PL224446B1 - Palnik i sposób spalania zawiesin wodno-węglowych - Google Patents

Palnik i sposób spalania zawiesin wodno-węglowych

Info

Publication number
PL224446B1
PL224446B1 PL399633A PL39963312A PL224446B1 PL 224446 B1 PL224446 B1 PL 224446B1 PL 399633 A PL399633 A PL 399633A PL 39963312 A PL39963312 A PL 39963312A PL 224446 B1 PL224446 B1 PL 224446B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
water
carbon
gas
combustion
burner
Prior art date
Application number
PL399633A
Other languages
English (en)
Other versions
PL399633A1 (pl
Inventor
Roman Olma
Tomasz Olma
Zygmunt Kowalski
Marcin Banach
Paweł Staroń
Andrzej Praszek
Original Assignee
Marcin Banach
Zygmunt Kowalski
Roman Olma
Tomasz Olma
Andrzej Praszek
Paweł Staroń
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Marcin Banach, Zygmunt Kowalski, Roman Olma, Tomasz Olma, Andrzej Praszek, Paweł Staroń filed Critical Marcin Banach
Priority to PL399633A priority Critical patent/PL224446B1/pl
Publication of PL399633A1 publication Critical patent/PL399633A1/pl
Publication of PL224446B1 publication Critical patent/PL224446B1/pl

Links

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest palnik gazowy do spalania zawiesin wodno-węglowych oraz sposób spalania zawiesin wodno-węglowych.
Zawiesiny wodno-węglowe są w pełni bezpiecznym paliwem w stosowaniu (brak możliwości wybuchu pyłu węglowego) i zapewniają niższe od węgla poziomy emisji zanieczyszczeń podczas ich spalania. Zawiesiny wodno-węglowe można spalać w klasycznych kotłach olejowo-gazowych i węglowych.
Sposób otrzymywania zawiesin wodno-węglowych oparty jest zwykle na konwencjonalnych metodach mielenia, które pozwalają otrzymać zawiesiny zawierające cząstki węgla o rozmiarach w granicach 50 mikrometrów. W procesach otrzymywania zawiesin wodno-węglowych najczęściej stosowane są młyny walcowe oraz młyny kulowe sprzężone z klasyfikatorami hydraulicznymi. Pobór energii przy zastosowaniu tego typu urządzeń jest wysoki a konsumpcja energii wynika z dużych jej strat w trakcie mielenia. Kłopotliwe są również zanieczyszczenia zawiesiny spowodowane zużywaniem elementów mielących. Intensywne prace doprowadziły jednak do konstrukcji młynów kulowych, które pozwalają na otrzymanie cząstek węgla o rozmiarze poniżej 30 gm z niższą konsumpcją energii.
Stabilne, nie sedymentujące zawiesiny wodno-węglowe, które można spalać w większości kotłów olejowo-gazowych i węglowych, można otrzymać mieląc wstępnie rozdrobniony na znanych urządzeniach węgiel lub miał węglowy, w młynach tarczowych mieląc w nich przygotowaną (poprzez mieszanie wody i węgla) zawiesinę o dowolnym żądanym stosunku wody do węgla. Otrzymywane są w ten sposób stabilne zawiesiny wodno-węglowe, w których faza stała nie sedymentuje nawet w okresie powyżej 1 miesiąca o rozmiarze ziaren węgla mikronizowanego metodą mielenia na mokro poniżej 20 pm. Tak głębokie rozdrobnienie węgla i co za tym idzie jego duża powierzchnia właściwa, ułatwia atomizację zawiesin wodno-węglowych i umożliwia bardziej dynamiczny proces ich spalania oraz przyczynia się do skutecznego utleniania frakcji mineralnej, minimalizacji ilości popiołów, a także zmniejszenia emisji toksycznych produktów w gazach spalinowych, przy jednoczesnej prostocie urządzenia i lepszej ekonomii.
Z polskiego opisu patentowego nr 155 391 znany jest palnik do spalania ciężkich paliw ciekłych z rozpylaczem paliwa zawierającym zawirowywacz paliwa w postaci cylindrycznego plasterka z naciętymi od zewnątrz śrubowymi kanałami.
Z chińskiego opisu patentowego CN2534471 znane jest urządzenie do współspalania zawiesin wodno-węglowych zawierające komorę, do której doprowadzane jest powietrze oraz palnik do spalania mieszaniny wodno-węglowej i palnik do spalania gazu ziemnego umieszczony po zewnętrznej stronie palnika do spalania mieszaniny wodno-węglowej.
Palnik gazowy do spalania zawiesin wodno-węglowych, zawierający dyszę dozującą zawiesinę wodno-węglową według wynalazku charakteryzuje się tym, że dysza dozująca zawiesinę wodnowęglową, zawiera przyłącz paliwa wodno-węglowego oraz przyłącz powietrza do atomizacji umieszczone równolegle w stosunku do siebie, przy czym dysza umieszczona jest w dolnej części tarczy piętrzącej gazu, a ponadto palnik zawiera przepustnicę regulującą ilość gazu dodawanego do palnika oraz przepustnicę powietrza do spalania gazu.
Palnik zawiera pozycjoner przepustnic gazu i powietrza.
Palnik zawiera wentylator powietrza do spalania gazu.
Przedmiotem wynalazku jest także sposób spalania zawiesin wodno-węglowych polegający na tym, że zawiesinę wodno-węglową o rozmiarach ziaren węgla w zawiesinie zmielonej poniżej 20 pm, o zawartości węgla nie większej niż 91% wagowych, podaje się do dyszy dozującej zawiesinę wodno węglową poprzez przyłącz paliwa wodno-węglowego, pod ciśnieniem 2,5-3,5 bara, atomizując ją równocześnie powietrzem o ciśnieniu 2-4 barów podawanym do dyszy poprzez przyłącz powietrza do atomizacji.
Zawiesinę spala się w komorze spalania rozgrzanej przed spalaniem do temperatury co najmniej 950°C.
Współspalanie gazu i zawiesiny wodno-węglowej prowadzi się poprzez modulowanie charakterystyki pracy palnika polegające na płynnej regulacji wydajności przez zmianę przepływu gazu i ciśnienia powietrza do atomizacji.
