RU2027104C1 - Method and device for low-temperature burning of gas - Google Patents
Method and device for low-temperature burning of gas Download PDFInfo
- Publication number
- RU2027104C1 RU2027104C1 SU4898506A RU2027104C1 RU 2027104 C1 RU2027104 C1 RU 2027104C1 SU 4898506 A SU4898506 A SU 4898506A RU 2027104 C1 RU2027104 C1 RU 2027104C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- air
- combustion
- gas
- temperature
- low
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 17
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 38
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 24
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 claims description 13
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 claims description 5
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000007865 diluting Methods 0.000 claims description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 8
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 6
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 6
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 4
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 102100022130 High mobility group protein B3 Human genes 0.000 description 1
- 101710168572 High mobility group protein B3 Proteins 0.000 description 1
- 235000019735 Meat-and-bone meal Nutrition 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 description 1
- 235000013372 meat Nutrition 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 230000002277 temperature effect Effects 0.000 description 1
- 239000002341 toxic gas Substances 0.000 description 1
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Incineration Of Waste (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к низкотемпературному сжиганию горючего газа в топках топливосжигающих установок, оборудованных дутьевыми горелками типа ГМГ, и может быть использовано в процессе сушки, нагрева или термоокислительного обезвреживания дурнопахнущих и токсичных примесей отбросных газов предприятий. The invention relates to low-temperature combustion of combustible gas in the furnaces of fuel-burning plants equipped with HMG-type blast burners, and can be used in the process of drying, heating, or thermooxidizing neutralization of foul-smelling and toxic impurities of industrial waste gases.
Известен способ сжигания газа в топках, оборудованных серийными широко распространенными дутьевыми горелками типа ГМГ, работающими с коэффициентом избытка воздуха α, близким к единице (α=1,15-1,3). Температура продуктов сгорания при сжигании газа с такими избытками воздуха составит 1200-1300оС. Указанный способ сжигания газа осуществляется при определенных, установленных паспортными данными, давлениях воздуха перед горелкой. На фиг.1 показано изменение паспортных значений давления воздуха в зависимости от тепловой мощности при сжигании горючего газа в горелке типа ГМГ (например, ГМГ-4) с рекомендуемым коэффициентом избытка воздуха α=1,15-1,3.A known method of burning gas in furnaces equipped with serial widespread blast burners of the GMG type, operating with an excess air coefficient α close to unity (α = 1.15-1.3). The temperature of the combustion products during gas combustion with such excess air will be 1200-1300 о С. The specified method of gas combustion is carried out at certain air pressures in front of the burner, established by passport data. Figure 1 shows the change in the certified values of the air pressure depending on the thermal power during the combustion of combustible gas in a burner of the type HMG (for example, HMG-4) with the recommended coefficient of excess air α = 1.15-1.3.
При использовании горелки ГМГ в топках сушил, печей, установок термоокислительного обезвреживания и других топочных устройствах, предназначенных для получения низкотемпературного теплоносителя (до 900оС) горючий газ в горелке также сжигается с малыми избытками воздуха (α до 1,15-1,3), а требуемая температура теплоносителя достигается путем разбавления продуктов сгорания атмосферным воздухом или отбросными газами. Это осуществляется путем подачи их вне зоны горения на выходе из топки по отдельным каналам. Недостатком такого способа сжигания газа в топочных устройствах для получения низкотемпературного носителя является необоснованно высокая температура в зоне горения, обусловленная сжиганием газа с малыми избытками воздуха.When using HMG burner in furnaces of drying ovens, thermooxidative neutralization plants and other combustion devices intended to produce a low temperature coolant (900 ° C) combustion gas in the burner and combusted with low excess air (α to 1,15-1,3) and the required coolant temperature is achieved by diluting the products of combustion with atmospheric air or waste gases. This is done by feeding them outside the combustion zone at the outlet of the furnace through separate channels. The disadvantage of this method of burning gas in furnace devices to obtain a low-temperature carrier is the unreasonably high temperature in the combustion zone due to the burning of gas with small excess air.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является способ, широко используемый для получения низкотемпературного теплоносителя в сушильных установках. Устройство для осуществления этого способа содержит камерную топку, дутьевую горелку, работающую с низким избытком воздуха α=1,15 и устройство для разбавления продуктов сгорания. Closest to the proposed technical essence and the achieved effect is a method that is widely used to obtain a low-temperature coolant in drying plants. A device for implementing this method comprises a chamber furnace, a blow burner operating with a low excess of air α = 1.15 and a device for diluting combustion products.
Недостатками такого способа являются:
уменьшение межремонтного периода для кладки топки, так как развитие высоких температур в ней способствует разрушению кладки;
увеличение выхода токсичных окислов азота, образование которых в большей мере определяется температурой в зоне горения; так, при сжигании горючего газа с α= 1,15-1,3 удельный выброс окислов азота достигает 0,55-0,6 кг/Гкал, что сравнимо с топками котельных агрегатов;
сложность и материалоемкость конструкции, обусловленная тем, что топка должна быть снабжена устройством для разбавления продуктов сгорания атмосферным воздухом или отбросными газами, что ведет к усложнению данного устройства и снижению его надежности.The disadvantages of this method are:
reduction of the overhaul period for laying the furnace, since the development of high temperatures in it contributes to the destruction of the masonry;
an increase in the yield of toxic nitrogen oxides, the formation of which is largely determined by the temperature in the combustion zone; so, when combustible gas is burned with α = 1.15-1.3, the specific emission of nitrogen oxides reaches 0.55-0.6 kg / Gcal, which is comparable with the furnaces of boiler units;
the complexity and material consumption of the design, due to the fact that the furnace must be equipped with a device for diluting the combustion products with atmospheric air or waste gases, which leads to the complexity of this device and a decrease in its reliability.
Целью изобретения является увеличение межремонтного периода эксплуатации топки, снижение ее материалоемкости и уменьшение выхода токсичных окислов азота. The aim of the invention is to increase the overhaul period of operation of the furnace, reducing its material consumption and reducing the yield of toxic nitrogen oxides.
По предложенному способу весь воздух (или отбросный газ), необходимый для получения теплоносителя нужной температуры (низкотемпературного теплоносителя) подается в зону горения через воздушный тракт дутьевой горелки типа ГМГ, работающей с повышенным коэффициентом избытка воздуха α = 2-2,5. При этом необходимость в подаче дополнительного воздуха для разбавления продуктов сгорания отпадает. According to the proposed method, all the air (or waste gas) necessary to obtain a coolant of the required temperature (low-temperature coolant) is fed into the combustion zone through the air path of a GMG type blower burner operating with a high coefficient of excess air α = 2-2.5. At the same time, there is no need to supply additional air to dilute the combustion products.
Для осуществления предлагаемого способа сжигания газа давление воздуха перед горелкой необходимо поддерживать в пределах, отличающихся от паспортных данных. На фиг.2 показан график изменения давления воздуха в зависимости от тепловой мощности при низкотемпературном сжигании горючего газа в горелке с коэффициентом избытка воздуха α=2-2,5 (I). График получен в ходе экспериментальных исследований работы горелки с α=2,5 (II). Из него следует, что величина давления воздуха в заявляемом способе в 2-3 раза больше по сравнению с паспортным. To implement the proposed method of gas combustion, the air pressure in front of the burner must be maintained within limits that differ from the passport data. Figure 2 shows a graph of the change in air pressure as a function of thermal power during low-temperature combustion of combustible gas in a burner with a coefficient of excess air α = 2-2.5 (I). The graph was obtained during experimental studies of the operation of the burner with α = 2.5 (II). It follows from it that the value of air pressure in the claimed method is 2-3 times greater compared to the passport.
Подача избыточного воздуха или отбросного газа в зону горения через горелку позволяет добиться следующих преимуществ:
- снизить температуру в реакционной зоне и уменьшить температурное воздействие на стенки топочной камеры, за счет чего межремонтный период ее работы увеличивается в 4-5 раз;
- уменьшить потери теплоты в окружающую среду благодаря снижению температуры на внутренней поверхности ограждения топки;
- сократить выброс окислов азота в 1,5-2 раза за счет снижения температуры горения и времени пребывания газов в высокотемпературных зонах топки.The supply of excess air or waste gas to the combustion zone through the burner allows you to achieve the following advantages:
- reduce the temperature in the reaction zone and reduce the temperature effect on the walls of the combustion chamber, due to which the overhaul period of its operation increases by 4-5 times;
- reduce heat loss to the environment by lowering the temperature on the inner surface of the furnace enclosure;
- reduce the emission of nitrogen oxides by 1.5-2 times by reducing the combustion temperature and the residence time of gases in high-temperature zones of the furnace.
На фиг. 3 представлено устройство для реализации способа низкотемпературного сжигания газа. Устройство предназначено для термоокислительного обезвреживания отбросных газов, образующихся при термической переработке непищевых мясных отходов с целью получения мясокостной муки. In FIG. 3 shows a device for implementing the method of low-temperature gas combustion. The device is intended for thermo-oxidative neutralization of waste gases generated during the thermal processing of non-food meat waste in order to obtain meat and bone meal.
