UA14855U - Boiler-utilizer - Google Patents

Abstract

The boiler-utilizer has branch pipe for smoke gas supply, branch pipe for smoke gas discharge, reactor, this is equipped with cyclone combustion chamber, it includes burner unit, and branch pipe for smoke gas supply comes to it in tangent position; system for heat utilization, this has heat exchange surfaces and is connected to the reactor and the branch pipe for smoke gas discharge. The boiler-utilizer is equipped with system for smoke gases enrichment with fuel and air, this is connected to the branch pipe of smoke gases supply; reactor has additionally at least one cyclone combustion chamber and is equipped with chamber of afterburning, this is connected to the cyclone combustion chambersand forms the working volume of the reactor together with those.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Котел-утилізатор призначений для знешкодження та утилізації тепла димових газів і може бути використаний 2 у коксохімічній, металургійній, хімічній та інших галузях промисловості.The recovery boiler is designed for neutralization and utilization of the heat of flue gases and can be used 2 in coke-chemical, metallurgical, chemical and other industries.

Відомий котел-утилізатор, який містить патрубок підведення димових газів, патрубок відведення димових газів, реактор, який включає пальниковий пристрій, систему утилізації тепла, яка включає теплообмінні поверхні див. авт. свід. СРСР Мо1572145, МПК Е2281/18, опубл. 27.12.95рі.A known recovery boiler, which contains a flue gas supply pipe, a flue gas discharge pipe, a reactor that includes a burner device, a heat recovery system that includes heat exchange surfaces, see author witness USSR Mo1572145, IPC E2281/18, publ. 27.12.95

Недоліком відомого котла-утилізатора є низький ступінь очистки димових газів, що приводить до налипання 70 смолистих та вуглецевих домішок на теплообмінні поверхні. Відомий котел-утилізатор не дозволяє повністю допалити домішки, які містяться в димових газах, що знижує ефективність роботи теплообмінних поверхонь.The disadvantage of the well-known recovery boiler is the low degree of cleaning of flue gases, which leads to the sticking of 70 resinous and carbonaceous impurities on the heat exchange surfaces. The well-known heat recovery boiler does not allow the impurities contained in the flue gases to be completely burnt, which reduces the efficiency of the heat exchange surfaces.

Відомий котел-утилізатор, обраний як прототип, який містить патрубок підведення димових газів, патрубок відведення димових газів, реактор, постачений циклонною камерою згоряння, яка включає пальниковий пристрій та до якої тангенціальне примикає патрубок підведення димових газів, систему утилізації тепла, яка включає 72 теплообмінні поверхні та з'єднана з реактором та патрубком відводу димових газів |див. авт. свід. СРСРA well-known recovery boiler, selected as a prototype, which contains a flue gas supply pipe, a flue gas outlet pipe, a reactor supplied with a cyclonic combustion chamber, which includes a burner device and to which the flue gas supply pipe is tangentially adjacent, a heat recovery system that includes 72 heat exchangers surface and connected to the reactor and flue gas outlet | see author witness USSR

Мо1188454, МПК Е2307/06, опубл. 30.10.85р). Система утилізації тепла містить радіаційний теплообмінник, який примикає до камери згоряння, а також конвективний теплообмінник.Mo1188454, IPC E2307/06, publ. 30.10.85). The heat recovery system includes a radiation heat exchanger, which is adjacent to the combustion chamber, as well as a convective heat exchanger.

Недоліком відомого котла-утилізатора є низький ступінь очистки димових газів, який пов'язан з тим, що радіаційний теплообмінник примикає до камери згоряння, що приводить до різкого спаду температури на виході з реактора, а також приводить до інтенсивного налипання смолистих й вуглецевих домішок на теплообмінні поверхні радіаційного та конвективного теплообмінників Також недоліком котла-утилізатора є низька ефективність змішування горючих компонентів, які містяться в димових газах, з повітрям та паливом, які подаються через пальниковий пристрій у реактор, що, у свою Чергу, приводить до нестабільного температурного поля та до неповного згоряння домішок, які містяться у димових газах. Наявність у димових газах домішок, що 22 де згоріли, приводить до недостатнього ступеня знешкодження димових газів, з одного боку, а, з іншого боку, -о до забруднення теплообмінних поверхонь радіаційного та конвективного теплообмінників смолами та вуглецевими частками, які утворюють відкладення на теплообмінних поверхнях, що приводить до низького ступеня утилізації тепла та зниженню надійності роботи котла-утилізатора.The disadvantage of the well-known recovery boiler is the low degree of flue gas purification, which is due to the fact that the radiation heat exchanger is adjacent to the combustion chamber, which leads to a sharp drop in temperature at the exit from the reactor, and also leads to intensive sticking of tarry and carbon impurities on the heat exchanger surface of the radiative and convective heat exchangers. Also, the drawback of the heat recovery boiler is the low efficiency of mixing the combustible components contained in the flue gases with air and fuel, which are supplied through the burner device to the reactor, which, in turn, leads to an unstable temperature field and incomplete combustion of impurities contained in flue gases. The presence of unburned impurities in the flue gases leads to an insufficient degree of neutralization of the flue gases, on the one hand, and, on the other hand, to contamination of the heat exchange surfaces of radiative and convective heat exchangers with resins and carbon particles that form deposits on the heat exchange surfaces , which leads to a low degree of heat utilization and a decrease in the reliability of the utilization boiler.

