Способ сжигания топлива в кипящем (взвешенном) слое
Использование: промышленность строительных материалов. Сущность изобретения: при сжигании топлива в кипящем (взвешенном ) слое влажного пескообразного материала осуществляют разделение воздуха на две части в соотношении (10-50):(50-90) %, большим объемом организуют кипящий (взвешенный) слой, меньший объем смешивают с газовым топливом, направляют смесь в кипящий (взвешенный) слой, смешивают с ним и одновременно ее сжигают в кипящем (взвешенном) слое при температуре 550 650°С футеровочной поверхности, обращенной к кипящему (взвешенному) слою. 2 ил.
СО!ОЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
„„ Ы „„1778446 А1 (я)5 F 23 С 11/02
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР йсщ „„« ит» „.,„„„
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ияли„",.,"""""
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ6СТВУ
QQ ф о (21) 4898298/06 (22) 02,01,91 (46) 30.11.92. Бюл. ¹ 44 (71) Специальное конструкторское бюро
Главстройпрома (72) Г. И, Гурьянов (56) Мухленов И, П. и др Расчеты аппаратов кипящего слоя. Справочник. Л.; Химия, 1986, с. 199 — 200.
Авторское свидетельство СССР
¹ 974036, кл. F 23 D 3/24, 1981, (54) СПОСОБ СЖИГАНИЯ ТОПЛИВА В КИПЯЩЕМ (ВЗВЕШЕННОМ) СЛОЕ (57) Использование: промышленность строительных материалов. Сущность изобретеИзобретение относится к способу сжигания топлива в кипящем (взвешенном) слое, например влажного термообрабатываемого пескообразного материала. и может быть использовано в промышленности строительных материалов, в металлургической и др.
Известен способ сжигания топлива в кипящем слое, включающий подачу нагретого воздуха до 500 С на организацию кипящего слоя и подачу газа перпендикулярно потоку воздуха (горизонтально) для перемешивания его с ним, Недостатками этого способа являются неодновременное горение по высоте слоя, что способствует неэффективному расходу топлива, и неравномерность температурного поля по сечению кипящего слоя, что затрудняет повышению интенсивности сушки влажного материала в кипящем слое, Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ сжигания топлива в кипящем слое, включающий ния: при сжигании топлива в кипящем (взвешенном) слое влажного пескообразного материала осуществляют разделение воздуха на две части в соотношении (10 — 50):(50 — 90)
%, большим объемом организуют кипящий (взвешенный) слой, меньший объем смешивают с газовым топливом, направляют смесь в кипящий(взвешенный) слой, смешивают с ним и одновременно ее сжигают в кипя щем (взвешен ном) слое при температуре 550-650 С футеровочной поверхности, обращенной к кипящему (взвешенному) слою. 2 ил. разделение воздуха на две части, смешение одной из них с газовым топливом, подачу другой на организацию кипящего слоя и сжигание B нем газовоздушной смеси, Недостатком этого способа является сложность регулирования температурного поля при сжигании газового топлива в кипящем слое влажного материала, так как одновременно испаряющаяся влага от каждой частицы по всему обьему кипящего слоя способствует снижению температуры, а следовательно, возникновению химического недожога и неэффективного расхода топлива, и затруднению повышения интенсивности сушки влажного материала в кипящем слое.
Цель изобретения — повышение устойчивости и равномерности температурного поля и интенсивности сушки, Цель достигается тем, что по способу сжигания. топлива в кипящем (взвешенном) слое влажного пескообразного материала, включающему разделение воздуха на две
1778446 части, смешение одной из них с газовым топливом, подачу другой на организацию кипящего (взвешенного) слоя и сжигание в нем газовоздушной смеси, разделение воздуха производят на объемы в соотношении (10-50):(50-90), большим объемом организуют кипящий (вэвешенный) слой, меньший объем смешивают с газовым топливом, направляют смесь в кипящий (взвешенный) слой, смешивают с ним и одновременно ее сжигают в кипящем (взвешенном) слое при температуре 550 — 650 С футеровочной поверхности, обращенной к кипящему (взвешенному) слою, Температура футеровочной поверхности соответствует температуре воспламенения газового топлива, Кипящий (взвешенный) слой пескообразного материала является отличным стабилизатором пламени от сжигаемой газовоздушной смеси, Тщательному и быстрому перемешиванию газового топлива с воздухом в объеме кипящего (взвешенного) слоя служит введение в него предварительно смешанного газового топлива с меньшей частью разделенного воздуха. В результате обеспечивается равномерность распределения расчетной температуры по всему объему кипящего (взвешенного) слоя.
Устойчивости ее способствует контролируемая температура на футеровочной поверхности, равная 550-650 С и соответствующая температуре воспламенения газового топлива.
На фиг. 1 изображена схема осуществления способа сжигания газового топлива в кипящем (взвешенном) слое влажного пескообразного материала; на фиг. 2 — сечение
А-А на фиг. 1.
