Устройство для сжигания твердого топлива в пульсирующем потоке

Авторы патента:

Кочергин Анатолий Васильевич (RU)

Павлов Григорий Иванович (RU)

Шакуров Рим Фатихович (RU)

Валишев Марат Илдусович (RU)

Ахметшина Альфия Илдусовна (RU)

F23C15/00 - Устройства для сжигания жидкого, газообразного и пылевидного топлива (устройства для сжигания твердого топлива F23B; горелки, форсунки F23D, конструктивные элементы камер сгорания, не отнесенные к другим подклассам F23M; камеры сгорания для получения продуктов сгорания высокого давления или высокой скорости F23R)

Владельцы патента RU 2539414:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) (RU)

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к устройствам для сжигания твердых малореакционных топлив, например отработанных шин, или резиновых отходов с целью утилизации тепла, при содержании в их продуктах сгорания малой концентрации канцерогенных веществ. Устройство для сжигания твердого топлива в пульсирующем потоке содержит камеру воспламенения, камеру предварительной тепловой подготовки топлива, крышку камеры предварительной тепловой подготовки топлива, воздуховод, резонаторную трубу, состоящую из двух частей (верхней и нижней) и примкнутую к камере воспламенения, образуя кольцевой зазор между ее верхней и нижней частями, сетчатый турбулизатор, состоящий из нескольких составных частей, колосник, многосопловую диффузионную горелку, сборник твердых отходов, сборник инертного материала. Устройство снабжено газоотводящей трубой, верхний срез которой расположен в камере предварительной тепловой подготовки топлива на расстоянии 2-3 диаметра этой трубы от нижней части крышки камеры предварительной тепловой подготовки топлива, другой конец расположен в нижней части резонаторной трубы и введена автоматическая система регулирования температуры термического разложения резины, с термодатчиком системы регулирования температуры, один конец которого прикреплен к камере воспламенения, а второй конец расположен напротив воздуховода с возможностью соединения и регулирования его проходного сечения, причем воздуховод выполнен в виде аэродинамического клапана с изменяемым проходным сечением, обеспечивающим поддержание в камере воспламенения и в камере предварительной тепловой подготовки топлива заданной температуры газов в автоматическом режиме и термическое разложение отходов резинотехнических изделий с возможностью выделения легких фракций для дальнейшего сжигания, причем в сборнике инертного материала размещена система снижения температуры инертного материала, которая выполнена в виде группы форсунок, расположенных симметрично по диаметру сборника инертного материала, а форсунки установлены в количестве, определяемом объемом охлаждаемого инертного материала. Технический результат - создание высокоэффективной экономически и экологически безопасной установки для утилизации твердого топлива, в частности изношенных шин. 2 ил.

Изобретение относится к теплоэнергетике и экологии, в частности к устройствам для сжигания твердых малореакционных топлив, например отработанных шин, или резиновых отходов с целью утилизации тепла, при содержании в их продуктах сгорания малой концентрации канцерогенных веществ.

Известно устройство для сжигания резинотехнических отходов, содержащее циклон, в котором крупные частицы сжигаются до некоторого размера и выносятся потоком, камеру воспламенения, резонаторную трубу для дожига несгоревших горючих элементов (Сб. Вибрационное горение в некоторых модельных устройствах. Казань, изд-во КГУ, 1970, с.148-149).

Недостатком вышеприведенного устройства является необходимость дробления шин на куски, неустойчивость вибрационного горения, связанная с неравномерностью подачи топлива в камеру воспламенения, большой механический унос вредных продуктов сгорания из резонаторной трубы в атмосферу.

Известно также устройство, содержащее камеру воспламенения, примыкающую к ней резонансную трубу, воздуховоды, камеру предварительной тепловой подготовки топлива (АС СССР 237324, МПК F23d 11/34, 1969, БИ №8).

Это устройство имеет такой недостаток, как срыв вибрационного горения, возникающий вследствие плохой термической обработки топлива в камере, из-за отсутствия возможности регулирования подачи горючих элементов при сильных порывах ветра. При срывах пульсаций потока зона воспламенения перемещается в резонансную трубу, а конструкция устройства не позволяет вернуть горение в пульсационный режим. Вследствие этого резко ухудшаются экологические параметры на срезе резонансной трубы. Данное устройство не обеспечивает возможности удерживания механических примесей, выносимых потоком в окружающую среду и защиты его от теплового загрязнения. Данное устройство также предполагает необходимость предварительной механической обработки топлива с целью его превращения в пылевидную форму, в результате чего, данное устройство является неэффективным и приводит к снижению кпд агрегата.

Наиболее близким, по технической сущности и заявляемому техническому решению выбранному в качестве прототипа, является «Устройство для сжигания топлив в пульсирующем потоке», содержащее: камеру воспламенения, камеру предварительной тепловой подготовки топлива (бункер), крышку камеры предварительной тепловой подготовки топлива, воздуховоды, резонаторную трубу, состоящую из двух составных частей, колосник, турбулизатор, зольник, диффузионную горелку (Патент на полезную модель РФ №11302, МПК F23D 11/34, опубликован 16.09.1999).

