SU1695050A1 - Способ сжигани горючих газообразных отходов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к технике сжигани  горючих газообразных отходов, преимущественно биогаэа, дл  получени  теплоносител  дл  теплоиспользующих установок и может быть использочзно при сжигании других горючих газов. Цель изобретени  - интенсификаци  процесса, обрс- печение устойчивого горени  при малых нагрузках и уменьшение образовани  окг/ дов азота. Дл  этого осуществл ют ную подачу газообразных ..оп г реакционную камеру, а подачу воздуха ведут перпендикул рно через р ды отверстий в стенках камеры, при этом рассто ние меч- ду р дами воздушных с i руй составл ет 8 1 диаметров струй. Така  организаци  про цесса обеспечивает формирование множе ства факелов, горение которых происход ч в оптимальных услови х с высокой эффективностью . 1 ил

Description

Изобретение относитс  к технике сжигани  горючих газообразных отходов, преимущественно биогаза

Цель изобретени  - интенсификаци  процесса, обеспечение устойчивого горени  при малых нагрузках и уменьшение образовани  оксидов азота.

Сущность способа состоит в раздельной принудительной подаче газа и воздуха в ограниченный цилиндрический объем, их перемешивании , воспламенении и горении в факеле при осуществлении подачи воздуха радиальными стру ми, при этом факел формируют из множества радиальных пламен путем внедрени  в горючий газ радиальных струй воздуха в виде поперечных р дов этих

струй, газ подают к усть м воздушных струе по периферии объема, г оси пламен ооиеч- тируют воздушными стру ми перпендикул рно движению продуктов сгорани  Продольные шаги между р дами пламен составл ют 8-12 начальных диаметров сгруй предыдущего из каждых двух р дов струй по ходу продуктов сгорани .

Подача горючего газа по периферии рабочего объема создает возможность обеспе чени  в одном районе - у кромки устьеь воздушных струй - трех условий, необходимых дл  осуществлени  процесса горени  наличие горючего, окислител  и стабилизатора горени , последним  вл етс  часть кромки усть , обращенна  в сторону н бе

Ю

СЛ

о ел

тающего потока газа, котора  разогреваетс  в результате горени  около нее смеси газа и воздуха, Таким образом обеспечиваетс  существование множества микрофакелов на внутренней цилиндрической поверхности объема, что вместе с отказом От зоны обратных токов позвол ет резко Увеличить теплонапр жение рабочего объема .

Микрофакельное сжигание на ограни- Цивающей цилиндрической поверхности Обеспечивает поворот микрофакелов в сторону выхлопа что интенсифицирует догорание , так как при повороте осуществл етс  турбулизаци  микрофакела , что приводит к активному перемешиванию горючего с Окислителем на всей длине микрофакела. Таким образом, сразу после поворота микрофакел заканчиваетс . Это позвол ет отказатьс  от турбулизации хвоста радиальными скоростными стру ми (что Обычно примен ют дл  ускорени  догорани ).

При сжигании биогаза по предлагаемому способу газ до смешени  с воздухом ин- teHCHBHO прогреваетс  как от излучени  факела, так и от стенок объема, экраниру  их от излучени  гор щего топлива, при этом метан биогаза подвергаетс  пиролизу, выдел ет микрочастицы углерода (сажи), а дву- фкись углерода также вход ща  в состав 0иогаза и  вл юща с  балластом, переходит в активную форму путем фотофрзгмен- fanHM при облучении ее свет щимс  (из-за предварительного пиролиза) факелом гор щего биогазэ,

При работе на мапых тепловых нагруз- (сах срыва факела воздухом не происходит, так как горение перемещаетс  на первые го коду газа микрофакелы.

Соблюдение продольного шага между р дами радиальных пламен, равным 8-12 начальных диаметров струй предыдущего из каждых двух р дов, струй по ходу продук- гов сгорани  позвол ет сократить содержание окислов азота в дымовых газах от 300 до 160 мг/м3.

Проведена экспериментальна -провер- ка способа при различных продольных шагах между р дами микрофакелов, результаты которой представлены на чертеже .

Видно, что оптимальна  величина этого шага, соответствующа  минимальному содержанию окислов азота в дымовых газах , равна 8-12 начальным диаметрам струй предыдущего р да. Уменьшение продольного шага между р дами микрофакелов приводит к увеличению содержани  окислов азота, а увеличение шага нецелесоо 5-

разно, так как дл  дальнейшего заметного снижени  образовани  окислов азота не происходит, рабочий же объем увеличиваетс , что нецелесообразно с точки зрени  капитальных затрат на реализацию способа.

Способ осуществл етс  следующим образом ,

Биогаз подаетс  в замкнутый цилиндрический объем, где при помощи газораспре0 делител , например газовой форсунки, распредел етс  вдоль стенок объема. Через два (или больше) кольцевых р да отверстий в поток подготовленного газа внедр ютс  воздушные струи, на основе которых и фор5 мируютс  микрофакелы.

Биогаз до перемешивани  его со стру ми воздуха подвергаетс  пиролизу вплоть до по влени  твердой фазы (мелкодисперсного углерода) при его подогреве практиче0 ски без доступа воздуха, происходит фотофрагментаци  содержащейс  в биогазе двуокиси углерода путем облучени  биогаза излучением полученного сажистого пламени, которое приобретает в этой св зи

5 непрерывный спектр излучени , усиливающий фотофрагментацию двуокиси углерода. Перемешивание воздуха с газом и горение начинаетс  на кромке воздушных отверстий со стороны набегающего потока газа, в

0 результате эта часть кромки отверсти  разогреваетс  и становитс  стабилизатором горени  каждого отдельного микрофакела.

П р и м е р. На станции аэрации к сушилке , предназначенной дл  сушки осадков

5 сточных вод, установлены два теплогенератора дл  сжигани  биогаза с производительностью по 475 м3/ч каждый.

Состав биогаза, %:СЬМ58; N27:02 1,1; S 0,2; С02 33,7.

0Теплотворна  способность 5000 ккал/нм .

Биогаз получают из метантенков, наход щихс  на территории станции.

Каждый теплогенератор состоит из корпуса , заключенной в него цилиндрической

5 жаровой трубы диаметром 390 мм, на поверхности которой с фронта со стороны подвода газа выполнены два кольцевых р да отверстий: первый диаметром 10 мм, второй диаметром 20 мм с шагом между р дами 100

0 мм. На концевой стороне жаровой трубы выполнен р д отверстий диаметром 80 мм дл  подвода воздуха на разбавление дымовых газов до требуемой температуры. Газова  форсунка располагаетс  с фронта по оси

5 жаровой трубы.

На номинальной нагрузке теплогенератора расход воздуха составл ет 8000 м /ч. Воздух в теплогенератор подаетс  через патрубок размером 400x600, расположенный на корпусе, затем проходит в кольцевой

канал между корпусом и жаровой трубой, откуда черезжольцевые р ды отверстий поступает в жаровую трубу.

Воздух, поступающий в жаровую трубу через отверсти  диаметром 10 и 20 мм, перемешиваетс  с продольно движущимс  непосредственно у стенки горючим газом и образует множество радиально направленных мелких струй-факелов, при этом часть кромки отверсти , котора  обращена в сторону газораздаточного устройства, нагреваетс  до красного цвета и становитс  стабилизатором горени  каждого отдельного микрофакела.

При переходе сушилки на холостой ход расход плавно уменьшаетс  до Юнм /ч с сохранением полного расхода воздуха. При этом горение переходит на саму газовую форсунку, где отсутствуют скоростные потоки воздуха, которые могли бы сорвать газо- ёый факел, этим обеспечиваетс  устойчивое горение на малых нагрузках.

Полнбта выгорани  составл ет 99,95% за счет посто нно имеющегос  поперечного перемешивани  каждой струи-факела, обеспечиваемого их поворотом в сторону

выхлопа, т.е. посто нным изменением направлени х их движени  с радиального на продольно-осевое.

Небольшой начальный диаметр струифакела обеспечивает относительно быстрое (в процессе поворота) и полное выгорание топлива, а применение определенной величины шага между р дами отверстий позвол ет снизить содержание окислов азота.

Ф о р му л а и зо б рете н и  

Способ сжигани  горючих газообразных отходов, включающий раздельную принудительную подачу последних и воздуха

в реакционную камеру, их перемешивание , воспламенение и горение, отличающийс  тем, что, с целью интенсификации процесса, обеспечени  устойчивого горени  при малых нагрузках и уменьшени  образовани  оксидов азота, осуществл ют пристенную подачу газообразных отходов, а подачу воздуха ведут перпендикул рно через р ды отверстий в стенках реакционной камеры, при этом рассто ние между р дами воздушных струй составл ет 8-12 диаметров струй.

SOX

лг/ 

SOQ -- Soo.. №о-- 300-Soo-/00-

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Способ сжигания горючих газообразных отходов, включающий раздельную принудительную подачу последних и воздуха в реакционную камеру, их перемешивание, воспламенение и горение, о т л и ч аю щ й й с я тем, что, с целью интенсификации процесса, обеспечения устойчивого горения при малых нагрузках и уменьшения образования оксидов азота, осуществляют пристенную подачу газообразных отходов, а подачу воздуха ведут перпендикулярно через ряды отверстий в стенках реакционной камеры, при этом расстояние между рядами воздушных струй составляет 8-12 диаметров струй.