×
10.05.2018
218.016.43c0

Способ сжигания топлива

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области энергетики, способам сжигания топлива в псевдоожиженном слое твердого теплоносителя для нагрева газов, жидкостей и твердых тел, а также обезвреживания газообразных, жидких и твердых отходов. Способ сжигания топлива в псевдоожиженном слое дисперсных частиц инертного материала, в который непрерывно вводят снизу и выводят сверху катализатор, в качестве катализатора используют частицы золы-уноса, образующиеся при сгорании ископаемых твердых топлив, а над газораспределительной решеткой размещена объемная организующая насадка. В качестве катализатора используют частицы золы-уноса, образующиеся непосредственно в псевдоожиженном слое дисперсных частиц инертного материала при сжигании в слое ископаемых твердых топлив. Образующиеся непосредственно в псевдоожиженном слое дисперсных частиц инертного материала и улавливаемые при очистке отходящих газов частицы золы-уноса возвращаются в псевдоожиженный слой в качестве катализатора. Технический результат – высокая эффективность сжигания топлива. 6 з.п. ф-лы, 2 табл.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к способам сжигания топлива в псевдоожиженном слое твердого теплоносителя для нагрева газов, жидкостей и твердых тел, а также обезвреживания газообразных, жидких и твердых отходов.

Известен способ сжигания топлив в псевдоожиженном слое твердого теплоносителя для нагрева рабочей среды путем подачи воздуха через газораспределительную решетку в упомянутый слой теплоносителя с одновременным введением в последний топлива в близком к стехиометрическому соотношении топливо-кислород воздуха α=1.0÷1.1 и регулированием температуры слоя путем отвода из него тепла с помощью рабочей среды (Махорин К.Е., Тищенко А.Т. Высокотемпературные установки с кипящим слоем. Киев: Техника, 1966). Недостатками данного способа является необходимость проведения процесса при высоких температурах (выше 800°C), определяемых скоростью горения топливно-воздушных смесей на поверхности частиц инертного теплоносителя. Для ввода аппарата в работу необходимо нагреть теплоноситель до 600-800°C с помощью дополнительного источника теплоты, а для устойчивой работы аппарата температура в слое должна поддерживаться на уровне 800-1000°C. Высокие температуры сжигания приводят к образованию термических оксидов азота по реакции: . Связанные в топливе соединения азота в этом случае также окисляются до оксидов азота. Наблюдается также высокий выброс оксида углерода и органических соединений типа бензпиренов, особенно при сжигании твердых топлив.

Известен также способ сжигания топлив для нагрева рабочей среды путем подачи воздуха с α=1.0÷1.1 через газораспределительную решетку в псевдоожиженный слой дисперсного катализатора полного окисления органических веществ (например, 30 мас. % CuCr2O4, Al2O3 - остальное; 15% Cr2O3, Al2O3 - остальное) с одновременным введением в слой катализатора топлива. Температура в слое поддерживается постоянной в интервале 300÷800°C за счет изменения расхода рабочей среды (SU 826798, F23C 11/02, 30.05.83). Достоинством данного способа является радикальное снижение выбросов оксидов азота за счет снижения температуры процесса снижение токсичных углеродсодержащих выбросов за счет их глубокого окисления на катализаторе. Недостатком данного способа является использование катализатора как основного твердого теплоносителя. Это приводит к высоким загрузкам катализатора в реактор (высота слоя до 1.5 м) и, как следствие, большим расходам катализатора за счет его механического износа (0.3-0.5% объемных в сутки). При сжигании испаряющихся жидких топлив и отходов с высоким содержанием воды наблюдаются значительные температурные перепады на гранулах катализатора, достигающие 400-500°C, что приводит к дополнительному износу катализатора за счет раскола гранул. При высоком износе содержащиеся в катализаторе токсичные компоненты (хром, медь и др.) могут вызывать вторичное загрязнение окружающей среды. Для ликвидации такого рода загрязнения требуется сложная система пылеочистки отходящих из реактора дымовых газов.

