×
27.07.2015
216.013.67fe

СПОСОБ СЖИГАНИЯ НИЗКОКАЧЕСТВЕННОГО ТОПЛИВА

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002558175
Дата охранного документа
27.07.2015
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Способ сжигания топлива с использованием существующей воздушной горелки (1), при этом воздушная горелка (1) содержит первое подающее отверстие (5) для топлива и второе подающее отверстие (7) для воздуха, причем подающие отверстия (5, 7) открываются в зону горения (3). Изобретение, отличающееся тем, что газообразное топливо с НТС (низшей теплотой сгорания) менее 7,5 МДж/Нм подают через второе подающее отверстие (7) и тем, что окислитель, содержащий по меньшей мере 85 весовых процентов кислорода, также подают в зону (3) горения через устройство подачи окислителя, а также тем, что газообразное топливо сжигают с окислителем в зоне (3) горения. Изобретение направлено на снижение затрат при процессах сжигания топлива. 9 з.п. ф-лы, 2 табл., 2 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к способу сжигания топлива в печи. В частности, изобретение относится к способу сжигания низкокачественного топлива.

На заводах, в которых для производства стали и других металлов используются промышленные печи, зачастую в качестве побочных продуктов производят различные низкокачественные газообразные топлива. Одним из примеров является так называемый доменный газ из доменных печей, используемых при производстве стали. Другим примером является конвертер отходящих газов. Такие низкокачественные топлива обычно содержат смесь соединений, содержащих, к примеру, различные углеводороды, азот, кислород, водород, оксид углерода, диоксид углерода и водяной пар. Часто из-за ограниченной плотности энергии в таких видах топлива они обычно используются для процессов с низкой температурой, таких как отопление, или на электростанциях. Кроме того, их можно смешивать с топливами с более высокой плотностью энергии.

Поскольку такие низкокачественные виды топлива часто получают в изобилии, например, на сталеплавильных заводах, в силу чего они сравнительно недороги, было бы желательно иметь возможность использовать их более широко также и в высокотемпературных процессах, в которых обычно требуются высококачественные топлива. Сегодня они зачастую сжигаются и без пользы выбрасываются в атмосферу.

Наиболее близким решение является способ, описанный в (US 003945942 A1, 23.03.1976), в котором раскрыт способ сжигания топлива с использованием существующей воздушной горелки, при этом воздушная горелка содержит первое подающее отверстие для топлива и второе подающее отверстие для воздуха, причем подающие отверстия открываются в зону горения.

Настоящее изобретение решает описанные выше проблемы.

Таким образом, настоящее изобретение относится к способу сжигания топлива с использованием существующей воздушной горелки, при этом воздушная горелка содержит первое подающее отверстие для топлива и второе подающее отверстие для воздуха, причем подающие отверстия открываются в зону горения, и отличающемуся тем, что газообразное топливо с низшей теплотой сгорания (НТС) менее 7,5 МДж/Нм3 подают через второе подающее отверстие, и тем, что окислитель с содержанием кислорода по меньшей мере 85 весовых процентов также подают в зону горения через устройство подачи окислителя, и тем, что газообразное топливо сжигают с окислителем в зоне горения.

В дальнейшем изобретение будет подробно описано со ссылкой на иллюстративные варианты осуществления изобретения и на прилагаемые чертежи, на которых:

фиг.1 представляет собой упрощенную схему воздушной горелки, используемой в способе согласно настоящему изобретению, а фиг.2 представляет собой упрощенную схему доменной печи и промышленной печи, расположенных на одном сталеплавильном заводе.

Таким образом, на фиг.1 показана обычная воздушная горелка 1, которая в обычном режиме эксплуатации используется для нагрева промышленной печи. Воздушная горелка 1 установлена в стене 2 промышленной печи. В обычном режиме эксплуатации воздушная горелка 1 служит для сжигания топлива в зоне 3 горения с помощью окислителя, которым является воздух. Во время такого обычного режима эксплуатации топливо подается воздушной горелкой 1 через подающий канал 4 в зону 3 горения через подающее отверстие 5 для топлива. Воздух подают соответствующим образом через соответствующий подающий канал 6 и соответствующие подающие отверстия 7 для воздуха.

Воздушная горелка 1 может также иметь и иную конструкцию, причем эти конструкции как таковые являются обычными, например, с одним или несколькими подающими отверстиями для топлива и с одним или более подающими отверстиями для воздуха. Для обычного режима эксплуатации может использоваться жидкое или газообразное топливо. Обычным топливом служит высококачественное или среднекачественное топливо, например сжиженный нефтяной газ, природный газ или коксовый газ.

Согласно изобретению, воздушная горелка 1 не эксплуатируется с обычным высококачественным или среднекачественным топливом, но вместо этого работает на газообразном низкокачественном топливе, например доменном газе из доменной печи.

