29.05.2018
218.016.55f3

СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ И УТИЛИЗАЦИИ УГЛЕРОДОСОДЕРЖАЩИХ ВЕЩЕСТВ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002654664
Дата охранного документа
21.05.2018
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области термической переработки и утилизации веществ, содержащих углеводородные компоненты, и может найти применение в установках термического уничтожения твердых отходов, в печах и газогенераторах, в устройствах, использующих сжигание и утилизацию энергии низкокалорийного газа, доменного газа, синтез газа, парогазовой смеси и пылевидного топлива. Способ термической переработки и утилизации углеродосодержащих веществ осуществляется путем сжигания низко потенциального газообразного топлива, с последующей утилизацией энергии продуктов сгорания в турбине и теплообменном аппарате, при давлении газа и воздуха ниже атмосферного во всех элементах проточной части. Так, способ включает газификацию топлива посредством устройства для газификации, с последующим сжиганием полученной парогазовой смеси в камере сгорания, с получением продуктов сгорания, поступающих в турбину для преобразования энергии продуктов сгорания в механическую энергию, и дальнейшим преобразованием в электрическую энергию, при этом, оставшаяся часть тепловой энергии из турбины поступает в теплообменный аппарат для нагрева воздуха, поступающего в камеру сгорания. Причём, способ осуществляют при давлении в газовом тракте ниже атмосферного, при этом продукты сгорания удаляются в атмосферу посредством компрессора, устанавливаемого после теплообменного аппарата. Также часть воздуха из теплообменного аппарата поступает в устройство для газификации в качестве газифицирующего агента. Техническим результатом, достигаемым в заявленном изобретении, является разработка способа термической переработки и утилизации углеродосодержащих веществ, позволяющего повысить экологическую безопасность и эффективность реализации способа, за счет осуществления способа при низком атмосферном давлении в проточной части устройства. 1 ил., 1 табл.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области термической переработки и утилизации веществ, содержащих углеводородные компоненты, и может найти применение в установках термического уничтожения твердых отходов, в печах и газогенераторах, в устройствах, использующих сжигание и утилизацию энергии низкокалорийного газа, доменного газа, синтез-газа, парогазовой смеси и пылевидного топлива.

Способ термической переработки и утилизации углеродосодержащих веществ осуществляется путем сжигания низко потенциального газообразного топлива, с последующей утилизацией энергии продуктов сгорания в турбине и теплообменном аппарате, при давлении газа и воздуха ниже атмосферного во всех элементах проточной части.

Известен способ обработки отходов (патент РФ №2561793 С2, кл. F02C 3/28, опубликовано 27.06.2015), содержащий газификацию отходов, получение сжатого воздуха в компрессоре, сжигание получаемого газа в камере сгорания, утилизацию энергии продуктов сгорания в турбине и утилизацию теплоты продуктов сгорания за турбиной в теплообменном аппарате.

Известен способ сжигания и утилизации энергии низко потенциальных газов, выбранный в качестве прототипа (каталог энергетического оборудования, «Газопоршневые энергетические установки», 2009 г., рис 22-25, стр. 386), включающий газификацию топлива посредством устройства для газификации, с последующим сжиганием полученной парогазовой смеси в камере сгорания с получением продуктов сгорания, поступающих в турбину для преобразования энергии продуктов сгорания в механическую энергию и дальнейшим преобразованием в электрическую энергию, при этом оставшаяся часть тепловой энергии из турбины поступает в теплообменный аппарат для нагрева воздуха, поступающего в камеру сгорания.

Недостатками известных способов являются низкая экологическая безопасность и низкая эффективность реализации способа.

Низкая экологическая безопасность связана с возможными утечками вредных выбросов в атмосферу через стыковые соединения проточной части.

Низкая эффективность реализации способа связана с необходимостью иметь давление топлива и воздуха на входе в камеру сгорания и соответственно давление продуктов сгорания на входе в турбину значительно выше атмосферного, что достигается наличием компрессора для сжатия воздуха и нагнетателя топлива на входе в камеру сгорания. Кроме того, сжатие горячего топлива, получаемого в процессе газификации, требует дополнительного его охлаждения и очистки. Необходимость проведения этих стадий подготовки топливовоздушной смеси на входе в камеру сгорания значительно снижает эффективность реализации способов. Использование предлагаемого способа термической переработки и утилизации углеродосодержащих веществ, при котором все стадии процесса проходят при давлении ниже атмосферного, позволяет исключить необходимость проведения вышеописанных стадий подготовки и повысить эффективность реализации способа.

Техническим результатом, достигаемым в заявленном изобретении, является разработка способа термической переработки и утилизации углеродосодержащих веществ, позволяющего повысить экологическую безопасность и эффективность реализации способа, за счет осуществления способа при низком атмосферном давлении в проточной части устройства.

