Установки для сжигания биотоплива. Котлы с кипящим слоем. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Альтернативные источники энергии

 Комментарии к статье

При сжигании топлива в топках с высокой температурой образуется большое количество диоксида азота NO₂. Это высокотоксичный газ бурого цвета с удушливым запахом. При снижении температуры в топке до 1000°С и ниже диоксид азота почти не образуется. Это достигается сжиганием твердого топлива (каменного и бурого угля, сланца, древесных отходов, бытового мусора и т.д.) в кипящем (псевдосжиженном) слое.

Мелкозернистый горючий материал, размещенный на решетке топки, продувается снизу воздухом со скоростью, превышающей предел устойчивости плотного слоя. "Скорость ожижения" зависит от плотности горючего материала и от крупности частиц, обычно она находится в пределах 0,9...2,3 м/с. Возможные состояния системы "газ - частицы топлива" показаны на рис. 5.1.

Рис.5.1. Топки с кипящим слоем: 1 - слоевое сжигание; 2 - кипящий слой с пузырями; 3 - переход к пневмотранспорту; 4 - циркулирующий кипящий слой

При скорости продувки меньше критической (схема 1) частицы топлива лежат в плотном слое. Это - обычная слоевая топка. В топку с кипящим слоем (схема 2) первичный воздух подается снизу, измельченное топливо вводится через патрубок слева. Если превышена скорость ожижения, в слое происходит интенсивная циркуляция частиц, напоминающая пузырьковое кипение жидкости. Часть воздуха проходит через такой слой в виде пузырей, которые еще сильнее перемешивают горючий материал. Частицы циркулируют в объеме слоя до полного их выгорания. Для сжигания вынесенных из слоя частиц через правый патрубок вводится вторичный воздух.

С дальнейшим увеличением скорости продувки (схема 3) все большее количество мелких частиц выносится из кипящего слоя, происходит переход к режиму пневмотранспорта. В этом случае целесообразно применять сепарацию несгоревшего топлива (обычно в циклонных аппаратах газоочистки) с возвратом отсепарированных частиц в кипящий слой (схема 4). Такой режим работы топки называют "циркулирующим кипящим слоем".

Внутри слоя размещаются трубы с нагреваемым теплоносителем, который отводит выделяемую теплоту. Контакт с движущимися горящими частицами топлива приводит к значительной интенсификации теплообмена. Благодаря сравнительно низкой температуре горения в топках с кипящим слоем не происходит расплавления золы, и поэтому она не налипает на поверхности теплообмена котла. В результате сокращаются затраты на очистку поверхностей теплообмена.

Кипящий слой на 90% и более состоит из частиц золы или специально добавляемого инертного материала (известняка, доломита, шамотной крошки). Поэтому в кипящем слое можно сжигать материалы с очень высокой зольностью. Введение известняка позволяет резко снизить выбросы диоксида серы SO₂ - этот токсичный газ переходит в безвредный гипс CaSO₄, удаляемый из топки вместе с золой. Увеличение концентрации топлива в слое приводило бы к появлению в продуктах сгорания водорода H₂ и оксида углерода СО.

Топки с кипящим слоем широко используются в промышленности для обжига различных руд, колчеданов в сернокислотном производстве и т.п. В Финляндии, Швеции котлы с кипящим слоем широко применяются для утилизации отходов лесной промышленности (щепы, коры, опилок) и для сжигания фрезерного и кускового торфа. В США, Англии, Франции котлы с кипящим слоем все шире применяются на ТЭС. В США мощность котельных установок с кипящим слоем достигла 200 МВт. На рис. 5.2 показана схема топки с циркулирующим кипящим слоем фирмы BDC (США).

Рис.5.2. Топка с кипящим слоем фирмы BDC: 1 - первичный воздух; 2 - известняк; 3 - топливо; 4 - вторичный воздух; 5 - камера топки; 6 - циклон; 7- подача воды; 8 - воздух

В патрубок 1 подается первичный воздух, через шнековый питатель 2 - измельченный известняк, через патрубок 3 - топливо. В объеме 5 продолжается горение взвешенных частиц топлива. В циклоне 6 происходит очистка уходящих газов. Уловленные частицы догорают в бункере, в котором размещены змеевиковые теплообменники, греющие питательную воду котла. Дополнительный воздух для дожигания твердого уноса подается через патрубок 8.

Применение топок с кипящим слоем позволяет утилизировать громадное количество угольных отходов, накопленных в терриконах около угольных шахт и обогатительных фабрик. В отвальной пустой породе содержится значительное количество неиспользованного твердого топлива, самовозгорание которого приводит к загрязнению атмосферы дымом, оксидами серы и азота.

Автор: Лабейш В.Г.

Смотрите другие статьи раздела Альтернативные источники энергии.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Топливные батареи - емкость утроена 21.10.2005 Fujitsu Laboratories в сотрудничестве с NTT DoCoMo разработала прототип высокоемких топливных батарей, а также прототип внешнего зарядного устройства на метаноле для мобильных телефонов. В обоих случаях используется метанол более высокой концентрации - свыше 99%, вместо использовавшегося ранее 30%. Это позволяет зарядить батареи трех мобильных телефонов с расходом всего лишь 18 мл. метанола. В теории топливные микробатареи при том же занимаемом объеме вдесятеро превосходят типичные ионнолитиевые по эффективности и втрое - по плотности сохраняемой энергии. В дополнение к этому, метанол можно получать из биологических отходов, что дает возможность попутно уменьшать загрязнение окружающей среды. По заявлениям Fujitsu, одна топливная микроячейка при использовании метанола высокой концентрации позволяет получать мощность 1 Вт.

Другие интересные новости:

▪ Крыша Африки стала ниже

▪ Бутылка вина в протонном ускорителе

▪ Усилитель класса D с выходной мощностью 240 Вт и искажениями 0,1%

▪ Персистентные клетки манипулирующие иммунными клетками

▪ Доказана польза четырехдневной рабочей недели

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Сварочное оборудование. Подборка статей

▪ статья Если хочешь быть счастливым, будь им. Крылатое выражение

▪ статья Как в 18 и 19 веке людям на пляжах помогали купальные машины? Подробный ответ

▪ статья Работа в лесных питомниках. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Водный клеевой лак. Простые рецепты и советы

▪ статья Как правильно варить мясо. Химический опыт

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026