×
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 1-10 of 60 items.
20.06.2013
№216.012.4c2f

Способ получения стирола

Изобретение относится к способу получения стирола каталитическим превращением соответствующего ацетофенона в реакторе проточного типа. Способ характеризуется тем, что процесс осуществляют в сверхкритическом двухкомпонентном растворителе с использованием гетерогенного гранулированного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485085
Дата охранного документа: 20.06.2013
20.07.2013
№216.012.56ec

Способ получения 1-фенилэтанола и паразамещенных 1-фенилэтанола

Изобретение относится к способу получения 1-фенилэтанола или пара-замещенного 1-фенилэтанола, который применяют в качестве промежуточных соединений в различных областях органической химии. Способ заключается в каталитическом восстановлении замещенных ацетофенонов в реакторе проточного типа в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487860
Дата охранного документа: 20.07.2013
27.10.2013
№216.012.78c4

Катализатор для термохимической рекуперации тепла в гибридной силовой установке

Изобретение относится к разработке катализаторов для осуществления термохимической конверсии углеводородных и кислородсодержащих топлив за счет тепла отходящих газов двигателей внутреннего сгорания, являющихся составной частью гибридных силовых установок. Описан катализатор для термической...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496578
Дата охранного документа: 27.10.2013
27.10.2013
№216.012.79f0

Нанокомпозит с активным лигандом, способ его приготовления и способ адресной инактивации вируса гриппа внутри клетки

Изобретение относится к области молекулярной биологии, биоорганической химии и медицины. Заявляемые нанокомпозиты предназначены для направленного воздействия на генетический материал внутри клетки и подавления его дальнейшего функционирования. Нанокомпозиты, состоящие из наночастиц диоксида...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496878
Дата охранного документа: 27.10.2013
10.07.2014
№216.012.dd50

Способ получения 1,5,8-пара-ментатриена

Изобретение относится к способу получения 1,5,8-n-ментатриена в реакциях превращения карвона или карвеола в присутствии катализатора. Способ характеризуется тем, что реакцию превращения карвона или карвеола осуществляют в сверхкритическом двухкомпонентном растворителе, который включает в себя...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522434
Дата охранного документа: 10.07.2014
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
10.10.2014
№216.012.fa9b

Платиновый катализатор, способ его приготовления, способ его регенерации и способ получения сульфата гидроксиламина

Изобретение относится к катализаторам для получения сульфата гидроксиламина путем селективного гидрирования оксида азота в сернокислой среде. Данный катализатор содержит платину в количестве 0,3-1 мас.%, нанесенную на непористый или пористый углеродный носитель. При этом нанесенная платина...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002530001
Дата охранного документа: 10.10.2014
27.10.2014
№216.013.0209

Способ получения галогензамещенных ароматических амиов

Изобретение относится к новому способу получения галогензамещенных ароматических аминов. Способ заключается в гидрировании галогензамещенных ароматических нитросоединений в среде изопропанола в присутствии оксида алюминия в качестве гетерогенного катализатора. Процесс осуществляют при подаче...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002531919
Дата охранного документа: 27.10.2014
27.04.2015
№216.013.46c2

Способ получения ароматических диаминов, триаминов из ароматических нитросоединений

Изобретение относится к новому способу получения ароматических диаминов и триаминов, которые используются в качестве промежуточных продуктов для синтеза полимеров, пигментов, пестицидов, красителей, лекарственных препаратов. Способ заключается в восстановлении соответствующих ароматических ди-...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002549618
Дата охранного документа: 27.04.2015
10.05.2015
№216.013.47df

Способ приготовления нанесенных катализаторов методом импульсного поверхностного термосинтеза

Изобретение относится к способу приготовления нанесенных катализаторов методом импульсного поверхностного термосинтеза активного компонента из предшественников, представляющих собой взаимодействующие при повышенной температуре окислители и восстановители, находящиеся либо в разных соединениях,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002549906
Дата охранного документа: 10.05.2015
Showing 1-10 of 111 items.
20.01.2013
№216.012.1bb2

Катализатор гидродеоксигенации кислородорганических продуктов переработки растительной биомассы и процесс гидродеоксигенации с применением этого катализатора

Изобретение относится к области разработки катализатора и процесса для процесса получения углеводородов путем каталитической гидродеоксигенации продуктов переработки растительной биомассы, включая биомассу микроводорослей. Описан катализатор гидродеоксигенации кислородорганических продуктов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472584
Дата охранного документа: 20.01.2013
27.01.2013
№216.012.1f1d

Литий-кобальт-оксидный материал и способ его приготовления

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Литий-кобальт-оксидный материал имеет состав LiCoO, где х может принимать значения от+0,2 до -0,2, постоянную сумму коэффициентов атомного содержания X+Y=2,0 и представляет собой диамагнитную матрицу на основе кристаллитов LiCoO,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473466
Дата охранного документа: 27.01.2013
27.06.2013
№216.012.503d

Способ получения фотокаталитически активного диоксида титана

Изобретение может быть использовано в производстве пигментов, керамики, адсорбентов, косметики, антибактериальных препаратов, катализаторов. Способ получения фотокаталитически активного диоксида титана из четыреххлористого титана включает осаждение диоксида титана одновременным сливанием в воду...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486134
Дата охранного документа: 27.06.2013
10.08.2013
№216.012.5c25

Элемент каталитической насадки (варианты) и способ осуществления экзотермических каталитических реакций

Изобретение относится к области каталитического сжигания топлив, а именно к способам приготовления элементов малообъемных каталитических насадок для осуществления сжигания газообразных, жидких и твердых топлив в организованном псевдоожиженном слое частиц инертного материала. Описан элемент...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489210
Дата охранного документа: 10.08.2013
20.08.2013
№216.012.614f

Каталитический реактор - парогенератор

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано при экологически безопасной выработке пара для получения электроэнергии и теплоснабжения потребителей. Технический результат заключается в снижении расхода дефицитного и дорогостоящего катализатора и уменьшении содержания...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490543
Дата охранного документа: 20.08.2013
27.10.2013
№216.012.786d

Способ восстановления полового влечения (либидо) у мужчин путем применения биологически активной добавки к пище для восстановления полового влечения (либидо) у мужчин

Настоящая группа изобретений относится к медицине, а именно к сексопатологии, и касается восстановления полового влечения (либидо) у мужчин. Для этого вводят биологически активную добавку (БАД), содержащую L-аргинин, цветочную пыльцу или пергу, трутневый расплод, вещество, содержащее цинк....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496491
Дата охранного документа: 27.10.2013
27.10.2013
№216.012.78c3

Катализатор гидрооблагораживания

Изобретение относится к области разработки катализатора гидрооблагораживания кислородорганических продуктов переработки растительной биомассы. Описан катализатор гидрооблагораживания кислородорганических продуктов переработки растительной биомассы, который является композитом, содержащим никель...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496577
Дата охранного документа: 27.10.2013
27.10.2013
№216.012.78c5

Способ приготовления катализатора и способ каталитического сжигания топлив в псевдоожиженном слое

Изобретение относится к катализаторам. Описан способ приготовления катализатора сжигания топлива в псевдоожиженном слое на основе мартеновского шлака, в котором гранулы мартеновского шлака подвергают обработке парами воды при температуре максимального выделения водорода с последующим нанесением...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496579
Дата охранного документа: 27.10.2013
27.10.2013
№216.012.78c6

Способ приготовления катализатора гидрооблагораживания

Изобретение относится к области разработки способа приготовления катализатора гидрооблагораживания кислородорганических продуктов переработки растительной биомассы. Описан способ приготовления катализатора гидрооблагораживания кислородорганических продуктов переработки растительной биомассы,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496580
Дата охранного документа: 27.10.2013
27.12.2013
№216.012.90a7

Способ получения нитродифениламинов

Изобретение относится к способу получения нитродифениламинов общей формулы где нитро-группа может находиться в орто-, мета- или пара-положении относительно анилинового фрагмента. Способ заключается во взаимодействии анилина с нитрогалогенбензолами общей формулы CH(NO)X, где X=Cl, Br, I, при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002502724
Дата охранного документа: 27.12.2013
+ добавить свой РИД