Известен также способ сжигания топлива (RU 2057988, F23C 11/02, 10.04.1996) для нагрева рабочей среды путем подачи воздуха через газораспределительную решетку в псевдоожиженный слой смеси дисперсных частиц катализатора полного окисления органических веществ и 75-80% общего объема смеси частиц инертного теплоносителя с одновременным введением в слой топлива. Температура в слое поддерживается постоянной в интервале 300-800°C за счет изменения расхода рабочей среды. Недостатком способа является сложность поддержания концентрации катализатора в слое из-за его истирания и уноса и довольно высокий расход катализатора за счет истирания гранул.

Наиболее близок по технической сущности способ осуществления химических процессов в присутствии одновременно гетерогенного катализатора и инертного материала в реакторе с псевдоожиженным слоем теплоносителя, в который непрерывно вводят снизу и выводят сверху частицы катализатора (например, Fe2O3) с размером 10 мкм при поддержании их концентрации 1-15 г/м3 (RU 2081695, B01J 8/08, B01J 8/32, 20.06.1997). Недостатком способа является относительно большой расход дефицитного и дорогостоящего катализатора из-за сложности улавливания частиц катализатора после реактора.

Задача, решаемая настоящим изобретением, состоит в исключении использования при сжигании топлива дефицитных и дорогостоящих порошков катализаторов на основе переходных металлов.

Технический результат - высокая эффективность сжигания топлива.

Задача решается тем, что сжигание топлив проводят в псевдоожиженном слое дисперсных частиц инертного материала, в который непрерывно вводят снизу и выводят сверху частицы золы-уноса, образующиеся при сгорании ископаемых твердых топлив, а над газораспределительной решеткой размещена объемная организующая насадка.

В качестве катализатора используют частицы золы-уноса, образующиеся непосредственно в псевдоожиженном слое дисперсных частиц инертного материала при сжигании в слое ископаемых твердых топлив.

Образующиеся непосредственно в псевдоожиженном слое дисперсных частиц инертного материала и улавливаемые при очистке отходящих газов частицы золы-уноса возвращаются в псевдоожиженный слой в качестве катализатора.

Частицы золы-уноса дополнительно подают в псевдоожиженный слой на стадии вывода установки на рабочий температурный режим после предварительного разогрева слоя до температуры 350-400°C.

Используемые частицы золы-уноса, образующиеся при сгорании ископаемых твердых топлив, содержат оксиды железа в количестве 3.5÷83.0 мас. % и примеси других переходных металлов.

Над газораспределительной решеткой размещена объемная организующая насадка с живым сечением 50-90% и долей свободного объема в пакете насадок 85-95%.

На газораспределительной решетке размещены гранулы инертного материала с температурой плавления выше температуры окисления топлива в реакторе.

Сущность изобретения иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. (Аналог 1)

В реактор диаметром 40 мм загружают 350 мм гранул песка размером 0.63-1.25 мм. Под газораспределительную решетку подают воздух для псевдоожижения слоя инертного материала (речной песок с размером частиц 0.63-1.25 мм) и окисления топлива. Внешним электроподогревателем нагревают слой до 350-400°C. Затем через форсунку подают дизельное топливо в количестве 120 г/ч. Температура в слое регулируется количеством воды, подаваемой на охлаждение в теплообменник, погруженный в слой инертного материала, и поддерживается на уровне 700°C.

Глубина окисления дизельного топлива 93.1%.

Пример 2 (Аналог 2)

Аналогичен примеру 1. Вместо песка загружают коммерческий алюмомеднохромовый оксидный катализатор ИК-12-70 (состав: Cr2O3 - 13.2 мас. %, CuO - 6.8 мас. %, Al2O3 - остальное, размер частиц 1.25-1.5 мм).

Глубина окисления дизельного топлива 99.9%.

Пример 3 (Аналог 3)

Аналогичен примеру 1. Вместо песка загружают смесь катализатора ИК-12-70 (25% от общего объема) и песка (75% от общего объема).

Глубина окисления дизельного топлива 99.9%.

