Технологии слоевого сжигания, сжигания в стационарном и циркулирующем кипящем слое, а также в циклонных предтопках - Энергетическое использование биомассы
Указанные технологии в силу своего принципиального характера организации процесса сжигания наиболее приспособлены к совместному сжиганию различных видов твердого топлива, включая биомассы. К их преимуществам по рассматриваемой проблеме совместного сжигания можно отнести:
Џ возможность использования топлива с широким диапазоном изменения влажности (35...65 %), что снижает требование предварительной сушки топлива;
Џ использование топлива с широким диапазоном размера частиц (от опилок до кусков топлива с размером до 25 мм, что снижает требование к хранению и подготовке смеси топлив). В слоевых топках размер фракций угля составляет 6...25 мм, а в топках с ЦКС - 3...4 мм.
Установки для сжигания в кипящем слое при атмосферном давлении уже в течение многих лет находят широкое промышленное использование и считаются уже испытанной технологией. Во всем мире начиная с 1980-х годов введено несколько тысяч установок для сжигания топлива в кипящем слое при атмосферном давлении. Основным преимуществом этих установок является снижение выбросов SO2 и NОх, улучшение регулирования горения, что позволяет снизить выбросы СО и органических веществ. Эта технология менее требовательна к используемому топливу и наиболее пригодна для совместного сжигания.
Системы с установками для сжигания, в том числе с кипящим слоем при атмосферном давлении, работающие на смесях угля с биомассами (чаще древесными) и другими топливами, широко распространены в Финляндии, Швеции и других странах. Это видно из табл. 11 2, 5.
Таблица 11
Примеры совместного сжигания угля с биомассами и отходами
Время поставки |
Местонахождение |
Мощность (МВт) |
Топливо |
Комментарии |
1977 |
Outokumpu Oy. Kokkola, Финляндия |
17,5 и 24 |
Каменный уголь, торф, древесные отходы |
Установка для обжига колчедана |
1982 |
Seinajoki Energy Works, Финляндия |
20 |
Каменный уголь, торф, древесные отходы, тяжелые виды мазута |
Водогрейный котел для теплоцентрали |
1983 |
Pieksamaki District Heating Со, Финляндия |
20 |
Каменный уголь, торф, древесные отходы, тяжелые виды мазута |
Водогрейный котел |
1985 |
Skelleftea Kraft, Швеция |
25 |
Каменный уголь, торф, древесные отходы, тяжелые виды мазута |
Водогрейный котел для теплоцентрали |
1985 |
Lohja Paper Mill, Финляндия |
36 |
Каменный уголь, древесные отходы, бумажные отходы |
Паровой котел |
1986 |
Ostersung District Heating, Швеция |
25 |
Каменный уголь, торф, кора, древесные отходы, мазут |
Водогрейный котел |
1990 |
Rauma Paper Mill, Финляндия |
60 |
Каменный уголь, кора, осадок, волокнистые отходы |
Котел-утилизатор |
1993 |
Ocean Sky Co, Индонезия |
155 |
Каменный уголь, торф, древесная стружка, кора, мазут |
Паровой котел |
1993 |
PT Indah Kiat Pulp &; Paper, Индонезия |
2х109 |
Каменный уголь, торф, древесная стружка, кора, мазут | |
1995 |
Nykoping Energy, Швеция |
100т/35эл |
Каменный уголь, древесные отходы, торф, мазут |
Паровой котел |
1995 |
Soderenergi AB, Швеция |
120 |
Каменный уголь, древесные отходы, торф, мазут |
Модернизация пылеугольного котла |
1982 |
Anjala Paper Mill, Финляндия |
14 |
Каменный уголь, кора, осадок | |
1984 |
Clairvirre, Финляндия |
2х100 |
Каменный уголь, древесина |
Теплоцентраль |
1985 |
Heinola Fluting Mill, Финляндия |
107 |
Каменный уголь, торф, древесные отходы |
Комбинированный котел с кипящим слоем и пылеугольный |
1991 |
United Paper Mills, Kaipola, Финляндия |
105 |
Каменный уголь, торф, древесные отходы |
Комбинированный котел с кипящим слоем и пылеугольный |
Примечание. Большое разнообразие работающего в настоящее время оборудования отражает многообразие тех видов использования, для которых оно предназначалось. Обычно такие установки включают с паровыми и водогрейными котлами, причем некоторые из них соединены с системами центрального отопления. Совместное сжигание может сократить затраты, связанные с покупкой топлива, и избежать расходов на утилизацию нежелательных побочных продуктов и отходов.
Примеры установок с ЦКС, сжигающие каменный уголь и биомассу (чаще древесные отходы) видны из табл. 3.12 2, 5.
