RU2035008C1 - Method of burning hydrocarbon fuel - Google Patents

Method of burning hydrocarbon fuel Download PDF

Info

Publication number
RU2035008C1
RU2035008C1 SU5044793A RU2035008C1 RU 2035008 C1 RU2035008 C1 RU 2035008C1 SU 5044793 A SU5044793 A SU 5044793A RU 2035008 C1 RU2035008 C1 RU 2035008C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fuel
combustion
heating
mixing
burning
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Яковлевич Бобрик
Валерий Тимофеевич Попов
Original Assignee
Михаил Яковлевич Бобрик
Валерий Тимофеевич Попов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Михаил Яковлевич Бобрик, Валерий Тимофеевич Попов filed Critical Михаил Яковлевич Бобрик
Priority to SU5044793 priority Critical patent/RU2035008C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2035008C1 publication Critical patent/RU2035008C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: heat engineering. SUBSTANCE: method of burning hydrocarbon fuel includes preliminary heating the fuel up to 1000- 2100°C and mixing the fuel with oxygen for 10-7- 10-4 s. The rate of heating of the hydrocarbon fuel is equal to 107- 109- deg/s. Oxygen is heated up to 500-1700°C. EFFECT: enhanced efficiency. 1 dwg

Description

Изобретение относится к теплотехнике, в частности к сжиганию углеводородов, и может применяться в топочных устройствах различных отраслей промышленности, например в цилиндрах поршневых двигателей, в топках пароводяных котлов, в реакторах для получения сажи, турбореактивных и реактивных двигателях. The invention relates to heat engineering, in particular to the combustion of hydrocarbons, and can be used in furnace devices of various industries, for example, in piston engine cylinders, in steam-water boiler furnaces, in soot reactors, turbojet and jet engines.

Известен способ сжигания углеводородов, включающий предварительный нагрев углеводородов, последующее смешение их с окислителем и сжигание [1] При этом наблюдается недостаточная интенсивность процесса сжигания. A known method of burning hydrocarbons, including pre-heating hydrocarbons, their subsequent mixing with an oxidizing agent and burning [1] In this case, there is insufficient intensity of the combustion process.

Известен способ сжигания углеводородов, включающий предварительный нагрев углеводородов, смешение их с окислителем и сжигание [2] При этом наблюдается недостаточная интенсивность процесса сжигания. A known method of burning hydrocarbons, including pre-heating hydrocarbons, mixing them with an oxidizing agent and burning [2] In this case, there is insufficient intensity of the combustion process.

Задачей изобретения является интенсификация процесса горения углеводородов. The objective of the invention is the intensification of the combustion process of hydrocarbons.

Поставленная задача достигается тем, что в известном способе сжигания углеводородного топлива, последующем его смешении с окислителем и сжигании образовавшейся смеси, углеводородное топливо нагревают до 1000-2100оС со скоростью нагрева 107-109 град/с, а смешение его с окислителем осуществляют в течение 10-7-10-4 с, при этом окислитель предварительно нагревают до 500-1700оС.The task is achieved by the fact that in the known method of burning a hydrocarbon fuel, its subsequent mixing with the oxidant and combustion of the resulting mixture, a hydrocarbon fuel is heated to 1000-2100 ° C at a heating rate of 10 7 -10 9 deg / s, and its mixing with the oxidant is performed within 10 -7 -10 -4 s, while the oxidizing agent is preheated to 500-1700 about C.