Інтенсивне утворення відкладень на теплообмінних поверхнях призводить до їх швидкого забруднення, що о знижує надійність котла-утилізатора та ефективність утилізації тепла (ККД) котла-утилізатора. юThe intensive formation of deposits on the heat exchange surfaces leads to their rapid contamination, which reduces the reliability of the heat recovery boiler and the efficiency of heat recovery (efficiency) of the heat recovery boiler. yu

Задачею корисної моделі є створення котла-утилізатора з високим ступенем очистки димових газів від домішок, а також збільшення надійності роботи та ефективності утилізації тепла димових газів, які відходять со від паливоспалювальних агрегатів, наприклад, коксовим печей. «ІThe task of a useful model is to create a boiler-utilizer with a high degree of purification of flue gases from impurities, as well as to increase the reliability of operation and the efficiency of heat utilization of flue gases, which are emitted from fuel-burning units, for example, coke ovens. "AND

Поставлена задача вирішується тим, що у відомому котлі-утилізаторі, який містить патрубок підведення димових газів, патрубок відведення димових газів, реактор, постачений циклонною камерою згоряння, яка -- включає пальниковий пристрій та у яку тангенціальне підведений патрубок підведення димових газів, систему утилізації тепла, яка включає теплообмінні поверхні та з'єднана з реактором та патрубком відведення димових газів, відповідно до корисної моделі, що заявляється, котел-утилізатор постачено системою збагачення димових « газів паливом та повітрям, яка пов'язана з патрубком підведення димових газів, реактор додатково містить З 70 щонайменше одну циклонну камеру згоряння й постачений камерою допалювання, пов'язаною з циклонними с камерами згоряння та утворює разом з ними робочий об'єм реактора.The problem is solved by the fact that in a known recovery boiler, which contains a flue gas supply pipe, a flue gas discharge pipe, a reactor supplied with a cyclonic combustion chamber, which includes a burner device and to which the flue gas supply pipe is tangentially connected, a heat recovery system , which includes heat exchange surfaces and is connected to the reactor and the flue gas outlet, according to the claimed useful model, the recovery boiler is supplied with a flue gas enrichment system with fuel and air, which is connected to the flue gas outlet, the reactor additionally contains C 70 at least one cyclonic combustion chamber and is provided with an afterburner chamber connected to the cyclonic combustion chambers and forming together with them the working volume of the reactor.

Із» У окремому варіанті виконання котла-утилізатора на виході з реактора установлена діафрагма, вихідний отвір якої зв'язує реактор з системою утилізації тепла, при цьому площа вихідного отвору діафрагми визначається наступною залежністю: - ода «5175508, 0 щ» со де: 81 - площа вихідного отвору діафрагми, м"; і-й Зо - площа основи камери допалювання, м" сл У окремому варіанті виконання котла-утилізатора відношення об'єму камери допалювання до робочого об'єму реактора визначається наступною залежністю; 043-085 (2 с де:From" In a separate version of the recovery boiler, a diaphragm is installed at the outlet of the reactor, the outlet opening of which connects the reactor with the heat recovery system, while the area of the outlet opening of the diaphragm is determined by the following dependence: - oda "5175508, 0 sh" so where: 81 - the area of the output opening of the diaphragm, m"; i-th Zo - the area of the base of the afterburner chamber, m" sl In a separate version of the recovery boiler, the ratio of the volume of the afterburner chamber to the working volume of the reactor is determined by the following dependence; 043-085 (2 s where:

М. - об'єм камери допалювання, м;M. - volume of the afterburning chamber, m;

Мо - робочий об'єм реактора, му. бо У окремому варіанті виконання котла-утилізатора до кожної циклонної камери згоряння тангенціальне примикає щонайменше один додатковий патрубок підведення димових газів.Mo - working volume of the reactor, mu. because in a separate embodiment of the boiler-utilizer, each cyclonic combustion chamber is tangentially adjacent to at least one additional pipe for the supply of flue gases.

У окремому варіанті виконання котла-утилізатора в патрубку підведення димових газів установлена заслінка.In a separate version of the boiler-utilizer, a damper is installed in the flue gas supply pipe.

У окремому варіанті виконання котла-утилізатора камера допалювання містить щонайменше один виступ, дБ який розміщений на внутрішній поверхні камери допалювання та має наступні розміри:In a separate version of the recovery boiler, the post-combustion chamber contains at least one protrusion, dB, which is located on the inner surface of the post-combustion chamber and has the following dimensions:

ОП бахахопнА (3)OP bakhahopnA (3)

ПбасваовА (1PbasvaovA (1

Пеєскаре 0) де: а - висота виступу, м;Pejeskare 0) where: a - the height of the ledge, m;

Ь - довжина виступу, м; 70 а - діаметр циклонної камери згоряння, м; са. - Кут нахилу виступу до основи камери допалювання, град.b - length of protrusion, m; 70 a - diameter of the cyclone combustion chamber, m; with - Angle of inclination of the protrusion to the base of the afterburner chamber, degrees.

У окремому варіанті виконання котла-утилізатора на виході з реактора встановлена решітка.In a separate version of the boiler-utilizer, a grid is installed at the exit from the reactor.