На фиг.4 изображено устройство, вид спереди. Figure 4 shows the device, front view.
Устройство содержит дутьевую горелку типа ГМГ 1, амбразуру 2, цилиндрическую топку 3, размеры которой выполнены с соблюдением соотношения
Dm/d=2,0-2,5, где Dm - диаметр топки;
d - диаметр амбразуры дутьевой горелки.The device contains a blast burner type GMG 1,
D m / d = 2.0-2.5, where D m is the diameter of the furnace;
d is the diameter of the embrasure of the blast burner.
Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.
В цилиндрическую топку 3 через горелку 1 и амбразуру 2 подается топливо (горючий газ) и отбросный газ, содержащий дурнопахнущие и токсичные вещества, с концентрацией кислорода около 20%. Отбросный газ подается в горелку вместо дутьевого воздуха в количестве, необходимом для получения в топке температуры, достаточной для полного термического обезвреживания всех дурнопахнущих и токсичных газов. Эта температура равна около 850оС. Для получения таких температур коэффициент избытка окисления α (отбросного газа) должен составлять α=2,5.Fuel (combustible gas) and waste gas containing foul smelling and toxic substances with an oxygen concentration of about 20% are fed into the
Вследствие того, что в горелку подается увеличенное, по сравнению с паспортными данными, количество отбросного газа (окислителя), происходит его интенсивная закрутка на закручивающих лопатках дутьевой горелки 1. Это способствует улучшению смесеобразования горючего газа и окислителя, более равномерному распределению локальных концентраций кислорода по сечению факела, повышению эффективности процесса термоокислительного обезвреживания и повышению качества сжигания горючего газа. В таблице приведены результаты экспериментальных исследований, характеризующие зависимость эффективности обезвреживания и качества сжигания газа от коэффициента избытка окислителя при подаче отбросных газов в горелку. Из таблицы следует, что при повышении α с 1,15 до 2,5 эффективность обезвреживания увеличивается и значительно улучшается качество сжигания газа (уменьшается химический недожог топлива). Due to the fact that an increased amount of waste gas (oxidizer) is supplied to the burner, compared to the passport data, it is intensively twisted on the twisting blades of the
Отбросный газ, подаваемый в воздушный тракт горелки сверх α=1,0, не участвуя в процессе горения топлива, поступает в периферийные рециркуляционные зоны. Они возникают у корня факела при выходе закрученного газового потока из амбразуры 2 в топку 3. Эффективность процесса обезвреживания и качество выгорания топлива зависят от размеров рециркуляции зон, а они, в свою очередь, определяются соотношением диаметра топки и диаметра амбразуры. Согласно проведенных авторами исследований оптимальное соотношение диаметров лежит в пределах Dm/d=2,0-2,5. При таком соотношении размеров топка фактически не будет обладать гидравлическим сопротивлением (коэффициент местного сопротивления топки близок к 0), а устойчивость процесса горения будет наибольшей. Уменьшение или увеличение этого соотношения ведет к ухудшению качества выгорания, появляется химнедожог, увеличивается содержание в продуктах сгорания окиси углерода.The waste gas supplied to the air path of the burner in excess of α = 1.0, without participating in the fuel combustion process, enters the peripheral recirculation zones. They arise at the root of the torch when the swirling gas stream exits from the
Стабилизация процесса горения при работе дутьевой горелки с повышенными избытками окислителя осуществляется путем приосевой рециркуляции раскаленных продуктов сгорания к корню факела. Такая рециркуляция возникает за счет высокой закрутки газового потока на выходе из амбразуры. При этом огнеупорный тоннель, в отличие от организации процесса сжигания при α , близких к единице, стабилизирующего действия не оказывает. The stabilization of the combustion process during the operation of a blast burner with increased excess of oxidizing agent is carried out by axial recirculation of incandescent products of combustion to the root of the torch. This recirculation occurs due to the high swirl of the gas stream at the exit from the embrasure. In this case, the refractory tunnel, in contrast to the organization of the combustion process with α close to unity, does not have a stabilizing effect.
Температура продуктов сгорания на выходе из топки составляет около 850оС, концентрации обезвреживаемых веществ и продуктов химического недожога топлива равны нулю.Flue gas temperature at the outlet of the furnace is about 850 ° C, the concentration of chemical substances and neutralizes unburnt fuel products are zero.
Таким образом, устройство позволяет эффективно сжигать токсичные и дурно пахнущие компоненты отбросных газов, обеспечивать полное сжигание топлива (природного газа) и получить низкотемпературный теплоноситель, используемый в дальнейшем в технологическом процессе для сушки технологического сырья. Thus, the device allows you to effectively burn toxic and foul-smelling components of waste gases, to ensure complete combustion of fuel (natural gas) and to obtain a low-temperature coolant, which is later used in the process for drying process raw materials.
