Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie palnikowe gazowe do spalania reakcyjnych mieszanek gazowych, stosowane w reaktorach i piecach do dyfuzyjnego (plomieniowego) spalania paliwa gazowego, stykajacego sie z utleniaczem, a takze do kinetycznego spalania reakcyjnych mieszanek paliwa gazowego z utleniaczem, przy czym mieszanki maja zdolnosc szybkiego rozprzestrzeniania plomieni.Szczególnie korzystne zastosowanie ma omawiane urzadzenie palnikowe gazowe w reaktorach utleniajacej pirolizy weglowodanów w celu otrzymania acetylenu i/albo gazu do syntezy (CO + H2) a takze w róznych piecach i urzadzeniach kotlowych wymagajacych duzego natezenia cieplnego czola plomieni.Znane jest urzadzenie palnikowe do spalania reakcyjnych mieszanek gazowych montowane w reaktorach i piecach i oddzielajace w nich strefe paliwa gazowego od strefy spalania.Znane urzadzenie palnikowe zawiera: plyte palnikowa i przegrode usytuowana równolegle wzgledem siebie, szczelnie polaczone pierscieniem na krawedziach i tworzace miedzy soba komore wyposazona w króciec doprowadzajacy do niej utleniacz. Przez komore utleniacza przeprowadzone sa rurki rozdzielcze laczace strefe paliwa gazowego ze strefa spalania. Rurki rozdzielcze sa z górnymi koncami szczelnie wmontowane w przegrode (szczelnie polaczone z przegroda) a dolne ich konce umieszczone sa w kanalach wykonanych w plycie palniko¬ wej i zaopatrzonych w zebra centrujace.W procesie pracy urzadzenia palnikowego gazowego mieszanie paliwa gazowego z utleniaczem odbywa sie w strefie spalania do której paliwo gazowe doplywa przez rurki rozdzielcze natomiast utleniacz podawany jest z komory utleniacza przez pierscieniowe szczeliny, utworzone miedzy sciankami rurek rozdzielczych i kanalów w plycie palnikowej.Wada znanego urzadzenia palnikowego jest mala pewnosc uzytkowania, która wiaze sie z powstawaniem w konstrukcji duzych naprezen termicznych i odksztalcenia plyty palnikowej oraz nadtopieniem konców rurek rozdzielczych umieszczonych w jej kanalach, co prowadzi do zniszczenia urzadzenia palnikowego. Powyzsze nie pozwala stosowac urzadzenia palnikowego w reaktorach i piecach duzej mocy z powodu niebezpieczenstwa powstania awarii.Z tych samych przyczyn znane urzadzenie palnikowe nie moze byc wykorzystane do spalania wstepnie2 85 237 przygotowanych reakcyjnych mieszanek paliwa gazowego i utleniacza, dajacych maksymalne natezenia cieplne czola plomienia.Celem wynalazku jest opracowanie takiego urzadzenia palnikowego gazowego, które gwarantowaloby bezpieczne i dlugotrwale jego uzytkowanie w warunkach maksymalnego natezenia cieplnego czola plomienia.Cel ten zostal osiagniety przez wykonanie urzadzenia palnikowego gazowego do spalania reakcyjnych mieszanek gazowych, oddzielajacego strefe paliwa gazowego od strefy spalania w reaktorach i piecach, zawierajacego: plyte palnikowa i przegrode usytuowane wzgledem siebie równolegle, i szczelnie ze soba polaczone na obwodzie za pomoca pierscienia i tworzace miedzy soba komore zaopatrzona w króciec doprowadzajacy do niej utleniacz; oraz zawierajace rurki rozdzielcze przeprowadzone przez komore utleniacza laczace strefe paliwa gazowego ze strefa spalania, których górne konce sa szczelnie wmontowane w przegrode a dolne konce sa umieszczone w kanalach wykonanych w plycie palnikowej.Istota wynalazku polega na tym, ze plyta palnikowa i przegroda zaopatrzone sa w kanaly z króccami wlotowymi i wylotowymi do przeplywu czynnika chlodzacego, a konce rurek rozdzielczych osadzone sa w kana¬ lach plyty palnikowej w sposób zapewniajacy, w stanie roboczym, ich osiowe przemieszczanie i przeplyw ciepla od nich do plyty palnikowej, przy czym zewnetrzne scianki rurek rozdzielczych maja rowki, którymi utleniacz podawany jest z komory utleniacza do strefy spalania.Takie rozwiazanie konstrukcyjne z zastosowaniem czynnika chlodzacego stale przeplywajacego przez kanaly plyty palnikowej i przegrody, pozwala na zabezpieczenie urzadzenia palnikowego przed powstawaniem odksztalcen i przed nadtapianiem konców rurek rozdzielczych, gwarantujac przez to pewnosc i dlugotrwalosc jego uzytkowania. Poza tym przy kontroli temperatury czynnika chlodzacego na wyjsciu z plyty palnikowej mozna w odpowiednim czasie przerwac podawanie utleniacza, w przypadku zaklócenia warunków pracy urzadze¬ nia palnikowego, gazowego i zapewnic w ten sposób calkowite bezpieczenstwo jego eksploatacji.Celowe jest wykonanie spiralnych rowków w sciankach rurek rozdzielczych w celu nadania strumieniom utleniacza ruchu obrotowego, co jest szczególnie wazne przy spalaniu dyfuzyjnym paliwa gazowego, poniewaz wyjscie zawirowanego strumienia utleniacza do strefy spalania intensyfikuje proces mieszania i spalania w wyniku zwiekszenia stopnia turbulencji.Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedsta¬ wia urzadzenie palnikowe gazowe w przekroju pionowym, a fig. 2 —urzadzenie palnikowe gazowe w przekroju wzdluz linii II — II, oznaczonym na fig. 1.Urzadzenie palnikowe, gazowe zawiera plyte palnikowa 1 z kanalami 2 i przegrode 3, która to plyta i przegroda sa usytuowane wzgledem siebie równolegle i szczelnie polaczone pierscieniem 4 w taki sposób, ze miedzy nimi utworzona jest komora 5, do której przez króciec 6 podawany jest utleniacz. Przez komore 5 w okreslonej wzgledem siebie odleglosci przeprowadzone sa rurki rozdzielcze 7, których górne konce szczelnie wmontowane sa (wprasowane i przyspawane) do przegrody 3 a dolne konce umieszczone sa w kanalach 2 palnikowej plyty 1 i osadzone w sposób zapewniajacy ich osiowe przemieszczenie i przeplyw ciepla od nich do palnikowej plyty 1.Palnikowa plyta 1 i przegroda 3 zaopatrzone sa w kanaly 8 i 9 sluzace do przeplywu czynnika chlodzace¬ go podawanego do urzadzenia palnikowego przez krócce wlotowe 10 i 11 i wychodzacego przez krócce wyloto¬ we 12 i 13. Urzadzenie palnikowe, gazowe, umieszczone w reaktorze lub w piecu, oddziela w nich strefe paliwa gazowego 14 od strefy spalania 15.W sciankach rozdzielczych rurek 7 wykonane sa rowki 16 (fig. 1, 2) dla przeplywu utleniacza z komory 5 do strefy spalania 15. Rowki 16, pokazane na rysunku sa podluzne ale moga byc wykonane spiralnie (nie pokazano na rysunkach) Urzadzenie palnikowe, gazowe moze pracowac zarówno w warunkach dyfuzyjnego spalania paliwa gazowe¬ go wchodzacego w kontakt z utleniaczem w strefie spalania 15, jak i w warunkach spalania, wstepnie przygotowa¬ nej reakcyjnej mieszanki paliwa gazowego i utleniacza.W warunkach dyfuzyjnego spalania paliwa gazowego urzadzenie palnikowe, gazowe dziala w sposób naste¬ pujacy: paliwo gazowe ze strefy paliwa 14 przez rurki rozdzielcze 7 podawane jest w postaci wielu strumieni do strefy spalania 15. Do tej samej strefy spalania 15 z komory 5 przez rowki 16 podawane sa strumienie utleniacza, które mieszajac sie ze strumieniami paliwa gazowego, tworza czolo plomienia.Rozpalania dokonuje sie za pomoca specjalnego palnika, który doprowadza sie do plyty palnikowej 1 przez strefe spalania 15 (na rysunku palnik nie pokazany). Przez krócce wlotowe 10 i 11 bez przerwy podaje sie czynnik chlodzacy (kondensat), który przeplywajac w kanalach 8 i 9 chlodzi palnikowa plyte 1, konce rozdzielczych rurek 7 i przegrode 3 i wyplywa przez krócce wylotowe 12 i 13.Dzialanie urzadzenia palnikowego, gazowego wedlug wynalazku w warunkach spalania wstepnej przygoto-85 237 3 wanej reakcyjnej mieszanki paliwa gazowego i utleniacza bedzie opisane przy wykorzystywaniu go w procesie utleniajacej pirolizy weglowodanów majacej na celu otrzymanie acetylenu i gazu do syntezy. W procesie tym weglowodany w postaci gazów (na przyklad metanu) wstepnie miesza sie z utleniaczem (tlenem), a nastepnie uzyskana mieszanke reakcyjna podaje sie ze strefy paliwa 14 przez rurki rozdzielcze 7 do strefy spalania 15 z predkoscia przewyzszajaca predkosc rozprzestrzeniania plomieni, dla danego skladu metanotlenowej mieszan¬ ki. , W plomieniu niepelnego spalania tworzy sie acetylen i gaz do syntezy (CO + H2).Proces niepelnego spalania weglowodanów charakteryzuje sie mala stabilnoscia, dlatego dla równomierne¬ go zaplonu reakcyjnej mieszanki w przekroju poprzecznym strefy spalania 15, i w celu zapobiezenia odrywaniu sie plomieni, zwykle stosuje sie sztuczna stabilizacje procesu przez wprowadzenie do czola plomieni pomocni¬ czych strumieni utleniacza.Koncentracja acetylenu w wytwarzajacych sie w czasie pirolizy gazach w znacznym stopniu zalezy od ilosci wprowadzanych pomocniczych strumieni utleniacza i od predkosci spalania reakcyjnej mieszanki. Optymalne do tego warunki osiaga sie za pomoca urzadzenia palnikowego, gazowego wedlug wynalazku, pozwalajacego na równomierne i w potrzebnej ilosci wprowadzania do czola plomieni pomocniczych strumieni utleniacza przez rowki 16 rurek rozdzielczych 7.Celowe jest przy tym, w celu zwiekszenia efektywnosci procesu pirolizy i stabilizacji czola plomieni, stosowanie jako stabilizatora mieszanki ozon —tlen z koncentracja ozonu 10—20g/nm3. Ozon rozpada sie w strefie spalania 15 i tworzy tlen atomowy, który sprzyja przyspieszonemu powstawaniu aktywnych osrodków i momentalnemu zapalaniu reakcyjnej mieszanki.Wykorzystanie urzadzenia palnikowego, gazowego wedlug wynalazku w reaktorach niepelnego spalania metanu w atmosferze tlenu ze stabilizacja czola plomieni mieszanka ozon — tlen — pozwala na uzyskanie duzych ilosci acetylenu. PL