Таблица 12
Примеры установок с ЦКС, сжигающих каменный уголь и биомассу/отходы
Компания, внедр. проект |
Местонахождение |
Страна |
Топливо |
Технология фирмы |
Avesta Eneriwerk |
Алвеста |
Швеция |
Каменный уголь, торф, древесина |
Gotaverken |
Ba Yu Paper |
Пейканг |
Тайвань |
Каменный уголь, шлам |
Ahlstrom |
Black River Partners |
Форт Драм |
США |
Каменный уголь, антрацит, древесина |
Ahlstrom |
Brista Kraft AB |
Марста |
Швеция |
Каменный уголь, древесина, различные отходы |
Ahlstrom |
Caledonian Paper plc |
Шотландия |
Великобритания |
Каменный уголь, кора |
Ahlstrom |
Etela-Savon Energia Oy |
Миккели |
Финляндия |
Каменный уголь, лигнит, древесные отходы, мазут, газ |
Ahlstrom |
Hunosa Power Station |
Ла Переда |
Испания |
Каменный уголь, угольные отходы, древесные отходы |
Foster Wheeler |
IVO |
Коккола |
Финляндия |
Каменный уголь, торф, топливо из отходов, древесина |
Ahlstrom |
Duke Power |
Форт Драм |
Сша |
Каменный уголь, антрацит, древесина |
Ahlstrom |
Enso-Gutzeit Oy |
Варкус |
Финляндия |
Каменный уголь, мазут, кора, древесные отходы |
Ahlstrom |
Kainuun Voima Oy |
Каджаани |
Финляндия |
Каменный уголь, торф, древесина, шлам |
Ahlstrom |
Karlstad Energiverken |
Карлштад |
Швеция |
Каменный уголь, торф, кора, опилки |
Ahlstrom |
Kuhmon Lampo Oy |
Кумо |
Финляндия |
Каменный уголь, древесные отходы, торф, мазут |
Ahlstrom |
Lenzing AG |
Ленцинг |
Австрия |
Каменный уголь, солома |
Waagner Biro |
Lieska |
Лиеска |
Финляндия |
Каменный уголь, древесина |
Tampella |
Metsa-Sellu Oy |
Аанекоски |
Финляндия |
Каменный уголь, древесина, торф |
Ahlstrom |
Midkraft Power Co |
Гренаа |
Дания |
Каменный уголь, солома |
Ahlstrom |
Norrkopings Kraft |
Норркопинг |
Швеция |
Каменный уголь, древесина |
Tampella |
Nykoping Evergiverk |
Никопинг |
Швеция |
Каменный уголь, древесина, торф |
Gotaverken |
Ostersunds Fjarrvarme |
Остерсунд |
Швеция |
Каменный уголь, древесина, торф |
Ahlstrom |
PH Glatfelter Co |
Спринг Гров |
Сша |
Каменный уголь, антрацит, древесина, мазут |
Ahlstrom |
Papyrus Kopparfors AB |
Форс |
Швеция |
Каменный уголь, древесина, торф |
Ahlstrom |
Partia Papier &; Zellstoff |
Франтшах |
Австрия |
Каменный уголь, лигнит, мазут, древесина |
Waagner Biro |
Rauma Mill |
Раума |
Финляндия |
Каменный уголь, торф, шлам, кора |
Tampella |
Rumford Cogen Co |
Румфорд |
США |
Каменный уголь, мазут, древесина |
Ahlstrom |
Slough Estates |
Слоу |
Великобритания |
Каменный уголь, топливо из покрышек, топливо из отходов |
Foster Wheeler |
Sande Paper Mill A/S |
Занде |
Норвегия |
Каменный уголь, древесина, топливо из отходов |
Gotaverken |
Solvay Osterreich |
Эбензее |
Австрия |
Каменный уголь, лигнит, газ, мазут, древесина |
Waagner Biro |
Southeast Paper |
Дублин |
США |
Каменный уголь, шлам |
Ahlstrom |
UDG Niagara Goodyear |
Ниагара Фоллз |
США |
Каменный уголь, покрышки |
Ahlstrom |
Технология сжигания в циркулирующем кипящем слое принята во всем мире в качестве промышленно испытанной технологии. Преимущества этой технологии сходны с преимуществами установок для сжигания в кипящем слое. В мире на 1998 г. работало более 300 таких установок различной производительности. Гибкость таких установок по отношению к используемому топливу обеспечила их широкое применение для различных видов топлива как совместно с биомассой и отходами, так и отдельно топлива из биомассы и отходов.
Котлы с пузырьковым кипящим слоем толерантны к различным источникам топлива с неоднородными по размерам частицами, где часто разброс их размеров довольно значителен - от опилок до 75-миллиметровых кусочков топлива. Влажность может варьироваться в диапазоне от 35 % до 60 %. В результате, требования к хранению и перемешиванию смесей из угля/отходов относительно просты и не требуют больших затрат.
