Топочная камера для сжигания сбросных газов

 

1. ТОПОЧНАЯ КАМЕРА ДЛЯ СЖИГАНИЯ СБРОСНЫХ ГАЗОВ, содерI ётаричный жащая футерованную цилиндрическую камеру, топливные горелки, сопла для подачи сбросных газов, установленные, по касательной к мнимой окружности, отличающаяся тем, что, с целью улучшения санитарных показателей процесса горения азотсодержащих сбросных газов, диаметр мнимой окружности, по касательной к которой установлены сопла, составляет 0,35 - 0.55 внутреннего диаметра камеры, причем сопла ввода сбросных газов расположены на расстоянии 0,1-0,4 того же диаметра от топливных горелок по ходу газов. 2. Камера по п. 1, отличающаяся тем, что она снабжена соплами подачи воздуха, установленными на расстоянии 0,1-0,3 внут% реннего диаметра камеры по ходу газов от сопл ввода сбросных газов. (Л Воздух. f /( азотсодержащие Газовые сдубки

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1193372 А @4 F23G706

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТ0РСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ азотсодержаи ие

asoAie мазду

5торич

Фиа!

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3762469/29-33 (22) 02.07 .84 (46) 23.11.85. Бюл. № 43 (71) Научно-производственное объединение

«Техэнергохимп ром» (72) М. Н. Бернадинер, В. И. Правкин, Л. О. Кацнельсон, В. Д. Добряк, В. М. Лебедев, В. П. Андреев и В. А. Душанин (53) 628.54(088.8) (56) Патент США № 4316320, кл. 29-839, 1983.

3 а яв ка Я пои ни № 57-50530, кл. В 01 D 53/34, опублик. 1982.

Авторское свидетельство СССР № 1051362, кл. F 23 G 7/06, 1982. (54) (57) !. ТОПОЧНАЯ КАМЕРА ДЛЯ

СЖИГАНИЯ СБРОСНЫХ ГАЗОВ, содержащая футерованную цилиндрическую камеру, топливные горелки, сопла для подачи сбросных газов, установленные по касательной к мнимой окружности, отличающаяся тем, что, с целью улучшения санитарных показателей процесса горения азотсодержащих сбросных газов, диаметр мнимой окружности, по касательной к которой установлены сопла, составляет 0,35—

0,55 внутреннего диаметра камеры, причем . сопла ввода сбросных газов расположены»а расстоянии 0,1 — 0,4 того же диаметра от топливных горелок по ходу газов.

2. Камера по п. 1, отличающаяся тем, что она снабжена соплами подачи воздуха, установленными на расстоянии 0,1 — 0,3 внутреннего диаметра камеры по ходу газов от Я сопл ввода сбросных газов.

1193372

40

Изобретение относится к технике огневого обезвреживания производственных отходов и может быть использовано в химической и нефтехимической промышленности.

Цель изобретения — улучшение санитарных показателей процесса горения азотсодержащих сбросных газов.

Снижение выхода окислов азота при сжигании таких газов позволяет шире использовать их вместо натурального топлива (природного газа, мазута и т. д.) и определить тем самым повышение экономической эффективности процесса, например, огневого обезвреживания сточных вод.

На фиг. 1 представлена топочная камера для сжигания сбросных газов; на фиг. 2 — разрез А — А на фиг. 1; на фиг. 3— изменения содержания окислов азота в зависимости от места ввода сбросных газов.

Топочная камера представляет собой цилиндрическую футерова иную камеру с тангенциально установленными топливными горелками 2, соплами 3 ввода азотсодержащих сбросных газов и соплами

4 подачи воздуха.

