Электрогазовая горелка

;3 1.ллЛЛ Союз Советскик Социалистических Республик(61) Дополнительное к авт. саид-ву(22) Заявлено 08. 08, 77 (21) 2514936/24-06 с присоединением заявки Нов 23 0 13/02 Государственный комнтет СССР по дедам нзобретеннй н открытий.2(088,8) Дата опубликования описания 301080(54) ЭЛЕКТРОГАЗОВАЯ 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 иэ 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), т 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 содержание н восстановительном газе окислителей и остаточногометана, что указывает на неэффективное использование природного га 5 за и низкое качество получаемоговосстановительного газа,Получению 1 в известной конструкцииэлектрогазовой горелки высококачественного восстановительного газа 16 также препятствует использование окачестве окислителя воздуха, э р:зультате чего в во:ст.,новилгельномГазе содержится большое копилствобалласта (М 50 б).Цель изобрлт ни,л - повышение качества восстановительного газа.Поставленная цель достигаетсятем, что камера сгорания разделена газоплотными перегородками на 2 О три последовательно соединенныесекции, в каждой из которых установлены электроды. Получение восстановительного газа в данной электрогазовой горелке осуществляется после довательно в несколько стадий с самостоятельным подводом электроэнергии. Организация газовых потоковв горелке позволяет снижать суммар-ный коэффициент расхода воздуха по 30 мере прохождения реагирующими компонентами отдельных зон горелки, а расположение электродов обеспечиваеттрехкратное электроусиление продуктов горения, Введение дополнительного газа в каждой из зон.произнодятФурмами, что создает эффективноевоздействие .электрического разрядана вновь вводимый природный газ.На фиг, 1 изображен общий видэлектрогазовой горелки в разрезе;на Фиг, 2 приведена схема ее электропитания.Электрогаэоная горелка содержиткорпус-смеситель 1 с примыкающейк последнему камерой сгорания 2, поторцам которой установлены электроды 3. Камера сгорания 2 разделена 15гаэоплотными перегородками 4 и 5на три последовательно соединенныесекции б, 7, 8. В каждую секциюэлектроэнергия подводится через пару электродов 9 установленных на 20изоляторах 10. Подвод дополнительного газа осуществляется через фурму11.Поток продуктов горения направляется н электродное пространство черезсопловое сужение 12. Организация электрического разряда в секциях осуществляется с помощью токог высокойчастоты, получаемых в ламповом генераторе 13. Электропитание горелкиможет производиться как от трехФазной сети 14 переменного тока, таки от трех независимых источников постоянного напряжения. Для защиты системы электропитания горелки от проникновения токов высокой частоты всхеме предусмотрены конденсаторы 15.Электрогазовая горелка работаетследующим образом.Первичный газ и воздух п;даютсяв корпус-смеситель 1 с коэффициентом расхода воздуха, обеспечивающим устойчиное горение газовоздушнойсмеси (А = 0,7-1,0) и камере сгорания 2. В продукты горения добавляется дополнительный газ через фурму11, который конвертируется, взаимодействуя с продуктами сгорания(СО и Н 0) Завершение процесса конверсии происходит но второй секции 7, где содержание восстановителей(СО и Н ) возрастает, а остаточногометана снижается, приближаясь к равновесным значениям.После этого во второй секции вновьпроводят 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 н предсопловом участке камеры подогрева.В секциях б и 7 подводимая элен" трическая 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 связивысокочастотного трансформатора к электродам электрогазовой горелкйаВысокочастотная 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+С 02)= 1-3 прь температуре, регулируемой в Пределах 1300-2000 фС. При производительности горелки по природному газу 50-70 ма/ч ее электропитание можно осуществлять непосредственно от низковольтной сети переменного тока 380 В, РаспределениеЦс Составитель М. ЗубковРедактор Т.Рыбалова Техред Н.Барадулина Коррект7 19 те ираж б енного етений -35 Р 704751ВНИИПИ Государстпо делам иэоб 113035 Москва Подписноомитета СССРоткрытийушская наб., д. 4 Зака нлиал ППП Патент , г, Ужгород, ул. Проект подводимой электрической мощности на шести электродах снижает токи на каждой даре 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 изобретенияЭлектрогазовая горелка, преимущественно для получения восстановительного газа, содержащая корпус-сме-,ситель с примйкающей к последнемукамерой сгорания, по торцам которойустановлены электроды, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с цельюповышения качества вс,.тановителлвного газа, камера сгорания разделена газоплотными перегородками натри последовательно соединенные секции, в каждой из которых дополнительно установлены электроды.0Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР