присадка к бурым углям для факельного сжигания в топках энергетических котлов

Формула изобретения

Применение клиноптилолита состава (Na₂, K₂) O Al₂O₃ 10SiO₂ 8H₂O в качестве присадки к бурым углям для факельного сжигания в топках энергетических котлов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способу очистки газов от вредных веществ, образующихся при сгорании твердого топлива путем ввода присадок к топливу.

Известна присадка к топливу известняка, которую вводят в топливо или предпламенную зону [1] Известна также присадка к топливам-минералам серпентин, в состав которой входят кремний и магнийсодержащие вещества [2]

Недостатками известных присадок являются селективность взаимодействия присадок с вредными составляющими газов и недостаточная эффективность очистки.

Кроме того, известно применение природных цеолитов, одним из которых является клиноптилолит, в качестве присадки при брикетировании твердого топлива для поглощения выделяющихся при горении угля SO₂ или SO₃ [3]

Недостатком указанной присадки является также селективность взаимодействия присадки только с SO₂ или SO₃, а также использование ее только при брикетировании, а следовательно при слоевом сжигании топлива.

Сущность изобретения заключается в том, что клиноптилолит состава (Na₂, K₂) O Al₂O₃ 10 SiO₂ 8 H₂O применяют в качестве присадки к бурым углям при факельном сжигании в топках энергетических котлов. Вследствие указанной присадки в условиях факельного сжигания происходит поглощение одновременно с SO₂ и SO₃ оксидов азота (NO_x).

Клиноптилолит относится к группе природных цеолитов, которые являются водными алюмосиликатами преимущественно кальция и натрия, реже бария, стронция и калия. Клиноптилолит обладает каркасной структурой, в которой имеются полости, занятые большими ионами и молекулами, подвижность которых обеспечивает возможность ионного обмена и обратной дегидратации.

Огнеупорность клиноптилолита составляет 1250-1500 К.

Богатейшие запасы клиноптилолита имеются в Забайкалье.

Средний химический состав исследованного цеолита, мас. SiO₂ 66,64 TiO₂ 0,17 Al₂O₃ 14,87 Fe₂O₃ 2,16 FeO 0,34 MnO 0,29 MgO 1,38 CaO 3,1 Na₂O 1,61 K₂O 0,32 P₂O₅ 0,38 H₂O 4,52 M₂O 2,78

Присадка является алюмосиликатом, содержащим кристаллизационную воду. При нагревании до 1250 К, что имеет место при попадании присадки вместе с топливом в факельную зону котельной установки, происходит отщепление этой воды и происходит образование развитой системы пор так называемой внутренней поверхности. Это обуславливает появление высоких адсорбционных свойств у присадки.

Кроме того клиноптилолит содержит соединения Ti, Mg, Mn, которые при высоких температурах проявляют себя как катализаторы, обуславливая каталитические свойства присадки.

Твердые топлива, для которых предлагается присадка клиноптилолита угли, в частности бурые.

Состав, а следовательно, и свойства углей зависят от месторождения и в значительной мере отличаются друг от друга. Поэтому в качестве объекта для применения клиноптилолитовой добавки следует считать энергетические угли, имеющие следующие средние основные характеристики:

Q_н^р 12 мДж/кг (2000 ккал/кг);

W^р 40% A^р 8,6% S_^^р 0,3%

Клиноптилолит может применяться по отношению к углю в массовых пропорциях 1:12-1:20 в зависимости от качества топлива и режимных факторов.

П р и м е р. Используют уголь Харанорского месторождения, который смешивают с присадкой в массовой пропорции 1:20 по отношению к углю. Полученную смесь после размола в мельницах сжигают в котлоагрегате. Данные результатов приведены в таблице.

Использование клиноптилолита, как присадки к твердым топливам, в частности бурым углям, при их факельном сжигании в топках энергетических котлов имеет большие преимущества по сравнению с другими присадками, так как клиноптилолит достаточно дешев и может быть получен в больших количествах. Применение клиноптилолита в качестве присадки позволит снизить затраты на газоочистку и решить проблему размещения дополнительного газоочистного оборудования на действующих электростанциях.

Использование клиноптилолита в качестве присадки к твердым топливам, в частности бурым углям, при их факельном сжигании позволяет уменьшить выбросы окислов азота и серы.