CZ309654B6 - Recirkulační okruh spalovacího zařízení pro spalování směsi zemního plynu a vodíku - Google Patents
Recirkulační okruh spalovacího zařízení pro spalování směsi zemního plynu a vodíku Download PDFInfo
- Publication number
- CZ309654B6 CZ309654B6 CZ2022-384A CZ2022384A CZ309654B6 CZ 309654 B6 CZ309654 B6 CZ 309654B6 CZ 2022384 A CZ2022384 A CZ 2022384A CZ 309654 B6 CZ309654 B6 CZ 309654B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- burning
- flue gas
- combustion
- supply
- recirculation circuit
- Prior art date
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 30
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 20
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 16
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 16
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 title claims abstract description 15
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 title claims abstract description 10
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title description 9
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 claims abstract description 29
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 9
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims abstract description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 claims abstract 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 6
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 4
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 2
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005431 greenhouse gas Substances 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C9/00—Combustion apparatus characterised by arrangements for returning combustion products or flue gases to the combustion chamber
- F23C9/06—Combustion apparatus characterised by arrangements for returning combustion products or flue gases to the combustion chamber for completing combustion
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N5/00—Systems for controlling combustion
- F23N5/02—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N5/00—Systems for controlling combustion
- F23N5/18—Systems for controlling combustion using detectors sensitive to rate of flow of air or fuel
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D1/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
- F28D1/02—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Feeding And Controlling Fuel (AREA)
Abstract
Recirkulační okruh spalovacího zařízení pro spalování směsi zemního plynu a vodíku, kde spalovací zařízení obsahuje přívodní komoru (2) pro přívod této palivové směsi, propojenou se spalovací komorou (1) pro spalování této palivové směsi, propojenou s komínem (3) určeným pro výfuk spalin vzniklých při hoření ve spalovací komoře (1), přičemž tento recirkulační okruh obsahuje vodní chladič (4), jehož přívod je vyveden z komínu (3) a vývod je přes regulační ventil (5) a měřidlo (6) množství spalin vyveden na přívod vzduchu přívodní komory (2); a dále regulační člen (7), jenž je propojen s měřidlem (6) množství spalin, s měřidlem (8) teploty spalin a s regulačním ventilem (5).
Description
Recirkulační okruh spalovacího zařízení pro spalování směsi zemního plynu a vodíku
Oblast techniky
Vynález se týká recirkulačního okruhu spalovacího zařízení pro spalování směsi zemního plynu a vodíku.
Dosavadní stav techniky
Při spalování fosilních paliv vznikají škodlivé emise způsobené přítomností řady spalitelných i nespalitelných prvků, jako jsou C, S, N, O, H, Cl, F, V, tvořících organickou hmotu paliva. Negativní skutečností spalování fosilních paliv je vždy emise CO2, což je skleníkový plyn podílející se na zvyšování teploty atmosféry. K redukci emisí se v současné době využívá recirkulace spalin, viz spis CN 207006122 U, což je však řešeno pouze za účelem snížení NOx.
Ekologičtější variantou je spalování vodíku, kdy dochází k emisi oxidů dusíku pouze fixací atomárního kyslíku se vzdušným dusíkem a vodní parou. Palivové oxidy dusíku a promptní oxidy dusíku, vznikající reakcí zbytku uhlovodíkových molekul se vzdušným dusíkem se ve formě plamene při spalování vodíku nevyskytují, což má příznivý vliv na emisní úroveň snížením koncentrace termických oxidů dusíku vznikajících Zeldovičovým mechanismem.
Nevýhodou však je, že pro bezpečné spalování vodíku je třeba regulovat teplotu ve spalovací komoře, tedy jeho hoření, jinak by mohlo dojít ke zničení celého zařízení. Vzhledem k tomu, že se spalování vodíku v současnosti nepoužívá, nebyl tento problém dosud řešen.
Cílem vynálezu je představit takové zařízení, které by výše uvedené nevýhody stavu techniky odstranilo.
Podstata vynálezu
Výše zmíněné nedostatky odstraňuje do značné míry recirkulační okruh spalovacího zařízení pro spalování směsi zemního plynu a vodíku, kde spalovací zařízení obsahuje přívodní komoru pro přívod této palivové směsi, propojenou se spalovací komorou pro spalování této palivové směsi, propojenou s komínem určeným pro výfuk spalin vzniklých při hoření ve spalovací komoře, jehož podstata spočívá v tom, že recirkulační okruh obsahuje vodní chladič, jehož přívod je vyveden z komínu a vývod je přes regulační ventil a měřidlo množství spalin vyveden na přívod vzduchu přívodní komory, a dále obsahuje regulační člen, jenž je propojen s měřidlem množství spalin, s měřidlem teploty spalin a s regulačním ventilem.