Claims (3)
Pв = (2-3)·P
где Pв - давление воздуха перед зоной горения, P
P in = (2-3)
where P in - air pressure in front of the combustion zone, P
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU4898506 RU2027104C1 (en) | 1991-01-03 | 1991-01-03 | Method and device for low-temperature burning of gas |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU4898506 RU2027104C1 (en) | 1991-01-03 | 1991-01-03 | Method and device for low-temperature burning of gas |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2027104C1 true RU2027104C1 (en) | 1995-01-20 |
Family
ID=21553291
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU4898506 RU2027104C1 (en) | 1991-01-03 | 1991-01-03 | Method and device for low-temperature burning of gas |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2027104C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2288404C1 (en) * | 2005-05-16 | 2006-11-27 | ГОУ ВПО "Дальневосточный государственный университет путей сообщения" (ДВГУПС) | Method of burning fuel |
| RU2324109C1 (en) * | 2006-12-21 | 2008-05-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Государственный университет цветных металлов и золота" | Mode of operation of prismatic furnace |
-
1991
- 1991-01-03 RU SU4898506 patent/RU2027104C1/en active
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| Берхман В.Е. Сжигание газов в топках котлов и печей и обслуживание газового хозяйства предприятий. - Л.: Недра, 1977, с.493. * |
| Колпенко А.Г.Термическое обезвреживание и дезодорация отбросных газов мясокомбинатов. Автореферат кандидатской диссертации. - Л.: 1980. * |
| Сигал И.Я. Защита воздушного бассейна при сжигании топлива. - Л.: Недра,с.1977. * |
| Столпнер Е.Б. Справочник эксплуатационника газовых котельных. - Л.: Недра, 1976, с.274. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2288404C1 (en) * | 2005-05-16 | 2006-11-27 | ГОУ ВПО "Дальневосточный государственный университет путей сообщения" (ДВГУПС) | Method of burning fuel |
| RU2288404C9 (en) * | 2005-05-16 | 2007-04-27 | ГОУ ВПО "Дальневосточный государственный университет путей сообщения" (ДВГУПС) | Method of burning fuel |
| RU2324109C1 (en) * | 2006-12-21 | 2008-05-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Государственный университет цветных металлов и золота" | Mode of operation of prismatic furnace |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR970009487B1 (en) | Reduction of NOx emissions during combustion of air-fuel mixtures | |
| US4797087A (en) | Method and apparatus for generating highly luminous flame | |
| AU644350B2 (en) | Method and apparatus for generating highly luminous flame | |
| JP3113628B2 (en) | Method and apparatus for generating and utilizing gas from waste material | |
| ZA9510669B (en) | Process and apparatus for burning oxygenic constituentes in process gas | |
| DE69304810D1 (en) | Combustion process and burner device | |
| US5213492A (en) | Combustion method for simultaneous control of nitrogen oxides and products of incomplete combustion | |
| JPS58120003A (en) | Furnace combustion method | |
| US5242295A (en) | Combustion method for simultaneous control of nitrogen oxides and products of incomplete combustion | |
| RU2027104C1 (en) | Method and device for low-temperature burning of gas | |
| US5248252A (en) | Enhanced radiant output burner | |
| RU2201554C1 (en) | Method for plasma ignition of pulverized coal | |
| EP0482306A3 (en) | Method and device for the combustion of wood chips generating fumes low in noxious substances under continuously controllable firing power | |
| JPS5486823A (en) | Combustion with reduction of nitrogen oxide | |
| CA2060953C (en) | Combustion method for simultaneous control of nitrogen oxides and products of incomplete combustion | |
| RU2027107C1 (en) | Method of thermal decontamination of exhaust gases of soft production | |
| CA2055028A1 (en) | Method of stabilizing a combustion process | |
| RU2013691C1 (en) | Cyclone precombustion chamber of boiler | |
| RU2079047C1 (en) | Boiler furnace | |
| RU2052726C1 (en) | Waste gas afterburning device | |
| RU1815505C (en) | Method of preparation of solid fuel for burning | |
| CA1300483C (en) | Method and apparatus for generating highly luminous flame | |
| RU2199058C1 (en) | Method of burning solid pulverized coal fuel in furnaces of steam and hot-water boilers (versions) | |
| RU2293254C2 (en) | Method of removing toxic agents from combustion products of gas fuel | |
| SU1315723A1 (en) | Combustion apparatus |