, which is higher than the critical (1800 K), and so that it does not exceeding the critical one, it is necessary to conduct the process of afterburning of products of incomplete combustion of fuel with an excess factor of 1.85, which increases the volume of combustion products by 9.0 thousand nm 3 / h compared with stoichiometric (α = 1.0). When afterburning products of incomplete combustion according to the proposed method, to reduce the temperature of the gases during the afterburning process to 1800 K, it will be necessary to feed 1850 kg / h of water or 5050 nm 3 / h of recirculation gases for preliminary cooling of the gases, which reduces the additional volume of flue gases by 2.9 and 1.8 times in comparison with the prototype and is respectively 0.09 from the fuel consumption in water and 0.03 from the blast in recirculation gases.
Использование предлагаемого способа позволяет вести процесс с большей эффективностью и экономичностью. Using the proposed method allows the process to be carried out with greater efficiency and economy.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5042063 RU2049959C1 (en) | 1992-05-14 | 1992-05-14 | Method for burning of solid fuel |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5042063 RU2049959C1 (en) | 1992-05-14 | 1992-05-14 | Method for burning of solid fuel |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2049959C1 true RU2049959C1 (en) | 1995-12-10 |
Family
ID=21604163
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU5042063 RU2049959C1 (en) | 1992-05-14 | 1992-05-14 | Method for burning of solid fuel |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2049959C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2328654C1 (en) * | 2007-05-30 | 2008-07-10 | Игорь Владимирович Иванов | Chamber of fuel firing in melt |
-
1992
- 1992-05-14 RU SU5042063 patent/RU2049959C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Мечев В.В., Иванов В.В. и др. Низкоуглеродистое сырье - ресурс теплоэнергетики, черной и цветной металлургии. Металлы АН СССР, 1991, N 5, с.40. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2328654C1 (en) * | 2007-05-30 | 2008-07-10 | Игорь Владимирович Иванов | Chamber of fuel firing in melt |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA1238570A (en) | Method of reducing the no.sub.x emissions during combustion of nitrogen-containing fuels | |
| US5993203A (en) | Heat transfer enhancements for increasing fuel efficiency in high temperature furnaces | |
| EP0507995B1 (en) | Segregated zoning combustion | |
| US5692890A (en) | Combination apparatus | |
| EP0260382B2 (en) | Low NOx burner | |
| EP1287290B1 (en) | Low nitrogen oxides emissions using three stages of fuel oxidation and in-situ furnace flue gas recirculation | |
| US4739713A (en) | Method and apparatus for reducing the NOx content of flue gas in coal-dust-fired combustion systems | |
| JP2942711B2 (en) | Deep stage combustion method | |
| CN206112904U (en) | Biomass boiler low -nitrogen combustion system | |
| US5186617A (en) | Recirculation and plug flow combustion method | |
| US6258336B1 (en) | Method and apparatus for NOx reduction in flue gases | |
| JPH04231309A (en) | Improved combustion of heat absorption and dissociation | |
| CZ284914B6 (en) | Method of reducing harmful emissions during combustion and a burner for making the same | |
| US5755846A (en) | Regenerative glass melting furnace with minimum NOx formation and method of operating it | |
| US5609662A (en) | Method for processing niter-containing glassmaking materials | |
| RU2049959C1 (en) | Method for burning of solid fuel | |
| US6318277B1 (en) | Method for reducing NOx emissions with minimal increases in unburned carbon and waterwall corrosion | |
| US6913457B2 (en) | Method and apparatus for optimized CO post-combustion in low NOx combustion processes | |
| US6481998B2 (en) | High velocity reburn fuel injector | |
| CN101233377A (en) | Method for calcination of a material with low nox emissions | |
| US11161764B2 (en) | Combustion method applied to melting materials such as glass in an end-fired furnace | |
| JP3068435B2 (en) | Boiler furnace combustion equipment | |
| CA1201409A (en) | Reduction of nitrogen oxide emissions from calciners | |
| JPH09126412A (en) | Low NOx boiler | |
| EP0204059A1 (en) | Method to control a combustion progress |