RU2180949C2 - Способ многостадийного сжигания газообразного топлива - Google Patents
Способ многостадийного сжигания газообразного топлива Download PDFInfo
- Publication number
- RU2180949C2 RU2180949C2 RU2000115227A RU2000115227A RU2180949C2 RU 2180949 C2 RU2180949 C2 RU 2180949C2 RU 2000115227 A RU2000115227 A RU 2000115227A RU 2000115227 A RU2000115227 A RU 2000115227A RU 2180949 C2 RU2180949 C2 RU 2180949C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gaseous fuel
- gas
- combustion chamber
- oxygen
- burning
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Изобретение относится к способам сжигания топлива в промышленных целях и позволяет оптимизировать режимные параметры многостадийного сжигания газообразного топлива, в том числе повышать радиационную составляющую факела и снижать содержание оксидов азота в продуктах сгорания. Процесс реализуется за счет сжигания части газа (от 2 до 10 %) в камере предварительного горения в ограниченный период времени (10-5-10-3с) увеличением подачи газообразного топлива по мере возрастания концентрации кислорода в окислителе. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 2 табл.
Description
Изобретение относится к способам сжигания газообразного топлива в промышленных печах, в которых в качестве окислителя используется кислород или воздух, обогащенный кислородом, и одним из требований является повышенная радиационная составляющая факела в суммарном тепловом потоке.
Известны способы сжигания газообразного топлива, при которых с целью снижения выхода оксидов азота топливо сжигают в две стадии [1, 2]. Недостатком этих известных решений является отсутствие режимных параметров по оптимизации теплового потока от факела.
Известен также способ сжигания газа, в котором поддерживают коэффициент расхода воздуха в первичной газовоздушной смеси в пределах 0,2-0,7, а коэффициент расхода воздуха во вторичной газовоздушной смеси в пределах 0,3-0,9 [3] . Однако известное решение не может быть адаптировано к окислителю, состоящему из кислорода или воздуха, обогащенного кислородом. Кроме того, оно не преследует задачи повышения теплоотдачи от факела.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является способ сжигания газообразного топлива, оптимизирующий некоторые режимные (гидродинамические) и конструктивные параметры горелки [4].
Недостатком известного способа являются невозможность влияния на радиационную составляющую факела с помощью форкамерного частичного сжигания газа, а также отсутствие режимных параметров, оптимизирующих карбюрацию газа в форкамере.
Цель настоящего изобретения состоит в оптимизации режимных параметров многостадийного сжигания газообразного топлива, направленной на повышение радиационной составляющей факела и минимизацию выхода оксидов азота.
Поставленная цель достигается тем, что в способе многостадийного сжигания газообразного топлива, заключающемся в подаче окислителя азотокислородного состава несколькими потоками и сжигании газообразного топлива в две стадии (в первой стадии - в камере предварительного горения и во второй - в струях газоазотокислородной смеси на выходе из горелки), в камере предварительного горения сжигают от 2 до 10% газообразного топлива, при этом время пребывания газообразного топлива в упомянутой камере ограничивают величиной 10-5-10-3 с. По мере возрастания концентрации кислорода в окислителе увеличивают подачу газообразного топлива в камеру предварительного горения.
Признаки, отличающие предлагаемый способ от решений в прототипе, являются существенными и отвечают критерию "новизна", т.к. не выявлены с других известных решениях.
На фиг.1 представлена схема горелки, в которой реализуется предлагаемый способ, а на фиг.2 приведены результаты экспериментов на огневом стенде.
Горелка содержит три подвода окислителя азотокислородного состава 1, 2 и 3, а также три подвода газа 4, 5 и 6.
Кислород из подвода 2 поступает в кольцевой коллектор 7 с отверстиями 8, а газ из подвода 5 через отверстие 9 - в камеру предварительного горения 10. Реагирующая смесь, содержащая сажистые частицы в результате предварительного сжигания газа, истекает через отверстия 11 в торцевом диске 12 в печное пространство.
Основной подвод газа 6 поступает в кольцевой коллектор 13 через отверстия 14, в который подводится также кислород из подвода 3 через отверстия 15.
Центральный подвод кислорода 1 образует с газом из подвода 4 кольцевой стабилизирующий факел в центральной части торцевого диска 12.
Способ многостадийного сжигания газообразного топлива предназначен для печных агрегатов, в которых требуется повышенный радиационный тепловой поток от факела (например, стекловарные печи), при этом необходимо обеспечить минимальный выход оксидов азота (NOx). Такая оптимизационная задача может быть реализована с помощью предлагаемого способа.
Определяющее значение для решения этой задачи имеет камера предварительного горения 10, в которой осуществляют карбюрацию подводимого к ней газа через подвод 5.
С помощью специального эксперимента были определены оптимальные доли газообразного топлива, подводимые в камеру предварительного горения 10. В табл.1 приведены результаты эксперимента.
При карбюрации в камере предварительного смешения менее 2 % от суммарного количества газа, подводимого к горелке, сажеобразование минимально настолько, что приведенная степень черноты пламени горелки ε практически не отличается от обычного несветящегося факела εпр≤0,35.
По мере увеличения количества газа, подаваемого в предварительную камеру горения от 2 до 10%, экспериментально было зафиксировано возрастание концентрации сажистых частиц в факеле от 2,6 до 11,8 мг/м3. Соответственно возрастали степень черноты светящегося пламени ε от 0,42 до 0,60, а также радиационная составляющая теплового потока от него с 7,0 до 13,0•105 ккал/м2.
После роста доли газа, подаваемого в предварительную камеру горения, более 10% радиационная составляющая теплового потока в эксперименте начинала снижаться. Это обусловлено вероятно тем, что степень черноты пламени хотя и продолжала несколько повышаться, но снижение температурного уровня факела было более существенным. Повышение светимости факела не компенсировалось снижением его температуры, т.к. лучистый тепловой поток пропорционален температуре в 4-ой степени [qизл≈f(T)4].
Одновременно, экспериментально было обнаружено, что время пребывания газообразного топлива в камере предварительного горения не должно превышать величины 10-5-10-3 с.
Путем изменения проходного сечения обеих частей камеры горения 10 в стендовых условиях можно было изменять время пребывания предварительной газоазотнокислородной смеси от 10-6 до 10-1 с. Результаты эксперимента представлены ниже:
Суммарная производительность горелки по газу 15,5 м3/ч.
Суммарная производительность горелки по газу 15,5 м3/ч.
Доля газа, подаваемого в предварительную камеру горения 0,75 м3/ч.
Далее см. табл.2 в конце описания.
Специальный эксперимент на стенде был проведен для выявления зависимости величины теплового потока от факела и содержания в нем оксидов азота (NOх) от количества топлива, подаваемого в камеру предварительного горения и концентрации кислорода в окислителе. Результаты эксперимента представлены на фиг.2.
Согласно полученным экспериментальным данным (точки на кривых) положение максимума радиационного теплового потока от факела по мере обогащения воздушного дутья кислородом от 21 до 60% смещается в область большей доли газа, подаваемого в камеру предварительного горения. Так, максимум радиационного теплового потока от газовоздушного факела соответствует доле газа, подаваемого в камеру предварительного горения, равной 8%, а при концентрации кислорода в азотокислордной смеси 60%-(28-30%) и 100%-(35-40%).
Предлагаемый способ планируется внедрить при газокислородном отоплении стекловаренных печей.
Источники информации
1. Авт. св. СССР 1070403, кл. F 26 В 23/02, 1982 г.
1. Авт. св. СССР 1070403, кл. F 26 В 23/02, 1982 г.
2. Патент Франции 2097321, кл. F 23 D 15/00, 1970 г.
3. Авт. св. СССР 1657870, кл. F 23 D 14/ 00, 1991г.
4. Патент СССР 1152532, кл. F 23 D 14/00, 1985 г.
Claims (2)
1. Способ многостадийного сжигания газообразного топлива, при котором окислитель азотокислородного состава подают несколькими потоками, а газообразное топливо сжигают в две стадии, в первой из них - в камере предварительного горения, а во второй - в струях топливоазотокислородной смеси на выходе из горелки, отличающийся тем, что в камере предварительного горения сжигают от 2 до 10% газообразного топлива, при этом время пребывания газообразного топлива в упомянутой камере ограничивают величиной 10-5-10-3 с.
2. Способ многостадийного сжигания газообразного топлива по п. 1, отличающийся тем, что по мере возрастания концентрации кислорода в окислителе увеличивают подачу газообразного топлива в камеру предварительного горения.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000115227A RU2180949C2 (ru) | 2000-06-15 | 2000-06-15 | Способ многостадийного сжигания газообразного топлива |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000115227A RU2180949C2 (ru) | 2000-06-15 | 2000-06-15 | Способ многостадийного сжигания газообразного топлива |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2180949C2 true RU2180949C2 (ru) | 2002-03-27 |
Family
ID=20236138
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2000115227A RU2180949C2 (ru) | 2000-06-15 | 2000-06-15 | Способ многостадийного сжигания газообразного топлива |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2180949C2 (ru) |
-
2000
- 2000-06-15 RU RU2000115227A patent/RU2180949C2/ru not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0959299B1 (en) | Method and apparatus for reducing NOX production during air-oxygen-fuel combustion | |
CA2023262C (en) | Reduced no- combustion method | |
AU644350B2 (en) | Method and apparatus for generating highly luminous flame | |
KR100769098B1 (ko) | 산화제 분사 방법 | |
US4797087A (en) | Method and apparatus for generating highly luminous flame | |
US4505666A (en) | Staged fuel and air for low NOx burner | |
CA2088339C (en) | Method for reducing nox production during air-fuel combustion processes | |
CN1171032C (zh) | 减少氮氧化物生成的分阶段燃烧 | |
JP2942711B2 (ja) | 深段階的燃焼法 | |
US5611683A (en) | Method and apparatus for reducing NOX production during air-oxygen-fuel combustion | |
EP0575043B1 (en) | Fuel-burner method and apparatus | |
US5413476A (en) | Reduction of nitrogen oxides in oxygen-enriched combustion processes | |
WO1994009315A1 (en) | STAGED AIR, RECIRCULATING FLUE GAS LOW NOx BURNER | |
CA2131938C (en) | Flue system combustion | |
CN1105116A (zh) | 发光燃烧系统 | |
CA1212617A (en) | Staged fuel and air for low nox burner | |
RU2180949C2 (ru) | Способ многостадийного сжигания газообразного топлива | |
CA2055028A1 (en) | Method of stabilizing a combustion process | |
CN217031188U (zh) | 一种多孔稳焰式引火型圆盘枪头瓦斯枪及管式炉 | |
RU2031311C1 (ru) | Способ сжигания топлива | |
SU1758336A1 (ru) | Способ сжигани топлива | |
CA1300483C (en) | Method and apparatus for generating highly luminous flame | |
RU2044219C1 (ru) | Способ вывода горелки на рабочий режим сжигания топлива | |
Mattocks | Other methods of reducing NO sub (x) | |
Martin et al. | Staged fuel and air for low NO x burner |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170616 |