Способ сжигания газообразного топлива Советский патент 1992 года по МПК F23C11/00 

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к способам сжигания газообразных топлив.

Известны способы сжигания горючих газов, при которых снижение выбрасываемых в атмосферу окислов азота осуществляется путем рециркуляции продуктов сгорания в зону горения или в зону смешения горючего газа с дутьевым воздухом специальным дымососом рециркуляции.

Известны способы сжигания углеводородного топлива с помощью горелки, в которой благодаря инжекционному действию рабочего воздуха выхлопные газы возвращаются в камеру смесительной трубы.

Однако при данных способах сжигания газа необходима установка специальных рециркуляционных дымососов, что снижает экономическую эффективность рециркуляции, Кроме того, подача продуктов сгорания в зону горения и (или) в зону смешения газа с дутьевым воздухом выносит процесс смешения газа с продуктами сгорания в выходную часть горелки и (или) в топку.

Известен также способ сжигания газа в инфекционных горелках с активной воздушной средой, в которых газ, вытекая из сопла горелки с высокой скоростью, инжектирует воздух, необходимый для сгорания, непосредственно из атмосферы. Образующаяся в смесителе горючая смесь поступает через горелочную головку в огнеупорный туннель, где происходит ее сгорание.

Однако этот способ сжигания газа вызывает образование в топках и камерах сго- рания окислов азота, удаляемых с продуктами сгорания в атмосферу. Кроме того, не предусмотрена рециркуляция продуктов сгорания из газохода в топку для снижения количества образующихся окислов азота.

Наиболее близким по технической сущности является способ сжигания газообразного топлива, который реализуется путем подачи радиальных струй топлива в закрученный поток воздуха, а рециркуляционные газы поступают в приосевую зону благодаря эжектирующему действию осевой струи основного топлива в количестве, превышающем 50% его общего расхода.

Однако известный способ имеет следующий недостаток; процесс смешения газообразного топлива с газами рециркуляции осуществляется в горелке на коротком участке, не обеспечивающем эффективного перемешивания, что не создает условий для процесса конверсии газообразного топлива, способствующей значительному снижению образования соединений МОХ при горении.

Цель изобретения - снижение вредных примесей в продуктах сгорания. .

Поставленная цель достигается тем, что предварительное смешение ведут с конверсией газообразного топлива продуктами сгорания и последующим вводом в образовавшуюся смесь перед ее подачей в поток воздуха дополнительного потока газов рециркуляции.

0 Предлагаемый способ отличается от известного тем, что смешение всего количества сжигаемого газообразного топлива и топочных газов осуществляется до горелоч- ного устройства в смешивающем струйном

5 подогревателе с последующей транспортировкой газообразной смеси по газопроводу к горелке, т.е. предлагаемый способ заключается в создании условий по конверсии газообразного топлива за счет эффективного перемешивания его с рециркулируемыми

0 высокотемпературными продуктами сгорания с последующим транспортированием смеси по газопроводу в течение требуемого для конверсирования газообразного топлива времени.

5На фиг. 1 представлена схема для реализации предлагаемого способа сжигания газообразного топлива; на фиг. 2 - узел I на фиг. 1.

Схема для сжигания газообразного топ0 лива состоит из топочной камеры 1, газохода 2 удаления продуктов сгорания, рекуператора 3, газопровода 4, струйного подогревателя 5. горелок 6, газохода 7 продуктов сгорания из топки, газопровода 8

5 конверсируемых газов, сопла 9 горелки 6, смесителя 10 инжекционной части горелки 6, газохода 11 продуктов сгорания,воздуховода 12 горячего воздуха и дутьевого вентилятора 13.

0 Способ осуществляют следующим образом.

Продукты сгорания газа из топочной камеры 1 через газоход 2 и рекуператор 3 удаляются в атмосферу. По газопроводу 4

5 газообразное топливо через струйный подогреватель 5 подается в горелку б по газопроводу 8. В струйном подогревателе 5 за счет использования располагаемого напора газообразного топлива по газоходу 7 подме0 шиваются продуты сгорания из топки, содержащие углекислый газ (9-11 %) и пары воды (15-20%). За время транспортировки смеси газообразного топлива и продуктов сгорания по газопроводу 8 осуществляется

5 конверсия газообразного топлива с преобразованием высокомолекулярных углеводородных соединений в окись углерода и водород. К горелкам 6 по газопроводу 8 подается смесь конверсированного газа и продуктов сгорания, поступающая в сопло 9 горелки 6. Под действием эжектирующего эффекта струи конверсированного газа и продуктов сгорания, поступающих из сопла 9 в смеситель 10 инжекционной части горелки 6, по газоходу 11 поступают продукты сгорания. Образовавшаяся в результате смешения первичная смесь конверсированного газа и продуктов сгорания в смеси с дополнительным рециркулируемым потоком поступает в выходную часть горелки б, где смешивается с дутьевым воздухом, поступающим по воздуховоду 12 от дутьевого вентилятора 13 через рекуператор 3. Горение топлива начинается на выходе из горелки после смешения горючих компонентов первичной смеси с дутьевым воздухом и рециркуляции топочных газов к корню факела. Длина газопровода 8 выбирается из условия прохождения процесса конверсии газа с преобразованием высокомолекулярных углеводородов в водород и окись углерода.

Наличие в первичной смеси.конверсированного газообразного топлива с содержанием окиси углерода и водорода снижает образование окислов азота в 5-6 раз.

Наличие в горючей смеси продуктов сгорания снижает температуру в ядре факела и, как следствие, содержание окислов азота в конечном объеме продуктов горения. Кроме того, изменение количества подмешиваемых продуктов сгорания позволяет регулировать длину факела. Таким образом, предлагаемое техническое решение обеспечивает экономию топлива за счет рециркуляции продуктов сгорания (с температурой 400°С) с использованием энергии избыточного давления газа, снижение содержания окислов азота в продуктах сгорания, возможность регулирования длины факела.

Формула изобретения Способ сжигания газообразного топлива путем его предварительного смешения с продуктами сгорания и последующей подачи полученной смеси в поток воздуха, от л- ичающийся тем, что, с целью снижения содержания вредных примесей в продуктах сгорания, предварительное смешение ведут с конверсией газообразного топлива продуктами сгорания1 и последующим вводом в образовавшуюся смесь перед ее подачей в поток воздуха дополнительного потока газов рециркуляции. Т

Изобретение относится к энергетике, м.б. использовано для сжигания газообраз- .ных топлив и предназначено для снижения содержания вредных примесей в продуктах сгорания. С этой целью предварительное смешение газообразного топлива с продуктами сгорания ведут с конверсией газообразного топлива продуктами сгорания и последующим вводом в образовавшуюся смесь перед ее подачей в поток воздуха дополнительного потока газов рециркуляции. Схема для сжигания газообразного топлива состоит из топочной камеры 1, газохода 2 для удаления продуктов сгорания, рекуператора 3, газопровода 4, струйного подогревателя 5, горелок 6, газохода 7 продуктов сгорания из топки, газопровода 8 конверсируемых газов, сопла горелки 6, смесителя инжекционной части горелки 6, газохода 11 продуктов сгорания,воздухово- . да 12 горячего воздуха и дутьевого вентилятора. 2 ил. сл С

Редактор Н.Тупица

Фиг.2

Составитель Т.Морозова Техред М.Моргентал

Заказ 1395ТиражПодписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениями открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Корректор С.Шевкун