RU2498155C1 - Способ сжигания твердого топлива - Google Patents
Способ сжигания твердого топлива Download PDFInfo
- Publication number
- RU2498155C1 RU2498155C1 RU2012123254/06A RU2012123254A RU2498155C1 RU 2498155 C1 RU2498155 C1 RU 2498155C1 RU 2012123254/06 A RU2012123254/06 A RU 2012123254/06A RU 2012123254 A RU2012123254 A RU 2012123254A RU 2498155 C1 RU2498155 C1 RU 2498155C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- melt
- furnace
- fuel
- oxygen
- gas
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 239000004449 solid propellant Substances 0.000 title claims abstract description 10
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 30
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims abstract description 28
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 14
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 claims abstract 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims 1
- 238000002309 gasification Methods 0.000 abstract description 7
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 229910002090 carbon oxide Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 9
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- RHZUVFJBSILHOK-UHFFFAOYSA-N anthracen-1-ylmethanolate Chemical compound C1=CC=C2C=C3C(C[O-])=CC=CC3=CC2=C1 RHZUVFJBSILHOK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003830 anthracite Substances 0.000 description 3
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 239000003415 peat Substances 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 3
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 2
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 2
- -1 ferrous metals Chemical class 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- OMZSGWSJDCOLKM-UHFFFAOYSA-N copper(II) sulfide Chemical compound [S-2].[Cu+2] OMZSGWSJDCOLKM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- JQJCSZOEVBFDKO-UHFFFAOYSA-N lead zinc Chemical compound [Zn].[Pb] JQJCSZOEVBFDKO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003562 lightweight material Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000009853 pyrometallurgy Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Изобретение может быть использовано в области энергетики, газовой, угольной и химической отраслях промышленности. Способ сжигания твердого топлива включает подачу его в шлаковый расплав топки, барботирование расплава кислородсодержащим газом или газообразным кислородом, сжигание и вывод продуктов сгорания из топки. Подачу топлива осуществляют со стороны верхнего ряда фурм топки, а сжигание ведут при полном покрытии поверхности расплава шубой слоем от 0,3-0,7 м в зависимости от вида топлива, при этом в ванне расплава создают регулируемое вращательное движение расплава в вертикальной плоскости упругими встречными струями кислородсодержащего газа, подаваемого в расплав на разных уровнях с раздельным для струй регулируемым давлением в пределах 0,8-3 ати. Изобретение позволяет повысить выход оксида углерода при газификации. 2 ил., 1 табл.
Description
Изобретение относится к области энергетики, газовой, угольной и химической отраслям промышленности.
В России предложен ряд процессов газификации и сжигания угля в расплавленной шлаковой ванне, мало отличающихся друг от друга, имеющих в качестве основного устройства плавильный агрегат: (по авторскому свидетельству №510842 «Способ непрерывной плавки сульфидных материалов» и патентам: США №№4252560 «Пирометаллургический способ обработки сырья тяжелого цветного металла», 4294433 «Пирометаллургический способ и печь для штейна и неочищенных цветных металлов»; Франции «Пирометаллургический способ и печь для превращения руд тяжелых цветных металлов» - заявка №2444721, Японии - заявка №56-45980 «Печь и способ пирометаллургии для обработки шихты тяжелых цветных металлов». Широко внедренный процесс плавки медного сульфидного сырья в ванне шлакового расплава стал основой для разработки многих новых процессов. Печь для всех этих процессов - фьюминговая печь, уже почти сто лет работающую в свинцово-цинковой и оловянной металлургии. Недостатками вышеперечисленных способов является невозможность получения газифицированного топлива.
Наиболее близким к предлагаемому является способ сжигания твердого топлива (патент РФ №2049291 опуб. 27.11.1995), включающий подачу его в шлаковый расплав топки, барботирование расплава кислородсодержащим газом или газообразным кислородом и вывод продуктов сгорания из топки.
Недостатком данного способа является низкий выход оксида углерода. Опытно-промышленные испытания по переработке углей в шлаковом расплаве показали, что при загрузке углей на шлаковую ванну уголь находится на поверхности и только бурное перемешивание ванны газами дает возможность проникать ему вглубь расплава. В существующих печах это приводит к сжиганию большего количества топлива, чем это необходимо для оптимального процесса газификации.
Задачей изобретения является повышение выхода оксида углерода при газификации, интенсификации этого процесса, расширение возможности его регулирования.
Достигается это за счет способа сжигания твердого топлива, включающего подачу его в шлаковый расплав топки, барботирование расплава кислородсодержащим газом или газообразным кислородом, сжигание и вывод продуктов сгорания из топки. Согласно изобретению подачу топлива осуществляют со стороны верхнего ряда фурм, а сжигание ведут при полном покрытии поверхности ванны топливом (шубой) с изменением высоты слоя 0,3-0,7 м над уровнем расплава в зависимости от вида топлива. При этом в ванне расплава создают регулируемое вращательное движение расплава в вертикальной плоскости созданного упругими встречными струями кислородсодержащего газа, подаваемого в расплав на разных уровнях с раздельным для струй регулируемым давлением газа в пределах 0,8-3 ати, а соотношение кислорода и воздуха в дутье для погруженных в расплав верхних и нижних фурм регулируется раздельно.
