Способ снижения концентрации окислов азота в газообразных выбросах тепловых агрегатов Советский патент 1975 года по МПК F23D13/00 

1

Изобретение касается снижения концентрации окислов азота в газообразных выбросах тепловых агрегатов, в частности котельных установок, оборудованных преимущественно газовыми горелками.

При сжигании топлива в тепловых агрегатах, например в котельных установках, в результате высоких температур в камере сгорания происходит реакция окисления азота избыточным кислородом, вследствие чего образуются значительные концентрации окислов азота, которые затем выбрасываются в атмосферу в составе уходящих газов. Известно, что окислы азота, выбрасываемые электростанциями, являются таким же крупным загрязнителем атмосферы городов, как окислы серы и твердые частицы.

Известны также способы снижения концентрации окислов азота в дымовых газах котлов посредством двухстадийного сжигания топлива. Окислы азота образуются в зоне высоких температур при наличии свободного кислорода. Двухстадийное сжигание топлива предотвращает избыток свободного кислорода в зоне высоких температур, так как горение топлива в первой стадии (высокотемпературной) происходит с недостатком окислителя. Известные способы предусматривают подачу части воздуха, необходимого для горения., через горелки, а остального количества - через вводы

вне горелок (фурмы), расположенные на той же топочной стене выше верхнего ряда горелок. . Однако при такой подаче воздуха в топку

необходима дополнительная разводка экранных труб для установки фурм, что уменьшает тепловоспринимающую поверхность, требует дополнительных капитальных затрат и нарушает целостность обмуровки. Необходимо дополнительное изготовление и монтаж трубопроводов, подводящих воздух к фурмам. Сложность регулирования соотношения расходов воздуха на горелки и фурмы усложняет условия эксплуатации агрегата. Невозможно

регулировать параметры факела, необходимые для поддержания заданной температуры перегрева пара.

Качество сжигания топлива вследствие разрыва между основным факелом горелки и

струей дополнительного воздуха, примешиваемого к газам по ходу их движения, ухудшается, что может явиться причиной образования сажи. Цель изобретения - исключить необходимость дополнительной разводки экранных труб теплового агрегата и обеспечить полное сгорание топлива.

По предложенному способу двухстадийное сжигание осуществляют перераспределением

потоков топлива и воздуха внутри горелки с

подачей богатой топливо-воздушной смеси закрученным потоком по периферии канала горелки, остального воздуха - прямоточно по ее оси и смешением потоков за пределами горелки.

Дальнобойность струи горючего выбирают с таким расчетом, чтобы в осевой поток воздуха оно не попадало.и смешивалось только с периферийньш закрученным воздушным потоком, составляюш;им 50-80% от общего количества воздуха, необходимого для полного сгорания топлива. Продукты неполного выгорания топлива в периферийном потоке смешиваются затем с центральным прямоточным потоком воздуха, где образуется зона догорания топлива.

Дополнительное снижение концентрации окислов азота может быть достигнуто прибавкой в осевой поток воздуха лучепоглощающих инертных компонентов или подачей в этот поток газов с концентрацией кислорода для сн1 жения температуры в зоне смешения потоков.

Предмет изобретения

Способ снижения концентрации окислов азота в газообразных выбросах тепловых агрегатов, оборудованных преимушественно газовыми горелками, путем двухстадийного сжигания топлива с недостатком кислорода в высокотемпературной зоне, отличающийся тем, что, с целью исключения необходимости дополнительной разводки экранных труб агрегата и обеспечения полноты сгорания, двухстадийное сжигание осуществляют перераспределением потоков топлива и воздуха внутри горелки с подачей богатой топливо-воздушной смеси закрученным потоком по периферии канала горелки, остального воздуха - прямоточно по ее оси и смешением потоков за пределами горелки.