SU909434A1

SU909434A1 - Apparatus for burning fuel at producing control atmosphere

Info

Publication number: SU909434A1
Application number: SU802946223A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Генрихович Коган; Виктор Александрович Мисюля; Олег Нилович Мирошников; Яков Израилевич Гольдштейн; Валентин Петрович Михайлов; Владимир Федорович Андреев; Виктор Иванович Бобоедов; Лев Михайлович Стекольников
Original assignee: Производственно-Техническое Предприятие Треста "Укрэнергочермет"
Priority date: 1980-06-20
Filing date: 1980-06-20
Publication date: 1982-02-28

Description

Изобретение относитс к конструкци м устройств и может быть использовано дл производства контролируемых атмосфер, в машиностроении и металлургии.The invention relates to the design of devices and can be used for the production of controlled atmospheres, in mechanical engineering and metallurgy.

В технике производства контролируемых атмосфер, получаемых путем очистки от COfj (и СО в р де случаев) , а также осушки от вод ных паров продуктов неполного .горени природного газа, тепло, выдел емое при сжигании природного газа и охлаждении его продуктов горени , используетс дл регенерации раствора абсорбента, примен емого дл очистки газа от COrjIn the technique of producing controlled atmospheres, obtained by purifying COfj (and CO in a number of cases), as well as drying water vapor from products of incomplete combustion of natural gas, the heat generated by burning natural gas and cooling its combustion products is used to regeneration of the absorbent solution used for cleaning gas from COrj

Устройства, которые наиболее широко распространены дл осуществлени этого процесса, представл ют собой кип тильник - обыкновенный газотрубный котел, т.е. барабан, внутри которого размещены частично футерованна камера сжигани и трубчатка, по которой проход т продукты горени , В межтрубном пространстве кип тильника кипит раствор абсорбента, а пары абсорбента и выделившийс COij отвод тс в десорбер (отгонную колонну ) 1.The devices that are most widely used for the implementation of this process are boilers — an ordinary gas-tube boiler, i.e. a drum inside which a partially lined combustion chamber is placed and a tubular through which the combustion products pass. An absorbent solution boils in the shell annulus of the boiler, and the absorbent vapors and COij released are diverted into a stripper (distant column) 1.

Недостатком этого устройства вл етс размещение камеры сжигани в объеме раствора. При высоких теплонапр жени х по сечению и объему и малой длине камеры ухудшаетс качество сжигани газа, становитс возможным прогорание стен, а повышенные температуры металла стенок камеры вызывает повышение температуры контактируиицего с ней раствора, в свою очередь высокие температуры вызывают осмоление раствора, что приводит A disadvantage of this device is the placement of the combustion chamber in the volume of the solution. At high thermal stresses over the cross section and volume and short chamber length, the gas burning quality deteriorates, the walls become burned out, and the increased metal temperatures of the chamber walls cause an increase in the temperature of the solution in contact with it, and the high temperatures cause the resin to grind;

10 к его высокой коррозионной активности , т.е. недопустима дальнейша форсировка камеры.10 to its high corrosivity, i.e. no further force of the camera is allowed.

Кроме того, недостатком устройства вл етс жестка св зь между при15 ходом тепла от сжигани топлива и расходом тепла на регенерацию раствора , хот эти величины могу не совпадать .In addition, the drawback of the device is a rigid connection between the heat input from the combustion of the fuel and the heat consumption for the regeneration of the solution, although these values may not coincide.

