UA120633C2 - Спосіб спалювання газоподібного палива - Google Patents
Спосіб спалювання газоподібного палива Download PDFInfo
- Publication number
- UA120633C2 UA120633C2 UAA201707673A UAA201707673A UA120633C2 UA 120633 C2 UA120633 C2 UA 120633C2 UA A201707673 A UAA201707673 A UA A201707673A UA A201707673 A UAA201707673 A UA A201707673A UA 120633 C2 UA120633 C2 UA 120633C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- fuel
- air
- torch
- flow
- combustion
- Prior art date
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 46
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims abstract description 20
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 33
- 229910002090 carbon oxide Inorganic materials 0.000 description 18
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 14
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 8
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 description 4
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 2
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 2
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 231100000167 toxic agent Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)
Abstract
Спосіб спалювання газоподібного палива включає подачу палива одним потоком, а дуттьового повітря двома, один з яких, центральний, попередньо закручують, змішують з паливом і підпалюють. Периферійний потік дуттьового повітря направляють транзитом до факела без змішування з паливом. Периферійний потік дуттьового повітря поділяють на дві рівні частини за об'ємом, одну з яких направляють в зону горіння за межі ядра факела, а іншу - за межі факела.
Description
Винахід належить до способів спалювання газоподібного палива з частковим попереднім змішуванням палива з повітрям. Спосіб може бути використаний в енергетиці при експлуатації теплотехнічних агрегатів, обладнаних газовими пальниками з примусовою подачею повітря.
Відомий спосіб спалювання газоподібного палива (Ас. СССР Мо 566063, Б230 13/00, 1977), згідно з яким дуттьове повітря подають одним потоком, а паливо для змішування з ним - одночасно двома потоками з співвідношенням витрат 1:1,5, що відповідає 4095 ії 60 95 від загального потоку палива, перший з котрих подають у повітря суцільним потоком, а другий - роздробленими струменями. Паливо, яке подають струменями, швидко перемішують з повітрям, підпалюють і горіння здійснюють з утворенням факела. Паливо, що подають суцільним потоком, внаслідок повільного перемішування з повітрям, починає горіти після завершення горіння палива, що подають роздробленими струменями. Тобто, перемішування палива, що подають суцільним потоком, з повітрям повинно бути завершено не раніше і не пізніше, ніж згорить паливо, яке подають роздробленими струменями.
Але провести таке перемішування дуже обтяжлива справа і є небезпека в тому, що передчасне створення суміші може привести до хлопка паливно-повітряної суміші, а запізніле - до недопалу. Хлопок призводить до аварійної ситуації а недопал - до зниження ККД і збільшення витрати палива.
Найбільш близький до пропонованого способу є відомий спосіб спалювання газоподібного палива (патент України на винахід Мо 113559 МПК ЕБ230 14/02, Р230 14/24, 2017), який включає подачу дуттьового повітря і палива для змішування, підпалу і згорання паливно-повітряної суміші з утворенням факела з високотемпературним ядром, при цьому паливо подають одним потоком, а дуттьове повітря - двома, один з яких, основний, перед змішуванням з паливом закручують, а другий, додатковий, направляють транзитом без змішування з паливом безпосередньо в зону горіння в кінець ядра факела. Кількість основного і додаткового потоків дорівнює 99...95 95 і 1...5 95, відповідно, від усієї кількості дуттьового повітря, необхідного для повного спалювання палива.
У способі за найближчим аналогом показники концентрацій у відхідних газах - оксидів азоту (МОХ) і оксиду вуглецю (СО) - дещо перевищують (не відповідають) показники Європейської "Директиви 2010/75/БО" при О2-3 95 (далі "Директиви"), що встановлює норму для (МОх) і СО по
Зо 100 мг/нм3. А концентрація у відхідних газах за найближчим аналогом МОх становить 70...101...142 мг/нм3, а СО-121...124...133 мг/нм3, тобто, показники МОх за найближчим аналогом на деяких режимах значно перевищують норми "Директиви", а показники СО за прототипом на всіх режимах перевищують норми "Директиви".
В основу винаходу поставлена задача удосконалення способу спалювання газоподібного палива, в якому в результаті розподілу додаткового периферійного потоку дуттьового повітря на два рівних за об'ємом потоки і подачі їх в різні місця факела забезпечується зниження концентрації основної токсичної речовини - оксидів азоту (МОх) і оксиду вуглецю (СО) - нижче норм і за рахунок цього суттєво знижується концентрація токсичних викидів у відхідних газах і, тим самим, зменшується забруднення атмосфери.
Поставлена задача вирішена завдяки тому, що в способі спалювання газоподібного палива, який включає подачу палива одним потоком, а дуттьового повітря двома, один з яких, центральний, попередньо закручують, змішують з паливом і підпалюють, а інший, периферійний потік направляють транзитом до факела без змішування з паливом, згідно з пропозицією, периферійний потік дуттьового повітря поділяють на дві рівні частини за об'ємом, одну з яких направляють в зону горіння за межі ядра факела, а іншу за межі факела.
Додатковою відмінністю способу спалювання газоподібного палива є те, що кількість кожної частини периферійного дуттьового потоку повітря дорівнює 0,5...2,5 95 від всієї кількості дуттьового повітря, необхідного для повного згорання палива.
Другою додатковою відмінністю способу спалювання газоподібного палива є те, що ту частину периферійного додаткового потоку повітря, яку направляють за межі факела, збагачують киснем, підвищуючи його вміст до 21,5...22 95.
Сукупність відмітних ознак винаходу дає можливість виконати поставлену задачу тому, що згорання палива, яке спочатку здійснюють з центральним потоком дуттьового повітря, об'єм якого помітно менший за необхідний для повного згорання палива, і, завдяки подачі однієї частини периферійного потоку повітря за межі ядра факела не ліквідують, а подовжують процес горіння з незначною недостатньою кількістю дуттьового повітря. Тобто, зберігають умови, які ще гальмують (пригнічують) активність окислення Ме в МОх і, в той же час, поліпшують умови для окислення СО в СО» і догорання Не і СНа. Подачею другої частини периферійного потоку додаткового повітря за межі факела завершують подачу всього необхідного дуттьового повітря і 60 сприяють доокисленню СО в Со» і догоранню слідів Нео і СНи, якщо вони залишились. За цих умов незначне збільшення МОх може бути, але зростання активного окислення Мг2 в МОх буде відсутнє в зв'язку зі зниженням температури горіння і незначним дозуванням окислювача. Таким чином, в кінцевих продуктах згорання (відхідних газах) концентрація шкідливих викидів, насамперед оксидів азоту і вуглецю, буде нижча за європейські норми.
На кресленні представлена схема здійснення пропонованого способу.
Загальний дуттьовий повітряний потік 1 для спалювання усього палива поділяють на два потоки. Один, центральний, основний потік 2, в кількості 99...95 95 від необхідного закручують і спрямовують в зону змішування з усім паливом, яке до зони змішування подають одним потоком 3, а в саму зону - струменями. Суміш не з повною кількістю основного, центрального, повітря (бідна суміш) підпалюють і горіння організують з утворенням факела і високотемпературного ядра в середині факела, температура якого все ж таки нижча за можливу (через бідну суміш). Недостатня кількість повітря (окислювача) і деяке зниження температурного рівня ядра факела суттєво обмежують процес активного окислення азоту (М»2) дуттьового повітря в оксиди азоту (МОх) і, в той же час, призводять до недопалу із значним вмістом оксидів вуглецю (СО) і, можливо, водню (Нг) і метану (СНио) в кінці ядра факела.
Одночасно з подачею центрального потоку повітря до факела подають периферійний додатковий дуттьовий потік в кількості 1...5 95, який поділяють на дві рівні частини в кількості по 0,5...2,5 95 в кожній частині, одну з яких 4 спрямовують в зону горіння - за межі ядра факела.
Подачею цієї частини додаткового повітря не ліквідують, але зменшують кількість недостатнього повітря і продовжують потроху знижувати температуру горіння вздовж факела.
Тобто, зберігають умови, які ще гальмують окислення М» в МОх і поліпшують умови для окислення СО в СО» і догорання Не» і СНа. Подачею другої частини додаткового периферійного потоку дуттьового повітря 5 за межі факела завершують подачу всього необхідного дуттьового повітря і сприяють продовженню окислення СО в СО», догорання слідів Нег і СНи, якщо вони залишились, і незначному збільшенню оксидів азоту.
Приклад 1 (за найближчим аналогом). Повітряний дуттьовий потік об'ємом 10,95 му" для спалювання усього палива об'ємом 1 м/год. поділяють на 2 потоки: периферійний додатковий в кількості від усього необхідного 1 95 чи 0,11 му, і центральний основний в кількості 99 95 чи 10,84 м", відповідно. Основний центральний потік повітря направляють в зону змішування з усім
Зо паливом, яке в зону змішування подають роздробленими струменями, при цьому коефіцієнт надлишку повітря в суміші становить 1,14. Суміш підпалюють і горіння здійснюють з утворенням факела і високотемпературного ядра всередині факела. Додаткове повітря одночасно подають з основаним, але транзитом, без змішування з паливом, безпосередньо за межі ядра факела.