Пример 4. (Прототип)

Аналогичен примеру 1. В нижнюю часть реактора, загруженного инертным теплоносителем (речной песок), подают частицы катализатора Fe2O3 размером менее 0.09 мм в количестве 150 см3/ч.

Глубина окисления дизельного топлива 96.6%.

Пример 5. (Прототип)

Аналогичен примеру 4. В нижнюю часть реактора, загруженного инертным теплоносителем (речной песок), подают частицы размельченного коммерческого катализатора ИК-12-70 размером менее 0.09 мм.

Глубина окисления дизельного топлива 95.8%.

Примеры 6-8 иллюстрируют предлагаемый способ.

Пример 6. Аналогичен примеру 5. Вместо катализатора в нижнюю часть реактора подают частицы золы размером менее 0.09 мм от пылевидного сжигания бурого угля Ирша-Бородинского месторождения марки Б2 Канско-Ачинского месторождения при температуре в ядре факела 1350-1400°C на Красноярской ГРЭС-2 с содержанием оксида железа 83.0 мас. % и примесей оксидов переходных металлов не более 1 мас. %. Над газораспределительной решеткой размещена объемная организующая насадка с живым сечением 90% и долей свободного объема в пакете 95%.

Глубина окисления дизельного топлива 97.9%. Основной состав золы-уноса приведен в таблице 1.

Пример 7

Аналогичен примеру 6. Вместо дизельного топлива в реактор подают каменный уголь марки Г Кузнецкого бассейна. Расход угля 250 г/ч. В качестве катализатора используют золу-унос, образующуюся непосредственно при сжигании каменного угля в псевдоожиженном слое инертного материала при 700-800°C с содержанием оксида железа 3.5 мас. % и примесей оксидов переходных металлов не более 1 мас. %. Над газораспределительной решеткой размещена объемная организующая насадка с живым сечением 50% и долей свободного объема в пакете 85%.

Глубина окисления органической составляющей каменного угля 94.7%.

Пример 8.

Аналогичен примеру 7. Дополнительно в реактор в качестве катализатора окисления подают золу-унос, уловленную на выходе из реактора, в количестве 150 см 1 ч. Глубина окисления органической составляющей каменного угля 96.2%.

Пример 9.

Аналогичен примеру 7. При подаче каменного угля после разогрева слоя до 350°C дополнительно подают золу-унос в количестве 150 г/ч для уменьшения времени выхода установки на рабочий температурный режим. После выхода установки на рабочий температурный режим подачу золы-уноса отключают. Время выхода на рабочий режим сократилось в 2 раза (с 60 мин до 30 мин).

Таким образом, приведенные примеры показывают, что зольные остатки от сжигания ископаемых твердых топлив в отношении окисления дизельного топлива близки по своей активности в отношении окисления дизельного топлива катализаторам на основе переходных металлов, используемых в прототипе. При этом необходимо отметить, что зольные остатки от сжигания углей являются отходом котельных при производстве тепловой и электрической энергии. Стоимость же оксида железа составляет около 100 тысяч рублей за тонну, а стоимость алюмомеднохромового катализатора достигает 500 тысяч рублей за тонну.

Источник поступления информации: Роспатент

Showing 11-20 of 60 items.
10.06.2015
№216.013.527b

Каталитическая система и способ получения реакторного порошка сверхвысокомолекулярного полиэтилена

Изобретение относится к проблеме получения реакторных порошков сверхвысокомолекулярного полиэтилена с особой морфологией и определенной дисперсности, способных к переработке в сверхпрочные и сверхмодульные волокна и ленты методом холодного твердофазного формования и получения на их основе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002552636
Дата охранного документа: 10.06.2015
10.09.2015
№216.013.767c

Способ получения реакторных порошков сверхвысокомолекулярного полиэтилена полимеризацией этилена