Наиболее близким по технологичес20 кой сущности к предлагаемому вл етс устройство дл регенерации абсорбента , представл ющее собой вертикальный котел (типа водотрубногю) с присоединенной к нему дополнитель25 ной камерой сжигани , футерованной огнеупорным кирпичем. Тепло продуктов горени воспринимаетс раствором абсорбента, проход щим по рубашкам камеры сжигани , котла и трубчат30 ке котла {2. Недостатком этого устройства так же вл етс жесткость св зи между расходом тепла на регенерацию раств ра и приходом тепла от сжигани топ лива, тогда как в зависимости от ре шений по схеме регенерации, выбору типа абсорбента эти величины могут не совпадать. Цель изобретени - оптимизаци теплового баланса, снижение энергозатрат и повышение надежности работы устройства дл сжигани топлива. Указанна цель достигаетс тем, что в устройстве дл сжигани топлива при получении контролируемых атмосфер , содержащем выносную камеру сжигани с полостью охлаждени , газоход и теплообменник, камера сжигани снабжена перегородками, раздел ющими полость охлаждени на отедел ные секции, причем кажда секци снабжена независимыми патрубками под вода и отвода охлаждающей среды, и секции соединены между собой патрубками с запорными органами. Газоход между камерой сжигани и теплообменником снабжен устройством подвода конденсата и обводным трубопроводом с регулирующим клапаном подключенным к входу и выходу теплообменника . Выполнение выносной камеры сжигани с перегородками в полости охлаждени позвол ет ликвидировать жесткую св зь между потребност ми в тепле дл регенерации раствора и приходом тепла от сжигани топлива, обеспечивать увеличение или уменьшение количества сжигаемого топлива а значит и количества производимой защитной атмосферы без жесткой зависимости с потребностью в тепле дл регенерации раствора. Повышаетс надежность работы всего оборудовани дл моноэтаноламиновой очистки продуктов горени от СО за счет подачи в секции полости охлаждени другой охлаждающей среды т.е. вообще избегаетс подача раство ра МЭА в конструкции с высокими температурами . Независимый подвод к каждой секции охлаждающей среды и соединение секций между собой патрубками с запорными органами обеспечивает дости жение той же цели, что и разделение: полости охлаждени перегородками, т.е. возможность подавать в каждую секцию необходимую охлаждающую сред Наличие гсзокода между камерой сжигани и теплообменником, снабжен ного штуцером дл подвода конденсата , позвол ет снижать температуру продуктов горени , поступающих в те лообменник , в результате чего умень шаетс опасность осмолени раствора под воздействием высоких температур Кроме того возможно дополнительное регулирование количеста тепла, используемого в теплообменнике дл регенерации раствора в соответствии с действительными потребност ми этого процесса- (увеличение содержани вод ных паров в продуктах горени , поступающих в теплообменник, влечет изменени процесса теплообмена в последнем и увеличение потерь с. уход щими из теплообменника продуктами горени ). Использовать высокотемпературное тепло продуктов горени дл испарени конденсата, т.е. обеспечить необходимый избыток вод ного пара дл процесса конверсии СО, что обеспечивает снижение энергозатрат на процесс. Снабжение газохода перед теплообменником обводным трубопроводом с регулирующим клапаном, подключенным ко входу и выходу теплообменника по продуктам горени , позвол ет регулировать (дополнительно) количество -тепла , необходимого регенерации раствора абсорбента, и температуру продуктов горени , поступающих на конверсию СО, обеспечива оптимальные услови процесса конверсии. На чертеже схематично изображено устройство разрез. Устройство содержит футерованную камеру 1 сжигани , горелочное устройство 2, секции 3 полости охлаждени , перегородки 4 между секци ми, трубопроводы 5 подвода охлаждающей среды, трубопроводы б отвода охлаждающей среды, запорные органы 7, соединительные патрубки 8 между секци ми, футерованный газоход 9, штуцер 10 дл подвода конденсат, обводной трубопровод 11, регулирующий клапан 12 и теплообменник 13. Футерованна выносна камера 1 сжигани с горелочным устройством 2, секци ми 3 полости охлаждени , перегородками 4, трубопроводом 5 подвода и 6 отвода охлаждающей среды, запорными органами 7, а также соёдинительньпии патрубками 8 между секци ми, образуют выносную камеру сжигани . Футерованнь1й газоход 9 со штуцером 10 дл конденсата и обводным трубопроводом 11 с регулирующим клапаном 12 образуют следующий укрупленный узел - газоход между выносной камерой и теплообменником 13, который вл етс последним по ходу продуктов горени . Устройство работает следующим образом . Продукты горени сожженного в горелке 2 топлива прохрд т по футерованному пространсту i, передава тепло охлаждающей среде,, движущейс в секци х 3 полости охлаждени . Конструктивно эти секции образуютс пере1ород1 ами 4, раздел ющими общую полость охлаждени на отдельные секции , независимые друг от друга.The closest in its technological essence to the present invention is a device for absorbent regeneration, which is a