RU2538566C1 - Method of burning of poultry droppings and boiler for method implementation - Google Patents
Method of burning of poultry droppings and boiler for method implementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2538566C1 RU2538566C1 RU2013128340/03A RU2013128340A RU2538566C1 RU 2538566 C1 RU2538566 C1 RU 2538566C1 RU 2013128340/03 A RU2013128340/03 A RU 2013128340/03A RU 2013128340 A RU2013128340 A RU 2013128340A RU 2538566 C1 RU2538566 C1 RU 2538566C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- layer
- burning
- combustion chamber
- bird droppings
- furnace
- Prior art date
Links
- 210000003608 fece Anatomy 0.000 title claims abstract description 37
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 244000144977 poultry Species 0.000 title claims abstract description 8
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 24
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000000571 coke Substances 0.000 claims abstract description 13
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 11
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 10
- 230000003179 granulation Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000005469 granulation Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims abstract description 4
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims abstract description 3
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 54
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 13
- 239000003039 volatile agent Substances 0.000 claims description 9
- 239000010871 livestock manure Substances 0.000 claims description 4
- 230000008520 organization Effects 0.000 claims description 4
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 235000002918 Fraxinus excelsior Nutrition 0.000 abstract 1
- 239000002956 ash Substances 0.000 abstract 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 33
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 33
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 24
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 10
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 8
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 102100021749 LIM and senescent cell antigen-like-containing domain protein 3 Human genes 0.000 description 4
- 101710104347 LIM and senescent cell antigen-like-containing domain protein 3 Proteins 0.000 description 4
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 4
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 4
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 4
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 2
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 2
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 2
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 2
- 238000002309 gasification Methods 0.000 description 2
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 239000004449 solid propellant Substances 0.000 description 2
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000287828 Gallus gallus Species 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 230000008642 heat stress Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 206010022000 influenza Diseases 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 239000002916 wood waste Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Gasification And Melting Of Waste (AREA)
- Incineration Of Waste (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к области энергетики. Более конкретной областью использования изобретения будет топочная техника, например котельные агрегаты, в том числе мобильные, утилизирующие птичий, например куриный, помет непосредственно на птицефабриках с целью выработки тепловой и электрической энергии, а также получения золы как ценного минерального удобрения.The present invention relates to the field of energy. A more specific area of use of the invention will be furnace technology, for example, boiler units, including mobile, utilizing poultry, such as chicken, litter directly in poultry farms with the aim of generating thermal and electric energy, as well as obtaining ash as a valuable mineral fertilizer.
В качестве аналогов предлагаемого изобретения могут быть выбраны следующие технические решения.As analogues of the invention, the following technical solutions can be selected.
Известен факельный способ сжигания твердого топлива в пылевидном состоянии в камерной гамма-топке с пересекающимися струями (Котлер В.Р. Специальные топки энергетических котлов, М.: Энергоатомиздат, 1990, стр.18, рис.8). В такой топке обеспечивается высокая теплонапряженность топочного объема, хорошее удержание частиц топлива в топочном объеме вследствие создания вихревого движения газов с горизонтальной осью вращения, обеспечивающее высокую полноту сгорания. Недостатком данного способа является нестабильность топочного процесса при колебаниях нагрузки по расходу и влажности топлива, высокая температура, приводящая к образованию вредных окислов NOx, неприспособленность для сжигания крупнофракционных высоковлажных топлив, к которым относится птичий помет.There is a known flare method of burning solid fuel in a dust state in a chamber gamma furnace with intersecting jets (Kotler V.R. Special fireboxes of power boilers, M .: Energoatomizdat, 1990, p. 18, Fig. 8). Such a furnace provides high heat intensity of the furnace volume, good retention of fuel particles in the furnace volume due to the creation of vortex gas movement with a horizontal axis of rotation, which ensures high completeness of combustion. The disadvantage of this method is the instability of the combustion process when the load fluctuates in fuel consumption and humidity, high temperature, leading to the formation of harmful NO x oxides, inability to burn coarse high-moisture fuels, which include bird droppings.
