Каталитические технологии сжигания топлив

Традиционные энерготехнологические установки основаны на высокотемпературном (обычно около 1200°С) факельном сжигании топлив и являются одним из основных источников загрязнения атмосферы теплом и вредными веществами. Всем традиционным отопительным системам с факельным сжиганием топлива присущи общие недостатки:

1) большой выброс в атмосферу токсичных продуктов сгорания (оксидов азота и серы, монооксида углерода, бензпиренов), существенно превышающий санитарные нормы и поэтому затрудняющий использование таких установок в городской черте;

2) повышенные капитальные затраты за счет больших габаритов систем, обусловленных в основном низкими коэффициентами теплоотдачи от горячих дымовых газов к теплообменным поверхностям;

  1. взрывопожароопасность систем;
  2. высокие требования к конструкционным материалам, которые должны быть жаростойкими и долговечными.

В Институте катализа СО РАН была предложена нетрадиционная технология сжигания жидких, газообразных и твердых топлив в присутствии катализаторов, которая позволяет ликвидировать многие недостатки высокотемпературного сжигания топлив. В основу технологии заложено сочетание четырех принципов:

применение катализаторов полного окисления веществ;

сжигание топлив в псевдоожиженном (кипящем) слое частиц катализатора;

сжигание смесей топлива и воздуха в соотношении, близком к стехиометрическому;

совмещение тепловыделения и теплоотвода в едином псевдоожиженном слое.

Каталитическое сжигание принципиально отличается от горения в традиционном понимании, так как топливо окисляется на поверхности твердых катализаторов без образования пламени вообще. Действие катализаторов в процессе полного окисления (или гетерогенного «горения») топливно-воздушных смесей схематически можно представить как химическое взаимодействие компонентов топлива с поверхностным кислородом катализатора с последующей регенерацией восстановленной поверхности катализатора кислородом газовой фазы. В зависимости от активности катализатора, процесс полного окисления многих веществ может протекать при температурах 300-700°С. Таким образом, присутствие в реакционной системе катализатора снижает температуру сжигания органического топлива с 1000-1200°С до 300-700°С, сохраняя при этом высокие скорости горения и обеспечивая полное сгорание топливно-воздушных смесей даже без избытка воздуха.

В псевдоожиженном состоянии гранулы катализатора являются одновременно и твердым теплоносителем, обеспечивая высокие коэффициенты теплоотдачи к поверхности теплообменника. Наличие катализатора, в сравнении с традиционными способами сжигания, позволяет ослабить требования к термохимическим свойствам конструкционных материалов аппаратов, уменьшить потери теплоты через стенки аппаратов, облегчить запуск системы в работу и управление процессом, а также исключить протекание вторичных эндотермических реакций с образованием токсичных продуктов. Использование катализатора также позволяет снизить взрывоопасность устройств, так как топливо и воздух подаются в псевдоожиженный слой раздельно, и, кроме того, достичь высоких значений теплонапряженности объема топочного пространства и, следовательно, значительно снизить габариты, вес и металлоемкость конструкций. Новая каталитическая технология сжигания позволила создать эффективные и безопасные аппараты для нагрева и испарения жидкостей, в том числе теплофикационные установки, и, кроме того, аппараты для сушки и термообработки материалов, для обезвреживания промышленных выбросов (газовых, жидких и твердых) и многих других процессов.

Особенностью и преимуществом каталитических генераторов тепла (КГТ), разработанных в Институте катализа (мощностью от 200 кВт и выше), является наличие в слое горизонтальной секционирующей решетки, которая тормозит свободную циркуляцию катализатора и разделяет псевдоожиженныи слой на две зоны - нижнюю, с температурой 600 - 750°С, достаточной для полного окисления топлива, и верхнюю, температура которой может быть понижена до 200 - 300°С за счет отвода тепла. Это минимизирует потери теплоты с отходящими газами и позволяет проводить эффективно при контролируемой температуре различные технологические процессы, такие как нагрев, сушка и термообработка различных порошковых материалов.

← Предыдущая
Страница 1
Следующая →

Энергосбережение в теплоэнергетике и теплотехнологиях. Актуальность энергосбережения в России и мире. Энергоаудит. Увеличение эффективности генерации тепла.

У нас самая большая информационная база в рунете, поэтому Вы всегда можете найти походите запросы

Искать ещё по теме...

Эта тема принадлежит разделу:

Энергосбережение

Энергосбережение в теплоэнергетике и теплотехнологиях. Актуальность энергосбережения в России и мире. Энергоаудит. Увеличение эффективности генерации тепла.

К данному материалу относятся разделы:

Теплота сгорания топлива. Понятие условного топлива. Энергоёмкость ВВП

Состояние с производством и потреблением топливно-энергетических ресурсов (ТЭР) в мире и в России

Нормативно-правовая база энергосбережения

Закон “Об энергосбережении”

Федеральная целевая программа "Энергоэффективная экономика" на 2002-2005 годы и на перспективу до 2010 года

Энергосбережение и экология. Энергосбережение и уменьшение выбросов парниковых газов

Нормативно-правовые основания проведения энергетических обследований

Виды энергетических обследований

Увеличение эффективности генерации тепла

Использование биомассы в качестве топлива

Каталитические технологии сжигания топлив

Расширение использования местных видов топлива

Энергосбережение при совместной выработке тепловой и электрической энергии

Пути экономии энергетических ресурсов в тепломассообменных процессах и установках

Вторичные энергетические ресурсы (ВЭР)

Тепловой насос

Тепловая труба

Энергосбережение в жилищно - коммунальном хозяйстве

Уменьшение потерь при транспортировке теплоносителя. Частотно регулируемый электропривод

Уменьшение потерь у потребителя

Энергосбережение в системах освещения

Похожие материалы:

Эпоха Екатерины II — время просвещенного абсолютизма в России

После смерти Петра I его реформаторский курс продолжила Екатерина II, которая сумела выразить национальные интересы русских и войти в историю как великая императрица, правившая страной 34 года

Оценка эффективности инвестиций в схему электроснабжения промышленного предприятия

Определение капитальных вложений в развитие сети. Электроснабжение цеха. Оценка экономической эффективности инвестиций в проект. Капитальные вложения в строительство

Азотистые основания нуклеиновых кислот, нуклеозиды, нуклеотиды, нуклеиновые кислоты: структура, функции и свойства

Пиримидиновые (урацил, тимин, цитозин) и пуриновые (аденин, гуанин) основания: структура, лактим-лактамная таутомерия. Нуклеозиды

Административное право. Ответы на зачет

Предмет административного права. Метод административного права. Структура административного правоотношения. Общая характеристика производства по делам об административных правонарушениях. Сроки в производстве по делам об административных правонарушениях. Особенности административной ответственности юридических лиц. Федеральные органы государственной безопасности.

Тест по дисциплине «История управленческой мысли»