SU1407403A3

SU1407403A3 - Способ разогрева печи

Info

Publication number: SU1407403A3
Application number: SU833532553A
Authority: SU
Inventors: Кобаяси Хисаси; Андерсон Эрлинг
Original assignee: Юнион Карбид Корпорейшн (Фирма)
Priority date: 1982-01-05
Filing date: 1983-01-05
Publication date: 1988-06-30
Also published as: JPS64603B2; EP0083562A2; US4408982A; MX157943A; AU549110B2; ES518794A0; AU1008683A; CA1183766A; ES8402412A1; DE3367976D1; EP0083562A3; JPS58120003A; EP0083562B1; ZA8357B; KR840002978A; BR8207511A; KR880002466B1

Abstract

Изобретение относитс к черной металлургии, конкретнее к способам разогрева промьп ленной печи. Цель изобретени - уменьшение образовани окислов азота, В печь раздельно подают топливо и газообразный окислитель . При сжигании топлива образуютс печные газы, которые подсасывают в газообразный окислитель перед сжиганием . В качестве окислител используют кислород или обогащенный кислородом воздух. Печь работает с чередованием периодов низкой и высокой тепловых нагрузок. В период низкой тепловой нагрузки, равной 5,5ккал/с, в печь дополнительно в качестве окислител подают воздух..В период высокой тепловой нагрузки,равной 51 - 63 ккал/с, прекращают подачу в печь воздуха, а в качестве окислител подают кислород с задержкой по времет 5 . ни, равной S 4,12-10 Ч/ft, где S О врем задержки, с; V - объем печи,м ; f - теплова нагрузка в период высокой тепловой нагрузки, ккал/с; t - заданна температура, К. Изобретение позвол ет снизить образование N0 на 40-53%. 4 ил., 1 табл. (О а с

Description

Изобретение относитс к черной металлургии , конкретнее к способу ра- зюгрева печи, в котором в качестве окислител используетс кислород или обогащенный кислородом воздух, а работа печи характеризуетс наличием ц|1клов разогрева с низкой и высокой тепловыми нагрузками.

I Цель изобретени - уменьшение об- р|1зовани окислов азота.

Сущность предлагаемого способа рфзогрева печи заключаетс в сжига- топлива и газообразного окисли- т4л с образованием печных газов, в котором по крайней мере одна стру газообразного окислител ,выбираемого из| группы, включающей обогащенный ки лфодом воздух и кислород, и по край не|й мере одна стру топлива вдуваетс в печь, в результате чего дости- всасывание печных газов окис- ли|гелем до сжигани .. Разогрев печи дл поддержани температурного диа- , включающего заданную темпера туЬу, производитс с применением че- ре;рую1цихс периодов высокой и низкой тепловых нагрузок. Период низкой теп нагрузки характеризуетс вду- в печь топлива и окислител при таких скорост х подачи, что происходит значительна утечка воздуха в Нечь. А следующий за ним период высокой тепловой нагрузки характеризуетс вдуванием в печь топлива и окислител при таких скорост х подачи , .которые выше соответствующих скоростей подачи во врем периода низкой тепловой нагрузки, что приводит к небопьщой утечке воздуха в печь, либо такой утечки вообще не происходит. При этой достигаетс уменьшение вьщелений NOj, основанное на эадержке вдувани окислител в начале периода высокой тепловой нагрузки йа конечный промежуток времени, не :(февыщающий величину S, котора выводитс из формулы

iJ 4,12-10 V/fT,

rjE(6 S V

врем задержки, с; объем печи, f - теплова нагрузка во врем периода высокой тепловой нагрузки, ккал/с; Т - заданна , температура, К. Термин обогащенный кислородом воздух используетс дл определени

0

воздуха, содержание кислорода в котором превьшает естественное содержание кислорода,

На фиг.1 показана схематически печь, примен ема дл осуществлени предложенного способа, вид сверху; на фиг.2 - то же, вид сбоку; на фиг.З и 4 - графическое изображение вьщелел НИИ NOj, в зависимости, от времени, полученных в примере 1 и 2 соответственно .

Когда печь, использующа в качестве окислител кислород или обогащенr ньш кислородом воздух, дейст-вует таким образом, что печные газы всасываютс окислителем до сжигани и примен ютс чередующиес периоды высокой и низкой тепловой нагрузки, , значительное сокращение выделений NOjj достигаетс во врем периода высокой тепловой нагрузки в том случае, если увеличение скорости подачи окислител задерживаетс на конечный период вре5 мени после начала периода высокой тепловой нагрузки; причем такой период задержки не превышает пери да времени 5.

Врем задержки вл етс конечным, т.е. всегда больше нул . Однако не существует абсолютного нижнего периода , поэтому некоторое уменьшение образовани N0 будет наблюдатьс даже при небольших временных задержках, равныхJ например, 1с. В большинстве случаев временна задержка составл ет 0,1 - 0,8 S, а в основном - 0,3- 0,7 S. Установлено, что при применении данного способа временна задержка составл ет 5 - 10 с.

Хот скорости подачи окислител во врем задержки меньше скорости подачи во врем периода высокой тепловой нагрузки, они не должны равн тьс нулю или быть равной скорости подачи во врем периода низкой тепловой нагрузки . Скорость подачи окислител во врем задержки может быть примерно такой же, как во врем периода низкой тепловой нагрузки.

0 в процессе работы печи печные газы удал ютс из Печи, например, через трубу и вокруг люков печи. В то вре м , когда печь действует с высокой тепловой нагрузкой, высока скорость

5 подачи топлива и окислител в печь дл достижени высокой тепловой нагрузки вл етс достаточной дл замены печных газов, которые удал ютс из

0

5

0

5

печи. Таким образом, происходит небольша утечка воздуха в печь, либо такой утечки вообще не происходит. Однако в период работы печи с низкой тепловой нагрузкой более низка скорость подачи топлива и окислител в печь вл етс недостаточной дл замены печных газов, которые удал ютс из печи. Это приводит к созданию отрицательного давлени внутри печи и утечке воздуха в печь через р д отверстий.

Известно, что образование N0,t значительно увеличиваетс при повышенных температурах. При осуществлении способа, когда печные газы, которыми обычно вл ютс углекислый газ и вод ной пар, всасываютс в струю окислител до сжигани , температура пламени оказываетс ниже по сравнению с обычной вследствие более низкой концентрации кислорода, возникающей в результате разбавлени окислител печными газами. Эта более низка по сравнению с обычной температура пламени приводит к меньшему образованию N0 . Однако, когда такой способ разогрева печи осуществл етс при использовании чередующихс периодов низкой и высокой тепловых нагрузок , печна атмосфера в конце периода низкой тепловой нагрузки представл ет в основном воздух из-за ранее рассмотренной утечки воздуха в печь. По- зтому во врем периода высокой тепловой нагрузки в струю окислител вместо печных газ,ов всасываетс воздух. Это приводит к более высокой концентрации кислорода, что способствует повышению температуры пламени и вьще- лению большего количества N0. Скорость образовани N0 уменьшаетс при замене воздуха в печи печными газами поскольку во врем периода высокой тедповой нагрузки не происходит утечки воздуха в печь.

Когда в начале периода высокой тепловой нагрузки вдувание окислител со скоростью подачи, характерной дл высокой тепловой нагрузки, задерживаетс на короткий промежуток времени, топливо первоначально сжигаетс с кислородом в воздухе внутри печи. Благодар высокой скорости подачи топлива этот кислород в воздухе быстро истощаетс , а когда окислител вдуваетс в печь со скоростью подачи характерной дл высокой тепловой наг

0

5

0

5

0

5

0

5

рузки, внутри печи остаетс мало кис- лорода дл всасывани в струю окислител , либо такой кислород вообще отсутствует . Таким образом, окислитель разбавл етс без смешивани с содержащим кислород воздухом, в результате чего по вл етс возможность избежать высокой концентрации кислорода. Это приводит к более низкой температуре пламени и меньшему образованию N0.

Примеры осуществлени предлагаемого способа.

Опытна печь 1 объемом 3,6 м действовала с использованием высокой тепловой нагрузки до достижени заданной высокой температуры. После этого примен ли чередующиес периоды высокой и низкой тепловой нагрузки. Топливо , которым вл лс природный гаэ, обладающий высшей теплотворной способностью , равной примерно 9000 ккал/м ,, вводили с низкой скоростью подачи, характерной дл низкой тепловой наг- руэки, в печь 1 через горелку 2. Через эту горелку также вводили небольшое количество окислител . Воздух вводили в печь через отверстие 3 с тем, чтобы имитировать утечку воздуха в печь во врем периода низкой тепловой нагрузки, происход щую в промьш- ленной печи. Газы выпускались через газоотводы 4, где их анализировали в отношении содержани N0.

Когда температура достигала нижней заданной точки, печь начинала действовать с высокой тепловой нагрузкой до тех пор, пока не достигалась верхн заданна точка температуры. Во врем периода высокой тепловой нагрузки в печь воздух не вводили.

Каждый пример, представленньй в таблице, выполн лс в два этапа. На первом этапе окислитель вводилс сразу же после начала периода высокой тепловой нагрузки, т.е. без временной задержки. Таким образом, первьй этап каждого примера иллюстрирует работу печи без применени предложенного способа. На втором этапе окислитель вводилс после определенной временной задержки (в примере 1 временна задержка равн лась 7 с, а в примере 2 - 9,8 с. Таким образом, второй этап каждого примера иллюстрирует работу п.ечи с применением предложенного способа. В каждом примере используемым окислителем был технически чистый кислород.

5

Мгновенные показатели содержани N0 в отход щем газе в част х на миллион (ррт) показаны в графической форме на фиг. 3,4.На фиг. 3 иллюстрируетс мгновенна концентраци NOy в отход щем газе в зависимости от времени , характерна дл примера 1. I Сплошна лини представл ет концент- ;рацию NOx на первом этапе примера 1 а пунктирна лини представл ет концентрацию N0 на втором этапе 2 примера 1. Аналогичным образом на фиг.4 идгаострируетс мгновенна концентра- ци NOx в отход щем газе, характер- |на дл примера 2, цричем сплошна {лини представл ет первый этап, а {пунктирна лини представл ет второй

этап примера.

I I

Результаты примеров 1 и 2 приведены в таблице.

i Как видно из таблицы и фиг,3,4, значительное сокращение образовани {ifOx достигаетс в результате примене- IIHH способа по изобретению (этапы 2 Примеров 1 и 2) по сравнению с изве- Стным (этапы 1 примеров 1 и 2).Изобретение позвол ет снизить образова- мне NOx на 40-53%.

д g

0

25 до

Claims

6 Формула изобретени

Способ разогрева печи, включающий раздельную подачу в печь топлива и газообразного окислител , например кислорода или обогащенного кислородом воздуха, сжигание топлива с образованием печных газов, подсос печных газов в газообразный окислитель перед сжиганием, при этом разогрев печи производ т до заданной температуры с чередованием периодов высокой и низкой тепловых нагрузок с соответствующими скорост ми подачи топлива и окислител , отличающий- с тем,.что, с целью уменьшени образовани окислов азота, в период низкой тепловой нагрузки 5,5 ккал/с в печь дополнительно подают в качестве окислител воздух, в период высокой тепловой нагрузки 51-63 ккал/с прекращают подачу в печь воздуха, а в качестве окислител подают кислород с задержкой по времени S, равной

S 4,12 где S

. V f

10 V/ft,

-врем задержки, с;

-объем печи, м ;

-теплова нагрузка в период высокой тепловой нагрузки, ккал/с;

-заданна температура, К.

Характеристика способа

Пример 1 по этапу 2

Скорость подачи топлива, ; во врем тепловой нагрузки:

высокой20,4 20,4

низкой

Скорость подачи окислител , м /ч , во врем тепло нагрузки:

высокой

низкой

Теплова нагрузка, ккал/с :

высока

низка

Р-асход воздуха, м-/ч

U

Требуема температура, С

Пример 2 по этапу

25,2 2,2

54,7 4,5

63

5,5 164 1260

f.Z

U07403