RU2035008C1 - Method of burning hydrocarbon fuel - Google Patents
Method of burning hydrocarbon fuel Download PDFInfo
- Publication number
- RU2035008C1 RU2035008C1 SU5044793A RU2035008C1 RU 2035008 C1 RU2035008 C1 RU 2035008C1 SU 5044793 A SU5044793 A SU 5044793A RU 2035008 C1 RU2035008 C1 RU 2035008C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fuel
- combustion
- heating
- mixing
- burning
- Prior art date
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 32
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 title claims abstract description 24
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 title claims abstract description 24
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 title claims abstract description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 20
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims description 16
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 8
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 abstract 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 abstract 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 23
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 4
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 3
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009841 combustion method Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000003350 kerosene Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к теплотехнике, в частности к сжиганию углеводородов, и может применяться в топочных устройствах различных отраслей промышленности, например в цилиндрах поршневых двигателей, в топках пароводяных котлов, в реакторах для получения сажи, турбореактивных и реактивных двигателях. The invention relates to heat engineering, in particular to the combustion of hydrocarbons, and can be used in furnace devices of various industries, for example, in piston engine cylinders, in steam-water boiler furnaces, in soot reactors, turbojet and jet engines.
Известен способ сжигания углеводородов, включающий предварительный нагрев углеводородов, последующее смешение их с окислителем и сжигание [1] При этом наблюдается недостаточная интенсивность процесса сжигания. A known method of burning hydrocarbons, including pre-heating hydrocarbons, their subsequent mixing with an oxidizing agent and burning [1] In this case, there is insufficient intensity of the combustion process.
Известен способ сжигания углеводородов, включающий предварительный нагрев углеводородов, смешение их с окислителем и сжигание [2] При этом наблюдается недостаточная интенсивность процесса сжигания. A known method of burning hydrocarbons, including pre-heating hydrocarbons, mixing them with an oxidizing agent and burning [2] In this case, there is insufficient intensity of the combustion process.
Задачей изобретения является интенсификация процесса горения углеводородов. The objective of the invention is the intensification of the combustion process of hydrocarbons.
Поставленная задача достигается тем, что в известном способе сжигания углеводородного топлива, последующем его смешении с окислителем и сжигании образовавшейся смеси, углеводородное топливо нагревают до 1000-2100оС со скоростью нагрева 107-109 град/с, а смешение его с окислителем осуществляют в течение 10-7-10-4 с, при этом окислитель предварительно нагревают до 500-1700оС.The task is achieved by the fact that in the known method of burning a hydrocarbon fuel, its subsequent mixing with the oxidant and combustion of the resulting mixture, a hydrocarbon fuel is heated to 1000-2100 ° C at a heating rate of 10 7 -10 9 deg / s, and its mixing with the oxidant is performed within 10 -7 -10 -4 s, while the oxidizing agent is preheated to 500-1700 about C.
Нагревая углеводороды до 1000-2100оС, создают высокоактивные структуры, дающие возможность осуществить высокоскоростное горение. В данном случае процесс горения углеводородов проходит во много раз быстрее, чем в существующих способах, где нагрев углеводородов производят до 300-600оС. В результате высокоскоростного горения происходит мгновенное (чрезвычайно быстрое, сравнимое с импульсом) выделение топливной энергии. Такое выделение тепла приводит к большой концентрации энергии в небольших объемах. Оптимальным диапазоном сверхинтенсивного горения является температура нагрева углеводородов 1300-1800оС. Образовавшаяся сверхактивная среда при указанной температуре существует очень короткое время. Поэтому для осуществления сверхинтенсивного сжигания такой углеводородной среды ее смешивают с окислителем в течение указанного времени 10-5-10-4 с.Heating hydrocarbons to 1000-2100 о С, they create highly active structures that make it possible to carry out high-speed combustion. In this case, the hydrocarbon combustion process is many times faster than current methods, where the heating hydrocarbons to produce 300-600 o C. As a result, there is high instantaneous combustion (extremely rapid, comparable with pulse) isolating the fuel energy. Such heat generation leads to a large concentration of energy in small volumes. The optimal range of super-intense combustion is the heating temperature of hydrocarbons 1300-1800 about C. The resulting overactive medium at this temperature exists for a very short time. Therefore, for the implementation of super-intense combustion of such a hydrocarbon medium, it is mixed with an oxidizing agent for a specified time of 10 -5 -10 -4 s.
