SU1709171A1 - Камера дожигани окиси углерода в технологических газах - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к металлургии и химической промышленности, а именно к устройствам дл  дожигани  окиси углерода.содержащейс  в технологических газах, отход щих из металлических печей и химических реакторов. Цель изобретени  - снижение металлоемкости и выбросов в атмосферу экологически вредных веществ. Печной газ попадает в патрубок 1 камеры дожигани  посредством выхлопной трубы 3 диаметром 0,3-0,6 калибра патрубка. За счет инжекции воздуха через тангенциальные каналы 5, расположенные на рассто нии 1-2 калибра патрубка 1, со стороны торца 2, в который введена труба 3, происходит дожигание окиси углерода. Продукты сгорани  удал ютс  через тангенциальный газоотвод 4. Полнота сгорани  достигаетс  за счет тангенциальной подачи воздуха и газоотвода 4, а также за счет того, что длина патрубка 1 составл ет 6-8 его калибров, что обеспечивает полноту перемешивани  воздуха и печного газа. 2 ил.Счивх- 

Description

D

ш,А

XJ

СИ

фиг. 1

Изобретение относитс  к металлургии и химической промышленности, а именно к устройствам дл  дожигани  окиси углерода, содержащейс  в технологических газах, отход щих из металлургических печей и химических реакторов.

Цель изобретени  - снижение металлоемкости и выбросов в атмосферу экологически вредных веществ.

На фиг. 1 изображено устройство,разрез; на фиг. 2 - то же, вид сверху.

Камера дожигани  состоит из полого цилиндрического патрубка 1, торцы которого закрываютс  плоскими фланцами 2. В одном из фланцев имеетс  отверстие, через которое коаксиально патрубку в объем камеры введена выхлопна  труба печи 3 дл  подвода технологических газов в камеру дожигани .

Продукты горени  из камеры дожигани  отвод тс  через тангенциально установленный газоход 4 за счет создани  в нем разрежени . Атмосферный воздух в нее засасываетс  через установленные на разных уровн х тангенциальные каналы 5, внутри которых сооружены шиберы дл  регулировки количества засасываемого воздуха.

Камера работает следующим образом.

Печной газ посредством выхлопной трубы 3 подаетс  в патрубок 1, где происходит дожигание окиси углерода за счет эжекции воздуха через каналы 5 в камеру 1. Продукты дожигани  печных газов отвод тс  через патрубок 4,

Геометрические параметры камеры определ лись на специальной модели. Диаметр D патрубка 1 составил 0,2 м, высота L 1,2 м. Патрубок ограничивалс  глухими торцами 2. В нижний торец вводилась выхлопна  труба 3 печи дл  ввода технологических газов. Диаметр d выхлопной трубы измен л с  в пределах 0,03-0,15 м. Глубина h ввода трубы в камеру варьировалась в пределах 0-0,15 мм. Дл  тангенциального подсоса атмосферного воздуха в патрубок вдоль двух его диаметрально противоположных образующих были сделаны прорези, в которые устанавливались секционированные каналы 5. Это давало возможность путем открыти  или закрыти  отдельных секций варьировать в пределах 0,15-1,0 м рассто ние 1 от нижнего торца патрубка до верхней стенки воздухоподвод щего канала. Воздух отводилс  через газоход 4 пр моугольного сечени  высотой 12 мм и шириной 4 мм. Газоход располагалс  непосредственно под верхней крышкой и был сориентирован тангенциально патрубку 1. Технологический газ моделировалс  нагретым до 85°С воздухом . С целью предотвращени  теплопотерь

через стенки цилиндрической камеры, она была теплоизолирована слоем каолиновой ваты толщиной 50 мм. В ходе опытов измер лись пол  скоростей и температур газа в

патрубке 1 в сечени х, расположенных на различном удалении от его торца. Мерой завершени  процесса перемешивани  нагретого воздуха с холодным атмосферным  вл лось посто нство температур газа по

поперечному сечению патрубка 1.

После анализа результатов опытов сделаны следующие выводы: глубина h ввода выхлопной трубы 3 в патрубок 1 камеры дожигани  существенно не вли ет на процесс перемешивани  газов: процесс перемешивани  практически завершаетс  на. рассто нии 6-10 диаметров d выхлопной трубы при условии, что воздухоподвод щие каналы 5 расположены не далее двух диаметров D патрубка от его нижнего торца, т.е.

i 2D; оптимальное отношение -- 0,3-0,6,

при -р- 0,3 значительно увеличиваетс 

сопротивление камеры дожигани  без существенной интенсификации процесса перемешивани : путем изменени  живого сечени  каналов 5 можно в широких пределах варьировать соотношение количества

атмосферного воздуха и технологических газов: профиль тангенциальной составл ющей скорости газа практически не отличаетс  от известных профилей, полученных дл  циклонов различных конструкций. В предлагаемом устройстве не обнаружен характерный дл  циклоннных камер обратный кольцевой ток.

Ввод воздуха по тангенциальным панел м у одного торца цилиндрического патрубка и отсос продуктов горени  по газоходу тангенциально, но расположенному у другого торца патрубка, создают услови  дл  закрутки газовых потоков в рабочем обьеме камеры дожигани . При этом введенный по центру патрубка технологический газ также вовлекаетс  в закрученное движение. Тем самым создаютс  благопри тные услови  интенсивного перемешивани  реагирующих газов - кислорода и окиси

углерода. Интенсивное перемешивание газообразных реагентов создают предпосылки дл  завершени  процесса горени  в меньшем (чем при поступательном движении газового потока) обьеме, а следовательно , при меньшей поверхности, т.е, меньшей металлоемкости корпуса камеры дожигани .