Известен способ сжигания измельченного топлива, описанный в патенте RU 2127399, опубликованном 10.03.1999, при котором температуру в предтопке поддерживают на уровне, не превышающем температуру размягчения золы. Недостатком данного способа применительно к задаче сжигания птичьего помета является невозможность термического разложения вредных продуктов газификации птичьего помета вследствие относительно низкой температуры топочного процесса и отсутствие возможности предварительной подсушки топлива внутри самой топки вследствие циклонного принципа сжигания.A known method of burning ground fuel, described in patent RU 2127399, published 03/10/1999, in which the temperature in the furnace is maintained at a level not exceeding the softening temperature of the ash. The disadvantage of this method in relation to the task of burning bird droppings is the impossibility of thermal decomposition of harmful products of gasification of bird droppings due to the relatively low temperature of the furnace process and the inability to pre-dry the fuel inside the furnace due to the cyclone principle of combustion.
В качестве ближайшего аналога предлагаемого изобретения может быть выбрано устройство для сжигания смеси углеродосодержащих материалов и помета по патенту RU 2375637, опубликованному 10.12.2009, и соответственно способ сжигания помета, описанный в данном источнике. Предложенное устройство включает топку для сжигания птичьего помета, содержащую радиационную камеру с дутьевыми соплами. Способ сжигания птичьего помета в известном устройстве предусматривает подачу птичьего помета в радиационную камеру с организацией процесса сжигания топлива в ее нижней слоевой части и дожитом генераторного газа и летучих в ее верхней части. Известное из RU 2375637 устройство предназначено непосредственно для сжигания подстилочно-пометной массы, однако для данного устройства будут характерны все недостатки, перечисленные выше для способа по патенту RU 2127399. То есть также невозможно термическое разложения вредных и зловонных продуктов газификации птичьего помета и отсутствует возможность предварительной подсушки топлива внутри самой топки вследствие отсутствия механизма подачи топлива. Кроме того, устройство по RU 2375637 достаточно сложно по конструкции, включающей систему перегородок между массой сжигаемого помета и топливом для сжигания, расположенную в радиационной камере топке (очевидна их низкая надежность), а также предусматривающей необходимость отдельного узла для очистки уходящих газов.As the closest analogue of the present invention, a device for burning a mixture of carbon-containing materials and litter according to patent RU 2375637, published on 10.12.2009, and, accordingly, a method for burning manure described in this source, can be selected. The proposed device includes a furnace for burning bird droppings containing a radiation chamber with blast nozzles. The method for burning bird droppings in a known device involves feeding bird droppings into a radiation chamber with the organization of the process of burning fuel in its lower layer part and surviving generator gas and volatiles in its upper part. The device known from RU 2375637 is intended directly for burning bedding, however, this device will have all the disadvantages listed above for the method according to patent RU 2127399. That is, it is also impossible to thermally decompose harmful and offensive products of gasification of bird droppings and there is no possibility of preliminary drying fuel inside the furnace itself due to the lack of a fuel supply mechanism. In addition, the device according to RU 2375637 is quite complicated in design, including a system of baffles between the mass of the burned manure and the fuel for combustion, located in the radiation chamber of the furnace (their low reliability is obvious), and also requiring a separate unit for cleaning the exhaust gases.
В свою очередь предлагаемое изобретение позволит устранить указанные выше недостатки и позволит предложить способ для сжигания птичьего помета, а также топку для осуществления способа, которые позволят сжигать птичий помет с полным дожигом вредных и зловонных газов. Указанный технический результат достигается при использовании предложенного способа сжигания птичьего помета, а также котла для осуществления способа.In turn, the present invention will allow to eliminate the above disadvantages and allow us to offer a method for burning bird droppings, as well as a furnace for implementing a method that will allow burning bird droppings with complete afterburning of harmful and offensive gases. The specified technical result is achieved by using the proposed method for burning bird droppings, as well as a boiler for implementing the method.
Предложенный способ сжигания птичьего помета предусматривает подачу птичьего помета в топочную камеру с организацией процесса сжигания топлива в ее нижней топочной части и дожигом генераторного газа и летучих в ее верхней части. В отличие от аналога птичий помет подают в верхнюю вихревую часть топочной камеры с его подсушкой при движении через упомянутую часть под действием силы тяжести. В нижней слоевой части топочной камеры организуют полугазогенерационный процесс сжигания в перемешиваемой кипе, содержащей слой раскаленного инертного кокса с последующим дожигом генераторного газа и летучих в верхней вихревой части топочной камеры. При этом в вихревую часть топочной камеры вдувают струи подогретого вторичного воздуха, направленные навстречу друг другу. В нижнюю слоевую часть топочной камеры подают подогретый первичный воздух. Упомянутую кипу перемешивают шурующей планкой. Уходящие газы из топочной камеры попадают в радиационную камеру.The proposed method for burning bird droppings provides for the supply of bird droppings to the combustion chamber with the organization of the process of burning fuel in its lower furnace part and afterburning the generator gas and volatiles in its upper part. Unlike the analogue, bird droppings are fed into the upper vortex part of the combustion chamber with its drying when moving through the said part under the influence of gravity. In the lower layer part of the combustion chamber, a semi-gas-generated combustion process is organized in a stirred bale containing a layer of hot inert coke with subsequent burning of the generator gas and volatiles in the upper vortex part of the combustion chamber. In this case, jets of heated secondary air directed towards each other are blown into the vortex part of the combustion chamber. Heated primary air is supplied to the lower layer part of the combustion chamber. Mentioned bale is stirred with a screwing bar. The flue gases from the combustion chamber enter the radiation chamber.
Предложенный котел для сжигания птичьего помета представляет собой топочную камеру, разделенную на верхнюю вихревую часть с, по меньшей мере, одним окном выгрузки птичьего помета и дутьевыми соплами вторичного воздуха и нижнюю слоевую часть, оборудованную средствами организации полугазогенерационного процесса сжигания в перемешиваемой кипе, содержащей слой раскаленного инертного кокса. В нижней слоевой части топочной камеры расположена колосниковая решетка, на которой снизу вверх размещены слои кипы: зона охлаждения, грануляции и выгрузки золы, в которой перемещается шурующая планка; окислительная зона выгорания кокса; восстановительная зона; зона инертного кокса; зона сушки и выделения летучих. В колосниковой решетке исполнены дутьевые сопла первичного воздуха. В самом верху топочной камеры встроены сопловые насадки, через которые в котел вдувается вторичный воздух, образующий вихревую зону горения. С верхней вихревой частью топочной камеры связана радиационная камера. Стены топочной камеры и радиационной камеры экранированы трубами циркуляционного контура котельной установки.The proposed boiler for burning bird droppings is a combustion chamber divided into an upper vortex part with at least one window for unloading bird droppings and blast nozzles of secondary air and a lower layer part equipped with means for organizing a semi-gas-generated combustion process in a mixed bale containing a layer of hot inert coke. In the lower layer part of the combustion chamber there is a grate, on which layers of bale are placed from bottom to top: cooling, granulation and ash discharge zone, in which the screwing bar moves; oxidation zone of coke burnout; recovery zone; inert coke zone; zone of drying and emission of volatiles. In the grate there are blast nozzles of primary air. At the very top of the combustion chamber, nozzle nozzles are built in, through which secondary air is blown into the boiler, forming a vortex combustion zone. A radiation chamber is connected to the upper vortex part of the combustion chamber. The walls of the combustion chamber and radiation chamber are shielded by the pipes of the circulation circuit of the boiler plant.
Птичий помет является особым и специфическим топливом, затрудняющим его сжигание в традиционных топочных устройствах, предназначенных для утилизации древесных отходов и других продуктов растительного происхождения. Основными особенностями птичьего помета является относительно высокая исходная влажность, относительно высокая зольность, низкая температура плавления золы, что обусловливает повышенную склонность к шлакообразованию, высокое содержание в продуктах газификации топлива вредных для окружающей среды и зловонных для человека веществ: аммиака, сероводорода, меркаптанов и др.Poultry manure is a special and specific fuel that makes it difficult to burn in traditional furnace devices designed for the disposal of wood waste and other plant products. The main features of bird droppings are relatively high initial humidity, relatively high ash content, low melting temperature of ash, which leads to an increased tendency to slag formation, a high content of harmful products for the environment and ammonia fetid substances: ammonia, hydrogen sulfide, mercaptans, etc.
