Способ сжигания органического топлива в топливоиспользующих установках, содержащих поверхности нагрева

Способ сжигания органического топлива в топливоиспользующих установках, содержащих поверхности нагрева

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН И Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

< > 752II9 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 26.10.78 (21) 2679022!29-33 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (5:; a.K.. F23 C 7(0O

С!О Е 10/00

Государственный комитет по делам изобретений и открытий (53) УДК 628.54 (088.8) (43) Опубликовано 30,07.80. Бюллетень № 28 (45) Дата опубликования описания 30.07.80 (72) Авторы изобретения Л. М. Цирульников, С. И. Пучинян и Х. Х. Хакимов (71) Заявитель Среднеазиатский филиал Всесоюзного научноисследовательского института использования газа в народном хозяйстве и подземного хранения нефти и сжиженных газов (54) СПОСОБ СЖИГАНИЯ ОРГАНИЧЕСКОГО ТОПЛИВА

В ТОПЛИВОИСПОЛЪЗУЮЩИХ УСТАНОВКАХ, СОДЕРЖАЩИХ ПОВЕРХНОСТИ НАГРЕВА

Kat(Fe„A ) 1

SO + O- 7Г1г1 — 13QO к SO" —: 2 О

Изобретение относится к области сжигания органического топлива, преимущественно к проблеме уменьшения токсичных продуктов горения в топливоиспользующих установках и может быть использовано в энергетике и других отраслях народного хозяйства.

Сжигание органического топлива в топливоиспользующих установках сопровождается образованием и выбросом в окружающую среду токсичных продуктов горения: окислов азота NO„, окислов серы SO„, окиси углерода СО, сажистых частиц.

Рассеивание вредных выбросов дымовыми трубами не решает проблемы защиты атмосферы вследствие ее насыщения этими выбросами, строительство же высоких дымовых труб очень дорого. Не решают проблемы и многие конструктивные и режимные мероприятия, направленные на уменьшение токсичности выбросов, так как они не уменьшают суммарной токсичности выбросов. Например, сжигание органического топлива с минимальными избытками воздуха позволяет уменьшить образование и выброс ЯОз и в некоторых случаях NO, При этом увеличивается образование,и выброс сажистых частиц, бензапирена С»Н,> и окиси углерода

СО.

Известны присадки, действие которых направлено на нейтрализацию определенных видов токсичных продуктов сгорания, однако их применение не позволяет получить одновременного положительного эффекта в уменьшении концентраций указанных токсичных продуктов горения и уменьшения коррозии и загрязнения поверхностей нагрева топливопспользующпх устано10 вок (1).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является способ сжигания органического топлива в топливоиспользующих установках, содержащих поверхности нагрев",, включающий ввод топлива и присадки. утилизацию тепла продуктов горения поверхностями нагрева и отвод дымовых газов. Присадку вводят в виде реактива, со20 держащего железо (2).

Однако этот способ содержит противоречие, заключающееся в том, что железо, вводимое для нейтрализации продуктов сгоп,ния сернистого мазута, в первую очередь

25 SO3, само является катализатором гетерогенного каталитического образования SO-. по реакции:

752119

Kat1F e„() „,)

700 -:- 1300

SO,, об. %

1 4 О г/м

Поверхность нагрева

0,1 0,025 48

Д 10 — 3 а

0,25

0,15

Беа алюмосиликата

С алюмосиликатом

0 02 0 005 35 !

Аналогичное действие железа, внесенное в зону горения и в зафакельную зону, оказывает на образование окислов азота NO„ по реакции

Недостатком способа является образование (прн внесении железа в зону горения и в зафакельную зону) на поверхностях нагрева конвективной шахты топливоиспользующих установок твердых, коркообразных, трудноудалимых отложений, которые являются причиной ухудшения экономичности работы топливоиспользующих установок.

Цель изобретения — уменьшение образования газообразных токсичных продуктов горения путем подавления каталитической активности поверхностей нагрева.