Недостатками данного технического решения являются: 1) при многократной загрузке установки твердым топливом из-за физического явления конденсации на внутренней стенке камеры предварительной тепловой подготовки топлива происходит осаждение летучих компонентов (смолообразной массы). Вследствие этого объем камеры уменьшается, что препятствует закладке очередной партии твердого топлива. Кроме того, не обеспечивается полная пожаробезопасность, которая связана с накоплением легковоспламеняющихся горючих (смолообразных) веществ на внутренних стенках камеры предварительной тепловой подготовки топлива; 2) из-за конструктивной особенности установки, не обеспечивается защита окружающей среды от вредных выбросов, так как при высоких температурах (более 450°С) в камере предварительной тепловой подготовки топлива образуются соединения серы, которые вместе с выходящими продуктами сгорания попадают в атмосферу; 3) продуктом переработки шин в устройстве для сжигания твердого топлива в пульсирующем потоке является твердый остаток в виде сожженной сажи, что приводит к потере ценного материала в виде инертного порошка. Все это ведет к снижению экологичности, безопасности, экономичности, и в целом - неэффективности установки.

Решаемой задачей изобретения является создание высокоэффективной установки, обеспечивающей пожаробезопасность и полноту сгорания процесса утилизации, с одновременным повышением экологичности и экономичности.

Техническим результатом заявляемого технического решения является создание высокоэффективной экономически и экологически безопасной установки для утилизации твердого топлива, в частности, изношенных шин.

Указанный технический результат достигается тем, что устройство для сжигания твердого топлива в пульсирующем потоке, содержащее камеру воспламенения, камеру предварительной тепловой подготовки топлива, крышку камеры предварительной тепловой подготовки топлива, воздуховод, резонаторную трубу, состоящую из двух частей (верхней и нижней) и примкнутую к камере воспламенения, образуя кольцевой зазор между ее верхним и нижним частями, сетчатый турбулизатор, состоящий из нескольких составных частей, колосник, многосопловую диффузионную горелку, сборник твердых отходов, сборник инертного материала, снабжено газоотводящей трубой, верхний срез которой расположен в камере предварительной тепловой подготовки топлива на расстоянии 2-3 диаметра этой трубы от нижней части крышки камеры предварительной тепловой подготовки топлива, другой конец расположен в нижней части резонаторной трубы и введена автоматическая система регулирования температуры термического разложения резины, с термодатчиком системы регулирования температуры, один конец которого прикреплен к камере воспламенения, а второй конец расположен напротив воздуховода с возможностью соединения и регулирования его проходного сечения, причем воздуховод выполнен в виде аэродинамического клапана с изменяемым проходным сечением, обеспечивающим поддержание в камере воспламенения и в камере предварительной тепловой подготовки топлива заданной температуры газов в автоматическом режиме и термическое разложение отходов резинотехнических изделий с возможностью выделения легких фракций для дальнейшего сжигания, причем в сборнике инертного материала размещена система снижения температуры инертного материала, которая выполнена в виде группы форсунок, расположенных симметрично по диаметру сборника инертного материала, а форсунки установлены в количестве, определяемом объемом охлаждаемого инертного материала.

Новым в устройстве является:

Предлагаемое устройство позволяет подобрать оптимальный, экономически выгодный режим работы установки с циклической подачей твердого топлива за счет отвода через газоотводящую трубу образующихся в камере предварительной тепловой подготовки топлива продуктов сгорания твердого топлива, которые образуют на ее внутренних стенках смолообразную массу, тем самым уменьшая ее объем. Также, при переработке шин в устройстве для сжигания твердых топлив в пульсирующем потоке получается инертный материал, состоящий из 75-85% сажи, 5-10% серы и 10-20% минеральных веществ, который является хорошим сырьем при производстве резиновых изделий, строительстве дорог. Выход газообразных продуктов сгорания получается экологически чистым за счет конструктивного исполнения устройства для сжигания твердых топлив в пульсирующем потоке и избегания жидкой фракции в процессе переработки шин.

Для пояснения технической сущности изобретения рассмотрим чертежи: фиг.1 - принципиальная схема (общий вид) заявленного устройства, фиг.2 - устройство для сжигания твердого топлива (пример конкретного исполнения), где:

1 - камера воспламенения,

2 - колосник,

3 - ударный механизм (виброударники),

4 - верхняя часть резонаторной трубы,

5 - нижняя часть резонаторной трубы,

6 - кольцевая газовая горелка с электрическим запальником,

7 - система снижения температуры инертного материала,

8 - воздуховод,

9 - камера предварительной тепловой подготовки топлива,

10 - сборник твердых отходов,

11 - крышка камеры предварительной тепловой подготовки топлива,

12 - рычаг с защелкой,

13 - плита,

14 - тросик,

15 - сборник инертного материала,

16 - люк сборника инертного материала,

17 - цилиндрический теплообменник,

18 - входной штуцер,

19 - выходной штуцер,

20 - многосопловая диффузионная горелка,

21 - окно с заглушкой,

22 - сетчатый турбулизатор,

23 - газоотводящая труба,

24 - золоуловитель,

25 - электродвигатель с редуктором,

26 - рамное основание, сваренное из стальных уголков,

27 - изношенные шины,

28 - термодатчик системы регулирования температуры,

29 - блок автоматического изменения температуры.

