Спосіб знезаражування димових газів паливоспалювальних агрегатів
Номер патенту: 14845
Опубліковано: 15.05.2006
Автори: Данілін Євген Олексійович, Лобов Олександр Олександрович
Формула / Реферат
Спосіб знезаражування димових газів паливоспалювальних агрегатів, стосовно до якого спалювання пального у паливній камері паливоспалювального агрегату ведуть у режимі неповного згоряння палива при мінімально можливому коефіцієнті надлишку повітря , а допалювання димових газів, які відходять від паливоспалювального агрегату, здійснюють в реакторі шляхом введення до реактора додаткового газового палива та додаткового повітря, який відрізняється тим, що температуру в реакторі підтримують на рівні 750-1200 °С, при цьому для спалювання паливних складових палива та димових газів використовують кисень, який міститься у димових газах, а регулювання режиму допалювання димових газів ведуть шляхом регулювання подачі додаткового газового палива у відповідності до наступної залежності:
,
де: - кількість додаткового газового палива, м3/год;
- кількість димових газів, які надійшли на знезаражування, м3/год;
- теплоємність димових газів, ккал/м3 0С;
- температура димових газів у реакторі, 0С;
- температура димових газів на виході паливної камери паливоспалювального агрегату, °С;
- витрати тепла, що виділяється до навколишнього середовища, ккал/год;
- кількість тепла, яке відтворюється від спалювання паливних складових, що містяться у димових газах, ккал/год;
- теплотворна здатність додаткового палива, ккал/м3,
при цьому регулюють подачу додаткового повітря для спалювання додаткового газового палива у відповідності до наступної залежності:
,
де: - кількість додаткового повітря, м3/год;
- теоретична кількість кисню, яка необхідна для спалювання додаткового палива, м3/м3;
- кількість кисню у димових газах, м3/м3;
- кількість оксидів вуглецю у димових газах, м3/м3;
- кількість водню у димових газах, м3/м3;
- коефіцієнт надлишку повітря у реакторі;
- кількість додаткового газового палива, м3/год;
- кількість димових газів, які надійшли на знезаражування, м3/год.
Текст
Спосіб знезаражування димових газів паливоспалювальних агрегатів, стосовно до якого спалювання пального у паливній камері паливоспалювального агрегату ведуть у режимі неповного згоряння палива при мінімально можливому коефіцієнті надлишку повітря , а допалювання димових газів, які відходять від паливоспалювального агрегату, здійснюють в реакторі шляхом введення до реактора додаткового газового палива та додаткового повітря, який відрізняється тим, що температуру в реакторі підтримують на рівні 750-1200 °С, при цьому для спалювання паливних складових палива та димових газів використовують кисень, який міститься у димових газах, а регулювання режиму допалювання димових газів ведуть шляхом регулювання подачі додаткового газового палива у відповідності до наступної залежності: QÂÍÑ QÏÑ Äà ÑÄÃtp CÄÃt Äà 2 (19) UA заражування, м3/год; 3 0 CÄà - теплоємність димових газів, ккал/м С; Корисна модель стосується способів знезаражування димових газів, а саме способів зниження концентрації оксидів азоту і вуглецю в димових газах, які відходять від паливоспалювальних агрегатів, зокрема коксових батарей, і може бути використана в металургійній і інших галузях промисловості. Відомий спосіб очищення димових газів від оксидів азоту шляхом введення в димові гази при температурі 1100-1400°С водної суспензії алюмосилікату [див. авт. свід. СРСР №879157, M. кл. F23G7/06, опубл.07.11.81р.]