Zaletą palnika jest jego prosta, zwarta konstrukcja umożliwiająca efektywne prowadzenie procesu spalania zawiesiny wodno-węglowej przy równoczesnym umożliwieniu zainicjowania spalania paliwa wodno-węglowego płomieniem spalanego w znany sposób gazu. Ponadto wynalazek umożliwia
PL 224 446 B1 zmniejszenie emisji gazów cieplarnianych, zatem jest rozwiązaniem sprzyjającym ochronie środowiska. Pomiary emisji gazów odlotowych po spalaniu w urządzeniu według wynalazku zawiesin wodnowęglowych w instalacji doświadczalnej wykonywano za pomocą przenośnego analizatora spalin typu: GA40 TPlus firmy Madur, działającymi w oparciu o celki elektrochemiczne do pomiaru CO, NO, NO2, SO2 oraz pomiar IR dla CO2. Na podstawie wyników emisji można stwierdzić, że spalanie zawiesin wodno-węglowych uzyskanych w wyniku mikronizacji węgla, pozwala na obniżenie emisji SO2 do poziomu emisji tego gazu odpowiadającej spalaniu gazu ziemnego. Ponadto uzyskano około 25% obn iżenie emisji CO2, 98% CO i 55% NOx w stosunku do emisji w trakcie spalania węgla kamiennego.
Palnik będący przedmiotem wynalazku został przedstawiony w przykładach wykonania na rysunku, gdzie fig. 1 przedstawia palnik, a fig. 2 przedstawia dyszę rozpylającą paliwa wodno-węglowego.
P r z y k ł a d 1
W dolnej części tarczy piętrzącej gazu 1 umieszczona jest dysza dozująca zawiesinę wodnowęglową 2. Palnik ponadto posiada przepustnicę 3 regulującą ilość gazu dodawanego do palnika, przepustnicę powietrza do spalania gazu 4, wentylator powietrza do spalania gazu 5, pozycjoner przepustnic gazu i powietrza 6. Natomiast dysza dozująca zawiesinę wodno-węglową 2 posiada przyłącz paliwa wodno-węglowego 7 oraz przyłącz powietrza do atomizacji 8. Zawiesina wodno-węglowa podawana jest do dyszy pompą ciśnieniową przez przyłącz paliwa wodno-węglowego 7, natomiast powietrze do rozpylania (atomizacji) paliwa wodno-węglowego podawane jest do dyszy przez przyłącz powietrza do atomizacji 8. Korzystne ciśnienie podawania zawiesiny wodno-węglowej wynosi 2,5-3,5 bara, natomiast powietrza do atomizacji 3-4 barów.
Spalanie zawiesiny następuje po uprzednim rozgrzaniu komory spalania przy zastosowaniu gazu ziemnego, a następnie współspalanie gazu i zawiesiny. Modulowana charakterystyka pracy palnika polega na płynnej regulacji wydajności przez zmianę przepływu gazu i ciśnienia powietrza do atomizacji.
Przepustnica 3 reguluje ilość gazu podawaną (pod ciśnieniem 500 milibarów) do palnika. Proporcje ilości gazu i powietrza używanego do spalania regulować można pozycjonerem przepustnic gazu i powietrza 6. Powietrze do pozycjonera 6 tłoczone jest wentylatorem 5 poprzez przepustnicę powietrza 4.
Sposób spalania mieszanin wodno-węglowych według wynalazku ilustrują następujące przykłady:
P r z y k ł a d 2
Nadawę zawierającą 8000 części wagowych miału węglowego o uziarnieniu 6 mm i 2000 części wagowych wody zmielono na doświadczalnym młynku tarczowym, otrzymując zawiesinę wodno-węglową, która w testach sedymentacji nie rozwarstwiała się po 1 miesiącu, zawierającą cząstki węgla o średnim uziarnieniu 19 mikrometrów. Zawiesinę spalano w palniku doświadczalnego pieca obrotowego, który wcześniej rozgrzano spalając gaz ziemny, stosując ciśnienie podawania zawiesiny wodno-węglowej 3 bary, oraz ciśnienie powietrza do atomizacji 3,5 bara. Zmierzony poziom emisji zanieczyszczeń podczas spalania zawiesiny wyniósł [mg/m ]: CO2 - 2,50; CO - 21,20; NOx - 35,30; SO2 - 0,01.
P r z y k ł a d 3
Nadawę zawierającą 9100 części wagowych miału węglowego o uziarnieniu 5 mm i 900 części wagowych wody mielono na doświadczalnym młynku tarczowym, otrzymując zawiesinę wodno-węglową, która w testach sedymentacji nie rozwarstwiała się po 2 miesiącach, zawierającą cząstki węgla o średnim uziarnieniu 16 mikrometrów. Zawiesinę spalano w palniku doświadczalnego pieca obrotowego, który wcześniej rozgrzano spalając gaz ziemny, stosując ciśnienie podawania zawiesiny wodno-węglowej 3,5 bara, oraz ciśnienie powietrza do atomizacji 4 bary. Zmierzony poziom emisji 3 zanieczyszczeń podczas spalania zawiesiny wyniósł [mg/m ]: CO2 - 2,43; CO - 23,30; NOx - 42,00; SO2 - 0,02.