Згорання палива з недостатньою кількістю основного повітря (99 95) призводить до зменшення кисню в продуктах згорання і зниження температури згорання та отримання концентрації оксидів азоту (МОх) у 142 мг/м3 і продуктів неповного згорання, які завдяки подачі додаткового повітря догоряють вже за ядром факела. В продуктах згорання крім МОх залишається оксид вуглецю (СО) з концентрацією 120 мг/м3. Тобто, показники щодо шкідливих викидів ще 0120. 1676 перевищують директивні норми. При цьому показник токсичності 0085 20 одиниць (де 0,085 мг/м? ії 20 мг/м" - гранично дозволена концентрація оксидів азоту і вуглецю, відповідно).
Приклад 2 (за пропонованим способом). Повітряний потік дуттьового повітря об'ємом 10,95 м для спалення усього палива об'ємом 1 мзЗ/год. поділяють на 2 потоки: периферійний додатковий потік дуттьового повітря в кількості від усього необхідного 0,5 95, чи 0,055 му, ії центральний основний потік дуттьового повітря кількості 99,5 95,чи 10,89 мУ, відповідно.
Основний потік повітря направляють в зону змішування з усім паливом, при цьому коефіцієнт надлишку повітря в суміші становить а-1,145. Суміш підпалюють і горіння здійснюють з утворенням факела і високотемпературного ядра всередині факела. Периферійний додатковий потік поділяють ще на дві рівні частини за об'ємом, тобто, кожна в кількості 0,25 95 від усього повітряного потоку, чи 0,027 м, ії одночасно з центральним основним потоком направляють транзитом без змішування з паливом одну частину повітря в зону горіння - за межі ядра факела, а другу - за межі факела. Результати в таблиці.
Приклад 3. Як в п. 2, але кожна частина додаткового потоку повітря в кількості 0,5 95 від усього повітряного потоку, чи 0,055 м, а основний - в кількості 99 95, чи 10,84 му, при цьому коефіцієнт надлишку повітря в суміші а-1,14. Результати в таблиці.
Приклад 4. Як в п. 2, але кожна частина додаткового потоку в кількості 1,5 95 чи 0,165 му, а основний - в кількості 97 95 чи 10,62 м3, при цьому коефіцієнт надлишку повітря в суміші а-1,11.
Результати в таблиці.
Таблиця
Порівняльні показники здійснення способів за найближчим аналогом і пропонованим . . Один Другий Загаль основний цієнт . й М . . й й ний потік ний потік коефі- мг/м
Прик-| потік повітря | надлиш й й й Токсич- лади, ку основ повітря повітря цієнт ність,
Мо Відсо | Об'єм ного | Відсо Об'єм Відсо Об'єм лишку Оксид Оксид | одиниць ток 96 м "у повітря,| ток, м "7 ток, ма ' повітря азоту,| вуглецю, ' а Фо Чо а "| МО» (Ф;6) 112131 4 |51| 617 | 81 9 | тл0| | 2 1199 |1084| тля | то (ом) - | - | 15 | 142 | 120 | 1676 з 1990 |1084| 114 | 0,5 |0055| 0,5 |0,055| 115 | 10 | 80 | 1298 4 1970 |1062| тлі | 7,5 065) 75 (0165) 115 | 90 | 90 | 1064 і 6 193,0 |т10и18| 707 | 3,5 |0385| 3,5 |0385| 15 | 45 | 51500 | 604
Приклад 5. Як в п. 2, але кожна частина додаткового потоку в кількості 2,5 95 чи 0,275 му, а основний - в кількості 95 95 чи 10,40 м3, при цьому коефіцієнт надлишку повітря в суміші а-1,09.
Результати в таблиці.
Приклад 6. Як в п. 2, але кожна частина додаткового потоку в кількості 3,5 95 чи 0,385 м, а основний - в кількості 93 95 чи 10,18 му, при цьому коефіцієнт надлишку повітря в суміші а-1,07.
Результати в таблиці.
Як бачимо з таблиці, здійснення режиму за пропонованим способом підтверджує оптимальні межі подачі кожної частини периферійного додаткового повітря об'ємом 0...2,595 від необхідного, що дозволяє в порівнянні з прототипом зменшити концентрації оксиду азоту і оксиду вуглецю. При зменшенні кожного з двох потоків периферійного додаткового повітря нижче за 0,5 95 від необхідного, оксиди азоту помітно збільшуються до 160 мг/му, а оксиди вуглецю зменшуються до 70 мг/м3. А при збільшенні потоків дуттьового повітря більше за 2,5 95 від необхідного, оксиди азоту, навпаки, зменшуються до 45 мг/м3, а оксиди вуглецю суттєво збільшуються до 1500 мг/м3 і більше. Ці режими не приймаємо - один за показниками щодо оксидів азоту, другий - оксидів вуглецю.
