Способ сжигания сбросных газов и устройство для его осуществления

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК я>з F 23 6 7/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ КЗОБ "ЧТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДETEflbCTB . (21) 4770764/33 (22) 22,12,89 (46) 15,12.91, Бюл. М 46 (71) Институт газа АН УССР (72) С.П.Гориславец, Б,К.Ильенко и П.П.Надоненко (53) 628,54 (088.8) (56) Стрижевский И.И., Эльтанатов А,И. Факельные установки. M,: Химия, 1979, с. 2425.

Михеев В.П. Венедиктов А.В. Инжекционные горелки природного газа. M„ Недра, 1972, с. 5 — 7. (54) СПОСОБ СЖИГАНИЯ СБРОСНЫХ i А3ОВ И УСтРОЙСтВО PJ1 БГО OCVutEVВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к способам сжигания сбросных газов и может быть использовано в нефтеперерабатывающей, нефтехимической и химической промышленности при сжигании сбросных газов в тепловых и технологических агрегатах.

Целью изобретения является повышение производительности, снижение капитальных и материальных затрат. В инжектор дву Ы,, 1698580 А1

;;<я потоками подают воздух, причем основной поток воздуха зжекгиругст иэ атмосферы воздухом, подаваемым в сопло. Расход воздуха в сопло и суммарный расход воздуха на горение связаны соотношением Qc =

0,002 О — 0,053 Qy + 1,94, где Ос — расход воздуха а сопле, нм /ч, Qa — расход воздуха, необходимый для сжигания заданного количества сбросного газа, нм /ч. Воздушный поток из инжектора смешивают с сбросным газом и сжигают, Устройств. для сжигания сбросных газов состоит из инжектора 8 с коническим насадкам 9 и соплом 12, диффузора 3 с камерой 1 смешения, присоединенного к инжектору 8, горелочного туннеля 2, патрубков подвода воздуха 12 и сбросного газа 14. Соотношение внутренних плвцадей диффуэора и конического насздка равно

16,0 — 16,2. Устройство может быть выполнено цилиндрической и прямоугольной формы. При выполнении устройства прямоугольным в нем установлено несколько воздушных сопел, размещенных с шагом, равным 18,0 — 18,2 диаметров сопел. 2 с. и 1 э.п. ф-лы, 1 йл. 2 табл.

1698580

Изобретение относится к способам сжигания сбросных газов и может быть использовано в нефтеперерабатывающей, нефтехимической и химической промышленности при сжигании сбросных газов в 5 тепловых и технологических агрегатах.

Целью изобретения является увеличение производительности, снижение капиталовложений и материальных затрат.

Сущность способа в том, что в сопло 10 инжектора устройства для сжигания сбросных газов подают поток воздуха, которым эжектируют из атмосферы основной поток . воздуха, и полученный в инжекторе суммарный поток воздуха направляют в диффузор, 15 куда также подают сбросный газ, Иэ диффузора воздух и сбросный газ подают в камеру смешения, где их смешивают и направляют образовавшуюся газовоздушную смесь в горелочный туннель 20 камеры сгорания теплового агрегата, Расход воздуха, подаваемый в сопло, связан с расходом воздуха, необходимым для сжигания заданного количества сбросного газа, соотношением 25 .Ос = 0,002 Ов — 0,053 Ов + 1,94, где Qc —.расход воздуха в сопла, м /ч;, з

Π— расход воздуха, необходимый для сжигания заданного количества сбросного газа, м /ч. 30

Пример 1. В устройстве для сжигания сбросного газа по предлагаемому способу с инжекцией основного количества воздуха, необходимого для сжигания сбросного газа воздухом, подаваемым в воздушное сопла, 35 сжигают сбросный газ в количестве Qr = 5 нм /ч следующего состава, об. Д: Hz 32,66;

СН4 13,50; С2Н4 16,64; СзНв 1,81; СзН8 16,54;

С4Н1о 8,05; С5 3,35; Се 0,6; Н23 3,83; й2

2,82; С02 0,2. 40

Удельный вес сбросного газа 1,13 кг/м з, теплотворная способность 8796,8 ккал/нм, з теоретический расход воздуха, необходимый для сжигания 1 нм сбросного газа, з равен 9,85 нм . Коэффициент избытка воэ- 45 духа при сжигании сбросного газа 1,15, диаметр воздушного сопла 2,5 мм, Расход воздуха, необходимый для сжигания сбросного газа, определяют из выражения 50

Ов = ОтС Ог, Расход воздуха для сжигания 5 нм /ч з сбросного газа равен

Ов = 9,85 1,15 5 = 56;6 нм /ч.