Термореактор выполнен в виде цилиндра и состоит из камеры воспламенения 1, камеры предварительной тепловой подготовки топлива 9, и сборника твердых отходов 10. В заявленном устройстве камера предварительной тепловой подготовки топлива 9 цилиндрической формы с крышкой камеры предварительной тепловой подготовки топлива 11. Для открывания и закрывания крышки камеры предварительной тепловой подготовки топлива 11 предусмотрен рычаг с защелкой 12. Внутри камеры предварительной тепловой подготовки топлива 9 размещена плита 13, которая служит для уменьшения объема утилизируемых изношенных шин 27 по мере их выгорания. Плита 13 связана с крышкой камеры предварительной тепловой подготовки топлива 11 тросиком 14, предназначенным для подъема плиты 13, при открывании крышки камеры предварительной тепловой подготовки топлива 11. Крышка камеры предварительной тепловой подготовки топлива 11 в открытом положении фиксируется защелкой.

К основанию камеры предварительной тепловой подготовки топлива 9 присоединен сборник твердых отходов 10 со сборником инертного материала 15 с люком сборника инертного материала 16 для удаления инертного материала (отходов). К сборнику твердых отходов 10 примкнут воздуховод 8. Под колосником 2 размещена кольцевая газовая горелка с электрическим запальником 6. Камера воспламенения 1 соединена с резонаторной трубой, состоящей из двух частей - верхней 4 и нижней 5. На верхней части резонаторной трубы 4 смонтирован цилиндрический теплообменник 17 с входным и выходным штуцерами 18 и 19 соответственно. К основанию верхней части резонаторной трубы 4 прикреплена многосопловая диффузионная горелка 20. Для поджига горелки на боковой поверхности камеры воспламенения 1 имеется окно с заглушкой 21. Над многосопловой диффузионной горелкой 20 в резонаторной трубе размещен сетчатый турбулизатор 22, состоящий из нескольких составных частей (пластин). Причем зазор между пластинами регулируется. Нижняя часть резонаторной трубы 5 примкнута к камере воспламенения 1 при помощи патрубка, в котором она перемещается свободно вдоль своей оси. Верхний срез газоотводящей трубы 23 расположен на расстоянии 2-3 диаметра этой трубы от нижней части крышки камеры предварительной тепловой подготовки топлива 11, а нижний - в нижней части резонаторной трубы 5.

Устройство для сжигания твердого топлива в пульсирующем потоке работает следующим образом:

Рычагом 12 открывается крышка камеры предварительной тепловой подготовки топлива 11, которая тросиком 14 тянет за собой плиту 13. В открытом положении крышка камеры предварительной тепловой подготовки топлива 11 удерживается защелкой. В камеру предварительной тепловой подготовки топлива 9 загружаются изношенные шины 27 (фиг.2). Крышка камеры предварительной тепловой подготовки топлива 11 закрывается и фиксируется защелкой. При этом плита 13 плотно прилегает к верхней шине. Герметичное закрывание камеры предварительной тепловой подготовки топлива 9 обеспечивается уплотнительным устройством между камерой предварительной тепловой подготовки топлива 9 и крышкой камеры предварительной тепловой подготовки топлива 11. Электрозапальником поджигается горючий газ, поступающий в кольцевую газовую горелку с электрическим запальником 6, который воспламеняет изношенные шины 27. Температура в камере предварительной тепловой подготовки топлива 9 поддерживается в диапазоне от 350 до 450°C. Регулировка температуры осуществляется подмешиванием воздуха в нагретые газы, поступающие в камеру предварительной тепловой подготовки топлива 9 через воздуховод 8, выполняющего функцию аэродинамического клапана. С этой целью в заявленном устройстве предусмотрена система регулирования подачи воздуха в камеру предварительной тепловой подготовки топлива 9, включающая термодатчик системы регулирования температуры 28 (фиг.2), блок автоматического изменения температуры 29 и воздуховод 8. При повышении температуры в камере предварительной тепловой подготовки топлива 9 выше 450°C термодатчик системы регулирования температуры 28 фиксирует температуру, блок автоматического изменения температуры 29 уменьшает проходное сечение воздуховода 8, выполняющего функцию аэродинамического клапана, доступ воздуха в область горения уменьшается, а при температуре ниже 350°C увеличивается. Соответственно интенсивность горения (термического разложения) понижается или повышается. При такой температуре в камере предварительной тепловой подготовки топлива 9 из изношенных шин 27 выделяются летучие составляющие, содержащие горючие элементы, и поступают в резонаторную трубу 4, 5 для последующего дожигания. По мере выгорания изношенных шин 27 использованием ударного механизма 3, работающем в частотном диапазоне 1-10 Гц с периодичностью 3 цикла в 1 час, продолжительностью цикла 5 минут, отделяется инертный материал от металлокорда. Температура твердых отходов и инертного материала высокая, поэтому предусмотрена система снижения температуры инертного материала 7 в сборнике инертного материала 15, при этом впрыск известковой воды производится автоматически при работе ударного механизма 3, а также в случае превышения температуры в сборнике инертного материала 450°C. Количество форсунок, распыляющих известковую воду, рассчитывается исходя из объема сборника инертного материала 15 и объема инертных материалов, являющихся охлаждаемыми отходами. Например, при общем объеме сборника инертных материалов равном 4 м³ необходимо и достаточно 12 форсунок диаметром 10…12 мм, а при объеме например, 2 м³ - необходимо будет 6 форсунок, при объеме, например, 8 м³ - необходимо 24 форсунки, расположенных симметрично по диаметру сборника инертных материалов (расчет количества форсунок см. в разделе описания «пример конкретного исполнения»). Использование известковой воды повышает экологичность устройства, так как она вступает в реакцию с газообразными загрязняющими веществами, в том числе окислом серы, которые адсорбируются с последующим оседанием в сборнике инертного материала 15.

Продукты термического разложения изношенных шин 27 (летучие составляющие), содержащие большое количество горючих элементов, через кольцевой зазор между верхней 4 и нижней 5 частями резонаторной трубы попадают в сетчатый турбулизатор 22. При включении многосопловой диффузионной горелки 20, работающей на газовом или жидком топливе, продукты термического разложения изношенных шин (газовые отходы) турбулизируются за сетчатым турбулизатором 22 и воспламеняются. Образуется плоская зона горения, расположенная на высоте одной четверти общей длины резонаторной трубы, где возбуждаются акустические колебания, способствующие энергичному перемешиванию газовоздушной смеси. Воздух в зону горения подводится из нижней части резонаторной трубы 5. Продукты разложения изношенных шин 27, скопившиеся в камере предварительной тепловой подготовки 9, по газоотводящей трубе 23 за счет эффекта эжекции всасываются в нижнюю часть резонаторной трубы. Несгоревшие элементы, содержащиеся в продуктах сгорания горящей резины, проходя через высокотемпературную зону, полностью догорают, увеличивая теплонапряженность этой зоны.

По мере установления достаточной температуры в камере предварительной тепловой подготовки топлива 9 горючий газ, поступающий в кольцевую газовую горелку с электрическим запальником 6, отключается. В зоне горения поддерживается температура в диапазоне 350°C-450°C, происходит термическое разложение изношенных шин 27. При прохождении горючих газов (летучие составляющие) через сетчатый турбулизатор 22, происходит их смешивание с вторичным воздухом и активное догорание горючих элементов. Вследствие этого тепловая напряженность сетчатого турбулизатора 22 остается достаточно высокой для поддержания автоколебательного процесса. В резонаторной трубе продукты сгорания совершают колебательное движение, которое увеличивает теплоотдачу от газа к стенке и препятствует шлаковому отложению на стенках резонаторной трубы 4, 5.

Пример конкретного исполнения (фиг.2).

Устройство для сжигания твердого топлива в пульсирующем потоке является огневым аппаратом, работающим по принципу пульсирующего горения. Процесс сжигания осуществляется в две ступени: 1) газификация резинотехнических отходов в восстановительной среде, 2) дожигание газообразных продуктов в режиме пульсаций в резонаторной трубе.

Устройство для сжигания изношенных шин установлено на рамном основании 26, сваренном из стальных уголков. К верхней части резонаторной трубы 4 прикреплен золоуловитель 24. Изменение положения нижней части резонаторной трубы 5 осуществляет электродвигатель с редуктором 25.

С помощью тельфера изношенные шины 27 загружаются в камеру предварительной тепловой подготовки топлива 9. Резиновые отходы поджигаются бытовыми газовыми горелками «Пламя-1», работающими на баллонном газовом горючем (пропане С₃Н₈). Необходимое для горения количество воздуха, поступает через воздуховод 8. После возгорания резины газовые горелки выключаются. Время выхода на рабочий режим составляет 18-20 минут. В дальнейшем горение резины в камере предварительной тепловой подготовки топлива 9 происходит без сопровождения горючим газом.

Температура в камере предварительной тепловой подготовки топлива 9 поддерживается в диапазоне 350°-450°C. Регулировка температуры осуществляется подмешиванием воздуха в нагретые газы, поступающего в камеру воспламенения 1. С этой целью в заявленном устройстве предусмотрена система подачи воздуха в камеру, включающая термодатчик системы регулирования температуры 28, блок автоматического изменения температуры 29 и воздуховод 8. При повышении температуры в камере воспламенения 1 и в камере предварительной тепловой подготовки топлива 9 выше 450°C термодатчик системы регулирования температуры 28 фиксирует температуру, блок автоматического изменения температуры 29 уменьшает проходное сечение воздуховода 8, выполняющего функцию аэродинамического клапана, доступ воздуха в область горения уменьшается, а при температуре ниже 350°C увеличивается. Соответственно интенсивность горения понижается или повышается. При такой температуре в камере предварительной подготовки топлива 9 с изношенных шин 27 выделяются летучие составляющие, которые по газоотводящей трубе 23, верхний срез которой находится от нижней части крышки камеры предварительной тепловой подготовки топлива 11 на расстоянии 2-3 диаметра этой трубы (расстояние от верхнего среза газоотводящей трубы до нижней части крышки камеры предварительной тепловой подготовки топлива 11 составляет 2-3 диаметра, так как под действием сил Архимеда летучие компоненты концентрируются в верхней части камеры предварительной тепловой подготовки топлива 9), поступают в резонаторную трубу 4, 5 для последующего дожигания, и, подмешиваясь с вторичным воздухом, сгорают в режиме пульсаций. При чрезмерном повышении скорости воздушного потока (более 8 м/с) в резонаторной трубе автоколебания исчезают, так как не выполняется критерий Релея. Для уменьшения скорости воздушного потока расстояние между решетками сетчатого турбулизатора необходимо уменьшить. Это приводит к увеличению гидродинамического сопротивления - уменьшению скорости воздушного потока. В резонаторной трубе продукты сгорания совершают колебательное движение, которое увеличивает теплоотдачу от газа к стенке и препятствует шлаковому отложению на стенках трубы. Металлический корд и часть твердого остатка опускаются в сборник твердых отходов 10, а инертный материал опускается в сборник инертного материала 15. Охлаждение инертного материала происходит при помощи системы снижения температуры инертного материала, для этого форсунки, расположенные симметрично по диаметру сборника инертного материала распыляют известковую воду, которая охлаждает инертный материал. При высоте сборника инертного материала h=1,95 м, радиусе R=1,4 м, объем сборника инертного материала равен _{Vсб.инерт.мат}=4 м³. Для полного смачивания и охлаждения инертного материала необходимо _{Vсмачив}=0,8 м³ известковой воды. Симметрично по диаметру сборника инертного материала устанавливаются стандартные форсунки, диаметром d=10…12 мм=0,01…0,012 м. Расход известковой воды через одну форсунку Q=S_ф·υ), (Q - расход известковой воды через 1 форсунку, S_ф - площадь поперечного сечения форсунки, υ - скорость потока известковой воды) Q=S_ф·υ=π·r²·υ=3,14·0,0062·10=0,001 м³/с (при скорости потока известковой воды 10 м/с). Время распыла t=1 мин=60 с. V_воды через 1 форсунку=Q·t=0,001·60=0,06 м³. Необходимое количество форсунок n=V_смачив/V_воды через 1 форсунку=0,8/0,06=12 форсунок. Загрузка шин осуществляется циклически без их механического дробления.

