Способ сжигания низкосортного топлива

Изобретение относится к способу и системе предварительного нагрева для сжигания низкосортного топлива, используя промышленную горелку. Техническим результатом является обеспечение возможности использования низкосортного топлива при высокотемпературной обработке, такой как нагрев печей для стальных материалов. Способ для сжигания топлива, используя, по меньшей мере, одну промышленную горелку, причем в эту горелку подают низкосортное, газообразное топливо с низкой теплотворной способностью (LHV) 8 МДж/Нм3 или меньше и окислитель. При этом продукты сгорания, получаемые в результате сгорания топлива с окислителем, вначале пропускают через первый этап теплового обмена, на котором тепловая энергия передается от продуктов сгорания топливу, которое, таким образом, предварительно нагревается, и охлажденные таким образом продукты сгорания затем пропускают через второй этап теплообмена, на котором тепловую энергию передают от охлажденных продуктов сгорания окислителю, который, таким образом, также предварительно нагревается. Причем низкосортное топливо получают в результате работы доменной печи, которая расположена на том же промышленном предприятии, что и горелка. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 2 ил., 2 табл.

 

Настоящее изобретение относится к способу и системе предварительного нагрева для сжигания низкосортного топлива, используя промышленную горелку. Более конкретно, изобретение относится к такому сжиганию для нагрева промышленной печи.

На заводах, на которых используются промышленные печи для производства стали и других металлов, часто производятся различные низкосортные, газообразные топлива, как побочные продукты. Один пример представляет собой, так называемый, колошниковый газ из доменных печей, которые используют для производства стали. Другой пример представляет собой отходящий газ из конвертеров. Такое низкосортное топливо обычно содержит смесь веществ, которые могут содержать, например, углеводороды, газообразный азот, газообразный кислород, газообразный водород, моноокись углерода, двуокись углерода и пары воды. Поскольку плотность энергии в таких топливах часто ограничена, они обычно используются для низкотемпературной обработки, такой как нагрев или обработки электроэнергии. В качестве альтернативы, они могут смешиваться с топливами, которые являются более энергетически плотными. Они также могут быть бесполезно сожжены в атмосферу.

Поскольку такое низкосортное топливо часто производится в избытке, например, на сталелитейном заводе и поэтому оно является сравнительно дешевым, было бы желательно обеспечить возможность его использования в большей степени также при высокотемпературной обработке, такой как нагрев печей для стальных материалов, где обычно используют топливо более высокого сорта.

Кроме того, использование низкосортного топлива, которое обычно присутствует как побочный продукт другой производственной обработки, вместо использования обычного, подаваемого извне ископаемого топлива, уменьшило бы выбросы углерода заводом.

Для того чтобы обеспечить возможность использования низкосортного топлива в таких вариантах применения, например, было предложено в шведском патенте 553,731 переключать подачу топлива и окислителя в существующих воздушных горелках, и одновременно использовать низкосортное топливо.

В заявке на патент США № 12/440,520 описан способ использования остаточного тепла от нагрева печи путем использования части продуктов сгорания для предварительного нагрева топлива, в то время как другая часть продуктов сгорания используется для предварительного нагрева окислителя.

В JP 57198913, с другой стороны, описана горелка, в которой используется тепловая энергия в продуктах сгорания, путем предварительного нагрева низкосортного топлива и/или воздуха в теплообменнике.

В настоящем изобретении предложено дополнение или альтернатива для представленных выше предложений эксплуатации низкосортного топлива при нагреве печей. Кроме того, в изобретении решается проблема предварительного нагрева окислителя, используя продукты сгорания, также, когда продукты сгорания, покидающие зону сгорания, являются очень горячими. Обычно такой предварительный нагрев представлял собой проблему, поскольку горячие продукты сгорания представляют собой опасность в случае неисправности оборудования предварительного нагрева и их непосредственного контакта с окислителем.

Следовательно, изобретение относится к способу для сжигания топлива, используя, по меньшей мере, одну промышленную горелку, причем в эту горелку подают низкосортное, газообразное топливо с низкой теплотворной способностью (LHV) 8 МДж/Нм3 или меньше и окислитель, и этот способ отличается тем, что продукты сгорания, получаемые в результате сгорания топлива с окислителем, вначале подают на первый этап теплового обмена, на котором тепловая энергия передается от продуктов сгорания топливу, которое, таким образом, предварительно нагревается, и тем, что охлажденные таким образом продукты сгорания после того пропускают через второй этап теплообмена, на котором тепловую энергию передают из охлажденных продуктов сгорания окислителю, который, таким образом, также предварительно нагревается.