. Недоліками відомого способу є його висока собівартість, оскільки використання алюмосиліка 3 14845 4 0 тного каталізатора вимагає наявності спеціальних tp - температура димових газів у реакторі, С; пристроїв, призначених для введення вказаної t Äà - температура димових газів на виході пасуспензії в продукти згоряння, і недостатня ефективність знезаражування димових газів, що відхоливної камери паливоспалювального агрегату, °С; дять від паливоспалювальних агрегатів. QÂÍÑ - витрати тепла, що виділяється до наВідомий спосіб знезаражування димових газів вколишнього середовища, ккал/год; паливоспалювальних агрегатів, прийнятий у якості QÏÑ - кількість тепла, яке відтворюється від прототипа, що включає спалювання пального у спалювання паливних складових, що містяться у паливній камері паливоспалювального агрегату в димових газах, ккал/год; режимі неповного згоряння палива при мінімально можливому коефіцієнті надлишку повітря , а доqÏ - теплотворна здатність додаткового палипалювання димових газів, які відходять від палива, ккал/м3, воспалювального агрегату, здійснюють в реакторі, при цьому регулюють подачу додаткового пошляхом введення до реактора додаткового газовітря для спалювання додаткового газового паливого палива та додаткового повітря [див. пат. ва у відповідності до наступної залежності: України №47140А, МПК F23G7/00, L ÄÏ 4,76 Î 2Ò ð Ï 0,5(Ñ0ÄÃ Í 2Äà ) Äà Π2Äà Äà (2) опубл.17.06.2002р.]. де: L ÄÏ - кількість додаткового повітря, м3/год; Недоліком відомого способу є недостатній ступінь очищення димових газів від оксидів азоту і Î 2Ò - теоретична кількість кисню, яка необвуглецю, які відходять від паливоспалювального хідна для спалювання додаткового палива, м3/м3; агрегату. Процес допалювання димових газів не є 3 3 Î 2Äà - кількість кисню у димових газах, м /м ; оптимізованим, а саме допалювання відбувається у статичному режимі без регулювання кількості і C0 Äà - кількість оксидів вуглецю у димових гатеплотворної здатності додаткового палива та зах, м3/м3; кількості додаткового повітря, що подається до 3 3 Í 2 Äà - кількість водню у димових газах, м /м ; реактора. Також не ураховується вміст кисню у димових газах, що призводить до необгрунтованих ð - коефіцієнт надлишку повітря у реакторі; витрат додаткового палива. Задачею корисної моделі, що заявляється, є Ï - кількість додаткового газового палива, розробка високоефективного та економічного спом3/год; собу знезаражування димових газів паливоспалюÄà - кількість димових газів, які надійшли на вальних агрегатів, який забезпечує зниження конзнезаражування, м3/год. центрації оксидів азоту і вуглецю у димових газах, При спалюванні пального у паливній камері за рахунок як керування утворенням димових газів паливоспалювального агрегату встановлюють у паливоспалювальному агрегаті на стадії процесу такий режим неповного згоряння палива, що зазгоряння палива, так і регулювання режиму допабезпечує необхідний склад димових газів на виході лювання димових газів, що відходять від паливопаливоспалювального агрегату, а саме, при мініспалювальних агрегатів. мально можливому коефіцієнті надлишку повітря Поставлена задача розв'язується тим, що у віу паливній камері утворюються димові гази з низьдомому способі знезаражування димових газів ким рівнем концентрації оксидів азоту (250паливоспалювальних агрегатів, згідно до якого 3 450мг/м ) та з надмірним вмістом оксидів вуглецю спалювання пального у паливній камері паливо(1000-20000мг/м3). Це забезпечується як шляхом спалювального агрегату ведуть у режимі неповнорегулювання подачі повітря до паливної камери го згоряння палива при мінімально можливому паливоспалювального агрегату, так і за рахунок коефіцієнті надлишку повітря , а допалювання керування гідравлічним режимом паливоспалювадимових газів, які відходять від паливоспалювальльного агрегату. ного агрегату, здійснюють в реакторі, шляхом ввеДопалювання