RU2453770C1 - Combined ash catcher - Google Patents
Combined ash catcher Download PDFInfo
- Publication number
- RU2453770C1 RU2453770C1 RU2011111657/06A RU2011111657A RU2453770C1 RU 2453770 C1 RU2453770 C1 RU 2453770C1 RU 2011111657/06 A RU2011111657/06 A RU 2011111657/06A RU 2011111657 A RU2011111657 A RU 2011111657A RU 2453770 C1 RU2453770 C1 RU 2453770C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- particles
- ash
- cyclone
- capillary
- porous structure
- Prior art date
Links
Landscapes
- Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)
- Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области теплоэнергетики, в частности к котельным установкам, сжигающим твердое топливо.The invention relates to the field of power engineering, in particular to boiler plants burning solid fuel.
Известен комбинированный золоуловитель, установленный в котле с кипящим слоем под давлением [1], в котором в качестве первой ступени используется циклон, а в качестве второй ступени - керамический фильтр.Known combined ash collector installed in a boiler with a fluidized bed under pressure [1], in which the cyclone is used as the first stage, and a ceramic filter is used as the second stage.
Недостатком известного комбинированного золоуловителя является повышенная нагрузка золоулавливания на керамический фильтр. Поскольку максимальная эффективность циклона не превышает 95%, то оставшаяся в газах после циклона зола будет улавливаться в керамическом фильтре. Это вызовет необходимость более частой регенерации керамического фильтра и в конечном счете снизит надежность и эффективность работы комбинированного золоуловителя.A disadvantage of the known combined ash collector is the increased load of ash collection on the ceramic filter. Since the maximum cyclone efficiency does not exceed 95%, the ash remaining in the gases after the cyclone will be captured in a ceramic filter. This will necessitate a more frequent regeneration of the ceramic filter and ultimately reduce the reliability and efficiency of the combined ash collector.
Наиболее близким к заявляемому золоуловителю является фильтрационный пылеуловитель Ш.В. [2], содержащий фильтрационный элемент и подвижную насадку, находящуюся в процессе работы в режиме псевдоожиженного слоя.Closest to the claimed ash collector is a filter dust collector Sh.V. [2] containing a filter element and a movable nozzle, which is in the process of working in the fluidized bed mode.
Недостатком этого фильтрационного золоуловителя является повышенный износ фильтрующего элемента и элементов подвижной насадки в процессе ударов элементов подвижной насадки по поверхности фильтрующего элемента. Это приводит к снижению эффективности и надежности золоуловителя.The disadvantage of this filtration ash collector is the increased wear of the filter element and the elements of the movable nozzle during the impacts of the elements of the movable nozzle on the surface of the filter element. This leads to a decrease in the efficiency and reliability of the ash collector.
Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение надежности и эффективности очистки газов от золы в комбинированном золоуловителе.The technical result of the claimed invention is to increase the reliability and efficiency of gas purification from ash in a combined ash collector.
Заявляемый комбинированный золоуловитель имеет трехступенчатую конструкцию: циклон для первичного улавливания частиц золы, аппарат с циркулирующим кипящим слоем и встроенным циклоном возврата и керамический фильтр. Газы, прошедшие предварительную очистку в первой ступени - циклоне, поступают в аппарат с кипящим слоем. Для создания подвижной насадки в аппарат подаются также дисперсные частицы, имеющие капиллярно-пористую структуру и размер, не менее чем на порядок превышающий средневзвешенный размер дисперсных частиц золы, выносимых газами из циклона. Скорость газов в аппарате принимает значение, рассчитанное по условиям витания капиллярно-пористых частиц, капилляры и поры которых заполнены дисперсными частицами золы таким образом, что плотность этих частиц составляет не менее чем 50% плотности золы. Капиллярно-пористые частицы, вынесенные из слоя, направляются в циклон возврата, улавливаются там, а затем возвращаются в слой. Очищенные в аппарате газы после циклона возврата проходят окончательную очистку в керамическом фильтре.The inventive combined ash collector has a three-stage design: a cyclone for the primary collection of ash particles, an apparatus with a circulating fluidized bed and an integrated return cyclone and a ceramic filter. The gases that have undergone preliminary treatment in the first stage - the cyclone, enter the fluidized bed apparatus. To create a movable nozzle, dispersed particles with a capillary-porous structure and size not less than an order of magnitude higher than the weighted average size of dispersed ash particles carried by gases from a cyclone are also fed into the apparatus. The gas velocity in the apparatus takes on a value calculated according to the conditions of the flow of capillary-porous particles, the capillaries and pores of which are filled with dispersed ash particles so that the density of these particles is not less than 50% of the ash density. The capillary-porous particles removed from the layer are sent to the recovery cyclone, captured there, and then returned to the layer. The gases purified in the apparatus after the return cyclone are final cleaned in a ceramic filter.
