×
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 171-180 of 237 items.
10.07.2015
№216.013.5cd1

Электролизер для производства алюминия

Изобретение относится к электролизеру с обожженными анодами для производства алюминия. Электролизер содержит угольные аноды с вертикальными отверстиями и катодное устройство со слоем жидкого алюминия на подине, при этом внутренняя поверхность каждого отверстия анода защищена корундовой трубкой,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002555302
Дата охранного документа: 10.07.2015
10.07.2015
№216.013.5d86

Способ определения железа (ii)

Изобретение относится к области аналитической химии элементов, а именно к методу определения железа, и может быть использовано при его определении в технологических растворах, природных и техногенных водах. Способ определения железа (II) включает приготовление сорбента и раствора железа (III,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002555483
Дата охранного документа: 10.07.2015
10.07.2015
№216.013.5df3

Способ получения порошков из сушеных выжимок ягод брусники и клюквы

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к способу получения порошков из сушеных выжимок ягод брусники и клюквы. Выжимки ягод выкладывают равномерным слоем толщиной 10 мм на сетчатые противни, сушат радиационно-конвективным способом при температуре 70°С в течение 4 часов до...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002555592
Дата охранного документа: 10.07.2015
10.07.2015
№216.013.5e86

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: 0002555739
Дата охранного документа: 10.07.2015
10.07.2015
№216.013.6044

Устройство для нанесения покрытия на порошки сверхпроводящих соединений

Устройство для нанесения покрытия на порошки сверхпроводящих соединений представляет собой вакуумную камеру с дуговым испарителем. Соосно дуговому испарителю установлен лоток для высокотемпературного сверхпроводящего (ВТСП) порошка. Между испарителем и лотком на вращающемся гибком...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002556185
Дата охранного документа: 10.07.2015
10.07.2015
№216.013.6047

Способ получения алюминиево-кремниевых сплавов в алюминиевых электролизерах

Изобретение относится к способу электролитического получения алюмокремниевых сплавов -силуминов с использованием кремнезема и кремнеземсодержащих материалов, например, отработанной подины, содержащей большое количество кремнезема, глинозема и электролита, необходимых для электролиза. Способ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002556188
Дата охранного документа: 10.07.2015
10.07.2015
№216.013.6093

Установка для непрерывного литья и прессования цветных металлов и сплавов

Изобретение может быть использовано для получения сплошных и полых пресс-изделий из цветных металлов и сплавов. Установка для непрерывного литья и прессования содержит две пары валков 11 и 12 с рабочими калибрами, матрицу 13 с двумя каналами, расположенными по одной оси, и два водоохлаждаемых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002556264
Дата охранного документа: 10.07.2015
27.07.2015
№216.013.673b

Способ определения железа (ii)

Изобретение относится к области аналитической химии элементов и может быть использовано при его определении в технологических растворах, природных и техногенных водах. Способ включает приготовление сорбента, раствора железа (III, II), добавление раствора гидроксиламина для восстановления железа...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002557980
Дата охранного документа: 27.07.2015
10.08.2015
№216.013.6a7b

Способ получения покрытия из карбида кремния на кварцевом изделии

Изобретение относится к металлургии получения особо чистых материалов и может быть использовано при получении защитного покрытия карбида кремния на кварцевом изделии осаждением из газовой фазы на нагретую поверхность, применяемого для технологической оснастки в процессах получения особо чистых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002558812
Дата охранного документа: 10.08.2015
10.08.2015
№216.013.6a7c

Способ и устройство для утилизации тепла анодных газовалюминиевого электролизера

Изобретение относится к способу и устройству для утилизации тепла анодных газов алюминиевого электролизера. Способ утилизации тепла анодных газов алюминиевого электролизера включает сжигание анодных газов в горелочном устройстве электролизера и направление дымовых газов в теплообменник,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002558813
Дата охранного документа: 10.08.2015
Showing 171-180 of 226 items.
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
10.07.2015
№216.013.5cd1

Электролизер для производства алюминия

Изобретение относится к электролизеру с обожженными анодами для производства алюминия. Электролизер содержит угольные аноды с вертикальными отверстиями и катодное устройство со слоем жидкого алюминия на подине, при этом внутренняя поверхность каждого отверстия анода защищена корундовой трубкой,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002555302
Дата охранного документа: 10.07.2015
10.07.2015
№216.013.5d86

Способ определения железа (ii)

Изобретение относится к области аналитической химии элементов, а именно к методу определения железа, и может быть использовано при его определении в технологических растворах, природных и техногенных водах. Способ определения железа (II) включает приготовление сорбента и раствора железа (III,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002555483
Дата охранного документа: 10.07.2015
10.07.2015
№216.013.5df3

Способ получения порошков из сушеных выжимок ягод брусники и клюквы

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к способу получения порошков из сушеных выжимок ягод брусники и клюквы. Выжимки ягод выкладывают равномерным слоем толщиной 10 мм на сетчатые противни, сушат радиационно-конвективным способом при температуре 70°С в течение 4 часов до...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002555592
Дата охранного документа: 10.07.2015
10.07.2015
№216.013.5e86

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: 0002555739
Дата охранного документа: 10.07.2015
10.07.2015
№216.013.6044

Устройство для нанесения покрытия на порошки сверхпроводящих соединений

Устройство для нанесения покрытия на порошки сверхпроводящих соединений представляет собой вакуумную камеру с дуговым испарителем. Соосно дуговому испарителю установлен лоток для высокотемпературного сверхпроводящего (ВТСП) порошка. Между испарителем и лотком на вращающемся гибком...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002556185
Дата охранного документа: 10.07.2015
10.07.2015
№216.013.6047

Способ получения алюминиево-кремниевых сплавов в алюминиевых электролизерах

Изобретение относится к способу электролитического получения алюмокремниевых сплавов -силуминов с использованием кремнезема и кремнеземсодержащих материалов, например, отработанной подины, содержащей большое количество кремнезема, глинозема и электролита, необходимых для электролиза. Способ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002556188
Дата охранного документа: 10.07.2015
+ добавить свой РИД