димових газів, що відходять від дення до реактора додаткового газового палива та паливоспалювального агрегату, здійснюють у реадодаткового повітря, стосовно корисної моделі, що кторі при температурі, яку підтримують у реакторі заявляється, температуру в реакторі підтримують на рівні 750-1200°С, шляхом введення до реактора на рівні 750-1200°С, при цьому для спалювання додаткового газового палива. Процес згоряння паливних складових палива та димових газів видодаткового газового палива відтворюють з викокористовують кисень, який міститься у димових ристанням кисню, який міститься у димових газах, газах, а регулювання режиму допалювання димота додаткового повітря, яке також вводять до реавих газів ведуть шляхом регулювання подачі доктора. Регулювання режиму допалювання димових даткового газового палива у відповідності до нагазів ведуть шляхом регулювання подачі додаткоступної залежності: вого газового палива у відповідності до вищенавеÑÄÃtp CÄÃt Äà QÂÍÑ QÏÑ Äà (1) деної залежності [1], при цьому регулюють подачу Ï qÏ додаткового повітря для спалювання додаткового де: Ï - кількість додаткового газового палигазового палива у відповідності до залежності [2]. Технічна задача, на вирішення якої направлева, м3/год; на корисна модель, що заявляється, полягає в - кількість димових газів, які надійшли на Äà зниженні концентрації оксидів азоту і вуглецю в знезаражування, м3/год; газоподібних відходах шляхом зниження початко3 0 CÄà - теплоємність димових газів, ккал/м С; вої концентрації оксидів азоту за рахунок вибору 5 14845 6 оптимальних режимів утворення димових газів у вуглецю при вказаних показниках коефіцієнта паливоспалювальному агрегаті та їх допалюванні. надлишку повітря а становили 1000-10000мг/м3 у Вибір оптимальних режимів утворення димових димових газах на виході паливної камери 1. газів у паливоспалювальному агрегаті проводитьДопалювання димових газів, що відходять від ся з урахуванням вихідного теоретичного віднопаливоспалювального агрегату, здійснювали у шення оксидів азоту і вуглецю при різних коефіцієреакторі 5, шляхом введення до реактора 5 додаткового газового палива при температурі, яку підтнтах надлишку повітря . римували у реакторі 5 на рівні 750-1200°С. Процес В результаті регулювання режиму допалюванзгоряння додаткового газового палива відтворюня димових газів у реакторі при температурі 750вали з використанням кисню, що містився у димо1200°С відбувається зниження концентрації оксивих газах, та додаткового повітря, яке також вводів азоту і вуглецю в газоподібних відходах до градили до реактора 5. Динамічне регулювання нично допустимих значень, що є тим технічним режиму допалювання димових газів вели шляхом результатом, який досягається у заявленій корисрегулювання кількості додаткового газового палиній моделі. ва ( П) та кількості додаткового повітря (LДП), які На Фіг. зображений паливоспалювальний агрегат, у якому реалізується спосіб знезаражування подавали до реактора 5, у відповідності до вищедимових газів паливоспалювальних агрегатів, що наведених залежностей (1), (2). заявляється. При цьому враховували такі показники, як кіСпосіб, що заявляється, здійснюється у палилькість димових газів, що надійшли на знезаражувоспалювальному агрегаті, зокрема коксовій батавання ( ДГ), теплоємність димових газів (СДГ), темреї (умовно показаної на Фіг.), яка використовуєтьпературу димових газів у реакторі 5 (tp), ся при виробництві коксу. Коксова батарея, як температуру димових газів на виході паливної кавідомо, має від 65 до 77 коксових печей, кожна з мери 1 паливоспалювального агрегату (tДГ), витраяких містить окрему паливну камеру. При роботі ти тепла, що виділяється до навколишнього серекоксової батареї, режими роботи кожної паливної довища (QВНС), кількість тепла, яке відтворюється камери суттєво відрізняються між собою, що завід спалювання паливних складових, що містяться лежить від стану кладки опалювальної системи у димових газах (QПС), теплотворну здатність дококсової батареї, та інших чинників, пов'язаних з даткового палива (qП), кількість додаткового повітособливостями виробництва коксу в коксових баря (LДП), теоретичну кількість кисню, яку необхідно тареях. подати для спалювання додаткового палива (О2T), Розглянемо можливість реалізації заявленої кількість кисню у димових газах (О2ДГ), кількість корисної моделі на прикладі однієї паливної камеоксидів вуглецю у димових газах (С0ДГ), кількість ри коксової батареї. водню у димових газах (Н2ДГ) та коефіцієнт надНа Фіг. показана паливна камера 1 коксової лишку повітря у реакторі ( Р). батареї, до якої подавали паливо і повітря. При У зв'язку з тим, що згоряння додаткового газоцьому витрати повітря встановлювали таким чивого палива проводили зі значним баластуванням ном, щоб створити умови згоряння палива при димовими газами, концентрація додаткового вмісмінімально можливому коефіцієнту надлишку повіту оксидів азоту, що відтворювалися при згорянні тря . Регулювання витрат палива і повітря, що додаткового палива, була незначною. Таким чиподаються на згоряння, здійснювали за допомогою ном, при допалюванні димових газів у реакторі при клапанів 2, встановлених на підвідних трубопротемпературі 750-1200°С, концентрація оксиду вугводах 3, 4 подачі палива і повітря до паливної калецю в димових газах на виході з реактора 5 знимери 1 коксової батареї, відповідно. У якості палижувалася до 5-150мг/м3, а концентрація оксидів ва використовували коксовий газ. Величина азоту залишалася нарівні 200-450мг/м3 (див. Табкоефіцієнта надлишку повітря у паливній камері лиця 2). Потім димові гази, що виходили з реакто1 коксової батареї становила 1,1-1,3. Внаслідок ра 5, подавали до котла-утилізатора 6, де вони згоряння палива в паливній камері 1 при мінімальохолоджувалися до температури 150-190°С, а поно можливому коефіцієнту надлишку повітря тім за допомогою димотягу 7 відводилися у ди( =1,1-1,3) відбувалося утворення надмірного вмімар 8. сту оксиду вуглецю при незначному утворенні окПри допалюванні димових газів, які відходили сидів азоту, що пояснюється високою активністю з паливної камери 1 паливоспалювального агрегаатомарного вуглецю, що приєднує до себе атомату, у якості додаткового газового палива викорисрний кисень в процесі горіння. В результаті, контовували або природний газ, або коксовий газ, або центрація оксидів азоту на виході паливоспалювадоменний газ, або суміш зазначених газів, які ввольного агрегату знижувалась до 250-450мг/м3 (див. дили до реактора 5 у співвідношенні 1:2-1:20 відТабл.1). (Концентрація оксидів азоту, які зазвичай носно кількості димових газів, у залежності від утворюються у паливних камерах коксових бататеплотворної здатність додаткового палива (qП). рей, знаходиться на рівні 1000-1200мг/м3). Вказане Приклади здійснення способу. зниження концентрації оксидів азоту в паливній Дослідження, щодо реалізації способа, що закамері 1 коксової батареї, при реалізації заявленоявляється, проводилися на коксовій батареї №1 го технічного рішення, забезпечувалось як шляхом BAT „Запорожкокс". регулювання подачі повітря до паливної камери Приклад 1. паливоспалювального агрегату, так і за рахунок Кількість димових газів ( ДГ), які надходили на керування гідравлічним режимом паливоспалювазнезаражування, - 120000м3/год. льного агрегату. Склад димових газів, що відходили з паливної Граничні показники підвищеного вмісту оксиду камери 1 коксової батареї, був наступним, у 7 14845 8 мас.%: О2=4,6; СО2=5,8; Н2О=17,3; N2=72,1; ті надлишку повітря у реакторі ( p=1,3). У якості СО=0,2. Температура димових газів на виході падодаткового палива використовували коксовий газ ливної камери 1 паливоспалювального агрегату наступного складу, у мас.%: СO2=2,2; O2=1,1; (tДГ) дорівнювалась 3000С. При цьому мінімальний СmНn=2,2; СO=6,3; СН4=25,3; N2=58,0; Н2=4.9. вихід оксидів азоту (374мг/м3), який містився у диДинамічне регулювання режиму допалювання мових газах, що відходили з паливної камери 1, димових газів вели шляхом регулювання кількості був забезпечений при мінімально можливому кододаткового газового палива ( П) та кількості доефіцієнті надлишку повітря =1,3. При цьому вихід даткового повітря (LДП), які подавали до реактора оксиду вуглецю в димових газах на виході з пали5, у відповідності до вищенаведених залежностей вної камери 1 становив 2100мг/м3. Потім димові (1), (2). Так, кількість додаткового газового палива гази, що відходили з паливної камери 1, направ( П) склала 10350м3/год при теплотворній здатносляли до реактора 5, де допалювали при температі додаткового палива (qП)-4000ккал/м3, а кількість турі 910°С та коефіцієнті надлишку повітря у реакдодаткового повітря (LДП)-35300м3/год. торі ( Р=1,3). У якості додаткового палива При цьому концентрація оксиду вуглецю у дивикористовували коксовий газ наступного складу, мових газах становила 12мг/м3, а концентрація у мас.%: СО2=2,2; О2=1,1; CmHn=2,2; СО=6,3; оксидів азоту знижувалась до 367мг/м3. Після чого СН4=25,3; N2=58,0; Н2=4,9. Динамічне регулювання димові гази, очищені до величини концентрації режиму допалювання димових газів вели шляхом оксидів азоту - 367мг/м3 і оксиду вуглецю - 12мг/м3, регулювання кількості додаткового газового палививодили у атмосферу. ва ( П) та кількості додаткового повітря (LДП), які У Таблиці 1 наведені дані, щодо концентрації подавали до реактора 5, у відповідності до вищеоксидів азоту та вуглецю у димових газах, які віднаведених залежностей (1), (2). Так, кількість доходять від паливної камери 1 паливоспалювального агрегату, у залежності від коефіцієнта надлишку даткового газового палива ( П) склала 6437м3/год повітря у паливній камері 1. при теплотворній здатності додаткового палива (qП) - 4000ккал/м3, а кількість додаткового повітря (LДП) – 14834м3/год. Таблиця 1 При цьому концентрація оксиду вуглецю у димових газах на виході з реактора 5 становила Коефіцієнт Концентрація Концентрація 82мг/м3, а концентрація оксидів азоту знижувалась надлишку оксидів вуглецю оксидів азоту до 276мг/м3. Після чого димові гази, очищені до (СО), мг/м3 (NOх), мг/м3 повітря ( ) 3 величини концентрації оксидів азоту - 276мг/м , і 1,1 >10000 42000 0-5 >600 9 Комп’ютерна верстка В. Мацело 14845 Підписне 10 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюMethod for decontamination of smoke gases from fuel-burning units
Автори англійськоюDanilin Yevhen Oleksiiovych, Lobov Oleksand Oleksandrovych
Назва патенту російськоюСпособ обеззараживания дымовых газов топливосжигательных агрегатов
Автори російськоюДанилин Евгений Алексеевич, Лобов Александр Александрович
МПК / Мітки
МПК: F23G 7/00
Мітки: спосіб, знезаражування, агрегатів, газів, паливоспалювальних, димових
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/5-14845-sposib-znezarazhuvannya-dimovikh-gaziv-palivospalyuvalnikh-agregativ.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб знезаражування димових газів паливоспалювальних агрегатів</a>
Попередній патент: Декоративна панель
Наступний патент: Блок стіновий багатошаровий дрібноштучний
Випадковий патент: Електронна гармата з лінійним термокатодом