×
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 21-30 of 60 items.
26.08.2017
№217.015.e3ea

Способ гидроочистки сырья гидрокрекинга

Изобретение относится способам получения сырья гидрокрекинга с пониженным содержанием серы и азота. Описан способ гидроочистки сырья гидрокрекинга, заключающийся в гидроочистке нефтяных фракций, имеющих температуру начала кипения выше 360°С, в присутствии гетерогенного катализатора, где...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002626401
Дата охранного документа: 27.07.2017
26.08.2017
№217.015.e537

Штамм дрожжей kluyveromyces marxianus вкпм y-4290, применяемый для получения этанола на каталитических гидролизатах целлюлозы

Изобретение относится к биотехнологии. Штамм термотолерантных дрожжей Kluyveromyces marxianus С1 обладает способностью продуцировать этанол. Штамм дрожжей депонирован во Всероссийской Коллекции Промышленных Микроорганизмов под регистрационным номером ВКПМ Y-4290 и может быть использован для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002626544
Дата охранного документа: 28.07.2017
26.08.2017
№217.015.e99d

Способ получения ароматических аминов

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения ароматических аминов, которые используются для получения промежуточных продуктов для получения полимеров, пигментов, пестицидов, красителей и лекарственных средств. Способ заключается в восстановлении ароматических нитросоединений в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002627765
Дата охранного документа: 11.08.2017
29.12.2017
№217.015.f989

Установка для процесса очистки сероводородсодержащих газов

Изобретение относится к очистке сероводородсодержащих углеводородных газов и может быть использовано в химической промышленности. Установка для процесса очистки сероводородсодержащих углеводородных газов от сероводорода с получением элементарной серы содержит реактор 1 прямого окисления...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002639912
Дата охранного документа: 25.12.2017
19.01.2018
№218.016.0037

Катализатор гидроочистки сырья гидрокрекинга

Изобретение относится к катализаторам предварительной гидроочистки нефтяных фракций с температурой начала кипения выше 360°С для получения сырья с низким содержанием серы, которое далее перерабатывается в процессе гидрокрекинга. Катализатор гидроочистки сырья гидрокрекинга включает в свой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002629358
Дата охранного документа: 29.08.2017
19.01.2018
№218.016.0039

Способ получения этилена из этанола и реактор для его осуществления

Изобретение относится к способу получения этилена путем каталитической дегидратации этанола в реакторе, состоящем из вертикального корпуса с патрубками подвода исходного сырья и отвода продуктов реакции, патрубками подвода топливно-воздушной смеси и отвода дымовых газов, трубок, заполненных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002629354
Дата охранного документа: 29.08.2017
19.01.2018
№218.016.044d

Способ приготовления и регенерации катализатора гидроксилирования ароматических соединений закисью азота и способ гидроксилирования ароматических соединений

Изобретение касается способа приготовления и регенерации цеолитных катализаторов после их дезактивации в результате закоксовывания в реакциях гидроксилирования ароматических соединений закисью азота в газовой фазе, в частности в реакциях гидроксилирования бензола и фенола. Описан способ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002630473
Дата охранного документа: 11.09.2017
19.01.2018
№218.016.0d2b

Катализатор гидроизомеризации н-алканов и способ его приготовления

Изобретение относится к области химии, а именно к катализаторам, предназначенным для процесса гидроизомеризации н-алканов, а также прямогонных и гидроочищенных дизельных фракций, и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности. Описан катализатор для процесса гидроизомеризации...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002632890
Дата охранного документа: 11.10.2017
19.01.2018
№218.016.0d4b

Катализатор гидроизомеризации н-алканов и способ его приготовления

Изобретение относится к области химии, а именно к катализаторам, предназначенным для процесса гидроизомеризации н-алканов, а также прямогонных и гидроочищенных дизельных фракций, и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности. Описан катализатор для процесса гидроизомеризации...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002632911
Дата охранного документа: 11.10.2017
20.01.2018
№218.016.1162

Способ приготовления катализатора гидрокрекинга углеводородного сырья

Изобретение относится к способу приготовления катализатора гидрокрекинга углеводородного сырья, ориентированного на получение низкосернистых среднедистиллятных фракций. Способ получения катализатора включает приготовление гранулированного носителя, содержащего оксид алюминия и 50-70 мас. %...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002633965
Дата охранного документа: 20.10.2017
Showing 21-30 of 111 items.
20.01.2015
№216.013.1e48