У окремому варіанті виконання котла-утилізатора камера допалювання та циклонні камери згоряння виконані з вогнетривких та теплоізоляційних матеріалів. 15 У окремому варіанті виконання котла-утилізатора в патрубку відведення димових газів установлена додаткова система утилізації тепла, яка включає теплообмінні поверхні.In a separate version of the recovery boiler, the post-combustion chamber and cyclonic combustion chambers are made of fire-resistant and heat-insulating materials. 15 In a separate version of the recovery boiler, an additional heat recovery system is installed in the flue gas outlet, which includes heat exchange surfaces.

У окремому варіанті виконання котла-утилізатора до патрубка відведення димових газів примикає примусова система відведення димових газів, яка включає тягодутьєвий пристрій.In a separate version of the boiler-utilizer, a forced flue gas removal system, which includes a traction device, is connected to the flue gas outlet.

У окремому варіанті виконання котла-утилізатора у патрубку підведення димових газів установлена 2о турбулізуюча решітка,In a separate version of the boiler-utilizer, a 2o turbulating grid is installed in the flue gas supply pipe,

У окремому варіанті виконання котла-утилізатора в циклонній камері згоряння пальниковий пристрій розташований аксіально.In a separate version of the recovery boiler, the burner device is located axially in the cyclone combustion chamber.

У окремому варіанті виконання котла-утилізатора кожна циклонна камера згоряння має додаткову діафрагму, отвір якої зв'язує циклонну камеру згоряння з камерою допалювання, при цьому площа отвору визначається 2; наступною залежністю: - 044с55/84 09 (5 де: іт) 30 За - площа отвору, ме; юIn a separate version of the recovery boiler, each cyclonic combustion chamber has an additional diaphragm, the opening of which connects the cyclonic combustion chamber with the afterburning chamber, while the area of the opening is determined by 2; by the following dependence: - 044с55/84 09 (5 where: it) 30 Za - the area of the opening, me; yu

З, - площа основи циклонної камери згоряння, м.Z, - area of the base of the cyclone combustion chamber, m.

Запропоноване технічне рішення дозволяє підвищити ступінь очищення димових; газів від домішок, а також со надійність котла-утилізатора за рахунок введення системи збагачення димових газів паливом і повітрям перед «І подачею димових газів у реактор. Це сприяє ефективному сумішоутворенню та приводить до інтенсифікації 35 процесу горіння у робочому об'ємі реактора, що забезпечує ефективну очистку димових газів від домішок. -The proposed technical solution allows to increase the degree of flue cleaning; gases from impurities, as well as the reliability of the boiler-utilizer due to the introduction of a system of enrichment of flue gases with fuel and air before "I supply of flue gases to the reactor. This contributes to effective mixture formation and leads to the intensification of the combustion process in the working volume of the reactor, which ensures effective cleaning of flue gases from impurities. -

Оснащення реактора камерою допалювання дозволяє збільшити час знаходження димових газів у робочому об'ємі реактора, а також дозволяє стабілізувати температурне поле у робочому об'ємі реактора, у якому відбувається процес горіння та очистки димових газів від домішок. Введення а реактор додаткової циклонної « камери згоряння приводить до створення в камері допалювання зустрічних вихрових потоків димових газів, що - виходять із циклонних камер згоряння, що забезпечує підвищення ефективності знешкодження димових газів за с рахунок інтенсивного перемішування димових газів з паливом і повітрям, а також за рахунок ефективного з» допалювання смолистих й вуглецевих домішок у робочому об'ємі реактора. Це зменшує забруднення теплообмінних поверхонь системи утилізації тепла смолами, вуглецевими частками, які утворюють відкладення на теплообмінних поверхнях, і підвищує надійність роботи котла-утилізатора й ефективність утилізації тепла, а -3з 45 також знижує "чутливість" котла-утилізатора до забруднених димових газів, які мають значний зміст смолистих й вуглецевих домішок. г» Котел-утилізатор, який заявляється, зображений на наступних кресленнях:Equipping the reactor with an afterburner allows to increase the residence time of flue gases in the working volume of the reactor, and also allows to stabilize the temperature field in the working volume of the reactor, in which the process of combustion and purification of flue gases from impurities takes place. The introduction of an additional cyclonic "combustion chamber" in the reactor leads to the creation in the afterburning chamber of oncoming vortex flows of flue gases coming out of the cyclonic combustion chambers, which ensures an increase in the efficiency of flue gas disposal due to the intensive mixing of flue gases with fuel and air, as well as due to the effective afterburning of resinous and carbonaceous impurities in the working volume of the reactor. This reduces the contamination of the heat exchange surfaces of the heat recovery system with resins, carbon particles that form deposits on the heat exchange surfaces, and increases the reliability of the heat recovery boiler and the efficiency of heat recovery, and -3z 45 also reduces the "sensitivity" of the recovery boiler to polluted flue gases, which have a significant content of resinous and carbon impurities. d» The boiler-utilizer, which is declared, is shown in the following drawings:

Фіг.1 - загальний вид котла-утилізатора; бо Фіг.2 - вид спереду Фіг.1; с 20 Фіг.З - варіант виконання реактора котла-утилізатора;Fig. 1 - a general view of the boiler-utilizer; because Fig. 2 is a front view of Fig. 1; c 20 Fig. 3 - version of the boiler-utilizer reactor;

