Способ нагрева газов


 


Владельцы патента RU 2518714:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" (RU)

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в разных отраслях промышленности, например металлургии, машиностроении, промышленности стройматериалов при нагреве азота, водорода, инертных газов для использования в качестве защитных сред при нагреве, а также нагрева воздуха для использования в технологиях нагрева и в системах воздушного отопления производственных и бытовых помещений. Нагрев газа проводят в камере нагрева, отделенной от камеры горения. Нагрев теплопередающей поверхности корпуса камеры нагрева осуществляют с помощью системы мелких факелов с эффектом поверхностного горения на корпусе камеры нагрева. Систему мелких факелов образуют путем взаимодействия потока топлива, подаваемого параллельно стенкам корпуса камеры нагрева, и потока воздуха, подаваемого перпендикулярно стенкам корпуса камеры нагрева. Нагрев газа производят в камере нагрева путем взаимодействия системы перпендикулярных струй нагреваемого газа с теплопередающей поверхностью корпуса камеры нагрева, атакуемого с противоположной стороны системой перпендикулярных факелов камеры горения. Технический результат заключается в обеспечении эффективного нагрева различных газов, в том числе горючих, и воздуха с исключением прямого контакта нагреваемых газов с отработанными дымовыми газами и их последующим смешением.

 

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в разных отраслях промышленности, например металлургии, машиностроении, промышленности стройматериалов, при нагреве азота, водорода, инертных газов для использования в качестве защитных сред при нагреве, а также нагрева воздуха для использования в технологиях нагрева и в системах воздушного отопления производственных и бытовых помещений.

Известен способ нагрева воздуха, который предусматривает подачу воздуха в рабочую камеру в виде системы струй, а подачу теплоносителя осуществляют в рабочую камеру в виде системы факелов (см. Курбанов А.З. Энергосберегающее оборудование для автономных комплексных систем теплоснабжения промышленных предприятий. - Тверь: ГЕРС, 2001, с.47-48).

К недостаткам этого способа относится неполное выгорание топлива при широком диапазоне его подачи, что приводит к появлению вредных выбросов выше допустимых значений.

Прототипом предложенного изобретения является способ факельного воздушно-струйного нагрева воздуха (RU 2230256, опубл. 10.06.2004), в котором предусмотрен воздушно-факельный нагрев воздуха, поступающего в виде системы встречных струй в кольцевую рабочую камеру перпендикулярно образующим ее перфорированным цилиндрам, при этом подача теплоносителя осуществляется в рабочую камеру в виде системы факелов, подаваемых перпендикулярно воздушным струям.

К недостаткам этого способа относятся невозможность использования при нагреве горючих и инертных газов, а также присутствие в нагретом воздухе части отработанных продуктов сгорания.

В предложенном изобретении достигается технический результат, заключающийся в обеспечении эффективного нагрева различных газов, в том числе горючих, и воздуха с исключением прямого контакта нагреваемых газов с отработанными дымовыми газами и их последующим смешением.

Указанный технический результат достигается в предложенном изобретении следующим образом.

В способе нагрева газов нагрев газа проводят в камере нагрева, отделенной от камеры горения.

Нагрев теплопередающей поверхности корпуса камеры нагрева осуществляют с помощью системы мелких факелов с эффектом поверхностного горения на корпусе камеры нагрева.

Систему мелких факелов образуют путем взаимодействия потока топлива, подаваемого параллельно стенкам корпуса камеры нагрева, и потока воздуха, подаваемого перпендикулярно стенкам корпуса камеры нагрева.

Нагрев газа производят в камере нагрева путем взаимодействия системы перпендикулярных струй нагреваемого газа с теплопередающей поверхностью корпуса камеры нагрева, атакуемого с противоположной стороны системой перпендикулярных факелов камеры горения.

Способ по предложенному изобретению осуществляется следующим образом.

В способе нагрева газов организованы раздельные камера горения топлива и воздуха и камера нагрева технологического газа.

В камеру нагрева подают технологический газ, направляя его в корпус камеры нагрева в виде системы струй, перпендикулярных к внутренней поверхности корпуса камеры.

В камере горения поток топлива, поступающий из системы подачи потока топлива и движущийся параллельно поверхности корпуса камеры нагрева технологического газа, взаимодействует с воздушными струями потока воздуха, поступающего из системы подачи потока воздуха и движущегося перпендикулярно поверхности корпуса камеры нагрева.

При взаимодействии этих потоков образуется система мелких факелов с эффектом поверхностного горения на корпусе камеры нагрева технологического газа.

Нагретый технологический газ отводится их камеры нагрева, а отработанные дымовые газы отводятся из камеры горения. Таким образом достигается исключение прямого контакта нагреваемых и отработанных газов и их последующее смешение.