Objasnění výkresu
Vynález bude dále přiblížen pomocí obrázku obr. 1, který představuje blokové schéma spalovacího zařízení pro spalování směsi zemního plynu a vodíku s recirkulačním okruhem dle vynálezu.
Příklad uskutečnění vynálezu
Recirkulační okruh spalovacího zařízení pro spalování směsi zemního plynu a vodíku podle vynálezu je představen na obr. 1. Spalovací zařízení zde obsahuje spalovací komoru 1, do niž je palivo a vzduch přiváděn přes přívodní komoru 2, a spaliny jsou ze spalovací komory 1 odváděny komínem 3.
- 1 CZ 309654 B6
Recirkulační okruh podle vynálezu obsahuje vodní chladič 4, jehož přívod je vyveden z komínu 3 a vývod je přes regulační ventil 5 a měřidlo 6 množství spalin vyveden do přívodu vzduchu přívodní komory 2.
Recirkulační okruh dále obsahuje regulační člen 7, jež na základě měření teploty spalin vystupujících ze spalovací komory 1, měřených měřidlem 8 teploty spalin, ovládá otevření regulačního ventilu 5, například prostřednictvím elektromotoru 9, a reguluje tak množství jim procházejících spalin.
Vodním chladičem 4 je zařízení, ve kterém jsou spaliny určené k recirkulaci proudící v primární větvi, ochlazovány proudící chladicí vodou v sekundární větvi. Chladicí voda tedy proudí uvnitř trubek, které jsou obtékány spalinami určenými k recirkulaci. Důvodem chlazení je zajistit takovou teplotu spalin, aby jejich množství bylo možno měřit a regulovat. Tou je teplota nižší než 100 °C.
Regulačním ventilem 5 je zařízení, které reguluje množství protékajících spalin určených k recirkulaci a vstupujících do přívodní komory 2, a zajišťuje tak přesný poměr čistého vzduchu a vzduchu recirkulačního.
Měřidlem 6 množství spalin je objemové měřidlo analyzující protékající množství spalin určených k recirkulaci. Naměřená hodnota je odesílána do regulačního členu 7, jež tímto měřením zjišťuje množství spalin procházejících ventilem 5.
Vynález se týká rovněž spalovacího zařízení pro spalování směsi zemního plynu a vodíku, obsahujícího recirkulační okruh podle vynálezu.
Principem funkce představeného recirkulačního okruhu podle vynálezu je, že spaliny odebírané z komínu 3 jsou průchodem vodním chladičem 4 vychlazeny na předem stanovenou hodnotu cca 100 °C a přiváděny na přívod vzduchu přívodní komory 2. Na základě teploty spalin měřené regulačním členem 7 na výstupu ze spalovací komory 1 je regulačním ventilem 5 množství recirkulačních spalin regulováno, čímž dochází k regulaci objemu přiváděného kyslíku, a tedy i k následné změně teploty spalin.
Výhoda tohoto řešení spočívá v tom, že je jim možno regulovat výši teploty plamene bez zhoršení emisí spalování.
Použití představeného zařízení je výhodné při spalování vodíku, a směsi vodíku se zemním plynem v hořácích kotlů, z důvodu dosažení podstatného snížení produkce emisí NOx.
