Изобретение предназначено для сжигания газообразных топлив различного состава и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности при горении собственных нефтезаводских газов топочных в устройствах трубчатых технологических печей с двухъярусным расположением горелок по их высоте.
Известно, что в зависимости от вида сжигаемого топлива в топках печей могут образовываться термические (воздушные) оксиды азота, так и топливные оксиды азота. При этом выход термических оксидов азота обусловлен высоким значением температуры горения топлива. Топливные оксиды азота образуются в основном по причине присутствия азотосодержащих соединений в топливе и в меньшей степени зависят от температуры горения.
Известен способ сжигания топлива, включающий подачу в первую зону горения топлива в виде водомазутной эмульсии с рабочей влажностью Wp=10-15% и воздуха с коэффициентом избытка α1<1, отвод продуктов сгорания во вторую зону с одновременной подачей в нее горючего газа и воздуха с коэффициентом избытка α2>1 (Патент № 1229515, МПК F23C 11/00. Способ сжигания топлива / Катин В.Д. (РФ). Опубл. 07.05.1986. Бюл №17).
В известном способе в зоне горелок первого яруса выгорание водомазутной эмульсии протекает при пониженных концентрациях кислорода (при=0,85-0,95) и более низких температурах в зоне горения вследствие поглощения тепла добавляемой в топливо водой, что снижает выход термальных оксидов азота. В зоне горелок второго яруса снижение образования термальных оксидов азота обеспечивается за счет поступления во вторую зону горения холодного воздуха с коэффициентом избытка=1,3-1,35, а несгоревшие горючие компоненты водомазутной эмульсии во второй зоне эффективно догорают в горящем потоке горючего газа.
Недостатком известного способа сжигания топлива является его низкая экологическая эффективность, за счет повышенного содержания в продуктахсгорания топливных оксидов азота, несмотря на пониженную температуру в первой зоне горения вследствие поглощения теплоты водой, содержащейся в водомазутной эмульсии. Повышенное содержание топливных оксидов азота в продуктах сгорания объясняется наличием в водомазутной эмульсии связанного азота.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является способ сжигания топлива, подачу в первую зону топлива в виде пропан-бутанового газа и воздуха с коэффициентом избытка α1<1, отвод продуктов сгорания во вторую зону горения с одновременной подачей в нее горючего газа и воздуха с коэффициентом избытка α2>1 (Патент № 2288404, МПК F23C 99/00. Способ сжигания топлива / Катин В.Д., Пайметов Н.Г., Старовойт А.И. (РФ). - Опубл. 27.11.2006, бюл. №33).
В данном способе в первой зоне горения снижение концентрации оксидов азота в продуктах горения обусловлено снижением выхода термических и отсутствием топливных оксидов азота. В зоне горелок второго яруса уменьшение образования термических оксидов азота обеспечивается вследствие поступления во вторую зону горения холодного воздуха с коэффициентом избытка=1,3-1,35, а несгоревшие горючие компоненты пропан-бутанового газа эффективно догорают во второй зоне в горящем потоке горючего газа.
Однако существенным недостатком известного способа сжигания топлива является его пониженная экологическая эффективность, обусловленная повышенным содержанием в продуктах сгорания термических оксидов азота при сжигании пропан-бутанового газа. Повышенная концентрация оксидов азота в продуктах горения объясняется затянутостью процесса горения про-пан-бутановых фракций высококалорийного газа, увеличением времени пребывания азота и кислорода воздуха в реакционной зоне горения, а также сравнительно высокой температурой горения пропан-бутанового газа, что приводит к высоким выбросам оксидов азота.
Задачей предлагаемого нового способа сжигания топлива является повышение его экологической эффективности за счет снижения концентрации оксидов азота в продуктах сгорания.
Для решения поставленной задачи в известном способе сжигания топлива путем подачи в первую зону горения топлива и воздуха с коэффициентом избытка α1<1 и отвода продуктов сгорания во вторую зону горения с одновременной подачей в нее горючего газа и воздуха с коэффициентом избытка воздуха α2>1, в качестве топливного газа, подаваемого в первую зону горения используют метан-этановый газ.
Таким образом, существенным признаком, отличающим заявляемое решение от известного, наиболее близкого по технической сущности, является использование в качестве топлива, подаваемого в первую зону горения метан-этанового газа, не содержащего в своем составе пропан-бутановый газ, являющийся низкокалорийным газом и тем самым не создающим при его горении высокую температуру горения.
Благодаря использованию в первой зоне горения в качестве топлива метан-этанового газа существенно снижается общая концентрация оксидов азота в продуктах горения. Уменьшение общей концентрации оксидов азота обусловлено снижением выхода термических оксидов азота. Известно, что термические оксиды азота в большом количестве образуются вследствие максимальной температуры горения и увеличенного времени пребывания азота и кислорода в реакционной зоне горения. Именно поэтому теплоиспользование в качестве топливного газа в первой зоне горения вместо пропан-бутанового низкокалорийного газа, содержащего метан-этановый газ, приводит к снижению образования термических оксидов азота. Это можно объяснить тем, что выгорание нового метан-этанового газа протекает при более низкой температуре, чем при сжигании пропан-бутанового газа. Кроме того, время выгорания метан-этанового газа, меньше времени выгорания пропан-бутанового газа, что приводит к существенному уменьшению времени пребывания в зоне горения азота и кислорода, что приводит к снижениюобразования термических оксидов азота в первой зоне горения. Следует отметить, что при сжигании метан-этанового газа выделяется меньше диоксида углерода, а также метан-этановый газ может быть добыт из возобновляемых источников, таких как биогазовые установки (разложение органических веществ), так и из-под земли, в качестве природного газа. В результате чего существенно повышается экологическая эффективность заявляемого способа сжигания топлива.
