RU2116564C1 - Способ двухступенчатого сжигания топлива и горизонтальная циклонная печь для второй ступени сжигания - Google Patents
Способ двухступенчатого сжигания топлива и горизонтальная циклонная печь для второй ступени сжигания Download PDFInfo
- Publication number
- RU2116564C1 RU2116564C1 RU95100286A RU95100286A RU2116564C1 RU 2116564 C1 RU2116564 C1 RU 2116564C1 RU 95100286 A RU95100286 A RU 95100286A RU 95100286 A RU95100286 A RU 95100286A RU 2116564 C1 RU2116564 C1 RU 2116564C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- combustion
- stage
- fuel
- furnace
- prechamber
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Combustion Of Fluid Fuel (AREA)
- Solid-Fuel Combustion (AREA)
Abstract
Изобретение может быть использовано в энерготехнологических агрегатах, преимущественно, для установки в линии получения серной кислоты. Способ для двухступенчатого сжигания топлива, например, серы или сероводорода в технологических целях, включающий сжигание топлива в двух последовательно установленных топочных устройствах с охлаждением продуктов сгорания после каждого из них в котло-утилизаторе, отличается тем, что в топочном устройстве первой ступени сжигания сжигают 40 - 60% топлива с подачей в него 80 - 90% воздуха, необходимого для сжигания всего топлива, продукты сжигания охлаждают в котле-утилизаторе до 50 - 100oC, что выше температуры воспламенения топлива и направляют в топочное устройство сжигания второй ступени, куда подают оставшиеся топливо и воздух. Горизонтальная циклонная печь для второй ступени сжигания состоит из форкамеры шаровой формы и цилиндрической камеры дожигания, соединенными между собой выходными каналами, выполненными в перегородке между форкамерой и камерой дожигания по винтовым линиям, ориентированным по направлению крутки газов в форкамере. Форкамера снабжена патрубком для тангенциального подвода продуктов сгорания первой ступени сжигания, форсунками серы и растопочной горелкой. Патрубок установлен со сдвигом вдоль продольной оси печи на величину до 0,5 D шара от центра форкамеры в противоположную от выходных каналов сторону. Патрубки подвода вторичного воздуха расположены сразу же за перегородкой и ориентированы по касательной к ранее сформировавшейся крутке струи газов, выходящих из каналов, спутно ей. Камера дожигания снабжена кирпичной решеткой. Оболочка камеры и форкамеры выполнена из кирпичной кладки. Форкамера и перегородка выполнены из шамотобетона. Печь с внешней стороны ограждена металлической обшивкой из разнесенных листов. Технический результат заключается в улучшении выжигания серы. 2 с. и 2 з.п.ф-лы, 10 ил.
Description
Изобретение относится к энерготехнологическим агрегатам, преимущественно для установки в линии получения серной кислоты.
Известны способ одноступенчатого сжигания серы и горизонтальная печь для его осуществления, содержащая цилиндрические форкамеру и камеру дожигания [1]. Недостатком известного способа является повышенный температурный уровень в печи, что приводит к повышенному образованию окислов азота.
С целью снижения образования окислов азота и получения высокой концентрации SO2 при достаточно полном сжигании серы используют двухступенчатый процесс по схеме фирмы ФРГ "Лурги" [2], согласно которому всю серу подают на сжигание в топочное устройство (циклонную печь) первой ступени сжигания при α < 1 , продукты сжигания первой ступени охлаждают в теплообменнике и направляют в топочное устройство (циклонная печь) второй ступени сжигания, содержащую форкамеру и камеру дожигания, разделенные пережимом [3], в последнюю из которых сбрасывают остаток воздуха, и продукты сгорания вновь охлаждают в теплообменнике. Недостатком данного способа является слишком высокая (до 2000oC) температура в печи первой ступени сжигания серы (форпечь), что выдвигает особые требования к обмуровке, так как экранированная водоохлаждаемыми трубами топка нежелательна, поскольку при этом возможно попадание сублимированной серы на трубу и ее возгорание на поверхности трубы, что приводит к изъявлению трубы с последующим ее разрушением.
