Способ сжигания природного газа в высокотемпературной промышленной печи

 

Изобретение относится к технике сжигания природного газа или его смесей (газовоздушная смесь) в промышленных печах, преимущественно туннельных, применяемых для обжига изделий в огнеупорной, строительной и металлургической отраслях промышленности. Способ сжигания природного газа позволяет достигнуть в рабочем печном канале технологической температуры 1760-1800oC, что дает возможность подвергнуть обжигу цирконистые изделия. Цель изобретения - достижение высокой калориметрической температуры сгорания природного газа tk= 2000-2250oC и создание окислительной среды в печном канале. Достижение высокой калориметрической температуры tk=2000-2250oC происходит при сгорании газовоздушной смеси в топочном объеме в среде горячего вторичного воздуха с температурой 750-800oC, причем горячий вторичный воздух подается в количестве 4-4,5 м3 на каждые 3,41104 кДж тепла топлива при отношении скорости газовоздушной смеси к скорости струи горячего вторичного воздуха 4,5-5. Окислительная среда создается за счет оптимального соотношения компонентов (газ, первичный воздух, вторичный горячий воздух) и режима ведения процесса горения природного газа, обеспечивающего полноту его сгорания. Положительный эффект достигается за счет высокой технологической температуры (1760-1800oC) в рабочем канале печи (обязательное условие при обжиге цирконистых изделий) и создания окислительной среды в печи, сводящей к минимуму выброс CO в атмосферу. 1 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к технике сжигания природного газа или его смесей с другими газами (газовоздушная смесь) в промышленных печах, преимущественно туннельных, применяемых для обжига изделий в огнеупорной, строительной и металлургической отраслях промышленности.

Известен способ отопления конвейерной печи [1] включающий подачу топлива, сжигание его в выносных топках в среде рециркулята и подачу смеси продуктов горения рециркулята с температурой 680-750oC в рабочую камеру, причем рециркулят предварительно смешивают с топливом в количестве 0,5-7,5 м3 на каждые 4,18104 кДж тепла топлива и сжигают топливорециркуляционную смесь в среде рециркулята. Однако для организации этого способа отопления необходимы значительные энергозатраты и наличие сложной системы регулирования процесса подготовки горючей смеси. Наличие в среде рециркулята, обедненного кислородом, не позволяет достичь полного выгорания углеводородов топлива.

Наиболее близким по существу изобретения к предлагаемому способу является способ сжигания топлива в промышленной печи, включающий подачу в топочный объем внутри струи топлива струи сжатого воздуха при отношении скорости струи топлива к скорости струи сжатого воздуха 0,02-0,4, причем изменение скорости струи сжатого воздуха проводят при постоянном его расходе [2] Этим способом нельзя получить высокую температуру (1800oC) в обжиговом канале печи при сжигании природного газа и полного сгорания углеводородов из-за подмешивания подогретого воздуха, а не горячего с температурой 750-800oC. Сжатый воздух внутри струи природного газа при давлении 0,5 МПа не дает возможности организовать беспламенное горение природного газа, а наличие факела будет неприемлемым условием для реализации заявленной цели предложенного изобретения.

Цель изобретения получение высокой калориметрической температуры сгорания природного газа tk=2000-2250oC и создание окислительной среды в рабочем печном канале.

Поставленная цель достигается по предложенному способу сжигания природного газа в высокотемпературной печи, включающему подачу в топочный объем внутри струи топлива струи сжатого воздуха и подмешивание к газовоздушной смеси горячего вторичного воздуха с температурой 750-800oC, подаваемого в количестве 4-4,5 м3 на каждые 3,41104 кДж тепла топлива при отношении скорости газовоздушной смеси к скорости струи вторичного горячего воздуха 4,5-5.

Указанный технический результат достигается за счет оптимального подбора соотношения скоростей подачи исходных компонентов (газ, первичный воздух, вторичный горячий воздух) и подмешивания вторичного горячего воздуха с температурой 750-800oC при строгом нормированном использовании кинетической части 3,41104 кДж внутренней энергии топлива на 4-4,5 м3 вторичного горячего воздуха, подмешиваемого в пространстве топочного объема между выходом центрального канала горелочного устройства и трубой Вентури, связанной через амбразуру топочного объема с рабочим печным каналом.

Пример реализации способа.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

Печь отапливается природным газом с теплотой сгорания 3,41104 кДж/м3. Расход газа на печь 120-150 м3/час (на одну горелку - 6-9 м3/час). Технологическая температура в печном канале 1760-1800oC, производительность при обжиге цирконистых изделий 800 т/год.

