×
10.11.2013
216.012.7ee2

Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ СЖИГАНИЯ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение может быть использовано в области энергетики, газовой, угольной и химической отраслях промышленности. Способ сжигания твердого топлива включает подачу его в шлаковый расплав топки, барботирование расплава кислородсодержащим газом или газообразным кислородом, сжигание и вывод продуктов сгорания из топки. Подачу топлива осуществляют со стороны верхнего ряда фурм топки, а сжигание ведут при полном покрытии поверхности расплава шубой слоем от 0,3-0,7 м в зависимости от вида топлива, при этом в ванне расплава создают регулируемое вращательное движение расплава в вертикальной плоскости упругими встречными струями кислородсодержащего газа, подаваемого в расплав на разных уровнях с раздельным для струй регулируемым давлением в пределах 0,8-3 ати. Изобретение позволяет повысить выход оксида углерода при газификации. 2 ил., 1 табл.
Основные результаты: Способ сжигания твердого топлива, включающий подачу его в шлаковый расплав топки, барботирование расплава кислородсодержащим газом или газообразным кислородом, сжигание и вывод продуктов сгорания из топки, отличающийся тем, что подачу топлива осуществляют со стороны верхнего ряда фурм топки, а сжигание ведут при полном покрытии поверхности расплава шубой слоем от 0,3-0,7 м в зависимости от вида топлива, при этом в ванне расплава создают регулируемое вращательное движение расплава в вертикальной плоскости упругими встречными струями кислородсодержащего газа, подаваемого в расплав на разных уровнях с раздельным для струй регулируемым давлением в пределах 0,8-3 ати.

Изобретение относится к области энергетики, газовой, угольной и химической отраслям промышленности.

В России предложен ряд процессов газификации и сжигания угля в расплавленной шлаковой ванне, мало отличающихся друг от друга, имеющих в качестве основного устройства плавильный агрегат: (по авторскому свидетельству №510842 «Способ непрерывной плавки сульфидных материалов» и патентам: США №№4252560 «Пирометаллургический способ обработки сырья тяжелого цветного металла», 4294433 «Пирометаллургический способ и печь для штейна и неочищенных цветных металлов»; Франции «Пирометаллургический способ и печь для превращения руд тяжелых цветных металлов» - заявка №2444721, Японии - заявка №56-45980 «Печь и способ пирометаллургии для обработки шихты тяжелых цветных металлов». Широко внедренный процесс плавки медного сульфидного сырья в ванне шлакового расплава стал основой для разработки многих новых процессов. Печь для всех этих процессов - фьюминговая печь, уже почти сто лет работающую в свинцово-цинковой и оловянной металлургии. Недостатками вышеперечисленных способов является невозможность получения газифицированного топлива.

Наиболее близким к предлагаемому является способ сжигания твердого топлива (патент РФ №2049291 опуб. 27.11.1995), включающий подачу его в шлаковый расплав топки, барботирование расплава кислородсодержащим газом или газообразным кислородом и вывод продуктов сгорания из топки.

Недостатком данного способа является низкий выход оксида углерода. Опытно-промышленные испытания по переработке углей в шлаковом расплаве показали, что при загрузке углей на шлаковую ванну уголь находится на поверхности и только бурное перемешивание ванны газами дает возможность проникать ему вглубь расплава. В существующих печах это приводит к сжиганию большего количества топлива, чем это необходимо для оптимального процесса газификации.

Задачей изобретения является повышение выхода оксида углерода при газификации, интенсификации этого процесса, расширение возможности его регулирования.

Достигается это за счет способа сжигания твердого топлива, включающего подачу его в шлаковый расплав топки, барботирование расплава кислородсодержащим газом или газообразным кислородом, сжигание и вывод продуктов сгорания из топки. Согласно изобретению подачу топлива осуществляют со стороны верхнего ряда фурм, а сжигание ведут при полном покрытии поверхности ванны топливом (шубой) с изменением высоты слоя 0,3-0,7 м над уровнем расплава в зависимости от вида топлива. При этом в ванне расплава создают регулируемое вращательное движение расплава в вертикальной плоскости созданного упругими встречными струями кислородсодержащего газа, подаваемого в расплав на разных уровнях с раздельным для струй регулируемым давлением газа в пределах 0,8-3 ати, а соотношение кислорода и воздуха в дутье для погруженных в расплав верхних и нижних фурм регулируется раздельно.

Подачу топлива со стороны верхнего ряда фурм осуществляют для того, чтобы оно увлекалось потоком струи (фиг.1, 2) в сторону нижних фурм и увлечение топлива вглубь расплава шлака. Это позволяет более полно извлечь из твердого топлива летучих, а оставшийся более тяжелый коксовый остаток (для угля 60%, для древесины 32%, для торфа 45-47%, для антрацита 99%) выходит из зоны контакта верхней кислородсодержащей струи и попадает в область работы второго ряда более заглубленных фурм, увеличивает зону контакта кислорода с топливом. При этом в расплаве будут проходить следующие реакции:

2С+O2=2CO, С+O2=CO2,

выход которых будет определяться температурой.

Образование на поверхности шлакового расплава шубы из твердого топлива позволяет снизить в генераторном газе содержание CO2, т.к. при выходе газа CO2 из шлакового расплава и прохождения его через слой шубы при температурах свыше 750°C идет реакция:

CO2+C=2СО.

Процесс газификации происходит более активно с малым выходом углекислого газа, если слой органического материала будет полностью закрывать всю поверхность и возвышаться над ней. При этом для различного топлива могут быть подобраны разные режимы. Например, облегченные материалы (торф, дерево) могут иметь слой, непогруженный в расплав на высоту до 0,7 метра, а более тяжелые (уголь, антрацит) не менее 0,3 м.

Следует отметить, что летучие составляющие при соприкосновении угля, торфа или дерева с расплавом мгновенно, взрывоподобно выделяются и разрушают куски топлива на мелкие частички. У антрацита это происходит хуже. Газификация кокса будет происходить также хуже, если не увеличивать концентрацию кислорода в дутье нижних рядов фурм, для этого соотношение кислорода и воздуха в дутье для погруженных в расплав верхних и нижних фурм регулируется раздельно с помощью известных устройств.

При общем давлении в фурмах меньше 0,8 ати интенсивность процесса резко падает, увеличение давления свыше 3 ати приводит к сильному возрастанию пылевыноса.

Опыты по получению генераторного газа проводили в модельных устройствах, имеющих две фурмы расположенные на одном уровне (прототип) и смещенные относительно друг друга (по предложенному способу), помещенные в шахтную печь для компенсации тепловых потерь во внешнюю среду в связи с малыми размерами. В разогретую печь до 1400°C устанавливали устройство, включали дутье, заливали жидкий шлак и включали дутье, после чего на поверхность расплава подавали твердый восстановитель. Результаты анализов на соотношение CO, CO2 и по содержанию одного из газов по прототипу и предложенному способу приведены в таблице.

Таким образом, использование фурм, расположенных на разных высотах, позволяет повысить выход генераторного газа по сравнению с прототипом.

Газогенераторы предложенного типа могут иметь производительность от 500 тонн угля в сутки до 2000-3000 тонн и более.

Способ реализуется на примере газогенератора, приведенного на фиг.1, 2, где 1 - шахта, 2 - загрузочная течка твердого топлива, 3 - направление движения расплава в печи, 4 - перегородка, 5 - верхний ряд кислородовоздушных фурм, 6 - нижние ряд кислородовоздушных фурм, 7 - горелка обогрева сифона, 8 - сифон для выпуска расплава.

Вариант конструкции газогенератора - наклон стенок до 30° от вертикали от уровня расплава в спокойном состоянии или установка горизонтального газохода цилиндрического газохода. Эти варианты конструкции снижают пылевынос за счет снижения скорости газов на выходе из расплава и могут быть применены при газификации мелкого коксика, древесных опилок и других сыпучих материалов.

Работает газогенератор следующим образом.

Через сифон 8 в газогенератор заливается жидкий шлак, наплавленный в какой-либо печи. Жидкая ванна шлака может быть наплавлена газовыми переносными горелками на его подине до уровня нижних фурм 6, после чего включается горелка обогрева сифона 7. Затем включается дутье через нижние фурмы и начинает загружаться твердое топливо через загрузочную течку 2. После появления следов расплава у верхних фурм включается дутье верхних фурм 5 и газогенератор выводится на технологический уровень, включается подача газа в наклоные фурмы 5, 6, создающих вертикальное перемешивание шихты в расплаве 3. Для исключения удаления газов установлены вертикальные перегородки 4.

При непрерывной работе шлак из сифона 8 переливается непрерывно в какую-либо емкость, ковши, миксер, электропечь и др. Горючий газ либо прямо сжигается в газогенераторе, либо через шахту 1 после утилизации физического тепла в котле поступает на очистку и далее используется по назначению.