Недостатком циклонной печи второй ступени сжигания является недостаточно интенсивное перемешивание топливовоздушной смеси в цилиндрической форкамере, что может привести к уменьшению выжига серы. Кроме того, имеют место потери тепла через ограждающие стенки.
Альтернативным решением проблемы предотвращения образования окислов азота при сохранении достаточно высокой концентрации окислов серы SO2 и снижении требований к обмуровке является ведение двухступенчатого процесса таким образом, чтобы температуры по газовому тракту не превысили 1200oC.
Согласно предложенному способу двухступенчатого сжигания топлива с промежуточным охлаждением продуктов сгорания на первой степени сжигают 40-60% топлива с подачей в топочное устройство 80-90% воздуха, необходимого для сжигания всего топлива, продукты сгорания охлаждают в теплообменнике до температуры на 50-100oC выше температуры воспламенения топлива и направляют в топочное устройство второй степени сжигания, куда подают остальную часть топлива и воздуха, после чего продукты сгорания вновь направляют на охлаждение в теплообменник.
При предложенном соотношении сжигаемого на первой ступени количества топлива и подаваемого в эту ступень количества воздуха температура продуктов сгорания не превышает 1200oC, что недостаточно для образования окислов азота и снижает требования к обмуровке топочного устройства. При сжигании в форкамере топочного устройства второй ступени оставшегося топлива температура продуктов сгорания, направляемых в камеру дожигания, также не превышает 1200oC за счет разубоживания их продуктами сгорания первой ступени.
В качестве топочного устройства второй ступени сжигания предлагается горизонтальная циклонная печь, в которой внутренняя полость форкамеры, к которой тангенциально подключен патрубок подвода продуктов сгорания первой ступени сжигания, выполнена в виде шара и соединена с цилиндрической камерой дожигания выходными каналами, выполненными в перегородке между форкамерой и камерой дожигания по винтовым линиям, ориентированным по направлению крутки газов в форкамере.
Для того, чтобы увеличить время пребывания топлива в камере сгорания путем изменения траектории движения струй газового потока, в предпочтительном варианте сдвигают патрубок подвода первичных продуктов сгорания вдоль продольной оси печи от центра форкамеры в сторону противоположную выходным каналам на величину до 0,5 Д, где Д - внутренний диаметр форкамеры.
С целью исключения попадания жидкой серы в межобшивочное пространство патрубки подвода вторичного воздуха располагают в верхней части обшивки.
Предложенная совокупность признаков позволяет улучшить процесс выжигания серы путем:
1. Улучшения смесеобразования при сохранении степени крутки, так как шаровой циклон в этом случае предпочтительнее цилиндрического.
1. Улучшения смесеобразования при сохранении степени крутки, так как шаровой циклон в этом случае предпочтительнее цилиндрического.
2. Снижение потерь тепла из форкамеры, так как ограждающая поверхность шара меньше поверхности цилиндра, а также вследствие утолщения толщины кладки в большей части форкамеры.
3. Увеличения времени пребывания частиц серы в форкамере, что достигается несимметричным подводом продуктов сгорания в шаровую форкамеру.
На фиг. 1 представлена принципиальная схема установки для осуществления предложенного способа; на фиг. 2 - топочное устройство (горизонтальная циклонная печь) второй ступени сгорания; на фиг. 3 - разрез по А-А на фиг. 2; на фиг. 4, 5, 6, 7 и 8 соответственно сечения Б-Б, В-В, Г-Г, Д-Д и Е-Е на фиг. 2 (без обшивки); на фиг. 9 - разрез по Г-Г на фиг. 2 и на фиг. 2 и на фиг. 10 - разрез по Ж-Ж на фиг. 2
Установка для двухступенчатого сжигания серы содержит топочное устройство первой ступени сжигания 1 (например, циклонная печь известной конструкции 3) и последовательно установленные теплообменник 2 (например, котел-утилизатор), топочное устройство второй ступени сжигания 3 (горизонтальная циклонная печь) и теплообменник 4 ( например, котел-утилизатор).