В рабочий печной канал туннельной печи, в котором обжигаются огнеупорные изделия, в частности цирконистые, через амбразуру топочного объема подаются раскаленные продукты сгорания природного газа. Для организации оптимального режима горения природного газа в смеситель горелочного устройства под давлением 4 КПа подают природный газ. Первичный воздух под давлением 1 КПа, идущий внутри струи топлива (при отношении скорости струи топлива к скорости струи сжатого воздуха равного 2-2,5) по центральному каналу горелки, смешивается с природным газом. Газовоздушная смесь с высокой скоростью (38-40 м/с) выбрасывается в топочный объем и сгорает в среде горячего вторичного воздуха (750-800oC), поступающего через каналы внутри футеровки стен рабочего печного канала за счет инжекции, создаваемой газовоздушной струей в топочном объеме.

Способ, предложенный авторами, позволяет достигнуть в рабочем печном канале печи высокой температуры (1800oC), которая позволяет обжигать цирконистые изделия при окислительной среде и свести к минимуму выброс CO в атмосферу.

Формула изобретения

1. Способ сжигания природного газа в высокотемпературной промышленной печи, включающий подачу в топочный объем внутри струи топлива струи сжатого воздуха, отличающийся тем, что к газовоздушной смеси в топочный объем подмешивается горячий вторичный воздух с температурой 750 800oС, подаваемый в количестве 4,0 4,5 м3 на каждые 3,41104 кДж тепла топлива.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что отношение скорости газовоздушной смеси к скорости струи вторичного горячего воздуха составляет 4,5 5,0.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области подготовки сырья в черной и цветной металлургии, в строительной промышленности, а именно к устройству вращающихся сушильных барабанов

Изобретение относится к производству сырья в черной металлургии

Изобретение относится к устройствам для сжигания топлива, использующимся во вращающихся печах для производства цемента , керамзита и других материалов Топливосжигающее устройство содержит корпус 2 с сопловым насадком 1 и топливоподающий трубопровод 4

Изобретение относится к подготовке железорудного сырья, стройматериалов, других мелкозернистых кусковых материалов , в частности к устройствам для сжигания газообразного топлива преимущественно при отоплении вращающейся печи

Изобретение относится к устройствам для обжига материалов во вращающихся печах

Изобретение относится к печам для проведения реакций при высоких температурах
Изобретение относится к технике сжигания природного газа или его смесей с другими газами (газовоздушная смесь) в промышленных печах, применяемых для обжига изделий в огнеупорной, строительной и металлургической промышленности

Изобретение относится к производству строительных материалов, а именно к производству цементов, извести

Изобретение относится к устройствам для термообработки материалов, не допускающих контакта с теплоносителем, и может быть использовано в химическом машиностроении для получения катализаторов

Изобретение относится к конструкциям вращающихся печей, в частности к узлам для сжигания топлива

Изобретение относится к способу активирования угольных частиц в вертикальной осесимметричной кольцевой камере путем порционной загрузки надподового участка предварительно фракционированными по размеру частицами, нагрева, вывода влаги и летучих веществ, а также охлаждения при организованном подъемно-опускном кольцевом циркуляционном движении частиц нагретыми и охлажденными дымовыми газами и паром, вводимыми со стороны потолочного перекрытия осевыми вертикально-опускными потоками, отводом в процессе активирования и сбросом в топку теплопроизводящей установки газообразных продуктов активирования, порционной выгрузки активированных охлажденных частиц из надподового участка, характеризующемуся тем, что циркуляцию частиц в подъемно-опускном кольцевом потоке организуют вводимыми в кольцевую камеру осевыми вертикально-опускными потоками вначале нагретых дымовых газов, затем смеси нагретых дымовых газов и пара, по окончании охлажденных дымовых газов, при этом объем загружаемых порций угольных частиц составляет Vу=(0,1-0,7)Vк объема кольцевой камеры, м3, скорость среды в подъемной ветви циркулирующего кольцевого потока равна wп=(0,1-0,6)w0 скорости осевого вертикально-опускного потока дымовых газов и пара, м/с, а долю кислорода во вводимых осевых вертикально-опускных потоках поддерживают на уровне O2=(0,04-0,16). Достигается максимальное удаление летучих веществ из частиц угля при минимальном обгорании коксового остатка, обеспечивается максимальная сорбционная активность выпускаемого продукта. 6 ил.

Изобретение относится к способу сжигания основного и вспомогательного топлив в пламенной печи, к устройству для введения жидкого кислорода в пламенную печь и к пламенной печи. Способ включает введение основного топлива и основного окислителя в пламенную печь с образованием основной зоны сгорания, в которой основное топливо сгорает с основным окислителем, инжекцию жидкого кислорода в пламенную печь в качестве вспомогательного окислителя с образованием отдельной вспомогательной зоны для вспомогательного окислителя вместе со вспомогательным топливом. Раскрыты устройство для подачи введения жидкого кислорода в пламенную печь и пламенная печь. Обеспечивается возможность полного сгорания в печи вспомогательного топлива, имеющего значительно меньшую теплотворную способность, чем основное топливо, с получением продукта улучшенного качества. 4 н. и 11 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх