FI65853C - Braennare - Google Patents

Description

2 65853 OH, jne.)* ee on erittäin riippuvainen lämpötilasta, ja tästä syystä siis terminen NO ; Λ - polttoaine-NO^:n muodostus, joka tapahtuu polttoaineeseen sitoutuneiden typpiyhdisteiden hapettumisen johdosta. Pyrolyysin aikana muodostuu näistä typpiyhdisteistä typpi-hiili- ja typpi-vetyradikaaleja (CH, HCN, NH jne.), jotka, koska ne ovat reaktiokykyisiä molekyylisen hapen kanssa, hapettuvat jo suhteellisen alhaisissa lämpötiloissa hapen läsnäollessa N0^:ksi.

Termisen NO^-muodostuksen väheneminen saadaan aikaan tästä syystä ennen kaikkea alentamalla palamislämpötilaa ja lyhentämällä pitoalkoja korkeissa lämpötiloissa. Koska poltettaessa polttoaineita, joissa on sitoutunutta typpeä, kuitenkin suuri osa koko NO^-muodostuksesta syntyy poIttoaine-NO^-reaktion avulla, eivät tällaisten polttoaineiden kohdalla mainitut toimenpiteet ole riittäviä joissakin maissa jo nyt olemassa olevan päästöohjearvon saavuttamiseksi. Tätä varten on tarpeellista pelkistää typpiyhdisteet vielä pyrolyysin aikana hapen poissolleesa molekyyliseksi typeksi (^). Tutkimukset ovat osoittaneet, että nämä pelkistysreaktiot molekyyliseksi typeksi tapahtuvat esim. silloin, kun polttoaineet poltetaan alistökiometrisissä olosuhteissa, so. vähäisemmäl-lä happi- tai ilmalisäyksellä kuin täydelliseen palamiseen tarvitaan. Optimaalisten tulosten aikaansaamiseksi on primääristä palamisvyöhykettä varten valittava reunaolosuhteista (esim. tulltilan seinämälämpötllasta) riippuen ilma-suhde, joka on 0,9-0,5. Joka tapauksessa alistökiometrisellä primäärivyöhyk-keellä syntyvät reaktiotuotteet täytyy jälkipolttaa, jotta saavutettaisiin polttoaineen hiilivety-yhdisteiden täydellinen palaminen.

Tutkimukset ovat osoittaneet, että tällaisella kaksivalhepoltolla voidaan sekä polttoaine-NOx-muodostusta - poistamalla samanaikaisesti lämpöä alistökiometri-seltä alueelta - että myös termistä NO^-muodostusta vähentää huomattavasti. Kokeissa on saavutettu kaksivalhepoltolla jopa n. 70 %:n aleneminen NOx~päästö-arvossa suhteessa valheettomaan polttoon.

Kokeilla on osoitettu, että käytettäessä polttimla lähi- tai alistökiometrisellä alueella polttoaineen NO :n muodostusta on voitu selvästi vähentää. Epä- Λ täydellisen palamisen aiheuttamien häviöiden ja haitallisten aineiden (CO, hiilivedyt ja hiukkaset) muiden päästöjen lisääntymisen välttämiseksi on pol-tinten alistöklometrlsen käytön yhteydessä puhallettava näiden yläpuolelta tulitilaan lisäilmaa. Tämän käyttötavan haittana on se, että tulitilan alistö- kiometrlsesti käytetyssä alemmassa osassa voi putkiseinämissä esiintyä kuonan muodostumista ja korroosiota. Tällöin laitteen käyttövarmuus vaarantuu.

3 65853 Öljypoltin, jonka liekissä muodostuu alistökiometrinen palamisvyöhyke ja siitä alaspäin sekundäärinen palamisvyöhyke, johon voidaan johtaa ensimmäinen, saman-keskisesti ympäröivä ilmavirta, jotta palaminen voidaan tehdä täydellisemmäksi, esitetään US-patenttijulkaisussa 4 023 921. N0^:n väheneminen saadaan tällä polttimella aikaan huomattavalta osin syöttämällä ylimääräistä kylmää savukaasua prlmääripalamisvyöhykkeelle.

