Спосіб інтенсифікації спалювання твердого палива

1. Спосіб інтенсифікації спалювання твердого палива, що полягає в горінні паливно-повітряної суміші в електричному полі, який відрізняється тим, що процес спалювання відбувається за допомогою електрода з розміщеним на ньому каталізатором, який знаходиться в зоні горіння і на який подається висока напруга. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що електрод виконується у вигляді сітки та з металів змінної валентності або з їх оксидів, або з іншого струмопровідного матеріалу з нанесенням каталізатора. 3. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що напруга на електрод подається в межах 5-20 кВ. (19) (21) a200609123 (22) 17.08.2006 (24) 15.03.2007 (46) 15.03.2007, Бюл. № 3, 2007 р. (72) Столяренко Геннадій Степанович, Вязовик Віталій Миколайович, Водяник Олег Володимирович, Марцінишин Юрій Данилович, Бадко Геннадій Юрійович (73) ПРИВАТНЕ ПІДПРИЄМСТВО "РАДИКАЛ ПЛЮС", ТОВАРИСТВО З ОБМЕЖЕНОЮ ВІДПОВІДАЛЬНІСТЮ "Н АУКОВО-ВИРОБНИЧА КОМПАНІЯ "УКРТРАНСКОМ" (56) WO 9601394, 18.01.1996 RU 96123486, 27.03.1999 RU 2002133230, 10.08.2004 3 78474 4 вимірювання висоти полум'я та інших його параСпосіб спалювання полягає в наступному. метрів, зміни міжелектродної відстані прикладення Спосіб за своєю сутністю складається з фізичповздовжнього поля до полум'я з одночасним рених та термохімічних стадій. Проводиться подрібгулюванням напруженості поля. Спосіб надає змонення палива, транспортування палива та повітря гу також обертати полум'я поперечним електричв зону згорання, перемішування палива та повітря ним полем, що збільшує ступінь перемішування та та спалювання в камері згорання різних конструкподрібнення паливно-повітряної суміші та додатцій. Інтенсифікація процесу згорання за прототиково інтенсифікує горіння. Запропонована нова пом з використанням електричного поля віднооперація електростатичного введення палива в ситься до зони змішування та горіння. зону горіння повздовжнім електричним полем до Інтенсифікація за заявленим способом відноситьмолекулярного рівня додатково інтенсифікує прося до зони горіння, в якій суміщені процеси горінцес горіння полум'я та знижує витрати палива. ня, окислювальні радикальні процеси, каталітичні Спосіб дає змогу регулюва ти також геометрію поактивації палива. лум'я, його температуру та теплопровідність зміЗапропоноване технічне рішення пояснюється ною геометрії та електричних параметрів згадувакресленнями: на Фіг.1 - схема установки; на Фіг.2 них електричних полів, наприклад, фокусува ти порівняльна залежність зміни температури теплополум'я, що достатньо, наприклад, при термічній носія. обробці металів та сплавів. Технологічна схема на Фіг.1 містить: 1 - камеру Недоліки - високі питомі енерговитрати, які згорання; 2 - зону згорання палива з електродами; знижують енергоефективність процесу, необхід3 - електротермічну трубк у запалювання паливноність перемішування та електростатичного розпиповітряної суміші; 4 - ємкість з водою, що нагрівалення палива, складність регулювання процесу ється; 5 - подову сітку; 6 - термостатичну ізоляцію; горіння. 7 - високовольтний електрод з каталізатором; 8 В основу винаходу поставлено задачу доповджерело живлення; 9 - заземлення. нити термічну складову активації процесу горіння Приклад конкретного виконання способу. електронною, хвильовою, електрокаталітичною Потік повітря, який містить пиловидне тверде активацією, забезпечивши максимальну ступінь паливо надходить в камеру згорання 1. Він проховигорання вуглецю з твердого палива. дить через електрод високої напруги у вигляді сітСуть винаходу полягає в горінні паливноки 7, подову сітку 5 та надходить в топку 2. Електповітряної суміші в електричному полі за допоморичним запалюванням 3 досягається температура гою електрод з каталізатором, які знаходяться в запалювання паливно-повітряної суміші та після зоні горіння і на як подається висока напруга, що цього вимикається. Встановлений стаціонарний приводить до зниження енергій активації всіх енпроцес горіння, який визначається за швидкістю дотермічних стадій реакцій горіння за рахунок нагрівання