Технический результат в заявленном способе достигается тем, что способ термической переработки и утилизации углеродосодержащих веществ, включающий газификацию топлива посредством устройства для газификации, с последующим сжиганием полученной парогазовой смеси в камере сгорания с получением продуктов сгорания, поступающих в турбину для преобразования энергии продуктов сгорания в механическую энергию и дальнейшим преобразованием в электрическую энергию, при этом оставшаяся часть тепловой энергии из турбины поступает в теплообменный аппарат для нагрева воздуха, поступающего в камеру сгорания.

Новым в способе является то, что способ осуществляют при давлении в газовом тракте ниже атмосферного и удалении продуктов сгорания в атмосферу посредством компрессора, устанавливаемого после теплообменного аппарата, при этом часть воздуха из теплообменного аппарата поступает в устройство для газификации в качестве газифицирующего агента.

На прилагаемом чертеже изображена технологическая схема способа термической переработки и утилизации углеродосодержащих веществ.

Устройство для термической переработки и утилизации углеродосодержащих веществ содержит устройство для газификации 1, камеру сгорания 2, турбину 3, теплообменный аппарат 4, компрессор 5.

Способ осуществления термической переработки и утилизации углеродосодержащих веществ.

Электродвигатель осуществляет рабочий процесс компрессора 5, при котором давление рабочего тела во всех элементах проточной части устройства поддерживают ниже атмосферного, повышая по мере удаления от входа в компрессор 5.

Рабочее тело, например парогазовую смесь, синтез-газ или другой вид газа, или пылевидное топливо подают из устройства для газификации 1 в камеру сгорания 2.

В качестве окислителя в камеру сгорания 2 подают атмосферный воздух, предварительно нагретый в секции теплообменного аппарата 4.

Давление на выходе из камеры сгорания 2 поддерживают ниже давления газа и воздуха, которые подают на сжигание.

В камере сгорания 2 осуществляют процесс сжигания сформированной топливовоздушной смеси с получением на выходе высокотемпературного скоростного потока газообразных продуктов сгорания.

Использование в качестве камеры сгорания 2 камеры сгорания вихревого противоточного типа позволяет интенсифицировать рабочие процессы смесеобразования, горения и разбавления, снизить синтез NOx, концентрацию СО и CxHy. При необходимости, в камеру сгорания подают химические реагенты, связывающие вредные компоненты в продуктах сгорания.

Сформированные продукты сгорания в камере сгорания 2 разделяют на газообразные и твердые компоненты, движущиеся в противоположном направлении, с осаждением твердых компонентов в нижней части камеры сгорания 2 и выходом газообразных компонентов из верхней части камеры сгорания 2 и входом в турбину 3.

Давление продуктов сгорания за турбиной 3 с помощью компрессора 5 формируют значительно ниже, чем на входе, то есть обеспечивают перепад давления на турбине равным πT*=3-5.

Турбина 3 преобразует энергию продуктов сгорания в механическую энергию, а затем в электрическую в электрогенераторе.

Из турбины 3 продукты сгорания подают в теплообменный аппарат 4, где осуществляют утилизацию теплоты путем ее передачи от продуктов сгорания к воздуху, подаваемому из атмосферы.

Из секции теплообменного аппарата 4 одну часть нагретого воздуха подают в камеру сгорания 2 на интенсификацию процессов смесеобразования и горения, а другую часть нагретого воздуха подают в устройство для газификации 1 для интенсификации процессов газификации твердых веществ. Пример реализации способа.

Результаты расчета основных параметров в точках проточной части устройства, реализующего предлагаемый способ, представлены в таблице.

Влажность отходов 25%

Таким образом, представленные результаты в таблице подтверждают работоспособность предлагаемого способа, позволяющего повысить экологическую безопасность и эффективность процесса сжигания.

Способ термической переработки и утилизации углеродосодержащих веществ, включающий газификацию топлива посредством устройства для газификации, с последующим сжиганием полученной парогазовой смеси в камере сгорания с получением продуктов сгорания, поступающих в турбину для преобразования энергии продуктов сгорания в механическую энергию и дальнейшим преобразованием в электрическую энергию, при этом оставшаяся часть тепловой энергии из турбины поступает в теплообменный аппарат для нагрева воздуха, поступающего в камеру сгорания, отличающийся тем, что способ осуществляют при давлении в газовом тракте ниже атмосферного и удалении продуктов сгорания в атмосферу посредством компрессора, устанавливаемого после теплообменного аппарата, при этом часть воздуха из теплообменного аппарата поступает в устройство для газификации в качестве газифицирующего агента.
СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ И УТИЛИЗАЦИИ УГЛЕРОДОСОДЕРЖАЩИХ ВЕЩЕСТВ
СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ И УТИЛИЗАЦИИ УГЛЕРОДОСОДЕРЖАЩИХ ВЕЩЕСТВ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-1 из 1.
29.12.2017
№217.015.fd38

