Сжигание лигнина как энергетического топлива

Для сжигания лигнина (либо лигнина с фрезерным торфом) целесообразным яв­ляется ввод в эксплуатацию на ТЭЦ котлов, спроектированных на сжигание именно этих видов топлива, а не модификации уже существующих парогенераторов, а для рас­топки и подсветки (поддержания горения основного твердого топлива) можно исполь­зовать природный газ либо топочный мазут.

Характеристики фрезерного торфа и лигнина

Состав, % (по массе)	Лигнин	Фрезерный торф
Содержание общей влаги, %	53-71,5	50
Зольность, %	5,5-10,5	6,3
Содержание пиритной серы, %	0,33*	0,1
Содержание углерода. %	54,57*	24,7
Содержание водорода, %	5,95*	2,6
Содержание азота, %	0,23-0,42*	1,1
Содержание кислорода, %	39,00*	15,2
Предельные значения Wnp, %		52,0
Предельные значения Апр%	_	23,0
Влага гигроскопическая, %		11
Выход летучих (в % к сухой беззольной массе)	70-72	70,0
Зольность на сухую массу, %		12.5
Теплота сгорания по бомбе, МДж/кг	8,51-11,76	22.9
Низшая теплота сгорания, МДж/кг	4,26-5,570	8,12
Массовая доля кислот в пересчете на сернистую кислоту, %	Не более 1,5	отсутствует

Технология сжигания

Сама технология заключается в организации газификации топлива в предтопке «кипящего слоя» при температуре 700-900 °С и дожигании продуктов гази­фикации (парогазовой смеси и уноса мелочи полукокса) в топке котла. Складированное в буртах топливо (гидролизный лигнин и (или) фрезерный торф) погрузчиком с ков­шом-дробилкой подается в приемный бункер топлива, оборудованный скребковыми конвейерами. Далее перегружается на скребковый конвейер и транспортируется в зда­ние ТЭЦ.

Далее топливо перегружается на ленточный транспортер, оборудованный металлоискателем и плужковым сбрасывателем и поступает в расходный бункер топлива. По двум течкам топливо подается в предтопок «кипящего слоя» котла и забрасывается на зеркало «кипящего слоя» инертного наполнителя.

В качестве инертного наполнителя можно принять кварцевый песок фракцией 0,5-2 мм. Инертный наполнитель подается из расходного бункера песка шнековым питателем в течки топлива. В кипящем слое при температурах 700-900 °С протекает процесс неполного горения топлива при его взаимодействии с воздухом первичного дутья. Воздух первичного дутья подается на воздухораспределительную решетку с а = 0,3-0,4 вентилятором горячего дутья.

Особенности горения лигнина и торфа

В ходе неполного горения топлива в «кипящем слое» образуется низкокалорийная парогазовая смесь, которая, смешиваясь с мелкофракционными частичками полукокса, поступает в топку котла через окна в фестонной разводке фронтового экрана. Несгоревшие в факеле частицы полукокса сепарируются вместе с мелкофракционным песком (£ 400 мкм), выносимым из предтопка, в холодной воронке котла, где дожигаются в уз­ле донного дутья в воздушных струях третичного дутья. Крупные фракции (шлак, спе­ки, инородные материалы) вместе с песком периодически удаляются из предтопка и по течкам шлака поступают на два шнековых питателя шлака. Для отделения рабочих фракций песка от крупных включений шнековый питатель должен быть снабжен уст­ройством сепарации рабочей фракции песка. Шлак и мелкофракционный песок из холодной воронки котла скребковыми транспортерами удаляется в бункер-накопитель. Дымовые газы после котла должны проходить очистку. Решетка воздухораспредели­тельная такого котла должна быть оборудована системой регенерации «кипящего слоя»; здесь необходима установка датчиков уровня и температуры «кипящего слоя».

Конечно, отдельное внимание также должно быть уделено экологии процесса сжигания. По существующим нормам выбросы загрязняющих веществ в атмосферу не должны превышать:

• окислы серы (S02) — 200 мг/нм3;
• окись углерода (СО) — 1200 мг/нм;
• окислы азота (NOx) — 150 мг/нм3;
• твердые частицы — 50 мг/нм3;
• бензапирен -215 мкг/100нм;
• формальдегид — 10 мг/нм.

Все численные значения допустимых выбросов соответствуют дымовым газам с содержанием кислорода 6 % (а = 1,4).