RU2037099C1 - Способ сжигания топлива - Google Patents
Способ сжигания топлива Download PDFInfo
- Publication number
- RU2037099C1 RU2037099C1 RU93052672A RU93052672A RU2037099C1 RU 2037099 C1 RU2037099 C1 RU 2037099C1 RU 93052672 A RU93052672 A RU 93052672A RU 93052672 A RU93052672 A RU 93052672A RU 2037099 C1 RU2037099 C1 RU 2037099C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- air
- combustion
- catalyst
- zone
- fuel
- Prior art date
Links
Abstract
Использование: в устройствах, обеспечивающих сжигание угля, нефтепродуктов, природного газа. Сущность изобретения: осуществляют подачу топлива и воздуха с коэффициентом его избытка 0,85 - 0,9999, охлаждение продуктов сгорания до 150 - 850°С и очистку от окислов азота в первом блоке катализатора, причем в качестве катализатора могут применяться оксидные соединения на основе хрома, кобальта, никеля, железа и других элементов с использованием промотирующих добавок. После очистки продукты сгорания дожигают при дополнительной подаче воздуха. 3 з.п.ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к энергетике и может быть использовано при сжигании топлива в котельных агрегатах.
Известны способы сжигания топлива путем подачи в зону горения топлива и воздуха с коэффициентом избытка воздуха α=0,71-1 [1] Недостатком этих способов сжигания топлива является значительное содержание в продуктах сгорания токсичных веществ, в частности окислов азота.
Известен способ сжигания топлива путем подачи в первую зону горения топлива и воздуха с коэффициентом его избытка α1<1 и отвода продуктов сгорания во вторую зону горения с одновременной подачей в нее топлива и воздуха, причем общий коэффициент избытка подаваемого в первую и вторую зону воздуха αоб>1 [2] Этот способ наиболее близок по технической сущности и выбран в качестве прототипа. Недостатком этого способа сжигания топлива является значительное содержание в продуктах сгорания токсичных веществ, в частности окислов азота.
Технической задачей изобретения является снижение содержания в продуктах сгорания токсичных веществ, в частности окислов азота.
В предлагаемом способе сжигания топлива, включающем подачу в первую зону горения топлива и воздуха с коэффициентом его избытка α1< 1 и отвод продуктов сгорания во вторую зону горения с одновременной подачей в нее воздуха, причем общий коэффициент избытка подаваемого в первую и вторую зону воздуха αоб> 1, продукты сгорания после первой зоны горения охлаждают до 150-850оС, производят очистку от окиси азота в блоке катализатора и дожигают полученную газовую смесь во второй зоне горения путем подачи в нее воздуха, причем подачу воздуха в первую зону горения осуществляют с коэффициентом его избытка α1= 0,85-0,9999, подачу воздуха во вторую зону горения осуществляют так, что общий коэффициент избытка подаваемого в первую и вторую зоны воздуха αоб=1,0001-1,8, в качестве катализатора очистки могут применяться оксидные соединения на основе хрома, кобальта, никеля, железа и других элементов с использованием промотирующих добавок, горение во второй зоне может осуществляться в присутствии катализатора полного окисления, и при рециркуляции в нее дымовых газов.
На чертеже изображена схема котла, в котором может быть реализован данный способ.
Котел 1 содержит форсунки 2 для подачи топлива и воздуха, пароперегреватели 3, первый блок 4 катализатора, устройство 5 ввода воздуха, второй блок катализатора 6, экономайзеры 7 и дымоход 8.
Способ реализуется следующим образом.
В нижнюю часть котла 1 через форсунки 2 подается топливо и воздух с коэффициентом его избытка α1= 0,85-0,9999. Недостаток воздуха нужен для того, чтобы в первой зоне горения при сжигании топлива образовалось достаточно большое количество окиси углерода СО и водорода Н2.
Для того, чтобы в первом блоке 4 катализатора произошло полное устранение окиси азота NO, необходимо, чтобы перед первым блоком катализатора 4 сумма концентраций [CO]+[H2] была больше концентрации [NO] Зависимости этих концентраций от α1 приближенно имеют вид: при α1=1,0 [NO]3˙10-4 [CO]1 ˙10-4 [H2] 2 ˙10-4 при α1=0,9990 [NO]3˙10-4 [CO]3˙10-4 [H2]3˙10-4 при α1=0,9970 [NO]3˙10-4 [CO]7 ˙10-4 [H2]7˙10-4
Верхняя граница диапазона для коэффициента избытка воздуха α1=0,9999 определяется неравенством ([CO]+[H2])≥ [NO] Нижняя граница α1=0,85 определяется тем, что чем меньше α1, тем ниже КПД котла, поэтому α1 нельзя брать слишком маленьким.
Верхняя граница диапазона для коэффициента избытка воздуха α1=0,9999 определяется неравенством ([CO]+[H2])≥ [NO] Нижняя граница α1=0,85 определяется тем, что чем меньше α1, тем ниже КПД котла, поэтому α1 нельзя брать слишком маленьким.
В первой зоне горения температура сжигаемой газовой смеси в зависимости от вида котла поддерживается 1200-2200оС. По мере продвижения внутри котла газовая смесь продуктов сгорания постепенно охлаждается, отдавая тепло пароперегревателям 7. В том месте котла, в котором температура продуктов сгорания уменьшается до 150-850оС, располагается первый блок катализатора 4, в котором идет очистка газовой смеси продуктов сгорания от окиси азота NO. Катализатор в данном случае представляет собой твердое вещество, в присутствии которого сильно смещается равновесие химических реакций: 2CO+ 2NO -> 2CO2 + N2 и 2H2 + 2NO -> ->> 2H2O + N2 (без катализатора в указанном диапазоне температур эти реакции не идут). В качестве катализаторов для указанных реакций применяются оксидные соединения на основе хрома, кобальта, никеля, железа и других элементов с использованием промотирующих добавок.
Верхняя граница температуры газовой смеси продуктов сгорания в первом блоке и катализатора 4 850оС, определяется пределом физической прочности катализатора, при более высокой температуре катализатор может разрушаться. Нижняя граница температуры 150оС определяется тем, что первый блок 4 катализатора, устройство 5 ввода воздуха и второй блок 6 катализатора располагаются ниже экономайзеров 7, а температура газовой смеси непосредственно перед экономайзерами 7 поддерживается не ниже 150оС.
Поскольку α1 подобрано так, чтобы перед первым блоком 4 катализатора ([CO]+[H2]) ≥ [NO] то после прохождения первого блока 4 катализатора газовая смесь продуктов сгорания уже не содержит окиси азота NO (вся имевшаяся в наличии NO провзаимодействовала с CO и Н2 в реакциях 2CO+2NO->2CO2+N2 и 2H2+2NO->2H2O+N2. Но газовая смесь продуктов сгорания содержит не прогоревшие СO и Н2, а также может содержать сажу, бензпирен и другие токсичные вещества, которые могли образоваться в первой зоне горения из-за того, что сжигалась богатая топливная смесь. Поэтому описываемый способ включает в себя этап дожигания во второй зоне горения.
Дожигание осуществляется следующим образом.
Через устройство ввода воздуха 5 во вторую зону горения котла дополнительно подается воздух, причем общий коэффициент избытка подаваемого в первую и вторую зону воздуха αоб> 1. Кислород воздуха химически взаимодействует с CO, H2, сажей, бензпиреном и другими токсичными веществами, содержащимися в продуктах сгорания, образуя CO2и H2O.
Нижняя граница диапазона для общего коэффициента избытка, подаваемого в первую и вторую зоны горения воздуха αоб>1, определяется условием полного выгорания топлива. Верхняя граница αоб=1,8 определяется тем, что, чем больше αоб, тем ниже КПД котла, поэтому αоб нельзя брать слишком большим.
Так как температура во второй зоне горения, может быть не очень высокой, то для интенсифицирования нужных химических реакций горение во второй зоне может осуществляться в присутствии катализатора полного окисления, во втором блоке катализатора 6. Катализатор в данном случае представляет собой твердое вещество, в присутствии которого сильно смещается равновесие химических реакций: 2CO + O2-> 2CO2 и 2H2 + O2 -> 2H2O и других.
Для лучшего перемешивания во второй зоне горения и для повышения в ней температуры подачу воздуха во вторую зону горения можно осуществлять путем рециркуляции в нее дымовых газов, которые обычно содержат свободный кислород из-за подсосов атмосферного воздуха в дымоходе 8. Дымовые газы отбираются из дымохода 8 и подаются во вторую зону горения через устройство 5.
П р и м е р. В первую зону горения топливо и воздух подаются с коэффициентом избытка воздуха α1= 0,98. После прохождения газовой смесью первой зоны горения перед первым блоком 4 концентрации веществ, содержащихся в продуктах сгорания [NO]3˙10-4, [CO]4˙10-3, [H2]4˙10-3.
В блоке 4 применяют композитный хромокобальтоникелевый катализатор с небольшими добавками молибдена, выполненный на керамической подложке. Температура газовой смеси в первом блоке 4 катализатора 550оС. После прохождения газовой смесью первого блока 4, концентрации веществ [NO]>10-5, [CO]4˙10-3, [H2] 4˙10-3.
