Spôsob spaľovania druhoradého paliva

Číslo patentu: E 18617

Dátum: 28.03.2013

Autor: Ekman Tomas

Je ešte 6 strán.

Pozerať všetko strany alebo stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

Tento vynález sa týka spôsobu a predhrievacieho systému na spaľovanie druhoradého paliva s použitím priemyslového horáka. Konkrćtnejšie sa vynález týka takého spaľovania na ohriatieV priemyselných podnikoch, v ktorých sa používajú priemyselne pece na Výrobu ocele a iných kovov, sa často ako vedľajšie produkty produkujú druhoradě, plynné palivá. Jedným príkladom je tzv. horný plyn vychádzajúci z vysokej pece, ktorá sa používa na výrobu ocele. iným príkladom je výfukový plyn z konvertorov. Takéto druhoradé palivá typicky obsahujú zmes látok, ktoré môžu obsahovať napr. uhľovodíky, plynný dusík, plynný kyslík, plynný vodik, oxid uhoľnatý, oxid uhličitý a vodnú paru. Pretože je hustota energie v takých palivách často obmedzená, používajú sa obvykle v nízkoteplotných procesoch, akými sú napr. ohrievanie alebo výroba energie. Altematívne sa môžu vmiešať do palív, ktoré majú vyššiuhustotu energie. Môžu sa taktiež spáliť a vypustiť do atmosféry bez ďalšieho využitia.Pretože sa takéto druhoradć palivá často produkujú vo veľkom množstve, napr. v oeeliarňach,a teda sú pomerne lacné, vyvstala potreba umožniť to, aby sa tieto palivá používali vo väčšej miere taktiež aj vo vysokoteplotných procesoch, akým je napr. ohrievanie pecí pre oceľovémateriály, v ktorých sa používajú prvotriedne palivá.Okrem toho oužívanie druhoradch alív, ktoré už existuú ako vedlaš 1 rodukt z iného P y P J J P priemyslového procesu, namiesto konvenčného, z vonka dodávaného, fosílneho paliva znížiuhlĺkovú stopu priemyselného podniku.Aby sa umožnilo používanie druhoradých palív v takých aplikáciách, bolo napr. vo Švédskom patente 553,731 navrhnuté prepínanie dodávok paliva a okysličovadla v existujúcomvzduchovom horáku a súčasne používanie druhoradého paliva.V US patentovej prihláške č. 12/440520 je opisaný spôsob umožnenia použitia zvyškového tepla z ohrievacej pece použitím časti spaľovacích produktov na predhrievanie paliva, zatiaľčo iný podiel spaľovacích produktov sa používa na predhriatie okysličovadla.Naproti tomu patent JP 571989 l 3 opisuje horák, ktorý využíva tepelnú energiu v spaľovacíchproduktoch predhriatím druhoradého paliva a/alebo vzduchu v tepelnom výmenníku.V patentovej prihláške US 201 1/0059410 A 1 sa opisuje spôsob a zodpovedajúci systém podľaúvodnej časti nárokov 1 resp. ll.Tento vynález poskytuje doplnok alebo alternatívu skôr uvedených návrhov na umožnenie použitia druhoradého paliva v ohrievacích peciach. Okrem toho vynález rieši problém predhrievania okysličovadla s použitím spaľovacích produktov, taktiež keď spaľovacie produkty, ktoré opúšťajú spaľovaciu zónu, sú veľmi horúce. Takéto predhrievanie je obvykle problematické, pretože horúce spaľovacie produkty vytvárajú bezpečnostné riziko, ked sa predhrievacie zariadenie poruší a tieto produkty prídu do priameho kontaktus okysličovadlom. A preto vynález sa týka spôsobu podľa nároku l. Vynález sa taktiež týka systému podľa nároku l l.V nasledujúcom texte vynález bude opísaný podrobnejšie, pričom sa bude odkazovať napríkladne uskutočnenia a priložené výkresy, na ktorých obr. 1 predstavuje zjednodušený pohľad na predhrievací systém podľa tohto vynálezu a obr. 2 predstavuje zjednodušený pohľad na tepelný výmenník usporiadaný podľa vynálezu.Obr.l zobrazuje priemyselnú pec 110, ktorá pracuje podľa tohto vynálezu s použitím predhrievacieho systému 100 taktiež podľa vynálezu. Výhodne je priemyselnou pecou 110 ohrievacia pec pre kovový materiál, výhodne oceľ, a je výhodne usporiadaná tak, aby sa ohrievacie teploty V atmosfére pece udržali na teplote aspoň asi l 000 °C, napr. na opätovné žíhanie oceľových výrobkov, výhodnejšie aspoň asi 1200 °C, napr. na opätovné ohrievanieoceľových výrobkov pred horúcim valcovaním.Aby sa ohriala pec 110, použije sa aspoň jeden priemyselný horák llS, ktorý je alebo sú namontované v stene pece. Každý horák l 15 obsahuje aspoň jeden privádzací otvor pre palivoa privádzací otvor pre okysličovadlo.Okysličovadlom môže byť vzduch, avšak sa uprednostňuje to, že podiely kyslíka vokysličovadle sú vyššie, ako sú podiely kyslíka vo vzduchu. A preto podľa výhodněho uskutočnenia okysličovadlo obsahuje