Комбинированный золоуловитель работает следующим образом. Газы вместе с дисперсными частицами золы поступают из топки котла в циклон, в котором за счет действия центробежных сил происходит предварительная очистка газов от дисперсных частиц эквивалентным диаметром, превышающим порядка 40 мкм. Более мелкие дисперсные частицы золы и материала слоя выносятся потоком газов из циклона и поступают в аппарат с циркулирующим кипящим слоем. В аппарате в качестве дисперсных частиц, образующих кипящий слой, используются частицы, имеющие капиллярно-пористую структуру, которые подают в слой. В аппарате подъемное движение капиллярно-пористых частиц и дисперсных частиц золы осуществляется потоком газов с различными скоростями. Это приводит к тому, что за счет неравномерного обтекания частиц с капиллярно-пористой структурой потоком газов, несущих частицы золы, капилляры и поры частиц заполняются золовыми частицами и удерживаются в таком положении. Капиллярно-пористые частицы, заполненные дисперсными частицами золы и не способные удерживаться потоком газов во взвешенном состоянии, опускаются в нижнюю часть слоя и сливаются из слоя. Капиллярно-пористые частицы, которые по условиям витания двигаются с потоком газов вверх, на выходе из аппарата поступают в циклон возврата. В циклоне возврата капиллярно-пористые частицы отделяются от газов и возвращаются в нижнюю часть аппарата с кипящим слоем, а газы направляются в керамический фильтр для окончательной очистки.Combined ash collector operates as follows. Gases together with dispersed ash particles come from the boiler furnace to a cyclone, in which, due to the action of centrifugal forces, the gases are preliminarily purified from dispersed particles with an equivalent diameter exceeding about 40 microns. Smaller dispersed particles of ash and layer material are carried out by the gas stream from the cyclone and enter the apparatus with a circulating fluidized bed. In the apparatus as dispersed particles forming a fluidized bed, particles having a capillary-porous structure, which are fed into the layer, are used. In the apparatus, the lifting motion of capillary-porous particles and dispersed particles of ash is carried out by a stream of gases with different speeds. This leads to the fact that due to the uneven flow of particles with a capillary-porous structure, the flow of gases carrying particles of ash, capillaries and pores of the particles are filled with ash particles and held in this position. Capillary-porous particles filled with dispersed ash particles and unable to be held by the flow of gases in suspension are lowered into the lower part of the layer and merged from the layer. Capillary-porous particles, which under the conditions of soaring move with the gas flow upward, at the outlet of the apparatus enter the return cyclone. In the return cyclone, capillary-porous particles are separated from the gases and returned to the lower part of the apparatus with a fluidized bed, and the gases are sent to a ceramic filter for final cleaning.
Проведенный заявителем анализ технических решений в аналогичных конструкциях по доступным источникам информации не выявил аналогов, характеризующихся всей совокупностью присущих ему существенных (или тождественных ему) признаков. Выявленный ближайший аналог заявляемого золоуловителя позволил выделить совокупность существенных по отношению к указанному заявителем техническому результату отличительных признаков, изложенных в формуле изобретения.The analysis of technical solutions carried out by the applicant in similar constructions using available sources of information did not reveal analogues that are characterized by the entire set of essential (or identical) attributes inherent in it. Revealed the closest analogue of the claimed ash collector allowed us to highlight the set of significant in relation to the applicant specified technical result of the distinguishing features set forth in the claims.
Следовательно, заявляемый комбинированный золоуловитель соответствует условию охраноспособности «новизна».Therefore, the inventive combined ash collector meets the eligibility condition "novelty."
Проведенный заявителем дополнительный поиск известных решений в смежных областях не выявил известность использования отличительных признаков заявляемого золоуловителя для решения таких же или аналогичных задач. Это доказывает, что заявляемый золоуловитель не вытекает для специалистов явным образом из известного уровня техники.An additional search by the applicant for known solutions in related fields did not reveal the prominence of using the distinguishing features of the claimed ash collector to solve the same or similar problems. This proves that the claimed ash collector does not follow for specialists explicitly from the prior art.
Поскольку для практического использования заявляемого комбинированного золоуловителя отсутствуют препятствия технического, технологического или иного порядка, то заявляемый золоуловитель соответствует условию охраноспособности «промышленная применимость».Since for the practical use of the inventive combined ash collector there are no obstacles of a technical, technological or other order, the inventive ash collector meets the eligibility condition "industrial applicability".
