Псевдоожиженный слой

ГИДРОДИНАМИКА И ТЕПЛООБМЕН В ПСЕВДООЖИЖЕННОМ СЛОЕ ПОД ДАВЛЕНИЕМ [c.1]

В книге с единых позиций освещаются особенности гидродинамики и теплообмена в псевдоожиженном (кипящем) слое при повышении давления — одном из эффективных средств интенсификации процессов в нем. Большое внимание уделено слоям из крупных частиц, в которых влияние давления наиболее существенно. Рассмотрен теплообмен слоя под давлением с пучками труб различной геометрии, что особенно актуально в связи с перспективой использования псевдоожиженного слоя, в том числе и под давлением, как отвечающего современным экологическим требованиям способа сжигания твердого топлива. Рассмотрен лучистый теплообмен, существенный в высокотемпературном слое. [c.2]

Известно, что технологические достоинства процессов в псевдоожиженном слое обусловили их широкое применение в нефтеперерабатывающей, химической, металлургической и других отраслях промышленности. Большой интерес к подобному методу взаимодействия зернистых материалов с газом привел к появлению ряда монографий советских и зарубежных авторов, посвяш,енных общим принципам и проблемам теории и практики псевдо-ожиженного слоя — гидродинамике, теплообмену и химическим превращениям твердой фазы и продуваемого газа. [c.3]

Однако способу организации технологических процессов в псевдоожиженном слое при атмосферном давлении, естественно,, присущи также определенные недостатки. Прежде всего это ограниченная возможность интенсификации процесса за счет увеличения количества подаваемых в реакционную зону веществ из-за значительного выноса твердого материала с газовым потоком. Поэтому в системах с псевдоожиженным слоем в условиях атмосферного давления приходится работать с низкими объемными интенсивностями аппаратов. [c.3]

Внедрение высоких- давлений позволяет осуществить многие химические процессы, которые не могли быть осуществлены при обычном давлении, как, например, синтез аммиака и метанола, гидрогенизацию углеводородов, гидратацию этилена и пропилена, синтез мочевины и муравьиной кислоты, полимеризацию этилена и др. Анализируя влияние давления на изменение условий применения псевдоожиженного слоя в различных процессах, следует указать, что повышенное давление позволяет использовать твердое мелкодисперсное вещество или в качестве непосредственного объекта химические) превращений при контакте его с газовым потоком, или в виде катализатора, адсорбента или твердого теплоносителя. [c.4]

В настоящее время весьма перспективным представляется применение псевдоожиженного слоя под давлением для газификации и сжигания низкосортного твердого топлива. [c.4]

Прямое сжигание топлива, в частности угля, под давлением в топочном устройстве с псевдоожиженным слоем известняка или доломита, который вступает во взаимодействие с окислами серы, дает возможность удовлетворить не только возрастающие требования по допустимым выбросам окислов азота и серы в атмосферу, но и резко сократить габариты котлоагрегатов. Во многих промышленно-развитых странах (США, Англия, ФРГ и ср.) псевдоожижение рассматривается как эффективный способ переработки низкосортных углей, способный обеспечить их успешную конкуренцию с нефтепродуктами при производстве электрической и тепловой энергии [1, 2. [c.4]

Отмеченные выше области использования псевдоожиженного слоя под давлением далеко не исчерпывают возможное применение этого прогрессивного метода в технике. Исследования недостаточно изученных) процессов гидродинамики и теплообмена в псевдоожиженном под давлением слоя, несомненно, будут способствовать детальной оценке его достоинств и дальнейшему распространению в промышленности. [c.4]

Многообразные современные технологические процессы, проводимые в псевдоожиженном слое под давлением, можно разделить на две группы. [c.8]

Основное достоинство псевдоожиженного слоя при осуществлении катализа — это возможность поддержания заданной температуры в реакционной зоне. Изотер-мичность и высокая эффективная теплопроводность псевдоожиженного слоя особенно важны для проведения об- [c.8]