aspoň 50 hmotnostných percent kyslíka, výhodnejšieaspoň 85 hmotnostných percent kyslíka. Ešte výhodnejšie okysličovadlo obsahuje aspoň 95kyslíka, napr. priemyslovo čistý kyslík. Spaľovanie s okysličovadlom obsahujúcim vysokú úroveň kyslíka V kombinácii sdruhoradým palivom poskytuje najmä cenovo účinne ohrievanie. Taktiež predhrievanie tohto typu umožňuje použiť spaľovacie produkty na predhriatie dokonca aj týchto typov okysličovadíel s vysokým podielom kyslíka bez toho, žeby to viedlo k ľubovoľným hlavným bezpečnostným rízikám.Podľa tohto vynálezu horák alebo horáky ll 5 sú poháňané plynným druhoradým palivom, akým je napr. horný plyn vychádzajúcí z Vysokej pece.Tabuľka ukazuje porovnanie typických podielov rozdielnych zložiek medzi, na jednej strane, stredne kvalitným palivom, akým je napr. koksárenský plyn, a, na druhej strane,druhoradým palivom, akým je napr. horný plyn z vysokej pece alebo výñlkový plyn z kon vertora. Všetky hodnoty sú uvedené v objemových percentách.Tabuľka 2 ukazuje porovnanie hodnoty LHV (Lower Heating Values) pre koksárenský plyn,horný plyn z vysokej pece a výfukový plyn z konvertora.Podľa vynálezu horák alebo horáky ll 5 sú poháňané plynným palivom, ktorého hodnota LHV sa rovná alebo je nižšia ako 8 MJ/Nm 3. Avšak je výhodné to, že plynnć palivo má hodnotu LHV, ktorá nie je vyššia ako 6 MJ/Nm 3, výhodne vyššia ako 4 MJ/Nm 3. Palivo môže obsahovať istý dodatočný podiel iného viac kvalitnejšieho paliva, v prípade, že hodnota LHV celkovej zmesi neprekročí uvedené medze vjednotkách MJ/Nm 3. Konkrétne palivá s nižšou hodnotou LHV pracujú lepšie v kombinácii s okysličovadlami obsahujúcimi vysokú úroveňkyslíka. Príkladom výhodného paliva je zmes horného plynu a výfukovćho plynuz konvertora, obidva tieto plyny vznikajú z lokálnej zostavy na výrobu ocele obsahujúcej vysokú pec a konvertor. Zcenových dôvodov je výhodné to, že sa pred spaľovaním neprimiešajú žiadne prvoradé palivá, konkrétne, že sa neprimiešajú žiadne palivá, ktoresamotné majú hodnoty LHV vyššie ako 8 MJ/Nm 3, čo je prípad napr. koksárenského plynu.Horák alebo horáky l 15 sú cez vedenie 113 napájanć druhoradým palivom z prostriedku 1 1 l na dodávanie paliva, ktorý prijíma druhoradé palivo zo zdroja takého druhoradého paliva. Na obr. 1 je zobrazená pľĺkladľlà zjednodušená vysoká pec 120, z ktorej sa odoberá horný plyn cez stupeň 121 na čistenie plynu a potrubie do prostriedku 1 1 1 na dodávanie paliva. Avšakje možné uvažovať, že zdrojom druhoradého paliva môže byt zdroj výfukového plynu z kon vertora alebo ľubovoľný iný vhodný zdroj druhoradého paliva, akým je skôr uvedený príklad.Podľa výhodného uskutočnenia druhoradé palivo obsahuje aspoň 50 hmotnostných percent horného plynu, ktorý vzniká z činností vysokej pece 120. Okrem toho je výhodné to, že vysoká pec 120 je miestne usporiadaná vtom istom priemyselnom podniku ako pec 110 a v dôsledku toho taktiež aj horák alebo horáky 115. Týmto spôsobom môže byt podnik akoOkysličovadlo sa dodáva do horáka alebo horákov 1 15 cez vedenie 114 z prostriedku 112 na dodávanie okysličovadla, do ktorého sa okysličovadlo privádza zo zdroja 130 okysličovadla,akým je napr. konvenčný zdroj priemyselne čistého kyslíka alebo konvenčný prostriedok nazískanie vzduchu obohateného kyslíkom.Ako palivo, tak aj okysličovadlo pred tým, ako dosiahnu prostriedok 111 resp. 112, prechádzajú predhrievacím systémom 100.Plynné spaľovacie produkty, ktore vznikajú zo spaľovania paliva s okysličovadlom, ktoré sa prevádza horákom alebo horákmi 115 v peci 110, vystupujú zpece 110 cez komín 116 anásledne sa vedú do potrubia, ako je to zobrazené na obr. 1.Podľa vynálezu sa uvedene spaľovacie produkty najskôr vedú cez prvý teplovýmenný stupeň 150, v ktorom sa tepelná energia prenáša z uvedených spaľovacích produktov na palivo, ktoré týmto spôsobom predhrieva. Potom sa týmto spôsobom ochladené produkty vedú cez druhý teplovýmenný stupeň 151, v ktorom sa tepelná energia prenáša z ochladených spaľovacíchproduktov na okyslíčovadlo, ktorý sa týmto spôsobom taktiež predhrieva.

MPK / Značky

MPK: F23G 7/06

Značky: druhoradého, spaľovania, spôsob, paliva

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/14-e18617-sposob-spalovania-druhoradeho-paliva.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Spôsob spaľovania druhoradého paliva</a>

Podobne patenty