Способ сжигания серосодержащего топлива

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХРЕСГ 1 УБЛИН 9) И 1)4 Р 23 С ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ К ПДТЕН 4 У 42г Компани (08ли, Ке-ХсиенПасупати Садх БюлКел и(54) СПОСОБ СЖ ТОПЛИВА (57) Изобрете для получения ров в пароген ем. Цель изоб фективности с и первичный в первичной зон окисляют топл ИЯ СЕРОСОДЕРЖАЩ(56) Патент Скл. Г 23 С 11 ие м.б. использовано пара высоких параметраторах с кипящим слоетения - повышение эфжигания. Подают топливо здух с образованиемгорениячастично во и очищают продукты окисления на твердых частицах щелочного сорбента с получением восстановительного газа и серосодержащихчастиц. Затем газ и вторичный воздухподают с образованием вторичной зоныгорения, отделяют газообразные составляющие от твердых и выводят отдельные твердые частицы и продуктысгорания с малым содержанием серыпосле вторичной зоны. Щелочной сорбент вводят в первичную зону горения,на выходе из к-рой получают частицы,содержащие щелочной сульфат, щелочнойокисел и щелочной сульфид, к-рые затем подают во вторичную зону горения.После отделения и вывода продуктовсгорания в поток твердых частиц подают дополнительный воздух с образованием зоны окисления частиц, гдепреобразуют содержащийся в них щелочной сульфид в щелочной сульфат,после чего часть частиц возвращаютв первичную зону горения. 10 э.п.Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для получения пара высоких параметров в парогенераторах с кипящим слоем.Целью изобретения является повы 5 шение эффективности сжигания.На чертеже изображена система, в которой может быть реализован описываемый способ.Система содержит вертикальный стояк 1, кроссовер 2 и короткую циркуляционную трубу 3 для течения твердых частиц. Вертикальный стояк имеет выходное отверстие 4 для твердых частиц, кольцо 5 воздушного распыливания для псевдоожижения плотного слоя 6, испарительный змеевик 7, впускное отверстие 8 для загрузки первичного воздуха и впускное отверс тие 9 для вторичного воздуха. Впускное отверстие 8 выходит в секцию 10 смешения газа и твердых частиц, образуемую ограничительными горловина 1 и 11, выполненными из огнеупорной 25 .золяции. Ограничительные горловины 11 делят вертикальный стояк 1 на плотный псевдоожиженный слой 6 сек)цию 10 и секцию 12 течения со струкгурным ядром. Система дополнитель о содержит первичный разделитель 13циклоны 14. Циклоны 14 предназнаены для вывода горячего газа гореия через кольцевой патрубок 15 наеплообмен и газоочистку. Первичныйазделитель 13 и циклоны 14 подклю 35ены к вертикальной трубе 16, в коорой содержится продолжение плотно- о слоя 6 до ограничительной горловины 17, Впускное отверстие 18 возду ха в нижней части вертикальной труы 16 служит для вывода окислительноФо газа в область окисления и твердых частиц.П р и м е р. Система работает а питтсбургском битуминозном каменом угле 9 8, содержащем 4,3 вес.7. еры; 8,5 вес.7 золы; 3,3 вес.7, воды и перемолотом в частицы со средним размером 50 мкм и известняке Грира50 в качестве свежего щелочного сорбента для захвата серы, содержащем 90 вес.карбоната кадмия, измельЧенного до частиц со средним размером 30 мкм.2, 1 кг/с каменного угля и 0,47 кг/с Известняка смешивают с 16,3 кг/с воздуха и инжектируют в смесительную секцию 10 через впускное отверс 13,7 сячуИО, частьна тысячу 74Двуокисьсеры, частьна тысячу 0Условия турбулизации в секции 10 обеспечивают захват приблизительно 978 кг/с окисленных твердых частиц из плотного слоя б. Твердые частицы состоят на 52 вес.иэ СаБОа, на 14 вес. - из СаО и содержат следы СаСОз и 32 вес. . золы и инертных веществ. Смесь газа и твердых частиц проходит вверх через вертикальный стояк 1 в виде потока со структурным ядром со скоростью газа 13,7 м/с, при плотности твердых частиц около 16 кг/м и расходе их 979 кг/с, измеренном в вертикальном стояке 1 в точке ниже впускного отверстия 9. В этом месте частичное окисление каменного угля является практически полным, почти все составляющие серы в угле выделены в виде сероводорода и прореагировали с небольшим количеством окиси кальция в захваченных твердых частицах с образованием сульфида кальция. Вследствие того, что скорость загрузки свежего материала мала по сравнению со скоростью циркуляции твердых частиц в системе, содержание сульфида кальция в захваченных твердых частицах составляет долю весового процента. Газ мало отличается по составу от газа на выходе из секции 10, уменьшается лишь содержание сероводорода до 65 ч. на тыс.Через впускное отверстие 9 в вертикальный стояк 1 вводят 7,6 кг/с 1510 тие 8. Приблизительно 97 вес.