Электрогазовая горелка

 

= Ъ la Ф.

i ллЛЛ

Союз Советскик

Социалистических

Республик о п и с. ГНЪй

ИЗОБРЕТЕНИЯ

I<>>7755 1 9

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6t) Дополнительное к авт. саид-ву- (22) Заявлено 08. 08, 77 (21) 2514936/24-06 с присоединением заявки Нов

0 13/02

Государственный комнтет

СССР по делам нзобретеннй н открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 301080. Бк ллатейь Мо 40 (5З} Удт(662.951. .2(088.8) Дата опубликования описания 301080 (72) Авторы изобретения

Всесоюзный научно-.исследовательский институт металлургической теплотехники

Р3) Заявитель (84) ЭЛЕКТРОГЛЗОВАЯ ГОРЕЛКА

Изобретение относится к горелочным устройствам, предназначенным для сжигания природного газа с целью получения высокотемпературной безокислительной или восстановительной атмосферы и может быть использовано в печах безокислительного нагрева, в агрегатах термохимической обработки различных материалов в защитной атмосфере, а также при осуществлении высокотемпературных процессов прямого получения железа из рудного сырья.

Известны .электрогазовые горелки, преимущественно для- получения восстановительного газа, содержащие корпус-смеситель с примыкающей к последнему камерой сгорания, по торцам которой установлены электроды (1)Ä

Недостатками. этих горелок является то, что при наличии одной разрядной камеры, сочетающей Функции камеры сжигания первичного газа и камеры конверсии дополнительного газа, воэможности процесса газовоэ.-. душной конверсии практически не могут быть реализованы вследствие параллельного протекания стадий конверсии. Это влечен эа собой недостаточный выход восстановителей, повышенное содерж-ние н восстановительном газе окислителей и остаточного метана, что указывает на неэффективное использование природного га5 за и низкое качество получаемого восстановительного газа.

Получению1в известной конструкции электрогазовой горелки высококачественного восстановительного газа тO также препятствует использование в качестве окислителя воздуха, з зультате чего в во =от .новигельном „ газе содержится боль иое коли -,.тво балласта (N >50Ъ).

Цель изобрлт:.ни.л — повышение качества восстановительного газа.

Поставленная цель достигается тем, что камера сгорания разделена газоплотными перегородками на

2О три последовательно соединенные секции, в каждой из которых установлены электроды. Получение восстановительного газа в данной электрогазовой горелке осуществляется после25 довательно в несколько стадий с самостоятельным подводом электроэнергии. Организация газовых потоков в горелке позволяет снижать суммарный коэффициент расхода воздуха по

Зр мере прохождения реагирующими компоВ.Г. Подольский. Т.A. Низовцева, B.N. Калганов и A.Ô. Малец

775519 нентами отдельных зон горелки, а расположение электродов обеспечивает трехкратное электроусиление продуктов горения. Введение дополнительного газа в каждой из зон.произнодят

Фурмами, что создает эффективное воздействие .электрического разряда на вновь вводимый природный газ.

На фиг. 1 изображен общий вид электрогазовой горелки в разрезе; на фиг. 2 приведена схема ее электропитания.

Электрогаэоная горелка содержит корпус-смеситель 1 с примыкающей к последнему камерой сгорания 2, по торцам которой установлены электроды 3. Камера сгорания 2 разделена 1$ гаэоплотными перегородками 4 и 5 на три последовательно соединенные секции 6, 7, 8. В каждую секцию электроэнергия подводится через пару электродов 9„ установленных íà 20 изоляторах 10. Подвод дополнительного газа осуществляется через фурму

11.

Поток продуктов горения направляется н электродное пространство через сопловое сужение 12. Организация электрического разряда в секциях осуществляется с помощью токог высокой частоты, получаемых в ламповом генераторе 13. Электропитание горелки может производиться как от трехфазной сети 14 переменного тока, так и от трех независимых источников пос тоянного напряжения. Для защиты системы электропитания горелки от проникновения токов высокой частоты в схеме предусмотрены конденсаторы 15.

Электрогазовая горелка работает следующим образом.