Используемая система нагрева обладает высоким коэффициентом теплопередачи теплоты к нагреваемому технологическому газу за счет струйного натекания технологического газа и продуктов горения на теплопередающую поверхность - корпус камеры нагрева технологического газа. При этом продольно-поперечная схема движения технологического газа и противоточная схема движения дымового и технологического газа позволяет существенно увеличить коэффициент использования топлива.

Способ нагрева технологического газа, предложенный в изобретении, позволяет эффективно нагревать технологические газы, применяемые при безокислительном нагреве, а также воздух, используемый для технологических нужд и систем воздушного отопления.

Многостадийное сжигание топлива путем многоструйной подачи воздуха в камере горения существенно снижает концентрацию оксидов азота в дымовых газах, а догорание оксида углерода в хвостовой зоне камеры горения приводит его концентрацию в продуктах сгорания практически к нулю, что приводит к значительному снижению вредных выбросов.

Способ нагрева газов, в котором нагрев газа проводят в камере нагрева, отделенной от камеры горения, при этом нагрев теплопередающей поверхности корпуса камеры нагрева осуществляют с помощью системы мелких факелов с эффектом поверхностного горения на корпусе камеры нагрева, систему мелких факелов образуют путем взаимодействия потока топлива, подаваемого параллельно стенкам корпуса камеры нагрева, и потока воздуха, подаваемого перпендикулярно стенкам корпуса камеры нагрева, нагрев газа производят в камере нагрева путем взаимодействия системы перпендикулярных струй нагреваемого газа с теплопередающей поверхностью корпуса камеры нагрева, атакуемого с противоположной стороны системой перпендикулярных факелов камеры горения.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в разных отраслях промышленности, например металлургии, машиностроении, промышленности стройматериалов при нагреве азота, водорода, инертных газов для использования в качестве защитных сред при нагреве, а также при нагреве воздуха для использования в технологиях нагрева и в системах воздушного отопления производственных и бытовых помещений.

Изобретение относится к области энергетики. Устройство управления несгораемыми остатками включает рекуператор (5), соединенный одним концом с камерой (3) горения, а другим с трубой (4) впуска топлива и трубой (8) отвода топочных газов, настоящие трубы оснащены клапанами (2; 10) для чередования между стадиями впуска и отвода через рекуператор, настоящее устройство также включает контур (1) продувки, соединенный с рекуператором (5) для продувки от топлива, которое он содержит до стадии отвода, при этом упомянутый контур (1) продувки предусматривают также для продувки трубы (4) впуска топлива, при этом устройство содержит генератор всасывания.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в горелочных устройствах промышленных печей и топок. .

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в котельных, ТЭЦ. .

Изобретение относится к способу непрерывного кондиционирования газа. .

Изобретение относится к нагревателю беспламенного горения. .

Изобретение относится к области химической технологии и, в частности, может быть использовано для зажигания газового потока, содержащего метан и хлор, при инициировании процесса хлорирования природного газа при производстве хлорметанов.

Изобретение относится к способу и устройству для поддержания воздухонагревателей и трубопровода горячего воздуха, соединяющего воздухонагреватели с фурмой или фурмами для вдувания горячего воздуха в емкость для прямой плавки для получения расплавленного металла в горячем состоянии в течение остановки емкости.

Изобретение относится к технике сжигания топлива (природного газа, мазута) для установок по теплоснабжению производственных и общественных зданий, а также технологических процессов (сушки, низкотемпературного нагрева).

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в теплогенерирующих установках, работающих на природном газе. Комплексное устройство для подготовки и сжигания газообразного топлива, включающее турбулентную горелку, помещенную в амбразуру топки, в которой коаксиально расположен конвертер, состоящий из цилиндрической капсулы, выполненной из жаропрочного металла, соединенной с наружного торца камеры смешения с газовым патрубком и присоединенным к нему коаксиально паровым патрубком, фронтальная часть капсулы помещена в зону факела, внутри капсулы коаксиально помещена труба, выполненная из жаропрочного металла, состоящая из зоны конвертированного газа, с наружного торца заглушенной коническим днищем и соединенной с каналом первичного воздуха тангенциальными эллиптическими патрубками выпуска конвертированного газа и зоны риформинга, где труба выполнена перфорированной и покрытой с наружной и внутренней сторон слоем никелевого катализатора на керамической основе, причем тангенциальные эллиптические патрубки выпуска конвертированного газа проходят через кольцевую камеру нагрева парогазовой смеси, расположенную между внутренней поверхностью капсулы и наружной поверхностью трубы, на входе в которую расположены лопатки завихрителя. Техническим результатом изобретения является увеличение экономической и экологической эффективности комплексного устройства для подготовки и сжигания газообразного топлива за счет упрощения его конструкции и компоновки конвертера в составе горелки. 4 ил.
Наверх