Yhdessä tunnetussa hlilipölynpolttimessa (DE-hyödyllisyysmalli 1 868 003) johdetaan pääilmakanavasta haarautuva vaipanmuotoinen sekundaari-ilmavirta kahden toistensa vieressä sijaitsevan putken kautta, jotka on järjestetty rengasmaisesti ja jotka ovat ohjattavissa erikseen läpän avulla esim. sisemmän ja siten välittömästi pölysulhkun vieressä olevan sekundäärl-ilmavirran laskemiseksi ulos alhaisemmalla nopeudella ja ulomman sekundäärl-ilmavirran laskemiseksi ulos suuremmalla nopeudella. Tämän järjestelyn haittana on se, että liekki pitenee, mikä vaatii suuremman tulitilan, ja että kuormituksesta riippuvan sekundääri-ilman vähenemisen yhteydessä sekundääri-ilman nopeus laskee pöly-ilman nopeuden alapuolelle, minkä johdosta liekin luonne ja muoto muuttuvat. Tietyissä olosuhteissa tämä saattaa vaikuttaa haitallisesti sytytykseen.

Toisessa tunnetussa hlilipölynpolttimessa (CH-patenttijulkaisu 346 313) on polttoaineeuutinosan sivuilla sekundääriset llmansyöttöelementit, jotka liittyvät polttoainesuihkuun vinosti eteenpäin. Ylimääräistä ilmaa johdetaan kahden, polttimen ulkopuolella olevan rakomaisen kanavan kautta. Tässä polttimes-sa vaaditaan suurempi tulitila syntyvän pitkänkapean liekin takia. Liekin luonne ja muoto voivat helposti muuttua ja se häiritsee nopeasti käyttöproses-sia. Tällöin esiintyy helposti sytytysvalkeuksia.

Edelleen on tunnettua antaa prlmääripalamisen tapahtua allstökiometrisissä olosuhteissa tulitilan eslkammiossa, jossa on savukaasun palautuskierto, ja lisätä täydelliseen palamiseen tarvittava ilma esikammiosta tuleviin tullkaa-suihin (GB-patenttljulkalsu 1 530 831). Tämän järjestelyn haittana on ali-stökiometrieesti käytetyn esikammion putkien seinämien korroosiovaara.

4 65853

Esillä olevan keksinnön tehtävänä on kehittää johdannossa mainitunlainen poltin, jossa muodostamalla alistökiometrinen primääripalamisvyöhyke välittömästi polt-timen ulostulon viereen sekä siihen liittyvä jälkipalamisvyöhyke ylistökiomet-risissä olosuhteissa tapahtuvaa jälkipalamista varten tapahtuu NO^:n muodostuksen pieneneminen sen vaikutuksesta, että jälkipalamisvyöhykkeelle johdetaan palamisilmaa.

Tämä tehtävä ratkaistaan siten, että patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukaisella polttimella on patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosan erikoispiirteet, ts. että poltinkupin ympärille on järjestetty samankeskisesti vähintään kaksi, enintään kuusi ilmasuutinta, jotka on yhdistetty kanavien kautta pääilmakana-vaan ja joiden kokonaisilmavirta on säädettävissä läpän avulla, ja että ilma-suuttimet on järjestetty jakoympyrälle, jonka läpimitta on vähintään 1,5 kertaa ja korkeintaan 3 kertaa vaippailmaputken läpimitta.

llmasuuttimet voivat yhden jatkosovellutuksen mukaan olla muodostettu reikä-suuttimina tai rakosuuttimlna.

