Способ сжигания газа

Союз СоветскинСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51) М. Кл, С 21 С 5/ асудврственный номитетСоввтв Министров СССРпо делвц изобретенийи открытий 3) Приорнте 3) УДК 669.184,(088.8)(72) Автор изобретЕння В,риймачек 71) Заявите Ордена Ленина;и Трудового Красного Знамени институт электросварк им. Е. О, Патона АН Украинской ССР 4 СПОСО ГАНИЯ ГАЗА смеси горючегокамерыизкой 1Изобретение относится к области металлургии, точнее к способам сжигания, главным образом, природного газа в смеси скислородом и предназначено для нагреварасплавов шлака и металла,В металлургии для нагрева расплавовшлака и металла используют горючие газы,сжигаемые в окнслителе, При этом газо-воздушную смесь сжигают в камере сжиганияс последующим выходом продуктов сгоранияв рабочее пространство печи, а газо-кислородную смесь получают и сжигают либо навыходе из сопл, либо внутри сопл 11ИМ Недостатком известных способов сжигания горючего газа в смеси с кислородом и с использованием внутрисоплового перемеши вания горючей смеси является получение на выходе из горелки горящей горючене продуктов сгорания, Сжигание жегаза в смеси с кислородом внутрисмещения трудно достижимо из-за нстойкости стенок камеры смешенияры сжигания),Известен также способ сжигания горючего газа, при котором в камеру сжигания через пористую ее стенку, выполненную, например из шамота, поступает предварительно смешанная газо-воздушная смесь, Проходя через пористую стенку камеры сжигания, газо-воздушная смесь охлаждает ее, а сама нагревается до высокой температурь и затем внутри камеры сгорает 41,Недостатком сжигания горючего газа по этому способу является невозможность получения температуры продуктов сгоранияовыше 1700 С без разрушения (расплавления) стенки камеры сжигания, При повышении температуры продуктов сгорания (при сжигании, например, газо-кислородной смеси, температура может быть 2700 С) возрастает температура внутренней поверхности камеры сжигания, нагреваемой теплом сгоран- щего топлива и излучением факела, н разрушается пористая стенка, Поры заплавляются, пропускная способность их уменьшается, охлаждающее действие газо-воздушной смеси падает и т,д, При температуре продуктов сгорания 1700 С применение известногоспособа 4 может обеспечить температуру внутренней стороны пористой стенки каомеры сжигания 1000 С, При более высоких температурах в камере шамотная стенка расплавляется,Другим серьезным недостатком известного способа является наличие в газовой смеси, используемой для охлаждения пористойстенки, окислителя - воздуха, Этот окислитель взаимодействует с материалом стенки,Поэтому невозможно вьпюлнить стенки иэтугоплавкой металлокервмики при реализацииэтого способа,Цель изобретения - повышение температуры продуктов сгорания и увеличепие ресурсов работы горелки,Это достигается тем, что 10-90% газаподают в камеру сжигания через ее пористыестенки, а остальное количество - вокругосевого потока кислорода, подводимого в кв меру сжигания кислорода,Высокая температура продуктов сгораниягорючего газа достигается при использовании в качестве окислителя кислорода, Можно сжигать горючий гаэ и в смеси с воздухом; при этом температура продуктов сгорания снижается, стойкость камеры сжиганиявозрастает, При подаче в камеру сжигания через ее пористые стенки горючего газа (а негорючей смеси) становится возможным вы- щполнить эти стенки из пористой металлокерамики, способной выдерживать значительныетемпературные воздействия,При этом охлаждвюшии пористую стенку35гпросачивающийся сквозь нее горючий газсмешивается с подводимым по кольцевомуканалу горелки остальным количеством газаи встречается с кислородом в камере сжигания, Образовывается факел в виде конуса,40потому что смешивание горючего газа сокислителем улучшается по мере продвижения горючей смеси к выходу иэ камеры сжиганияЭтот