Изобретение также относится к системе для предварительного нагрева низкосортного, газообразного топлива с низкой теплотворной способностью (LHV) 8 МДж/Нм3 или меньше и окислителя и подачи упомянутого предварительно подогретого низкосортного топлива и упомянутого подогретого окислителя, по меньшей мере, в одну промышленную горелку, используя которую топливо сжигают с окислителем для получения горячих продуктов сгорания, и эта система, отличающаяся тем, что система содержит первое теплообменное устройство, выполненное с возможностью передачи тепла от горячих продуктов сгорания топливу, которое, таким образом, предварительно нагревается, и что система также содержит второй теплообменник, выполненный с возможностью передачи тепловой энергии от продуктов сгорания, которые были охлаждены на первом этапе теплообмена, окислителю, который, таким образом, также предварительно подогревается.

В дальнейшем изобретение будет описано подробно со ссылкой на представленные как примеры варианты осуществления изобретения и на приложенные чертежи, на которых:

на фиг. 1 показан упрощенный вид системы предварительного нагрева в соответствии с настоящим изобретением; и

на фиг. 2 показан упрощенный вид компоновки теплообменника в соответствии с изобретением.

На фиг. 1 показана промышленная печь 110, работающая в соответствии с настоящим изобретением, используя систему 100 предварительного нагрева, также в соответствии с изобретением. Предпочтительно, промышленная печь 110 представляет собой нагревательную печь для металлического материала, предпочтительно стали, и, предпочтительно, она выполнена с возможностью поддержания температуры нагрева в атмосфере печи, по меньшей мере, приблизительно 1000°C, такой, которая используется для повторного отжига стальных продуктов, более предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 1200°C, например, для повторного нагрева стальных продуктов перед горячей прокаткой.

Для нагрева печи 110 используется, по меньшей мере, одна промышленная горелка 115, которая (или которые) установлена в стенке печи. Каждая горелка 115 содержит, по меньшей мере, одно из отверстия подачи для топлива и отверстия подачи для окислителя.

Окислитель может представлять собой воздух, но предпочтительно, чтобы содержание кислорода в окислителе было выше, чем в воздухе. Следовательно, в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления окислитель содержит, по меньшей мере, 50% масс. кислорода, более предпочтительно, по меньшей мере 85% масс. кислорода. Еще более предпочтительно, окислитель содержит, по меньшей мере, 95% кислорода, такого как промышленный чистый кислород. Сгорание с окислителем, содержащим высокие уровни кислорода в комбинации с низкосортным топливом, позволяет получить, в частности, экономически эффективный нагрев. Кроме того, предварительный нагрев представленного типа позволяет использовать продукты сгорания для предварительного нагрева даже таких типов окислителя с высоким содержанием кислорода, не создавая особого риска в отношении безопасности.

В соответствии с изобретением, в горелку или горелки 115 подают газообразное низкосортное топливо, такое как колошниковый газ из доменной печи.

В Таблице 1 представлено сравнение типичных соотношений разных составляющих между, с одной стороны, топливом среднего сорта, таким как коксовый газ, и, с другой стороны, низкосортным топливом, таким как колошниковый газ из доменной печи и отходящий газ из конвертера. Все значения представлены в процентном содержании по объему.

Таблица 1
N2 O2 H2 CO CO2 CH4 CmHn H2O
Коксовый газ 3,5 0,55 60 7,5 2,35 23,5 2,4 0,2
Колошниковый газ 52,5 0,55 2,3 23,5 20 - - 1,15
Конвертерный газ 17,2 0,1 2,5 64,5 15,6 - - 0,1

В Таблице 2 представлено сравнение низких значений теплотворной способности (LHV) для коксового газа, колошникового газ из доменной печи и отходящего газа из конвертера.

Таблица 2
LHV (МДж/Нм3) LHV (МДж/кг)
Коксовый газ 17,9 34
Колошниковый газ 3,2 2,4
Конвертерный газ 8,0 6,0

В соответствии с изобретением в горелку или горелки 115 подают газообразное топливо, LHV которого равна или ниже чем 8 МДж/Нм3. Однако, предпочтительно, чтобы газообразное топливо имело LHV не более чем 6 МДж/Нм3, более предпочтительно не более чем 4 МДж/Нм3. Топливо может содержать определенные добавки другого топлива более высокого сорта, если только LHV общей смеси не превышает упомянутые пределы в отношении МДж/Нм3. В частности, топливо с более низкой LHV лучше работает в комбинации с окислителями, содержащими высокие уровни кислорода. Предпочтительный пример топлива представляет собой смесь колошникового газа и конвертерного отходящего газа, оба из которых получаются в локальной установке для обработки стали, содержащей доменную печь и конвертер. По причинам стоимости, предпочтительно, не примешивать какое-либо высокосортное топливо перед сжиганием, в частности, не примешивать какое-либо топливо, которое само имеют LHV более чем 8 МДж/Hм3, такое как в случае, например, коксового газа.

В горелку или горелки 115 подают через трубопроводы 113 низкосортное топливо из средства 111 подачи топлива, которое принимает низкосортное топливо из источника такого низкосортного топлива. На фиг. 1 показан упрощенный пример доменной печи 120, из которой колошниковый газ подают через этап 121 очистки газа и систему трубопроводов в средство 111 подачи. Однако следует понимать, что источник низкосортного топлива может представлять собой источник конвертерного отходящего газа или любой другой соответствующий источник низкосортного топлива, как представлено в качестве примера выше.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления низкосортное топливо содержит, по меньшей мере, 50% масс. колошникового газа, получаемого во время работы доменной печи 120. Кроме того, предпочтительно, чтобы доменная печь 120 локально находилась на том же промышленном предприятии, что и печь 110, и, следовательно, также горелка или горелки 115. Таким образом, завод в целом может быть сделан более энергетически эффективным.

Окислитель подают в горелку или горелки 115 через трубопроводы 114 из средства 112 подачи окислителя, в которое подают окислитель из источника 130 окислителя, такого как обычный источник промышленно чистого кислорода, или обычное средство для обогащенного кислородом воздуха.

Как топливо, так и окислитель проходят через систему 100 предварительного нагрева прежде, чем они достигнут средства 111 и 112 соответственно.

Газообразные продукты сгорания, получаемые в результате сгорания в горелке или горелках 115 и в печи 110 топлива с окислителем, выходят из печи 110 через дымоход 116 и затем поступают в систему трубопроводов, как показано на фиг. 1.

В соответствии с изобретением упомянутые продукты сгорания вначале подают через первый этап 150 теплообмена, на котором тепловую энергию передают от упомянутых продуктов сгорания топливу, которое, таким образом, предварительно нагревается. После этого охлажденные таким образом продукты сгорания подают через второй этап 151 теплообмена, на котором тепловую энергию передают от охлажденных продуктов сгорания окислителю, который, таким образом, также предварительно нагревается.

Другими словами, низкосортное топливо и окислитель предварительно последовательно нагревают одно за другим. Это означает, что окислитель предварительно нагревают, используя тепловую энергию тех же продуктов сгорания, которые предварительно нагревают низкосортное топливо, но после того, как продукты сгорания уже были охлаждены в определенной степени в результате предварительного нагрева низкосортного топлива. Таким образом, содержание тепловой энергии продуктов сгорания из печи 110 может быть использоваться более полно, одновременно сводя к минимуму любые риски взрыва и т.п., связанные с предварительным нагревом окислителя, в частности, в случае использования окислителя с высоким содержанием кислорода.

После выполнения этапов 150 и 151 продукты сгорания, предпочтительно, подают на этап 140 очистки или обработки, предназначенной для обработки охлажденных продуктов сгорания.

Конечно, во время прохода продуктов сгорания через этапы 150, 151, продукты сгорания никогда не входят в прямой физический контакт ни с низкосортным топливом, ни с окислителем, которые должны быть предварительно нагреты. Вместо этого, устанавливается только тепловой контакт.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления второй этап теплообмена содержит металлический теплообменник типа рекуператора, другими словами, теплообменник, который не является регенератором, но теплообменник, в котором тепловую энергию передают из одной среды в другую, скорее, прямо, а не опосредованно, другими словами, без какого-либо промежуточного нагрева некоторой другой среды перед последующим нагревом низкосортного топлива или окислителя. Предпочтительные теплообменники, используемые на этапах 150, 151, представляют собой теплообменники со встречным потоком или с поперечным потоком.

В частности, предпочтительно использовать металлические теплообменники, в которых металлическое разделительное средство используется для поддержания продуктов сгорания, постоянно отделенными от низкосортного топлива и окислителя соответственно. Предпочтительные металлические материалы для такого средства содержат нержавеющую сталь.

В частности, предпочтительно, чтобы на втором этапе 151 теплообмена окислитель подавали по одной или нескольким металлическим трубам через камеру, через которую установлен поток продуктов из камеры сгорания, и эти трубы расположены так, что они отделяют окислитель от продуктов сгорания и передают тепло от продуктов сгорания в камере окислителю в упомянутых трубах.

Это представлено на фиг. 2, на которой первый этап 201 теплообмена, соответствующий первому этапу 150 теплообмена, как показано на фиг. 1, и содержащий вход 200 для горячих продуктов сгорания, последовательно соединен через трубопровод 202 со вторым этапом 203 теплообмена, который соответствует второму этапу 151 теплообмена на фиг. 1 и содержит выход 204 для охлажденных продуктов сгорания. Через первый этап 201 теплообмена трубки 212 теплообмена продолжаются внутри камеры внутри этапа 201 от входа 210 для низкосортного топлива до выхода 211 для предварительно нагретого низкосортного топлива. Аналогично, на этапе 203, трубки 222 теплообмена работают внутри камеры на этапе 203, от входа 220 для окислителя до выхода 221 для предварительно нагретого окислителя.

Предпочтительно, чтобы металлический материал разделительного средства, установленный для отделения окислителя от газа сгорания, то есть трубы 222 на фиг. 2, был изготовлен из металлического материала, который является в большей степени устойчивым к воздействию кислот, чем металлический материал соответствующего разделительного средства, установленного для того, чтобы всегда поддержать низкосортное топливо отделенным от газа сгорания, то есть трубы 212 на фиг. 2. Примеры соответствующих материалов для упомянутого разделительного средства на втором этапе теплообмена содержат достаточно устойчивые нержавеющие стали таких типов, которые устойчивы к воздействию кислот.

Кроме того, предпочтительно, чтобы только упомянутое средство разделения на этапе 151 теплообмена, следовательно, только трубы 222 на фиг. 2, были изготовлены из такой нержавеющей стали, устойчивой к кислотам, и чтобы остальная часть этапа 150, 151 теплообмена была построена из других, в меньшей степени устойчивых к кислотам нержавеющих сталей и/или неметаллического материала.

На фиг. 1, кроме того, иллюстрируется устройство 152 подачи окружающего воздуха, например, в форме обычного вентилятора с соответствующими трубопроводами, предпочтительно, работающего в совместно с и управляемого устройством 159 управления, которое сообщается (например, по проводам) с устройством 152 подачи воздуха.

Устройство 152 выполнено с возможностью подачи окружающего воздуха в поток продуктов сгорания перед первым этапом 150 теплообмена для охлаждения продуктов сгорания перед подачей на этап 150. Такая подача происходит через клапан 153 управления, которым может управлять устройство 159 управления, для управления потоком.

Кроме того, устройство 152 выполнено с возможностью управления температурой продуктов сгорания, протекающих на этапе 150, на основе измеренной температуры продуктов сгорания перед этапом 150 и/или измеренной температуры низкосортного топлива после этапа 150. Такие температуры измеряют, используя соответствующие датчики 155 и 156 температуры соответственно.

В соответствии с дополнительным или альтернативным вариантом осуществления то же или другое устройство 152 подачи окружающего воздуха (только одно такое устройство показано на фиг. 1) установлено для подачи окружающего воздуха в поток продуктов сгорания после первого этапа 150 теплообмена, но перед вторым этапом 151 теплообмена, предпочтительно, через клапан 154 управления, которым также может управлять устройство 159 управления, для охлаждения продуктов сгорания перед подачей на этап 151. В этом случае устройство 152 выполнено с возможностью управления температурой продуктов сгорания, протекающих на второй этап теплообмена, на основе измеренной температуры продуктов сгорания перед этапом 151 и/или измеренной температуры окислителя после этапа 151. Такую температуру измеряют, используя соответствующие датчики 157 и 158 температуры соответственно.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления устройство 159 управления выполнено с возможностью считывать подаваемые значения температуры из, по меньшей мере, двух, предпочтительно, по меньшей мере, трех датчиков 155-158 температуры соответственно, расположенных для измерения температуры газов сгорания перед этапом 150 и между этапами 150, 151; температуры низкосортного топлива после этапа 150; и температуры окислителя после этапа 151. На основе этих значений измерения устройство 159 управления затем выполнено с возможностью управления устройством 152 подачи для подачи достаточного количества окружающего воздуха в продукты сгорания перед первым этапом 150 теплообмена, для поддержания температуры продуктов сгорания, протекающих на второй этап 151, на уровне или ниже заданной наивысшей допустимой температуры. Такое управление может быть основано на соответствующем алгоритме управления, например, который учитывает эмпирически и/или теоретически определенные параметры, относящиеся к охлаждению продуктов сгорания, когда они протекают через первый этап 150 теплообмена. Алгоритм управления также может быть основан, например, на потоке низкосортного топлива через этап 150.

Окружающий воздух может иметь приблизительно комнатную температуру, но должен быть, по меньшей мере, холоднее, чем газы сгорания, с которыми он смешивается.

Как описано выше, продукты сгорания могут иметь температуру приблизительно 1000°C, когда они выходят из дымохода 116.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления температура продуктов сгорания на входе в первый этап 150 теплообмена после возможного смешивания с окружающим воздухом составляет, по меньшей мере, 800°C. Аналогично, температура продуктов сгорания на входе на второй этап 151 теплообмена после охлаждения на этапе 150 и возможного дополнительного смешивания с окружающим воздухом не превышает 400°C. Это позволяет эффективно выполнять предварительный нагрев при одновременной минимизации опасности.

В результате предварительного нагрева низкосортного топлива и после этого, используя уже частично охлажденные продукты сгорания, предварительного нагрева окислителя, достигается ряд преимуществ.

Во-первых, во многих вариантах применения большая часть энергии, содержащейся в горячих продуктах сгорания, может быть передана топливу и окислителю, чем это возможно, когда выполняют только обмен тепловой энергией на одном этапе для топлива и/или окислителя.