Способ осуществляют следующим образом.
Воздух с температурой окружающей среды подают в горелку 1, где он поступает в окна 7 для входа воздуха. Находящаяся на его пути топливная труба 4 способствует его разделению на две части, одна из которой в объеме (10-50) поступает в кольцевой зазор 6 между сплошным элементом обечайки
2 и топливной трубой 4, другая в объеме (50 — 90) поступает в кольцевой зазор 6 между перфорированным элементом обечайки 3 и топливной трубой 4 и вырывается через отверстия 8 в надгорелочное пространство, организуя кипящий слой, Газовое топливо подают в топливную трубу 4, .откуда оно под давлением поступает через сопла 5 в кольцевой зазор 6 между сплошным элементом обечайки 2 и топливной трубой 4 перпендикулярно движению воздуха исмешивается с ним, Газовоздушная смесь
40
50. го материала и одновременно производят
5
30 (ГВС) с большой скоростью вырывается из кольцевого зазора 6 в надгорелочное пространство и смешивается с кипящим (взвешенным) слоем. Происходит тщательное перемешивание газового топлива с воздухом в кипящем (взвешенном) слое. Газовое топливо сжигают в кипящем (вэвешенном) слое так, чтобы температура на футеровочной поверхности 9 поддерживалась в интервале 550 — 650 С, являющимся температурой воспламенения газового топлива, Регулирование температуры на футеровочной поверхности 9 осуществляют с помощью датчиков температуры 10.
Пример 1. Кипящий (взвешенный) слой из гранитного отсева с преимущественным содержанием частиц со средним размером 5 мм и влажностью 8 . Газообразное топливо — метан (природный газ).
Псевдоожижающий агент — воздух. Направленное движение гаэовоздушной смеси и воздуха, выходящих из горелки, под углом
59,6 к ней. Контрольная температура футеровочной поверхности, при которой сжигают газовое топливо в кипящем (взвешенном) слое влажного пескообразного материала — 650 С, Расход воздуха соответствует теоретически необходимому для полного сгорания газового топлива, Подают через окна 7 под топливные трубы 4 горелки 1 воздух с температурой окружающей среды и разделяют его на две части, одну из которых в объеме 10 направляют на смешение с газовым топливом, другую в объеме 90 направляют через отверстия 8 в надгорелочное пространство на органиэацию кипящего (взвешенного) слоя с рабочей скоростью псевдоожижения 3,4 м/с, Одновременно с этим в топливную трубу 4 подают газовое топливо под давлением, которое направляют, пропуская через сопла
5 топливной трубы 4, перпендикулярно движению воздуха объемом 10 и на протяжении пути до выхода из зазора 6 в надгорелочное пространство производят их смешение. Полученную газовоэдушную смесь, вышедшую из горелки, повторно смешивают с воздухом объемом 90 в кипящем (взвешенном) слое влажного пескообразносжигание газового топлива в объеме слоя при контрольной температуре 650 С футеровочной поверхности, обращенной к кипящему (взвешенному) слою.
При этом частицы пескообразного материала со средним размером 5 мм, перемещаемые кипящим (взвешенным) слоем, высушивают и нагревают до 200 С за 3,67 с.
Иэ них на сушку потребовалось 1,53 с, а на нагрев до 200 С вЂ” 2,14 с.
1778446
Принятое соотношение разделенного воздуха 10:90 способе гвует неэффективному сжиганию топлива, так как при предварительном смешении газа с незначительным количеством воздуха и большом объеме псевдоожиженной части воздуха происходит частичное растягивание по высоте слоя несгоревших частиц газа, которые догорают нэд слоем и у поверхности футеровки.
Пример 2. Кипящий (взвешенный) слой из гранитного отсева с преимущественным содержанием частиц со средним размером 5 мм и влажностью 8%. Газообразное топливо — метан (природный газ), Псевдоожи>кающий агент — воздух. Направленное движение газовоздушной смеси и воздуха, выходящих из горелки, под углом о
61 к ней, Контрольная температура футеровочной поверхности, при которой сжигают газовое топливо в кипящем (взвешенном) слое влажного пескообразного материала,—
600 С. Расход воздуха соответствует теоретически необходимому для полного сгорания газового топлива.
Подают через окна 7 под топливные трубы 4 горелки 1 воздух с температурой окружающей среды и разделяют его на две части, одну из которых в обьеме 30% направляют на смешение с газовым топливом, другую в объеме 70 направляют в надгорелочное пространство через отверстия 8 нэ организацию кипящего (взвешенного) слоя с рабочей скоростью псевдоожижения
3,4 м/с, Одновременно с этим в топливную трубу 4 подают газовое топливо под давлением, которое направляют, пропуская через сопло 5 топливной трубы 4, перпендикулярно движению воздуха объемом 30 и на протя>кении пути до выхода из зазора 6 в надгорелочное пространство производят их смешение, Полученную газовоздушную смесь, вышедшую из горелки, повторно смешиваютс воздухом обьемом 70 в кипящем (взвешенном) слое влажного пескообразного материала и одновременно производят сжигание газового топлива в обьеме слоя при контрольной температуре 600 С футеровочной поверхности, обращенной к кипящему (взвешенному) слою.