Расход воздуха, подаваемый в воздуш- 55 ное сопла, определяют из соотношения

Ос = 0,002 Ов — 0,053 Qâ + 1 94.

Он равен

Ос = 0,002 56,6 — 0,053 56,6 + 1,94:

Qc = 5,34 нм /ч.

Пример 2. Как и в примере 1, только расход сбросного газа Ог равен 10 нм /ч, Расход воздуха, необходимый для сжигания 10 нм /ч сбросного газа:

Qa = 9,85 1,15 10 = 113,2 нм /ч.

Расход воздуха, подаваемый в воздушное сопло:

Qc = 0,002 113,2 — 0,053.113,2 + 1,94;

О =21,58 3/q

Пример 3, Как и в примере 1, только расход сбросного газа Qr равен 15 нм /ч.

Расход воздуха, необходимый для сжигания 15 нм /ч сбросногo газа: з

Q8 = 9,85 1,15 15 = 169,8 нм /ч, Расход воздуха, подаваемый в воздушное сопло:

Qc = 0,002 169,8 — 0,053 169,8 + 1,94;

Ос = 50,6 нм /ч, Из приведенных примеров видно, что при сжигании сбросного газа согласно изобретению расход воздуха, подаваемого в сопло, значительно ниже, чем при сжигании газа по известному способу в горелках с активной воздушной струей, при этом достигается снижение расхода воздуха в сопло в 3,35-10,59 раза в зависимости от производительности горелки по сжигаемому сбросному газу и в соответствии с сооТношением между Qc и Ов

Ос = 0,002 Ов — 0,053 Ов+ 1,94

При сжигании сбросного газа производительность устройства увеличивается более чем в три раза по сравнению с известным способом.

Соотношение между Qc и Q> получено на 3BI аппроксимацией экспериментальных данных по сжиганию сбросного газа по предлагаемому способу при коэффициенте избытка воздуха и 1,15,. Отклонение при расчете QB, вследствие изменения коэффициентов или свободного члена соотношения, приведет или к завышению значения

Q>, что равнозначно неоправданному повышению коэффициента избытка воздуха, т.е. увеличению энергозатрат на сжигание сбросного газа, или к занижению значения (4, что равнозначно снижению коэффициента избытка воздуха и развитию недожога.

- На чертеже изображено устройство для реализации способа, Устройство одержит камеру 1 смешения сбросното газа и воздуха. установленный над ней горелочный туннель 2 и диффузор 3, расположенный под камерой смешения. К диффузору на фланцевом соединении 4 прикреплена труба 5 с патрубком для подвода сбросного газа 6 и днищем 7. В днище жестко закреплен воздушный инжектор 8 с коническим насадком 9, установлен1698580 ный соосно в трубе 5, В своей верхней части инжектор 8 снабжен установочной рамкой

10 с ребрами 11, предназначенными для его центровки при установке в днище 7 трубы 5.

В нижней части инжектора 8 расположены воздушные сопла (сопло} 12. Сопла установлены на соединенных между собой опорных втулках 13 и снабжены патрубками 14 для подвода воздуха, Соотношение площадей входного отвер тия диффузора и выходно -а

Отверс7ия насадка составляет 16,0-15,», Шаг между соплами при прямоугольнсм се чении устройства для сжигания сброснь.:".; газов равен 8,0-18,» диаметров сопел.

Испытания предлагаемой конструкции устройства для сжигания сбросных газов гроводили на экспериментальной устанав. ке Института газа АН УССР, B процессе испытаний осуществляли сжигание природнога газа давлением в газовом коллекторе 5

КПа. Испытания проводили в два этапа..- а первом этапе проверяли влияние соотношения площадей входного отверстия диффузора и выходного отверстия коническа с насадка на величину разрежения (давления) на входе в патрубак подвода газа, В табл.1 сведены результаты испыт=.— ний.

Иэ данных табл.1 следует, что пси ае: ::чине соотношения $д/$н ниже предл:;-гаемых значений ($д/SH < 15,8, пример 1), на входе в патрубок подачи сбросного газа развивается избыточное давление, оагное

0,5 КПа. С увеличением $д/SH до 16.6-16,2 (предлагаемые значения, примеры 2 и 3) на входе в патрубок подачи сброснага газа развивается разрежение, которое в дальнейшем по мере роста $д/$н (поимер 4) продолжает увеличиваться.

