Способ опыления пламенных печей

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК А 1 515 С 21 С 5.38 50 ГОСУДАРСТВЕННЫПО ИЗОБРЕТЕНИЯПРИ ГКНТ СССР КОМИТЕТОТКРЫТИЯМ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54 ать горючие составл но сжи 1 табл я ме и еакции энтропия сиспоэтому и образуете оксиды азота. кру аз о ние ок сильно зависит отвыше температура,есие смещается впра мощьюется зуется 0,617 ЙО азуется 4,483 Й азуется 10,07 Й пазоьно ется окксиды ЙО и отаъеди(71) Уральский политехнический институт им. С.М.Кирова и Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт металлургической теплотехники цветной металлургии(56) Труды американского обществаинженеров-механиков, - Энергетические машины и установки, 1971,В 3, с1-9Изобретение относится к отнародного хозяйства, имеющимные промышленные печи, в частобжиговым, возгоночным, плавили другим печам, которые являюными источниками выбросов окста в атмосферу.Цель изобретения - снижедов азота в печи.Способ заключается в том,рабочем пространстве печи с игазоструйных излучателей создакустическое поле в звуковомне частот 1000-4000 Гц при удмощности 0,2-0,3 Вт/мПри горении топлива образусид азота (ЙО) все остальныеаз являются производными ооб няются общей формулой Й 801629324) СПОСОБ ОТОПЛЕНИЯ ПЛАМЕННЫХ ПЕЧЕИ (57) Изобретение относится к металлургической промышленности и к отраслям, предприятия которых оснащены парком высокотемпературных печей.Цель изобретения - снижение окислов/азота в печи, Это достигается .путем создания. акустического поля в звуковом диапазоне с частотой 1000-4000 Гц и удельной мощностью О, 2-0, 3 Вт/мЭ Наличие акустического поля приводит к снижению количества атомарного кислорода, идущего на образование оксидов азота, что позволяет более полРеакцию образования окиси азотаожно записать следующим образом: В результате р темы не меняется,ся ЙО, а не други Данная реакция температуры. Чем тем больше равноь во: при 200 С обра при 3200 С обр при 4200 С обрВ процессе горения в пламени воз никают пульсации температуры, котоые приводят к увеличению скорости имической реакции (1).В зоне горения топлива температура может достичь от 2000 до 3500 С.Данные температуры зависят от степени обогащения воздуха кислородом.При быстром снижении температуры фа 5 кела равновесие реакции (1) смещается влево, Хорошо перемешанная смесь сжигается вблизи головки горелки.Чтобы реализовать такие условия, соз- О дают тонкий плоский факел, его излучающая поверхность при этом максимальна, а температура по длине и сечению факела быстро падает, Факел указанной формы обеспечивает снижение времени пребывания азота и кислорода в зоне высоких температур,Взаимодействие акустического поляс пламенем приводит к уменьшению пульсаций температуры, а следовательно, ик уменьшению концентрации атомарногокислорода, что Снижает концентрациюв продуктах сгорания,Эксперименты по определению влияния акустического поля на снижениеконцентрации ИО в продуктах сгоранияпроводят на высокотемпературных пламенных печах, в которых температурав рабочем пространстве печи находится 30в пределах 1800-2200 К,В ходе экспериментов изучают влияние на образование ИО мощности и частоты звука, удельная мощность акустического поля, создаваемая в рабочем пространстве печи, лежит в интервале 0,1-0,6 Вт/м 3",Наиболее существенное уменьшениеИО наблюдается в диапазоне мощностей3звука, равных 0,2-0,3 Вт/м . Дальней-,10шее повышение мощности приводит лишьк незначительному снижению ИО. Снижение содержания ИО при воздействииакустических полей мощностью 0,20,3 Вт/м , т.е. "скачок эффективносИти, связано с подавлением пульсацийтемпературы, что обеспечивает снижение оксидов азота в продуктах сгорания. Что касается меньших мощностейзвука (0,1-0,2 Вт/м), то их недостаточно для подавления пульсаций,имея ввиду повышенную вязкость газапри высоких температурах. Мощностизвука более 0,3 Вт/м не могут привести к еще большему снижению пульсаций температуры, так как пульсации.уже подавлены, поэтому подвод дополнительной энергии (более 0,3 Вт/м )нецелесообразен,Акустическое поле способствует снижению пульсаций температуры в пламени, понижению энтропии всей системы,что приводит к смещению равновесияреакции (1) влево.Наличие акустического поля приводит к снижению количества кислорода,идущего на образование оксидов азота,что дает возможность к более полномусжиганию горючих составляющих,При мощности менее 0,2 Вт/м эф 9фективность подавления образованияИО не превышает 107. При мощности0,2-0,3 Вт/мэффективность подавления образования МО составляет 467.При увеличении мощности (более0,3 Вт/м ) эффективность подавленияобразования ИО более 503, однако,при этом значительно возрастает уровень шума на рабочей площадке( 100 дБ), что не допустимо по правилам техники безопасности и санитарным нормам.Конструкция газ оструйного излучателя, работающего в диапазоне частот1000-4000 Гц, проста в изготовлении.При увеличении частоты звука (Г) более 4000 Гц необходимо увеличить мощность излучателей, так как снижаетсяпроникающая способность звука на высоких частотах пропорционально 1При понижении частоты звука можноиспользовать излучатели меньшей звуковой мощности для получения удельной мощности 0,2-0,3 Вт/м , однако,3такие излучатели имеют более сложную конструкцию и обладают низкимКПД, Поэтому для создания той же звуковой мощности нужно затратить д в1,5 раза больше энергии, чем для соз"дания звуковой мощности в областичастот 1000-4000 Гц,Благодаря наличию акустическогополя указанной характеристики в рабочем пространстве печи создаются условия, при которых процессы образования оксидов азота замедляются и протекают не в полной мере. При этом образование ИО уменьшается на 463.Предлагаемый способ опробовывают1 на мартеновских печах. Одна мартеновская печь в обычном режиме работывыбрасывает в атмосферу до 1,0-2,5 т, оксидов азота в сутки.В головках мартеновской печи устанавливают газоструйные излучатели,рабочим газом для которых служит копрессорный воздух давлением до5 1629324 60,6 МПа. При работе газоструйных из-. В таблице приведены данные по получателей уровень шума в печи30- давлению образования оксидов азота.140 дБ, что соответствует удельноймощности 0,2-0, 3 Вт/мф. Акустическое ф о р м у л а и з о б р е т е н и я поле создается в звуковом диапазоне 5 Способ отопления пламенньпс печей, частотой 1000-4000 Гц, При этом уро-включающий подачу в печь топпива и вень шума на рабочей площадке в пре- окисления, сжигание топлива в факеле делах 80-86 дБ, что соответствует при пониженной температуре, о т л и- требованиям техники безопасности и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью10санитарным нормам. Практически сред- снижения окислов азота в печи, в фанее содержание оксида азота в дымо- келе создают акустическое поле в звуЧ вых газах, выбрасываемых в атмосферу, ковом диапазоне частот с удельной снижается на 46%. мощностью 0,2-0,3 Вт/мПодавление, 7, за счетизменения коэффициентарасхода воздуха Подавление, Е, за счет быстрого снижения температуры факела Подавление, 3, за счетэнергии акустическогополя при удельной мощности, Вт/м 0,9 1 0,15 3 До 20 20 До-10 0 В. Гранбергавчук Сост авител Техред А,К едактор Н.1 уньк рректор Л. Патай аказ 410 Тираж 399 Подписное1 ИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,10