Способ производства и сжигания пылевидного и газообразного топлива и устройство для его осуществления

Способ производства и сжигания пылевидного и газообразного топлива и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к горелкам для сжигания пылевидного и газообразного топлива и может быть использовано в коммунальном хозяйстве для нагревания воды в котлах, а также в строительстве, сельском хозяйстве и пищевой промышленности.

Известен способ комбинированного сжигания пылевидного и газообразного топлива путем подачи закрученного потока воздуха и ввода газообразного топлива (а.с. СССР №1163088, F 23 C 1/12, от 04.04.83, опубл. 23.06.85, БИ №23).

Недостатком данного способа является невозможность подготовки пылевидного топлива к сжиганию.

Известна горелка для сжигания угольно-водной топливной суспензии. В горелке обеспечивается одновременное сгорание суспензии и пылевидного угля в потоке воздуха (патент США №5519583 F 23 C 1/10, от 27.10.94, опубл. 07.05.96, Реф. журнал ВИНИТИ: Турбостроение. Котлостроение (отд. вып), шифр 49, РФ 98.7.49.161П).

Недостатком данной горелки является невозможность сжигания различных видов топлива (природный газ, топливные эмульсии, опилки, бытовые отходы), а также отсутствуют средства подготовки пылевидного топлива. Известен способ подготовки и сжигания твердого топлива и системы для его осуществления, включающий устройство для загрузки, устройство для дозирования и устройство для размола (патент РФ №2202739 F 23 K 1/00, от 20.04.2003 - прототип). Данный способ и системы для его осуществления позволяют готовить пылевидное топливо как из углей, так и из опилок и бытовых отходов. Недостатком данного способа и устройства является невозможность сжигать различные виды топлива (жидкое, газообразное, суспензии, эмульсии в сочетании с пылевидными).

Задачей данного изобретения является создание способа производства и сжигания пылевидного и газообразного топлива и устройства для его осуществления. Кроме того, задачей изобретения является создание способа и устройства для производства и сжигания различных топливных суспензий и эмульсий.

Поставленная задача решается способом производства и сжигания пылевидного и газообразного топлив, включающим загрузку, дозирование и размол, по изобретению, пылевидное топливо подают с помощью транспортирующего материала, а воздух подают тангенциально подаче смеси пылевидного топлива с транспортирующим материалом, причем воздух подают в сопло горелки, а подачу вторичного воздуха осуществляют с помощью эжекции.

Способ реализуется устройством для производства и сжигания пылевидного и газообразного топлив, включающим устройство для загрузки, устройство для дозирования, устройство для размола, по изобретению, устройство для сжигания пылевидного топлива состоит из устройства для транспортирования, выполненного в виде трубы с конусной втулкой, а устройство для подачи пыли выполнено в виде бункера и взаимодействует с трубой, причем устройство для подачи пыли размещено за конусной втулкой, а устройство для подачи вторичного воздуха выполнено, как минимум, из одной пары конусных втулок, вставленных одна в другую с зазором, а корпус трубы в месте соединения втулок перфорирован, кроме того, сопло сообщено с устройством для подачи вторичного воздуха, при этом в сопле тангенциально выполнены отверстия для подачи первичного воздуха.

Анализ предложенного решения с прототипом позволил выделить признаки, отличающие предложенное решение от прототипа, что соответствует критерию «новизна». Сравнительный анализ предложенного решения с известными не выявил решений, признаки которых совпадают с признаками предложенного решения, что соответствует критерию «изобретательский уровень». Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена принципиальная схема устройства, на фиг.2 - схематический чертеж устройства для сжигания топлива. Устройство для производства и сжигания пылевидного и газообразного топлива состоит из устройства для загрузки 1, выполненного в виде, например, вибрационного активатора АВ600-160, устройства для дозирования 2, выполненного, например, в виде бункера-питателя вибрационного БПВ-100М, устройства для размола 3, например вибромельница МВ-60, устройства для сжигания пылевидного топлива 4 (фиг.2), которое состоит из устройства для транспортирования 5, выполненного в виде трубы 6 с конусной втулкой 7. А устройство для подачи пыли выполнено в виде бункера 8 и взаимодействует с трубой 6, причем устройство для подачи пыли размещено за конусной втулкой 7. Устройство для подачи вторичного воздуха 9 выполнено, как минимум, из одной пары конусных втулок, вставленных одна в другую с зазором 10, а на корпусе трубы 6 в месте соединения втулок выполнены перфорации 11. Сопло 12 сообщено с устройством для подачи вторичного воздуха 9. В сопле 12 тангенциально выполнены отверстия 13 для подачи первичного воздуха.

Примеры осуществления способа.

Способ осуществляется следующим образом.