Таким образом, по сравнению с известными аналогами преимуществом заявляемого технического решения является создание высокоэффективной установки, позволяющей повысить пожаробезопасность, за счет конструктивной особенности - ввода газоотводящей трубы, работающей на эффекте эжекции, за счет ввода системы регулирования температуры, и полноты сгорания процесса утилизации, путем поддержания постоянного объема камеры предварительной тепловой подготовки топлива, повышающего экологичность. А экономичность повышается благодаря той же конструктивной особенности, в результате чего не будет отложений смолообразных масс на внутренних стенках камеры предварительной тепловой подготовки топлива, и, следовательно, исключается необходимость дополнительных затрат времени и материальных средств на очистку внутренних стенок камеры.

Устройство для сжигания твердого топлива в пульсирующем потоке, содержащее камеру воспламенения, камеру предварительной тепловой подготовки топлива, крышку камеры предварительной тепловой подготовки топлива, воздуховод, резонаторную трубу, состоящую из двух частей (верхней и нижней) и примкнутую к камере воспламенения, образуя кольцевой зазор между ее верхней и нижней частями, сетчатый турбулизатор, состоящий из нескольких составных частей, колосник, многосопловую диффузионную горелку, сборник твердых отходов, сборник инертного материала, отличающееся тем, что оно снабжено газоотводящей трубой, верхний срез которой расположен в камере предварительной тепловой подготовки топлива на расстоянии 2-3 диаметра этой трубы от нижней части крышки камеры предварительной тепловой подготовки топлива, другой конец расположен в нижней части резонаторной трубы и введена автоматическая система регулирования температуры термического разложения резины, с термодатчиком системы регулирования температуры, один конец которого прикреплен к камере воспламенения, а второй конец расположен напротив воздуховода с возможностью соединения и регулирования его проходного сечения, причем воздуховод выполнен в виде аэродинамического клапана с изменяемым проходным сечением, обеспечивающим поддержание в камере воспламенения и в камере предварительной тепловой подготовки топлива заданной температуры газов в автоматическом режиме и термическое разложение отходов резинотехнических изделий с возможностью выделения легких фракций для дальнейшего сжигания, причем в сборнике инертного материала размещена система снижения температуры инертного материала, которая выполнена в виде группы форсунок, расположенных симметрично по диаметру сборника инертного материала, а форсунки установлены в количестве, определяемом объемом охлаждаемого инертного материала.

Изобретение относится к области энергетики. Способ оптимизации условий горения в котле с псевдоожиженным слоем, где кислородсодержащий горючий газ подают на два или более уровней по высоте, первый из которых представляет собой первичный уровень (Р), расположенный на высоте днища печи, и второй представляет собой вторичный уровень (S), расположенный на высоте вблизи уровня (F) подачи топлива, причем над вторичным уровнем (S) могут быть обеспечены еще другие уровни (Т,…).

Способ и установка для сжигания в петлевом реакторе с независимым контролем циркуляции твердых веществ // 2529300

Изобретение относится к сжиганию в петлевом реакторе. Способ сжигания в петлевом реакторе по меньшей мере одного углеводородного сырья по меньшей мере в одной реакционной восстановительной зоне (i) и по меньшей мере в одной окислительной зоне (i+1), представляющих собой отдельные псевдоожиженные слои, в котором циркуляцию твердых частиц активной массы между каждой реакционной зоной или частью реакционных зон контролируют при помощи одного или нескольких немеханических клапанов, каждый из которых содержит по существу вертикальный участок канала, по существу горизонтальный участок канала и колено, соединяющее оба участка, с транспортировкой твердых частиц между двумя последовательными реакционными зонами посредством следующих операций: введение твердых частиц, поступающих из реакционной зоны (i) или (i+1) через верхний конец по существу вертикального участка канала упомянутого клапана; нагнетание контрольного газа с заданным аэрационным расходом на входе колена упомянутого клапана; контроль условий дифференциального давления на границах немеханического(их) клапана(ов) для регулирования расхода твердых частиц в по существу горизонтальном участке канала упомянутого клапана в зависимости от аэрационного расхода, питание последовательной реакционной зоны (i+1) или (i) петли твердыми частицами, выходящими из немеханического клапана или немеханических клапанов.

