RU207269U1

RU207269U1 - LIQUID FUEL COMBUSTION DEVICE

Info

Publication number: RU207269U1
Application number: RU2021120253U
Authority: RU
Inventors: Александр Александрович Журавлев; Виктор Дмитриевич Катин
Priority date: 2021-07-08
Filing date: 2021-07-08
Publication date: 2021-10-21

Abstract

Полезная модель относится к устройствам для сжигания жидкого топлива, подтоварных вод и обводненных мазутов с последующей утилизацией тепла продуктов сгорания в топливоиспользующих агрегатах. Технической задачей, решаемой полезной моделью, является повышение экологической эффективности сжигания жидкого топлива в устройстве. Для этого в устройстве для сжигания жидкого топлива, содержащем последовательно соединенные трубопровод подачи жидкого топлива, фильтр, установленный на трубопроводе для удаления из жидкого топлива механических примесей, насос для перекачивания жидкого топлива по трубопроводу, диспергатор, теплоиспользующий агрегат с форсункой и топкой, дымовую трубу, соединенную через дымоход с теплоиспользующим агрегатом, участок трубопровода подачи жидкого топлива, примыкающий к теплоиспользующему агрегату, проложенный в канале дымохода, согласно полезной модели устройство дополнительно оборудовано эмульгатором, установленным в трубопроводе, а также снабжено инжектором с обратным клапаном, установленным в топке.The utility model relates to devices for combustion of liquid fuel, bottom water and watered fuel oil with subsequent utilization of the heat of combustion products in fuel-using units. The technical problem solved by the utility model is to increase the ecological efficiency of combustion of liquid fuel in the device. For this, in a device for burning liquid fuel, containing a series-connected pipeline for supplying liquid fuel, a filter installed on the pipeline to remove mechanical impurities from the liquid fuel, a pump for pumping liquid fuel through a pipeline, a dispersant, a heat-using unit with a nozzle and a furnace, a chimney, connected through the chimney with the heat-utilizing unit, a section of the liquid fuel supply pipeline adjacent to the heat-utilizing unit, laid in the chimney channel, according to the utility model, the device is additionally equipped with an emulsifier installed in the pipeline, and is also equipped with an injector with a check valve installed in the furnace.

Description

Полезная модель относится к устройствам для сжигания жидкого топлива, подтоварных вод и обводненных мазутов с последующей утилизацией тепла продуктов сгорания в топливоиспользующих агрегатах, в частности котлах и трубчатых печах, и может быть использовано в нефтеперерабатывающей, нефтехимической и других отраслях промышленности, связанных с использованием отходов нефтепереработки и утилизацией подтоварных вод.The utility model relates to devices for the combustion of liquid fuel, bottom water and watered fuel oil with the subsequent utilization of the heat of combustion products in fuel-using units, in particular boilers and tube furnaces, and can be used in oil refining, petrochemical and other industries associated with the use of oil refining waste and utilization of bottom water.

Известно устройство для сжигания топлива с жидким золоудалением, которое содержит корпус, свод, отверстия для отвода газообразного теплоносителя и загрузки топлива, канал для вывода шлака, пояс фурм с соплами, расстояние между осями которых равно (10-50)d по горизонтали, где d - диаметр сопел фурм (Авторское свидетельство на изобретение SU 1749629 А1, МПК F23J 1/08. Устройство для сжигания топлива с жидким золоудалением / А.Б. Борисович, В.О. Чургель, В.Р. Гребенников, А.О. Чургель; Заявлено 15.08.1990; Опубл. 23.07.1992).A device for combustion of fuel with liquid ash removal is known, which contains a housing, a roof, holes for removing a gaseous heat carrier and loading fuel, a channel for removing slag, a belt of tuyeres with nozzles, the distance between the axes of which is equal to (10-50) d horizontally, where d - diameter of tuyere nozzles (Inventor's certificate for invention SU 1749629 A1, IPC F23J 1/08. Device for fuel combustion with liquid ash removal / AB Borisovich, VO Churgel, VR Grebennikov, AO Churgel ; Stated 08/15/1990; Publ. 07/23/1992).