Фіг.4 - варіант виконання реактора котла-утилізатора; сл Фіг.5 - варіант виконання реактора котла-утилізатора;Fig. 4 - version of the boiler-utilizer reactor; sl Fig. 5 - version of the boiler-utilizer reactor;

Фіг.6 - варіант виконання реактора котла-утилізатора;Fig. 6 - version of the boiler-utilizer reactor;

Фіг.7 - перетин А-А Фіг.2;Fig. 7 - section AA Fig. 2;

Фіг.8 - перетин В-В Фіг.2; с Фіг.9 - варіант виконання котла-утилізатора з двома циклонними камерами згоряння;Fig. 8 - section B-B of Fig. 2; c Fig. 9 - a version of the utilization boiler with two cyclone combustion chambers;

Фіг.10 - варіант виконання котла-утилізатора з чотирма циклонними камерами згоряння.Fig. 10 - a version of the utilization boiler with four cyclone combustion chambers.

Котел-утилізатор містить патрубки підведення димових газів 1.4, 15, патрубок відведення димових газів 2, реактор 3, постачений циклонними камерами згоряння 4 4, 45, кожна з яких включає аксіальне встановлений 60 пальниковий пристрій 5, Котел-утилізатор містить систему утилізації тепла б, яка включає теплообмінні поверхні 7 та з'єднану з реактором З і патрубком відведення димових газів 2.The recovery boiler contains flue gas supply nozzles 1.4, 15, a flue gas discharge nozzle 2, reactor 3 supplied with cyclonic combustion chambers 4 4, 45, each of which includes an axially installed 60 burner device 5, The recovery boiler contains a heat recovery system b, which includes heat exchange surfaces 7 and is connected to the reactor C and the flue gas outlet 2.

Котел-утилізатор також постачено системою збагачення 8 димових газів паливом і повітрям, яка з'єднана з патрубками підведення димових газів 14. 15. Реактор З постачено камерою допалювання 9, яка примикає до циклонних камер згоряння 4 4, 45 та утворює разом з ними робочий об'єм реактора 3. На виході з реактора З бо встановлена діафрагма 10, у якій виконаний вихідний отвір 11, що зв'язує реактор З з системою утилізації тепла 6 (див. Фіг.1, 2).The recovery boiler is also equipped with a flue gas enrichment system 8 with fuel and air, which is connected to the flue gas supply pipes 14. 15. Reactor C is equipped with an afterburner chamber 9, which is adjacent to the cyclonic combustion chambers 4 4, 45 and together with them forms a working reactor volume 3. A diaphragm 10 is installed at the outlet of reactor Z, in which there is an outlet hole 11 that connects reactor Z with the heat recovery system 6 (see Fig. 1, 2).

У нижченаведених варіантах виконання котла-утилізатора, які зображені на Фіг.3-6, 9, 10, представлені окремі варіанти виконання котла-утилізатора.In the following versions of the boiler-utilizer, which are shown in Fig. 3-6, 9, 10, separate versions of the boiler-utilizer are presented.

Площа вихідного отвору 11 діафрагми 10 визначається відповідно до залежності (1).The area of the outlet opening 11 of the diaphragm 10 is determined according to dependence (1).

Об'єм камери допалювання 9 визначається визначається відповідно до залежності (2).The volume of the afterburner chamber 9 is determined according to dependence (2).

У кожному патрубку підведення димових газів 14, 1» встановлена заслінка 12.A damper 12 is installed in each flue gas supply pipe 14, 1".

На виході з реактора З установлена решітка 14.Grid 14 is installed at the exit from reactor C.

Внутрішня поверхня камери допалювання 9 і камер згоряння 4 1, 42 виконані з вогнетривких і 70 теплоізоляційних матеріалів, а саме, шамотної цегли, вогнетривкої глини тощо.The inner surface of the afterburning chamber 9 and combustion chambers 4 1, 42 are made of refractory and 70 heat-insulating materials, namely, fireclay brick, refractory clay, etc.

У патрубку відведення димових газів 2 установлена додаткова система утилізації тепла 15, що включає теплообмінні поверхні 7.An additional heat recovery system 15, which includes heat exchange surfaces 7, is installed in the flue gas outlet 2.

До патрубка відведення димових газів 2 примикає примусова система відведення димових газів 16, яка включає тягодутьєвий пристрій.A forced flue gas removal system 16, which includes a traction device, is adjacent to the flue gas outlet pipe 2.

У кожному патрубку підведення димових газів 14, 1» установлена турбулізуюча решітка 17.A turbulating grid 17 is installed in each flue gas supply pipe 14, 1".

Кожна циклонна камера згоряння 4 4, 45 має додаткову діафрагму 18, отвір 19 якої зв'язує циклонну камеру згоряння 4.4, 45 з камерою допалювання 9.Each cyclonic combustion chamber 4 4, 45 has an additional diaphragm 18, the opening 19 of which connects the cyclonic combustion chamber 4.4, 45 with the afterburning chamber 9.

Площа отвору 19 кожної циклонної камери згоряння 4.4, 4» визначається згідно з залежністю (6).The area of the opening 19 of each cyclonic combustion chamber 4.4, 4" is determined according to dependence (6).