Рис. 1.2. Схема производства акрилонитрила совместным окислением пропилена и аммиака в псевдоожиженном слое катализатора /— контактный аппарат 2—абсорбер 3, 5, 6, 8, 9 — ректификационные колонны 4—конденсаторы 7—кипятильники

Колонну загружают сферическим катализатором со средним размером зерен 1,5 мм. Высокая плотность газа при 30 МПа и наличие теплообменных поверхностей в реакционном объеме позволяют вести процесс при числах псевдоожижения 1,5 и ниже, не нарушая однородной структуры псевдоожиженных слоев. Процесс протекает вблизи оптимальных температур, достигаемых зп счет ступенчатости и ввода противоточных теплообменников в слои катализатора. [c.13]

Принципиально новым технологическим решением при производстве электроэнергии и тепла стало сжигание твердого топлива в псевдоожиженном слое при температурах до 900—950 °С с размещением в топочной камере теплообменных поверхностей. При этом комплексно решаются проблемы снижения вредных выбросов в окружающую среду, уменьшения габаритов й металлоемкости котлоагрегатов, повышения их эксплуатационной надежности без предъявления высоких требований к качеству топлива. [c.15]

Дальнейшим развитием метода сжигания твердого топлива в псевдоожиженном слое будет создание котлов, работающих при повышенном давлении в топочной камере и предназначенных для комбинированных парогазовых установок. [c.15]

Известно, что газовые турбины требуют высококачественного топлива. Попытки использовать для них уголь оставались безуспешными из-за появления отложений солей щелочных металлов и абразивного действия золы на лопатки турбины. С развитием технологии низкотемпературного сжигания твердого топлива в псевдоожиженном слое стало возможным применение для газотурбинных установок (ГТУ) различных сортов углей. Это связано прежде всего с тем, что при сжигании топлива в псевдоожиженном слое в золе остается значительная часть солей щелочных металлов, а продукты сгорания после соответствующей очистки в двух-трех последовательно включенных циклонах не вызывают эрозии и коррозии лопаток турбины. [c.15]

Топки с псевдоожиженным слоем под давлением могут применяться на ТЭС в комбинированном цикле производства электроэнергии, который по сравнению с традиционным дает преимущество в эффективности использования угля и тепла с большими возможностями по обеспечению требований к защите окружающей среды. Термодинамический к.п.д. таких установок увеличивается с ростом температуры поступающих в газовую турбину газов и повышением доли газотурбинной части в суммарной мощности установки. [c.16]

Рис. 1.7. Схема ТЭС с газотурбинной установкой 1—котел 2—топка с псевдоожиженным слоем Л—газовая турбина 4—пар 5—воздух ff—топливо 7—охлаждающая вода 8 — в дымовую трубу

Схема с применением камеры сгорания с псевдоожиженным слоем в ПГУ показана на рис. 1.7. В слой погружены два трубных пучка, в одном из которых подо- [c.17]

На рис. 1.8, а показана одна из схем включения котлоагрегатов с псевдоожиженным слоем в ПГУ [7]. [c.18]

Продукты сгорания нз камеры с псевдоожиженным слоем подвергаются очистке при 800 °С и направляются в газовую турбину, которая приводит в действие компрессор и электрогенератор. Выхлопные газы газовой турбины охлаждаются в котле-утилизаторе с использованием тепла для хозяйственных нужд. Паровая турбина получает пар из поверхностей нагрева, расположенных в псевдоожиженном слое. По другой схеме (рис. 1,8, б) продукты сгорания из камеры с псевдоожиженным слоем направляются в дополнительный теплообменник и только после него при температуре 430 °С подвергаются [c.18]

Рассмотрим некоторые проекты котлоагрегатов с псевдоожиЖенным слоем под давлением, предназначенных для газотурбинных установок. [c.19]

В ФРГ создается газотурбинная установка тепловой мощностью 24 МВт с топкой псевдоожиженного слоя под давлением и последовательно включенной газовой турбиной. [c.19]