Способ сжигания топлива в энергоустановках // 2529291

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано при создании энергетических установок, потребляющих в качестве топлива природный газ, другие виды газообразного топлива, например биогаз, а также легкие металлы, например алюминий.

Горелочное устройство // 2523591

Изобретение относится к жидкотопливным горелочным устройствам, использующим для горения перегретый водяной пар. Горелочное устройство содержит расположенные соосно корпус, парогенератор водяного пара, установленный в корпусе и состоящий из бачка-испарителя, паросепаратора, выполненных в виде кольцевых камер, пароперегревателя, выполненного в виде трубки с полыми стенками и установленного внутри бачка-испарителя, и паровой форсунки, установленной снизу пароперегревателя с возможностью подачи пара и вместе с ним горящей смеси сквозь пароперегреватель, соединенных между собой трубками.

Газомазутная горелка // 2518759

Изобретение относится к энергетике, а именно к газомазутной вихревой горелке с принудительной подачей воздуха. Горелка для сжигания газообразного и/или жидкого топлива применяется в паровых и водогрейных котлах.

Горелочное устройство // 2516065

Изобретение относится к энергетике. Горелочное устройство содержит корпус с камерой газогенерации, соплом, воздуховодами и парогенератором водяного пара, состоящим из бачка-испарителя, паропровода, соединенного с паровой форсункой и непосредственно соединенного с бачком-испарителем, нижняя поверхность которого служит верхней поверхностью камеры газогенерации.

Устройство для термической обработки рулонных полос // 2506496

Изобретение относится к устройству для термической обработки рулонных полос (6) с, по меньшей мере, одним излучающим трубным узлом (1), содержащим три трубы, лежащие в общей, параллельной рулонной полосе (6) осевой плоскости, а именно центральную трубу (2), подключаемую к горелке, и две внешние трубы (3), сообщенные на обоих концах с центральной трубой (2) через трубные колена (4), и с опорной шейкой (9), соединенной с обоими трубными коленами (4) между центральной трубой (2) с одной стороны и обоими внешними трубами (3) с другой стороны и расположенной на противоположенной относительно горелки стороне излучающего трубного узла.

Устройство для сжигания топлив и нагрева технологических сред и способ сжигания топлив // 2506495

Изобретение относится к устройствам и способам сжигания топлив в теплогенерирующих установках и может быть использовано для нагрева газовых, жидких и суспензионных технологических сред за счет сжигания газообразного или жидкого испаряющегося топлива.

Способ работы вертикальной призматической топки // 2502921

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано на котлах, сжигающих природный газ и угольную пыль. Способ работы вертикальной призматической топки путем тангенциального ввода струй реагентной газовоздушной смеси вдоль вертикальной оси топки и воздуха вдоль стен, подачи струй пара, потоков смеси воздуха, газообразных продуктов сгорания и угольных частиц размером 2-4 мм, нагрева этих частиц газовым факелом, образующимся в топке при окислении газа кислородом воздуха, с выводом влаги и летучих веществ и образованием коксового остатка, гравитационного сепарирования частиц с коксовым остатком к центру пода со сбором в слой, последующего их охлаждения и вывода коксового остатка потребителю в подтопочных установках, потоки смеси воздуха и газообразных продуктов сгорания и угольных частиц вводят в воздушные потоки радиально относительно вертикальной оси топки со скоростью 0,10-0,24 скорости ввода воздушных струй, а струи пара подают в образующийся в центре пода слой частиц коксового остатка.

Многофункциональное топочное устройство // 2500954

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано на промышленных котельных при комбинированной выработке пара, стройматериалов и активированного угля.

Автономный каталитический обогреватель // 2540198

Изобретение относится к устройствам для сжигания жидких топлив и может быть использовано в полевых условиях, а также для обогрева различных помещений, двигателей автомобилей, теплиц и т.п. с обеспечением требований пожаробезопасности. Автономный каталитический обогреватель содержит топливный бак, испарительную камеру, крышку, каталитическую вставку, опору, уплотнитель и фитиль. Топливный бак, испарительная камера и крышка выполнены штамповкой, при этом топливный бак и испарительная камера скреплены герметичным сварным соединением в единый корпус, каталитическая вставка выполнена в виде кольцевой обоймы, снабженной сетчатыми основаниями, подложкой и двухслойной каталитической матрицей из базальтоволокнистого материала, импрегнированного оксидами железа, хрома, кобальта в весовом соотношении 3:2:1, при этом нижнее сетчатое основание выполнено с условным проходом не менее 0,8. Уплотнитель выполнен в виде термостойкого шнура. Изобретение позволяет создать автономный каталитический обогреватель с высокими технико-экономическими показателями, надежный при эксплуатации в полевых условиях, служащий для обогрева различных помещений, двигателей автомобилей, теплиц и т.п. с обеспечением требований пожаробезопасности. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ сжигания топлив и нагрева технологических сред и устройство для их осуществления // 2544692