Работа топочной камеры осуществляется следующим образом. В цилиндрическую футерованную камеру 1 через тангенциально установленные топливные горелки

2 подают топливовоздушную смесь с небольшим избытком воздуха (сс не более

1,15). В вихревой поток продуктов сгорания через сопла 3 вводят азотсодержашие сбросные газы. Сопла 3 установлены по касательной к мнимой окружности, диаметр которой составляет 0,55 — 0,35 диаметра камеры на расстоянии 0,1 — 0,4 того же диаметра от топливных горелок 2 по ходу газов. Это обеспечивает сжигание сбросных газов в зоне с пониженным содержанием кислорода (и не больше 1,0) . Через сопла

4, установленные на расстоянии 0,1 — 0,3 дна метра камеры от сопл ввода сбросных газов по ходу газов, подают вторичный воздух для дожигания продуктов неполного горения. ружности, максимальный диаметр которой не превышает 0,55 диаметра камеры. Это предотвращает контакт азотсодержащих сбросных газов с периферийными газовыми потоками, характеризуюшимися повышенными концентрациями кислорода (0 4 — 8Я).

Минимальный диаметр мнимой окружности, равный 0,35 диаметра камеры, выбран из условий сохранения крутки газового потока. Ниже этого предела практически прекрашается вращение газового потока и ухудшается тепломассообмен в потоке.

Пониженное (от стехиометрического) содержание кислорода в газовом потоке и снижение уровня температуры уменьшает скорость образования окислов азота, и следовательно, их выход с дымовыми газами.

Так как между периферийной и приосевой зонами происходит постоянный массообмен и постепенное выравнивание концентраций, избыточный кислород поступает из зоны горения топлива в зону ввода азотсодержаших сбросных газов.

Чтобы избежать контакта с избыточным кислородом при вводе в топочную камеру целесообразно подавать азотсодержашие сбросные газы в объем топки после того, как стехиометрическое количество кислорода будет связано в СО и Н О. Большая часть природного газа сгорает на расстоянии 0,1 диаметра камеры, а мазута

0,4 того же диаметра от горелок, поэтому указанная высота является оптимал ьной для установки сопл ввода азотсодержаших сбросных газов.

Дальнейшее увеличение расстояния не будет положительно влиять на уменьшение выхода окислов азота, но приведет к неоправданному увеличению объема топки и снижению удельных весовых нагрузок (фиг.3)

Целесообразно для обеспечения дожига ния сбросных газов и продуктов неполного горения топлива снабдить камеру соплами подачи воздуха, установленными на расстоянии 0.1 — 0,3 внутреннего диаметра камеры по ходу газов от сопл ввода сбросных газов.

При этом в зоне горения азотсодержаших сбросных газов создаются условия, обеспечивающие снижение выхода окислов азота. Понижается адиабатическая температура и концентрация кислорода.

Наиболее высокие концентрации кислорода в сочетании с высокой температурой создаются в периферийной области циклонной топочной камеры. От мнимой окружности, диаметр которой равен -0,6 диаметра топочной камеры к ее оси, содержание кислорода монотонно уменьшается., Температура газов также снижается от периферии к оси камеры.

Поэтому сопла ввода сбросных газов направлены по касательной к мнимой ок45

Интервал для установки сопл подачи воздуха выбран по следуюшим соображениям. Нижний предел выбран из условия прогрева сбросных . газов и первоначального их окисления за счет присутствующего в дымовых газах кислорода. Вторичный воздух подается только для дожигания продуктов неполного. горения уже после окисления значительной части горючих сбросных газов при а 0.8 — 1,0. Верхний предел продиктован опасностью затягивания пребывания несгоревших компонентов высокотемпературной газовой смеси (водорода, окиси углерода, метана и т. д.) в объеме топки, и следовательно, неоправданного увеличения объема топочной каме1193372 борух

Фиг.2 ры. Таким образом, предлагаемые место установки и взаимное расположение сопл ввода в топочную камеру азотсодержащих сбросных газов и вторичного воздуха обеспечивают условия минимального образования окислов азота в топочной камере.

1193372

НОч т

100 бО

0 Оg 09 Об 08 70 Ъ

Оптосиеепьный диаметр 5Ыа cbpoeebix газет

100

3Tlr

0,1 02 03 00 05 Об 07

0тносищеяьиве расстаяние пт monnukbe гвреьок

do con>i Hara cbpoeebv гизЯ

Ч иг.,7

Составитель Т. Лепахин

Редактор Л. Зайцева Техред И. Верес Корректор С Черни

Заказ 7249/37 Тираж 525 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4