Соответственно технология сжигания птичьего помета должна отвечать следующим основным требованиям:Accordingly, the technology of burning bird droppings must meet the following basic requirements:
- обеспечение возможности предварительной подсушки топлива в слое до влажности, соответствующей условиям ведения топочного процесса;- providing the possibility of preliminary drying of the fuel in the layer to a moisture content corresponding to the conditions of the combustion process;
- обеспечение возможности термического разложения в топочной камере вредных и зловонных газов, таких как аммиак, сероводород, меркаптаны, во избежание их попадания в составе дымовых газов в окружающую среду;- providing the possibility of thermal decomposition in the combustion chamber of harmful and fetid gases, such as ammonia, hydrogen sulfide, mercaptans, in order to avoid their ingress into the environment in the composition of flue gases;
- исключение возможности зашлаковывания колосниковой решетки топки и теплообменных поверхностей трубного пучка котла;- elimination of the possibility of slagging the grate of the furnace and heat exchange surfaces of the tube bundle of the boiler;
- обеспечение, по возможности, улавливания мелкофракционных частиц зольного остатка и недогоревших частиц топлива, уносимых топочными газами, до их попадания в газоходы теплообменных поверхностей котельного агрегата.- ensuring, if possible, the capture of fine particles of the ash residue and unburned fuel particles carried away by the flue gases, before they enter the flues of the heat exchange surfaces of the boiler unit.
Соответственно целью при создании способа сжигания птичьего помета и соответствующей топки будетAccordingly, the goal when creating a method of burning bird droppings and the corresponding furnace will be
- обеспечение возможности сжигания птичьего помета при условии твердого золоудаления;- providing the possibility of burning bird droppings subject to solid ash removal;
- исключение возможности шлакования колосниковой решетки топки и трубного пучка котельного агрегата;- elimination of the possibility of slagging the grate of the furnace and the tube bundle of the boiler unit;
- нейтрализация вредных газов, выделяющихся при сгорании помета;- neutralization of harmful gases released during the combustion of litter;
- очистка дымовых газов от мелкофракционных частиц золы до попадания на теплообменные поверхности конвективного трубного пучка котельного агрегата;- purification of flue gases from fine particles of ash before getting on the heat exchange surfaces of the convective tube bundle of the boiler unit;
- исключение возможности образования вредных окислов азота NOx;- eliminating the possibility of the formation of harmful nitrogen oxides NO x ;
- улучшение условий зажигания высоковлажного разнофракционного топлива;- improvement of the ignition conditions of high-moisture mixed fuel;
- повышение стабильности процесса горения и полноты сгорания.- improving the stability of the combustion process and the completeness of combustion.
Для достижения поставленной цели котел разделяется пережимом 2 на две камеры: топочную 3 и радиационную (конвективную) 4. Топочная камера 3 по высоте условно разделена на две части: нижнюю слоевую и верхнюю вихревую. В нижней слоевой части на колосниковой решетке в кипе (то есть в неподвижном слое топлива) высотой не менее 300 мм реализуется полугазогенерационный процесс сжигания, включающий подсушку свежего топлива, выделение из него летучих компонентов с образованием кокса, образование генераторного газа в восстановительной зоне и выжигание кокса в окислительной зоне кипы. Подсушке свежего влажного топлива, эффективному зажиганию топлива и повышению стабильности горения способствует наличие в кипе стабилизационного зажигательного слоя раскаленного инертного кокса. Для поддержания газогенераторного процесса горения первичный воздух в количестве 70% от теоретически необходимого подается в газогенераторную зону снизу через каналы в колосниковой решетке.To achieve this goal, the boiler is divided by
В окислительной зоне кипы температура достаточно высока, что приводит к оплавлению наружной поверхности частиц золы и их размягчению. Однако зашлаковывания колосниковой решетки не происходит вследствие того, что при гравитационном опускании золы вниз происходит конвективное охлаждение зольных частиц потоком первичного воздуха, подаваемого снизу через каналы колосниковой решетки, а также кондуктивное охлаждение посредством отвода теплоты от размягченных и оплавленных зольных частиц к более холодным твердым частицам в нижнем слое золы, образующим защитный слой, отделяющий зону оплавленных частиц от поверхности колосниковой решетки. Часть теплоты, выделяющейся в зоне окисления, посредством кондуктивного теплообмена передается в верхнюю более холодную восстановительную зону, где идет реакция восстановления CO2 до CO с поглощением теплоты. В результате охлаждения происходит кристаллизация пленки жидкого шлака на поверхности зольных частиц, что приводит к их грануляции и превращению в малоразмерные гранулы, пригодные для твердого золоудаления. Доступ охлаждающего воздуха к зольным частицам и активное перемешивание оплавляемых частиц золы с более холодными частицами твердой золы обеспечивается возвратно-поступательным движением по колосниковой решетке шурующей планки 7. Скорость шуровки слоя и удаления твердой золы таковы, чтобы согласно тепловому балансу зольного слоя из него обеспечивался отвод избыточной теплоты, а также поддерживался защитный слой твердой золы достаточной толщины, чтобы в нем происходил процесс охлаждения и кристаллизации оплавленных зольных частиц, с целью защиты решетки от зашлаковывания и обеспечения твердого золоудаления. Кроме того, охлаждение зольного слоя также осуществляется за счет отвода части теплоты к экранным трубам 9 циркуляционного контура котла, размещенным по боковой поверхности топочной камеры.In the oxidizing zone of the bale, the temperature is quite high, which leads to the fusion of the outer surface of the ash particles and their softening. However, slagging of the grate does not occur due to the fact that when the ash is gravitationally lowered downward, convective cooling of the ash particles by the flow of primary air supplied from below through the channels of the grate, as well as conductive cooling by means of heat removal from the softened and fused ash particles to cooler solid particles in the lower layer of ash, forming a protective layer separating the area of the fused particles from the surface of the grate. A part of the heat released in the oxidation zone is transferred through the conductive heat exchange to the upper colder reduction zone, where the reaction of reduction of CO 2 to CO takes place with the absorption of heat. As a result of cooling, a crystallization of a film of liquid slag occurs on the surface of ash particles, which leads to their granulation and transformation into small-sized granules suitable for solid ash removal. The access of cooling air to the ash particles and the active mixing of the melted ash particles with the colder particles of solid ash is provided by reciprocating movement of the
В верхней части топочной камеры 3 реализуется вихревое сжигание образовавшегося генераторного газа и летучих, дожиг выносимых из слоя мелких частиц топлива и возврат в слой частиц золы, частичная подсушка свежего топлива, а также термическая нейтрализация вредных и зловонных газов. Для этого в вихревую зону топочной камеры 3 через сопла 5, расположенные напротив друг друга в области пережима 2 и направленные вниз под углом 30…60° к горизонту, вдувается острыми струями со скоростью 100…140 м/с подогретый до 250-350°C вторичный воздух. Количество вторичного воздуха составляет 45-50% от общего количества воздуха, необходимого для горения. Направление движения струй встречно-направленное вследствие того, что сопла 5 на стенках топки напротив друг друга установлены с определенным шагом в горизонтальной плоскости. Встречная компоновка сопел способствует стабилизации очага горения и выравниванию температурного поля в вихревой зоне. Благодаря такой аэродинамике в надслоевом пространстве топки ниже пережима 2 в результате ударного взаимодействия струй образуются два крупных вихря с горизонтальной осью вращения. В центре топки траектории движения вихрей имеют нисходящий характер, а вблизи стенок топки - восходящий.In the upper part of the
Топки с пережимом исторически были разработаны, как форсированные топки полуоткрытого типа, имеющие высокое теплонапряжение топочного объема. Обычно их используют для реализации жидкого шлакоудаления, так как в них развивается высокая температура. Однако в данном случае благодаря экранированию топочной камеры трубами циркуляционного контура котла из зоны горения отводится избыточная теплота, что позволяет организовать процесс сжигания, обеспечивая снижение температуры топочного объема до уровня, исключающего шлакование топки и образование вредных окислов азота NOx. Вследствие подачи острого дутья и завихрению потока осуществляется активное смесеобразование генераторного газа и подогретого вторичного воздуха, благодаря чему в области соударения струй в центре топки поддерживается достаточно высокая температура, необходимая для термической нейтрализации вредных и зловонных газов.Pinch-type fire chambers have historically been developed as forced-fire chambers of a semi-open type having high heat stress of the furnace volume. Usually they are used for the implementation of liquid slag removal, as they develop high temperature. However, in this case, due to the screening of the combustion chamber by the pipes of the boiler circulation circuit, excess heat is removed from the combustion zone, which allows the combustion process to be organized, providing a reduction in the temperature of the furnace volume to a level that excludes furnace slagging and the formation of harmful nitrogen oxides NO x . Due to the supply of sharp blast and swirling of the flow, active generation of the generator gas and heated secondary air is carried out, due to which a sufficiently high temperature is maintained in the area of the jets in the center of the furnace, which is necessary for the thermal neutralization of harmful and offensive gases.
