способ сжигания низкореакционного угля

Формула изобретения

Способ сжигания низкореакционного угля, основанный на его предварительном подогреве посредством сжигания высокореакционного топлива, отличающийся тем, что в качестве высокореакционного топлива используют высокореакционный уголь, который предварительно разжигают и полученным теплом воздействуют на низкореакционный уголь.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области огневой теплотехники и может быть широко использовано в энергетике.

Известен способ сжигания низкореакционного угля, основанный на принципе частичной газификации (термообработки) некоторой доли угольной пыли, поступающей в котел, для организации устойчивого дежурного факела на выходе из штатных горелок, воспламенения и стабилизации горения основного пылеугольного факела (Волковинский В.А., Толмачев И.Я. Сжигание низкосортных углей с предварительной термоподготовкой в вихревой горелке. // Теплоэнергетика, N 9, 1994, - с. 42-48). В качестве топлива для термоподготовки и стабилизации основного пылеугольного факела используется природный газ. В основу способа заложены следующие принципы: термообработка той доли сырой пыли, которая по теплу соответствует значению подсветки; обеспечение времени термообработки не более 0,1. . . 0,2 с для того, чтобы не нарушить технологические режимы движения пыли в пылепроводах и каналах первичной аэросмеси штатной горелки при любых нагрузках котла; обеспечение мягкого температурного режима в стабилизаторе, позволяющее применение обычных футеровочных материалов и отсутствие шлакования; стабилизатор должен быть совмещен со штатной горелкой котла без изменения трубной разводки; обеспечение работы котла на штатных горелках при выходе из строя стабилизатора без остановки или изменения режима работы котла.

Однако в указанном способе доля угольной пыли, подверженной термообработке, не превышает 25% от общего расхода пыли на горелку, что обеспечивает лишь стабилизацию основного факела при снижении расхода подсветочного газа. При этом указанный способ требует применения дорогого и остро дефицитного природного газа, а в случае ненадежной работы стабилизатора горения еще и мазута для подсвета основного факела.

Кроме того, известен способ сжигания низкореакционного угля, являющийся прототипом предлагаемого изобретения и заключающийся в том, что вся его масса проходит термообработку, например в циклонном предтопке смешивающего типа, который пристыкован к топке энергетического котла (а.с. SU 1185015 А, МКИ F 23 C 1/10). Способ заключается в том, что низкореакционный уголь направляют в специальный предтопок и прогревают за счет горения высокореакционного топлива. В результате из всей массы низкореакционного угля получают двухфазное топливо - газовзвесь, состоящую из продуктов пиролиза низкореакционного угля в виде горючих и негорючих летучих веществ, коксового остатка и непрореагировавших угольных частиц. На выходе из предтопка газовзвесь смешивают с продуктами сгорания высокореакционного топлива, вторичным воздухом и направляют в топку энергетического котла для сжигания.

Однако и этот способ является дорогостоящим, так как в качестве высокореакционного топлива используют дорогие и дефицитные природный газ или мазут.

Задачей предлагаемого изобретения является создание способа сжигания низкореакционного угля, который является менее дорогостоящим.

Это достигается тем, что в известном способе сжигания низкореакционного угля, основанном на его предварительном подогреве посредством сжигания высокореакционного топлива, в качестве высокореакционного топлива используют высокореакционный уголь, который предварительно разжигают и полученным в результате сгорания теплом прогревают низкореакционный уголь.

На чертеже показано одно из возможных устройств, реализующее предложенный способ. Циклонный предтопок смешивающего типа состоит из двух секций. Секция 1 служит для воспламенения и выгорания основной части высокореакционного угля, для чего она оборудована специальной горелкой 2 с устройством ввода первичного воздуха 3. Секция 4 служит для подогрева массы низкореакционной угольной пыли. Она оборудована устройством тангенциального ввода низкореакционной угольной пыли 5 и устройством ввода вторичного воздуха 6 в топку энергетического котла.

Способ можно уяснить, рассмотрев работу приведенного устройства. В секцию 1 через торцевую стенку направляют высокореакционный (например, Канско-Ачинский) уголь 2 с избытком кислорода 3, обеспечивающим его надежное горение. Поток высококонцентрированной низкореакционной угольной пыли, так называемое рабочее топливо 5, с избытком воздуха, обеспечивающим лишь его продвижение по предтопку, тангенциально направляют во вторую секцию 4 подогревателя. В секции 1 производят воспламенение высокореакционного (так называемого инициирующего) угля и выгорание его основной массы. Догорающий высокореакционный уголь направляют внутрь реакторного пространства, образованного низкореакционным рабочим (подогреваемым) углем. За счет тепла от горения высокореакционного угля поток рабочего угля прогревают с образованием двухфазного топлива - газовзвеси, содержащей в основном окись углерода, водород, непрореагировавшую угольную пыль, коксовый остаток, метан, углекислый газ и азот. На выходе из предтопка газовзвесь смешивают с вторичным воздухом 6 и вместе с продуктами сгорания инициирующего угля направляют в топку котла. Время термоподготовки можно изменять в диапазоне 0,3...2 с путем изменения конструктивных характеристик (длины и диаметра) подогревателя в зависимости от типа рабочего угля. В этом случае режим устойчивого воспламенения и стабильного горения факела в топке энергетического или водогрейного котла обеспечивают за счет содержания в газовзвеси легко воспламеняющихся летучих продуктов пиролиза рабочего угля (H₂, CO, CH₄), количество которых в газовзвеси может достигать 40% и более по отношению к исходной массе топлива, в зависимости от типа рабочего угля и времени реагирования в предтопке.

Таким образом, предложенный способ является более дешевым, так как в нем для термоподготовки используют более дешевый высокореакционный угольт