В таблице 1 представлено сравнение типового содержания различных компонентов, с одной стороны, в среднекачественном топливе, например коксовом газе, а с другой стороны, низкокачественном топливе, например доменном газе из доменной печи, а также отходящем газе из конвертера. Все значения приведены в объемных процентах.

Таблица 1
N2 O2 H2 CO CO2 CH4 CmHn H2O
Коксовый газ 3,5 0,55 60 7,5 2,35 23,5 2,4 0,2
Доменный газ 52,5 0,55 2,3 23,5 20 - - 1,15
Отходящий газ 17,2 0,1 2,5 64,5 15,6 - - 0,1

В таблице 2 представлено сравнение нижней теплоты сгорания (НТС) коксового газа, доменного газа из доменной печи и отходящего газа из конвертера.

Таблица 2
НТС (МДж/Нм3) НТС (МДж/кг)
Коксовый газ 17,9 8,2
Доменный газ 3,2 4,3
Отходящий газ 7,5 10,4

Согласно изобретению, обычная воздушная горелка 1 работает на газообразном топливе, НТС которого равна или менее 7,5 МДж/Нм3.

Топливо может содержать определенную примесь другого, более высокого качества топлива, при этом НТС смеси не превышает 7,5 МДж/Нм3. Однако по соображениям затратности предпочтительно не примешивать высококачественные топлива перед сжиганием.

Чтобы компенсировать низкую теплоту сгорания топлива по сравнению с традиционно используемым топливом, в обычной воздушной горелке 1 в качестве окислителя используют не воздух, а окислитель, имеющий более высокое содержание кислорода, чем воздух. Предпочтительно, окислитель содержит по меньшей мере 85 весовых процентов кислорода, и наиболее предпочтительно по меньшей мере 95 весовых процентов кислорода.

При сжигании низкокачественного газообразного топлива с таким окислителем, может быть достигнута температура пламени и объем дымового газа, по существу, соответствующие тем, что получают во время обычного сжигания высококачественного топлива при соответствующей мощности горения. Таким образом, низкокачественное недорогое топливо типа доменного газа из доменных печей можно использовать для нагрева промышленных печей с соблюдением соответствующих результатов технологического процесса. Предпочтительно, особенно в случае с доменным газом, чтобы количество топлива, подаваемого в единицу времени, по существу соответствовало количеству воздуха, подаваемого в обычном режиме работы воздушной горелки. Другими словами, предпочтительно, чтобы количество низкокачественного топлива, подаваемого в единицу времени при определенной заданной мощности горения, составляло 0,5 до 2,0, более предпочтительно от 0,5 до 1,5 раз количества воздуха в обычном режиме работы воздушной горелки при той же мощности горения. Особенно предпочтительно, чтобы количество низкокачественного топлива, подаваемого в единицу времени при определенной заданной мощности горения, было таким же, что и количество воздуха (±10 объемных процентов), подаваемого в обычном режиме работы воздушной горелки при той же мощности горения.

Согласно изобретению, низкокачественное топливо подают в зону 3 горения через обычное подающее отверстие 7 для воздуха. Также предпочтительно, хотя и не обязательно, чтобы подача в подающее отверстие 7 происходила через существующий подающий канал 6 для воздуха. Поскольку объемный расход низкокачественного топлива на единицу мощности относительно близок к расходу воздушного потока на единицу мощности при сжигании обычного высококачественного топлива, обычный подающий канал 6 и обычное подающее отверстие или подающие отверстия 7 для воздуха могут быть использованы без каких-либо серьезных модификаций, возможно, безо всяких модификаций. В результате обычная воздушная горелка 1 может быть переоборудована для работы на низкокачественном недорогом топливе вместо обычного высококачественного топлива без каких-либо изменений, требующих затратных монтажных работ.

Кроме того, это дает возможность гибко подбирать режим работы в зависимости от наличия различных видов топлива.

В зону 3 горения также подают окислитель, и низкокачественное топливо сжигают в ней вместе с окислителем.

Согласно первому предпочтительному варианту осуществления, окислитель подают через существующее подающее отверстие 5 для топлива, предпочтительно через существующий подающий канал 4 для топлива.

Согласно второму предпочтительному варианту осуществления, окислитель подают в зону 3 горения через дополнительное подающее устройство 8, подающее отверстие которого расположено на удалении от обоих существующих подающих отверстий для топлива 5 и для воздуха 7, и предпочтительно расположено на удалении от отверстия воздушной горелки 1. В результате это дает то преимущество, что одна и та же существующая воздушная горелка может быть приспособлена для получения либо нормального пламени, либо беспламенного горения, за счет размещения нескольких различных точек инжекции для подачи окислителя в зону 3 горения.