Claims (6)

1. Palnik gazowy do spalania zawiesin wodno-węglowych, zawierający dyszę dozującą zawiesinę wodno-węglową, znamienny tym, że dysza dozująca zawiesinę wodno-węglową (2) zawiera przyłącz paliwa wodno-węglowego (7) oraz przyłącz powietrza do atomizacji (8) umieszczone równolegle w stosunku do siebie, przy czym dysza (2) umieszczona jest w dolnej części tarczy piętrzącej gazu (1),
PL 224 446 B1 a ponadto palnik zawiera przepustnicę (3) regulującą ilość gazu dodawanego do palnik a oraz przepustnicę powietrza do spalania gazu (4).
2. Palnik według zastrz. 2, znamienny tym, że zawiera pozycjoner przepustnic gazu i powietrza (6).
3. Palnik według dowolnego z poprzedzających zastrz., znamienny tym, że zawiera wentylator powietrza do spalania gazu (5).
4. Sposób spalania zawiesin wodno-węglowych, znamienny tym, że zawiesinę wodno-węglową o rozmiarach ziaren węgla w zawiesinie zmielonej poniżej 20 pm, o zawartości węgla nie większej niż 91% wagowych, podaje się do dyszy dozującej zawiesinę wodno-węglową (2) poprzez przyłącz paliwa wodno-węglowego (7), pod ciśnieniem 2,5-3,5 bara, atomizując ją równocześnie powietrzem o ciśnieniu 2-4 barów podawanym do dyszy (2) poprzez przyłącz powietrza do atomizacji (8).
5. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że zawiesinę spala się w komorze spalania rozgrzanej przed spalaniem do temperatury co najmniej 950°C.
6. Sposób według zastrz. 5 albo 6, znamienny tym, że prowadzi się współspalanie gazu i zawiesiny wodno-węglowej poprzez modulowanie charakterystyki pracy palnika polegające na płynnej regulacji wydajności przez zmianę przepływu gazu i ciśnienia powietrza do atomizacji.
PL399633A 2012-06-22 2012-06-22 Palnik i sposób spalania zawiesin wodno-węglowych PL224446B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL399633A PL224446B1 (pl) 2012-06-22 2012-06-22 Palnik i sposób spalania zawiesin wodno-węglowych

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL399633A PL224446B1 (pl) 2012-06-22 2012-06-22 Palnik i sposób spalania zawiesin wodno-węglowych

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL399633A1 PL399633A1 (pl) 2013-12-23
PL224446B1 true PL224446B1 (pl) 2016-12-30

Family

ID=49767886

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL399633A PL224446B1 (pl) 2012-06-22 2012-06-22 Palnik i sposób spalania zawiesin wodno-węglowych

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL224446B1 (pl)

Also Published As

Publication number Publication date
PL399633A1 (pl) 2013-12-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ma et al. Experimental investigation of NOx emission and ash-related issues in ammonia/coal/biomass co-combustion in a 25-kW down-fired furnace
Savolainen Co-firing of biomass in coal-fired utility boilers
Nyashina et al. Impact of micro-explosive atomization of fuel droplets on relative performance indicators of their combustion
Spliethoff et al. Effect of co-combustion of biomass on emissions in pulverized fuel furnaces
Li et al. NOx emission and thermal efficiency of a 300 MWe utility boiler retrofitted by air staging
US8257451B2 (en) Preparation of fuel usable in a fossil-fuel-fired system
CN101175693B (zh) 使用热气制备活性炭
KR101547583B1 (ko) 분말연료 전환 시스템 및 방법
Man et al. Experimental study on combustion characteristics of pulverized coal preheated in a circulating fluidized bed
Staroń et al. Impact of waste soot on properties of coal-water suspensions
AU2004241406A1 (en) Composiiton for preventing scaling, excluding of soot, clinker and sludge, and controlling flame in combustion apparatus
US20150285494A1 (en) Powered fuel conversion systems
Li et al. Optimization of air staging in a 1 MW tangentially fired pulverized coal furnace
CN115951012A (zh) 一种确定燃煤耦合污泥最大掺烧率的方法及应用
Li et al. Optimization of coal reburning in a 1 MW tangentially fired furnace
KR100761065B1 (ko) 연료용 첨가제 조성물
US4780291A (en) Process for removing sulfur gases from a combustion gas
Barranco et al. The effects of pf grind quality on coal burnout in a 1 MW combustion test facility
Salama et al. The combustion of a diesel oil-based/coal/water slurry in a horizontal cylindrical furnace: an experimental investigation
JP5634727B2 (ja) セメント焼成設備の燃焼排ガス中のNOx低減方法
RU78903U1 (ru) Система подготовки твердого топлива к сжиганию
Atesok et al. Investigation on interaction of combustion parameters of coal-water mixtures used in fluidized bed combustor
RU2474758C1 (ru) Способ регулирования температуры газов на выходе из камеры сгорания вихревой топки и вихревая топка
CN102585965B (zh) 能同时提高煤炭燃烧效率及降低NOx排放量的添加剂
CN101479532B (zh) 使用氧气来扩大燃烧器的燃烧能力