Циклонные топки - это вид топки с жидким шлакоудалением, используются в основном в энергетических котлах.
Основным преимуществом котлов с циклонными предтопками являются возможность сжигать самые разнообразные виды топлива, включая основные виды угля, мазут, природный газ, различные виды твердого топлива из биомассы (в основном древесной, такой как древесина, кора, опилки, древесные отходы), а также бытовые отходы.
Однако несмотря на определенную универсальность по топливу этих топочных устройств, у них нет перспективы использования из-за повышенных выбросов NОх. Поэтому такие топочные устройства не проектируются и не планируются к внедрению. Совместное сжигание биомассы и угля может иметь место в находящихся в эксплуатации (а таких в мире более 1000) установках, которые не подвергались модернизации (перевод на твердое шлакоудаление).
В России число таких установок весьма ограниченно и исчисляется лишь некоторыми опытно-промышленными установками. По этим причинам они для России совершенно не перспективны для сжигания биомасс.
Размер фракций, сжигаемых в циклоне, должен составлять меньше 6,3 мм. В этом случае схема топливоприготовления древесной массы включает в себя классификатор (барабанный грохот как дисковый классификатор), после которого крупные фракции возвращаются на дробилку, основную дробилку и бункер биомассы. Транспорт по топливному тракту осуществляется конвейером. Отмечается при этом очень высокая запыленность помещения летучей пылью, что сильно усложняет условия эксплуатации и вопросы взрывобезопасности. Необходим комплекс специальных технических решений для их устранения (обеспылевание, пылеподавление и др.).
Введение в циклонный предтопок вместе с углем древесных опилок в количестве до 10 % улучшает условия воспламенения и выгорания всей топливной массы.
Похожие статьи
-
Совместное сжигание угля и биомассы, Общие положения - Энергетическое использование биомассы
Общие положения Совместное сжигание угля и биомассы для выработки тепловой и электрической энергии имеет ряд преимуществ, которые включают в себя...
-
Выбор технологии для использования биомассы в энергетике определяется, в первую очередь, такими факторами, как мощность установки, вид биомассы, способ...
-
В связи с тем, что Россия располагает свыше 25 % мировых запасов леса, занимается активной переработкой древесного материала, использование древесной...
-
Основные источники биоэнергетического топлива - Энергетическое использование биомассы
Основные источники биоэнергетических энергоресурсов включают в себя: - отходы сельскохозяйственного производства; - органические отходы промышленности, в...
-
Ресурсы биомассы в России, как энергетического топлива - Энергетическое использование биомассы
Основными ресурсными источниками растительной биомассы являются: древесина, отходы от ее заготовки и переработки, сельскохозяйственные отходы...
-
Общие энергетические характеристики биомассы Как показано, биомасса состоит из разных видов и групп в пределах каждого вида. В соответствии с природой...
-
Исследования отходов из разных исходных продуктов сельскохозяйственного производства (пшеницы, ржи, овса) на разных стадиях переработки (отсевы, отруби,...
-
Введение - Энергетическое использование биомассы
В последние годы в мире возникла большая заинтересованность в использовании биомассы для выработки тепловой и электрической энергии, ее вовлечение в...
-
Предприятия угольной промышленности оказывают существенное отрицательное влияние на водные и земельные ресурсы. Основные источники выброса вредных...
-
Энергия биомассы - Возможности использования нетрадиционных и возобновляемых источников энергии
Понятие "биомасса" относят к веществам растительного или животного происхождения, а также отходам, получаемым в результате их переработки. В...
-
Котельные являются наиболее распространенными источниками загрязнения атмосферного воздуха среди предприятий железнодорожного транспорта (на их долю...
-
Получение электроэнергии. Энергосодержащие отходы можно использовать сразу без какой-либо переработки в качестве топлива для двигателей или, переработав...
-
Перед началом расчета тонкослойных отстойников, которые работают по противоточной схеме (рис. 4.1), принимают: высоту яруса по вертикали hв, угол наклона...
-
Энерго-сырьевые проблемы - Основные глобальные проблемы человечества
История развития человечества теснейшим образом связана с получением и использованием энергии. Уже в древнем мире люди использовали тепловую энергию для...
-
Водородная энергетика - Рациональное использование энергии в целях сохранения природных ресурсов
Водород, самый простой и легкий из всех 'химических элементов, можно считать идеальным топливом. Он имеется всюду, где есть вода. При сжигании водорода...
-
Геотермальная энергия - Рациональное использование энергии в целях сохранения природных ресурсов
Энергетика Земли - геотермальная энергетика - базируется на использовании природной теплоты Земли. Верхняя часть земной коры имеет термический градиент,...