Установка для двухступенчатого сжигания серы содержит топочное устройство первой ступени сжигания 1 (например, циклонная печь известной конструкции 3) и последовательно установленные теплообменник 2 (например, котел-утилизатор), топочное устройство второй ступени сжигания 3 (горизонтальная циклонная печь) и теплообменник 4 ( например, котел-утилизатор).
Горизонтальная циклонная печь 3 состоит из форкамеры шаровой формы 5 и цилиндрической камеры дожигания 6, которые соединены между собой выходными каналами 7, выполненными в перегородке 8 между форкамерой 5 и камерой дожигания 6 по винтовым линиям, ориентированным по направлению крутки газов в форкамере 5. Последняя снабжена патрубком 9 для тангенциального подвода охлажденных продуктов сгорания первой ступни сжигания серы, форсунками серы 10 и растопочной горелкой 11. Патрубок 9 установлен со сдвигом вдоль продольной оси котла на величину до 0,5 Д шара в противоположную от выходных каналов 7 сторону. Тем самым достигается время пребывания частиц серы в закрученном потоке и улучшение ее выжига. Патрубки 12 подвода вторичного воздуха расположены сразу же за форкамерой 5 и ориентированы по касательной к ранее сформировавшейся крутке струи, выходящей из каналов 7, спутно ей.
Цилиндрическая камера дожигания 6 снабжена кирпичной решеткой 13. Внешние цилиндрические оболочки форкамеры 5 и камеры дожигания 6 выполнены из кирпичной кладки, а сама форкамера 5 и перегородка 8 - из шамотобетона.
Циклонная печь с внешней стороны ограждена металлической обшивкой 14, выполненной из разнесенных листов, внутри которых движется воздух под избыточным давлением.
Патрубки подвода вторичного воздуха 12 расположены в верхней части обшивки 14.
Способ осуществляют следующим образом.
В циклонную печь первой ступени 1 подают на сжигание 40 - 60% топлива ( например, серы) и 80 - 90% воздуха, необходимого для сжигания всего топлива. При этом соотношении топлива и воздуха температура продуктов сгорания не превышает 1200oC. Продукты сгорания первой ступени направляют в котел-утилизатор 2, где их охлаждают до температуры на 50 - 100oC выше температуры воспламенения топлива.
Продукты сгорания первой ступени сжигания серы, охлажденные в котле-утилизаторе 2, поступают в форкамеру 5 топочного устройства второй ступени сжигания 3 через патрубок 9 по касательной к шару и закручиваются в последнем. В них через форсунки 10 дополнительно впрыскивают остальную ( 40 - 60%) жидкую серу и сжигают в газах, поскольку последние имеют избыточный кислород и температуру на 50 - 100oC выше температуры воспламенения серы.
Для предварительного разогрева печи используют растопочную горелку 11.
Из форкамеры 5 продукты сгорания через выходные каналы 7 подают в камеру дожигания 6. Поскольку каналы 7 расположены в шамотобетоне, то на их раскаленной поверхности происходит частичное дожигание серы. На входе в камеру дожигания 6 через патрубки 12 из воздушной рубашки 14 тангенциально вводят вторичный воздух, что также способствует интенсификация крутки газового потока и лучшему перемещению для дожигания серы.
Окончательно сера дожигается на кирпичной решетке 13, и серосодержащие газы покидают печь 3, направляясь на охлаждение в котел-утилизатор 4.
Claims (4)
1. Способ двухступенчатого сжигания топлива, например серы или сероводорода, в технологических целях, включающий сжигание топлива в двух последовательно установленных топочных устройствах с охлаждением продуктов сгорания после каждого из них в теплообменнике (котле-утилизаторе), отличающийся тем, что в топочном устройстве первой ступени сжигают 40 - 60% топлива с подачей в него 80 - 90% воздуха, необходимого для сжигания всего топлива, продукты сгорания охлаждают в теплообменнике до температуры, на 50 - 100oС выше температуры воспламенения топлива, и направляют в топочное устройство второй ступени сжигания, куда подают оставшиеся топливо и воздух.
