Aditívum procesu horenia pevných fosílnych palív a spôsob stabilizácie procesu horenia týmto aditívom

Číslo patentu: 287985

Dátum: 30.07.2012

Autori: Pinc František, Kortán Zdeněk

Stiahnuť PDF súbor.

Zhrnutie / Anotácia

Aditívum pozostáva z mäsokostnej múčky s výhrevnosťou vyššou ako 18 MJ/kg, s obsahom prchavej horľaviny vyšším ako 60 % hmotn., z obsahu uhlíka nad 30 % hmotn. a z vody do 3,5 % hmotn.Aditívum sa pridá do pevného paliva pred jeho spaľovaním v množstve do 11 % hmotn.

Text

Pozerať všetko

PRIEMYSELNÉHO VLASTNÍCTVA SLOVENSKEJ REPUBLIKYDátum podania prihlášky 2. 2. 2005Číslo prioritnej prihlášky PV 2004-217 Dátum podania prioritnej prihlášky 10. 2. 2004 Krajina alebo regionálnaDátum zverejnenia prihlášky 8. 9. 2005 Vestník UPV SR č. 9/2005Číslo pôvodnej prihlášky úžitkového vzoru v prípade odbočeniaČíslo podania medzinárodnej prihlášky podľa PCTČíslo zverejnenia medzinárodnej prihlášky podľa PCTČíslo podania európskej patentovej prihláškyAditívum pozostáva z mäsokostnej múčky s výhrevnosťou vyššou ako l 8 MJ/kg, s obsahom prchavej horľaviny vyšším ako 60 hmotn., z obsahu uhlíka nad 30 hmotn. a z vody do 3,5 hmotn. Aditívum sa pridá do pevného paliva pred jeho spaľovaním V množstve do llAditívum procesu horenia pevných fosílnych palív a spôsob stabilizácie procesu horenia týmto aditívomVynález je aditívum procesu horenia pevných fosílnych palív a spôsob stabilizácie procesu horenia týchto palív týmto aditívom v kúreniskách naj mä energetických kotlov.Pri spaľovaní pevných fosílnych palív tvorených najčastejšie hnedýrn alebo čiemym uhlím je potrebne proces horenia stabilizovať. V niektorých prípadoch sa do paliva primiešavajú ľahko spáliteľné látky, ktoré s ohľadom na výhrevnosť a zápalnú teplotu priaznivo ovplyvňujú proces horenia. Spravidla ide o drevné štiepky, piliny či rôzne odvodnené odpadové kaly. V niektorých prípadoch sa používajú aj stabilizačné horáky spravidla na plynné alebo kvapalné palivo. Kvalita spaľovacíeho procesu sa hodnotí podľa minimálnej produkcie toxických emisií CO a NOx. Pri kotloch, kde sa dosahujú nižšie teploty, a to pod 1000 °C, dochádza k nadlimitnému výskytu CO v spalinách. V dôsledku nižších teplôt v kúrenisku dochádza k nedokonalému spaľovaniu a tým aj k zvýšenému podielu nespáleného paliva V popole, ako aj k zvýšenému vzniku nálepkov na plochách kúreniska, kde dochádza k tepelnej výmene.Pevné fosílne palivo, menovite hnedé a čieme uhlie je v súčasnosti spaľovane v roštových kotloch, kotloch s práškovými horákmi a V kotloch s fluidným kúrenískom.Roštové kotly sú charakteristické predovšetkým na jednej strane ťažkou reguláciou prísunu paliva do kotla a na druhej strane zaisťovaním zodpovedajúceho množstva vzduchu. Výsledkom sú v prevažnej miere vysoko prekročené limitné hodnoty obsahu toxického CO v dymových plynoch a veľké množstvo nespáleného C v škvare a popolčeku.Kotly s práškovým kúrením sa vyznačujú zvýšenými emisiami NOx, ktorý je spôsobený nevhodnou reguláciou prívodu spaľovaného vzduchu do kotla.Kotly s fluidným kúrenískom riešia oba uvedene problémy. Tým, že jemné zmká paliva sú nadnášané prúdom vzduchu, zhoria dokonalejšie a spaliny majú nižší podiel škodlivin. Potýkajú sa však s problémami teploty spaľovania, ktorá sa pohybuje medzi 780 až 850 °C. Za určitých okolností vzniká pri spaľovaní uhlia,prebiehajúcom v tomto teplotnom pásme, oxid dusnatý N 20 nazývaný rajský plyn. Pri uvedených teplotách spaľovania sú molekuly tohto nebezpečného toxického plynu relatívne stabilné. Tendencia na ich spätný rozklad a redukciu na plynný dusík N 2 vzniká až pri teplotách blížiacich sa teplote 1000 °C.Ak zhmieme všetky veľmi zjednodušene naznačené problémy doterajšieho stavu, vznikajúce pri spaľovaní pevných fosílnych palív v jestvujúcich typoch kotlov, ide o nasledovné nedostatky. Predovšetkým zapaľovanie paliva prebieha pomaly pri silnom dymení s veľkým obsahom CO v spalinách. Ďalej, tepelným rozkladom spaľovaného vzduchu vzniká značné množstvo NOx. V dôsledku ťažkého regulovania prívodu vzduchu v závislosti od paliva sa zvyšuje obsah nespáleného uhlíka. V neposlednom rade je nízka teplota spaľovania pri kotloch s fluidným kúrenískom potencionálnou príčinou vzniku toxického N 20.Vynálezom je aditívum procesu horenia pevných fosílnych palív a spôsob stabilizácie procesu horenia pevných fosílnych palív týmto aditívom v kúreniskách najmä energetických kotlov. V základnom vyhotovení je aditívom mäsokostná múčka s výhrevnosťou vyššou ako 18 MJ/kg s obsahom prchavej horľaviny vyšším ako 60 hmotnostných, obsahom uhlíka vyšším ako 30 hmotnostných a obsahu vody do 3,5 hmotnostných. Pridaním mäsokostnej múčky do pevných fosílnych palív dôjde k zvýšeniu teploty v kúrenisku. Pôvodne sa totiž predpokladalo, že pri spaľovaní organických látok s vysokým podielom dusíkatých látok, až cez 50 hmotnostných, dôjde jednak k nadmemému vzniku NOx a v dôsledku nízkych teplôt takýchto kúrenísk aj k nadmemému vývinu CO. Spolu s predpokladanými teplotami takýchto kúrenísk, ktoré sa pohybujú medzi 780 až 850 °C, sa malo za to, že nedôjde k dokonalému spáleniu mäsokostnej múčky a drobné častice sa čiastočne nedokonalým spaľovacím procesom dostanú sčasti do popolových produktov a sčasti do odťahu spalín, kde vytvorí nálepky. Nič také sa však nepotvrdila. Mäsokostná múčka sa úplne zúčastnila spaľovacieho procesu, nestala sa súčasťou popola alebo pevným podielom v spalinách. Prítomnosťou mäsokostnej múčky v palive sa zvýšila teplota v kúrenisku, ktorá sa blíži k hodnote 1000 °C, čím došlo k redukcii NOx na atmosférický dusík pri súčasnej premene CO na C 02. Mäsokostná múčka má najmenej o 10 vyššiu výhrevnosť ako drevené piliny či štiepky, ktore sa dosiaľ do paliva pridávali, a preto lepšie stabilizuje proces horenia a nieje potrebné ju spaľovať v spaľovniach určených na tento účel alebo V cementárskych peciach.V niektorých prípadoch je vhodné, keď mäsokostná múčka obsahuje v rozmedzí stopy až 0,5 hmotnostných prísady tvorenej zmesou zloženou z l 5 až 48 hmotnostných síranu železnatého, z 2 až 35 hmotnostných dusičnanov prvkov vzácnych zemín a zvyšok do 100 hmotnostných tvorí voda. Voda tu pô 10sobí ako balastný nosič a umožní jednak rozpustenie síranu železnatého a dusičnanov prvkov vzácnych zemín a tým ich dokonalejšie rozptýlenie v palive. Pri teplotách nad 700 °C dôjde k redukcii solí kovov a uvoľnený kyslík sa zúčastňuje procesu horenia, čím dôjde k zvýšeniu teploty horenía v kúrenisku.Spôsob stabilizácie procesu horenia týmto aditivom spočíva v pridaní aditíva do pevného fosílneho paliva v rozmedzí stopy až ll hmotnostných fosílneho paliva, ktoré sa následne v kúrenisku spoločne spáli. Účasť aditíva vedie ku posilneniu funkcie horľavých látok v procese horenia oproti pasívnym látkam. K stabilizácii procesu horenia pevných fosílnych palív prispieva predovšetkým výhrevnosť mäsokostnej múčky vyššia ako l 8 MJ/kg oproti 13, 98 MJ/kg hnedých energetických uhlí. Rovnako obsah prchavej horľaviny vyššej ako 60 hmotnostných skráti dobu vzplanutia paliva, ktoré má inak sklon k dlhšiemu tleniu a tým aj k nadmemému vývinu CO. Tento problém býva aktuálny najmä pri niektorých druhoch prachového uhlia. Použitie uvedeného aditíva zaistí jednak dokonalé prehoreníe paliva pri poklese plynných emisií a zvyškov nespálených látok v popolových produktoch a ďalej zabráni tvorbe biologických nánosov na plochách kotla,kde dochádza k tepelnej výmene, čím ďalej zvýši jeho účinnosť. Súčasne so spálením mäsokostnej múčky preruší potravínový reťazec, čím sa zabráni šíreniu rôznych nákaz vrátane BSE.V kúrenisku roštového kotla sa spaľovalo hnedé energetické uhlie hruboprach spolu s aditivom s koncentráciou v rozmedzí 4,2 až 6 , ktoré bolo tvorené mäsokostnou múčkou. Obsah voľného O V spalínách poklesol o 39 , koncentrácia CO v spalínách o 53 a koncentrácia NOx sa znížila na 87 pôvodnej hodnoty. Obsah nespáleného C v popolových produktoch sa znížil o viac ako dve tretiny. Tieto hodnoty boli dosiahnuté súčasne so skrátením doby tlenía navezeného paliva.V tomto prípade bolo aditívum tvorené z mäsokostnej múčky doplnenej 0,2 hmotnostných prísadou tvorenou z 15 hmotnostných síranu železnatého a z 35 hmotnostných dusičnanu alkalického kovu, v tomto prípade ceru rozpustených do 100 hmotnostných vo vode. Vplyv aditíva tohto zloženia na spaľovací proces bol zjavne intenzívnejší oproti predchádzajúcemu prípadu, a to o 5 až 8 . Pridaním aditíva sa skrátila doba tlenia navezeného paliva, ktorým bolo rovnako ako v predchádzajúcom prípade hnedé energetické uhlie, znížil sa obsah CO v spalínách o 60 a hodnoty nespáleného C v popolových produktoch o 70 . Len hodnota NOx v spalínách zostala prakticky na hodnotách porovnateľných pri meraní spaľovacieho procesu bez použitia aditíva. Príčinu je možné vidieť v tom, že sa zvýšila teplota horenia.Aj v tomto prípade bolo aditívum tvorené z mäsokostnej múčky doplnenej o 0,5 hmotnostných prísadou tvorenou zo 48 hmomostných síranu železnatého a z 2 hmotnostných dusičnanu alkalického kovu v tomto prípade takisto ceru rozpustených do 100 hmotnostných vo vode. Vplyv aditíva tohto zloženia na spaľovanie čiemeho energetického uhlia sa prejavil znížením koncentrácie C 0 v spalínách o 65 až 70 , pokles obsahu nespáleného uhlíka sa znížil o 30 .V dôsledku vyšších teplôt spaľovacieho procesu vzrástla koncentrácia NOx v spalínách o 10 až 12 , ale pohybovala sa stále pod povolenými hodnotami. Tento negatívny vplyv bol dostatočne vykompenzovaný výrazným poklesom C 0 v dymových plynoch.l. Adítívum procesu horenia pevných fosílnych palív určené predovšetkým pre kúreniská energetických kotlov, v y z n a č u j ú c e s a t ý m , že pozostáva z mäsokostnej múčky s výhrevnosťou vyššou ako 18 MJ/kg s obsahom prchavej horľaviny vyšším ako 60 hmotnostných, obsahu uhlíka vyšším ako 30 hmotnostných a obsahu vody do 3,5 hmotnostných.2. Adítívum podľa nároku l, v y z n a č uj ú c e s a tý m , že obsahuje V rozmedzí stopy až 0,5 prísady tvorenej zmesou zloženou z 15 až 48 hmotnostných síranu železnatého, z 2 do 35 hmotnostných dusičnanov prvkov vzácnych zemín a zvyšok tvorí voda do 100 hmotnostných.3. Spôsob stabilizácie procesu horenia aditívom podľa nároku l alebo 2, v y z n a č u j ú c i s a t ý m , že do pevného fosílneho paliva sa pred jeho spaľovaním pridá aditívum v rozmedzí stopy až 11 hmotnostných fosílneho paliva, pričom sa následne spoločne spália v kúrenísku.

MPK / Značky

MPK: C10L 9/00, C10L 10/00

Značky: aditívom, palív, spôsob, fosílnych, pevných, týmto, stabilizácie, horenia, aditivum, procesu

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/4-287985-aditivum-procesu-horenia-pevnych-fosilnych-paliv-a-sposob-stabilizacie-procesu-horenia-tymto-aditivom.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Aditívum procesu horenia pevných fosílnych palív a spôsob stabilizácie procesu horenia týmto aditívom</a>

Podobne patenty