Нагревая углеводороды до 1000-2100оС, создают высокоактивные структуры, дающие возможность осуществить высокоскоростное горение. В данном случае процесс горения углеводородов проходит во много раз быстрее, чем в существующих способах, где нагрев углеводородов производят до 300-600оС. В результате высокоскоростного горения происходит мгновенное (чрезвычайно быстрое, сравнимое с импульсом) выделение топливной энергии. Такое выделение тепла приводит к большой концентрации энергии в небольших объемах. Оптимальным диапазоном сверхинтенсивного горения является температура нагрева углеводородов 1300-1800оС. Образовавшаяся сверхактивная среда при указанной температуре существует очень короткое время. Поэтому для осуществления сверхинтенсивного сжигания такой углеводородной среды ее смешивают с окислителем в течение указанного времени 10-5-10-4 с.Heating hydrocarbons to 1000-2100 о С, they create highly active structures that make it possible to carry out high-speed combustion. In this case, the hydrocarbon combustion process is many times faster than current methods, where the heating hydrocarbons to produce 300-600 o C. As a result, there is high instantaneous combustion (extremely rapid, comparable with pulse) isolating the fuel energy. Such heat generation leads to a large concentration of energy in small volumes. The optimal range of super-intense combustion is the heating temperature of hydrocarbons 1300-1800 about C. The resulting overactive medium at this temperature exists for a very short time. Therefore, for the implementation of super-intense combustion of such a hydrocarbon medium, it is mixed with an oxidizing agent for a specified time of 10 -5 -10 -4 s.

Нижним пределом времени смешения топлива с окислителем является 10-7 с, так как за меньший промежуток времени практически невозможно осуществить необходимое смешение. 10-4 с верхний предел времени жизни частиц сверхактивной углеводородной среды.The lower limit for the time of mixing the fuel with the oxidizing agent is 10 -7 s, since for the shorter period of time it is practically impossible to carry out the necessary mixing. 10 -4 s the upper limit of the lifetime of particles of an overactive hydrocarbon medium.

Для нагревания углеводородного топлива до 1000-2100оС нагрев необходимо производить очень быстро со скоростью 107-109 град/с, что по времени соответствует 10-7-10-5 с. Нагрев ведут путем их адиабатического сжатия, нагревания в среде низкотемпературной плазмы, нагревом в продуктах сгорания углеводородов, индукционным нагревом в электромагнитных печах, нагревом в лазерных потоках и т.п.For heating the hydrocarbon fuel to 1000-2100 ° C heating is necessary to produce very quickly a rate of 10 7 -10 9 deg / s, which time corresponds to 10 -7 to 10 -5 s. Heating is carried out by adiabatic compression, heating in a low-temperature plasma medium, heating in the products of hydrocarbon combustion, induction heating in electromagnetic furnaces, heating in laser streams, etc.

На чертеже показано устройство для осуществления предлагаемого способа сжигания углеводородов. The drawing shows a device for implementing the proposed method of burning hydrocarbons.

Устройство содержит корпус 1, теплоизоляцию 2, смесительную камеру 3, смесительный канал 4, камеру 5 сгорания вспомогательного топлива, смесительный канал 6, канал 7 образования высокотемпературной и сверхактивной углеводородной среды, камеру 8 сгорания высокоактивной углеводородной среды, патрубок 9 подачи вспомогательного топлива, патрубок 10 подачи воздуха для сжигания вспомогательного топлива, каналы 11 подачи основного топлива, каналы 12 подачи окислителя. The device comprises a housing 1, thermal insulation 2, a mixing chamber 3, a mixing channel 4, an auxiliary fuel combustion chamber 5, a mixing channel 6, a high-temperature and overactive hydrocarbon medium formation channel 7, a highly active hydrocarbon medium combustion chamber 8, an auxiliary fuel supply pipe 9, a pipe 10 air supply for burning auxiliary fuel, main fuel supply channels 11, oxidizer supply channels 12.

