[go: up one dir, main page]

RU2027104C1 - Method and device for low-temperature burning of gas - Google Patents

Method and device for low-temperature burning of gas Download PDF

Info

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
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
А.Г. Колиенко
Ю.С. Голик
Ю.А. Бобырев
Original Assignee
Полтавский инженерно-строительный институт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Полтавский инженерно-строительный институт filed Critical Полтавский инженерно-строительный институт
Priority to SU4898506 priority Critical patent/RU2027104C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2027104C1 publication Critical patent/RU2027104C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Incineration Of Waste (AREA)

Abstract

FIELD: burning of combustible gas. SUBSTANCE: exhaust gas mixed with air is fed to burning zone and coefficient of excessive air is maintained within α = 2 to 2.5; pressure of air before its supply to burning zone is maintained within Pair= (2...3)·P air cer t., where Pair is pressure of air before burning zone and P air cer t. is specified pressure of air before this zone. EFFECT: enhanced efficiency. 3 cl, 4 dwg

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, embrasure 2, a cylindrical furnace 3, the dimensions of which are made in compliance with the ratio
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 cylindrical furnace 3 through the burner 1 and the embrasure 2. The waste gas is fed into the burner instead of the blast air in the amount necessary to obtain a temperature in the fire chamber sufficient for the complete thermal neutralization of all odorous and toxic gases. This temperature is about 850 C. For such temperature oxidation equivalence ratio α (waste gas) is to be α = 2,5.

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 blast burner 1. This helps to improve the mixture formation of combustible gas and oxidizer, a more uniform distribution of local oxygen concentrations over the cross section torch, increasing the efficiency of the process of thermo-oxidative neutralization and improving the quality of combustion of combustible gas. The table shows the results of experimental studies characterizing the dependence of the efficiency of neutralization and the quality of gas burning on the coefficient of excess oxidizer when supplying waste gases to the burner. From the table it follows that with an increase in α from 1.15 to 2.5, the efficiency of neutralization increases and the quality of gas combustion improves (the chemical underburning of fuel decreases).

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 embrasure 2 into the furnace 3. The efficiency of the neutralization process and the quality of fuel burnout depend on the size of the recirculation zones, and they, in turn, are determined by the ratio of the diameter of the furnace and the diameter of the embrasure. According to the research conducted by the authors, the optimal ratio of diameters lies in the range of D m / d = 2.0-2.5. With this aspect ratio, the furnace will not actually have hydraulic resistance (the coefficient of local resistance of the furnace is close to 0), and the stability of the combustion process will be the greatest. A decrease or increase in this ratio leads to a deterioration in the quality of burnout, a chemical burnout appears, and the content of carbon monoxide in the combustion products increases.

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)

СПОСОБ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОГО СЖИГАНИЯ ГАЗА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ. METHOD FOR LOW-TEMPERATURE GAS BURNING AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION. 1. Способ низкотемпературного сжигания газа, включающий подачу в зону горения газа с последующим разбавлением полученных продуктов сгорания атмосферным воздухом, отличающийся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности и снижения токсичных продуктов сгорания, в зону горения подают сбросной газ, смешанный с воздухом, и поддерживают коэффициент избытка воздуха α = 2-2,5 при этом давление воздуха перед подачей его в зону горения поддерживают в пределах
Pв = (2-3)·P в п
где Pв - давление воздуха перед зоной горения, P d п - паспортное давление воздуха перед зоной горения.
1. A method of low-temperature gas combustion, comprising supplying gas to a combustion zone, followed by diluting the resulting combustion products with atmospheric air, characterized in that, in order to increase operational reliability and reduce toxic combustion products, waste gas mixed with air is supplied to the combustion zone, and support the coefficient of excess air α = 2-2.5 while the air pressure before feeding it into the combustion zone is maintained within
P in = (2-3) in P
where P in - air pressure in front of the combustion zone, P d P - passport air pressure in front of the combustion zone.
2. Устройство низкотемпературного сжигания газа, содержащее дутьевую горелку, амбразуру, цилиндрическую топку, отличающееся тем, что отношение диаметра топки к диаметру амбразуры равно 2,0 - 2,5. 2. A device for low-temperature combustion of gas containing a blower, embrasure, cylindrical furnace, characterized in that the ratio of the diameter of the furnace to the diameter of the embrasure is 2.0 - 2.5.
SU4898506 1991-01-03 1991-01-03 Method and device for low-temperature burning of gas RU2027104C1 (en)

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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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