Изобретение относится к способам и устройствам беспламенного сжигания топлив и может быть использовано для нагрева газовых, жидких и суспензионных технологических сред в теплоэнергетических установках промышленности, транспорта и коммунально-бытового хозяйства. Способ сжигания топлива и нагрева технологических сред включает каталитическое окисление газообразного топлива в присутствии катализатора нагретым воздухом в качестве окислителя, с получением продуктов окисления, которыми нагревают технологическую среду и воздух, на окисление подают топливную смесь, которую получают смешением нагретого окислителя с частью газообразного или испаряющегося жидкого топлива, окисление осуществляют по меньшей мере в две стадии, на первой стадии в качестве окислителя используют воздух, а на остальных стадиях в качестве окислителя используют продукты окисления, полученные на предыдущей стадии, при этом температуру смешения поддерживают не ниже температуры полного испарения части топлива, поданной на смешение, не ниже "температуры зажигания" реакции окисления, но не выше температуры самовоспламенения топливной смеси, а температуру окисления поддерживают не выше температуры термической стабильности катализатора и не выше температуры начала интенсивного образования окислов азота и оксида углерода, кроме того, нагрев воздуха продуктами окисления осуществляют на последней стадии после нагрева ими технологической среды. Технический результат - уменьшение металлоемкости оборудования, снижение энергозатрат и расширение ассортимента топлив. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Топка для сжигания газомазутного топлива // 2547675

Изобретение относится к области энергетики, в частности устройствам топок паровых котлов со встречной компоновкой газомазутных горелок. Топка для сжигания газомазутного топлива включает под, свод, стены и экраны, повторяющие внутреннюю поверхность топки, выполненной в виде двух обращенных друг к другу большими основаниями усеченных пирамид, и встроенные в стены встречно расположенные горелки. В основу формообразования топки положены усеченные пирамиды, выполненные шестигранной правильной формы, причем горелки равномерно распределены по периметру стен нижней пирамиды, а угол между основанием и боковой гранью верхней пирамиды составляет 75÷80°, а у нижней пирамиды - 60÷70°. Технический результат - повышение надежности и увеличение срока службы экранных поверхностей нагрева топки. 4 ил.

Топка пульсирующего горения // 2549278

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано в котлах пульсирующего горения. Топка пульсирующего горения содержит камеру сгорания с запальным устройством для розжига, ограниченную боковыми стенками, открытым торцом с одной стороны и закрытым торцом с другой стороны, смесительное устройство, сообщающееся с камерой сгорания посредством канала подачи топливно-воздушной смеси, трубопроводы подачи воздуха и топлива с дозирующими отверстиями и обратными клапанами, причем смесительное устройство размещено в продолжении трубопровода подачи воздуха путем сопряжения его с трубопроводом подачи топлива на уровне дозирующих отверстий, выполненных в продолжении трубопровода подачи воздуха. Канал подачи топливно-воздушной смеси из смесительного устройства в камеру сгорания соединен с отверстием, выполненным в закрытом торце камеры сгорания, при этом продольная ось канала подачи топливно-воздушной смеси расположена под углом к плоскости закрытого торца камеры сгорания и пересекает поверхность боковой стенки камеры сгорания. Изобретение позволяет упростить конструкцию топки пульсирующего горения, обеспечить полноту сгорания топлива при низкой концентрации NOx и СО в выхлопных газах. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

Устройство пульсирующего горения // 2549279

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано в системах отопления, в частности в водонагревателях или бойлерах; в системах утилизации, работающих на сжигании попутного газа, для исключения влияния вибраций, а также для компенсации температурных расширений. Устройство пульсирующего горения содержит камеру сгорания в виде полости, боковые стенки которой ограничены с одной стороны закрытым торцом, а с другой стороны открытым торцом, имеющим как минимум один выход для отвода продуктов сгорания, сопряженный с как минимум одним выхлопным каналом, смесительный узел с обратным воздушным клапаном и обратным топливным клапаном, сообщающийся с камерой сгорания, в которой установлено запальное устройство. Устройство пульсирующего горения содержит охватывающий камеру сгорания корпус с образованием полости для охлаждающей жидкости, а также гибкий компенсатор, размещенный на корпусе, или на боковой стенке камеры сгорания, или на выхлопном канале. Изобретение позволяет полностью компенсировать вибрации и температурные расширения, возникающие при работе устройства пульсирующего горения, а также повысить технологичность сборочных операций и упростить конструкцию. 7 з.п. ф-лы, 7 ил.

Способ сжигания жидкого угольного топлива // 2552016

Изобретение относится к теплоэнергетике, к области сжигания ожиженного угольного топлива в топках паровых котлов и других теплогенерирующих установок. Способ сжигания жидкого угольного топлива включает подготовку твердого углеродсодержащего вещества в качестве дисперсной фазы в жидкой дисперсной среде к сжиганию, подачу топливной дисперсной системы в пневмомеханические форсунки, газовое вдувание и распыление ее на факелах в камере сгорания и съем тепловой нагрузки теплоносителем в виде нагретого водяного пара. В качестве топливной дисперсной системы используют бинарную суспензионно-эмульсионную смесь продуктов пиролиза бурого угля, в которой твердая дисперсная фаза представлена микрочастицами полукокса, заключенными в микрокапли смольной фракции, а жидкая дисперсная среда представлена подсмольной водой, розжиг производят путем факельного сжигания газа пиролиза или смеси газа пиролиза и воздуха, после разогрева камеры сгорания в высокоскоростной поток газа пиролиза эжектируется жидкое угольное топливо, затем газожидкостная смесь путем дросселирования выдается из сопел пневмомеханических форсунок на факела в камеру сгорания, причем форсуночный распыл производят на встречных факелах в направлении оси симметрии камеры сгорания сферической, цилиндрической или тороидальной формы, образуя три температурных зоны топочного пространства, центральную - высокотемпературную, среднюю - среднетемпературную и периферийную - низкотемпературную, за счет последовательного сгорания газовой, жидких и твердой фаз топлива на факелах, а съем тепловой нагрузки производят тремя различными системами теплосъемных элементов - высокотемпературной, среднетемпературной и низкотемпературной, с использованием теплоносителей по соответствующему их свойствам назначению: острый пар из высокотемпературной системы теплосъемных элементов - для генерации электроэнергии в паровой турбине, перегретый пар из среднетемпературной системы теплосъемных элементов - для отопления зданий и сооружений, низкотемпературный пар из низкотемпературной системы теплосъемных элементов - в качестве технологического пара. Достигаемый технический результат заключается в повышении уровня технологичности сжигания, улучшении экономических показателей и экологичности процесса сжигания жидкого угольного топлива. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Клапанно-смесительное устройство котла пульсирующего горения // 2560854