Конкретный пример реализации заявляемого золоуловителя, установленного за котлом с кипящим слоем под давлением, приведен на рисунке. Газы, выходящие из топки 1 котла с кипящим слоем под давлением, поступают в циклон 2, в котором осуществляется предварительная очистка газов от золовых частиц. Частицы золы, уловленные в циклоне, возвращаются в топку или подаются в бункер 8. Из циклона 2 газы в качестве псевдоожижающего агента подаются в аппарат с циркулирующим кипящим слоем, включающий собственно аппарат 3 и циклон возврата 4. В качестве подвижной насадки, образующей слой в аппарате, используют дисперсные частицы с капиллярно-пористой структурой и размером, не менее чем на порядок превышающим размер частиц золы. Частицы с капиллярно-пористой структурой подают в слой из бункера 6 через шлюз 9 или сливают из слоя через шлюз 9 в бункер 7. Уловленные в циклоне возврата дисперсные частицы с капиллярно-пористой структурой возвращают обратно в слой, а газ, предварительно очищенный от золы, подается в керамический фильтр 5. В керамическом фильтре происходит окончательная очистка газов.A specific example of the implementation of the inventive ash collector installed behind the boiler with a fluidized bed under pressure is shown in the figure. The gases leaving the furnace 1 of the boiler with a fluidized bed under pressure enter cyclone 2, in which the gases are preliminarily purified from ash particles. Particles of ash trapped in the cyclone are returned to the furnace or fed to the hopper 8. From cyclone 2, gases as a fluidizing agent are supplied to the apparatus with a circulating fluidized bed, including the apparatus 3 itself and return cyclone 4. As a movable nozzle forming a layer in the apparatus use dispersed particles with a capillary-porous structure and a size not less than an order of magnitude greater than the size of the ash particles. Particles with a capillary-porous structure are fed into the layer from the hopper 6 through the gateway 9 or poured from the layer through the gateway 9 into the hopper 7. The dispersed particles with the capillary-porous structure captured in the return cyclone are returned to the layer, and the gas previously purified from ash fed to the ceramic filter 5. In the ceramic filter, the final gas purification takes place.
Комбинированный золоуловитель работает следующим образом. Дисперсные частицы золы и материала слоя фракций 0÷4 мм, вынесенные из топки котла с кипящим слоем под давлением и имеющие температуру 850÷900°C, направляются в циклон. В циклоне за счет действия центробежных сил газы на 90% очищаются от грубодисперсных фракций золы размером не ниже значений 40 мкм. Уловленные в циклоне грубодисперсные частицы золы возвращаются обратно в топку котла или сливаются в бункер, а газы, несущие мелкие взвешенные частицы золы, направляются в аппарат с циркулирующим кипящим слоем, в котором выполняют роль псевдоожижающего агента. В качестве подвижной насадки в аппарат подают дисперсные частицы, имеющие капиллярно-пористую структуру и размер, не менее чем на порядок превышающий средневзвешенный размер частиц золы. Размер капилляров и пор частиц соответствует размеру частиц золы, вынесенных из циклона. В аппарате с циркулирующим кипящим слоем скорость газов устанавливается на уровне, превышающем скорость витания частиц с капиллярно-пористой структурой. (Так, расчеты [3] показывают, что для дисперсных частиц диаметром 30 мм и имеющим плотность 50 кг/м3, ожижаемых газами с давлением 1,2 МПа при температуре 850°C, скорость витания составляет 3,2 м/с.) В процессе подъемного движения в аппарате частиц с капиллярно-пористой структурой происходит неравномерное обтекание этих частиц потоком газов, несущим частицы золы. При этом дисперсные частицы золы проникают в капилляры и поры и удерживаются там. Вынесенные из аппарата частицы с капиллярно-пористой структурой поступают в циклон возврата, из которого они возвращаются обратно в аппарат. В процессе циркуляции частиц с капиллярно-пористой структурой через аппарат и циклон возврата происходит насыщение этих частиц золой. В результате при некотором критическом значении плотности частиц с капиллярно-пористой структурой, которое составляет не менее 50% от плотности золы, поток газов уже не способен удерживать эти частицы во взвешенном состоянии. Вследствие этого эти частицы будут концентрироваться в нижней части аппарата, образуя