-
Право специального использования лесных ресурсов
Вступление Использование лесных ресурсов осуществляется в порядке общего и специального использования. В порядке общего использования лесных ресурсов...
-
Тепловые электростанции Тепловая электростанция (ТЭС) - электростанция, вырабатывающая электрическую энергию в результате преобразования тепловой...
-
Комплексное использование - Преимущества биогаза
Наибольшая эффективность биогазовой установки достигается путем комплексного использования всех видов продукции получаемых в результате работы станции....
-
Обезвреживание отходов., Сжигание. - Твердые бытовые отходы и способы решения проблемы их утилизации
Некоторые отходы требуют Обезвреживания перед размещением на свалках, полигонах или в отвалах. Так, отходы титанового производства, содержащие летучий и...
-
В свое время нефть потеснила уголь и вышла на первое место в мировом энергетическом балансе. Однако это чревато определенными экологическими проблемами....
-
Вид отходов - сточные воды - Переработка и использование отходов
Как утверждает А. П. Акимова "суммарное годовое количество осадков сточных вод составляет 30--35 млн. м3 или в пересчете на су-хое вещество -- 3--3,5...
-
Экологизация производства включает: стимулирования ресурсосбережения, поиск принципиально новых источников энергии, малоотходных производство,...
-
Основные направления безотходной и малоотходной технологии - Переработка и использование отходов
"По мере развития современного производства с его масштабностью и темпами роста все большую актуальность приобретают проблемы разработки и внедрения мало...
-
Расчет содержания бенз(а)пирена - Расчет выбросов в атмосферу продуктов сгорания топлива
Количество бенз(а)пирена (БП), поступающее в атмосферу с дымовыми газами паровых котлов тепловых электростанций при факельном сжигании органических...
-
Энерго-сырьевые проблемы - Глобальные проблемы человечества
История развития человечества теснейшим образом связана с получением и использованием энергии. Уже в древнем мире люди использовали тепловую энергию для...
-
Соединения ванадия в состав угольной золы не входят, поэтому количество окислов ванадия для котлов, сжигающих твердое топливо, в пересчете на пятиокись...
-
Расчет выбросов в атмосферу частиц золы и недожога Количество золовых частиц и недожога, уносимое из топки парогенераторов за любой промежуток...
-
Экологические проблемы теплоэнергетики - Экологические проблемы энергетики
Воздействие тепловых электростанций на окружающую среду во многом зависит от вида сжигаемого топлива [1]. Твердое топливо . При сжигании твердого топлива...
-
Системы очистки на производстве - Оценка жизненного цикла облицовочной и напольной плитки
Важными участками снабжения и переработки отходов на предприятиях по производству керамических изделий являются установки по удалению пыли и дымовых...
-
Атомная энергетика. Влияние на окружающую среду - Экология
Атомные электростанции - третий "кит" в системе современной мировой энергетики. Техника АЭС, бесспорно, является крупным достижением НТП. В случае...
-
Загрязняющий компонент может распространяться в зависимости от особенностей циклов массообмена на весьма ограниченный участок земной поверхности, на...
-
Обеспечение экологической безопасности становится одной из приоритетных задач государства. Рост количества отходов свидетельствует о необходимости...
-
При проведении оценки жизненного цикла приходится иметь дело с большими объемами данных, учитывать сложные взаимосвязи между характеризуемыми...
-
Энергетический кризис, Основные положения - Экологические проблемы энергетики
Основные положения Энергетический кризис - явление, возникающее, когда спрос на энергоносители значительно выше их предложения. Его причины могут...
-
Технологии и способы реабилитации загрязненных территорий - Выброс нефти
После завершения аварийных работ по приказу генерального директора создается комиссия по осмотру земель с участием заинтересованных сторон. При осмотре...
-
Сертификация продукции - Технологии природопользования
Сертификация продукции в соответствии с Законом РФ от 10 июня 1993 г. "О сертификации продукции и услуг" - это деятельность по подтверждению соответствия...
-
Особенности ведения лесного хозяйства на территориях, подвергшихся радиоактивному загрязнению, определяются плотностью загрязнения почвы радиоактивными...
-
Естественная очистка водоемов Загрязненную воду можно очистить. При благоприятных условиях это происходит естественным путем в процессе природного...
-
Атомные электростанции - Рациональное использование энергии в целях сохранения природных ресурсов
Атомная электростанция (АЭС) - электростанция, в которой атомная (ядерная) энергия преобразуется в электрическую. Генератором энергии на АЭС является...
Технологии слоевого сжигания, сжигания в стационарном и циркулирующем кипящем слое, а также в циклонных предтопках - Энергетическое использование биомассы