Согласно третьему предпочтительному варианту осуществления, окислитель подают частично через существующее подающее отверстие 5 для топлива, что дополняется подачей через подающее устройство 8 в достаточно большой степени для достижения требуемых стехиометрических условий в зоне 3 горения.

Окислитель подают предпочтительно через фурму, приспособленную для подачи окислителя. Такая фурма может, например, устанавливаться для работы внутри существующего подающего канала 4 для топлива, открывающегося на место рядом с существующим подающим отверстием 5 для топлива. В качестве альтернативного либо дополнительного варианта, дополнительно установленное подающее устройство 8 может содержать такую фурму.

Кроме того, высококачественное или среднекачественное топливо предпочтительно инжектируют в зону 3 горения при наддуве на начальном этапе работы предлагаемой изобретением горелки 1, которое там воспламеняется для запуска реакции горения между низкокачественным топливом и окислителем. Инжектирование может осуществляться через существующую воздушную горелку 1, например, путем открытия существующего подающего отверстия 7 для воздуха или через существующее подающее отверстие 5 для топлива.

Если воздушная горелка 1 содержит рекуператор (не показан), который как таковой имеет обычную конструкцию, для отвода тепловой энергии на подогрев воздуха для горения, подаваемого через подающее отверстие 7, также предпочтительно, чтобы рекуператор во время работы согласно изобретению был подключен к потоку подаваемого низкокачественного топлива, так чтобы топливо предварительно нагревалось. В результате улучшается экономика сжигания без затратного внедрения дополнительных установок.

На фиг.2 схематически показана промышленная печь 14, нагреваемая с помощью обычной воздушной горелки 1. Во время работы согласно одному предпочтительному варианту осуществления изобретения, окислитель с высоким содержанием кислорода подают из устройства 12 подачи окислителя на горелку 1 через канал 13, и он поступает в зону горения, как описано выше. Топливо подают на горелку 1 из доменной печи 10 через другой канал 11. Топливо, которое подают из доменной печи 10, состоит из доменного газа, который получают во время работы доменной печи 10. Этот доменный газ смешивают с дополнительным газообразным топливом, предпочтительно одним или несколькими низкокачественными видами топлива. Предпочтительно, чтобы не менее половины энергии сгорания, поступающей из горелки 1, генерировалось доменным газом из доменной печи.

Кроме того, предпочтительно, чтобы по меньшей мере половина или, что более предпочтительно, все низкокачественное топливо или топлива, сжигаемые в горелке 1, производилось и, следовательно, было получено или получены при эксплуатации оборудования, размещенного на том же промышленном предприятии, на котором установлена для работы горелка 1. Особенно предпочтительно, чтобы топливо состояло из доменного газа, получаемого при эксплуатации доменной печи 10, расположенной на том же промышленном предприятии, что и горелка 1.

Такой способ приводит к тому, что отбор энергии происходит в пределах того же предприятия, но также и к тому, что общие эксплуатационные расходы предприятия могут быть ограничены и потребность в дорогостоящей транспортировке может быть снижена.

Предпочтительно, чтобы горелка 1 работала на нагрев промышленной печи 14 до температуры, превышающей 500°C, более предпочтительно превышающей 700°С, наиболее предпочтительно превышающей 800°C. Предпочтительно также, чтобы промышленная печь 14 эксплуатировалась в качестве одного из нескольких этапов производства или обработки металла, предпочтительно стали. Особенно предпочтительно, чтобы промышленная печь 14 составляла или образовывала печь с шагающим подом, линию отжига, либо использовалась на этапе подогрева ковшей.

Выше были описаны предпочтительные варианты осуществления изобретения. Однако для специалиста в данной области техники очевидно, что в описанные варианты осуществления могут быть внесены многочисленные изменения в пределах сущности изобретения.

К примеру, несколько различных типов установок того же класса, что и доменная печь, работающих на низкокачественном газообразном топливе, могут быть соединены с одной или несколькими обычными воздушными горелками.

Таким образом, изобретение не ограничено описанными вариантами осуществления, а может изменяться в пределах объема формулы изобретения.


СПОСОБ СЖИГАНИЯ НИЗКОКАЧЕСТВЕННОГО ТОПЛИВА
СПОСОБ СЖИГАНИЯ НИЗКОКАЧЕСТВЕННОГО ТОПЛИВА
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 11-20 из 21.
10.05.2018
№218.016.3d13

Каталитическая композиция и способ олигомеризации этилена

Изобретение раскрывает каталитическую композицию для три- и/или тетрамеризации этилена, которая содержит (a) соединение хрома; (b) лиганд общей структуры: (A) RRP-N(R)-P(R)-NRR или (B) RRP-N(R)-P(XR)R или RRP-N(R)-P(XR), где X=О или S, причем R, R, R, R, R, R, R и R независимо представляют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002647863
Дата охранного документа: 21.03.2018
01.09.2018
№218.016.81f5