Способ сжигания измельчённого твердого топлива и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области теплоэнергетики, а именно к способу сжигания угля, углеродосодержащих отходов производств из разных областей промышленности и других видов твердого топлива. Устройство для сжигания измельченного твердого топлива состоит их двух ступеней, первая ступень выполнена...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002638500
Дата охранного документа: 13.12.2017
Показаны записи 1-10 из 10.
20.06.2015
№216.013.562b

Способ функционирования сверхзвукового пульсирующего детонационного прямоточного воздушно-реактивного двигателя

Изобретение относится к способам функционирования сверхзвуковых пульсирующих детонационных прямоточных воздушно-реактивных двигателей, преимущественно при полете с числом Маха больше 6. Способ функционирования сверхзвукового пульсирующего детонационного прямоточного воздушно-реактивного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002553589
Дата охранного документа: 20.06.2015
10.11.2015
№216.013.8c51

Генератор акустических колебаний для камеры сгорания гпврд

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения и может быть использовано в камере сгорания гиперзвукового воздушно-реактивного двигателя. Генератор акустических колебаний для камеры сгорания гиперзвукового воздушно-реактивного двигателя содержит свечу зажигания, топливные сопла,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002567528
Дата охранного документа: 10.11.2015
26.08.2017
№217.015.de28

Кольцевая камера сгорания газотурбинного двигателя и способ осуществления рабочего процесса

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к воздушно-реактивным двигателям. Кольцевая камера сгорания газотурбинного двигателя содержит наружный и внутренний корпус с входным и выходным отверстиями, кольцевую жаровую трубу, предкамеры, свечи зажигания, установленные в жаровой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002624682
Дата охранного документа: 05.07.2017
26.08.2017
№217.015.e209

Высокотемпературный источник поверхностной ионизации

Изобретение относится к вакуумной технике и может быть использовано для получения пучков ионов при разделении изотопов или масс-спектрометрии. Высокотемпературный источник поверхностной ионизации из монокристаллического материала с объемно-центрированной кубической решеткой снабжен...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002625728
Дата охранного документа: 18.07.2017
29.12.2017
№217.015.fd38

Способ сжигания измельчённого твердого топлива и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области теплоэнергетики, а именно к способу сжигания угля, углеродосодержащих отходов производств из разных областей промышленности и других видов твердого топлива. Устройство для сжигания измельченного твердого топлива состоит их двух ступеней, первая ступень выполнена...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002638500
Дата охранного документа: 13.12.2017
20.01.2018
№218.016.135e

Устройство снижения выбросов в выхлопных газах двигателя внутреннего сгорания

Изобретение относится к области очистки отработавших газов двигателя внутреннего сгорания. Устройство содержит источник электрического поля, присоединенный к бортовому источнику электроэнергии, высоковольтные электроды, присоединенные к выходам источника электрического поля. Устройство...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002634459
Дата охранного документа: 30.10.2017
16.01.2019
№219.016.b065

Способ термохимической переработки и утилизации твёрдых измельчённых веществ, содержащих углеводороды, и установка для его осуществления

Изобретение относится к области термохимической переработки и утилизации твердых веществ, содержащих углеводороды, и может найти применение в установках газификации веществ, содержащих углеводороды. Техническим результатом является повышение эффективности технологического процесса. Способ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002677177
Дата охранного документа: 15.01.2019
26.05.2019
№219.017.619f

Способ утилизации твердых углеводородных отходов (в том числе медицинских и биологических) и установка для его осуществления

Изобретение относится к области термической переработки и утилизации твердых углеводородных отходов и может найти применение в печах, газогенераторах и установках термического уничтожения твердых углеводородных отходов, включая медицинские и биологические отходы. Техническим результатом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002688990
Дата охранного документа: 23.05.2019
02.09.2019
№219.017.c645

Способ и установка для переработки углеродосодержащего сырья

Изобретение относится к области переработки твердых углеродосодержащих материалов и может найти применение при получении не только активированного угля, но и для получения синтез-газа и синтез-топлив в различных отраслях промышленности. Способ для переработки углеродосодержащего сырья включает...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002698831
Дата охранного документа: 30.08.2019
06.12.2019
№219.017.ea38

Устройство для сжигания топлива

Изобретение относится к области энергетики. Устройство для сжигания топлива содержит вихревую противоточную жаровую трубу, завихритель, канал выхода продуктов сгорания, устройства подачи топлива и воспламеняющее устройство. Устройство для сжигания топлива содержит три типа устройств подачи...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002708011
Дата охранного документа: 03.12.2019

Похожие РИД в системе

+ добавить свой РИД