Способ сжигания топлива Советский патент 1980 года по МПК F23C5/28 

Изобретение относится к области сжигания низкокалорийного преимущественно газообразного топлива и может быть использовано в энергетшсе, химической промышленности, нефтехимии и некоторых других отраслях технш и. Известна радиациотгаая горелка для сжигания газообраного топлива, содержащая вертикальную излучающую трубу с газораспределительной решеткой, .частично заполненную мелкодисперсным материалом для образования псевдоожиженного слоя, в которой для повышения КПД на заданном расстоянии от газрраспределительной решетки (порядка диаметра трубы) коаксиально установлена цилиндрическая вставка, которой составляет половину активного участка трубы. В известной горелке в зону горения пост смесь топлива, воздуха и предвари тельно подогретого сьшучего м.атёриала Недостатками сжигания топлива в та кой горелке явл йотся сравнительно невысокая интенсивность процесса горе ния, наличие в продуктах горений вредных выбросов, загрязняющих окружакицую среду, и невозможность сжигания низкокалорийных гозо-воздушных смесей. Целью изобретения является интенсий фикация процэсса горения с одновремен Ж 1§ШйЬ1ЙШёр%дЙШ ь1брооов при сжигании пизкЬйашрийных преимущественiix видов топлива. Это достигается путем подячи смеси топлзша, воздуха и предварительцо ,,подоГ Е:етых сыпучих мат иалов,которые и 1 подаются встречными сталкивающимися tSaitihssssaa MHi rti.,---.,--, ,- ----.- ..... .. . потоками. в качестве сыпучих материалов -- могут быть использованы шамотные ша-- р йкй, (кобальт, никель, молибден и т.п). При этом частицы сыпучего материала . вовлекаются- в. зоне соударения встречных , потоке ё колебательное движение, много|кратно переносятся из одного газо-воз ду1шдг Штока 3 др то Г,пересек я при ;J эКЙ Ш у Э9Шия 1Ш Юа. Эти цирку.Жр;(тощШ че рШШну Тгорёния ;3пьтслпяют теплоносителя - ката лизатора и nepeitocflT из эоиы гороипя в зЬ1ну подготовки топлива тепло и актив ные, 5сймические радикалы, ол1юврск{етню способствуя протёк.айию каталит1ТЧ ;5Ького окисления горючих кокшонснтов На развитой поверхности nacTtni. В качестве сьШУшгчЭ материала может быть также йспбльзбвано диспергированное твердое органическое топливо, нагтримор кокс. Описанный пропесс интенсифицирует горения и обеспечивает полтюе окисление всех горючих компонентов газообразного топлива при одновременном понижении температуры в зоне горения, в результа- 15 те чего уменьщается генерация вредных окислов азота. Отходящие продукты горения вьпюсят из зоны 1х рения частицы сьшучего материала, нотерявщие в связи с соударениями скорость, которые 20 улавливаются из газа любым известным способом, например, в шгклонах и вновь пОдаЮтсй во встречные свёхше газо-1юздушные потоки. При этом предусматривается подогрев свежих газо-воздуишых потоков за счет тепла отходящих газов. На чертеже, изображена нринниниальная схема устройства, реализующего дан ный способ сжигания топлива; . Устройство состоит но крайней мере из двух соосно расположенных навстречу друг другу разгонных каналов 1, которыхраздвинуты на расстояние Н 8 D , где Г -эквивалентный диаметр разгонных каналов. Разгонные ка. налы расположены внутри цилиндрической камеры сгорания 2. каме ры сгора1шя предусмотрен кожух 3, снаб женный центральной газоподводтдей труёой 4. Кожух заполнен многослойной газоохлаждаемой набивкой 5, eix внутренее пространство соедш ено с разгонными каналами окнами 6. Кожух покрыт тепловой изоляцией 7. По торцам камеры сгорания 2 расноложеяы два газовынускных трубонрОвода 8,присОеД1шенных к разделителям фаз, например циклонам 9. Циклоны снабжены газоотводящими патрубками 10 Выходящие из цшсйонов течки 11 присоединены к разгонным каналам 1. На течках устаковпены устройства 12, регулирующие вывйд дисперсного материала, уловленного в циклонах , например турникеты. Между разгонными каналами в камере сгорания 2 устанрвпено заполнительное устройство 13, например электрозажигатель. 