На Фіг.3 зображений варіант виконання реактора 3, у якому на внутрішній поверхні камери допалювання 9 розташовані виступи 13; паралельно основі камери допалювання 9.Fig. 3 shows an embodiment of the reactor 3, in which projections 13 are located on the inner surface of the afterburner chamber 9; parallel to the base of the afterburner chamber 9.

На Фіг.4 зображений варіант виконання реактора 3, у якому на внутрішній поверхні камери допалювання 9 розташовані виступи 135» перпендикулярно до основи камери допалювання 9.Fig. 4 shows a version of the reactor 3, in which on the inner surface of the afterburner chamber 9 there are protrusions 135" perpendicular to the base of the afterburner chamber 9.

На Фіг.5 зображений варіант виконання реактора 3, у якому на внутрішній поверхні камери допалювання 9 розташовані виступи 13» під кутом а до основи камери допалювання 9.Fig. 5 shows an embodiment of the reactor 3, in which projections 13" are located on the inner surface of the afterburner chamber 9 at an angle a to the base of the afterburner chamber 9.

На Фіг.6 зображений варіант виконання реактора 3, у якому на внутрішній поверхні камери допалювання 9 розташовані виступи 13.4, 13». о,Fig. 6 shows a version of the reactor 3, in which projections 13.4, 13" are located on the inner surface of the afterburner chamber 9. at,

На Фіг.9 зображений варіант виконання котла-утилізатора з двома циклонними камерами згоряння 44, 45, до яких тангенційно підведено патрубки підведення димових газів 1 4, 15, а також підведені додаткові патрубки підведення димових газів 1 44, 124, відповідно. К кожному патрубку підведення димових газів 14. 144, 12, 124 ю зо примикає система збагачення димових газів паливом та повітрям, а також у кожному патрубку підведення димових газів 114, 144, 12, 124 встановлена турбулізуюча решітка 17 та заслінка 12. оFig. 9 shows a version of the boiler-utilizer with two cyclone combustion chambers 44, 45, to which the flue gas supply pipes 1 4, 15 are connected tangentially, as well as additional flue gas supply pipes 1 44, 124, respectively. A flue gas enrichment system with fuel and air is adjacent to each flue gas supply nozzle 14. 144, 12, 124, and a turbulating grid 17 and a damper 12 are installed in each flue gas supply nozzle 114, 144, 12, 124.

На Фіг.10 зображений варіант виконання котла-утилізатора з чотирма циклонними камерами згоряння 4 3, со 4, 4з, 44, до яких тангенційно підведено патрубки підведення димових газів 1.4, 15, 1з, 14, відповідно.Fig. 10 shows a version of the boiler-utilizer with four cyclone combustion chambers 4 3, со 4, 4з, 44, to which the flue gas supply nozzles 1.4, 15, 1з, 14 are connected tangentially, respectively.

Котел-утилізатор працює у такий спосіб. «The recovery boiler works in the following way. "

Димові гази, що відходять від паливоспалювального агрегату (на кресленнях не показаний), надходять у «- патрубки підведення димових газів 14, 15, у кожному з яких розміщена заслінка 12 для регулювання подачі димових газів у циклонні камери згоряння 4.4, 45» реактора З котла-утилізатора. У патрубках підведення димових газів 14, 1» димові гази збагачуються паливом і повітрям за допомогою системи збагачення 8, що примикає до патрубків підведення димових газів 14, 15. У кожному патрубку підведення димових газів 13, 12 установлена « турбулізуюча решітка 17 для турбулізації потоку димових газів, які надходять до циклонних камер згоряння 4 4, з с 45. Турбулізація димових газів, збагачених повітрям і паливом, сприяє їх кращому перемішуванню. . Введення димових газів у циклонну камеру згоряння 4 4, 45. за допомогою тангенційно підведених патрубків и?» 14, 1» забезпечує активізацію перемішування димових газів у циклонних камерах згоряння 4.4, 4».The flue gases leaving the fuel-burning unit (not shown in the drawings) enter the "flue gas supply nozzles 14, 15, each of which has a damper 12 for regulating the supply of flue gases to the cyclonic combustion chambers 4.4, 45" of the reactor Z of the boiler -utilizer. In the flue gas supply nozzles 14, 1", the flue gases are enriched with fuel and air by means of the enrichment system 8, which is adjacent to the flue gas supply nozzles 14, 15. In each flue gas supply nozzle 13, 12, a "turbulizing grid 17 is installed to turbulate the flue gas flow of gases entering the cyclonic combustion chambers 4 4, from p. 45. Turbulization of flue gases enriched with air and fuel contributes to their better mixing. . Introduction of flue gases into the cyclonic combustion chamber 4 4, 45. with the help of tangentially connected nozzles and? 14, 1" provides activation of mixing of flue gases in cyclonic combustion chambers 4.4, 4".