Изобретение относится к технологии синтеза реакторных порошков сверхвысокомолекулярного полиэтилена (РП СВМПЭ). Описан способ полимеризации этилена в среде алифатических растворителей с использованием катализатора на основе функционализированных бисфеноксииминных комплексов хлорида титана,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002561921
Дата охранного документа: 10.09.2015
20.11.2015
№216.013.9149

Способ каталитической переработки легкого углеводородного сырья

Изобретение относится к способам каталитической переработки легкого углеводородного сырья, в частности к переработке углеводородных фракций С, и может найти применение в нефтегазовой, нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. Предложен способ, включающий нагрев легкого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002568809
Дата охранного документа: 20.11.2015
10.02.2016
№216.014.c478

Способ получения 3,4-бензоциннолина

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения 3,4-бензоциннолина восстановлением 2,2′-динитробифенила в изопропиловом спирте в качестве растворителя в присутствии гетерогенного катализатора - оксида алюминия (AlO) и сверхкритического растворителя - изопропилового спирта при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002574736
Дата охранного документа: 10.02.2016
10.04.2016
№216.015.3159

Способ подготовки скважинной продукции газоконденсатного месторождения

Изобретение относится к газовой промышленности и может быть использовано для транспортировки газов по трубопроводам. Скважинную продукцию газоконденсатного месторождения (I) сепарируют (1) с получением газа входной сепарации (II), водного конденсата (III) и углеводородного конденсата (IV),...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002580136
Дата охранного документа: 10.04.2016
26.08.2017
№217.015.da01

Способ приготовления полимерных пленок для солнечных батарей (варианты)

Изобретение относится к способу изготовления полимерных пленок для солнечных батарей с использованием органических фотовольтаических ячеек. Способ представляет собой приготовление мезопористого донорного полимерного слоя темплатным методом с применением неорганических микро/наночастиц в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002623717
Дата охранного документа: 28.06.2017
26.08.2017
№217.015.dc88

Микроволокнистый носитель для катализаторов и способ его приготовления

Изобретение относится к новым способам синтеза катализаторов, которые могут использоваться, в частности, для глубокого окисления оксида углерода, органических и галогенорганических соединений, окисления сероводорода и диоксида серы, восстановления оксидов азота и для многих других...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002624216
Дата охранного документа: 03.07.2017
26.08.2017
№217.015.e366

Способ приготовления катализатора гидроочистки сырья гидрокрекинга

Изобретение относится к способам приготовления катализаторов гидроочистки нефтяных фракций с температурой начала кипения выше 360°С для получения сырья с низким содержанием серы и азота, которое далее перерабатывается в процессе гидрокрекинга. Описан способ приготовления катализатора,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002626402
Дата охранного документа: 27.07.2017
26.08.2017
№217.015.e374

Катализатор гидрокрекинга углеводородного сырья

Изобретение относится к катализаторам гидрокрекинга углеводородного сырья, ориентированным на получение низкосернистых среднедистиллятных фракций. Описан катализатор, включающий в свой состав никель, вольфрам, алюминий и кремний, при этом он содержит никель и вольфрам в форме биметаллических...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002626396
Дата охранного документа: 27.07.2017
26.08.2017
№217.015.e392

Способ гидрокрекинга углеводородного сырья

Изобретение относится к способу гидрокрекинга углеводородного сырья с получением низкосернистых средних дистиллятов. Изобретение касается способа гидрокрекинга, в котором осуществляют превращение высококипящего углеводородного сырья при температуре 360-440°С, давлении 6-20 МПа, массовом расходе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002626397
Дата охранного документа: 27.07.2017
Showing 11-20 of 111 items.
27.12.2013
№216.012.90a8

Способ получения n-алкил-n'-фенил-пара-фенилендиаминов

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения N-алкил-N'-фенил-п-фенилендиаминов общей формулы 1, где R, R - алкильные заместители. Способ заключается в восстановительном алкилировании 4-нитродифениламина (4-НДФА) алифатическими кетонами общей формулы R-CO-R, где R, R -...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002502725
Дата охранного документа: 27.12.2013
20.05.2014
№216.012.c5da

