10.08.2015
216.013.6a79

СПОСОБ СЖИГАНИЯ ЗАГРЯЗНЕННОГО ПРОМЫШЛЕННОГО ГАЗООБРАЗНОГО ТОПЛИВА И ГОРЕЛОЧНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к сжиганию загрязненного промышленного топлива и может быть использовано в металлургии, химической промышленности и других отраслях техники для получения высокоскоростного и низкотемпературного потока продуктов горения. Газообразное топливо подают в камеру горения с перфорированной стенкой и смешивают его с воздухом, нагнетаемым через охлаждаемые им стенки камеры с последующим истечением продуктов горения через выходное сопло камеры горения. Причем газообразное топливо подают в камеру горения через вихревую циклонную камеру сплошным потоком по спирали вдоль поверхности перфорированной стенки камеры горения, длина которой составляет от 1,2 до 2,0 ее диаметра. Изобретение позволяет обеспечить интенсивное сжигание загрязненных промышленных газообразных топлив. Возможные отложения на внутренней стороне камеры горения в процессе работы постепенно выгорают с выносом остатков из камеры горения либо легко удаляются при профилактических осмотрах горелки. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к сжиганию промышленных газов и может быть использовано в металлургии, химической промышленности и других отраслях техники, где используют загрязненные газы для получения высокоскоростного и низкотемпературного потока продуктов горения.

Известен способ сжигания газообразного топлива для получения скоростного факела (А.А. Винтовкин и др. Горелочные устройства промышленных печей и топок. Справочник. М. 1999 г., стр. 175-183) [1]. Способ характеризуется предварительным смешением топлива с частью воздуха и сжигание этой смеси в потоке дополнительного воздуха, нагнетаемого в камеру горения. Недостатком такого решения является низкая работоспособность из-за закупоривания отложениями проходных газовых каналов горелочного устройства.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению являются способ и устройство, приведенные в источнике [1] на стр. 539. Согласно этому способу, сжигание газа производят на встречных струях пересекающихся потоков газа и воздуха в камере горения, стенки которой охлаждаются потоком подводимого в эту камеру воздуха. Устройство для осуществления данного способа содержит камеру горения, выполненную двухступенчатой с перфорацией по всей ее длине. Первая часть камеры является зоной полного горения топлива, вторая часть - зоной смешения продуктов горения с оставшимся воздухом, обеспечивающей заданный уровень температур продуктов горения перед выходным соплом. Подвод газа в камеру горения выполнен из торцевого коллектора, в стенке которого выполнены отверстия для истечения топлива. В объеме зоны горения происходит соударение пересекающихся струй газа и воздуха. Образовавшаяся смесь воспламеняется от свечи зажигания и интенсивно сгорает. Далее продукты горения интенсивно перемешиваются с потоком воздуха, проникающим через стенки камеры смешения, и вытекают через сопло в рабочий объем печи.

Недостатком этого решения является низкая эксплуатационная надежность конструкции при работе на неочищенных промышленных газах, таких как коксовый, доменный или газогенераторный, а также на смесях этих газов. Указанные газы содержат остатки смол, бензола, нафталина, влагу и пыль. Подвод газа в камеру горения из торцевого коллектора осуществляют через большое количество газовыпускных отверстий малого размера. При этом проходное сечение этих отверстий быстро зарастает коксовыми отложениями, что увеличивает и гидравлическое сопротивление проходных каналов и изменяет характеристики факела. Таким образом, известный способ сжигания газа, основанный на разделении общего потока на систему мелких струй, в данном случае неэффективен. Кроме того, такой способ сжигания и устройство для его реализации характеризуется неустойчивым положением зоны стабилизации факела. При малых тепловых нагрузках зона горения находится вблизи торцевой входной стенки камеры горения. По мере увеличения расхода газа зона воспламенения отдаляется от торцевой стенки и может выходить за пределы видимости датчика контроля пламени, что является причиной ложного срабатывания системы безопасности.

Задача настоящего изобретения заключается в обеспечении интенсивного сжигания загрязненных промышленных газообразных топлив с получением короткого и высокоскоростного факела и стабилизации фронта воспламенения на длине камеры горения.

Для этого способ сжигания загрязненного промышленного газообразного топлива включает подачу газообразного топлива в камеру горения с перфорированной стенкой и смешение его с воздухом, нагнетаемым через охлаждаемые им стенки камеры с последующим истечением продуктов горения через выходное сопло камеры горения, при этом подачу газообразного топлива в камеру горения осуществляют через вихревую циклонную камеру сплошным потоком по спирали вдоль поверхности перфорированной стенки камеры горения.