Таким образом; предлагаемые эначания $д/SH обеспечивают разрежение на входе в патрубак подачи сбросного газа и характеризуют начало работы устройства в режиме разрежения по входу сжигаемого газа. С другой стороны, величина соотношения $д/$ <16,0 — 16,2 неприемлема для устройства сжигания сбросных газов, поскольку в этом случае на входе в устройство развивается противодавление, величина которого может оказаться выше, чем в коллекторе сброснога газа. При этом гаэ не сможет поступить в устройство без дополнительных энергетических затрат на его нагнетание.

На втором этапе испытаний проводили сжигание газа в устройстве предлагаемой конструкции с различным шагом расположения воздушных сопел. Проверяли влияние расположения воздушных сопел на

10

25 ства снижается, Увеличение шага выше

ЗС Устройства для сжигания сбросного ra35

45 Q

55 производительность устройства по топливу.

В табл,2 приведены результаты испытаний

Из табл,2 следует, что расстояние между соплами влияет на производительность предлагаемой конструкции устройства для сжигания сбросных газов. При значениях шага между соплами, равном 17,8 диаметров сопел (ниже предлагаемого предела, пример 1), производительность устройства па топливу составляет 48,2 нм /ч. При зна3 чен. ях шага между соплами, равных 13,0 и

18,2 диаметров сопел (поедлагаемые значения шага, пг имеры 2 и 3), проиэводительнОсть устр:>Йства достигала 49,0 и при дальнейшем увеличении шага до 19,Q диаметров (пример 4) оставалась неизменной.

Таким образам, при предлагаемых значат юх шага 1ежду воздушными соплами достигается г,редельная производительность устройства для сжигания сбросного газ->. При значениях шага ниже предлагаемых значений производительность устрой предлагаемых значений нецелесообразно, так как эта пр водит:. увеличению габаритов . .;-Ойств;. при неизменной его произео„",, п.ельности. за работа-т следующим образом.

В воздушные сопла (сопла) 12 через патрубак (патрубки) 14 подают воздух, который эжектирует из атмосферы воздух в инжектор B. Сформировав иийся и инжекторе воздушный поток ч ee конический насадок 9 подают в диффуэар 3. Струя воздуха, поступающего в диффузар, развивает в нем разрежение. Сбросный гаэ падают в патрубок

6, установленный в трубе 5. Поступивший в диффузар воздух и сбрасный гаэ подают в камеру 1 смешения, где они смешиваются и г Оступают в горелочный туннель 2 для сжигания, Реализация изобретения позволяет

Осуществить сжигание сбросных газов втех алогических и тепловых агрегатах нефтеперерабатыва;Ощих, нефтехимических и химических Отраслях производств. HB npo изводствах предусмотрены мощности для получения сжато — î воздуха и система воэду; Оправадав для era разводки по технологическим установкам. Учитывая незначитгльный расход сжатого воздуха, необхо «им1го gðÿ сжигания сбросного газа, и имеющиес на производствах мощности, эксплуатация предлагаемого устройства для сжи>ания сбргсного газа не потребует су цественных капитальных и материальных за рат.

1698580

Таблица1

Таблица 2

Составитель С. Гориславец

Редактор Э. Силган Техред M. Моргентал Корректор М, Шароши

Заказ 4382 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Формула изобретения

1. Способ сжигания сбросных газов, включающий подачу воздуха в сопло инжектора..подачу сбросного газа на смешение с воздухом и сжигание смеси, о т л и ч а ю- 5 шийся тем, что, с целью повышения производительности, снижения капиталовложений и материальных затрат, воздух в инжектор подают двумя потоками, при этом основной поток воздуха эжектируют из ат- 10 мосферы воздухом, подаваемым в сопло инжектора, причем расход воздуха в сопло и суммарный расход воздуха на горение связаны соотношением

Qc = 0,002 Qc — 0,053 Q + 1,94, 15 где Q — расход воздуха в сопло инжектора, нм /ч;

Q — расход воздуха, необходимый для сжигания заданного количества газа, нм /ч. 20

2. Устройство для сжигания сбросных газов, содержащее инжектор с коническим насадком и воздушным соплом, горелочный туннель, патрубок для подвода воздуха и патрубок для подвода сбросного газа, о тличающееся тем,что,сцельюповышения производительности, снижения капиталовложений и материальных затрат, оно снабжено камерой смешения с диффуэором, присоединенным к инжектору, причем соотношение площадей входного отверстия диффузора и выходного отверстия конического насадка равно 16,0-16,2.

3, Устройство по п,2, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что оно выполнено цилиндрической или прямоугольной формы, причем при выполнении прямоугольной формы в нем установлено несколько воздушных сопел, размещенных с шагом, равным 18,0-18,2 диаметра сопел.