Способ термического обезвреживания отбросных газов

 

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано при сжигании и термическом обезвреживании отбросных низкокалорийных газов в топках котлов-утилизаторов. Целью изобретения является повышение эффективности топочного процесса. Термическое обезвреживание осуществляют путем совместного сжигания природного и отбросных газов, включающим периферийную подачу смеси отбросных газов с воздухом, необходимым для их сгорания, центральную подачу природного газа, подачу воздуха, необходимого для сжигания природного газа, последний делят на несколько потоков. Расход воздуха в смежном с природным газом потоке поддерживают не меньше расхода воздуха в остальных воздушных потоках. Скорость истечения периферийного потока топливовоздушной смеси поддерживают больше скорости истечения воздушных потоков. С помощью внешнего воздушного потока замедляется перемешивание природного газа с отбросными газами и улучшаются условия его горения, а поддержание скорости теплововоздушной смеси более скорости воздушных потоков улучшает прогрев, воспламенение и сгорание отбросных газов. 1 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 F 23 Ci 7/Об

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕКНЬ1й КОМИТЕТ

fl0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЬП ИЯМ

ПРИ ГНКТ СССР (21) 4406427/23-33 (22) 06.04.88 (46) 30.12.90. Бюл. 48 (71) Среднеазиатское отделение Всесоюзного научно-исследовательского и проектно-конструкторского института «ВНИПИЭнергопром» (?2) М.А. Бухман, А.С. Абрамов, Н.П. Мурахвер, А.Д. Лунев, А.С. Харитонов и А.А. Золотарев (53) 628.54 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 584157, кл. F 23 D 15/00, 1975. (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОГО ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ ОТБРОСНЫХ ГАЗОВ (57) Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано при сжигании и термическом обезвреживании отбросных низкокалорийных газов в топках котлов-утилизаторов. Целью изобретения является повышение эффективности топочного процесса. Термическое обезвреживаИзобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано при сжигании и термическом обезвреживании отбросных низкокалорийных газов в топках котлов-утилизаторов.

Целью изобретения является повышение эффективности топочного процесса.

Сущность способа состоит в термическом обезвреживании путем совместного сжигания природного и отбросных газов, включающего периферийную подачу смеси отбросных газов с воздухом, необходимым для их сгорания, центральную подачу природного газа, подачу воздуха, необходимого для сжигания природного газа, между потоками топливовоздушной смеси и природного газа.

„„SU„„1617257 д 4 ние осуществляют путем совместного сжигания природного и отбросных газов, включающего периферийную подачу смеси отбросных газов с воздухом, необходимым для их сгорания, центральную подачу природного газа, подачу воздуха, необходимого для сжигания природного газа, последний делят на несколько потоков. Расход воздуха в смежном с природным газом потоке поддерживают не меньше расхода воздуха поТоКах. Скорость истечения периферийного потока топливовоздушной смеси поддерживают больше скорости истечения воздушных потоков. С помощью внешнего воздушного потока замедляется перемешиьание природного газа с отбросными газами и улучшаются условия его горения, а поддержание скорости топливовоздушной смеси более скорости воздушных потоков улучшает прогрев, воспламенение и сгорание отбросных газов. 1 ил., 1 табл.

Воздух, необходимый для сжигания природного газа, делят на не менее чем два потока, при этом расход воздуха в смежном с природным газом потоке поддерживают не меньше расхода воздуха в остальных воздушных потоках, а скорость истечения периферийного потока топливовоздушной смеси поддерживают больше скорости истечения воздушных потоков.

Скорость распространения пламени и полнота выгорания топлива на начальном участке факела зависят от интенсивности смешения в горелочной струе.

В данном случае тепловыделение от сгорания природного газа идет в основном на прогрев и воспламенение отбросных газов.

1617257

В связи с этим аэродинамическая структура, должна исключить на начальном участке факела балластировку зоны горения природного газа отбросными газами, а также обеспечить интенсивное смешение продуктов сгорания природного газа с отходящими газами, Для обеспечения возможности регули, рования параметров факела воздух, необ, ходимый для сжигания природного газа, разделяется на несколько потоков. Как показали проведенные стендовые исследова ния, за счет изменения импульса второго ,",по ходу от оси потока воздуха можно эффек тивно воздействовать на аэродинамическую структуру факела, интенсивность смешения и полноту выгорания топлива, причем наибольшая эффективность воздействия достигается, когда расход воздуха во втором по ходу от оси воздушном канале поддерживается не больше расхода воздуха в первом воздушном канале, а скорость истечения периферийного потока топливовоздушной смеси поддерживают больше скорости истечения воздушных потоков.

На чертеже представлено устройство для реализации способа термического обезвреживания путем совместного сжигания природного и отбросных газов.

Устройство содержит цилиндрический корпус, в котором расположены коаксиальные кольцевые каналы 1 3 и центральная труба 4. В каналах установлены завихрители

5. На выходе из каналов и центральной трубы находится огнеупорный тоннель 6. На входе в первый и второй от оси воздушные каналы расположены заслонки 7.

Отбрссные газы, предварительно смешанные известным способом с воздухом, цоступагст в канал 1. В каналы 2 и 3 подается воздух для обеспечения горения природного газа, который поступает по трубе

4. Соотношение расходов воздуха по каналам

2 и 3 регулируется заслонками 7. Потоки воздуха и отбросного газа закручиваются завихрителями 5. Горение факела происходит в огнеупорном туннеле 6.