2. Топочное устройство преимущественно для второй ступени сжигания (горизонтальная циклонная печь), состоящее из форкамеры, к которой тангенциально подключен патрубок подвода продуктов сгорания первой ступени, и цилиндрической камеры дожигания, разделенных перегородкой с перепускными каналами, отличающееся тем, что форкамера выполнена шаровой и соединена с камерой дожигания выпускными каналами, выполненными в перегородке по винтовым линиям, ориентированным по направлению крутки газов в форкамере.
3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что патрубок подвода продуктов сгорания первой ступени установлен со сдвигом до 0,5 диаметра шара вдоль продольной оси устройства от центра форкамеры в сторону, противоположную выходным каналам.
4. Устройство по пп.2 и 3, отличающееся тем, что патрубки подвода вторичного воздуха расположены непосредственно за форкамерой в верхней части обшивки.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU95100286A RU2116564C1 (ru) | 1995-01-10 | 1995-01-10 | Способ двухступенчатого сжигания топлива и горизонтальная циклонная печь для второй ступени сжигания |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU95100286A RU2116564C1 (ru) | 1995-01-10 | 1995-01-10 | Способ двухступенчатого сжигания топлива и горизонтальная циклонная печь для второй ступени сжигания |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU95100286A RU95100286A (ru) | 1996-12-27 |
RU2116564C1 true RU2116564C1 (ru) | 1998-07-27 |
Family
ID=20163842
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU95100286A RU2116564C1 (ru) | 1995-01-10 | 1995-01-10 | Способ двухступенчатого сжигания топлива и горизонтальная циклонная печь для второй ступени сжигания |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2116564C1 (ru) |
-
1995
- 1995-01-10 RU RU95100286A patent/RU2116564C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Котлы-утилизаторы и котлы энерготехнологические; Отраслевой каталог. М.: НИИЭИнформэнергомаш, 1985, с.23, рис. 8. Васильев Б.Т., Отвагина М.И. Техн ология серной кислоты. - М.: Химия, 1985, с. 103, рис. 30. Там же , с. 104 , рис. 30. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU95100286A (ru) | 1996-12-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4316878A (en) | Method for the combustive treatment of waste fluids containing nitrogen compounds | |
EP0731327B1 (en) | Oxidant lancing nozzle | |
US4257760A (en) | Cyclone burners | |
JPS59119106A (ja) | 微粉炭燃焼バーナを備えたボイラ | |
US5042400A (en) | Method and apparatus for partial combustion of coal | |
RU2116564C1 (ru) | Способ двухступенчатого сжигания топлива и горизонтальная циклонная печь для второй ступени сжигания | |
CN216282837U (zh) | 一种水泥制造脱硝用分解炉 | |
JP2662175B2 (ja) | サイクロン燃焼方法及び装置 | |
CN114061325A (zh) | 一种水泥制造脱硝用分解炉 | |
JP3068435B2 (ja) | ボイラ火炉燃焼装置 | |
JPS6249521B2 (ru) | ||
RU2031310C1 (ru) | Топка для сжигания твердого топлива в расплаве | |
RU2013691C1 (ru) | Циклонный предтопок котла | |
CN214470006U (zh) | 燃气式隧道窑低氮燃烧*** | |
RU2009402C1 (ru) | Способ сжигания малореакционного пылевидного топлива и устройство для его осуществления | |
JPH09126412A (ja) | 低nox ボイラ | |
SU1079954A1 (ru) | Способ совместного сжигани нескольких видов топлива | |
JPH05332510A (ja) | ボイラ等の低NOx燃焼方法及びその装置 | |
CA2490637C (en) | Method and burner for rotary kilns | |
RU1779880C (ru) | Регенеративное горелочное устройство | |
RU2210030C2 (ru) | Способ и реактор для термического обезвреживания отходящих газов производства технического углерода | |
JPH0650507A (ja) | ボイラ装置 | |
SU1763801A1 (ru) | Способ ступенчатого сжигани топлива | |
SU1469266A1 (ru) | Печь дл сжигани серы | |
JPS63176907A (ja) | 予燃焼室付ボイラの燃焼方法および燃焼装置 |