Дл  предложенной конструкции камеры дожигани  длина патрубка рекомендуетс  6-8 калибра, Меньше 6 калибра процесс

смешени  реагентов еще не будет завершен выходе камеры дожигани , что может привести к выбросу оксида углерода в атмосферу. Увеличение длины патрубка более 8 калибра нецелесообразно, поскольку в этом случае увеличиваетс  металлоемкость камеры без улучшени  эффективности сгорани  (процесс смешивани  завершаетс  еще до 8 калибра).

Уменьшение диаметра выхлопной трубы менее чем 0,3 калибра патрубка приводит к увеличению сопротивлени  камеры дожигани  без улучшени  условий перемешивани  реагентов. С другой стороны увеличение этого параметра выше 0,6 калибра приводит к существенному уменьшению скорости входа атмосферного воздуха в камеру дожигани , т.е. к,резкому снижению уровн  крутки газовых потоков, а следовательно , к ухудшению условий перемешивани  газовредных реагентов. Последнее обсто тельство приводит к зат гиванию процесса горени  в пространстве, т.е. дл  достижени  услови  полного сгорани  необходимо удлинить камеру дожигани  сверх 8 калибра, либо допустить выброс оксида углерода в атмосферу.

Что касаетс  необходимости услови  распределени  каналов подсоса воздуха по высоте патрубка на 1-2 его калибра, то это обусловлено следующим обсто тельством. Ввод воздуха на высоте более 2 калибров приводит к уменьшению пути перемешивани  реагентов, следовательно, на выходе из камеры дожигани  оксид углерода может оказатьс  несгоревшим. При сосредоточении ввода воздуха на рассто нии менее, чем 1 калибр патрубка, в св зи с тем, что объем подсасываемого воздуха (при больших концентраци х оксида углерода в технологических газах) может быть в несколько раз больше, чем обьем технологических газов, происходит резкое снижение температуры смеси. Это, в свою очередь, приводит к прекращению процесса горени  и выбросу оксида углерода в атмосферу.

Важным условием дл  надежной (в смысле полноты сгорани  оксида углерода) работы камеры дожигани   вл етс  снабжение каналов подсоса атмосферного воздуха шиберами. В технологических газах концентраци  оксида углерода в процессе работы печи может колебатьс  в широких пределах, следовательно, дл  соблюдени  посто нства условий работы камеры до стехиометрического соотношени  реагентов (т.е. дл 

предотвращени  выброса в атмосферу оксида углерода) необходимо автоматическое

регулирование количества подсасываемого

воздуха. При посто нном значении разрежени  на выходе камеры дожигани  это .lerко достигаетс  путем открыти  или закрыти  шиберов. При этом контроль за полнотой сгорани  оксида углерода производитс  на выходе камеры дожигани .

Ф о р м у л а и 3 о б р е т е н I  

Камера дожигани  окиси углерода в технологических газах, содержаща  стационарный газоход, примыкающий к нему патрубок с отверсти ми, расположенными

по его периметру, и каналы дл  подсоса атмосферного воздуха через эти отверсти , отличающа с  тем, что, с целью снижени  металлоемкости и выбросов в атмосферу экологически вредных веществ, камера снабжена тангенциальным газоотводом дл  выхода продуктов сгорани  и цилиндрической выхлопной трубой, соедин ющей стационарный газоход печи с патрубком камеры дожигани , а также шиберами , причем каналы дл  подсоса воздуха расположены тангенциально, шиберы установлены в каналахдл  подсоса воздуха, патрубок камеры дожигани  выполнен в виде полого цилиндра длиной 6-8 его калибра с

газонепроницаемыми торцами, выхлопна  труба -диаметром 0,3-0,6 калибра патрубка и подведена к одному из торцов, газоотвод расположен со стороны другого торца, а каналы дл  подсоса воздуха выполнены на

рассто нии 1-2 калибра патрубка камеры со стороны торца, в который введена выхлопна  труба.

ZZHZJi

фи.2

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Камера дожигания окиси углерода в технологических газах, содержащая стационарный газоход, примыкающий к нему патрубок с отверстиями, расположенными по его периметру, и каналы для подсоса атмосферного воздуха через эти отверстия, отличающаяся тем, что, с целью снижения металлоемкости и выбросов в атмосферу экологически вредных веществ, камера снабжена тангенциальным газоотводом для выхода продуктов сгорания и цилиндрической выхлопной трубой, соединяющей стационарный газоход печи с патрубком камеры дожигания, а также шиберами, причем каналы для подсоса воздуха расположены тангенциально, шиберы установлены в каналахдля подсоса воздуха, патрубок камеры дожигания выполнен в виде полого цилиндра длиной 6-8 его калибра с газонепроницаемыми торцами, выхлопная труба - диаметром 0,3-0,6 калибра патрубка и подведена к одному из торцов, газоотвод' расположен со стороны другого торца, а каналы для подсоса воздуха выполнены на расстоянии 1-2 калибра патрубка камеры со стороны торца, в который введена выхлопная труба.