Устройство для предотвращения ледяных заторов

Изобретение относится к области гидрологии, в частности к регулированию ледового режима рек, а именно к технике проведения работ по ликвидации ледовых заторов на реках, и направлено на предотвращение наводнений, возникающих при заторах. Устройство представляет собой катамаран, в трюме одного из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002539193
Дата охранного документа: 20.01.2015
20.02.2015
№216.013.2a2a

Каталитический реактор для паровой конверсии углеводородов

Изобретение относится к области гетерогенного катализа, а именно каталитическому мультиканальному реактору для проведения гетерогенных реакций, сопровождающихся эндотермическим тепловым эффектом, например паровой конверсии углеводородов с целью получения водородсодержащего газа. Реактор...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002542251
Дата охранного документа: 20.02.2015
20.04.2015
№216.013.437e

Способ и препарат для ускорения консолидации переломов костей

Изобретение относится к медицине, а именно к применению трутневого расплода для ускорения консолидации переломов костей. Вышеописанное применение трутневого расплода способствует ускорению консолидации переломов костей, сокращению сроков реабилитации и сроков нетрудоспособности пациентов.
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002548776
Дата охранного документа: 20.04.2015
27.04.2015
№216.013.4625

Способ и препарат для лечения артритов и артрозов

Изобретение относится к медицине, в частности к применению препарата «Остеомед» для лечения артритов и артрозов. Вышеописанное применение позволяет ускорить лечение артритов и артрозов, повышение эффективности такого излечения при одновременном устранении риска возникновения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002549461
Дата охранного документа: 27.04.2015
10.05.2015
№216.013.4808

Установка и способ утилизации биомассы

Изобретение относится к устройству и способу для переработки отходов, преимущественно биомассы, путем газификации с получением жидких и газообразных горючих продуктов, используемых в качестве топлива или промежуточных полупродуктов для химического синтеза или жидких моторных топлив. Техническим...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002549947
Дата охранного документа: 10.05.2015
10.06.2015
№216.013.5163

Способ получения пропилена

Изобретение относится к способу получения пропилена путем каталитического окислительного дегидрирования пропана, включающему пропускание потока реакционной смеси, состоящей из пропана и окисляющего реагента в инертном газе, используемом в качестве разбавителя, через слой катализатора в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002552356
Дата охранного документа: 10.06.2015
20.06.2015
№216.013.57c6

Способ получения алифатических карбоновых кислот

Изобретение относится к области органического синтеза, а именно к способу получения алифатических карбоновых кислот С7 (н-СНСООН, н-гептановая (энантовая) кислота), С9 (н-CHCOOH, н-нонановая (пеларгоновая) кислота) и С11 (н-CHCOOH, н-ундекановая (ундециловая) кислота) каталитическим...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002554000
Дата охранного документа: 20.06.2015
10.07.2015
№216.013.5f2c

Керамическая мембрана и способ ее приготовления

Изобретение может быть использовано для разделения газовых смесей. Используемая для разделения газовых смесей керамическая мембрана имеет следующий состав, мас.%: оксид алюминия 30-54; силикат натрия 42-68; углеродные нанотрубки УНТ с внешним диаметром 1-5 нм с трехслойной структурой и удельной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002555905
Дата охранного документа: 10.07.2015
10.08.2015
№216.013.6d2c

Способ получения фотокаталитического сорбирующего тканевого материала

Изобретение относится к области получения самоочищающегося тканевого материала, обладающего фотокаталитической активностью под действием ультрафиолетового и видимого излучения и предназначенного для фотокаталитической деструкции опасных органических и неорганических веществ и макромолекул....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002559506
Дата охранного документа: 10.08.2015
10.09.2015
№216.013.78b0

Фотокаталитический сорбирующий тканевый материал

Изобретение относится к области разработки материалов, обладающих фотокаталитической активностью под действием ультрафиолетового и видимого излучения. Материал представляет собой структурно-организованную систему, состоящую из тканевой основы, на которую нанесен промежуточный слой диоксида...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002562485
Дата охранного документа: 10.09.2015
+ добавить свой РИД