Окно выгрузки свежего топлива 1 конструктивно расположено так, что при выгрузке топливо попадает в наиболее высокотемпературную зону вихря, направленную вниз к слою, за счет чего в процессе падения в слой происходит частичная подсушка влажного топлива и сокращается вынос мелких частиц с высокой парусностью вследствие эжектирующего действия скоростных струй. За счет организации многократной циркуляции топочных газов в вихре достигается удержание в радиационной камере ниже пережима мелких твердых частиц топлива, выносимых из слоя до их полного сгорания. Этим обеспечивается повышение полноты сгорания топлива и снижение потерь теплоты с механическим недожогом. За счет пересечения в области выхода из сопел 5 медленных струй восходящих потоков, обладающих низкой кинетической энергией, с высокоскоростными наклонными струями из сопел 5, обладающими высокой кинетической энергией, происходит перехват из восходящего потока и сепарация в нисходящую скоростную струю мелких частиц твердого зольного остатка. Благодаря приобретенной кинетической энергии при обратном развороте над слоем направленных вниз вихревых струй под действием силы инерции происходит вынос зольных частиц из струи и падение в слой. Таким образом, реализуется очистка дымовых газов от мелкофракционных частиц золы и не допускается их вынос в конвективную часть.The window for unloading
Предложенная технология сжигания птичьего помета осуществляется следующим образом. Птичий помет через окно (питатель) 1 попадает в высокотемпературную часть вихревой зоны топочной камеры 3, где в процессе падения на слой происходит его частичное подсушивание. На колосниковой решетке 6 расположен слой топлива толщиной не менее 300 мм (кипа), в котором реализуется полугазогенерационный процесс. В кипе, как показано, последовательно сверху вниз расположены: зона сушки и выделения летучих, зона инертного кокса, восстановительная зона, в которой происходит образование генераторного газа, окислительная зона выгорания кокса, зона охлаждения, грануляции и выгрузки золы. Сама кипа неподвижно расположена на колосниковой решетке, но внутри нее происходит гравитационное опускание топлива, проходящего последовательно все стадии процесса. Нижняя часть кипы (зона охлаждения, грануляции и выгрузки золы) подвергается непрерывной шуровке посредством шурующей планки 7, с помощью которой осуществляется выгрузка золы в золосборник 8. Для поддержания процесса в кипе и охлаждения шлака снизу через отверстия в колосниковой решетке 6 подается подогретый до температуры 250-350°C первичный воздух в количестве 70% от теоретически необходимого.The proposed technology for burning bird droppings is as follows. The bird droppings through the window (feeder) 1 enters the high-temperature part of the vortex zone of the
В вихревую зону радиационной камеры 3 через встречно-наклонные сопла 5, расположенные в области пережима 2 между топочной 3 и радиацинной 4 камерами, вдувается подогретый до 250-350°C вторичный воздух в количестве 70% от потребного со скоростью 100…140 м/с. В результате встречного взаимодействия струй образуются вихри, в которых происходит активное смесеобразование с генераторным газом и его сгорание, сжигание выносимых из слоя мелкофракционных твердых частиц топлива, термическая нейтрализация вредных и зловонных газов, выделившихся из птичьего помета. В результате поперечного взаимодействия струй с различной кинетической энергией при их взаимном пересечении из потока восходящих дымовых газов происходит сепарация твердых частиц зольного остатка и возврат их в слой. Для предотвращения создания в топочной камере слишком высоких температур, создающих угрозу плавления золы и зашлаковывания топки, боковые поверхности топочной камеры экранированы трубами 9, включенными в состав циркуляционного контура котла, к которым отводится теплота.Secondary air preheated to 250-350 ° C in the amount of 70% of the required air is blown into the vortex zone of the
Как и было показано выше, устройство для реализации предлагаемого способа представляет топку, разделенную пережимом 2 на две камеры: топочную 3 и радиационную 4. Топочная 3 в свою очередь разделена на две зоны: слоевого горения и вихревого горения. На колосниковой решетке 6 располагается неподвижная кипа топлива высотой не менее 300 мм, в которой реализуются все стадии газогенераторного процесса. Для его поддержания через отверстия в колосниковой решетке 6 подается подогретый первичный воздух. Нижняя часть слоя подвергается непрерывной шуровке посредством возвратно-поступательного движения шурующей планки 7, которая осуществляет золоудаление в золосборник 8. В зоне вихревого горения в области пережима 2 встречно-наклонно в горизонтальной плоскости относительно друг друга расположены дутьевые сопла 5 для подачи подогретого вторичного воздуха. Окно выгрузки в топку свежего топлива расположено так, чтобы выгрузка свежего топлива производилась по линии пересечения осей встречных струй, чтобы обеспечить попутное со струями нисходящее движение топлива вниз в слой. Благодаря эжектирующему эффекту струй это уменьшает вынос мелкофракционных частиц топлива с высокой парусностью, а высокая температура в очаге горения в месте соударения струй обеспечивает частичную подсушку влажного топлива еще в процессе его падения в слой. При поперечном пересечении струй в области устья сопел происходит сепарация струей высокой энергии твердых частиц зольного остатка из восходящих струй топочных газов с более низкой энергией и возвращение этих частиц в слой.As shown above, the device for implementing the proposed method is a furnace divided by
Таким образом, предложен эффективный способ для сжигания птичьего помета, а также топка для его осуществления, который позволит сжигать птичий помет с полным дожигом вредных и зловонных газов.Thus, an effective method is proposed for burning bird droppings, as well as a furnace for its implementation, which will allow burning bird droppings with the complete burning of harmful and offensive gases.
