[发明专利]固体燃料燃烧强化法

说明书

技术领域

本发明涉及能源、钢铁行业，即固体燃料燃烧：煤、泥炭和木头。

背景技术

固体燃料燃烧过程众所周知。到目前为止，大量的固体燃料燃烧强化过程是公知的。其中一种方法是火焰燃烧强化，在送风时通过增加氧气的浓度实现，这导致燃烧区中原子和含氧自由基的浓度增加。

氧气转炉炼钢法(参见Kazakov Z.Ts，Osokin A.M.，Shishkov A.P.Technology of metals and the second constructional materials.-M.：metallurgy，1975-688 p.)是已知的。所获得的方法的实质在于通过氧枪(furma：一种特殊的管，插入液态/流体生铁/铸铁容积中；通过该管，氧气吹到金属的液体表面)向液态生铁吹送氧气。在向高温体(熔融的液体金属，温度约为1500-2300℃)吹送氧气的过程中，能够将难以氧化的杂质氧化。最强烈的杂质的氧化发生在与氧气喷射接触的金属表面上。

缺点：使用昂贵的氧化剂；与更大的氧气急流(进入氧枪但是没有与铸铁的碳、铁和其他组分反应且从氧枪出来的氧气)相关的氧化剂的非生产性费用；需要涉及巨大金属费用的额外组合技术的氧化剂接收(reception of oxygen：空气分离的复杂技术，需要巨大的金属和能量费用)。

通过放电对催化区域处理来进行的化学催化非均匀相(heterophase)过程的强化方法在文献[A.C.No.1036347，κl.B01D 35/06//B01D 51/00.An electricseparator 30.04.1982，and also Stolyarenko H..S.“The ozone systemsH₂O-O₃-O₂-NO_x-SO₂ mechanism of radical chemical reactions in heterophase”//the Bulletin Cherkassy engineering institute of technology-No.3-1999.-p.81-85]中是已知的。放电对化学非均匀相过程的影响使得反应能够在300-500度的温度下进行，该温度低于没有放电作用的情况；这解释为跟随温度活化后的额外的电、波、光活化过程(波活化：通过高频波进行活化，例如，电磁场)。

缺点：该技术在反应组分浓度低的情况下进行了研究；这是导致用于产生放电的特定能量费用的增加的原因。

“火焰强化和管理方法”[the Stalemate.No.2125682 Russia，MKI F 23 No.005/00 F236005/00]是所选择的原型。

燃烧过程强化法通过电极之间的强纵向电场(2KV/sm和以上)和强横向电场对火焰的处理来进行，该电极通过例如电极的三相系统和三相高压电源旋转。该方法还包括以下操作：火焰高度及火焰的其他参数的测量、电极之间的变化距离、纵向场和火焰的重叠与场强度的同步调节。该方法还能够在横向电场中旋转火焰，这增加了燃料-空气混合物的搅动和粉碎程度(燃料-空气混合物的粉碎：意思是燃料与后面的空气搅拌的胶液化作用)，并且使燃烧强化。提出的将燃料通过纵向电场放入燃烧区的新的操作，其附加地在分子水平使火焰燃烧过程强化，并且减少了燃料的费用。该方法还能够通过改变上述电场的几何形状和电学参数来控制火焰的几何形状、温度和热导率，例如能够使火焰聚集，该火焰足以用于例如金属或合金的热处理。

缺点：高的输入功率系数，这降低了该过程的能量效率，需要燃料的搅动和离子喷射，燃烧过程的控制复杂。

发明内容

本发明基本原则是提出一项任务：向燃烧活化过程的热组分加入电、波、电催化活化，这能够提供固体燃料中的碳的最大程度的燃尽。

本发明的实质在于，通过具有催化剂的电极在电场中燃烧燃料-空气混合物，所述电极在燃烧区内，其上施加了高压，由于形成氧原子、碳自由基和含氧自由基可获得燃烧反应的所有吸热阶段的活化能降低。

这个所考虑的任务在放电、燃烧区的重叠区和低温等离子体合成的电催化过程得以解决，所述低温等离子体通过在电极上施加高压在两个电极之间建立，电极由可变化合价的金属、其氧化物或施加了催化剂的其他载流材料形成。电极上的电压范围为5-20KV。