Каталитическая композиция и способ олигомеризации этилена с образованием 1-гексена и/или 1-октена

Настоящее изобретение относится к каталитической композиции и способу олигомеризации этилена с получением 1-гексена или 1-октена. Каталитическая композиция включает: соединение хрома; NPNPN лиганд формулы (R)(R)N-P(R)-N(R)-P(R)-N(R)(R), где R, R, R, R, R, R и R - каждый независимо обозначает...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002665551
Дата охранного документа: 31.08.2018
11.03.2019
№219.016.dd7d

Катализатор олигомеризации этилена, способ его получения и способ олигомеризации с его использованием

Настоящее изобретение относится к катализаторам олигомеризации этилена, способу его получения и способу олигомеризации этилена. Катализатор содержит функционализованный твердый носитель, лиганд, закрепленный на твердом носителе в результате химического связывания, и соединение хрома,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002467796
Дата охранного документа: 27.11.2012
20.03.2019
№219.016.e82a

Композиция катализатора и способ получения линейных альфа-олефинов

Настоящее изобретение относится к композиции катализатора для олигомеризации этилена и к способу получения линейных альфа-олефинов с применением такой композиции катализатора. Композиция содержит (i) соединение переходного металла, имеющее общую формулу MX(OR') или MX(OOCR'), где R'...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002456076
Дата охранного документа: 20.07.2012
29.03.2019
№219.016.f6c0

Способ и устройство для ускорения роста

Группа изобретений относится к области устройства газонов на спортивных сооружениях. В способе поверхность газона (2), по меньшей мере, частично закрывают сверху помещением (4) с открытым низом, в которое подают СО и в котором создают концентрацию углекислого газа от 500 до 2000 ppm. Причем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002432736
Дата охранного документа: 10.11.2011
18.05.2019
№219.017.5a66

Способ получения линейных альфа-олефинов с улучшенным удалением олигомеров высокого молекулярного веса и реакторная система для его осуществления

Изобретение относится к способу получения линейных α-олефинов путем олигомеризации этилена в реакторе в присутствии растворителя и катализатора, характеризующемуся тем, что из разгрузочного потока, выходящего из реактора, включающего растворитель, катализатор, линейные α-олефины и олигомеры в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002406716
Дата охранного документа: 20.12.2010
29.05.2019
№219.017.6855

Каталитическая композиция и способ ди-, три- и/или тетрамеризации этилена

Настоящее изобретение относится к каталитической композиции и к способу ди-, три- и/или тетрамеризации этилена. Каталитическая композиция содержит соединение хрома, лиганд общей формулы (A) RRP-N(R)-P(R)-N(R)-H или любые циклические производные (А). По меньшей мере один из атомов Р или N в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002456078
Дата охранного документа: 20.07.2012
09.06.2019
№219.017.7bff

Улучшенный сокатализатор для производства линейных альфа-олефинов

Изобретение относится к гомогенному катализатору для производства линейных альфа-олефинов. Описан гомогенный катализатор для производства линейных альфа-олефинов олигомеризацией этилена, состоящий из циркониевой соли органических кислот и сокатализатора, причем сокатализатор готовят в виде...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002368419
Дата охранного документа: 27.09.2009
15.05.2023
№223.018.59a8

Теплообменник и способ эксплуатации теплообменника

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в теплообменниках криогенных установок. В теплообменнике, содержащем корпусный элемент (110), ограничивающий камеру (112), и трубный пучок (104), расположенный внутри камеры (112) и предназначенный для переноса первой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002762017
Дата охранного документа: 14.12.2021
15.05.2023
№223.018.59a9

Теплообменник и способ эксплуатации теплообменника

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в теплообменниках криогенных установок. В теплообменнике, содержащем корпусный элемент (110), ограничивающий камеру (112), и трубный пучок (104), расположенный внутри камеры (112) и предназначенный для переноса первой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002762017
Дата охранного документа: 14.12.2021
Показаны записи 11-12 из 12.
16.06.2018
№218.016.6302

Способ сжигания низкосортного топлива

Изобретение относится к способу и системе предварительного нагрева для сжигания низкосортного топлива, используя промышленную горелку. Техническим результатом является обеспечение возможности использования низкосортного топлива при высокотемпературной обработке, такой как нагрев печей для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002657561
Дата охранного документа: 14.06.2018
16.06.2023
№223.018.7bd9

Способ и устройство для нагревания печи

Изобретение относится к способу нагревания печи, содержащей зону нагревания, которую нагревают с использованием форсунки, создающей пламя, проходящее в продольном направлении (D), и выполненной с возможностью подачи в нее топлива и первичного окислителя, при этом форсункой управляют с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002756280
Дата охранного документа: 29.09.2021
+ добавить свой РИД