Изобретение относится к энергетике. Клапанно-смесительное устройство котла пульсирующего горения содержит камеру сжигания газообразного топлива с цилиндрической полостью, закрытой торцовой стенкой с проходным отверстием с одной стороны и открытой - с другой, запальное устройство, установленное в полости камеры сжигания, устройства подвода топлива и воздуха, снабженные ресиверами с обратными клапанами, смесительное устройство с дозирующими отверстиями, сообщающееся с камерой сжигания через проходное отверстие в торцовой стенке, дефлектор изменения направления потоков газообразного топлива, установленный на расстоянии от закрытого торца камеры сжигания, определяющем размер кольцевого канала выхода газовоздушной смеси из смесительного устройства в камеру сжигания. Дозирующие отверстия в стенке камеры смесительного устройства выполнены с хордовым направлением завихрения потока газа в цилиндрической камере смесительного устройства. Изобретение позволяет повысить надежность функционирования клапанно-смесительного устройства в режиме пульсирующего горения и снизить выбросы вредных веществ. 2 ил.

Способ нагрева технологических сред // 2561760

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для нагрева технологических сред в нефтегазовой и других отраслях промышленности. Способ включает многостадийный нагрев теплоносителя газами окисления, при этом на каждую стадию подают часть теплоносителя и часть топлива, на первой стадии газы окисления получают каталитическим окислением газотопливной смеси, полученной смешением нагретого воздуха и первой части топлива, а на каждой последующей стадии газы окисления получают каталитическим окислением газотопливной смеси, полученной смешением газов окисления предыдущей стадии и одной из остальных частей топлива. При этом воздух нагревают за счет охлаждения газов окисления последней стадии, которые затем выводят, а технологическую среду нагревают за счет охлаждения смеси нагретых частей теплоносителя. Подачу топлива и теплоносителя на каждую стадию регулируют в зависимости от максимальной и минимальной температур катализатора. Изобретение повышает коэффициент полезного действия, снижает энергозатраты и металлоемкость оборудования, а также расширяет ассортимент теплоносителей и нагреваемых сред. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Горизонтальная факельная установка для сжигания жидких углеводородов при пробной эксплуатации и исследовании скважин // 2563943

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано в процессе добычи жидких углеводородов, в частности для вынужденного бездымного сжигания жидких углеводородов, в том числе нефти, накапливаемой в период пробной эксплуатации и исследования нефтяных скважин непосредственно на промысле, а также на морских нефтяных платформах. Горизонтальная факельная установка для сжигания жидких углеводородов содержит трубопроводы подвода нефти и сжатого воздуха, поворотное устройство, которое выполнено в виде шарнира поворотного трубного и установлено с возможностью позиционирования оголовка факельной установки при изменении направления ветра, расположенные горизонтально и установленные параллельно друг другу, оснащенные оголовком факельные стволы подачи нефти и сжатого воздуха, дежурную горелку, закрепленную к факельным стволам, раму-основание, на которой смонтированы все элементы установки. Каждый из стволов подачи нефти и сжатого воздуха соединен с поворотным устройством, которое установлено с возможностью позиционирования оголовка по дуге 270°, при этом соотношение диаметра факельных стволов к их длине составляет не менее 1:25, кроме того, установка содержит защитный экран, установленный на факельных стволах установки. Изобретение позволяет достичь полного сжигания сырой нефти. 3 ил.

Устройство нагрева локальных участков трубопровода // 2564731

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и может быть использовано для нагрева участка трубопровода и жидкости в нем в полевых условиях, а также применимо для нагрева других протяженных объектов, таких как рельсы или балки. Устройство состоит из одной или двух отдельных секций: радиационной секции, где тепло генерируется путем каталитического сжигания газообразного топлива, и конвекционной секции, где горячие отходящие газы обеспечивают дополнительное нагрев. Радиационная секция содержит один или несколько нагревательных элементов, газораспределительную систему, систему подачи воздуха и систему запуска. Конвекционная секция представляет двухтрубную конструкцию типа «труба в трубе». Устройство имеет малый вес, широкий диапазон регулирования и высокую эффективность использования энергии, что может быть использовано при получении тепла в широком диапазоне по мощности, в широких температурных диапазонах на разных видах топлива и при создании модульных конструкций на его основе. 3 з.п. ф-лы, 7 ил.