Способ сжигания жидкого и твердого мелкодисперсного топлив Советский патент 1988 года по МПК F23C1/10 

(21)4059643/24-06

(22)18.02.86

(46) 15.04.88. Бюл. № 14

(71)Верх-Исетский металлургический завод и Уральский политехнический институт им. С. М. Кирова

(72)Б. С. Балабанов, В. Г. Лисиен- ко, В. С. Ожиганов, В. Б. Кутьин

и С. А. Соколов

(53)662.955(088.8)

(56)Патент США № 4425854,

кл. F 23 С 1/10, опублик. 1984.

(54)СПОСОБ СЖИГАНИЯ ЖИДКОГО И ТВЕРДОГО МЕЛКОДИСПЕРСНОГО ТОПЛИВ

(57)Изобретение м.б, использовано в печах или агрегатах, отапливаемых жидким топливом или смесью его с газообразным и пылеугольным топливом. Цель изобретения - увеличение производительности печей путем повышения светимости факела и предотвращения образования отложений твердой фазы в каналах. Мелкодисперсное топливо вводят в газообразный распылитель перед его взаимодействием с жидким топливом. Т.к. жидкое топливо и газопылевая взвесь распылителя движутся по отдельным трубопроводам до сопловой горелки, то отложения твердых частиц на выходе в топочное пространство не происходит, благодаря чему обеспечивается надежная подача твердого мелкодисперсного топлива. Наличие пленки жидкого топлива на поверхности твердых частиц, находящихся в высокотемпературной зоне факела, способствует более длительному существованию их в пламени, что приводит к повышению т-ры поверхности частиц твердого топлива вследствие сгорания этой пленки.

(О

(Л

со оо

00 О5 О5

о

Изобретение относится к печной теплотехнике и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства, когда технологические процессы, связанные с плавлением, нагревом или термообработкой материалов осуществляются в пламенных печах или агрегатах, отапливаемых жидким топливом или смесью его с газообраз- ным и пылеугольным топливом.

Целью изобретения является увеличение производительности печей путем повышения светимости факела и предотвращения образования отложений твердой фазы в каналах.

Способ сжигания жидкого и твердого мелкодисперсного топлив с использованием газообразного распылителя при отоплении пламенных печей заклю- чается в том, что мелкодисперсное твердое топливо предварительно вводят в поток движущегося газообразного распылителя (компрессорный воздух, кислород, природный газ, пар), который используется в качестве распылителя жидкого топлива, и процесс перемешивания жидкого топлива с частицами мелкодисперсного твердого топлива происходит на стадии распьше- ния в сопловой части горелочного уст фойства, когда двухфазный газопылевой полок распылителя внедряется в струю жидкого топлива и дробит ее на отдельные капли. Существенная турбулизация потоков жидкости и двух фазной газопылевой взвеси при их соприкосновении в момент распыления обеспечивает проникновение твердых

частиц в жидкие капли и обволакивание пылевых частиц жидкой эмульсией.

Поскольку жидкое топливо и газо- пылевая взвесь распылителя движутся по отдельным трубопроводам вплоть до момента их взаимодействия в сопловой части.горелки, расположенной, как правило, в непосредственной близости от выхода в топочное пространство, то отложения твердых частиц на этом участке не происходит и обеспечивается надежная подача твердого мелкодисперсного топлива. Кроме того, наличие пленки жидкого топлива на поверхности твердых чистиц, находящихся в высокотемпературной зоне факела, способствует длительному существованию их в пламени, что приводит к повышению температуры поверхд

5

0 5 О

5

0

5

0

5

ности частиц твердого топлива вследствие сгорания этой пленки.

Таким образом, увеличивается степень черноты пламени и его температура, обуславливая повьш1ение теплоотдачи. Доля твердого топлива при этом увеличивается, а жидкого - уменьшается.

Пример, Промышленное опробыва- ние предлагаемого способа отопления было осуществлено на 1 20-тонной мартеновской печи, отапливаемой смесью природного газа и мазута (в соотношении по теплу 65:35 соответственно), Для сжигания топлива использовалась известная конструкция горелки высокого давления с коаксиальным расположением сопел: в. центре - мазутное сопло; кольцевая щель для подачи распылителя - компрессорного воздуха, проходящего через участок с профилем Лаваля в смесительную часть горелки длиной 3-5 калибров выходного сечения сопла; наружная кольцевая щель для подачи природного газа.

Предварительный ввод мелкодисперсного сажистого углерода (твердое топливо) в поток компрессорного воздуха (газообразног о распылителя) осуществляется в установке, включающей бункер твердого топлива, оборудованный шнековым питателем с электрическим приводом для дозированной подачи мелкодисперсного твердого топлива в смеситель эжекторного типа, расположенный на выходе из бункера, В смесителе за- счет энергии истекающего из сопла компрессорного воздуха обеспечивалось образование двухфазного газопылевого потока, содержащего взвешенные мелкодисперсные твердые сажистые частицы. Газопылевая взвесь по воздухопроводу транспортировалась к горелке и вводилась в нее по тракту подачи распылителя.

Таким образом, распыление мазута осуществлялось как обычно внутри корпуса горелки в пределах смесительного участка, а на выходе из горелки получали пылегазожидкостный топливный поток, образующий при горении факел, состоящий из капель раздробленного мазута, твердых сажистых частиц в пленке жидкого топлива, находящи5сся в среде газообразного топлива и распылителя. Расчетная производительность установки обеспечивала подачу сажистого графита до 100 кг/ч при емкости бункера 2 т.

Во время проведения опытных плавок подача мелкодисперсного твердого топлива (графита) в факел осуществляли во вторую половину плавки - в период конца плавления и доводки. Расход графита составлял 60 кг/ч, а мазута 400-500 кг/ч. При этом отмечалось повышение светимости пламени, увеличение длины светящейся части . факела, повышение его температуры.

Испытания на 120-тонной мартеновской печи показали, что ввод мелко- 15 отлож ёний твердой фазы в каналах.

дисперсного твердого топлива позволяет снизить долю дефицитного жидкого топлива на 20-30%, уменьшает общий удельный расход топлива на 10%,

увеличивает производительность печи на 5-7%.

Формула изобретения

Способ сжигания жидкого и твердого мелкодисперсного топлив с использованием газообразного распылителя при отоплении пламенных печей, отличающийся тем, что, с целью увеличения производительности печей путем повышения светимости факела и предотвращения образования

мелкодисперсное твердое топливо вводят в газообразный распьшитель перед его взаимодействием с жидким топливом.