Подачу топлива со стороны верхнего ряда фурм осуществляют для того, чтобы оно увлекалось потоком струи (фиг.1, 2) в сторону нижних фурм и увлечение топлива вглубь расплава шлака. Это позволяет более полно извлечь из твердого топлива летучих, а оставшийся более тяжелый коксовый остаток (для угля 60%, для древесины 32%, для торфа 45-47%, для антрацита 99%) выходит из зоны контакта верхней кислородсодержащей струи и попадает в область работы второго ряда более заглубленных фурм, увеличивает зону контакта кислорода с топливом. При этом в расплаве будут проходить следующие реакции:
2С+O2=2CO, С+O2=CO2,
выход которых будет определяться температурой.
Образование на поверхности шлакового расплава шубы из твердого топлива позволяет снизить в генераторном газе содержание CO2, т.к. при выходе газа CO2 из шлакового расплава и прохождения его через слой шубы при температурах свыше 750°C идет реакция:
CO2+C=2СО.
Процесс газификации происходит более активно с малым выходом углекислого газа, если слой органического материала будет полностью закрывать всю поверхность и возвышаться над ней. При этом для различного топлива могут быть подобраны разные режимы. Например, облегченные материалы (торф, дерево) могут иметь слой, непогруженный в расплав на высоту до 0,7 метра, а более тяжелые (уголь, антрацит) не менее 0,3 м.
Следует отметить, что летучие составляющие при соприкосновении угля, торфа или дерева с расплавом мгновенно, взрывоподобно выделяются и разрушают куски топлива на мелкие частички. У антрацита это происходит хуже. Газификация кокса будет происходить также хуже, если не увеличивать концентрацию кислорода в дутье нижних рядов фурм, для этого соотношение кислорода и воздуха в дутье для погруженных в расплав верхних и нижних фурм регулируется раздельно с помощью известных устройств.
При общем давлении в фурмах меньше 0,8 ати интенсивность процесса резко падает, увеличение давления свыше 3 ати приводит к сильному возрастанию пылевыноса.
Опыты по получению генераторного газа проводили в модельных устройствах, имеющих две фурмы расположенные на одном уровне (прототип) и смещенные относительно друг друга (по предложенному способу), помещенные в шахтную печь для компенсации тепловых потерь во внешнюю среду в связи с малыми размерами. В разогретую печь до 1400°C устанавливали устройство, включали дутье, заливали жидкий шлак и включали дутье, после чего на поверхность расплава подавали твердый восстановитель. Результаты анализов на соотношение CO, CO2 и по содержанию одного из газов по прототипу и предложенному способу приведены в таблице.
Таким образом, использование фурм, расположенных на разных высотах, позволяет повысить выход генераторного газа по сравнению с прототипом.
Газогенераторы предложенного типа могут иметь производительность от 500 тонн угля в сутки до 2000-3000 тонн и более.
Способ реализуется на примере газогенератора, приведенного на фиг.1, 2, где 1 - шахта, 2 - загрузочная течка твердого топлива, 3 - направление движения расплава в печи, 4 - перегородка, 5 - верхний ряд кислородовоздушных фурм, 6 - нижние ряд кислородовоздушных фурм, 7 - горелка обогрева сифона, 8 - сифон для выпуска расплава.
Вариант конструкции газогенератора - наклон стенок до 30° от вертикали от уровня расплава в спокойном состоянии или установка горизонтального газохода цилиндрического газохода. Эти варианты конструкции снижают пылевынос за счет снижения скорости газов на выходе из расплава и могут быть применены при газификации мелкого коксика, древесных опилок и других сыпучих материалов.
Работает газогенератор следующим образом.
Через сифон 8 в газогенератор заливается жидкий шлак, наплавленный в какой-либо печи. Жидкая ванна шлака может быть наплавлена газовыми переносными горелками на его подине до уровня нижних фурм 6, после чего включается горелка обогрева сифона 7. Затем включается дутье через нижние фурмы и начинает загружаться твердое топливо через загрузочную течку 2. После появления следов расплава у верхних фурм включается дутье верхних фурм 5 и газогенератор выводится на технологический уровень, включается подача газа в наклоные фурмы 5, 6, создающих вертикальное перемешивание шихты в расплаве 3. Для исключения удаления газов установлены вертикальные перегородки 4.
При непрерывной работе шлак из сифона 8 переливается непрерывно в какую-либо емкость, ковши, миксер, электропечь и др. Горючий газ либо прямо сжигается в газогенераторе, либо через шахту 1 после утилизации физического тепла в котле поступает на очистку и далее используется по назначению.
Газогенераторы предложенного типа могут иметь производительность от 500 тонн твердого топлива в сутки до 2000-3000 тонн и более.
Claims (1)
- Способ сжигания твердого топлива, включающий подачу его в шлаковый расплав топки, барботирование расплава кислородсодержащим газом или газообразным кислородом, сжигание и вывод продуктов сгорания из топки, отличающийся тем, что подачу топлива осуществляют со стороны верхнего ряда фурм топки, а сжигание ведут при полном покрытии поверхности расплава шубой слоем от 0,3-0,7 м в зависимости от вида топлива, при этом в ванне расплава создают регулируемое вращательное движение расплава в вертикальной плоскости упругими встречными струями кислородсодержащего газа, подаваемого в расплав на разных уровнях с раздельным для струй регулируемым давлением в пределах 0,8-3 ати.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012123254/06A RU2498155C1 (ru) | 2012-06-05 | 2012-06-05 | Способ сжигания твердого топлива |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012123254/06A RU2498155C1 (ru) | 2012-06-05 | 2012-06-05 | Способ сжигания твердого топлива |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2498155C1 true RU2498155C1 (ru) | 2013-11-10 |
Family
ID=49683219
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012123254/06A RU2498155C1 (ru) | 2012-06-05 | 2012-06-05 | Способ сжигания твердого топлива |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2498155C1 (ru) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1502907A1 (ru) * | 1987-06-16 | 1989-08-23 | Московский институт стали и сплавов | Устройство дл сжигани кускового топлива с жидким шлакоудалением |
| RU2031310C1 (ru) * | 1991-05-16 | 1995-03-20 | Иванов Владимир Васильевич | Топка для сжигания твердого топлива в расплаве |
| RU2059930C1 (ru) * | 1994-03-05 | 1996-05-10 | Валерий Валентинович Мечев | Топка |
| RU2067727C1 (ru) * | 1993-12-20 | 1996-10-10 | Валерий Валентинович Мечев | Печь для переработки отходов |
| US8001912B2 (en) * | 2003-11-21 | 2011-08-23 | Heat Transfer International, Inc. | Pyrolyzing gasification system and method of use |
-
2012
- 2012-06-05 RU RU2012123254/06A patent/RU2498155C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1502907A1 (ru) * | 1987-06-16 | 1989-08-23 | Московский институт стали и сплавов | Устройство дл сжигани кускового топлива с жидким шлакоудалением |
| RU2031310C1 (ru) * | 1991-05-16 | 1995-03-20 | Иванов Владимир Васильевич | Топка для сжигания твердого топлива в расплаве |
| RU2067727C1 (ru) * | 1993-12-20 | 1996-10-10 | Валерий Валентинович Мечев | Печь для переработки отходов |
| RU2059930C1 (ru) * | 1994-03-05 | 1996-05-10 | Валерий Валентинович Мечев | Топка |
| US8001912B2 (en) * | 2003-11-21 | 2011-08-23 | Heat Transfer International, Inc. | Pyrolyzing gasification system and method of use |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CZ302435B6 (cs) | Zpusob najíždení procesu prímého tavení | |
| HU195981B (en) | Process for increased supplying into electrical arc furnaces | |
| EP0184405B1 (en) | Processes and apparatus for the smelting reduction of ores | |
| CA2636155C (en) | Use of an induction furnace for the production of iron from ore | |
| US4095960A (en) | Apparatus and method for the gasification of solid carbonaceous material | |
| RU2226219C2 (ru) | Способ прямой плавки | |
| KR880701780A (ko) | 자기용제 하거나 하지 않은, 자기 환원하는 집괴(集塊)나 광석으로부터 철 및 비철금속을 제련하는 제련장치 | |
| RU2498155C1 (ru) | Способ сжигания твердого топлива | |
| JP7698638B2 (ja) | 改良型プラズマ誘起フューミング炉 | |
| CA2928766C (en) | Smelting apparatus and method of using the same | |
| RU2547084C2 (ru) | Способ металлургической газификации твердого топлива | |
| RU2630155C2 (ru) | Способ запуска плавильного процесса | |
| WO2009099348A1 (ru) | Печь для плавки в жидкой ванне материалов, содержащих цветные, черные металлы и тугоплавкие образования | |
| IE52611B1 (en) | Recovering and concentrating nonferrous materials such as zinc and lead and apparatus therefor | |
| RU2215238C1 (ru) | Печь для переработки шлакообразующих материалов | |
| RU2151197C1 (ru) | Способ выплавки чугуна и агрегат для его осуществления | |
| CN102168188B (zh) | 用于锑浮选精矿闪速氧化粗炼生产工艺的锑闪速氧化冶金炉 | |
| SU1740425A1 (ru) | Шахтна плазменна печь дл восстановлени металлов | |
| RU2463368C2 (ru) | Способ и устройство для переработки окисленных рудных материалов, содержащих железо, никель и кобальт | |
| RU2840987C1 (ru) | Улучшенная плазменно-индуцируемая фьюминговая печь | |
| US7435281B2 (en) | Pyrometallurgic process for the treatment of steelwork residues | |
| JP4992257B2 (ja) | 還元金属の製造方法 | |
| RU2618297C1 (ru) | Способ производства чугуна процессом жидкофазного восстановления Ромелт | |
| RU2359188C2 (ru) | Агрегат для переработки пылевидного свинец- и цинксодержащего сырья | |
| RU58123U1 (ru) | Устройство для восстановления оксидов металла |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170606 |