vertical boiler (of the water tube type) with an additional combustion chamber lined with a refractory brick attached to it. The heat of the combustion products is perceived by the absorbent solution passing through the jackets of the combustion chamber, the boiler and the boiler tubular {2. A disadvantage of this device is also the stiffness of the connection between the heat consumption for the regeneration of the solution and the arrival of heat from fuel combustion, whereas depending on the decisions on the regeneration scheme, the choice of the type of absorbent may not coincide. The purpose of the invention is to optimize the heat balance, reduce energy consumption and increase the reliability of the device for burning fuel. This goal is achieved by the fact that in a device for burning fuel upon receipt of controlled atmospheres containing a remote combustion chamber with a cooling cavity, a gas duct and a heat exchanger, the combustion chamber is equipped with partitions dividing the cooling cavity into separate sections, each section having independent water connections. and removal of the cooling medium, and sections are interconnected by nozzles with shut-off members. The duct between the combustion chamber and the heat exchanger is equipped with a condensate supply device and a bypass pipe with a control valve connected to the inlet and outlet of the heat exchanger. The implementation of a remote combustion chamber with partitions in the cooling cavity eliminates the rigid connection between the heat requirements for the regeneration of the solution and the heat input from the fuel combustion, increases or decreases the amount of combustible fuel and, therefore, the amount of protective atmosphere produced without a hard relationship with warm for solution regeneration. The reliability of the entire equipment for monoethanolamine cleaning of combustion products from CO is increased by supplying another cooling medium to the cooling section of the cavity. in general, the supply of MEA solution in high temperature constructions is avoided. An independent approach to each section of the cooling medium and the connection of the sections between each other by branch pipes with shut-off organs ensures the achievement of the same goal as the separation: the cooling cavities by partitions, i.e. the ability to supply the necessary cooling media to each section. The presence of a gas line between the combustion chamber and the heat exchanger, equipped with a condensate choke, reduces the temperature of the combustion products entering the heat exchanger, thereby reducing the risk of tarring the solution under the influence of high temperatures. additional regulation of the amount of heat used in the heat exchanger to regenerate the solution in accordance with the actual needs of this process ( elichenie water vapor content in the combustion products flowing into the heat exchanger, the heat exchange process entails changes in the latter and with the increase in losses. Care conductive combustion products from the heat exchanger). Use the high-temperature heat of the combustion products to evaporate the condensate, i.e. provide the necessary excess of water vapor for the CO conversion process, which reduces the energy consumption per process. Supplying the flue duct in front of the heat exchanger with a bypass line with a control valve connected to the inlet and outlet of the heat exchanger for the combustion products allows to regulate (additionally) the amount of heat required for the regeneration of the absorbent solution and the temperature of the combustion products entering the CO conversion, ensuring optimal conditions for the conversion . The drawing schematically shows a cut device. The device contains a lined combustion chamber 1, a burner 2, sections 3 of the cooling cavity, partitions 4 between the sections, pipelines 5 for supplying the cooling medium, pipelines b for evacuating the cooling medium, shut-off members 7, connecting pipes 8 between the sections, lined duct 9, fitting 10 for supplying condensate, a bypass pipe 11, a control valve 12 and a heat exchanger 13. A lined burning combustion chamber 1 with a burner 2, sections 3 of the cooling cavity, partitions 4, a supply pipe 5 and 6 from coolant water, shut-off members 7, as well as connections by nozzles 8 between sections, form an external combustion chamber. A lined gas flue 9 with a condensate nozzle 10 and a bypass pipe 11 with a control valve 12 forms the next integrated unit - a flue between the remote chamber and the heat exchanger 13, which is the last in the course of the combustion products. The device works as follows. The combustion products of fuel burned in the burner 2 are burned through the lined space i, transferring heat to the cooling medium moving in sections 3 of the cooling cavity. Structurally, these sections are formed by turning 1 to 4, dividing the common cooling cavity into separate sections independent of each other.