Во-вторых, плотность горячих продуктов сгорания снижается, когда их охлаждают топливом на первом этапе 150 теплообмена, в результате чего на втором этапе 151 теплообмена передача тепловой энергии окислителю может быть установлена в меньшей степени. Это, в свою очередь, приводит к возможности построения более эффективной по затратам установки.

В-третьих, возможно выполнять предварительный нагрев даже окислителя с высоким содержанием кислорода без риска в отношении безопасности.

Выше были описаны предпочтительные варианты осуществления. Однако для специалиста в данной области техники очевидно, что множество модификаций могут быть выполнены для описанных вариантов осуществления без выхода за пределы основной идеи изобретения.

Например, следует понимать, что этапы 150, 201 теплового обмена могут быть соответствующего или другого типа, чем этапы 151, 203 теплообмена, если только поддерживаются описанные здесь принципы.

Следует также понимать, что горелки 115, в которые подают предварительно подогретое низкосортное топливо и предварительно подогретый окислитель, могут быть заменены другими горелками, также нагревающими ту же печь 110, такими как обычные горелки с окислителем-топливом. Однако, предпочтительно, чтобы горелки 115 составляли единственный источник тепла в печи 110.

Таким образом, изобретение не следует ограничивать описанными вариантами осуществления, но оно может изменяться в пределах объема приложенной формулы изобретения.

1. Способ для сжигания топлива, используя, по меньшей мере, одну промышленную горелку (115), причем в эту горелку (115) подают низкосортное, газообразное топливо с низкой теплотворной способностью (LHV) 8 МДж/Нм3 или меньше и окислитель, отличающийся тем, что продукты сгорания, получаемые в результате сгорания топлива с окислителем, вначале пропускают через первый этап (150; 201) теплового обмена, на котором тепловая энергия передается от продуктов сгорания топливу, которое, таким образом, предварительно нагревается, и тем, что охлажденные таким образом продукты сгорания затем пропускают через второй этап (151; 203) теплообмена, на котором тепловую энергию передают от охлажденных продуктов сгорания окислителю, который, таким образом, также предварительно нагревается, причем низкосортное топливо получают в результате работы доменной печи (121), которая расположена на том же промышленном предприятии, что и горелка (115).

2. Способ по п. 1, отличающийся

тем, что реакция сгорания между окислителем и низкосортным топливом нагревает промышленную печь (110).

3. Способ по п. 1 или 2,

отличающийся тем, что низкосортное топливо содержит, по меньшей мере, 50% масс. колошникового газа из доменной печи (121).

4. Способ по п. 1 или 2,

отличающийся тем, что окислитель содержит, по меньшей мере, 85% масс. кислорода.

5. Способ по п. 1 или 2,

отличающийся тем, что второй этап (151; 203) теплообмена содержит металлический теплообменник типа рекуператора.

6. Способ по п. 5, отличающийся

тем, что на втором этапе (151; 203) теплообмена окислитель подают по одной или нескольким металлическим трубам (222) через камеру, через которую подают поток продуктов камеры сгорания, и эти трубы (222) выполнены с возможностью отделения окислителя от продуктов сгорания и передачи тепла от продуктов сгорания в камере окислителю в упомянутых трубах (222).

7. Способ по п. 1 или 2,

отличающийся тем, что температура продуктов сгорания на входе в первый этап (150; 201) теплообмена составляет, по меньшей мере, 800°C и что температура продуктов сгорания на входе на второй этап (151; 203) теплообмена составляет меньше чем 400°C.

8. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что первое устройство (152) подачи окружающего воздуха выполнено с возможностью подачи окружающего воздуха в поток продуктов сгорания перед первым этапом (150; 201) теплообмена для охлаждения продуктов сгорания перед входом на первый этап (150; 201) теплообмена и что первое устройство (152) подачи воздуха выполнено с возможностью управления температурой продуктов сгорания, протекающих на первый этап (150; 201) теплообмена, на основе измеренной температуры продуктов сгорания перед первым этапом (150; 201) теплообмена и/или измеренной температуры топлива после первого этапа (150; 201) теплообмена.

9. Способ по п. 8, отличающийся тем,

что второе устройство (152) подачи окружающего воздуха выполнено с возможностью подачи окружающего воздуха в поток продуктов сгорания после первого этапа (150; 201) теплообмена, но перед вторым этапом (151; 203) теплообмена, для охлаждения продуктов сгорания перед поступлением на второй этап (152; 203) теплообмена,

и что второе устройство (152) подачи воздуха выполнено с возможностью управления температурой продуктов сгорания, протекающих на второй этап (151; 203) теплообмена, на основе измеренной температуры продуктов сгорания перед вторым этапом (151; 203) теплообмена и/или измеренной температуры окислителя после второго этапа (151; 203) теплообмена.

10. Система (100) для предварительного нагрева низкосортного, газообразного топлива с низкой теплотворной способностью (LHV) 8 МДж/Нм3 или меньше и окислителя и подачи упомянутого предварительно подогретого низкосортного топлива и упомянутого подогретого окислителя в, по меньшей мере, одну промышленную горелку (115), используя которую топливо сжигают с окислителем для получения горячих продуктов сгорания, отличающаяся тем, что система (100) содержит первое теплообменное устройство (150; 201), выполненное с возможностью передачи тепла от горячих продуктов сгорания топливу, которое, таким образом, предварительно нагревается, причем система (100) также содержит второй теплообменник (151; 203), выполненный с возможностью передачи тепловой энергии от продуктов сгорания, которые были охлаждены на первом этапе (150; 201) теплообмена, окислителю, который, таким образом, также предварительно подогревается, причем низкосортное топливо получают в результате работы доменной печи (121), которая расположена на том же промышленном предприятии, что и горелка (115).

11. Система (100) по п. 10,

отличающаяся тем, что окислитель содержит, по меньшей мере, 85% масс. кислорода.

12. Система (100) по п. 10 или 11,

отличающаяся тем, что второй этап (151; 203) теплообмена содержит металлический теплообменник типа рекуператора.

13. Система (100) по п. 12,

отличающаяся тем, что на втором этапе (151; 203) теплообмена окислитель подают по одной или нескольким металлическим трубам (222) через камеру, через которую подают поток продуктов камеры сгорания, и эти трубы (222) выполнены с возможностью отделения окислителя от продуктов сгорания и передачи тепла от продуктов сгорания в камере окислителю в упомянутых трубах (222).

14. Система (100) по п. 10 или 11,

отличающаяся тем, что устройство (152) подачи окружающего воздуха выполнено с возможностью подачи окружающего воздуха в поток продуктов сгорания перед первым этапом (150; 201) теплообмена и в поток продуктов сгорания после первого этапа (150; 201) теплообмена, но перед вторым этапом (151; 203) теплообмена, причем один или несколько датчиков (155, 156, 157, 158) температуры выполнены с возможностью измерения температуры газообразных продуктов сгорания перед первым этапом (150; 201) теплообмена и/или после первого этапа (150; 201) теплообмена, и/или температуры топлива после первого этапа (150; 201) теплообмена, и/или температуры окислителя после второго этапа (151; 203) теплообмена, причем устройство (159) управления выполнено с возможностью управления потоком окружающего воздуха, подаваемого устройством (152) подачи окружающего воздуха на основе данных измерения из упомянутого, по меньшей мере, одного датчика (155, 156, 157, 158) температуры.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области энергетики. Саморегенерирующая промышленная горелка (10) содержит головку (11), с которой связаны по меньшей мере одна первая форсунка (12) для впрыскивания топлива, которая может быть связана на входе с узлом (13) подачи топлива, и по меньшей мере одна пара вторых форсунок (14, 15), которые могут поочередно и выборочно пропускать через себя воздух для горения и газообразные продукты сгорания, трубчатый корпус (16), который открыт на противоположных концах и расположен на передней части указанной головки (11) соосно с указанной по меньшей мере одной первой форсункой (12) и из одного конца которого, ближайшего к поверхности указанной головки (11), выходят наружу или выступают указанная первая форсунка (12) и по меньшей мере одна пара вторых форсунок (14, 15), а противоположный конец корпуса отдален от указанной поверхности, причем, когда горелка (10) установлена в камере (101) сгорания, в частности камере промышленной печи (100), указанный трубчатый корпус (16) проходит внутрь указанной камеры (101) сгорания, каждая из указанных вторых форсунок (14, 15) содержит по меньшей мере одну первую трубчатую часть (140, 150), которая в радиальном направлении лежит снаружи указанного трубчатого корпуса (16) и на конце которой выполнено по меньшей мере одно первое отверстие (14а, 15а), причем указанное первое отверстие предназначено для поочередного выпуска указанного воздуха для горения и для впуска указанных газообразных продуктов сгорания и лежит в радиальном направлении снаружи указанного трубчатого корпуса (16), при этом указанный трубчатый корпус (16) имеет по меньшей мере одно радиальное отверстие (17), проходящее через его боковую стенку и действующее в качестве впускного отверстия для по меньшей мере воздуха для горения, выходящего из одной из указанных вторых форсунок указанной по меньшей мере одной пары вторых форсунок (14, 15) или по меньшей мере из одной их части, в указанный трубчатый корпус (16), где указанный воздух смешивается с топливом, выходящим из указанной по меньшей мере одной первой форсунки (12).

Изобретение направлено на достижение стабилизации температуры подогрева воздуха и увеличение теплоемкости насадки, а значит, и времени перекидки, при снижении габаритов регенеративного теплообменника.

