Способ сжигания газа

 

% 3

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 23.04 7 6(21) 2353234/22-02 с присоединением ваянии №

Союз Советских

Социалистических

Республик (ll) 603671

2 (5l) М. Кл.

С 21 С 5/48

Гасударственный номитет

Соввтв Министров СССР по делом изобретений и открытий (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.04.78.Бюллетень ¹1 5 (45) Дата опубликования описания 04 04 78 (53) УДК 669.184.14 (088.8) (72) Автор изобретЕния

В. В. Приймачек (71) Заявитель

Ордена Ленина .и Трудового Красного Знамени институт электросварки им. Е. О. Патона АН Украинской CCP (54) СПОСОБ СЖИГАНИЯ ГАЗА (2) М

Изобретение относится к области металлургии, точнее к способам сжигания, главным образом, природного газа в смеси с кислородом и предназначено для нагрева расплавов шлака и металла, В металлургии для нагрева расплавов шлака и металла используют горючие газы, сжигаемые в окислителе. При этом газо-воздушную смесь сжигают в камере сжигания с последующим выходом продуктов сгорания в рабочее пространство печи, а газо-кислородную смесь получают и сжигают либо на выходе из сопл, либо внутри сопл (1) Недостатком известных способов сжигания горючего газа в смеси с кислородом и с использованием внутрисоплового перемешивания горючей смеси является получение на выходе из горелки горящей горючей смеси, не продуктов сгорания, Сжигание же горючего газа в смеси с кислородом внутри камеры смещения трудно достижимо из-за низкой стойкости стенок камеры смешения (камеры сжигания). 25

Известен также способ сжигания горючего газа, при котором в камеру сжигания через пористую ее стенку, выполненную, например из шамота, поступает предварительно смешанная газо-воздушная смесь, Проходя через пористую стенку камеры сжигания, газо-воздушная смесь охлаждает ее, а сама нагревается до высокой температуры и затем внутри камеры сгорает (41.

Недостатком сжигания горючего газа по этому способу является невозможность получения температуры продуктов сгорания о выше 1700 С без разрушения (расплавления) стенки камеры сжигания. При повышении температуры продуктов сгорания (при сжигании, например, газо-кислородной смеси, температура может быть 2700 С) возрастает температура внутренней поверхности камеры сжигания, нагреваемой теплом сгоран>щего топлива и излучением факела, н разрушается пористая стенка, Поры заплавляются, пропускная способность их уменьшается, охлаждающее действие газо-воздушной смеси падает и т,д, При температуре продуктов сгорания 1700 С применение известного

60367 1 способа (4) может обеспечить температу. ру внутренней стороны пористой стенки као меры сжигания 1000 С, При более высоких температурах в камере шамотная стенка расплавляется, Другим серьезным недостатком известного способа является наличие в газовой смеси, используемой для охлаждения пористой стенки, окислителя — воздуха, Этот окислитель взаимодействует с материалом стенки, Поэтому невозмо>кно выполнить стенки иэ тугоплавкой металлокерамики при реализации этого способа.

Цель изобретения — повышение температуры продуктов сгорания и увеличепие ресурс ов ра боты горелки.

Это достигается тем, что 10-90% газа подают в камеру сжигания через ее пористые стенки, а остальное количество - вокруг осевого потока кислорода, подводимого в ка-yg меру сжигания кислорода.

Высокая температура продуктов сгорания горючего газа достигается при использовании в качестве окислителя кислорода, Можно сжигать горючий гаэ и в смеси с возду- 2S хом; при этом температура продуктов сгорания снижается, стойкость камеры сжигания возрастает, При подаче в камеру сжигания через ее пористые стенки горючего газа (а не горючей смеси) становится возможным вы- щ полнить эти стенки из пористой металлокерамики, способной выдерживать значительные температурные воздействия.