Для реализации способа предложено горелочное устройство, содержащее воздухоподводящий корпус, встроенную в него камеру горения с перфорированной стенкой и выходным соплом и устройство для подачи в нее газообразного топлива, присоединенное к камере горения, при этом устройство для подачи газообразного топлива в камеру горения выполнено в виде вихревой циклонной камеры с тангенциальным патрубком для ввода газообразного топлива, причем длина камеры горения составляет от 1,2 до 2,0 ее диаметра.

Таким образом, в заявляемом изобретении газообразное топливо в зону горения подают через вихревую циклонную камеру сплошным потоком, вытекающим по спирали вдоль перфорированной стенки камеры горения, продуваемой потоком воздуха. Заявленные соотношения размеров вихревой камеры определяют следующие особенности способа сжигания и горелочного устройства для его осуществления. Если длина вихревой камеры составляет менее 1,2 ее диаметра, то входной газовый поток на длине вихревой камеры не успевает преобразоваться в сплошное спиральное течение на входе в камеру горения, что существенно ухудшает смешение продуктов горения с оставшимся воздухом. Если длина вихревой камеры составляет более 2 ее диаметров, то центральная вихревая горящая зона обратного течения заходит в вихревую камеру. Это приводит к разогреву ее стенок и разрушению, снижению скорости или нарушению сплошности спирального течения у стен камеры горения и ухудшению полноты смешения и горения газа и воздуха.

Новый технический результат, достигаемый заявленным изобретением, заключается в обеспечении преобразования входного газового потока, подаваемого через один входной патрубок в спиральный сплошной поток, распространяющийся вдоль внутренней поверхности камеры горения и инжекции в этот поток воздуха через стенки камеры горения.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 изображено горелочное устройство, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, вид сбоку по стрелке А; на фиг. 3 показана схема движения потоков газа и воздуха в горелочном устройстве, реализующем заявленный способ сжигания газа. Горелочное устройство содержит корпус 1 для подвода воздуха, на оси корпуса установлена перфорированная камера, состоящая из зоны горения 2 и зоны смешения продуктов горения с оставшимся воздухом 3, которая заканчивается выходным соплом 4. На входной стороне корпуса установлена вихревая камера 5 с тангенциальным патрубком 6 для ввода промышленного загрязненного газа. На торцевой стенке вихревой камеры установлена свеча зажигания 7. Газ, нагнетаемый в вихревую камеру, вытекает из нее в виде сплошного спирального потока, прижатого к внутренней стенке камеры горения. Движение этого потока обозначено стрелками 8 на фиг. 3. В этот поток внедряются струи воздуха, проходящего через отверстия в стенке камеры горения, обозначенные стрелками 9. При этом происходит интенсивное перемешивание газообразного топлива со струями воздуха в пристенной области камеры и смещение общего потока смеси в сторону выходного наконечника горелочного устройства. В приосевой части камеры горения образуется зона возвратного течения газов, обозначенная стрелками 10. В этой зоне смесь топливного газа, воздуха и продуктов горения движется в сторону вихревой камеры, и затем эта смесь вблизи торцевой стенки разворачивается обратно и подсасывается в спиральный вихревой пристенный поток. Этот разворот обозначен стрелкой 11. При этом в поперечном сечении камеры горения наблюдаются два противоположно направленных течения с явно выраженной границей между ними, обозначенной пунктирной линией 12. Эта линия представляет собой геометрическое место точек поперечного сечения камеры, в котором продольная скорость течения газов равна нулю. В этой пограничной зоне происходит интенсивное горением топлива и снижение температуры продуктов горения до требуемого значения. Образовавшиеся продукты горения и смешения, обозначенные стрелкой 13, вытекают из наконечника горелки.

Горелочное устройство работает следующим образом. Воздух, нагнетаемый в корпус, равномерно распределяется в его внутренней полости и инжектируется через перфорацию во внутреннюю часть зон горения и смешения в количествах, пропорционально площадям проходного сечения перфорации. Газообразное загрязненное топливо, подводимое в патрубок, входит тангенциально в вихревую камеру 5 и, распределяясь по ее внутренней поверхности в виде спирального потока, вытекает вдоль стенок камеры горения, взаимодействуя при этом со струями воздуха вблизи стенки. На оси камеры образуется зона возвратного течения, в которой образовавшиеся продукты смешения возвращаются к торцевой стенке корпуса и проникают в вихревую камеру, где в первоначальный период при пуске горелки происходит воспламенение смеси от высоковольтного разряда свечи зажигания. После воспламенения смеси пламя распространяется на весь объем камеры горения и смешения. Причем независимо от тепловой нагрузки горелочного устройства центральная зона обратного течения и горения всегда сохраняется, является надежным очагом воспламенения и постоянным местом контроля пламени. Контроль факела осуществляется обычными техническими средствами через смотровой патрубок 14, выполненный на боковой поверхности корпуса горелки и визированный через перфорацию камеры в зону горения.

Таким образом, заявляемое изобретение позволяет обеспечить интенсивное сжигание загрязненных промышленных газообразных топлив, т.к. ни в газовом тракте горелки, ни в камере горения нет мест, которые могут забиваться пылью или смолами. Возможные отложения на внутренней стороне камеры горения либо в процессе работы постепенно выгорают с выносом остатков из камеры горения, либо легко удаляются при профилактических осмотрах горелки.


СПОСОБ СЖИГАНИЯ ЗАГРЯЗНЕННОГО ПРОМЫШЛЕННОГО ГАЗООБРАЗНОГО ТОПЛИВА И ГОРЕЛОЧНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
СПОСОБ СЖИГАНИЯ ЗАГРЯЗНЕННОГО ПРОМЫШЛЕННОГО ГАЗООБРАЗНОГО ТОПЛИВА И ГОРЕЛОЧНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
СПОСОБ СЖИГАНИЯ ЗАГРЯЗНЕННОГО ПРОМЫШЛЕННОГО ГАЗООБРАЗНОГО ТОПЛИВА И ГОРЕЛОЧНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 28.
27.03.2013
№216.012.312b

Способ термической обработки лифтовых труб типа "труба в трубе"

Изобретение относится к термообработке лифтовых труб типа «труба в трубе» или аналогичных изделий в машиностроении, требующих вакуумирования межтрубного пространства. Способ включает продольную обдувку поверхности труб теплоносителем, направление которого периодически изменяют на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478125
Дата охранного документа: 27.03.2013
20.04.2013
№216.012.370e

Способ термообработки лифтовых труб типа "труба в трубе"

Изобретение относится к металлургической промышленности и может быть использовано при термообработке лифтовых труб, требующих вакуумирования межтрубного пространства, или аналогичных изделий в машиностроении. Способ характеризуется тем, что на внешнюю и внутреннюю поверхности труб направляют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479647
Дата охранного документа: 20.04.2013
27.09.2013
№216.012.7002

Кессон медный металлургической печи

Изобретение относится к медному кессону металлургической печи. Кессон медный содержит охлаждаемую плиту, каналы охлаждения в плите, технологические отверстия, закрытые пробками, патрубки подвода и отвода воды. Отверстия в местах установки пробок и пробки, закрывающие технологические отверстия,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002494325
Дата охранного документа: 27.09.2013
27.10.2013
№216.012.7a84

Эрлифт

Изобретение может быть использовано в технологических процессах грануляции металлургического шлака с получением мелкого граншлака в виде песка, который необходимо откачать из глубокого грануляционного бассейна для его последующего обезвоживания. Эрлифт содержит подъемную трубу, воздушную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497026
Дата охранного документа: 27.10.2013
10.11.2013
№216.012.7d5c

Установка для грануляции расплава шлака

Установка для грануляции расплава шлака. Может быть использована в припечной грануляции расплава шлака. Установка содержит шлаковый желоб, гидрогранулятор, обезвоживатель карусельный, эрлифт шлаковый, установленный в камере, которая в нижней и верхней части соединена с приемным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497765
Дата охранного документа: 10.11.2013
27.11.2013
№216.012.852b

Устройство для термодистилляционной очистки воды

Устройство для термодистилляционной очистки воды может быть использовано для опреснения морской воды, очистки промышленных стоков с высоким содержанием солей жесткости, выпарки растворов до получения сухого остатка. Устройство содержит корпус теплообменника, нагреваемые элементы в виде насадки,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499769
Дата охранного документа: 27.11.2013
20.12.2013
№216.012.8ce4

Установка припечной грануляции шлака

Изобретение относится к грануляции расплава шлака непосредственно у металлургических печей. Установка припечной грануляции шлака содержит желоб шлака, гранулятор, гранбассейн, последовательно соединенные с ним колодец шлакового эрлифта с установленным в нем эрлифтом, соединенным с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002501751
Дата охранного документа: 20.12.2013
10.04.2014
№216.012.b063

Установка для нейтрализации кислых стоков

Изобретение относится к нейтрализации кислых стоков и может быть использовано для перемешивания кислых стоков в процессе их нейтрализации. Установка содержит кислотостойкую емкость, перемешивающее устройство, дозатор нейтрализующей жидкости, при этом перемешивающее устройство выполнено в виде...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002510870
Дата охранного документа: 10.04.2014
27.06.2014
№216.012.d637

Способ получения мелкодисперсного железосодержащего продукта из разделенных водомаслоокалиносодержащих отходов

Изобретение относится к утилизации водомаслоокалиносодержащих отходов металлургического и машиностроительного производства. Техническим результатом является получение продукта, пригодного для брикетирования мелкодисперсных железосодержащих отходов без добавок, а именно прямым прессованием...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002520617
Дата охранного документа: 27.06.2014
20.08.2014
№216.012.eaf8