Нижним пределом времени смешения топлива с окислителем является 10-7 с, так как за меньший промежуток времени практически невозможно осуществить необходимое смешение. 10-4 с верхний предел времени жизни частиц сверхактивной углеводородной среды.The lower limit for the time of mixing the fuel with the oxidizing agent is 10 -7 s, since for the shorter period of time it is practically impossible to carry out the necessary mixing. 10 -4 s the upper limit of the lifetime of particles of an overactive hydrocarbon medium.
Для нагревания углеводородного топлива до 1000-2100оС нагрев необходимо производить очень быстро со скоростью 107-109 град/с, что по времени соответствует 10-7-10-5 с. Нагрев ведут путем их адиабатического сжатия, нагревания в среде низкотемпературной плазмы, нагревом в продуктах сгорания углеводородов, индукционным нагревом в электромагнитных печах, нагревом в лазерных потоках и т.п.For heating the hydrocarbon fuel to 1000-2100 ° C heating is necessary to produce very quickly a rate of 10 7 -10 9 deg / s, which time corresponds to 10 -7 to 10 -5 s. Heating is carried out by adiabatic compression, heating in a low-temperature plasma medium, heating in the products of hydrocarbon combustion, induction heating in electromagnetic furnaces, heating in laser streams, etc.
На чертеже показано устройство для осуществления предлагаемого способа сжигания углеводородов. The drawing shows a device for implementing the proposed method of burning hydrocarbons.
Устройство содержит корпус 1, теплоизоляцию 2, смесительную камеру 3, смесительный канал 4, камеру 5 сгорания вспомогательного топлива, смесительный канал 6, канал 7 образования высокотемпературной и сверхактивной углеводородной среды, камеру 8 сгорания высокоактивной углеводородной среды, патрубок 9 подачи вспомогательного топлива, патрубок 10 подачи воздуха для сжигания вспомогательного топлива, каналы 11 подачи основного топлива, каналы 12 подачи окислителя. The device comprises a housing 1,
Предлагаемый способ сжигания топлива осуществляется следующим образом. В смесительную камеру 3 по патрубку 9 подают вспомогательное топливо в количестве 0,04-0,1 мас. от всего топлива на процесс и по патрубку 10 подают воздух для его сжигания. В камере 3 происходит смешение топлива с воздухом, которое интенсифицируется в канале 4. Из канала 4 смесь подают в камеру 5, где осуществляют ее сжигание с получением высокотемпературных газообразных продуктов сгорания, являющихся одновременно теплоносителем. Из камеры 5 продукты сгорания (теплоноситель) попадают в смесительный канал 6, где осуществляют начальный разогрев основного топлива, поступающего по патрубку 11. Окончательный разогрев основного топлива до 1000-2100оС осуществляют в канале 7. Окислитель подают по каналам 12 в камеру на некотором расстоянии от ее выходного сечения. Образовавшаяся смесь поступает в камеру сгорания 8, где сгорает.The proposed method of burning fuel is as follows. In the
П р и м е р. В устройство для сжигания топлива по патрубку 9 подают керосин в количестве 8 кг/ч для создания высокотемпературного теплоносителя. Для сжигания этого топлива в устройство при 20оС подают 100 нм3/ч воздуха. Сжигание вспомогательного топлива осуществляют в камере 5, на выходе из которой получают высокотемпературный газообразный теплоноситель, который подают затем в смесительный канал 6, куда одновременно подают для нагрева основное топливо в количестве 92 кг/ч. Из смесительного канала 6 образующуюся смесь основного топлива и продуктов сгорания вспомогательного топлива подают в канал 7, где происходит окончательный разогрев основного топлива и, кроме того, завершается смесеобразование. В данном случае основное топливо нагревается в канале 7 до 1700оС. В канал 7 на некотором расстоянии от его выхода вводят нагретый окислитель. Окислитель нагревают до 1200оС, для чего ему сообщают 3,7х105 ккал/ч тепла. Окислителем служит воздух и подают его в количестве 1100 нм3/ч. Перемешивание топлива и окислителя осуществляют в течение 10-4-10-4 с. С помощью предлагаемых приемов сжигание горючей смеси осуществляют за 10-5 с. Практически наблюдается тепловой взрыв во всем объеме узла горения. Температура продуктов горения достигает 3700оС, в то время как в известных способах сжигания она составила бы 2000оС, причем сжигание такой смеси (стехиометрической) представляет собой большие технические трудности.PRI me R. In the device for burning fuel through the
Данный способ легко реализуем в различных областях промышленности топках паро-водяных котлов, топках генераторов, поршневых, реактивных и ракетных двигателях, сажевых реакторах для получения сажи, в печах дожига отходящих газов сажевого производства. This method is easily implemented in various industries of fire chambers of steam-water boilers, fire chambers of generators, reciprocating, jet and rocket engines, soot reactors for producing soot, in furnaces for burning off exhaust gases of soot production.