точно виміряного об'єму теплоносія 4 ( утворення атомів кисню, радикалів вуглецю та в нашому випадку води). Подача електричної накисневмісних радикалів. пруги 5-20кВ від джерела живлення 8, 9 на електПоставлена задача вирішується при суміщенні род 7, який виконано у вигляді сітки, що покрита зони розряду, зони горіння і електроннокаталізатором, інтенсифікує процес горіння. Цей каталітичних процесів синтезу низькотемпературрежим визначається за швидкістю нагрівання рівної плазми, яка створюється між двома електроного об'єму теплоносія. дами шляхом подачі високої напруги на електроНа Фіг.2 показані залежності порівняльної зміди, причому електроди виконуються або з металів ни температури води від часу при проведенні хозмінної валентності, або з їх оксидів, або з іншого лостого досліду та експерименту з розрядом. При токопровідного матеріалу з нанесенням каталізаспалюванні вугілля з розрядом спостерігається тору. Напруга на електродах подається в межах 5прискорення нагріву води, що свідчить про виді20кВ. лення більшої кількості тепла, ніж при холостому Порівняльний аналіз з прототипом дозволяє досліді. (На показаних кривих видно три зони: А зробити висновок, що технічне рішення, яке заявзона встановлення рівномірного процесу горіння ляється, відрізняється від прототипу наявністю (початок кривих від 0 до 2 хвилин); Б - зона рівностворення низькотемпературної плазми та електмірного горіння вугілля: прямолінійна ділянка в рокаталітичних процесів в зоні горіння. Це привосередині кривої від 2 до 16 хвилин; С - зона згадить: до наближення швидкостей термо- і електсання процесу горіння (після 16 хвилини)). Для рокаталітичної деструкції вуглецю і вуглеводнів, розрахунків потужності згорання вугілля та ефекякі десорбуються з вугілля; до збільшення швидтивності електроактивації використана ділянка костей окиснення вуглевмісних сполук до вуглекирівномірного горіння. слого газу і води за рахунок високої концентрації Питома потужність виділення тепла при холокисневмісних радикалів, до підвищення ступеню стому досліді досягає в середньому 73Вт/г, тоді як вигорання вуглецю з твердого палива, до економії при використанні розряду досягає в середньому твердого палива. В зв'язку з тим, що каталітичні 94,5Вт/г, що більше на 18,6% та в свою чергу зниплазмові и окислювальні процеси зведені в одну жує витрати палива на ту ж величину. зону в порівнянні з прототипом витрати електроВизначено ступінь вигорання вугілля при проенергії знижуються на 3 порядки, що дає можливеденні обох дослідів. Для цього була визначена вість отримати високу питому економію палива. зольність вугілля та ступінь вигорання вугілля без Витрати палива на створення низькотемпературрозряду та з розрядом. Ступінь вигорання вугілля ної плазми не перевищує 2-5% від отримуваного при холостому досліді складає приблизно 72% (що енергетичного ефекту за пропонованим способом. наближено відповідає котлам, що мають топки з 5 78474 6 цільною решіткою); ступінь вигорання вугілля при горіння. використанні розряду досягає 89%. Ступінь збільТехнічне рішення, що заявляється, дозволяє шення вигорання склала в середньому 17,45%. створити установку інтенсифікації горіння твердого При виведенні каталізаторної сітки високовопалива для діючих котлів будь-якої потужності. льтного електроду з зони згорання, швидкості наВпровадження технічного рішення не потребує гріву теплоносія наближуються і ефект інтенсифізмін або перебудови топок котлів; електричне обкації горіння палива знижується, а вміст вуглецю в ладнання для створення електричного розряду та золі наближується до значення отриманим при низькотемпературної плазми стандартне; каталіхолостому досліді. затори, що напилені на сітку високої напруги - заТаким чином запропонований спосіб інтенсигальнодоступні. фікації процесу горіння приводить до економії паДослідний зразок у вигляду стендової установлива, більш повному вигоранню твердого палива ки виготовлений і випробуваний заявниками. та збільшення коефіцієнту корисної дії процесу 7 Комп’ютерна в ерстка А. Крулевський 78474 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601