Газогенераторы предложенного типа могут иметь производительность от 500 тонн твердого топлива в сутки до 2000-3000 тонн и более.

Способ сжигания твердого топлива, включающий подачу его в шлаковый расплав топки, барботирование расплава кислородсодержащим газом или газообразным кислородом, сжигание и вывод продуктов сгорания из топки, отличающийся тем, что подачу топлива осуществляют со стороны верхнего ряда фурм топки, а сжигание ведут при полном покрытии поверхности расплава шубой слоем от 0,3-0,7 м в зависимости от вида топлива, при этом в ванне расплава создают регулируемое вращательное движение расплава в вертикальной плоскости упругими встречными струями кислородсодержащего газа, подаваемого в расплав на разных уровнях с раздельным для струй регулируемым давлением в пределах 0,8-3 ати.
СПОСОБ СЖИГАНИЯ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА
СПОСОБ СЖИГАНИЯ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 161-170 of 237 items.
27.04.2015
№216.013.46e0

Устройство для добычи полезных ископаемых со дна континентального шельфа

Изобретение относится к горной промышленности и может быть применено для разработки несвязных пород со дна континентального шельфа. Устройство включает транспортировочную трубу для подачи полезных ископаемых, выполненную книзу с раструбом, и трубопровод для подачи хладагента. Транспортировочная...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002549648
Дата охранного документа: 27.04.2015
27.04.2015
№216.013.46e8

Автономное устройство для подъема полезных ископаемых со дна акватории

Изобретение относится к горной промышленности и может быть применено для подъема полезных ископаемых со дна акватории. Устройство включает грейферный ковш, снабженный рычагами с упорами и гибкими звеньями, датчик, гибкую полость, поплавок. При этом устройство дополнительно снабжено емкостью,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002549656
Дата охранного документа: 27.04.2015
10.05.2015
№216.013.4a9e

Смесительно-активирующее устройство для жидких сред

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к смешиванию и дополнительной диспергации двухфазных жидких сред. Технический результат заключается в повышении эффективности активации жидкой смеси путем увеличения интенсивности воздействия на смесь. Достигается это тем, что...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002550609
Дата охранного документа: 10.05.2015
10.05.2015
№216.013.4ae8

Электролизер для производства алюминия

Изобретение относится к конструкциям электролизеров для получения алюминия. Электролизер содержит катодное устройство, имеющее ванну с угольной подиной, выложенную из угольных блоков, заключенных в металлический кожух, с размещенными между металлическим кожухом и угольными блоками огнеупорными...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002550683
Дата охранного документа: 10.05.2015
10.05.2015
№216.013.4b29

Сводчатая конструкция

Изобретение относится к строительству и может быть использовано в качестве сетчатого свода-оболочки под здания различного назначения. Технический результат заключается в повышении жесткости конструкции. Сводчатая конструкция выполнена в виде сетки с прямоугольной ячейкой из связанных между...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002550748
Дата охранного документа: 10.05.2015
10.05.2015
№216.013.4b2f

Сухая строительная смесь

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к сухим строительным смесям на основе вяжущих веществ и минерального заполнителя, используемых для оштукатуривания стен. Сухая строительная смесь содержит портландцемент, кварцевый песок с модулем крупности, равным 0,95-1,1 и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002550754
Дата охранного документа: 10.05.2015
10.06.2015
№216.013.53ec

Защитный вкладыш от перегрева

Изобретение относится к средствам индивидуальной защиты и касается боевой одежды пожарных. Технический результат заключается в повышении термического сопротивления одежды и повышении уровня безопасности пожарных при тушении очагов возгорания. Для достижения технического результата защитный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002553005
Дата охранного документа: 10.06.2015
27.06.2015
№216.013.5a77

Ультразвуковой пьезопреобразователь

Использование: для неразрушающего контроля напряженно-деформированного состояния конструкционного материала. Сущность изобретения заключается в том, что ультразвуковой пьезопреобразователь содержит корпус с нанесенным на его внутреннюю поверхность демпфирующим слоем и расположенную в корпусе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002554700
Дата охранного документа: 27.06.2015
10.07.2015
№216.013.5c4a

Графито-оксидный огнеупор

Изобретение относится к металлургии, а именно к производству углеродсодержащих огнеупоров, используемых в производстве литейных тиглей и огнеупорных покрытий для литья. Графито-оксидный огнеупор, включающий углеродсодержащий компонент, периклаз и связующее, в качестве углеродсодержащего...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002555167
Дата охранного документа: 10.07.2015
10.07.2015
№216.013.5c56

Устройство для усиления несущих конструкций

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для усиления несущих конструкций колонн, простенков и кирпичных столбов. Устройство для усиления несущих конструкций включает установленную на несущую конструкцию металлическую обойму, выполненную из вертикальных уголковых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002555179
Дата охранного документа: 10.07.2015
Showing 161-170 of 226 items.
10.04.2015
№216.013.4038

Способ противопаводковой защиты

Изобретение относится к гидротехническому строительству, в частности к противопаводковым мероприятиям. Способ включает возведение на пониженных и подверженных затоплению участках или на водоподпорных грунтовых сооружениях берегоукрепительных защитных сооружений в виде сборно-разборной напорной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002547928
Дата охранного документа: 10.04.2015
20.04.2015
№216.013.4132

Макаронные изделия "здоровье" с облепиховым шротом

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано при производстве макаронных изделий повышенной биологической ценности. Предложены макаронные изделия с облепиховым шротом, содержащие муку пшеничную, воду и дополнительно полифункциональную добавку - порошок, полученный из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002548188
Дата охранного документа: 20.04.2015
20.04.2015
№216.013.4191

Винтовой анкер

Изобретение относится к строительству, в частности к креплению к грунту различных конструкций, и может найти применение в нефтяной промышленности для закрепления трубопроводов в условиях крайнего севера. Винтовой анкер содержит цилиндрическую штангу с отверстиями и штуцером для подачи...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002548283
Дата охранного документа: 20.04.2015
27.04.2015
№216.013.457c

Экструдер

Изобретение относится к устройствам для приготовления комбикормов. Экструдер содержит корпус в виде стоек на опорной плите, цилиндрическую рабочую камеру с торцевыми крышками. В камере расположены ведущий и ведомый элементы с измельчающими зубьями, образующие зубчатую передачу внутреннего...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002549292
Дата охранного документа: 27.04.2015
27.04.2015
№216.013.46e0

Устройство для добычи полезных ископаемых со дна континентального шельфа

Изобретение относится к горной промышленности и может быть применено для разработки несвязных пород со дна континентального шельфа. Устройство включает транспортировочную трубу для подачи полезных ископаемых, выполненную книзу с раструбом, и трубопровод для подачи хладагента. Транспортировочная...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002549648
Дата охранного документа: 27.04.2015
27.04.2015
№216.013.46e8

Автономное устройство для подъема полезных ископаемых со дна акватории

Изобретение относится к горной промышленности и может быть применено для подъема полезных ископаемых со дна акватории. Устройство включает грейферный ковш, снабженный рычагами с упорами и гибкими звеньями, датчик, гибкую полость, поплавок. При этом устройство дополнительно снабжено емкостью,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002549656
Дата охранного документа: 27.04.2015
10.05.2015
№216.013.4a9e

Смесительно-активирующее устройство для жидких сред

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к смешиванию и дополнительной диспергации двухфазных жидких сред. Технический результат заключается в повышении эффективности активации жидкой смеси путем увеличения интенсивности воздействия на смесь. Достигается это тем, что...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002550609
Дата охранного документа: 10.05.2015
10.05.2015
№216.013.4ae8

Электролизер для производства алюминия

Изобретение относится к конструкциям электролизеров для получения алюминия. Электролизер содержит катодное устройство, имеющее ванну с угольной подиной, выложенную из угольных блоков, заключенных в металлический кожух, с размещенными между металлическим кожухом и угольными блоками огнеупорными...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002550683
Дата охранного документа: 10.05.2015
10.05.2015
№216.013.4b29

Сводчатая конструкция

Изобретение относится к строительству и может быть использовано в качестве сетчатого свода-оболочки под здания различного назначения. Технический результат заключается в повышении жесткости конструкции. Сводчатая конструкция выполнена в виде сетки с прямоугольной ячейкой из связанных между...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002550748
Дата охранного документа: 10.05.2015
10.05.2015
№216.013.4b2f

Сухая строительная смесь

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к сухим строительным смесям на основе вяжущих веществ и минерального заполнителя, используемых для оштукатуривания стен. Сухая строительная смесь содержит портландцемент, кварцевый песок с модулем крупности, равным 0,95-1,1 и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002550754
Дата охранного документа: 10.05.2015
+ добавить свой РИД