% каменного угля сжигают в смесительной секции 10 в условиях частичного окисопения при 900 С и давлении 1,15 кг/см 2 для получения потока восстановительного газа проходящего через верхнюю горловину 11 и имеющего следующий состав, мол.7.:Кислород 0Азот 68,9ДвуокисьуглеродаОкись углерода 63Водород 2,8Сероводород,часть на тыФормула 10 15 20 Следы 0,0 0,0 35 40 45 50 55 з143вторичного воздуха, что достаточнодля окисления остатка угля и компоненты восстановительного газа, однако вследствие недостаточного времени пребынания в кроссовере 2 и циркуляционной трубе 3 компонента сульфида кальция в захваченных частицахокисляется недостаточно. При такихусловиях поток газа горения, поступающий в первичный разделитель 13из зоны вторичного горения, имеетследующий состав, мол,7.:Кислород 1,9Азот 74,1Двуокисьуглерода 14,7Окись углеродаВодородСероводородЮ, частьна тысячу43Двуокись серы, часть на 99тысячуГаэ горения отделяется от эахваченньм тнердых частиц в первичномразделителе 13 и циклонах 14. Первичный разделитель 13 удаляет примернополовину твердых частиц, Газ горенияоимеет температуру около 900 С и течет через патрубок 15 со скоростью25,7 м/с,Отделенные твердые частицы, содержащие сульфид кальция, спускаются иэразделителя 13 и циклонов 14 к верхней части вертикальной трубы 16, образуя плотный псевдоожиженный слой.Через впускное отверстие 18 вводится.0,8 кг/с воздуха для окисленияпрактически всего сульфида кальциядо сульфата кальция в зоне окисления в вертикальной трубе 16. Используется плотный псевдоожиженный слойс плотностью 641 кг/м, скорость газаравна 0,6 м/с, что обеспечивает времяпребывания твердых частиц в зонеокисления 32 с. При температуре вертикщьной трубы 16, равной 900 С,двуокиси серы образуется мало или необразуется вообще, Окисленные твердые частицы проходят через нижнюючасть слоя 6, замыкая петлю циркуляции, а 0,66 кг/с окисленных твердыхчастиц продуваются из выпускного отверстия 4 для вывода золы и сульфатакальция из системы. Оставшаяся частьокисленных твердых частиц пропуска 86264ется по испарительному змеевику 7и вокруг него и рециркулирует н секцию 10 смешения. изобретения 1. Способ сжигания серосодержащего топлива в системе с псевдоожиженным слоем путем подачи топлива и первичного воздуха с образованием первичной зоны горения, частичного окисления топлива и очистки продуктов окисления на твердых частицах щелочного сорбента с получением восстановительного газа и серосодержащих частиц, подачи газа и нторичного воздуха с образованием вторичной зоны горения, отделения газообразных соостер:ляющпх от твердых и вывода отдельных твердых частиц и продуктов сгорания с малым содержанием серы после вторичной зоны, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью по 25 вышенця эффектпвпости, щелочной сор бент вводят н первичную зону горения, на выходе иэ которой получают частицы содержащие щелочные сульфат) окпсел и сульфид, которые затем по 30 дают во вторичную зону горения, а после отделения и вывода продуктонсгорания в поток твердых частиц подают дополнительный воздух с образованием зоны окисления частиц, где преобразуют содержащийся в них щелочнойсульфид н щелочной сульфат, послечего часть частиц возвращают в пер-вичную зону горения.2, Способ по и. 1, о т л и ч а -ю щ и й с я тем, что серосодержащеетопливо и щелочной сорбент вводят ннижнюю часть первичной зоны горения. 3. Способ по и. 2, о т л и ч а - ю щ и й с я тем, что первичный воздух подают н количестве 40-953 от стехиометрического в нижнюю часть перничной зоны горения.4. Способ по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что н первичной зоне горения поддерживают температуру 650- 1095 С и давление 1-2 кг/см.5. Способ по п. 2, о т л и ч а - ю щ и й с я тем, что в первичной зоне горения окисляют весь кислород первичного воздуха, а но вторичной зоне горения подцержинают количество молекулярного кислорода в газообразной среде, равное 1-8 моль.7Составитель Э. ЯзыкТехред М.Ходанич Редактор Л. Маковска рректор Н. Король акаэ 5975/ раж 510 одписное ВНИИПИ Гопо дела3035, Моск дарственного комитет изобретений и открыт Ж, Раушская набПроизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгор оектная, ч 5 1 ч 3866. Способ по пни. 1 и 3, о т л ич а ю щ и й с я тем, что суммарное количество воздуха, подаваемого в первичную и вторичную зоны горения,5 поддерживают равным 100- 130 Е от стехиометрического. 7. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что в зоне окисле ния твердых частиц поддерживают рео жим псевдоожижения при 590-985 С и времени пребывания в ней твердых частиц 1-30 с.8. Способ по п. 2, о т л и ч аю щ и й с я тем, что плотность псевдоожиженного слоя в нижней части зоны первичного горения поддерживают равной 320-960 кг/м . б б9. Способ по и. 1, о т л и ч а -ю щ и й с я тем, что плотностьСпсевдоожиженного слоя в верхнейчасти зоны первичного горения и зоне вторичного горения поддерживаютравной 8-320 кг/м,10. Способ по п, 9, о т л и ч аю щ и й с я тем, что газообразныесоставлящие пропускают через зонупервичного горения в течение 1-3 с,11. Способ по п. 9, о т л и ч аю щ и й с я тем, что отношение массовых расходов твердых частиц, возвращаемых в первичную зону горения,и щелочного сорбента поддерживаютравным 200-10000, а указанных частиц и серосодержащего топлива -100-3300.