Способ сжигания газа в горелках зажигательных горнов агломерационных машин и устройство для его осуществления

Изобретение относится к сжиганию загрязненных промышленных газов, преимущественно коксового газа и его смеси с доменным газом в зажигательных горнах агломерационных конвейерных машин. В центральную часть зоны горения, вынесенную за пределы горелки, по оси горелочного камня подают прямоструйный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002525960
Дата охранного документа: 20.08.2014
Показаны записи 1-10 из 26.
27.03.2013
№216.012.312b

Способ термической обработки лифтовых труб типа "труба в трубе"

Изобретение относится к термообработке лифтовых труб типа «труба в трубе» или аналогичных изделий в машиностроении, требующих вакуумирования межтрубного пространства. Способ включает продольную обдувку поверхности труб теплоносителем, направление которого периодически изменяют на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478125
Дата охранного документа: 27.03.2013
20.04.2013
№216.012.370e

Способ термообработки лифтовых труб типа "труба в трубе"

Изобретение относится к металлургической промышленности и может быть использовано при термообработке лифтовых труб, требующих вакуумирования межтрубного пространства, или аналогичных изделий в машиностроении. Способ характеризуется тем, что на внешнюю и внутреннюю поверхности труб направляют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479647
Дата охранного документа: 20.04.2013
27.09.2013
№216.012.7002

Кессон медный металлургической печи

Изобретение относится к медному кессону металлургической печи. Кессон медный содержит охлаждаемую плиту, каналы охлаждения в плите, технологические отверстия, закрытые пробками, патрубки подвода и отвода воды. Отверстия в местах установки пробок и пробки, закрывающие технологические отверстия,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002494325
Дата охранного документа: 27.09.2013
27.10.2013
№216.012.7a84

Эрлифт

Изобретение может быть использовано в технологических процессах грануляции металлургического шлака с получением мелкого граншлака в виде песка, который необходимо откачать из глубокого грануляционного бассейна для его последующего обезвоживания. Эрлифт содержит подъемную трубу, воздушную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497026
Дата охранного документа: 27.10.2013
10.11.2013
№216.012.7d5c

Установка для грануляции расплава шлака

Установка для грануляции расплава шлака. Может быть использована в припечной грануляции расплава шлака. Установка содержит шлаковый желоб, гидрогранулятор, обезвоживатель карусельный, эрлифт шлаковый, установленный в камере, которая в нижней и верхней части соединена с приемным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497765
Дата охранного документа: 10.11.2013
27.11.2013
№216.012.852b

Устройство для термодистилляционной очистки воды

Устройство для термодистилляционной очистки воды может быть использовано для опреснения морской воды, очистки промышленных стоков с высоким содержанием солей жесткости, выпарки растворов до получения сухого остатка. Устройство содержит корпус теплообменника, нагреваемые элементы в виде насадки,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499769
Дата охранного документа: 27.11.2013
20.12.2013
№216.012.8ce4

Установка припечной грануляции шлака

Изобретение относится к грануляции расплава шлака непосредственно у металлургических печей. Установка припечной грануляции шлака содержит желоб шлака, гранулятор, гранбассейн, последовательно соединенные с ним колодец шлакового эрлифта с установленным в нем эрлифтом, соединенным с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002501751
Дата охранного документа: 20.12.2013
10.04.2014
№216.012.b063

Установка для нейтрализации кислых стоков

Изобретение относится к нейтрализации кислых стоков и может быть использовано для перемешивания кислых стоков в процессе их нейтрализации. Установка содержит кислотостойкую емкость, перемешивающее устройство, дозатор нейтрализующей жидкости, при этом перемешивающее устройство выполнено в виде...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002510870
Дата охранного документа: 10.04.2014
27.06.2014
№216.012.d637

Способ получения мелкодисперсного железосодержащего продукта из разделенных водомаслоокалиносодержащих отходов

Изобретение относится к утилизации водомаслоокалиносодержащих отходов металлургического и машиностроительного производства. Техническим результатом является получение продукта, пригодного для брикетирования мелкодисперсных железосодержащих отходов без добавок, а именно прямым прессованием...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002520617
Дата охранного документа: 27.06.2014
20.08.2014
№216.012.eaf8

Способ сжигания газа в горелках зажигательных горнов агломерационных машин и устройство для его осуществления

Изобретение относится к сжиганию загрязненных промышленных газов, преимущественно коксового газа и его смеси с доменным газом в зажигательных горнах агломерационных конвейерных машин. В центральную часть зоны горения, вынесенную за пределы горелки, по оси горелочного камня подают прямоструйный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002525960
Дата охранного документа: 20.08.2014

Похожие РИД в системе

+ добавить свой РИД