Изобретение относится к котлам на порошковом твердом топливе с регенеративным нагревателем роторного типа. Котел на порошковом твердом топливе с регенеративным нагревателем роторного типа включает печь; регенеративный нагреватель роторного типа, который содержит главный корпус теплообменника; устройство привода; разделительный элемент, установленный в главном корпусе теплообменника вдоль центральной оси, разделяющий главный корпус теплообменника как минимум на одну пару принимающих камер, причем каждая пара принимающих камер расположена диаметрально противоположно по отношению к центральной оси; теплоноситель, принимаемый в принимающих камерах, соответственно, изготавливаемый из неметаллического твердого материала, причем теплоноситель оснащен слоем катализатора денитрирования; причем дымовой газ имеет температуру 50-80°С после теплообмена при помощи регенеративного нагревателя роторного типа; газопровод дымового газа со входом, соединенным с верхней частью печи, и выходом, соединенным с регенеративным нагревателем роторного типа; воздуховод для подачи воздуха в другую принимающую камеру спаренных принимающих камер.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в процессах очистки дымовых газов от вредных примесей. Универсальный регенеративный роторный воздухоподогреватель содержит короб, снабженный с верхней горячей стороны газового отсека патрубком входа дымовых газов, с холодной нижней стороны - расширителем, снабженным пирамидальным днищем, каплеотбойником и патрубком выхода дымовых газов, патрубками входа и выхода воздуха, в коробе помещен ротор с радиальными перегородками, образующими радиальные ячейки, в которых размещены аккумуляционные секции, заполненные набивкой, выполненной из теплоемкого материала, и радиальные корзины очистных секций с перфорированным днищем, заполненные гранулами пемзы.

Изобретение относится к вращающимися регенеративным теплообменникам, предназначенным для передачи тепла от одного теплоносителя к другому, с использованием промежуточной теплоаккумулирующей насадки.

Изобретение относится к области энергетики. Регенеративное горелочное устройство содержит кожух горелки с проходящим сквозь него газовым каналом; одноступенчатый теплорегенератор с корпусом, вмещающим флюидопроницаемый теплорегенеративный слой, имеющий верхнюю поверхность и нижнюю поверхность, причем в указанном корпусе имеется проем, сообщающийся с наружной стороной указанного устройства; первый газовый тракт в указанном корпусе, напрямую соединяющий газовый канал кожуха горелки с нижней поверхностью теплорегенеративного слоя; и второй газовый тракт в указанном корпусе, соединяющий указанный проем в корпусе, сообщающийся с наружной стороной, с верхней поверхностью теплорегенеративного слоя, причем первый и второй газовые тракты сообщаются друг с другом по существу только через теплорегенеративный слой, корпус включает в себя камеру для сбора жидкости непосредственно под нижней поверхностью теплорегенеративного слоя.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в процессах охлаждения дымовых газов, получаемых при сжигании серосодержащих топлив, до температуры ниже точки росы в регенеративных роторных воздухоподогревателях.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в процессах очистки дымовых газов от вредных примесей. Техническим результатом, на решение которого направлено изобретение, является упрощение конструкции, уменьшение коррозионного износа металлической набивки путем совмещения процесса нагрева воздуха с очисткой дымовых газов от коррозионноактивных примесей (оксидов азота, оксидов серы, оксида углерода, воды (NOx, SOx, CO, H2O) и остатков несгоревшего топлива в самом аппарате, что увеличивает экономическую и экологическую эффективность работы роторного воздухоподогревателя.

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано при создании теплоэнергетического котла повышенной производительности. .

Изобретение относится к промышленной теплоэнергетике. .

Изобретение относится к области термической переработки и утилизации веществ, содержащих углеводородные компоненты, и может найти применение в установках термического уничтожения твердых отходов, в печах и газогенераторах, в устройствах, использующих сжигание и утилизацию энергии низкокалорийного газа, доменного газа, синтез газа, парогазовой смеси и пылевидного топлива.
Изобретение относится к области машиностроения и предназначено для совместной выработки тепловой и электрической энергии. Силовая установка с активным котлом-утилизатором высокотемпературного кипящего слоя состоит из котлоагрегата с топкой высокотемпературного кипящего слоя, включающего механическое топочное устройство с наклонной к горизонту подвижной колосниковой решеткой, поверхностей нагрева, дутьевых зон первичного и вторичного воздуха, питателя топлива, эжектора возврата уноса.

Изобретение относится к газогорелочным устройствам и может быть применено в газовой промышленности для сжигания попутных и продувочных газов, особенно содержащих конденсат и сероводородные соединения.

Изобретения относятся к области пиролизной утилизации бытовых и промышленных отходов. Утилизированные бытовые и промышленные отходы направляют винтовым конвейером из бункера-накопителя в металлическую жаропрочную трубу корпуса мобильной пиролизной камеры, где винтовым конвейером перемещаются вдоль пиролизной камеры с разогревом и поддержанием температуры пиролиза в интервале 800-900°C.