Claims (5)
с организацией процесса сжигания в ее нижней слоевой части и дожигом генераторного газа и летучих в ее верхней части, отличающийся тем, что
птичий помет подают
в верхнюю вихревую часть топочной камеры с последующей его подсушкой при движении через данную часть под действием силы тяжести,
а затем в последовательно расположенные слои (зоны) кипы нижней слоевой части топочной камеры:
слой сушки и выделения летучих,
слой раскаленного инертного кокса,
восстановительный слой,
окислительный слой выгорания кокса,
слой охлаждения, грануляции и выгрузки золы, перемешиваемый шурующей планкой с подачей подогретого первичного воздуха через колосниковую решетку, на которой размещены перечисленные выше слои,
с последующим дожигом генераторного газа и летучих в верхней вихревой части топочной камеры.1. The method of burning bird droppings, providing for the supply of bird droppings in the combustion chamber
with the organization of the combustion process in its lower layer part and afterburning of the generator gas and volatiles in its upper part, characterized in that
bird droppings are served
in the upper vortex part of the combustion chamber with its subsequent drying when moving through this part under the influence of gravity,
and then in sequentially arranged layers (zones) of the bale of the lower layer part of the combustion chamber:
a layer of drying and emission of volatiles,
a layer of hot inert coke,
recovery layer
oxidative layer of coke burning,
a layer of cooling, granulation and unloading of ash, mixed with a screwing bar with the supply of heated primary air through the grate, on which the above layers are placed,
followed by afterburning of the generator gas and volatiles in the upper vortex part of the combustion chamber.
топочная камера разделена на
верхнюю вихревую часть с, по меньшей мере, одним окном выгрузки птичьего помета и дутьевыми соплами вторичного воздуха, и
нижнюю слоевую часть для организации процесса сжигания птичьего помета в соответствии с любым из пп.1-3.4. A boiler for burning bird droppings containing a combustion chamber with blast nozzles, characterized in that
the combustion chamber is divided into
an upper vortex part with at least one poultry manure discharge window and secondary air blast nozzles, and
the lower layer part for organizing the process of burning bird droppings in accordance with any one of claims 1 to 3.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013128340/03A RU2538566C1 (en) | 2013-06-21 | 2013-06-21 | Method of burning of poultry droppings and boiler for method implementation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013128340/03A RU2538566C1 (en) | 2013-06-21 | 2013-06-21 | Method of burning of poultry droppings and boiler for method implementation |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2013128340A RU2013128340A (en) | 2014-12-27 |
| RU2538566C1 true RU2538566C1 (en) | 2015-01-10 |
Family
ID=53278535
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013128340/03A RU2538566C1 (en) | 2013-06-21 | 2013-06-21 | Method of burning of poultry droppings and boiler for method implementation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2538566C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2692585C1 (en) * | 2018-08-06 | 2019-06-25 | Николай Борисович Болотин | Gas generator |
| RU2693343C1 (en) * | 2018-08-06 | 2019-07-02 | Николай Борисович Болотин | Gas generator |
| RU2695555C1 (en) * | 2018-07-31 | 2019-07-24 | Николай Борисович Болотин | Gas generator |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4586894A (en) * | 1984-06-15 | 1986-05-06 | Ws Warmeprozesstechnik Gmbh | Industrial burner for gaseous or liquid fuels |
| RU86277U1 (en) * | 2009-03-30 | 2009-08-27 | Общество с ограниченной ответственностью "СКБ ПроЭнергоМаш" (ООО "СКБ ПроЭнергоМаш") | Vortex furnace |