При этом частицы пескообразного материала со средним размером 5 мм, перемещаемые кипящим (взвешенным) слоем, высушивают и нагревают до 200 С за 4,23 с.
Из них на сушку потребовалось 1,79 с, а на нагрев до 200 С вЂ” 2,49 с.
Принятое соотношение разделенного воздуха 30:70 способствует эффективному полному сжиганию газового топлива в кипящем (взвешенном) слое влажного пескообразного материала, повышению интенсивности сушки, устойчивости и равномерности температурного поля, так как происходит тщательное перемешивание ra5 зового топлива с воздухом, горение полностью завершается в слое.
Пример 3. Кипящий (взвешенный) слой из гранитного отсева с преимущест венным содержанием частиц со средним
10 размером 5 мм и влажностью 8 . Газообразное топливо — метан (природный газ).
Псевдоожижающий агент — воздух. Направленное движение газовоэдушной смеси и воздуха, выходящих из горелки, под углом ,15 62,3 к ней. Контрольная температура футеровочной поверхности, при которой сжигают газовое топливо в кипящем (взвешенном) слое влажного пескообраэного материала, — 550 С, Расход воздуха со20 ответствует теоретически необходимому для полного сгорания газового топлива.
Подают через окна 7 под топливные трубы 4 горелки 1 воздух с температурой окружающей среды и разделяют его на две
25 части, одну из которых в объеме 50/ направляют на смешение с газовым топливом, другую в объеме 50% направляют в надгорелочное пространство через отверстия 8 нэ организацию кипящего (взвешенного)
30 слоя с рабочей скоростью псевдоожижения
3,4 м/с, Одновременно с этим в топливную трубу 4 подают газовое топливо под давлением, которое направляют, пропуская через сопло 5 топливной трубы 4, перпендикуляр35 но движению воздуха объемом 50% и на протяжении пути до выхода из зазора 6 в надгорелочное пространство производят их смешение. Полученную газовоздушную смесь, вышедшую иэ горелки, повторно сме40 шивают с воздухом объемом 50% в кипящем (взвешенном) слое влажного пескообразного материала и одновременно производят сжигание газового топлива в обьеме слоя при контрольной температуре 550 С футе45 ровочной поверхности, обращенной к кипящему (взвешенному) слою.
При этом частицы пескообразного материала со средним размером 5 мм, перемещаемые кипящим (взвешенным) слоем, 50 высушивают и нагревают до 200 С за 4,9 с.
Из них на сушку потребовалось 2,04 с, а на нагрев — до 200 С вЂ” 2,85 с.
П.ринятое соотношение разделенного воздуха 50:50% способствует частичному
55 сгоранию газового топлива непосредственно на выходе из горелки, Этим самь м температура в кипящем (взвешенном) слое снижается, интенсивность сушки понижается по сравнению с данными в примере 2.
Устойчивость и равномерность температур1778446 ду газового топлива и повышению эксплуатационной долговечности применяемого горелочного устройства.
Составитель Г,Гурьянов
Фие. 2 Техред М.Моргентал Корректор С. Юско
Редактор
Заказ 4178 . Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 ного поля в объеме кипящего (взвешенного) слоя понижается, так как сжигание газового топлива в объеме слоя происходит локальными участками из-за частичного смешения продуктов сгорания с газовоздушной смесью с объемом другой части воздуха 50 в кипящем (взвешенном) слое влажного пескообразного материала. От увеличения подачи части воздуха свыше 50 на предварительное смешение его с газовым топливом в горелке температура в пригорелочной зоне под кипящим (взвешенным) слоем становится выше, чем в слое, что способствует снижению эксплуатационной долговечности горелки, Предложенный способ сжигания топлива в кипящем (взвешенном) слое влажного пескообразного материала обеспечивает повышение устойчивости и равномерности температурного поля и интенсивности сушки, а также способствует эффектному расхо5 Формула изобретения
Способ сжигания топлива в кипящем (взвешенном) слое гранул материала, включающий разделение воздуха на две части, одну из которых смешивают с газовым топ10 ливом с образованием газовоздушной смеси, а другую подают на ожижение материала слоя, в котором сжигают упомянутую газовоздушную смесь, отличающийся1ем, что, с целью повышения устойчивости и рав15 номерности температурного поля и интенсивности сушки, процентное соотношение частей воздуха составляет 10-50:50-90, с газовым топливом смешивают меньшую часть воздуха, при этом температуру над
20 кипящим слоем поддерживают в диапазоне
550-650 С.