Способы сжигания органического топлива

Способы сжигания органического топлива: а) в плотном фильтрующем слое; б) в ки­пящем и фонтанирующем слое; в) в потоке воздуха; г) циклонное сжигание топлива. Сжигание топ­лива в плотном фильтрующем слое. Слоевой процесс сжи­гания применяется только для кускового твердого топли­ва, которое размещается плотным слоем на колосниковой решетке. Слой топлива продувается воздухом со скоростью, при которой устой­чивость слоя не нарушается.

Для обеспечения устойчивости слоя и уменьшения потерь топлива в результате уноса мелких его частиц рекоменду­ется сортированного кускового топлива. Чем крупнее топливо, тем меньше его удельная поверхность и тем меньше массовая скорость его сгора­ния.

Процесс горения топлива в слое можно разделить на две зоны: кислородную и восстановительную. В кислородной зоне основной реак­цией является С+О₂ с образованием СО₂ и СО; в конце нее температура слоя достигает своего максимума. В восстановительной зоне завершаются окислительные реакции и активно протека­ют реакции восстановления Н₂О и СО₂ при взаимодейст­вии их с углеродом топлива.

При горении топлива в твердом слое на решетке раз­мещается большая масса топлива, что обеспечивает надлежащую устойчивость слое­вого процесса при большей тепловой его инерции. Регулирование скорости горения производится путем изменения расхода воздуха.

Сжигание топлива в кипящем (псевдосжиженном) слое. При увеличении скорости воздуха динамический напор может достигнуть, а затем и пре­высить гравитационную силу частиц. Устойчивость слоя нарушится и начнется беспорядочное движение частиц. Скорость потока, при которой нарушается устойчи­вость слоя, называется критической. Увеличение скоро­сти воздуха в кипящем слое возможно до достижения так называемой скорости _ витания частиц, при которой твердые частицы выносятся потоком газов из слоя.

Особенность способа сжигания топлива в кипящем слое - постоянство температуры по объему слоя при малых тепловых потерях в окружаю­щую среду. Сжигание топлива при температуре 920 - 1220 К с высокой полнотой его выго­рания.

Фонтанирующий слой организуется в вертикальной конической камере сгорания с расширяю­щимся сечением кверху по ходу струи с углом раскры­тия, большим угла раскрытия струи, расширяющейся в ограниченном пространстве. Метод применяется в камерах сгора­ния технологического назначения небольшой мощности.

Сжигание топлива в потоке воздуха (факельный прямоточный процесс). Время движения топлива ограничено размерами поточного объема, для обеспечения необхо­димой степени выгорания его подвергают тщательной подготовке (твердое топливо измельчают до пылевидно­го состояния, жидкое топливо, распиливают в капли микронных размеров, (газообразное топливо либо пред­варительно перемешивают с окислителем, либо организу­ют перемешивание сразу при вводе в топочный объем).

Скорость частиц топлива в факеле практически равна средней скорости потока, этот способ сжигания отличается достаточно слабой интенсивностью.

При сжигании топлива, движущегося в потоке возду­ха, необходимо обеспечить высокую температуру среды в зоне воспламенения. Это достигается внутренней рециркуляцией горячих продуктов сгорания к кор­ню факела, а также разделением вводимого воздуха на первичный и вторичный.

При факельном сжигании топлива в центре факела образуются высокие температуры, что в сочетании со слабым перемешиванием потоков приводит к опасности шлакования стенок топоч­ного объема (при сжигании твердого топлива) и образо­вания вредных выбросов.

Циклонный способ сжигания топлива. Наибольшей скорости сгорания можно достичь уменьшением размера частиц с одновременной интенсификацией массопереноса в зону их горения путем увеличения скорости их омывания потоком окислителя. При этом методе сжига­ния частица или капля топлива циркулирует по органи­зованному контуру потока столько раз, сколько необхо­димо дли се полного сгорания.

При циклонном и вихревом способах сжигания при­меняются частицы твердого топлива размером 2-5 мм и выше; процесс может идти с жидким шлакоудалением со степенью улавливания 80-90 % золы топлива в циклон­ной камере. Циркуляция топлива в топочном объеме позволяет повысить их концентрацию в зоне горения и увеличить теплонапряжение объема до 0,65-1,3 МВт/м³ при избытке воздуха 5-10 % по отношению к теоретиче­ски необходимому. Циклонный способ сжигания приго­ден для мощностей не выше 40-60 МВт.

Дата добавления: 2015-11-30