Таким чином, за пропонованим способом отримуємо концентрації шкідливих викидів у відхідних газах в межах норм "Директиви" і, тим самим, здійснюємо заходи щодо захисту навколишнього середовища від забруднення.
Claims (3)
1. Спосіб спалювання газоподібного палива, який включає подачу палива одним потоком, а дуттьового повітря двома, один з яких, центральний, попередньо закручують, змішують з паливом і підпалюють, а інший, периферійний потік, направляють транзитом до факела без змішування з паливом, який відрізняється тим, що периферійний потік дуттьового повітря поділяють на дві рівні частини за об'ємом, одну з яких направляють в зону горіння за межі ядра факела, а іншу - за межі факела.
2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що кількість кожної частини периферійного дуттьового потоку повітря дорівнює 0,5...2,5 95 від всієї кількості дуттьового повітря, необхідного для повного згорання палива.
3. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що ту частину периферійного додаткового потоку повітря, яку направляють за межі факела, збагачують киснем, підвищуючи його вміст до 21,5...22 95.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAA201707673A UA120633C2 (uk) | 2017-07-20 | 2017-07-20 | Спосіб спалювання газоподібного палива |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAA201707673A UA120633C2 (uk) | 2017-07-20 | 2017-07-20 | Спосіб спалювання газоподібного палива |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA120633C2 true UA120633C2 (uk) | 2020-01-10 |
Family
ID=71117054
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UAA201707673A UA120633C2 (uk) | 2017-07-20 | 2017-07-20 | Спосіб спалювання газоподібного палива |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| UA (1) | UA120633C2 (uk) |
-
2017
- 2017-07-20 UA UAA201707673A patent/UA120633C2/uk unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AR024936A1 (es) | Metodo para reducir el contenido de oxidos de nitrogeno en los gases de combustion y aparato correspondiente. | |
| AR029943A1 (es) | Metodos de dilucion de combustible y aparato para la reduccion de nox | |
| JPS55165405A (en) | Combustion method with reduced amount of nitrogen oxide | |
| NO20051955L (no) | Fremgangsmate og apparat for varmebehandling | |
| JPH05340505A (ja) | 燃焼中に発生する窒素酸化物発生量の削減法 | |
| JP2020112280A (ja) | アンモニアを混焼できるボイラ装置及び火力発電設備 | |
| IT1028056B (it) | Procedimento ed apparecchiatura per la riduzione degli inqquinanti atmosferici mediante ricircolazione selettiva dei gas di ciminiera | |
| TW201627607A (zh) | 排氣處理方法及排氣處理裝置 | |
| JPS54105328A (en) | Method and device for burning ultra-low nox in fuels containing organic nitrogen | |
| UA120633C2 (uk) | Спосіб спалювання газоподібного палива | |
| CN107314366A (zh) | 一种采用二次风技术的π型燃气锅炉 | |
| JPS5486823A (en) | Combustion with reduction of nitrogen oxide | |
| EP2065570B1 (en) | Burner for generating reductive atmosphere of exhaust gas in engine cogeneration plant having denitrification process | |
| CN110925796A (zh) | 一种阶梯状低污染燃烧室结构 | |
| GB1460312A (en) | Method of and apparatus for burning hydrocarbon fuels with air | |
| CN201363716Y (zh) | 一种实现低氮氧化物排放的锅炉 | |
| MX2020004481A (es) | Reduccion de emisiones de oxido de nitrogeno (nox) en un horno de oxicombustion. | |
| RU2201554C1 (ru) | Способ плазменного розжига пылеугольного топлива | |
| CN101440955B (zh) | 低氮燃烧装置及方法 | |
| UA113559C2 (xx) | Спосіб спалювання газоподібного палива | |
| JP2590216B2 (ja) | 低ＮＯｘ燃焼法及び低ＮＯｘ燃焼器 | |
| SU1179016A1 (ru) | Способ сжигания топлива | |
| CN217877169U (zh) | 一种低氮燃烧加热炉 | |
| TW202436794A (zh) | 加熱爐的操作方法以及加熱爐 | |
| CN109477636B (zh) | 废气处理方法、废气处理装置及碳纤维制造系统 |