собственно кипящий слой. Для непрерывной работы аппарата эти частицы сливают из слоя через шлюз в накопительный бункер. Газы, прошедшие очистку в аппарате с циркулирующим кипящим слоем, направляются в керамический фильтр, в котором выполняется окончательная очистка газов. При этом качество очистки газов соответствует требованиям, установленным для чистоты газов, подаваемых в газотурбинные установки.Combined ash collector operates as follows. Dispersed particles of ash and material of the layer of fractions 0 ÷ 4 mm, removed from the furnace of the boiler with a fluidized bed under pressure and having a temperature of 850 ÷ 900 ° C, are sent to the cyclone. In a cyclone, due to the action of centrifugal forces, gases are 90% purified from coarse ash fractions with a size of at least 40 μm. Coarse ash particles trapped in the cyclone are returned back to the boiler furnace or discharged into the hopper, and gases carrying small suspended ash particles are sent to the apparatus with a circulating fluidized bed in which they play the role of a fluidizing agent. Dispersed particles having a capillary-porous structure and size no less than an order of magnitude higher than the weighted average particle size of the ash are fed into the apparatus as a movable nozzle. The size of the capillaries and pores of the particles corresponds to the size of the particles of ash removed from the cyclone. In an apparatus with a circulating fluidized bed, the gas velocity is set at a level exceeding the rate of movement of particles with a capillary-porous structure. (So, the calculations [3] show that for dispersed particles with a diameter of 30 mm and having a density of 50 kg / m 3 liquefied by gases with a pressure of 1.2 MPa at a temperature of 850 ° C, the speed of movement is 3.2 m / s.) In the process of lifting movement in the apparatus of particles with a capillary-porous structure, an uneven flow of these particles through a gas stream carrying ash particles occurs. In this case, dispersed ash particles penetrate into the capillaries and pores and are held there. Particles with a capillary-porous structure carried out from the apparatus enter the recovery cyclone, from which they return back to the apparatus. During the circulation of particles with a capillary-porous structure through the apparatus and the return cyclone, these particles are saturated with ash. As a result, at a certain critical value of the density of particles with a capillary-porous structure, which is at least 50% of the ash density, the gas flow is no longer able to hold these particles in suspension. As a result of this, these particles will be concentrated in the lower part of the apparatus, forming a fluidized bed itself. For continuous operation of the apparatus, these particles are discharged from the layer through the gateway into the storage hopper. The gases that have been cleaned in a circulating fluidized bed apparatus are sent to a ceramic filter, in which the final gas purification is performed. At the same time, the quality of gas purification meets the requirements established for the purity of gases supplied to gas turbine plants.
Таким образом, использование заявляемого изобретения позволяет очищать газы, имеющие высокую температуру и давление, от дисперсных частиц золы, обеспечивая при этом в течение длительного периода времени высокое качество очистки. В результате этого повышается надежность и эффективность работы комбинированного золоуловителя.Thus, the use of the claimed invention allows to purify gases having a high temperature and pressure from dispersed ash particles, while ensuring high quality cleaning for a long period of time. As a result of this, the reliability and efficiency of the combined ash collector are increased.
ЛитератураLiterature
1. Газотурбинные и парогазовые установки тепловых электростанций: учебное пособие дл вузов / С.В.Цанев, В.Д.Буров, А.Н.Ремезов; под ред. С.В.Цанева. - 2-е изд. стереотип. - М.: Издательский дом МЭИ, 2006 г., стр.538-540.1. Gas-turbine and combined-cycle plants of thermal power plants: a textbook for universities / S.V. Tsanev, V.D. Burov, A.N. Remezov; under the editorship of S.V. Tsaneva. - 2nd ed. stereotype. - M.: Publishing House MPEI, 2006, pp. 538-540.
2. Патент RU 2035207. Фильтрационный пылеуловитель Ш.В.2. Patent RU 2035207. Filtration dust collector Sh.V.