Способ позволяет создавать топочные устройства с очень высокой теплонапряженностью. The method allows you to create a furnace device with a very high thermal stress.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5044793 RU2035008C1 (en) | 1992-05-28 | 1992-05-28 | Method of burning hydrocarbon fuel |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5044793 RU2035008C1 (en) | 1992-05-28 | 1992-05-28 | Method of burning hydrocarbon fuel |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2035008C1 true RU2035008C1 (en) | 1995-05-10 |
Family
ID=21605538
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU5044793 RU2035008C1 (en) | 1992-05-28 | 1992-05-28 | Method of burning hydrocarbon fuel |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2035008C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2395707C2 (en) * | 2007-02-21 | 2010-07-27 | Межрегиональное общественное учреждение "Институт инженерной физики" (ИИФ РФ) | Method to warm up drawn-in air in internal combustion engine |
| RU2406034C2 (en) * | 2006-02-28 | 2010-12-10 | Сименс Акциенгезелльшафт | Gas turbine burner and operating method of gas turbine burner |
-
1992
- 1992-05-28 RU SU5044793 patent/RU2035008C1/en active
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 1. Патент США N 2785054, кл. 23-209, 4, 1957. * |
| 2. Авторское свидетельство СССР N 143185, кл. F 23D 5/04, 1961. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2406034C2 (en) * | 2006-02-28 | 2010-12-10 | Сименс Акциенгезелльшафт | Gas turbine burner and operating method of gas turbine burner |
| RU2395707C2 (en) * | 2007-02-21 | 2010-07-27 | Межрегиональное общественное учреждение "Институт инженерной физики" (ИИФ РФ) | Method to warm up drawn-in air in internal combustion engine |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3145123B2 (en) | Internal combustion gas generator | |
| RU2108477C1 (en) | Method of and device for production of working medium on three-component fuel | |
| JPH04500265A (en) | Method and device for generating high luminescence flame | |
| WO1996036680A1 (en) | Underoxidized burner utilizing improved injectors | |
| US20200072458A1 (en) | Redesigned Burner | |
| US4651703A (en) | Method and apparatus for achieving hypergolic combustion by partial catalytic combustion | |
| RU2035008C1 (en) | Method of burning hydrocarbon fuel | |
| RU2201554C1 (en) | Method for plasma ignition of pulverized coal | |
| CA2055028A1 (en) | Method of stabilizing a combustion process | |
| RU2499952C2 (en) | Steam generator and method to produce high-temperature water steam | |
| RU2137936C1 (en) | Method for controlling amount of nitrogen oxides exhausted from gas-turbine engine | |
| US20250052415A1 (en) | Device for combusting ammonia | |
| RU2084767C1 (en) | Ignition device | |
| RU2043516C1 (en) | Method of preliminary treatment of fuel before burning it in thermal power plant | |
| SU1574994A1 (en) | Burner | |
| RU2078284C1 (en) | Method of burning fuel | |
| US9347399B1 (en) | Laser ignition for liquid propellant rocket engine injectors | |
| Serbin | Development of plasma-chemical combustion intensification systems for hydrocarbon fuels in marine power engineering | |
| KR100294307B1 (en) | Low oxidation burner with improved injector | |
| RU2737266C1 (en) | Method for combustion of mixtures of fuel with gaseous oxidant and device for implementation thereof | |
| Kasani et al. | Development of liquid fueled flameless combustor | |
| RU126376U1 (en) | GASIFIER FOR OPEN DIAGRAM LIQUID ROCKET ENGINE | |
| WO2009087416A2 (en) | Methods and apparatus for the ignition and combustion of particulate fuel | |
| RU2169648C1 (en) | Burner of thermic gas jet cutter | |
| RU2042881C1 (en) | Method of decreasing formation of nitrogen oxides in burning liquid fuel |