Первичный газ и воздух п;даются в корпус-смеситель 1 с коэффициен- 4Р том расхода воздуха, обеспечивающим устойчиное горение газовоздушной смеси (ot. = 0,7-1,0) и камере сгорания 2. В продукты горения добавляется дополни тельный газ через фурму 4>

11, который конвертируется, взаимодействуя с продуктами сгорания (C0 и Н О)„ Завершение процесса конверсии происходит но второй секции 7, где содержание восстановителей (C0 и Н ) возрастает, а остаточного

% метана снижается, приближаясь к равновесным значениям.

После этого во второй секции вновь проводят конверсию природного газа и непрореагиронаншего метана с водяным паром (или другим окислителем, не содержащем балласт), благодаря чему происходит улучшение состава конвертированного газа за счет снижения в нем содержания газа. Падве- щ дение электрической энергии осуществляется через электроды, установленные н каждой из секций. Газоплотные

-перегородки, установленные перед электродными участками, служат для улучшения перемешивания в зонах и подачи газа в последующую секцию с определенной скоростью. Кроме того, но второй секции 7 происходит завершение предшествующих процессов (вступает в реакцию конверсии остаточный метан продуктов первой конверсионной ступени).

В последней секции 8 происходит подогрев продуктов конверсии и окончательное усреднение газа по составу и температуре B предсопловом участке камеры подогрева.

В секциях 6 и 7 подводимая электрическая энергия расходуется на теплопотребление процессов конверсии, что ограничивает рост температуры на этом участке, повышает ее ресурс.

Основной подогрев носстановительного газа происходит в секции 8.

Часть тепловых потерь этой камеры утилизируется реагируюшими компонентами секции 7 через перегородку

5. Аналогичный процесс происходит между секциями 6, 7 и 8,что способствует уменьшению теплопотерь н окружающую среду.

Подвод электроэнергии н каждую секцию осуществляется одновременно сильноточным разрядом постоянноге или переменного тока промышленной частоты и высоковольтным разрядом переменного тока высокой частоты.

Постоянный или переменный трехфазный ток подводится к сети 14 и поступает через три катушки связи высокочастотного трансформатора к электродам электрогазовой горелкй.

Высокочастотная энергия, получаемая в ламповом генераторе 13, подводится в катушках связи высокочастотного трансформатора и совместно с силовым электрическим током подается к электродам 3, обеспечивая устойчивое функционирование разряда в широком диапазоне подводимой к горелке электрической мощности. Регулировка электрического режима горелки осуществляется изменением связи в высокочастотном трансформаторе лампового генератора 13. Конденсаторы 15 замыкают высокочастотную цепь электросхемы на землю и препятствуют попаданию токов высокой частоты в источник электропитания горелки.

Предлагаемая электрогазоная горелка позволит получить при использонании в качестве окислителя воздуха восстановительный газ с компонентами (Н +СО)=55-60%, (Н О+С02)=

1-3% при температуре, регулируемой в Пределах 1300-2000 С. При производительности горелки по природному газу 50-70 ма/ч ее электропитание можно осуществлять непосредственно от низковольтной сети переменного тока 380 В. Распределение

Фис 2

Составитель M. Зубков

Редактор Т.Рыбалова Техред Н.Барадулина Корректор H.Còå

Заказ 7704752 Тираж 619 : Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, подводимой электрической мощности на шести электродах снижает токи на каждой gape электродов, повышая их ресурс. Применение подогрева исходных компонентов позволит сократить расход на горелку электри.ческой энергии.

В рассматриваемой конструкции электрогазовой горелки система введения присадки исключена, а ее функции выполняет высокочастотный электрический разряд, мощность которого составляет 5-10% от суммарной электрической мощности.

Формула изобретения

Электрогазовая горелка, преимущественно для получения восстановительного газа, содержащая корпус-сме-, ситель с примйкающей к последнему камерой сгорания, по торцам которой установлены электроды, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения качества вс становительного газа, камера сгорания разделена газоплотными перегородками на три последовательно соединенные секции, в каждой из которых дополнительно установлены электроды.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР .Ф 397714, кл. F 23 0 13/02, 1971.