При этом охлаждающии пористую стенку

35 просачивающийся 1 сквозь нее горючий газ смешивается с подводимым по кольцевому каналу горелки остальным количеством газа и встречается с кислородом в камере сжигания. Образовывается факел в виде конуса, 40 потому что смешивание горючего газа с окислителем улучшается по мере продвижения горючей смеси к выходу иэ камеры сжигания„ Этот конус пламени не соприкасается

45 с боковой стенкой камеры сжигания, а оттесняется от нее потоком газа, идущим от стенки, и потоком, истекающим из кольцевого канала, Этим исключается излишний перегрев пористой стенки и ее окисление.

На чертеже изображена горелка, в которой осуществляется способ сжигания горючего газа.

Она имеет камеру сжигания с боковыми

55 стенками 1, выполненными из огнеупорного материала, Каналы 2 и 3 служат для подвода и отвода воды, охлаждающей горелку, через каналы 4 и 5 подводится горючий гаэ, по каналу 6 — кислород. Горючая смесь образуется и сгорает в камере сжигания 7, Способ сжигания горючего газа осущес> вляется следующим образом, Вначале включают водяное охлаждение горелки, Затем, не опуская горелку в расплав, по кольцевому каналу 4 подают в камеру сжигания 7 малое количество газа и поджигают его, После этого выпускают по центральному каналу 6 немного кислорода и добиваются "посадки" пламени внутрь камеры сжигания, Потом по каналу 5 подают газ, попадающий в камеру сжигания 7 через пористый огнеупорный материал боковых боковых стенок 1, служащий их охлвдителем и одновременно компонентом горючей смеси, После достижения устойчивого горения горючей смеси в камере сжигания 7 устанавливают расход горючего газа через боковые стенки 1 камеры сжигания 7 в количестве

10/о от всего подаваемого в камеру сжигания горючего газа, и горелку опускают в расплав. Затем поднимают расходы горючего газа и кислорода соответственно через каналы 4,6 и 6, увеличивая при этом постепенно, по мере возрастания тепловой мощности горелки, соотношение количеств горючего газа, подаваемого через пористую стенку 1 камеры сжигания s по каналу 4, Подача горючего газа в количестве менее

10о через пористую стенку камеры сжигания не приводит к эффективному охлаждению огнеупорного материала.

При рабочих расходах природного газа и кислорода 100 м /час и 200 м /час, 3 соответственно при внутреннем диаметре

110 мм и длине 160 мм камеры сжигания, выполненной из пористого вольфрама, развивается температура стенки камеры сжигао ния 1700 С, При выполнении условия подачи через пористую стенку камеры сжигания

10-90% природного газа от всего количества природного газа, подаваемого в горелку, она может работать в течение длительного времени беэ прогара стенки камеры.

Использование охлаждения пористой стенки камеры сжигания горючим газом, а не газо-окислительной горючей смесью, позволяет в качестве окислителя применять кислород, а в качестве пористого огнеупорного материала стенки-пористые металлы с высокой температурой. плавления, В результате появляется воэможность продувать расплавы высокотемпературными продуктами сгорания топлива, Ресурс работы г орел очн ых устройств значительно возрастает. В качестве охлаждающего пористую стенку камеры сжигания агента, одновременно служа« щего компонентом горючей смеси, можно использовать не только гаэ, но и горючие жидкости, например, бензин.

603671

Составитель Б. Иванов

Редактор Н. Разумова Техред 3. фанта

Корректор А. Кравченко

Заказ 2О08/23 Тираж 716 Подписное

БНИИПИ государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, K-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент г. Ужгород, ул, Проектная, 4

Формула изобретения

Способ сжигания газа, включающий подачу его через пористые стенки камеры сжигания горелки и ввод кислорода, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью новь щения температуры продуктов сгорания и увеличения ресурсов работы горелки, 10-90% газа подают в камеру сжигания через ее пористые стенки, а остальное количество— вокруг осевого потока кислорода, подводимого в камеру сжигания горелки, 6

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1, Авторское свидетельство Ко 305318, кл, С 21 С 5/48, 1969, 2. Авторское свидетельство N 354221, кл. Р 23 2. 13/22, 1970, Э, Авторское свидетельство ¹ 407954, кл, С 21 С 5/48, 1972.

4. Информационное письмо No 218 Института газа AH УССР, изд. "Наукова думка",, г. Киев, 1972,