Очистка дымовых газов при 850 °С производился двумя последовательно соединенными циклонами, так как зола, уносимая из псевдоожиженного слоя, обладает слабо выраженными эрозионными свойствами. Очищенные газы поступают в экспериментальный канал, имитирующий проточную часть газовой турбины. После проведения предварительных исследований будет смонтирована газовая турбина. [c.20]

Ввод смеси топлива и доломита производится в свободные от труб зоны псевдоожиженного слоя -над воздухораспределителями. Каждая точка ввода предназначена для распределения топлива на плоЩади 0,93 м . Во всех звеньях системы топливоподачи используется пневмотранспорт. Размер сжигаемого топлива 0—6,5 мм, размер частиц доломита до 6,5 мм. [c.21]

В соответствии с проектом два модуля котла будут работать на одну газовую турбину. Для ПГУ мощностью 635 МВт разработан проект турбины мощностью 50 МВт. Расчетная температура газов-на входе в турбину равна 870 °С. В первом цикле предусмотрена одна двухвальная турбий мощностью 530 МВт со следующими параметрами пара температура 538/538 °С, давление 16,5 МПа. Технология регулирования нагрузки заключается в поддержании постоянными высоты псевдоожиженного слоя и расхода воздуха от компрессора ГТУ при изменении отношения топливо — воздух и температуры в слое. [c.21]

Ркс. 1.10. Принципиальная тепловая схема ПГУ-1100 с ВПГ-2650 с сжиганием твердого топлива в псевдоожиженном слое /—сушилка i —циклоны 3—высоконапорный парогенератор с псевдоожиженным слоем 4—циркуляционный насос 5—паровая турбина мощностью 800 МВт 5—конденсатор 7—конденсаторный насос 8—подогреватель низкого давления 9—питательный насос 10—деаэратор И— экономайзер 12—газовая турбина 13—компрессор 14—паровая турбина с противодавлением для привода дожимающего компрессора 15—дожимающий компрессор [c.22]

В топочных устройствах с псевдоожиженным слоем достигается резкое сокращение выбросов N0 и SO3. При использовании в качестве присадки доломита или известняка выбросы SO2 сокращаются на - 95%. При сжигании некоторых видов топлива (канско-ачинских углей, сланцев) вводить присадки не требуется. Выбросы окислов азота (по зарубежным данным) могут быть сокращены на 70—90%. [c.26]

Процесс горения топлива в низкотемпературном псевдоожиженном слое может протекать при относительно низких температурах (700—960 °С). Поэтому зола, [c.26]

Перспективным решением задачи использования низкокачественных сернистых углей является предварительная газификация в псевдоожиженном слое под давлением как стадия их подготовки к сжиганию в топках мощных тепловых электростанций [1]. Путем газификации угля, протекающей при температуре 500—1500 °С, могут быть получены очищенные от серы горючие газы, состоящие из СО, На, СН4, высших углеводородов, а также СО2, N2 и Н2О. Прямое сжигание этих газов в котлах обычных паросиловых установок позволяет резко сократить выбросы в атмосферу двуокиси серы, а также использовать их в камерах сгорания ГТУ, работающих в комбинированных установках, повысить к.п.д. выработки электроэнергии до 45—50%. Для практической реализации процесса газы должны быть очищены, чтобы не вызывать коррозии и эрозии турбин. [c.28]

Разработка процессов паровоздушной газификации мелкозернистых твердых топлив в псевдоожиженном слое под давлением с высокотемпературной очисткой газов впервые была выполнена в Институте горючих ископаемых (г. Москва). [c.28]

Газификация производится в двух ступенях. Дробленый подсушенный уголь поступает в камеру для отгонки летучих, которая представляет собой рециркуляционный реактор с псевдоожиженным сло м, работающий при температуре 700—900°С, где происходят возгонка летучих и связывание серы доломитом. Продувка слоя производится горячими газами, состоящими из СО, Hj, СО2, которые образуются в топке-газификаторе, а также N2 и Н2О. Скорость газов, проходящих через слой, со- [c.28]

Рис. 1.12. Схема ПГУ с предварительной газификацией твердого топлива в псевдоожиженном слое дробленый доломит 2 — дробленый уголь 3—угольный шлюз 4—доломитовый шлюз 5— осушитель угля 6—рециркуляция газа 7—рециркуляционный компрессор й—подача угля- в газогенератор 9—подача доломита 10-реактор с псевдоожиженным слоем 11—использованный доломит 12—топка газификатора 13—переработанный крупнодисперсный уголь 14 — мелкодисперсный уголь 15 — воздух 16—пар 17 — зола 18 — система возврата частиц 19 — систему удаления твердых частиц 20 — газовая турбина 21 — котел-утилизатор 22 — паровая турбина 23 — электрогенератор 24 — уходящие газы

Твердые частицы, содержащие оставшийся после возгонки углерод и отделенные от использованного доломита, поступают в топку-газификатор, которая работает также по принципу псевдоожиженного слоя. Состоящий из этих частиц слой продувается воздухом и паром и разделяется на две зоны. В нижней протекает в основном реакция горения с образованием СО2 и Н2О и повышением температуры до 1150°С. Частицы золы при такой температуре становятся липкими, агломерируют и оседают на дно аппарата, откуда их можно уже удалить. Таким путем обеспечиваются минимальные потери углерода. Циркулирующие в слое частицы переносят тепло в верхнюю зону слоя, где СО2 и Н2 реагируют с углеродом, образуя генераторный газ. [c.29]

В рассмотренной схеме с двухступенчатой газификацией сероочистка производится в псевдоожиженном слое камеры для отгонки летучих с использованием доломита в качестве сорбента, а последующая высокотемпературная система газоочистки улавливает твердые частицы перед поступлением газа в камеру сгорания газовой турбины. Эффективность такой схемы на 10% выше, чем схемы с низкотемпературной газоочисткой и регенерацией тепла, и на 25% выше, чем схемы без регенерации тепла. [c.31]

Рис. 1.5. Схема установки гидроформинга с псевдоожиженным слоем катализатора /—реактор 2—регенератор 3—воздушный компрессор 4— каталнзаторопровод 5—трубчатая печь

Следует заметить, что для разработки и внедрения котлоагрегатов с псевдоожиженным слоем под давлением требуется больше времени, чем для топочных устройств атмосферного типа. Наибольшую сложность представляет очистка горячих газов от твердых частиц до уровня, приемлемого для газовых турбин. Наряду с электрофильтрами для этого предлагается использовать циклоны и рукавные фильтры. Известные трудности возникают при вводе топлива и серопоглощающей присадки в топочную камеру и выводе шлаков и продуктов реакции присадки с двуокисью серы, а также при создании крупной камеры сгорания применительно к энергетической установке большой единичной мощности. [c.16]

В простом открытом газотурбинном цикле камера сгорания с псевдоожиженным слоем под давлением работает как контактный воздухоподогреватель. Часть воздуха после компрессора поступает для сжигания топлива, а остальная часть подмешивается к продуктам сгорания с целью поддержания определенной температуры стенок камеры и температуры горячего газа, подаваемого в газовую турбину. Возможны н другие конструктивные и схемные решения. На рис. 1.6 показана схема ГТУ, оснащенной топочным устройством с псевдоожиженным слоем под давлением. Особенностью данной схемы является подача 1/3 воздуха после компрессора для псевдоожижения слоя, в то время как остальные 2/3 поступают в змеевики, погруженные в слой. Благодаря этому значительно уменьшается количество газов, которые необходи. МО очищать от твердых частиц. Кроме того, такое решение позволяет использовать обычную газовую турбину с [c.16]

Рис. 1.8. Схемы включения котлоагрегатов с псевдоожиженным слоем под давлением в ПГУ 1—камера сгорания с псевдоожиженным слоем 2—паровая турбина 3—газоониститель 4—газовая турбина 5—компрессор 6—котел-утмлизатор

Положительные результаты, полученные на опытнЬй установке в Англии в лабораториях B URA, послужили основой при разработке котла с псевдоожиженным слоем для ПГУ мощностью 140 МВт. Котел работает в блоке с паровой турбиной мощностью 120 МВт и выполнен в виде горизонтального цилиндра диаметром 7,94 м, в котором заключен псевдоожиженный слой под давлением 0,82 МПа-. При размере частиц сжигаемого топлива до 1,6 мм и скорости фильтрации и=0,61 м/с псевдоожиженный слой занимает площадь 83,5 м в то время как для котлоагрегата равной мощности при атмосферном давлении, скорости фильтрации =2,44 м/с и размере частиц сжигаемого топлива до 3,2 мм площадь псевдо-ожиженного слоя составляет 186 м. [c.19]

Параллельно этим разработкам по инициативе Международного энергетического агенства с участием США, Англии ФРГ планируется сооружение энергетической установки тепловой мощностью 85 МВт, имеющей сечение псевдоожиженного слоя 4 м и работающей под дав1-лением 1,1 МПа.. Эта установка будет служить главным образом для исследования работы парогенерирующих поверхностей нагрева при изменяющихся эксплуатационных параметрах. Парогенерирующие поверхности нагрева в псевдоожиженном слое и над ним работают в режиме принудительной циркуляции. Особая схема включения [c.19]

Рис. 1.9. Схема модуля котла с псевдоожижен-ным слоем под давлением для ТЭС мощностью 320—635 МВт 1—псевдоожпженный слой с экономайзерной поверхностью 2, 3—пароперегреватели с псевдоожиженным слоем 4—псев-доожиженный слой вторичного пароперегревателя 5—дожигание уноса 6—испарительные экраны 7—корпус модуля котла /—питательная вода Я—перегретый пар III, У V—вход и выход вторичного пара Л—воздух В—топочные газы

Фирмой Westinghouse (США) выполнены предва- рительные проектные проработки котлоагрегатов с псевдоожиженным слоем под давлением для ТЭС мощностью 320 и 635 МВт (рис. 1.9) [10]. Котел имеет четыре модуля, каждый из которых может работать самостоятельно. [c.20]

Первая представляет собой ПГУ с внутрицнкловой газификацией углей в газогенераторе под давлением и последующим сжиганием продуктов газификации в топке ВПГ, вторая — ПГУ с непосредственным сжиганием твердых топлив в псевдоожиженном слое ВПГ с погруженными в слой трубными поверхностями нагрева. С учетом анализа имеющихся отечественных и зарубежных [c.22]

Такая производительность может быть получена в четырех секциях каждая производительностью по 660 т/ч. Секция парогенератора производительностыЬ 660 т/ч (рис, 1.11) состоит из двух основных модулей, с размещенными в псевдоожиженных слоях испарительными и пароперегревательными поверхностями, одного модуля с камерой дожигания и двухступенчатой системой очистки газов. Диаметр модулей 3,8 м, высота 25 м. В каждом ос- [c.24]

Рис. 1.11. Принципиальная схема секции высоконапорного парогенератора с топкой псевдоожиженного слоя ПГУ-1100 / — газораспределительная решетка //—ступень тонкой очистки ///—ступень грубой очистки / — пар в паросбориую камеру, =515°С подвод воздуха <3—пар из верхнего пакета, =450°С пар в турбину 5—пар в нижний пакет II пароперегревателя 6, /О—пар из турбины, /=340 °С 7 — пар из. барабана 8 — пар в турбину, /= = 515 °С 5—пар в нижний пакет II пароперегревателя, /=450 С

В фирме Westinghouse (США) исследуется процесс получения низкокалорийного газа для газовых турбин путем паровоздушной газификации угля в псевдоожиженном слое под давлением (рис. 1.12). [c.28]

Гидродинамика многофазных систем (1971) -- [ c.400 ]

Динамика процессов химической технологии (1984) -- [ c.25 , c.236 ]

Теплотехнический справочник Том 2 (1976) -- [ c.572 , c.663 ]

Теплотехнический справочник том 2 издание 2 (1976) -- [ c.563 , c.572 ]

Водоподготовка Издание 2 (1973) -- [ c.292 ]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...