Способ получения углеродных наноматериалов с нанесённым диоксидом кремния

Изобретение может быть использовано при получении композиционных материалов. Исходные углеродные наноматериалы, например нанотрубки, нанонити или нановолокна, обрабатывают в смеси азотной и соляной кислоты при температуре 50-100°С не менее 20 мин, промывают водой и сушат. Затем пропитывают...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002516409
Дата охранного документа: 20.05.2014
20.07.2014
№216.012.ddf3

Фотокатализатор, способ его приготовления и способ получения водорода

Изобретение относится к области химии. Фотокатализатор для получения водорода из водного раствора глицерина под действием видимого излучения состава: Pt/CdZnS/ZnO/Zn(OH), где: x=0,5-0,9, массовая доля платины составляет 0,1-1%, готовят из смеси растворов солей кадмия и цинка, гидроксиды...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522605
Дата охранного документа: 20.07.2014
27.08.2014
№216.012.efeb

Способ обезвреживания органических отходов и нефти

Изобретение относится к способам обезвреживания беспламенным сжиганием жидких органических отходов и нефти, содержащей серу, в кипящем слое катализатора и может быть использовано в химической, нефтехимической, лесохимической, атомной промышленности и теплоэнергетике. Способ осуществляется путем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002527238
Дата охранного документа: 27.08.2014
27.08.2014
№216.012.f000

Катализатор получения элементной серы по процессу клауса, способ его приготовления и способ проведения процесса клауса

Изобретение относится к катализаторам, используемым для получения элементарной серы по процессу Клауса. Предлагаемый катализатор получения элементарной серы по процессу Клауса на основе оксида алюминия представляет собой смесь χ-, γ-AlO и рентгеноаморфной фазы оксида алюминия в следующем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002527259
Дата охранного документа: 27.08.2014
27.09.2014
№216.012.f8d2

Способ получения углеродминерального сорбента

Изобретение относится к области получения углеродминеральных сорбционных материалов. Способ включает нанесение углеродсодержащих соединений на поверхность оксида алюминия с мезо-, макропористой структурой, сушку и пиролиз в токе инертного газа с образованием на поверхности оксида алюминия слоя...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002529535
Дата охранного документа: 27.09.2014
10.12.2014
№216.013.0dfb

Способ приготовления скелетного катализатора гидродеоксигенации продуктов переработки растительной биомассы

Изобретение относится к способу приготовления скелетного катализатора гидродеоксигенации продуктов переработки растительной биомассы на основе пеноникеля. Предложенный способ заключается в электролитическом осаждении цинка на пеноникель и термообработке в инертной среде. При этом термообработку...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002534996
Дата охранного документа: 10.12.2014
27.12.2014
№216.013.139f

Композиция и способ для улучшения мобилизационных резервов организма

Изобретение относится к способам улучшения мобилизационных резервов организма. Композиция для улучшения мобилизационных резервов организма состоит из лимонника китайского от 20 мг до 100 мг, кофеина от 30 мг до 200 мг, экстракта гуараны от 45 мг до 1500 мг, карнозина от 30 мг до 2000 мг,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002536447
Дата охранного документа: 27.12.2014
27.12.2014
№216.013.13de

Каталитический реактор для переработки осадков сточных вод и способ их переработки (варианты)

Изобретение относится к способам переработки сточных осадков, содержащих органические вещества, перед их утилизацией или захоронением. Каталитический реактор содержит корпус с расширением в верхней части, патрубок подачи осадка сточных вод, расположенный на уровне соединения нижней и верхней...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002536510
Дата охранного документа: 27.12.2014
10.01.2015
№216.013.1a7a

Способ получения катализатора дожига пропана на стекловолокнистом носителе

Изобретение относится к области каталитической химии и может быть использовано при очистке промышленных газовых выбросов и выбросов автотранспорта от углеводородов. Катализатор получают пропиткой стекловолокнистого носителя (структурированного в виде материала, тканого из нитей диаметром 1 мм)...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002538206
Дата охранного документа: 10.01.2015
+ добавить свой РИД