Цель достигается тем, что в способе сжигания органического топлива, в топливоиспользующих установках, содержащих поверхности нагрева, включающем ввод топлива и присадки, утилизацию тепла продуктов горения поверхностями нагрева и отвод дымовых газов, присадку вводят в виде алюмосиликатной суспензии и наносят ее на поверхности нагрева, причем размвр алюмосиликатных частиц составляет 1 — 5 мкм.

Нанесение присадки осуществляется в процессе сжигания органического топлива.

Алюмосиликатная присадка предварительно диспергируется в водной фазе, причем получающаяся в технологическом процессе

Нагрузка котла номинальная; содержание избыточного кислорода в зоне конвективного пароперегревателя — 0,6%, Рентгеноструктурный анализ проб, взятых с поверхностей нагрева, показал значительное уменьшение (в некоторых случаях полное исчезновение) каталитически активных соединений V, Ха, Fe, Мо, Ni, С и появление нейтральных соединений.

Измерения концентраций токсичных продуктов горения, проводившиеся на других

-селимах работы котла, подтверждают ре:-ультаты, приведенные в таблице.

Нанесение алюмосиликата с размером астиц 0,1 — 5 мкм на поверхности нагрева приводит к уменьшению концентраций токнчных продуктов горения. суспензия присадки содержит част .:чки алюмосиликата, кристаллическая структура которого на 90% состоит из атомов АI и Si.

Преимущество способа заключается в том, что алюмосилчкат является отравителем таких катализаторов образования NO,-, ЯОа, СО, сажи, С аН 2, как V, Na, Fe, Мо, Ni, С, которые находятся на поверхностях нагрева (входят в их состав или в состав эоловых отложений). Алюмосиликат вступает с ними в реакции, в результате которых образуются каталитически нейтральные соединения, например:

15 А120а. 2%0г. 2Н О+ХагЯОп - " O;, —. 2N aAl S I04 . i О;, + 2НгО+ SO,, Нанесение покрытия алюмосилнкатной присадки может осуществляться в зависимости от преимущественного вида сжигаемого топлива, конструкции топливоиспользующей установки, других конкретных условий как подачей присадки вместе с топливом, так и подачей присадки отдельно от

25 топлива, вводом ее в продукты сгорания, или же нанесение присадки на поверхности нагрева осуществляется на неработающей топливоиспользующей установке.

Пример. Приведены исследования газомазутного котельного агрегата ПК-41-1 энергоблока 300 МВт как с нанесенным на поверхности нагрева алюмосиликатом, так и без него. Полученные экспериментальные данные концентраций NO,-, ЯОа, СО, сажи и бензапирена приведены в таблице.

CO Сажа, С„„Н, об. % г/м нкг/100 м

При нанесении алюмосиликата с размером фракций более 5 мкм, результаты хуже, а при размере частиц .50 — 100 мкм (98%) положительного влияния алюмосили40 катного покрытия на уменьшение концентраций токсичных продуктов горения не обнаружено.

Использование изобретения обеспечивает снижение концентраций токсичных продук45 тов горения, в том числе окислов азота на

35 — 40%, серного ангидрида на 30%, окиси углерода и сажистых частиц в -5 раз, бензапирена на 28 — 30%.

Изобретение позволяет повысить надежность н экономичность работы топливоиспользующей установки, вследствие снижения концентраций SOq, СО и сажистых частиц.

752119

Формула изобретения

Составитель T. Лепахина

Текрсд А. h,àìûøíèêoâà

Редактор Г. Улыбина

Корректор С. Срай

Заказ 890/1016 Изд, М 400 Тираж 626 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

Способ сжигания органического топлива в топливоиспользующих установках, содержащих поверхности нагрева, включающий ввод топлива и присадки, утилизацию тепла продуктов горения поверхностями нагрева в отвод дымовых газов, о т л и ч а ющ:и и с я тем, что, с целью уменьшения образования газообразных токсичных продуктов горения путем подавления каталитической активности поверхностей нагрева, присадку вводят в виде алюмосиликатной суспензи и, наносят ее на поверхности нагрева, причем размер алюмосиликатных частиц составляет 0,1 — 5 мкл .

Источники информации, принятые во ванимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

М 281273, кл. С 02 С 5/04, 1969.

2. Патент Франции М 2181607, кл. С 10 E

10/00, 1974.