Аксіальне розміщення пальникового пристрою 5, до якого підводиться повітря й паливо у кожній циклоннійAxial placement of the burner device 5, to which air and fuel are supplied in each cyclone

Камері згоряння 4 4, 42, забезпечує збільшення довжини факела а робочому об'ємі реактора З та сприяє - стабілізації температурного поля у реакторі 3. Потік димових газів з циклонної камери згоряння 44 переміщується в камеру допалювання 9, у якій зустрічається з іншим потоком димових газів, який виходить із циклонної камери ве згоряння 4 5. Це забезпечує інтенсивне перемішування димових газів і сприяє зниженню концентрації оксидівCombustion chamber 4 4, 42 provides an increase in the length of the torch and the working volume of reactor Z and contributes to the stabilization of the temperature field in reactor 3. The flow of flue gases from the cyclonic combustion chamber 44 moves to the afterburner chamber 9, where it meets another flow of flue gases , which comes out of the cyclone chamber during combustion 4 5. This ensures intensive mixing of flue gases and helps reduce the concentration of oxides

Го! азоту (МО,) і оксидів вуглецю (СО) у димових газах. Співвідношення (М.4//2) об'єму камери допалювання 9 до 5р Загального об'єму реактора 3, обране відповідно до залежності (2), дозволяє оптимізувати процес горіння, час о знаходження димових газів у робочому об'ємі реактора З та забезпечує підвищення ефективності очистки сп димових газів від домішок.Go! nitrogen (MO,) and carbon oxides (CO) in flue gases. The ratio (M.4//2) of the volume of the afterburner chamber 9 to 5 of the total volume of reactor 3, chosen in accordance with dependence (2), allows to optimize the combustion process, the time of presence of flue gases in the working volume of reactor Z and ensures an increase in the efficiency of cleaning flue gases from impurities.

Наявність у реакторі З діафрагми 10, а також наявність у камері допалювання 9 виступів 13 35, 135 та наявність у кожній циклонній камері згоряння 4 3, 45 додаткової діафрагми 18, у якій виконано отвір 19, ов Запобігає проскакування смолистих й вуглецевих часток уздовж стінок камери допалювання 9 у систему утилізації тепла 6, через вихідний отвір 11 діафрагми 10, Встановлена на виході з реактора З решітка 14 с сприяє турбулізації потока димових газів, що забезпечує ефективну теплопередачу, а також сприяє зменшенню концентрації оксидів азоту (МО,). Після реактора З димові гази надходять у систему утилізації тепла 6. У системі утилізації тепла б та у додатковій системі утилізації тепла 15 установлені теплообмінні поверхні 7, бор наприклад: пароперегрівачі, випарники, економайзери тощо, які дозволяють ефективно утилізувати тепло димових газів. Після системи утилізації тепла 6 димові гази надходять у патрубок відведення димових газів 2, у якому встановлена додаткова система утилізації тепла 15, яка призначена для додаткової утилізації тепла димових газів. Потім димові гази відводяться у навколишнє середовище за допомогою примусової системи відведення димових газів 16. 65 У окремому варіанті виконання котла-утилізатора у реакторі З встановлені дві циклонні камери згоряння 4.4, 45 (див. Фіг.9), до яких тангенційно підведені два патрубка підвода димових газів 1.4, 15, а також два додаткових патрубка підвода димових газів 1.44, 124, відповідно. Підведення до циклонних камер згоряння 44,45 додаткових патрубків підводу димових газів 144, 1241 забезпечує ефективне перемішування димових газів, збагачених повітрям та паливом, у циклонних камерах згоряння 4., 45.The presence of a diaphragm 10 in the reactor C, as well as the presence in the afterburner chamber 9 of protrusions 13 35, 135 and the presence in each cyclonic combustion chamber 4 3, 45 of an additional diaphragm 18, which has an opening 19, ov Prevents the passage of resinous and carbon particles along the walls of the chamber afterburning 9 into the heat utilization system 6, through the outlet opening 11 of the diaphragm 10. Installed at the outlet of the reactor C, the grate 14 helps to turbulate the flow of flue gases, which ensures effective heat transfer, and also helps to reduce the concentration of nitrogen oxides (NO,). After reactor Z, the flue gases enter the heat utilization system 6. In the heat utilization system b and in the additional heat utilization system 15, heat exchange surfaces 7 are installed, for example: superheaters, evaporators, economizers, etc., which allow efficient utilization of the heat of the flue gases. After the heat recovery system 6, the flue gases enter the flue gas discharge pipe 2, in which an additional heat recovery system 15 is installed, which is designed for additional heat recovery of the flue gases. Then the flue gases are removed to the environment using the forced flue gas removal system 16. 65 In a separate version of the utilization boiler, two cyclone combustion chambers 4.4, 45 (see Fig. 9) are installed in the reactor C, to which two supply nozzles are tangentially connected flue gases 1.4, 15, as well as two additional flue gas supply nozzles 1.44, 124, respectively. The supply of additional flue gas supply nozzles 144, 1241 to the cyclonic combustion chambers 44, 45 ensures effective mixing of the flue gases enriched with air and fuel in the cyclonic combustion chambers 4, 45.

У окремому варіанті виконання котла-утилізатора (див. Фіг.10) у реакторі З встановлені чотири циклонні камери згоряння 4 4, 45, 43, 44, до яких підведені чотири патрубка підвода димових газів 14, 15, 15, 1, відповідно. При цьому забезпечується ефективна робота котла-утилізатора за рахунок підвищення стабілізації температурного поля у робочому об'ємі реактора 3. Були проведені випробування комплексу "коксова піч - котел-утилізатор", який встановлено у ВАТ "Запорожкокс". При цьому димові гази від коксової печі надходили до 7/0 Котла-утилізатора, який працював при температурі 109523. Результати проведених випробувань щодо окремих варіантів виконання котла-утилізатора наведені у таблицях 1, 2. (Фі. 1) (Фіг 4) (Фіг 8) (Фіг. 10) йIn a separate version of the recovery boiler (see Fig. 10), four cyclone combustion chambers 4 4, 45, 43, 44 are installed in reactor C, to which four flue gas supply nozzles 14, 15, 15, 1 are connected, respectively. At the same time, the efficient operation of the recovery boiler is ensured by increasing the stabilization of the temperature field in the working volume of reactor 3. The tests of the "coke oven - recovery boiler" complex, which was installed at OJSC "Zaporozhkoks", were conducted. At the same time, the flue gases from the coke oven entered the 7/0 Wastewater boiler, which operated at a temperature of 109523. The results of the tests on individual versions of the wastewater boiler are shown in Tables 1, 2. (Fig. 1) (Fig. 4) (Fig. 8) (Fig. 10) and

З площа стору доданої дерен мі 0000000000000895000020005750 576010 2 твиютеюуун 000000000000000000000000010019905 вдееюнесюуум 00000010 лес: ЗНИНННИ НОСИ НЕННЯ ПОЛЕ НОСИ СН - звати 00000000 919295995 подяютааюутм 000000000000000000009152 5252 от ле ЗНИНННИ НИНІ НЕННЯ ПОС ОС ОСНО 18. Наявність турбулізуючої рештки у патрубку підведення димовиє тав | 00000201 ю зо я наявнсттештиутююй 11711111 711 юЗ площа стору доданої дерен мі 0000000000000895000020005750 576010 2 твиютеюуун 000000000000000000000000010019905 вдееюнесюуум 00000010 лес: ЗНИНННИ НОСИ НЕННЯ ПОЛЕ НОСИ СН - звати 00000000 919295995 подяютааюутм 000000000000000000009152 5252 от ле ЗНИНННИ НИНІ НЕННЯ ПОС ОС ОСНО 18. Наявність турбулізуючої рештки у патрубку підведення димовиє тав | 00000201 available 11711111 711

ПБкілвкстьциютнниє амер рання зд 000000000000000100000010201022 пр т вісі ІНШІ НИ БЛІН НЕ КО кожної циклонної камери згоряння. од. «г ач, азо - висота виступів 134, 132, відповідно, м; че 01, ро - довжина виступів 131, 132, відповідно, м; о, оо - кут нахилу йяступіа 134, 132, до основи камери допалювання 9, відповідно, град іPBkilvkstciyutnnye amer early zd 000000000000000100000010201022 pr t visi OTHERS WE DAMN NOT KO of each cyclonic combustion chamber. unit "h ach, azo - height of protrusions 134, 132, respectively, m; che 01, ro - length of projections 131, 132, respectively, m; о, оо - the angle of inclination of the yashupia 134, 132, to the base of the afterburning chamber 9, respectively, degrees and

І 7 с (Фіг1) (Фіг 4) |(Фіг.6) (Фіг. 10) зAnd 7 s (Fig. 1) (Fig. 4) | (Fig. 6) (Fig. 10) with

І дооксидивутецю міму 0001 - після етатилятю 00000009 370000о т зоокидивютьмімо 00001111 г со 4. Концентрація смолистих й вуглецевих частою мімО 1And before oxidizing mimo 0001 - after etathilatyu 00000009 370000o t zookidiyutyumimo 00001111 g so 4. Concentration of resinous and carbonaceous frequency miMO 1

Фо сл теплообмінних поверхонь), год зв сFo sl of heat exchange surfaces), h zv p

Claims (13)