конус пламени не соприкасается45с боковой стенкой камеры сжигания, в оттесняется от нее потоком газа, идущим отстенки, и потоком, истекающим из кольцевого канала, Этим исключается излишний перегрев пористой стенки и ее окисление,На чертеже изображена горелка, в которойосуществляется способ сжигания горючегогаза,Она имеет камеру сжигания с боковыми55 стенками 1, выполненными из огнеупорного материала, Каналы 2 и 3 служат для подвода и отвода воды, охлаждающей горелку, через каналы 4 и 5 подводится горючий гаэ, по каналу 6 - кислород, Горючая смесь образуется и сгорает в камере сжигания 7,Способ сжигания горючего газа осуществляется следующим образом,Вначале включают водяное охлаждениегорелки, Затем, не опуская горелку в расплав, по кольцевому каналу 4 подают в камеру сжигания 7 малое количество газа и поджигают его, После этого выпускают по центральному каналу 6 немного кислорода идобиваются "посадки" пламени внутрь камерысжигания, Потом по каналу 5 подают газ,попадающий в камеру сжигания 7 через пористый огнеупорный материал боковыхбоковых стенок 1, служащий их охлвдителеми одновременно компонентом горючей смеси, После достижения устойчивого горениягорючей смеси в камере сжигания 7 устанавливают расход горючего газа через боковыестенки 1 камеры сжигания 7 в количестве107 о от всего подаваемого в камеру сжигания горючего газа, и горелку опускают врасплав, Затем поднимают расходы горючего газа и кислорода соответственно черезканалы 4,8 и 6, увеличивая при этом постепенно, по мере возрастания тепловой мощности горелки, соотношение количеств горючего газа, подаваемого через пористую стенку 1 камеры сжигания и по каналу 4,Подача горючего газа в количестве менее10% через пористую стенку камеры сжигания не приводит к эффективному охлаждению огнеупорного материала,При рабочих расходах природного газаи кислорода 100 м/час и 200 м /час,3соответственно при внутреннем диаметре110 мм и длине 160 мм камеры сжигания,выполненной из пористого вольфрама, развивается температура стенки камеры сжигаония 1700 С, При выполнении условия подачичерез пористую стенку камеры сжигания10-90% природного газа от всего количестваприродного газа, подаваемого в горелку,она может работать в течение длительноговремени беэ прогара стенки камеры.Использование охлаждения пористой стенки камеры сжигания горючим газом, а негазо-окислительной горючей смесью, позволяет в качестве окислителя применять кислород, а в качестве пористого огнеупорногоматериала стенки-пористые металлы с высокой температурой. плавления, В результатепоявляется возможность продувать расплавы высокотемпервтурными продуктами сгорания топлива, Ресурс работы горелочныхустройств значительно возрастает. В качестве охлаждаюшего пористую стенку камеры сжигания агента, одновременно служащего компонентом горючей смеси, можноиспользовать не только гаэ, но и горючиежидкости, например, бензин,Тираж 716рственного комитета Совета по делам изобретений и отк13035, Москва, Ж, Раущ каз 2908/23 БНИИПИ гос Подписноеинистров СССРытийкая наб.д. 4/5 иал ППП "Патент г, Ужгород, ул, Проектная, 4 Формула изобретенияСпособ сжигания газа, включающий подачу его через пористые стенки камеры сжигания горелки и ввод кислорода, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью новь- щения температуры продуктов сгорания и увеличения ресурсов работы горелки, 10-90% газа подают в камеру сжигания через ее пористые стенки, а остальное количество - вокруг осевого потока кислорода, подводи- мого в камеру сжигания горелки,6Источники информации, принятые во внимание при экспертизе;1. Авторское свидетельство Ио 305318,кл, С 21 С 5/48, 1969,2, Авторское свидетельство % 354221,кл. Р 23 2. 13/22, 1970,Э, Авторское свидетельство М 407954,кл, С 21 С 5/48, 1972.4, Информационное письмо % 218 Института газа АН УССР, изд, "Наукова думка"г, Киев, 1972,