Keksinnöllä saavutettavat edut ovat siinä, että johtamalla osa sekundääri-ilmasta polttimen vaippailmaputken ulkopuolella olevien ilmasuutinten kautta poltettavaksi tulleen typpipitoisen polttoaineen palamisprosessi tapahtuu tuli-tilassa siten, että NO^-arvot ovat alentuneina minimiin ilman, että tällöin vaarannetaan polttimen sytytystä koko kuormitusalueella tai että tulitilan putkissa tapahtuu kuonan muodostusta ja korroosiota tai että vaikutetaan täydelliseen palamiseen.

Keksintöä selostetaan nyt seuraavassa viitaten esimerkkinä oheisiin piirustus-kuvioihin. Näistä kuvio 1 on periaatekuva keksinnön mukaisesta polttimesta pitkittäisleikkauksena ja kuvio 2 on kuva polttimesta nähtynä nuolen F suunnassa.

Poltin muodostuu keskisestä sisäilmaputkesta 1, joka on konstruoitu siten, että siihen voidaan kiinnittää ölynsumutinputki 5 öljyllä tapahtuvaa sytytystä tai vaihtoehtoisesti teholämmitystä varte. Sisäilmaputki on yhdistetty kanavalla 2 läpän 3 kautta pääilmakanavaan 4. Koaksiaalisesti sisäilmaputkeen nähden on järjestetty pölyilmaputki 6, joka on liitetty pölynjakelukammion 7 avulla pölyjohtoon 8. Tänne johdetaan hillipölyputkesta palamiseen tarkoitettu

Claims (2)

1. 5 65853 pölyilmaseos. Pölyilmaputken ympärille on järjestetty koaksiaalisesti vaippa-ilmaputki 9, joka on yhdistetty läppien 13 avulla pääilmakanavaan 4. Kierto-siipirengasta 10, jonka läpi vaippailma aksiaalisesti virtaa, voidaan siirtää aksiaalisesti useiden tappien 11 ja käsipyörän 12 avulla. Vaippailmakanava on yhdistetty kartiomaisesti laajenevan poltinmaljan 14 kautta tulitilaan. Pää-ilmakanavasta 4 johdetaan useiden kanavien 15 kautta ilmaa vaiheilmasuuttimiin 16, jotka ovat jakaantuneet tasaisesti poltinkehän ajatellulle jakoympyrälle. Poltinmalja 14 on valmistettu esim. keraamisesta materiaalista. Se asennetaan putkikoriin 18, joka muodostuu tulitilan seinämäputkirakenteen putkista. Vaiheilmasuuttimet 16 voidaan muodostaa joko reikäsuuttimina 16 tai rakosuut-timina. Rakosuuttimet muodostuvat siten, että osa tulitilan seinämän putki-lista-putkieta muodostuvasta putkituksesta poistetaan. Ilmavirta, joka saapuu kanavan 15 kautta suuttimilla 16 tulitilaan, on säädettävissä läpän 17 avulla.
2. 1. Poltin typpipitoisten polttoaineiden polttamiseksi, joka poltin muodostuu sisäilmaputkesta (1), jossa on kesklsesti järjestetty öljysumutusputki (5), sisäilmaputkea ympäröivästä pölyputkesta (6), pölyputkea ympäröivästä vaippa-ilmaputkesta (9), jossa on ilmantuloaukkoon järjestetty aksiaalisesti siirrettävä kiertoliikkeen synnyttävä siipikehä (10) sekä vaippailmaputkesta tulitilaan päin kartiomaisesti laajenevasta poltinkupista (14), jolloin syöttö sisä-ilmaputkeen ja vaippailmaputkeen tapahtuu pääilmakanavasta (4), tunnet-t u siitä, että poltinkupin (14) ympärille on järjestetty samankeskisesti vähintään kaksi, enintään kuusi ilmasuutinta (16), jotka on yhdistetty kanavien (15) kautta pääilmakanavaan (4) ja joiden kokonaisilmavirta on säädettävissä läpän (17) avulla, ja että ilmasuuttimet (16) on järjestetty jakoympy-rälle, jonka läpimitta on vähintään 1,5 kertaa ja korkeintaan 3 kertaa vaippa-ilmaputken (9) läpimitta.