Способ сжигания органического топлива в топливоиспользующих установках, содержащих поверхности нагрева

Союз Советских Социалистических Республик(71) Заявит Среднеазиатский фили вательского институтве и подземного хран ссле озяй(54) СПОСОБ СЖИГАНИЯ ОРГАНИЧЕСКОГО ТОПЛИВ В ТОПЛИВОИСПОЛЪЗУЮЩИХ УСТАНОВКАХ,СОДЕРЖАЩИХ ПОВЕРХНОСТИ НАГРЕВАКа(1 еО,) 1700 - 1300 к2 СО. 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 МО, окислов серы 50 з, 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 ц в некоторых случаях ХО, При этом увеличивается образование;и выброс сажистых частиц, бензапирена СзоН,з и окиси углерода Пучинян и Х. Х. Хакимовл Всесоюзного научноиспользования газа в народнония нефти и сжиженных газо Известны присадки, деиствце 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 топливоцспользующцх установок 1,Наиболее близким по технической сущности ц достигаемому эффекту к изобретению является способ сжигания органического топлива в топлцвоцспользующцх установках, содержащих поверхности нагрева, включающий ввод топлива и присадки, утилизацию тепла продуктов горения поверхностями нагрева и отвод дымовых газов, Присадку вводят в виде реактива, содержащего железо 12.Однако этот способ содержит противоречие, заключающееся в том, что железо, вводимое для нейтрализации продуктов сгоп,- ния сернистого мазута, в первую очередь 50 з, само является катализатором гетерогенного каталитического образования Юз по реакции;Недостатком способа является образование (прн внесении железа в зону горения и 10 в зафакельную зону) на поверхностях нагрева конвективной шахты топливоиспользующих установок твердых, коркообразных, трудноудалимых отложений, которые являются причиной ухудшения экономичности 15 работы топливоиспользующих установок,Цель изобретения - уменьшение образования газообразных токсичных продуктов горения путем подавления каталитической активности поверхностей нагрева.20Цель достигается тем, что в способе сжигания органического топлива, в топливоиспользующих установках, содержащих поверхности нагрева, включающем ввод топлива и присадки, утилизацию тепла продук тов горения поверхностями нагрева и отвод дымовых газов, присадку вводят в виде ал 1 омосиликатной суспензии и наносят ее на поверхности нагрева, причем размвр алюмосиликатных частиц составляет 1 - 5 мкл. З 0Нанесенне присадки осуществляется в процессе сжигания органического топлива. Алюмосиликатная присадка предварительно диспергируется в водной фазе, причем получающаяся в технологическом процессе З 5 БОз об. %0 1 0 025 ( 48 310 3 210 3 0,25 0,16 Беа алюз 1 осиликата С алоз 1 осиликатом 0 02 0 005 35 При нанесении алюмосиликата с размером фракций более 5 мкм, результаты хуже, а при размере частиц .50 - 100 мкм (98%) положительного влияния алюмосили катного покрытия на уменьшение концентраций токсичных продуктов горения не обнаружено.Использование изобретения обеспечиваетснижение концентраций токсичных продук тов горения, в том числе окислов азота на35 - 40%, серного ангидрида на 30%, окиси углерода и сажистых частиц в -5 раз, бензапиреа на 28 - 30%.Изобретение позволяет повысить надеж ность н экономичность работы топливоиспользующей установки, вследствие снижения концентраций 502, СО и сажистых час- тиц Аналогичное действие железа, внесенное в зону горения и в зафакельную зону, оказывает на образование окислов азота ИО по реакции Нагрузка котла номинальная; содержаие избыточного кислорода в зоичке конвективного пароперегревателя - 0,6%,Рентгеноструктурный анализ проб, взятых с поверхностей нагрева, показал значительное уменьшение (в некоторых случаях полное исчезновение) каталитически активных соединений Ъ", Ха, Ре, Мо, %, С и появление нейтральных соединений.Измерения концентраций токсичных продуктов горения, проводившиеся на другихобжимах 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 частички алюмосиликата, кристаллическая структура которого на 90% состоит из атомов А 1 и Я 1.Преимущество способа заключается в том, что алюмосилчкат является отравите. лем таких катализаторов образования ХО, Ю СО, сажи, СюН 12, как Ч, Иа, Ре, Мо, %, 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: А 1,0 2%02 2 НО+ Ха 50, "0 ю - 2 аА 5104 Он+ 2 НО+ 50 Нанесение покрытия алюмосилпкатной 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 топлива, вводом ее в продукты сгорания, или же нанесение присадки на поверхности нагрева осуществляется на неработающей топливоиспользующей установке.П р и м е р. Приведены исследования газомазутного котельного агрегата ПК-1 энергоблока 300 МВт как с нанесенным на поверхности нагрева алюмосиликатом, так и без него. Полученные экспериментальные данные концентраций МО 50 з, СО, сажи и бензапирена приведены в таблице. СО Сажа, СзН,об % аумз икзД 00 мз752119 Формула изобретения Составитель Т, ЛепахинаТекрсд А. Ь;амышникова Редактор Г. Улыбина Корректс р С. апай Заказ 890/1016 Изд. М 400 Тираж 626 ПодписноеНПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретении и открытий 113035, Москва, Ж, 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 й с я тем, что, с целью уменьшения образования газообразных токсичных продуктов горения путем подавления каталитической активности поверхностей нагрева, присадку вводят в виде алюмосиликатной суспензии, наносят ее на поверхности нагрева, причем размер алюмосиликатных частиц составляет 0,1 - 5 мклю.5 Источники информации, принятые вованимание при экспертизе: 1. Авторское свидетельство СССР10 М 281273, кл. С 02 С 5/04, 1969. 2. Патент Франции М 2181607, кл, С 10 Е 10/00, 1974,