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

В топку через фурмы 4 вдувают газообразный окислитель ниже поверхности шлакового расплава, при этом шлаковая ванна разделяется на верхнюю - продуваемую зону и нижнюю - отстойную. Сверху в продуваемую зону шлаковой ванны загружают твердое топливо, происходит замешивание угля в продуваемой зоне шлака.A gaseous oxidizer is blown into the furnace through tuyeres 4 below the surface of the slag melt, while the slag bath is divided into an upper - blown zone and a lower - settling zone. From above, solid fuel is loaded into the blown zone of the slag bath, and the coal is mixed in the blown slag zone.

В интенсивно перемешиваемой продуваемой зоне происходит горение топлива и образование горячих продуктов сгорания (теплоносителя), которые выводятся через отверстие. Образующийся при этом шлак отводится из отстойной зоны ванны через канал шлакоприемника.In the intensively mixed blown zone, fuel is burned and hot combustion products (coolant) are formed, which are discharged through the hole. The resulting slag is removed from the settling zone of the bath through the slag receiver channel.

Недостатком данного устройства являются низкая эффективность сжигания твердого топлива и повышенные выбросы оксидов азота при его сжигании. Это обусловлено тем, что сжигание твердого топлива происходит при достаточно высокой температуре, достигаемой в зоне горения, что приводит к повышенному выбросу оксидов азота, тем самым экологическая эффективность устройства значительно снижается.The disadvantages of this device are the low efficiency of solid fuel combustion and increased emissions of nitrogen oxides during its combustion. This is due to the fact that the combustion of solid fuel occurs at a sufficiently high temperature reached in the combustion zone, which leads to an increased emission of nitrogen oxides, thereby significantly reducing the environmental efficiency of the device.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному решению является устройство для сжигания жидкого топлива (Патент на полезную модель №31990 РФ, МПК B01F 3/06. Устройство для сжигания жидкого топлива / В.Д. Катин, И.В. Вольхин. - №2003111684; Заявлено 25.04.2003; Опубл. 10.09.2003, бюл. №25).The closest in technical essence to the claimed solution is a device for burning liquid fuel (Patent for utility model No. 31990 RF, IPC B01F 3/06. Device for burning liquid fuel / VD Katin, IV Volkhin. - No. 2003111684 ; Stated 25.04.2003; Publ. 10.09.2003, bul. No. 25).

Устройство для сжигания жидкого топлива содержит последовательно соединенные трубопровод подачи жидкого топлива, фильтр, установленный на трубопроводе для удаления из жидкого топлива механических примесей, насос для перекачивания жидкого топлива по трубопроводу, диспергатор, теплоиспользующий агрегат с форсункой и топкой, дымовую трубу, соединенную через дымоход с теплоиспользующим агрегатом, участок трубопровода подачи жидкого топлива, примыкающий к теплоиспользующему агрегату, проложен в канале дымохода.The device for burning liquid fuel contains a series-connected pipeline for supplying liquid fuel, a filter installed on the pipeline to remove mechanical impurities from the liquid fuel, a pump for pumping liquid fuel through a pipeline, a disperser, a heat-using unit with a nozzle and a furnace, a chimney connected through a chimney with by the heat-using unit, the section of the liquid fuel supply pipeline adjacent to the heat-using unit is laid in the chimney channel.

Устройство работает следующим образом. Жидкое топливо по подающему трубопроводу при помощи насоса направляют в фильтр. В фильтре жидкое топливо очищают от механических примесей и далее направляют по участку трубопровода, проложенному в канале дымохода (длиной 50÷400 м), в котором подогревают до необходимой температуры за счет теплоты дымовых газов, уходящих из теплоиспользующего агрегата через дымоход в дымовую трубу и далее в атмосферу. Подогретый обводненный мазут направляют в диспергатор, в котором из него приготавливают однородную эмульсию, которую подают в форсунку, где происходит распыление и сжигание эмульсии в топке агрегата.The device works as follows. The liquid fuel is directed to the filter through the supply pipeline by means of a pump. In the filter, liquid fuel is cleaned of mechanical impurities and then directed along a section of the pipeline laid in the chimney channel (50 ÷ 400 m long), in which it is heated to the required temperature due to the heat of the flue gases leaving the heat-using unit through the chimney into the chimney and further in atmosphere. The heated watered fuel oil is sent to a disperser, in which a homogeneous emulsion is prepared from it, which is fed to a nozzle, where the emulsion is sprayed and burned in the furnace of the unit.