Предлагаемый способ сжигания топлива осуществляется следующим образом. В смесительную камеру 3 по патрубку 9 подают вспомогательное топливо в количестве 0,04-0,1 мас. от всего топлива на процесс и по патрубку 10 подают воздух для его сжигания. В камере 3 происходит смешение топлива с воздухом, которое интенсифицируется в канале 4. Из канала 4 смесь подают в камеру 5, где осуществляют ее сжигание с получением высокотемпературных газообразных продуктов сгорания, являющихся одновременно теплоносителем. Из камеры 5 продукты сгорания (теплоноситель) попадают в смесительный канал 6, где осуществляют начальный разогрев основного топлива, поступающего по патрубку 11. Окончательный разогрев основного топлива до 1000-2100оС осуществляют в канале 7. Окислитель подают по каналам 12 в камеру на некотором расстоянии от ее выходного сечения. Образовавшаяся смесь поступает в камеру сгорания 8, где сгорает.The proposed method of burning fuel is as follows. In the mixing chamber 3 through the pipe 9 serves auxiliary fuel in an amount of 0.04-0.1 wt. of all fuel, air is supplied to the process and through pipe 10 for combustion. In chamber 3, fuel and air are mixed, which is intensified in channel 4. From channel 4, the mixture is fed into chamber 5, where it is burned to produce high-temperature gaseous products of combustion, which are simultaneously a heat carrier. 5, combustion products from the chamber (coolant) fall in the mixing channel 6, wherein heating is carried out starting the main fuel supplied through the conduit 11. The final heating of the primary fuel to 1000-2100 ° C is performed in the channel 7. The oxidizing agent is fed through the channels 12 into the chamber at a distance from its output section. The resulting mixture enters the combustion chamber 8, where it burns.

П р и м е р. В устройство для сжигания топлива по патрубку 9 подают керосин в количестве 8 кг/ч для создания высокотемпературного теплоносителя. Для сжигания этого топлива в устройство при 20оС подают 100 нм3/ч воздуха. Сжигание вспомогательного топлива осуществляют в камере 5, на выходе из которой получают высокотемпературный газообразный теплоноситель, который подают затем в смесительный канал 6, куда одновременно подают для нагрева основное топливо в количестве 92 кг/ч. Из смесительного канала 6 образующуюся смесь основного топлива и продуктов сгорания вспомогательного топлива подают в канал 7, где происходит окончательный разогрев основного топлива и, кроме того, завершается смесеобразование. В данном случае основное топливо нагревается в канале 7 до 1700оС. В канал 7 на некотором расстоянии от его выхода вводят нагретый окислитель. Окислитель нагревают до 1200оС, для чего ему сообщают 3,7х105 ккал/ч тепла. Окислителем служит воздух и подают его в количестве 1100 нм3/ч. Перемешивание топлива и окислителя осуществляют в течение 10-4-10-4 с. С помощью предлагаемых приемов сжигание горючей смеси осуществляют за 10-5 с. Практически наблюдается тепловой взрыв во всем объеме узла горения. Температура продуктов горения достигает 3700оС, в то время как в известных способах сжигания она составила бы 2000оС, причем сжигание такой смеси (стехиометрической) представляет собой большие технические трудности.PRI me R. In the device for burning fuel through the pipe 9 serves kerosene in the amount of 8 kg / h to create a high-temperature coolant. For combustion of the fuel in the apparatus at 20 ° C is fed 100 Nm3 / h air. The auxiliary fuel is burned in a chamber 5, at the exit of which a high-temperature gaseous coolant is obtained, which is then fed to the mixing channel 6, where the main fuel is simultaneously supplied for heating in the amount of 92 kg / h. From the mixing channel 6, the resulting mixture of the main fuel and auxiliary fuel combustion products is fed into the channel 7, where the main fuel is finally heated and, in addition, the mixture formation is completed. In this case, the main fuel is heated in the channel 7 to 1700 ° C. A heated oxidizing agent is introduced into the channel 7 at a certain distance from its outlet. The oxidant is heated to 1200 C., which inform him 3,7h10 5 kcal / hr of heat. Air serves as an oxidizing agent and serves it in an amount of 1100 nm 3 / h. The mixing of the fuel and the oxidizing agent is carried out for 10 -4 -10 -4 C. Using the proposed techniques, the combustion of the combustible mixture is carried out for 10 -5 s. In practice, a thermal explosion is observed in the entire volume of the combustion unit. The temperature of the products of combustion reaches 3700 ° C, whereas in the known combustion methods would amount to about 2000 C, the combustion of this mixture (stoichiometric) represents a great technical difficulties.