3. Расчеты аппаратов кипящего слоя: Справочник / Под ред. И.П.Мухленова, Б.С.Сажина, В.Ф.Фролова. - Л.: Химия, 1986 г., стр.243-245.3. Calculations of fluidized bed apparatus: a Handbook / Ed. I.P. Mukhlenova, B.S. Sazhin, V.F. Frolov. - L .: Chemistry, 1986, pp. 243-245.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011111657/06A RU2453770C1 (en) | 2011-03-28 | 2011-03-28 | Combined ash catcher |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011111657/06A RU2453770C1 (en) | 2011-03-28 | 2011-03-28 | Combined ash catcher |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2453770C1 true RU2453770C1 (en) | 2012-06-20 |
Family
ID=46681131
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011111657/06A RU2453770C1 (en) | 2011-03-28 | 2011-03-28 | Combined ash catcher |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2453770C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1574979A1 (en) * | 1988-05-25 | 1990-06-30 | Томский политехнический институт им.С.М.Кирова | Method of operation of boiler unit |
RU2035207C1 (en) * | 1990-05-28 | 1995-05-20 | Шаймарданов Вазих Харисович | Filter-based dust separator |
US6325985B1 (en) * | 1997-09-16 | 2001-12-04 | Foster Wheeler Energia Oy | Method and apparatus for reducing NOx emissions in CFB reactors used for combustion of fuel containing large amounts of volatile combustible components |
RU2317134C1 (en) * | 2006-05-29 | 2008-02-20 | Институт проблем переработки углеводородов Сибирского отделения Российской Академии Наук (ИППУ СО РАН) | Grainy filter used for extraction of the soot from the aerosol streams |
RU2008138735A (en) * | 2008-09-29 | 2010-04-10 | Леонид Васильевич Степанов (RU) | METHOD OF FILTRATION OF IMPURITY FROM MEDIA FLOW |
-
2011
- 2011-03-28 RU RU2011111657/06A patent/RU2453770C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1574979A1 (en) * | 1988-05-25 | 1990-06-30 | Томский политехнический институт им.С.М.Кирова | Method of operation of boiler unit |
RU2035207C1 (en) * | 1990-05-28 | 1995-05-20 | Шаймарданов Вазих Харисович | Filter-based dust separator |
US6325985B1 (en) * | 1997-09-16 | 2001-12-04 | Foster Wheeler Energia Oy | Method and apparatus for reducing NOx emissions in CFB reactors used for combustion of fuel containing large amounts of volatile combustible components |
RU2317134C1 (en) * | 2006-05-29 | 2008-02-20 | Институт проблем переработки углеводородов Сибирского отделения Российской Академии Наук (ИППУ СО РАН) | Grainy filter used for extraction of the soot from the aerosol streams |
RU2008138735A (en) * | 2008-09-29 | 2010-04-10 | Леонид Васильевич Степанов (RU) | METHOD OF FILTRATION OF IMPURITY FROM MEDIA FLOW |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
RU 43791 U1 (РОДИН В.Н. и др.), 10.02.2005. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5181943A (en) | Process and apparatus for separating liquid ash | |
Xiao et al. | Granular bed filter: A promising technology for hot gas clean-up | |
RU2544663C2 (en) | Separator of dust and pitch acid components from hot gases of gasification plants | |
CN103736604B (en) | A kind of cyclone wet type electrostatic dust collector | |
CN206325351U (en) | A kind of smoke dust filter in petrochemical industry process | |
CN105413871B (en) | A kind of hot electrostatic precipitator subregion spray coupling moisture film rinses deashing technique and device | |
CN107109262A (en) | Slag discharging device and clinker discharge method | |
JP2005504167A (en) | Method and apparatus for fuel gasification in a fluidized bed reactor | |
RU2453770C1 (en) | Combined ash catcher | |
CN203990147U (en) | A kind of deashing device of sack cleaner | |
CN113663436A (en) | Improved method and device for wet dust removal of organic silicon and polycrystalline silicon production system | |
CN103585847B (en) | A kind of desulfation dust-extraction device containing lead fume and method | |
JP7248238B2 (en) | SUSPENSION FILTER, SLAG WATER FILTRATION AND CIRCULATION SYSTEM, GASIFICATION FACTOR, COMBINED GASIFICATION COMBINED EQUIPMENT, AND SUSPENSION FILTRATION METHOD | |
JP5896777B2 (en) | Char recovery device | |
JP2010023032A (en) | Swirl type cyclone | |
JP2009142790A (en) | Method and system of treating dust extracted from cement kiln waste gas | |
CN105999910A (en) | Dust removing device of fly ash filter | |
JP2017109190A (en) | Filter back washing device, char recovery device, gasification composite power generation facility and filter back washing method | |
CN205796862U (en) | A kind of powder dust automatic cleaning | |
CN205988640U (en) | The charged ultrapurification plant of mist formula | |
US20230093568A1 (en) | A Continuous Type Process Method to Increase the Rate of Reaction Between Solids, Liquids, And Gasses Per Area of the Land Occupied by Two Reactors | |
CN104691987B (en) | A kind of pine grey method of dedusting ash hopper device | |
CN110846084B (en) | Dust separation and recovery equipment and method | |
Heidenreich | Hot gas filters | |
CN110484301A (en) | A kind of grace classification gasification system of flying dust dry-type clean processing |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130329 |