Устройство позволяет подогревать жидкое топливо до необходимой температуры за счет утилизации тепла продуктов сгорания, удаляемых из агрегата через дымоход в дымовую трубу, что значительно уменьшает его обводнение и повышает качество сжигания жидкого топлива.The device allows heating the liquid fuel to the required temperature by utilizing the heat of combustion products removed from the unit through the chimney into the chimney, which significantly reduces its watering and improves the quality of burning liquid fuel.

Недостатком данного устройства является его низкая экологическая эффективность за счет повышенного выброса оксидов азота в атмосферу. Согласно термическому механизму выбросы оксидов азота в основном определяются максимальной температурой горения в топочном пространстве, поэтому достигаемая высокая температура в зоне горения приводит к повышенному выбросу в атмосферу оксидов азота при сжигании водомазутной эмульсии. Кроме того, концентрация реагирующих веществ (азота и кислорода) в зоне горения значительно высока, что также приводит к повышенному выбросу оксидов азота, в результате чего снижается экологическая эффективность устройства.The disadvantage of this device is its low environmental efficiency due to the increased emission of nitrogen oxides into the atmosphere. According to the thermal mechanism, nitrogen oxide emissions are mainly determined by the maximum combustion temperature in the furnace space, therefore, the high temperature reached in the combustion zone leads to an increased emission of nitrogen oxides into the atmosphere during the combustion of oil-water emulsion. In addition, the concentration of reactants (nitrogen and oxygen) in the combustion zone is significantly high, which also leads to an increased emission of nitrogen oxides, as a result of which the environmental efficiency of the device is reduced.

Технической задачей предлагаемого решения является повышение экологической эффективности сжигания жидкого топлива в устройстве.The technical task of the proposed solution is to increase the ecological efficiency of combustion of liquid fuel in the device.

Для решения поставленной задачи в устройстве для сжигания жидкого топлива, содержащем последовательно соединенные трубопровод подачи жидкого топлива, фильтр, установленный на трубопроводе для удаления из жидкого топлива механических примесей, насос для перекачивания жидкого топлива по трубопроводу, диспергатор, теплоиспользующий агрегат с форсункой и топкой, дымовую трубу, соединенную через дымоход с теплоиспользующим агрегатом, участок трубопровода подачи жидкого топлива, примыкающий к теплоиспользующему агрегату, проложенный в канале дымохода, согласно полезной модели устройство дополнительно оборудовано эмульгатором, установленным в трубопроводе, а также снабжено инжектором с обратным клапаном, установленным в топке. Через инжектор с обратным клапаном подается холодный воздух с температурой ниже 25°С.To solve the problem, in a device for burning liquid fuel, containing a series-connected pipeline for supplying liquid fuel, a filter installed on the pipeline to remove mechanical impurities from the liquid fuel, a pump for pumping liquid fuel through a pipeline, a disperser, a heat-using unit with a nozzle and a furnace, a smoke a pipe connected through a chimney with a heat-using unit, a section of a liquid fuel supply pipeline adjacent to a heat-using unit, laid in the chimney channel, according to the utility model, the device is additionally equipped with an emulsifier installed in the pipeline, and is also equipped with an injector with a check valve installed in the furnace. Cold air with a temperature below 25 ° C is supplied through an injector with a check valve.

Признаком, отличающим заявляемое техническое решение от прототипа, согласно полезной модели, является то, что устройство дополнительно оборудовано эмульгатором, установленным в трубопроводе, а также снабжено инжектором с обратным клапаном, установленным в топке.The feature that distinguishes the claimed technical solution from the prototype, according to the utility model, is that the device is additionally equipped with an emulsifier installed in the pipeline, and also equipped with an injector with a check valve installed in the furnace.