Данный способ легко реализуем в различных областях промышленности топках паро-водяных котлов, топках генераторов, поршневых, реактивных и ракетных двигателях, сажевых реакторах для получения сажи, в печах дожига отходящих газов сажевого производства. This method is easily implemented in various industries of fire chambers of steam-water boilers, fire chambers of generators, reciprocating, jet and rocket engines, soot reactors for producing soot, in furnaces for burning off exhaust gases of soot production.

Способ позволяет создавать топочные устройства с очень высокой теплонапряженностью. The method allows you to create a furnace device with a very high thermal stress.

Claims (1)

СПОСОБ СЖИГАНИЯ УГЛЕВОДОРОДНОГО ТОПЛИВА путем предварительного нагрева этого топлива, последующего смешения его с окислителем и сжигания образовавшейся смеси, отличающийся тем, что углеводородное топливо нагревают до 1000 2100oС со скоростью нагрева 107 109 град/с, а смешение его с окислителем осуществляют в течение 10- 7 - 10- 4 с, при этом окислитель предварительно нагревают до 500 - 1700oС.METHOD FOR COMBUSING HYDROCARBON FUEL by pre-heating this fuel, then mixing it with an oxidizing agent and burning the resulting mixture, characterized in that the hydrocarbon fuel is heated to 1000 2100 ° C at a heating rate of 10 7 10 9 deg / s, and it is mixed with an oxidizing agent within 10 - 7 - 10 - 4 s, while the oxidizing agent is preheated to 500 - 1700 o C.
SU5044793 1992-05-28 1992-05-28 Method of burning hydrocarbon fuel RU2035008C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5044793 RU2035008C1 (en) 1992-05-28 1992-05-28 Method of burning hydrocarbon fuel

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5044793 RU2035008C1 (en) 1992-05-28 1992-05-28 Method of burning hydrocarbon fuel

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2035008C1 true RU2035008C1 (en) 1995-05-10

Family

ID=21605538

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU5044793 RU2035008C1 (en) 1992-05-28 1992-05-28 Method of burning hydrocarbon fuel

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2035008C1 (en)

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Патент США N 2785054, кл. 23-209, 4, 1957. *
2. Авторское свидетельство СССР N 143185, кл. F 23D 5/04, 1961. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3145123B2 (en) Internal combustion gas generator
RU2108477C1 (en) Method of and device for production of working medium on three-component fuel
JPH04500265A (en) Method and device for generating high luminescence flame
US5181475A (en) Apparatus and process for control of nitric oxide emissions from combustion devices using vortex rings and the like
WO1996036680A1 (en) Underoxidized burner utilizing improved injectors
US4651703A (en) Method and apparatus for achieving hypergolic combustion by partial catalytic combustion
US20200072458A1 (en) Redesigned Burner
RU2035008C1 (en) Method of burning hydrocarbon fuel
RU2499952C2 (en) Steam generator and method to produce high-temperature water steam
CA2055028A1 (en) Method of stabilizing a combustion process
RU2201554C1 (en) Method for plasma ignition of pulverized coal
Kasani et al. Development of liquid fueled flameless combustor
RU2078284C1 (en) Method of burning fuel
RU2084767C1 (en) Ignition device
RU2737266C1 (en) Method for combustion of mixtures of fuel with gaseous oxidant and device for implementation thereof
US9347399B1 (en) Laser ignition for liquid propellant rocket engine injectors
Serbin Development of Plasma-Chemical Combustion Intensification Systems for Hydrocarbon Fuels in Marine Power Engineering
RU126376U1 (en) GASIFIER FOR OPEN DIAGRAM LIQUID ROCKET ENGINE
RU2740755C1 (en) Method of producing hydrogen-containing gas from natural gas and superheated steam and device for implementation thereof
WO2009087416A2 (en) Methods and apparatus for the ignition and combustion of particulate fuel
CN108105801A (en) A kind of soft combustion method of new catalysis
RU2169648C1 (en) Burner of thermic gas jet cutter
RU2137936C1 (en) Method for controlling amount of nitrogen oxides exhausted from gas-turbine engine
KR100294307B1 (en) Low oxidation burner with improved injector
RU2013691C1 (en) Cyclone precombustion chamber of boiler