Инжекционная горелка и способ ее работы Советский патент 1987 года по МПК F23D14/04 

отверстия П добиваются того, что скорости истечения центрального и периферийного П смеси на выходе одинаковы. При этом перемешивание Л затягивается, и максимальная т-ра факела падает. Для поддержания реИзобретение относится IK инжекци- онным горелкам и может быть использовано в химической промышленности для сжигания горючих газов, например, в трубчатых печах крупнотоннажных производств аммиака.

Целью изобретения является снижение содержания окислов азота в продуктах сгорания.

На чертеже представлена горелка, продольный разрез.

Горелка содержит корпус 1.с кон- фузорным выходным участком 2, регуг лятор 3 расхода вторичного воздуха, аксиальное газовыдающее сопло 4, подводящий патрубок 5, центральную трубу 6, инжектор 7 с диффузорным 8 и цилиндрическим 9 участками, делитель 10 потока с калиброванным отверстием 1 1.

Горелка работает следующим образом.

Горючий газ по патрубку 5 подают в сопло 4, истекая из которого он подсасывает первичный воздух в инжектор 7 и {)азгоняет его. В диффу- зорном участке 8 происходит сжатие потока при уменьшении его скорости. В цилиндрическом участке благодаря делителю 10 поток разбивается на две части: через калибровочное отверстие 11 в центральную трубу 6 направляется определенная часть потока, которая исте.кает из нее с необ- ходимой скоростью; другая часть проходит через кольцевой зазор между делителем 10 и цилиндрическим участком 9, подсасывая вторичный воздух, расход которого регулирует- ся регулятором 3. Газовоздушная смесь истекает из конфузорного участка 2 в топочное пространство. С помощью подбора соотношения между

жима с минимальным выходом окислов азота необходимо поддерживать коэффициент избытка воздуха в центральном потоке, равным 0,2-0,3, а в периферийном - 0,5-0,6. 2 с.п, ф-лы, 1 ил, 1 табл.

0

5

0

5 0 | 0

внутренним Диаметром центральной трубы 6 и диаметром калиброванного отверстия 11 можно добиться того, что вполне определенная часть первичной газовоздушной смеси истекает из центральной трубы 6 со скоростями, равными скорости истечения вторичной газовоздущной смеси из конфузорного участка 2. При этом перемешивание потоков затягивается, а максимальная температура факела падает, что приводит к снижению содержания окислов азота в продуктах сгорания.

Для поддержания режима с минимальным выходом окислов азота необходимо поддерживать коэф4мциент избытка воздуха в центральном потоке 0,2 - 0,3 и периферийном потоке oi.,, 0,5 - 0,6.

Величина od, определяется опасностью сажевыделения - при уменьшении возможно выпадение сажи. Причем нижний предел о(,, 0,2 - для горючего газа -с малым содержанием высших углеводородов; верхний предел об, 0,3 - для газа с большим содержанием высших углеводородов. Величина pi2 определяется опасностью проскока пламени внутрь горелки. Причем нижний предел 0,5 - для газа, обогащенного водородом, верхний 0,6 - для газа с низким, содержанием водорода или его отсутствием.

Пример. По соплу 4 0 9 мм подается природный газ с малым содержанием высших углеводородов. Дав- ле ние перед соплом 4 поддерживается 1 ати, расход газа составляет при этом 100 . Природный газ подсасывает первичный воздух в количестве 200 нм /ч (что соответ3

ствует об, 0,21), разгоняет его в инжекторе 7 и .сжимает до давления 285 мм вод. ст. Половина газовоздушного потока в количестве 150 им /ч (при «-I 0,21) поступает через калиброванное отверстие 11 23 мм в центральную трубу 6 с внутренним диаметром 40 мм и исте- кает из нее со скоростью 35 м/с в топочное пространство. Вторая половина подсасывает еще 200 нм /ч вторичного воздуха, при этом0 г 0,6, Вторичная газовоздушная смесь в количестве 350 нм /ч истекает из конфузорного участка 2 с вьпсодным сечением 0 75 мм со скоростью 35 м/с. Недостающий воздух подается либо за счет разрежения в топке, либо принудительно - вентилятором через воздушную фурму (не показана), также со скоростью 35 м/с. Таким образом, получается три концентричных потока с постепенным перемешиванием и относительно невысокой максимальной температурой факела, что приводит к снижению содержания окислов азота в продуктах сгорания. Во всех случаях нужно придерживаться максимально возможного значения Лоб oi.- о., при сС| 1 В качестве базового объекта принято горелочное устройство полного предварительного перемешивания,

Результаты сравнения приводятся в таблице (содержание N0 в обьемных процентах),

Как видно из таблицы, при работе : на избытках воздуха об порядка 1, 2 (обычно применяемых при сжигании газов в химической промышленности

88447 4

возможно снижение содержания окислов азота в продуктах сгорания в 1 ,5 при неблагоприятных условиях (горючий газ содержит много высокомолеку- 2 лярных углеводородов и большое количество водорода) и в 2,5 раза при благоприятных условиях (горючий газ содержит мало высокомолекулярных углеводородов при низком содержании fO водорода).

.Формула

изобретени

1. Инжекционная горелка, содержащая корпус с конфузорным выходным участком и регулятором расхода воздуха на входе, аксиальное газовыда- ющее сопло и центральную трубу, размещенную в корпусе, отличающ а я с я тем, что, с целью снижения содержания окислов азота в про-. дуктах сгорания, между газовыдающим соплом и трубой в корпусе дополнительно установлен инжектор с диффу- зорно-цилиндрическим выходным участком, а труба со стороны инжектора снабжена кольцевым делителем потока треугольного профиля, направленного вершиной в сторону сопла,

2, Способ работы инжекционной горелки путем создания центрального и периферийного потоков газовоздушной смеси, отличающийся тем, что, с целью снижения содержания окислов азота в продуктах сгорания, указанные потоки создают путем разделения общей газовоздушной струи, причем в центральном потоке поддерживают коэффициент избытка воздуха

oL, Равным 0,2 - 0,3, а в периферийном потоке -0,5-0,6.

Изобретение относится к сжиганию горючих газов и м.б. использовано в химической промышленности. Изобретение позволяет снизить содержа- ние окислов азота в продуктах сгорания. Горючий газ, истекая из сопла 4, подсасывает первичный воздух (В) в инжектор 7 и разгоняет его, В участке (У) 8 происходит сжатие потока (П), В цилиндрическом У 9 делителем 10 П разбивается на две части, Одна из них поступает через калиброванное отверстие 11 в трубу 6, Другая часть проходит по кольцевому зазору между делителем 10 и У 9, подсасывая вторичный В. Расход последнего регулируется посредством регулятора 3, Подбором соотношения между диаметром трубы 6 и диаметром с (/) N9 00