Благодаря указанному отличительному признаку существенна экологическая эффективность сжигания жидкого топлива. Это объясняется тем, что поступающее жидкое топливо в топку, предварительно проходит через эмульгатор, где образуется однородная смесь жидкого топлива, подтоварных вод и обводненных мазутов, что повышает полноту сгорания и снижает выбросы вредных веществ. Через инжектор с обратным клапаном поступает холодный воздух в топку, тем самым снижая температуру в топке, что в свою очередь снижает энергию активации реакции, при которой становится возможным образование оксидов азота, а также поступающий холодный воздух создает избыток воздуха, при котором снижается количество продуктов неполноты сгорания.Thanks to this distinctive feature, the environmental efficiency of combustion of liquid fuel is essential. This is due to the fact that the incoming liquid fuel in the furnace, preliminarily passes through the emulsifier, where a homogeneous mixture of liquid fuel, bottom water and watered fuel oil is formed, which increases the completeness of combustion and reduces emissions of harmful substances. Cold air enters the furnace through an injector with a check valve, thereby reducing the temperature in the furnace, which in turn reduces the activation energy of the reaction, at which the formation of nitrogen oxides becomes possible, and the incoming cold air creates an excess of air, at which the amount of incomplete products decreases combustion.

Сущность решения поясняется чертежом (Фиг. 1), где схематично изображено устройство для сжигания жидкого топлива.The essence of the solution is illustrated by the drawing (Fig. 1), which schematically shows a device for burning liquid fuel.

Жидкое топливо по подающему трубопроводу 8 поступает в фильтр 9 при помощи насоса 7. В фильтре 9 жидкое топливо очищается от механический примесей и далее проходит по участку трубопроводу 8, проложенному в канале дымохода 5 (длиной 50-100 м), где подогреваются до необходимой температуры за счет тепла дымовых газов, уходящих из агрегата 1 через дымоход 5 в дымовую трубу 4. Подогретое топливо поступает в диспергатор 6, в котором измельчается топливо, измельченное топливо поступает в эмульгатор 10, где образуется однородная эмульсия, подаваемая на форсунку 2, где происходит распыление и сжигание полученной эмульсии в топке 3 агрегата 1. Во время горения через инжектор с обратным клапаном 11 подается холодный воздух в топку 3.Liquid fuel through the supply pipeline 8 enters the filter 9 using the pump 7. In the filter 9 the liquid fuel is cleaned of mechanical impurities and then passes through the section of the pipeline 8 laid in the chimney channel 5 (50-100 m long), where it is heated to the required temperature due to the heat of flue gases leaving the unit 1 through the chimney 5 into the chimney 4. The heated fuel enters the disperser 6, in which the fuel is crushed, the crushed fuel enters the emulsifier 10, where a homogeneous emulsion is formed, supplied to the nozzle 2, where spraying takes place and combustion of the resulting emulsion in the furnace 3 of the unit 1. During combustion, cold air is supplied to the furnace 3 through an injector with a check valve 11.

Таким образом, использование предлагаемой полезной модели позволит снизить образование оксида углерода и оксидов азота и тем самым повысив экологическую эффективность сжигания жидкого топлива.Thus, the use of the proposed utility model will reduce the formation of carbon monoxide and nitrogen oxides and thereby increase the environmental efficiency of liquid fuel combustion.

Claims

A device for burning liquid fuel, containing a series-connected pipeline for supplying liquid fuel, a filter installed on the pipeline to remove mechanical impurities from the liquid fuel, a pump for pumping liquid fuel through a pipeline, a disperser, a heat-utilizing unit with a nozzle and a furnace, a chimney connected through a chimney with a heat-using unit, a section of the liquid fuel supply pipeline adjacent to the heat-using unit, laid in the chimney channel, characterized in that an emulsifier is additionally installed in the pipeline of the device, and the furnace is equipped with an injector with a check valve for supplying cold air.