Воспламенение в факеле осуществляется как с е о внешней стороны за счет теплообмена наружных слоев топливовоздушной смеси со стенками туннеля, так и за счет тепла, выделившегося от сгорания природного газа. При этом за счет изменения соотношения импульсов по воздушным каналам обеспечивается необходимый режим горения природного газа и смешения продуктов его горения с топливовоздушной смесью.

Пример. Обезвреживаемые газы — отбросные газы производства акрилонитрила.

Состав газов, об,0 0, Кислород 2,437

Азот 87,061

Окись углерода 1,534

Двуокись углерода 2,496

Пропав 0,017

Пропилеи 0 -96

Синильная кислота 145 мг/м г/мз

Теплотворная способность 170 ккал/м

Дополнительное топливо — Саратовский природный газ, теплотворная способность

8630 ккал/м .

Задача термического обезвреживания— нейтрализация окиси углерода, синильной кислоты и акрилонитрила.

Количество отбросных газов

13125 нм /ч.

Количество природного газа, необходимое для обеспечения нужной температуры нейтрализации, наиболее трудно обезвреживаемого компоненты — — окиси углерода

900 нм /ч.

В таблице производят режимные данные процесса нейтрализации отбросных газов.

Содержание вредных компонентов после нейтрализации по известному решению (прототип), при тех расходах отбросного газа, природного газа и воздуха, мг/м .

Окись углерода 520

2ч Синильная кислота (1

Акрилонитрил (1.

Разделение потока воздуха для сжигания природного газа на не менее чем два потока таким образом, чтобы расход в смежном с природным газом потоке оказался не

30 меньше расхода воздуха в остальных потоках, обеспечивает то, что внешний поток воздуха, контактирующий с отбросными газами, служит как бы «прослойкой», препяствующей смешению внутреннего потока воздуха, контактирующего с природным газом, с отбросными газами. Тем самым улучшаются условия воспламенения и горения природного газа.

Поток воздуха, смежный с потоком природного газа, является определяющим для

40 характера его воспламенения и горения, поэтому расход его поддерживается не менее чем в остальных потоках воздуха. Изменяя импульсы внешних по отношению к внутреннему потоку воздуха, можно эффективно воздействовать на аэродинамическую

45 структуру факела, интенсивность смешения и полноту выгорания факела, в том числе в зависимости и от свойств отбросного газа.

Кроме того, если расход воздуха во внешних потоках будет больше, чем расход во внутреннем, из-за большой инерционности затруд-.

50 нится смешение топливовоздушной смеси продуктами сгорания природного газа. Поддерживанием скорости потока смеси отбросных газов с воздухом больше скорости воздушных потоков интенсифицируется процесс смешения отбросных газов с продуктами сгорания природного газа, что происходит уже после выгорания природного газа.

Выделившееся при сгорании природного газы тепло идет на прогрев и воспламенение

161 7257

Примеры

Характеристика

4,18 4,18

0,27 0,27

4,18

0,27

0,54

0,54

0,54

6,0

6,0

6,0

4,72

4,72

4,72

5,45

0,55

3,16

2,84

3,43

2,57

0,1

0,9

0,75

22

22

0,90

0,95 0,9

38

1,5

<1

190 1 с,1

Благодаря высокой скорости топливовоздушной смеси улучшается теплообмен со стенками туннеля. 3а счет изменения соответствующих импульсов по воздушным каналам обеспечивается необходимый режим горения природного газа и смешения продуктов его горения с топливовоздушной смесью.

Таким образом, с помощью внешнего воздушного потока замедляется перемешивание природного газа с отбросными газами и тем самым улучшаются условия его горения, а путем поддержания скорости топливовоздушной смеси более скорости воздушных

Объемный расход, мэ /С:

Отбросного газа

Природного газа

Воздуха для сгорания отбросного газа

Воздуха для сгорания природного газа

Смеси отбросных газов с воздухом

Расход воздуха для сжигания природного газа, мз /с:

В первом канале

Во втором канале

Доля воздуха во втором канале от первого

Скорость воздуха, м/с:

В первом канале

Вг втором канале

Скорость воздуха во втором канале по отношению к скорости первого, м/с

Скорость потока смеси отбросных газов с воздухом, м/с

Скорость потока воздуха по отношению к скорости .второго воздушного потока, и/с

Содержание вредных компонентов в газах после нейтрализации, мг/м :

Окись углерода

Синильная кислота

Акрилонитрил потоков улучшается прогрев, воспламенение и сгорание отбросных газов.

Формула изобретения

Способ термического обезвреживания отбросиых газов путем совместного сжигания природного и отбросного газов, включающий периферийную подачу смеси отбросных газов с воздухом, центральную подачу природного газа, подачу воздуха, необходимого для сжигания природного газа между потоками топливовоздушной смеси и природного газа, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности топочного процесса, воздух, необходимый для сжигания природного газа, подают не менее, чем двумя потоками, при этом расход воздуха в смежном с природным газом потоке поддерживают не меньше расхода воздуха в остальных потоках, а скорость истечения периферийного потока топливовоздушной . смеси поддерживают больше скорости истечения воздушных потоков.

1617257 агпбросные еазы+ 6сздцх рароднь

ГЫЗ

Составитель Т. Лепахина

Редактор H. Горват Техред A. Кравчук Корректор А. Осауленко

Заказ 411! Тираж 454 Подписное

ВНИИПИ Госуларственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР ! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., n. 4)5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101