Формула винаходуThe formula of the invention 6о 1. Котел-утилізатор, який містить патрубок підведення димових газів, патрубок відведення димових газів, реактор, оснащений циклонною камерою згоряння, яка включає пальниковий пристрій та у яку тангенціально підведений патрубок підведення димових газів, систему утилізації тепла, яка включає теплообмінні поверхні та з'єднана з реактором та патрубком відведення димових газів, який відрізняється тим, що котел-утилізатор оснащено системою збагачення димових газів паливом та повітрям, яка пов'язана з патрубком підведення бо димових газів, реактор додатково містить щонайменше одну циклонну камеру згоряння й оснащений камерою допалювання, що зв'язана з циклонними камерами згоряння та утворює разом з ними робочий об'єм реактора.6о 1. Boiler-utilizer, which contains a flue gas supply pipe, a flue gas discharge pipe, a reactor equipped with a cyclonic combustion chamber, which includes a burner device and to which a flue gas supply pipe is tangentially connected, a heat recovery system that includes heat exchange surfaces and connected to the reactor and the flue gas outlet pipe, which is characterized by the fact that the recovery boiler is equipped with a flue gas enrichment system with fuel and air, which is connected to the flue gas supply pipe, the reactor additionally contains at least one cyclonic combustion chamber and is equipped with an afterburner chamber , which is connected to the cyclonic combustion chambers and together with them forms the working volume of the reactor. 2. Котел-утилізатор за п. 1, який відрізняється тим, що на виході з реактора установлена діафрагма, вихідний отвір якої зв'язує реактор з системою утилізації тепла, при цьому площа вихідного отвору діафрагми визначається наступною залежністю: п44с817/85 09, де: 51- площа вихідного отвору діафрагми, м; 8» - площа основи камери допалювання, м, 70 З. 2. The recovery boiler according to claim 1, which differs in that a diaphragm is installed at the outlet of the reactor, the outlet of which connects the reactor with the heat recovery system, while the area of the outlet of the diaphragm is determined by the following dependence: p44c817/85 09, where: 51- area of the diaphragm outlet, m; 8" - area of the base of the afterburning chamber, m, 70 Z. Котел-утилізатор за п. 1, який відрізняється тим, що відношення об'єму камери допалювання до робочого об'єму реактора визначається наступною залежністю: п43е мимо ПО де: мі - об'єм камери допалювання, м; Уа - робочий об'єм реактора, му,Boiler-utilizer according to claim 1, which differs in that the ratio of the volume of the afterburner chamber to the working volume of the reactor is determined by the following dependence: п43е мимо ПО where: mi - the volume of the afterburner chamber, m; Ua - working volume of the reactor, mu, 4. Котел-утилізатор за п. 1, який відрізняється тим, що до кожної циклонної камери згоряння тангенціально примикає щонайменше один додатковий патрубок підведення димових газів.4. Boiler-utilizer according to claim 1, which is characterized by the fact that each cyclonic combustion chamber is tangentially adjacent to at least one additional pipe for the supply of flue gases. 5. Котел-утилізатор за п. 1, який відрізняється тим, що в патрубку підведення димових газів установлена заслінка.5. Boiler-utilizer according to claim 1, which differs in that a damper is installed in the flue gas supply pipe. 6. Котел-утилізатор за п. 1, який відрізняється тим, що камера допалювання містить щонайменше один виступ, який розміщений на внутрішній поверхні камери допалювання та має наступні розміри: дво ах пес п5Басо 25 00'кок од -о де: а - висота виступу, м; Ь - довжина виступу, м; ою у - діаметр циклонної камери згоряння, м;6. Boiler-utilizer according to claim 1, which is characterized by the fact that the afterburning chamber contains at least one protrusion, which is placed on the inner surface of the afterburning chamber and has the following dimensions: two ah pes p5Baso 25 00'kok od -o where: a - height of the protrusion , m; b - length of protrusion, m; oyu y - diameter of the cyclone combustion chamber, m; о. - кут нахилу виступу до основи камери допалювання, град. ююat. - angle of inclination of the protrusion to the base of the afterburning chamber, degrees. i am 7. Котел-утилізатор за п. 1, який відрізняється тим, що на виході з реактора встановлена решітка. со7. Boiler-utilizer according to claim 1, which differs in that a grate is installed at the outlet of the reactor. co 8. Котел-утилізатор за п. 1, який відрізняється тим, що камера допалювання та циклонні камери згоряння виконані з вогнетривких та теплоізоляційних матеріалів. «8. Waste boiler according to claim 1, which is characterized by the fact that the afterburning chamber and cyclonic combustion chambers are made of fire-resistant and heat-insulating materials. " 9. Котел-утилізатор за п. 1, який відрізняється тим, що в патрубку відведення димових газів установлена «- додаткова система утилізації тепла, яка включає теплообмінні поверхні.9. Boiler-utilizer according to claim 1, which is distinguished by the fact that an additional heat utilization system, which includes heat exchange surfaces, is installed in the flue gas outlet pipe. 10. Котел-утилізатор за п. 1, який відрізняється тим, що до патрубка відведення димових газів примикає примусова система відведення димових газів, яка включає тягодуттьєвий пристрій.10. Boiler-utilizer according to claim 1, which is characterized by the fact that a forced flue gas removal system, which includes a thrust device, is adjacent to the flue gas discharge pipe. 11. Котел-утилізатор за п. 1, який відрізняється тим, що у патрубку підведення димових газів установлена « турбулізувальна решітка. з с 11. Boiler-utilizer according to claim 1, which differs in that a "turbulizing grid" is installed in the flue gas supply pipe. from the village 12. Котел-утилізатор за п. 1, який відрізняється тим, що в циклонній камері згоряння пальниковий пристрій розташований аксіально.12. Boiler-utilizer according to claim 1, which differs in that the burner device is located axially in the cyclone combustion chamber. ів . - . . а iv - . and 13. Котел-утилізатор за п. 1, який відрізняється тим, що кожна циклонна камера згоряння має додаткову діафрагму, отвір якої зв'язує циклонну камеру згоряння з камерою допалювання, при цьому площа отвору визначається наступною залежністю: - 0448/8584 5 09, де: ї ? 83 - площа отвору, м; (ее) . 2 84 - площа основи циклонної камери згоряння, м. 1 сл 60 б513. Boiler-utilizer according to claim 1, which is characterized by the fact that each cyclonic combustion chamber has an additional diaphragm, the opening of which connects the cyclonic combustion chamber with the afterburning chamber, while the area of the opening is determined by the following dependence: - 0448/8584 5 09, where : eh? 83 - opening area, m; (ee) . 2 84 - area of the base of the cyclone combustion chamber, m. 1 sl 60 b5