Способ термического обезвреживания отбросных газов Советский патент 1990 года по МПК F23G7/06 

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано при сжигании и термическом обезвреживании -отбросных низкокалорийных газов в топках котлов-утилизаторов.

Целью изобретения является повышение эффективности топочного процесса. .

Сущность способа состоит в термическом обезвреживании путем совместного сжигания природного и отбросных газов, включающего периферийную подачу смеси отбросных газов с воздухом, необходимым для их сгорания, центральную подачу природного газа, подачу воздуха, необходимого для сжигания природного газа, между потоками топливовоздушной смеси и природного газа

Воздух, необходимый для сжигания природного газа,делят на не менее чем два потока, при этом расход воздуха в смежном с при- родным газом потоке поддерживают не меньше расхода воздуха в остальных воздушных потоках, а скорость истечения периферийного потока топливовоздушной смеси поддерживают больше скорости истечения воздушных потоков.

Скорость распространения пламени и полнота выгорания топлива на начальном участке факела зависят от интенсивности смешения в горелочной струе.

В данном случае тепловыделение от сгорания природного газа идет в основном на прогрев и воспламенение отбросных газов

о:

ГчЭ 01

В связи с этим аэродинамическая структура должна исключить на начальном участке факела балластировку зоны горения природного газа отбросньши газами, а также обеспечить интенсивное смешение продуктов сгорания природного газа с отходящими

газами.

Для обеспечения возможности регулирования параметров факела воздух, необходимый для сжигания природного газа, разделяется на несколько потоков. Как показали проведенные стендовые исследования, за счет изменения импульса второго по ходу от оси потока воздуха можно эффективно воздействовать на аэродинамическую структуру факела, интенсивность смешения и полноту выгорания топлива,, причем наибольшая эффективность воздействия достигается, когда расход воздуха во втором по ходу от оси воздушном канале поддерживается не больше расхода воздуха в первом воздушном канале, а скорость истечения периферийного потока топливовоздушнои смеси поддерживают больше скорости истечения воздушных потоков.

На чертеже представлено устройство для реализации способа термического обезвреживания путем совместного сжигания природного и отбросных газов.

Устройство содержит цилиндрический корпус в котором расположены коаксиальные кольцевые каналы 1-3 и центральная труба 4. Е каналах установлены завихрители 5. На выходе из каналов и центральной трубы находится огнеупорный тоннель 6. На входе в первый и второй от оси воздушные каналы расположены заслонки 7.

Отбросные газы, предварительно смешанные известным способом с воздухом, nocrynatcn- в канал 1. В каналы 2 и 3 подается возаух для обеспечения горения природного газа, который поступает по трубе 4. Соотношение расходов воздуха по каналам 2 и 3 регулируется заслонками 7. Потоки воздуха и отбросного газа закручиваются завихрителями 5. Горение факела происходит в огнеупорном туннеле 6.

Воспламенение в факеле осуществляется как с его внешней стороны за счет теплообмена наружных слоев топливовоздушнои смеси со стенками туннеля, так и за счет тепла, выделившегося от сгорания природного газа. При этом за счет изменения соотношения импульсов по воздушным каналам обеспечивается необходимый режим горения природного газа и смешения продуктов его горения с топливовоздушнои смесью.

Пример. Обезвреживаемые газы - отбросные газы производства акрилонитрила. Состав газов, об.%. Кислород

Азот87,061

Окись углеродак

Двуокись углерода2,496

Пропан0,0 Г/

Пропилен0,596

Синильная кислота145 мг/м

Акрилонитрил58 мг/м

Теплотворная способность 170 ккал/м

Дополнительное топливо - Саратовский

природный газ, теплотворная способность

8630 ккал/м

Задача термического обезвреживания -

нейтрализация окиси углерода, синильной кислоты и акрилонитрила.

Количество отбросных газов -

13125 HMV4.

Количество природного газа, необходимое для обеспечения нужной температуры нейтрализации, наиболее трудно обезвреживаемого компонента - окиси углерода 900 .