Изобретение относится к устройствам для сжигания аварийных, постоянных и периодических выбросов горючего газа и может быть использовано в нефтегазодобывающей промышленности.

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для сжигания сжиженных углеводородных газов с целью их утилизации. Техническим результатом является повышение эффективности и полноты процесса сжигания сжиженных углеводородных газов.

Изобретение относится к факелам для сжигания газа и предназначено для применения в нефтяной газовой и газохимической отрасли промышленности. Техническим результатом является полный отказ от применения заторного газа при сжигании сбросных газов.

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для сжигания сбросных газов с целью их утилизации. Техническим результатом является повышение эффективности и полноты процесса сжигания сбросных газов.

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для совместного сжигания газовых и жидкостных сбросов. Комбинированная горелка содержит, как минимум, полый цилиндрический корпус, соединенный с трубопроводом подачи газовых сбросов, трубу, соосно установленную внутри корпуса и соединяющую трубопровод подачи жидкостных сбросов с пневматической форсункой, установленной в выходной части корпуса и состоящей из полого наконечника для подачи жидкостных сбросов, патрубка, выполненного глухим со стороны его выходной части и охватывающего с зазором наконечник, при этом канал наконечника выполнен закрытым со стороны его выходной части, а на его наружной поверхности выполнены пилоны, взаимодействующие с внутренней поверхностью патрубка и центрирующие наконечник относительно патрубка, причем на торце наконечника выполнены отверстия, расположенные под углом к оси пневматической форсунки, при этом выходной участок внутренней поверхности патрубка выполнен эквидистантно наружной поверхности наконечника, а на торце патрубка выполнены отверстия, расположенные соосно относительно отверстий, выполненных на торце наконечника, несколько трубок, установленных снаружи корпуса с одинаковым угловым шагом и соединенных с внутренней полостью корпуса, при этом на концах трубок установлены форсунки.

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для сжигания сбросных газов с целью их утилизации. Факельный оголовок содержит газоподводящий патрубок, установленный на входе в смеситель, представляющий собой полую обечайку с профилированным входом и выходом, при этом на смесителе закреплены два кольцевых коллектора, расположенных на одной оси и соединенных между собой с помощью пневматических форсунок, расположенных равномерно по окружности, причем один коллектор соединен с системой подачи сбросного газа, а другой коллектор соединен с системой подачи воды, в варианте исполнения пневматические форсунки расположены под углом к оси смесителя.

Изобретение относится к области энергетики. Испарительная горелка для мобильного отопительного устройства (2), имеющая камеру (8) сгорания, приемный элемент (10) испарителя и испарительный элемент (12) для испарения жидкого топлива, при этом испарительный элемент (12) помещен в приемный элемент (10) испарителя на стороне, обращенной к камере (8) сгорания, причем испарительная горелка (4) на обращенной от камеры сгорания стороне приемного элемента (10) испарителя имеет по меньшей мере один элемент (16; 48) для направления горелочного воздуха, который расположен таким образом, что между элементом (16; 48) для направления горелочного воздуха и днищем (26) приемного элемента (10) испарителя выполнен проходящий по меньшей мере вдоль одного участка днища (26) приемного элемента (10) испарителя проточный канал для горелочного воздуха, причем элемент (16; 48) для направления горелочного воздуха и приемный элемент (10) испарителя выполнены таким образом, что проточный канал для горелочного воздуха проходит от предусмотренного, по существу, в середине над днищем (26) приемного элемента (10) испарителя впуска (24; 56) для горелочного воздуха по меньшей мере частично радиально наружу вдоль днища (26), при этом проточный канал для горелочного воздуха ведет в кольцеобразную предкамеру (20) для горелочного воздуха, которая кольцеобразно выполнена вокруг камеры (8) сгорания.

Изобретение относится к способу и системе предварительного нагрева для сжигания низкосортного топлива, используя промышленную горелку. Техническим результатом является обеспечение возможности использования низкосортного топлива при высокотемпературной обработке, такой как нагрев печей для стальных материалов. Способ для сжигания топлива, используя, по меньшей мере, одну промышленную горелку, причем в эту горелку подают низкосортное, газообразное топливо с низкой теплотворной способностью 8 МДжНм3 или меньше и окислитель. При этом продукты сгорания, получаемые в результате сгорания топлива с окислителем, вначале пропускают через первый этап теплового обмена, на котором тепловая энергия передается от продуктов сгорания топливу, которое, таким образом, предварительно нагревается, и охлажденные таким образом продукты сгорания затем пропускают через второй этап теплообмена, на котором тепловую энергию передают от охлажденных продуктов сгорания окислителю, который, таким образом, также предварительно нагревается. Причем низкосортное топливо получают в результате работы доменной печи, которая расположена на том же промышленном предприятии, что и горелка. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 2 ил., 2 табл.

Наверх