42 Рабочий процесс описашюго устройства протекает следующим образом. В разгонные каналы 1 Нодается подлежащая сжиганию газо-воздушная смесь, часть ее вводится непосредственно в разгонные каналы, а часть поступает в них через трубу 4, внутреннее пространство кожуха 3 с газоохлаждаемой набивкой 5 и окна 6. Количество газо-воздушной смеси, поступающей в каналы 1 непосредственно и через кожух 3, регулгфуется заслонками, установленными на каналах 1 и трубе 4 В разгонные каналы 1 по течкам 12 поступает мелкодисперсный твердый материал, ввшолняющий функции промежуточного твердого теплоносителя и катализатора горения. В качестве сыпучего материала могут быть использованы любые мелкодисперсные пористые материалы с каталитической поверхностью, например узкофракшюнированные щамотные шарики размером 2 мм, пропитанные соляк и тяжелых металлов и подвергнутые термической обработке, или кокс, Частицы сыпучего материала циркулируют установки по следующему контуру: разгонные каналы 1, камера сгорания 2, трубопровод 8, циклон 9, течка 11,1разгонные каналы. При своем колебательном движении в зоне соударения потоксзв частиць сьшучего материала способствуют переносу тепла и активных из зоны горения в зону подрадикаловготовки топлива, тем самым Подготавливают топл:г1во к горению и создают условия для полного сжигания бедных смесей. Интенсификации горения способствует также разбитая каталитическая поверхность час-иц, Локрытых пленками тяжелых металлов. Кроме того, частицы сыпучего материала при своей гшркуляшш тепло из зоны горения в зону переносят подготовки топлива и интенсифишфуют подогрев свежей газо-воздушной смеси при ее движении в зону горения по разгот ным трубам за счет теплообмена с отхОдящшуи газами через боковую поверхность разгонных труб. Отходящие из циклонов 9 по патрубкам 10 газы,. охлажденн ыё в связи с рециркуляцией тепла, об/ адают энтальпией и темпера турой, сое тветствующей теплотворной спосо. свежей смеси и ее массовой теплоемкости. Эта температура может быть значительно ниже температуры горения, реализуемой в описан)Бке. в связи с рециркуляцией ной устан топла и использованием его для предварительного подогрева свежей гаэо- . воздушной смеси до ее сжигания. Для первоначальгюго пуска холодной установки желательно использовать более калорийную газо-вочздушную., смесь до разогрева установки до рабочей температуры 12ООС. Эффект1шность изобретения определяется интенсификацией процесса горения, уменьшением выбросов в атмосферу вредных продуктов неполного горения топлива, возможностью сжигания низко:калорийных видов топлив и газо-воздушных смесей с невысокой концентрацией горючих компонентов.

Формула изобретения

1. Способ сжигания топлива путем подачи в зону горения смеси топлива.

Источники информации,

20 принятые по внимание при экспертизе . 1. AsTOicKoe свидетельство СССР М 5О774в, кл. Р23 D 13/12, 1971. 426 воздуха и предварительно подогретхэгх) сьшучего материала, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью интенсификации .процесса горения с одновремен Ь1М ут геньшенкем вредных выбросов, смесь топлива, Воздуха и сьшуч.его материала подают по Крайней мере двумя встречньми сталкивающимися потоками. 2.Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что в качестве сыпучего Материала используют шамоттгыб шарики, пропитанные солями тяжелых металлов, например кобальта 3.Способ по п. 1, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что в качестве йьшучего материала используют твердое органическое топливо, например кокс.