Через устройство 5 во вторую зону горения воздух подается в таком количестве, что общий коэффициент избытка подаваемого в первую и вторую зону воздуха αоб 1,1. Концентрации веществ после второго блока 6 катализатора [NO] <10-5, [CO]<10-5, [H2]<10-5.
Claims (3)
1. СПОСОБ СЖИГАНИЯ ТОПЛИВА путем подачи в первую зону горения топлива и воздуха с коэффициентом его избытка α1 < 1 и отвода продуктов сгорания во вторую зону горения с одновременной подачей в нее воздуха, причем общий коэффициент избытка воздуха, подаваемого в первую и вторую зоны горения, αоб > 1, отличающийся тем, что продукты сгорания после первой зоны охлаждают до температуры 150 850oС, производят их очистку в блоке катализатора, причем α1=0,85 - 0,999, а αоб=1,0001 - 1,8.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве катализатора применяют оксидные соединения на основе хрома, кобальта, никеля, железа и других элементов с использованием промотирующих добавок.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве катализатора применяют оксидные соединения на основе хрома, кобальта, никеля, железа и других элементов с использованием промотирующих добавок.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что горение во второй зоне осуществляют в присутствии катализатора.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что во вторую зону горения осуществляют подачу дымовых газов.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93052672A RU2037099C1 (ru) | 1993-11-25 | 1993-11-25 | Способ сжигания топлива |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93052672A RU2037099C1 (ru) | 1993-11-25 | 1993-11-25 | Способ сжигания топлива |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2037099C1 true RU2037099C1 (ru) | 1995-06-09 |
RU93052672A RU93052672A (ru) | 1997-03-20 |
Family
ID=20149450
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU93052672A RU2037099C1 (ru) | 1993-11-25 | 1993-11-25 | Способ сжигания топлива |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2037099C1 (ru) |
-
1993
- 1993-11-25 RU RU93052672A patent/RU2037099C1/ru active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
1. Авторское свидетельство СССР N 694733, кл. F 23C 11/00, 1979. * |
2. Авторское свидетельство СССР N 1229515, кл. F 23C 11/00, 1986. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR970009487B1 (ko) | 공기-연료 혼합물의 연소중에 발생되는 질소산화물 발생량의 감소 방법 | |
EP0668469B1 (en) | Super off-stoichiometric combustion method | |
US5022226A (en) | Low NOx cogeneration process and system | |
KR20010105244A (ko) | 석탄에 기초한 재연소를 이용하는 NOx 환원 방법 | |
CA2046083C (en) | Apparatus and method for reducing nitrogen oxide emissions from gas turbines | |
US4761270A (en) | Method of reducing the oxides of nitrogen in fossil fuels combustion and combustion effluents using hydrazine and/or hydrazine compounds | |
US7473095B2 (en) | NOx emissions reduction process and apparatus | |
EP0243534A3 (en) | Method for purifying exhaust gases of a combustion engine by means of a catalytic system, and apparatus making use of this method | |
RU2037099C1 (ru) | Способ сжигания топлива | |
JPH04504899A (ja) | 固体燃料を燃焼させる際に放出される酸化窒素を減少させる方法 | |
US6497187B2 (en) | Advanced NOX reduction for boilers | |
RU92016443A (ru) | Способ получения серы из по крайней мере одного кислого газа, содержащего сероводород | |
JP3059995B2 (ja) | 亜酸化窒素と窒素酸化物を同時低減する流動層燃焼方法 | |
ES2078582T3 (es) | Procedimiento y dispositivo para disminuir la emision de nox. | |
JPS6249521B2 (ru) | ||
JPS5450470A (en) | Decreasing method for nitrogen oxides contained in exhaust gas | |
US4943421A (en) | Method of reducing the oxides of nitrogen in fossil fuels combustion and combustion effluents using amine compounds | |
RU2031311C1 (ru) | Способ сжигания топлива | |
JP2634279B2 (ja) | NOx含有ガスの燃焼方法 | |
JPS5450471A (en) | Treating method for nitrogen oxides contained in exhaust gas | |
RU2293254C2 (ru) | Способ очистки продуктов сгорания газообразного топлива от токсичных веществ | |
JPH05240410A (ja) | 微粉炭の燃焼方法及び燃焼用バーナ | |
RU97104670A (ru) | Способ переработки твердого углеродсодержащего топлива | |
SU1736582A1 (ru) | Способ очистки отход щих газов от органических веществ | |
RU2078284C1 (ru) | Способ сжигания топлива |