Claims (3)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Recirkulační okruh spalovacího zařízení pro spalování směsi zemního plynu a vodíku, přičemž spalovací zařízení obsahuje přívodní komoru (2) pro přívod této palivové směsi, propojenou se
- 5 spalovací komorou (1) pro spalování této palivové směsi, propojenou s komínem (3) určeným pro výfuk spalin vzniklých při hoření ve spalovací komoře (1), vyznačující se tím, že recirkulační okruh obsahuje:- vodní chladič (4), jehož přívod je vyveden z komínu (3) a vývod je přes regulační ventil (5) a měřidlo (6) množství spalin vyveden na přívod vzduchu přívodní komory (2); a dále
- 10 - regulační člen (7), jenž je propojen s měřidlem (6) množství spalin, s měřidlem (8) teploty spalin a s regulačním ventilem (5).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2022-384A CZ2022384A3 (cs) | 2022-09-08 | 2022-09-08 | Recirkulační okruh spalovacího zařízení pro spalování směsi zemního plynu a vodíku |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2022-384A CZ2022384A3 (cs) | 2022-09-08 | 2022-09-08 | Recirkulační okruh spalovacího zařízení pro spalování směsi zemního plynu a vodíku |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ309654B6 true CZ309654B6 (cs) | 2023-06-14 |
| CZ2022384A3 CZ2022384A3 (cs) | 2023-06-14 |
Family
ID=86693815
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2022-384A CZ2022384A3 (cs) | 2022-09-08 | 2022-09-08 | Recirkulační okruh spalovacího zařízení pro spalování směsi zemního plynu a vodíku |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ2022384A3 (cs) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0497418A1 (de) * | 1991-02-01 | 1992-08-05 | METALLGESELLSCHAFT Aktiengesellschaft | Verfahren zum Verbrennen von Kohle in der zirkulierenden Wirbelschicht |
| KR20130111634A (ko) * | 2006-03-31 | 2013-10-10 | 웨스트포트 파워 인코포레이티드 | 수소 및 메탄을 내연엔진의 연료로 사용하는 방법 및 장치 |
| CN207006122U (zh) * | 2017-06-19 | 2018-02-13 | 唐山金沙燃烧热能股份有限公司 | 低氮燃气燃烧器 |
-
2022
- 2022-09-08 CZ CZ2022-384A patent/CZ2022384A3/cs unknown
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0497418A1 (de) * | 1991-02-01 | 1992-08-05 | METALLGESELLSCHAFT Aktiengesellschaft | Verfahren zum Verbrennen von Kohle in der zirkulierenden Wirbelschicht |
| KR20130111634A (ko) * | 2006-03-31 | 2013-10-10 | 웨스트포트 파워 인코포레이티드 | 수소 및 메탄을 내연엔진의 연료로 사용하는 방법 및 장치 |
| CN207006122U (zh) * | 2017-06-19 | 2018-02-13 | 唐山金沙燃烧热能股份有限公司 | 低氮燃气燃烧器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ2022384A3 (cs) | 2023-06-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Mayrhofer et al. | Assessment of natural gas/hydrogen blends as an alternative fuel for industrial heat treatment furnaces | |
| CN101336351B (zh) | 氧燃烧锅炉的燃烧控制方法和装置 | |
| JP5138028B2 (ja) | 酸素燃焼ボイラの酸素供給制御方法及び装置 | |
| Liu et al. | Bituminous coal deep regulated ultra-low NOx flameless combustion with fluidized self-preheating fuel: A 2 MWth experimental study | |
| CN210069842U (zh) | 一种燃气锅炉低氮燃烧控制装置 | |
| CN111589316B (zh) | 一种高效家用燃气实时掺氢与热值测量系统 | |
| CN105674257A (zh) | 一种两级可调的水蒸汽等离子体旋流燃烧器 | |
| CZ309654B6 (cs) | Recirkulační okruh spalovacího zařízení pro spalování směsi zemního plynu a vodíku | |
| CZ36754U1 (cs) | Recirkulační okruh spalovacího zařízení pro spalování směsi zemního plynu a vodíku | |
| Zhao et al. | Comprehensive pollutant emission prediction models from hydrogen-enriched methane combustion in a gas-fired boiler based on box-behnken design method | |
| Kalicka et al. | The Effect of Combustion of Natural Gas With 21–29% O2/CO2/N2Mixtures on Emission of Carbon Monoxide | |
| CN204923923U (zh) | 一种实现加热炉超低氮氧化物排放的装置 | |
| Yu et al. | Prediction of MILD Combustion Characteristics and NOx Formation for Ammonia Conversion and Flue Gas Recirculation | |
| Zhang et al. | Experimental study on the effects of co-firing mode and air staging on the ultra-low load combustion assisted by water electrolysis gas (HHO) in a pulverized coal furnace | |
| Di Nardo et al. | New-concept gas turbine burner simulation in moderate Intense low-oxygen combustion regime | |
| JP2005264730A (ja) | バイオマスガス燃焼ガスエンジン装置 | |
| CN116045274B (zh) | 一种煤混氨掺烧的无焰燃烧装置 | |
| RU2366860C1 (ru) | Способ сжигания газа, снижающий концентрацию вредных выбросов оксидов nox и монооксида углерода co до минимального значения, и устройство для его реализации | |
| RU182248U1 (ru) | Паровой котел | |
| RU93890U1 (ru) | Устройство для приготовления топливной смеси | |
| Biebl et al. | A Comprehensive Study of Non-Premixed Combustion of Ammonia and its Blends: Challenges and Solutions for Flame Stability and Emission Reduction | |
| EA030025B1 (ru) | Способ работы котельного агрегата и котельный агрегат | |
| PL438249A1 (pl) | Układ recyrkulacji spalin dla kotłów grzewczych małej mocy na paliwa stałe | |
| RU2296267C2 (ru) | Способ сжигания углеводородного топлива и устройство для его реализации | |
| Amez et al. | CAN BIOGAS CONTRIBUTE TO PURE HYDROGEN COMBUSTION? |