Система подводов-отводов охлаждающей среды от каждой секции, а также патрубков между двум последовательно расположенными по ходу продуктов горени секци ми, обеспечивает в зависимости от требований теплового баланса процесса регенерации работу секций охлаждени на одной или разных охлаждающий средах.Depending on the requirements of the heat balance of the regeneration process, the cooling sections operate on the same or different cooling media, depending on the requirements of the heat balance of the regeneration process, the cooling inlets / outlets of the cooling medium from each section, as well as the connections between the two successively located along the product of combustion products.

При работе устройства на одной охлаждающей среде, что определ етс схемой регенерации раствора и параметрами отдельных аппаратов, вход щи в эту схему, т.е. потребност ми в тепле дл процесса регенерации, обв зка полости охлаждени камеры (сжигани может быть упрощена, а именно не кажда секци снабжаетс отдельным подводом-отводом среды, а лишь начальна и конечна , а перемычки между секци ми не обустраиваютс запорными органами.When the device operates on the same cooling medium, which is determined by the solution regeneration scheme and the parameters of individual devices, these circuits, i.e. heat requirements for the regeneration process, covering the chamber cooling cavity (combustion can be simplified, namely, not each section is supplied with a separate supply and removal of the medium, but only the initial and final ones, and bridges between sections are not equipped with shut-off bodies.

После камеры сжигани продукты горени по футерованному газоходу 9 поступают в .теплообменник. Газоход 9 одновременно служит контактным теплообменником дл испарени подводимого по штуцеру 10 конденсата, а также ДП перепуска части высокотемпературных продуктов горени по обводному трубопроводу Не регулирующим клапаном 12 вокруг теплообменника 13.After the combustion chamber, the combustion products through the lined gas duct 9 enter the heat exchanger. The duct 9 simultaneously serves as a contact heat exchanger for evaporation of the condensate supplied through the fitting 10, as well as the DP of the bypass of part of the high-temperature combustion products through the bypass pipeline. No control valve 12 around the heat exchanger 13.

Продукты горени , проход через теплообменник 13, передают свое тепло кип щему раствору, т.е. теплообменник-кип тильник вл етс основным аппаратом, где подводитс тепло от внешнего источника, необходимое дл регенерации раствора.The products of combustion, the passage through the heat exchanger 13, transfer their heat to the boiling solution, i.e. The heat exchanger-boiler is the main apparatus where heat from an external source is supplied, which is necessary for the regeneration of the solution.

Таким образом, устройство дл сжигани топлива при получении контролируемых атмосфер выгодно отличаетс от прототипа возможностью оптимизаци теплового баланса при регенерации Thus, the device for burning fuel in obtaining controlled atmospheres differs favorably from the prototype by the possibility of optimizing the heat balance during regeneration.

раствора абсорбента, снижением энергозатрат на производство защитной атмосферы , повышением надежности работы системы МЭА - очистки продуктов горени от СО, а также возможностью увеличени производства защитной атмосферы на том же оборудовании без опасений негативных последствий (коррози оборудовани и пр.).absorbent solution, reducing energy consumption for the production of a protective atmosphere, increasing the reliability of the MEA system - cleaning the combustion products from CO, as well as the possibility of increasing the production of protective atmosphere on the same equipment without fear of negative consequences (equipment corrosion, etc.).

Claims

1. A device for burning fuel when receiving a controlled atmosphere containing a remote combustion chamber with a cooling cavity, a gas duct and a heat exchanger, characterized in that, in order to optimize the heat balance, reduce energy consumption and increase reliability

The works, the combustion chamber is provided with partitions dividing the cooling cavity into separate sections, each section being provided with independent inlet and outlet pipes for the cooling medium, and the sections are interconnected by nozzles with closures: organs.

2. The device according to p. 1, .0 X is based on the fact that the flue between the combustion chamber and the heat exchanger is equipped with a device for supplying condensate and a bypass pipe with a control valve connected

to the inlet and outlet of the heat exchanger.

Sources of information taken into account in the examination

1. Malyshev B.V., Devochkina G.I. Units for the production of controlled atmospheres. Constructions. Steelproject. Steel, 1974, No. 5, p. 465-469.

2. Estrien B.M. Production and use of controlled atmospheres. 1973, pp. 123-125.

12