Способ сжигания топлива поясняется схемой.
На схеме изображено топочное устройство для реализации предлагаемого способа.
Устройство содержит: топку 1, комбинированные горелки 2, расположенные в два яруса, трубопроводы 3-6 подачи топливного газа и воздуха. Способ осуществляется следующим образом.
При сжигании топливо делят на потоки. В горелку 2 первый зоны горения топки 1 по трубопроводу 3 подают метан-этановый газ (II), а по трубопроводу 4 воздух (I) сαкоэффициентом избытка α=0,85-0,95 (α1<1).
Затем продукты сгорания отводятся во вторую зону горения топки 1.
Одновременно во вторую зону горения по трубопроводу 5 подают горючий газ (III), а по трубопроводу 6 подают холодный воздух (I) с коэффициентом избытка α=1,3-1,35 (α2>1). При этом общий коэффициент избытка воздуха, подаваемого в первую и вторую зоны горения составляет α=1,1-1,15 (α>1).
Выгорание метан-этанового газа протекает при пониженных количествах воздуха и более низких температурах, что снижает выход термических оксидов азота. Снижение образования термических оксидов азота во второй зоне обеспечивается за счет подачи холодного воздуха, понижающего температуру горения.
Таким образом, заявляемый способ сжигания топлива обладает высокой экологической эффективностью и достигается тем самым поставленная задача изобретения.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
СПОСОБ СЖИГАНИЯ ТОПЛИВА | 2005 |
|
RU2288404C9 |
ТИШИНА А.П. СПОСОБ СЖИГАНИЯ ГАЗООБРАЗНОГО ТОПЛИВА, УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ И ЗАВИХРИТЕЛЬ ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ УСТРОЙСТВА | 1998 |
|
RU2126515C1 |
Способ сжигания топлива | 1984 |
|
SU1229515A1 |
СПОСОБ СЖИГАНИЯ ТВЁРДОГО ПЫЛЕУГОЛЬНОГО ТОПЛИВА В ТОПКАХ ПАРОВЫХ И ВОДОГРЕЙНЫХ КОТЛОВ (ВАРИАНТЫ) | 2002 |
|
RU2199058C1 |
СПОСОБ СЖИГАНИЯ ТОПЛИВА | 2016 |
|
RU2634344C1 |
ИНЖЕКЦИОННАЯ ДВУХПОТОЧНАЯ ГОРЕЛКА ДЛЯ СЖИГАНИЯ ГАЗООБРАЗНОГО ТОПЛИВА | 2002 |
|
RU2210028C1 |
Способ сжигания топлива | 1978 |
|
SU732621A1 |
НИЗКОЭМИССИОННАЯ ВИХРЕВАЯ ТОПКА | 1994 |
|
RU2067724C1 |
Способ сжигания топлива | 1991 |
|
SU1776914A1 |
СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОГО ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ ОТХОДЯЩИХ ГАЗОВ САЖЕВОГО ПРОИЗВОДСТВА | 1991 |
|
RU2027107C1 |
Способ сжигания топлива относится к сжиганию газообразных топлив в области нефтепереработки и может быть использован при сжигании нефтезаводских топливных газов в топках технологических трубчатых печей двух- и многоярусной компоновки горелочных устройств по их высоте. Способ сжигания топлива включает подачу в первую зону горения топлива в виде метан-этанового газа и воздуха с коэффициентом избытка α1<1 и отвод продуктов сгорания во вторую зону горения с одновременной подачей в нее горючего газа и воздуха с коэффициентом избытка α2>1. Технический результат - повышение экологической эффективности за счет снижения концентрации оксидов азота в продуктах сгорания. 1 ил.
Способ сжигания топлива осуществляется путем подачи в первую зону горения топлива и воздуха с коэффициентом избытка α1<1 и отвода продуктов сгорания во вторую зону горения с одновременной подачей в нее горючего газа и воздуха с коэффициентом избытка α2>1, характеризующийся тем, что в качестве топлива, подаваемого в первую зону горения, используют метан-этановый газ.
СПОСОБ СЖИГАНИЯ ТОПЛИВА | 2005 |
|
RU2288404C9 |
СПОСОБ СЖИГАНИЯ ТОПЛИВА | 1993 |
|
RU2037099C1 |
Способ сжигания топлива | 1984 |
|
SU1229515A1 |
US 3561895 A1, 09.02.1971. |
Авторы
Даты
2024-11-05—Публикация
2023-12-21—Подача