Пример 1. В качестве пылевидного топлива использовали опилки лиственных и хвойных пород с влажностью 18%. Опилки совместно со щепой устройством для загрузки 1 (фиг.1), выполненным в виде, например, вибрационного активатора АВ600-160, подавали в устройство для дозирования, выполненное, например, в виде бункера-питателя вибрационного БПВ-100М, который подавал дозированно опилки в вибромельницу МВ-60.

Активаторы, дозаторы, мельницы могут быть различного конструктивного исполнения. Из устройства для размола, вибромельницы МВ-60, размолотые опилки со щепой до тонины менее 200 мкм подавали в бункер 8, который сообщен патрубком (не показан) с трубой 6. В начальный период патрубок перекрыт заслонкой (не показана), например, шиберной.

Транспортирующий материал (водно-угольная суспензия, природный и сжиженный газ, мазут, нефть, отработка масла, масляные эмульсии, горячая вода, пар, воздух и т.д.) в примере, природный газ поступает в устройство 4 для сжигания (фиг.2) пылевидного топлива.

По устройству для транспортирования 5, выполненному в виде трубы с конусной втулкой 7, транспортирующий материал поступает в устройство для подачи вторичного воздуха 9, выполненное из, как минимум, одой пары конусных втулок (их может быть несколько). Проходя по конусной втулке, скорость природного газа возрастала, и во второй конусной втулке 9 за счет резкого расширения создается разрежение, а так как втулки соединены с зазором 10, наружный воздух засасывается через перфорации 11 за счет эжекции и поступает во вторую конусную втулку 9, перемешиваясь с природным газом. Подача воздуха через перфорации 11 может регулироваться, например, с помощью «шторок» (не показаны). Втулка 9 соединена с соплом 12, которое выполнено, например, в виде диффузора, и перемешенный природный газ с воздухом поступает в сопло 12, куда одновременно по тангенциальным отверстиям 13 подается воздух, который создает «воронку», вращаясь по стенкам сопла (диффузора) 12. Топливо хорошо перемешивается с воздухом и вращающейся струей подается в топку, где и поджигается факелом или запальной свечой. Горелка начинает работать. При этом в воронке создается разрежение, которое и засасывает топливо с большой силой.

При достижении в топке температуры выше 1000°С шиберная заслонка (не показана) открывается и древесная пыль из бункера 8 засасывается в трубу 6 за счет разрежения в патрубке (не показан), которое создается ускоренным движением воздуха через конусную втулку 7 и резким падением скорости в полости трубы 6, газопылевая смесь поступает в топку и сгорает. После достижения равномерного горения в качестве транспортирующего материала вместо природного газа используют водно-угольную суспензию. В случае снижения температуры горения в транспортирующий материал (водно-угольную суспензию) добавляется 5-10% природного газа или мазута. Достигается равномерное горение.

Пример 2. В качестве пылевидного топлива используют бытовые отходы, предварительно измельченные до тонины 3-5 мм (бумага, картон, полимеры и т.д.). Подготовка пыли аналогична изложенной в примере 1. В качестве транспортирующего материала используют мазут. Достигается равномерное горение с заданной температурой.

Пример 3. В качестве пылевидного топлива используют каменный уголь с размером частиц 3-5 мм. Подготовка пыли аналогична изложенной в примере 1. Транспортирующий материал в момент запуска горелки - природный газ; после достижения температуры более 1000°С в качестве транспортирующего газа используют горячую воду. Достигается равномерное горение с заданной температурой. Для прекращения горения шиберную заслонку (не показана) бункера 8 закрывают, перфорированные отверстия 11 закрывают шторкой (не показана), транспортирующий материал отключают, подачу воздуха через отверстия 13 прекращают. Работа горелки завершена.

Таким образом, предложенный способ производства и сжигания пылевидного и газообразного топлива и устройство для его осуществления позволяют готовить и сжигать пылевидное топливо из различных материалов.

1 Способ производства и сжигания пылевидного и газообразного топлив, включающий загрузку, дозирование и размол, отличающийся тем, что пылевидное топливо подают с помощью транспортирующего материала, а воздух подают тангенциально подаче смеси пылевидного топлива с транспортирующим материалом, причем воздух подают в сопло горелки, а подачу вторичного воздуха осуществляют с помощью эжекции.

2. Устройство для производства и сжигания пылевидного и газообразного топлив, включающий устройство для загрузки, устройство для дозирования, устройство для размола, отличающееся тем, что устройство для сжигания пылевидного топлива состоит из устройства для транспортирования, выполненного в виде трубы с конусной втулкой, а устройство для подачи пыли выполнено в виде бункера и взаимодействует с трубой, причем устройство для подачи пыли размещено за конусной втулкой, а устройство для подачи вторичного воздуха выполнено, как минимум, из одной пары конусных втулок, вставленных одна в другую с зазором, а корпус трубы в месте соединения втулок перфорирован, кроме того, сопло сообщено с устройством для подачи вторичного воздуха, при этом в сопле тангенциально выполнены отверстия для подачи первичного воздуха.