В таблице производят режимные данные процесса нейтрализации отбросных газов.

° Содержание вредных компонентов после нейтрализации по известному решению (прототип), при тех расходах отбросного газа, природного газа и воздуха, мг/м :

Окись углерода520

5 Синильная кислота 1

Акрилонитрил

Разделение потока воздуха для сжигания природного газа на не менее чем два потока таким образом, чтобы расход в смежном с цриродным газом потоке оказался не 30 меньше расхода воздуха в остальных потоках, обеспечивает то, что внешний поток воздуха, контактирующий с отбросными газами, служит как бы «прослойкой, пре- пяствующей смешению внутреннего потока воздуха, контактирующего с природным га- ЗЬ зом,с отбросными газами. Тем самым улучшаются условия воспламенения и горения природного газа.

Поток воздуха, смежный с потоком природного газа, является определяющим для лг, характера его воспламенения и горения, поэтому расход его поддерживается не менее чем в остальных потоках воздуха. Изменяя импульсы внешних по отношению к внутреннему потоку воздуха, можно эффективно воздействовать на аэродинамическую 45 структуру факела, интенсивность смешения к полноту выгорания факела, в том числе в зависимости и от свойств отбросного газа. Кроме того, если расход воздуха во внешних потоках будет больше, чем расход во внутреннем, из-за большой инерционности затруд- 50 нится смешение топливовоздушнои смеси с продуктами сгорания природного газа. Под- держ иванием скорости потока смеси отбросных газов с воздухом больше скорости воздушных потоков интенсифицируется процесс смещения отбросных газов с продуктами сгорания природного газа, что происходит уже после выгорания природного газа.

Выделившееся при сгорании природного газа тепло идет на прогрев и воспламенение

J

прилегающих слоев топливовоздушной смеси потоков улучшается прогрев воспламенение периферийного потока, а также излучением и сгорание отбросных газов Т «° -Формула изобретения

f о. еГ-ДГс оГ Г.Г Т „„-Таза Г „Г„еГ

., (Примеры

ларактеристика

.

Объемный расход, tf/С:

Отбросного газа4,184 184 18

ПРИРОДНОГО газао.

Воздуха для его-.

рання отбросного

Воз1 ухадля° ° 5 0.54

сгорания природ- Смеси отбросных газов с воздухом 4 72

Расход воздуха для ежи-

гания природного газа, м /с:

В первом канале5 45Т iftч /,

Во втором каналеQ 55Alo f

Доля воздуха во втором

канале от первогоQ 1о О

Скорость воздуха, м/с:

В первом канале2220

Бп втором канале 20IQ9п

Скорость зоздуха во вто- ром канале по отношению

к скорости первого, м/с0,90о 95По

Скорость потока смеси

отбросных газов с возду2 ом, м/с2038

Скорость потока воздуха

по отношению к скорости .второго воздушного потока, м/с

Содержание вредных ком-

понентов в газах после нейтрализации, мг/м :

Окись углерода250igo170

Синильная кислота ,

Акрилонитрил1

отбросные газы боздух.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано при сжигании и термическом обезвреживании отбросных низкокалорийных газов в топках котлов-утилизаторов. Целью изобретения является повышение эффективности топочного процесса. Термическое обезвреживание осуществляют путем совместного сжигания природного и отбросных газов, включающим периферийную подачу смеси отбросных газов с воздухом, необходимым для их сгорания, центральную подачу природного газа, подачу воздуха, необходимого для сжигания природного газа, последний делят на несколько потоков. Расход воздуха в смежном с природным газом потоке поддерживают не меньше расхода воздуха в остальных воздушных потоках. Скорость истечения периферийного потока топливовоздушной смеси поддерживают больше скорости истечения воздушных потоков. С помощью внешнего воздушного потока замедляется перемешивание природного газа с отбросными газами и улучшаются условия его горения, а поддержание скорости теплововоздушной смеси более скорости воздушных потоков улучшает прогрев, воспламенение и сгорание отбросных газов. 1 ил., 1 табл.