| RU2375637C1 (en) * | 2008-08-06 | 2009-12-10 | Владимир Ильич Кормилицын | Device for burning mixture of carbon-containing materials and droppings |
| RU2009131142A (en) * | 2009-08-17 | 2011-02-27 | Юрий Викторович Яковлев (RU) | METHOD FOR BURNING BIRD LITTER AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION |
-
2013
- 2013-06-21 RU RU2013128340/03A patent/RU2538566C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4586894A (en) * | 1984-06-15 | 1986-05-06 | Ws Warmeprozesstechnik Gmbh | Industrial burner for gaseous or liquid fuels |
| RU2375637C1 (en) * | 2008-08-06 | 2009-12-10 | Владимир Ильич Кормилицын | Device for burning mixture of carbon-containing materials and droppings |
| RU86277U1 (en) * | 2009-03-30 | 2009-08-27 | Общество с ограниченной ответственностью "СКБ ПроЭнергоМаш" (ООО "СКБ ПроЭнергоМаш") | Vortex furnace |
| RU2009131142A (en) * | 2009-08-17 | 2011-02-27 | Юрий Викторович Яковлев (RU) | METHOD FOR BURNING BIRD LITTER AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2695555C1 (en) * | 2018-07-31 | 2019-07-24 | Николай Борисович Болотин | Gas generator |
| RU2692585C1 (en) * | 2018-08-06 | 2019-06-25 | Николай Борисович Болотин | Gas generator |
| RU2693343C1 (en) * | 2018-08-06 | 2019-07-02 | Николай Борисович Болотин | Gas generator |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2013128340A (en) | 2014-12-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Leckner et al. | Combustion of municipal solid waste in fluidized bed or on grate–A comparison | |
| JP4766562B2 (en) | Wood pellet fired steam boiler | |
| Ndibe et al. | Emissions reduction and deposits characteristics during cofiring of high shares of torrefied biomass in a 500 kW pulverized coal furnace | |
| JPH11501116A (en) | Method and apparatus for utilizing biofuel or waste material for energy production | |
| CA1268613A (en) | Method of catalystless denitrification for fluidized bed incinerators | |
| EA022238B1 (en) | Method and system for production of a clean hot gas based on solid fuels | |
| RU2518772C1 (en) | Furnace with tilt-pushing furnace grate for combustion of wood wastes | |
| US10871285B2 (en) | Pyrolysis boiler | |
| JPS62169906A (en) | Combustion apparatus and burning method | |
| RU2538566C1 (en) | Method of burning of poultry droppings and boiler for method implementation | |
| RU2324110C2 (en) | Two-stage fuel combustion technique and combustor | |
| JP5510782B2 (en) | Waste melting treatment method and waste melting treatment apparatus | |
| RU2698173C1 (en) | Forced fluidized bed boiler | |
| RU2591070C2 (en) | Solid-fuel boiler with vortex furnace | |
| Martins | Historical overview of using fluidized-bed technology for oil shale combustion in Estonia | |
| JP2682848B2 (en) | Combustion apparatus and combustion method for fine particulate carbonaceous fuel containing sulfur | |
| RU2573078C2 (en) | Swirling-type chamber furnace | |
| JP2013050271A (en) | Fluidized bed type thermal reaction apparatus and method of use of the same | |
| JP2006275442A (en) | Combustible incinerating, thermally decomposing, gasifying and treating method, and its treatment device | |
| EA016482B1 (en) | Method of combustion of solid fuel in high temperature circulatory boiling layer and an apparatus for its implementation | |
| RU86705U1 (en) | LOW TEMPERATURE VORTEX FURNACE | |
| RU2576545C1 (en) | Method of burning of litter mass (lm) and plant for its implementation | |
| RU2032125C1 (en) | Primary furnace | |
| JP3442521B2 (en) | Combined fluidized bed waste combustion boiler | |
| RU2627757C2 (en) | Layer boiler with vertical swirling-type furnace |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160622 |