RU2762608C1 - Submersible combustion of fuel and oxidizer in bubble-type melting furnaces - Google Patents
Submersible combustion of fuel and oxidizer in bubble-type melting furnaces Download PDFInfo
- Publication number
- RU2762608C1 RU2762608C1 RU2021114048A RU2021114048A RU2762608C1 RU 2762608 C1 RU2762608 C1 RU 2762608C1 RU 2021114048 A RU2021114048 A RU 2021114048A RU 2021114048 A RU2021114048 A RU 2021114048A RU 2762608 C1 RU2762608 C1 RU 2762608C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- combustion
- oxidizer
- natural gas
- burner
- fuel
- Prior art date
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 title claims abstract description 14
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 11
- 238000002844 melting Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 230000008018 melting Effects 0.000 title claims abstract description 11
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 36
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 claims description 3
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 210000003625 skull Anatomy 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 102220488234 Uromodulin-like 1_F23D_mutation Human genes 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 238000009841 combustion method Methods 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 239000000110 cooling liquid Substances 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C99/00—Subject-matter not provided for in other groups of this subclass
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области энергетики и может применяться в аппаратах для плавления базальта с реализацией погружного горения.The invention relates to the field of energy and can be used in devices for melting basalt with the implementation of submerged combustion.
Известен способ погружного сжигания, раскрытый в патенте РФ №2699114, МПК F23D 14/22, опубл. 03.09.2019, согласно которому топливо с окислителем подают раздельно, и на выходе из каналов происходит смешение. С помощью предусмотренной в горелке охлаждающей рубашки обеспечивают охлаждение трубок для подачи газа, а также головки горелки путем пропускания охлаждающей жидкости вокруг трубок.The known method of submerged combustion, disclosed in the patent of the Russian Federation No. 2699114, IPC F23D 14/22, publ. 09/03/2019, according to which the fuel with the oxidizer is supplied separately, and mixing occurs at the outlet from the channels. The cooling jacket provided in the burner is used to cool the gas pipes and the burner head by passing a cooling liquid around the pipes.
Недостатком данного способа является потеря тепла с охлаждающей жидкостью.The disadvantage of this method is the loss of heat with the coolant.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому способу является способ погружного сжигания (Непрошенко Е.Г., Картавцев С.В. Вопросы энергоресурсосбережения при извлечении железа из руд: Монография. - Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2007. - Стр. 117-120), заключающийся в сжигании топлива непосредственно в расплаве и водяном охлаждении горелки и пода печи. Охлаждение горелки применяют для «намораживания» равномерного слоя расплава для создания гарниссажа на поверхности огнеупора. Равномерным слоем гарниссажа защищают дутьевую решетку от химического и термического воздействия расплава. Природный газ и окислитель, например, метан и кислород в смеситель подают по коаксиальным трубкам. Кислород подводят по внутренней трубке, метан по внешнему кольцевому зазору.The closest technical solution to the claimed method is the submersible combustion method (Neproshenko E.G., Kartavtsev S.V. Issues of energy saving in the extraction of iron from ores: Monograph. - Magnitogorsk: GOU VPO "MSTU", 2007. - pp. 117-120 ), which consists in the combustion of fuel directly in the melt and water cooling of the burner and the hearth of the furnace. Burner cooling is used to "freeze" a uniform layer of melt to create a skull on the refractory surface. They protect the blast grate from the chemical and thermal effects of the melt with a uniform layer of skull. Natural gas and an oxidizing agent such as methane and oxygen are fed to the mixer through coaxial tubes. Oxygen is supplied through the inner tube, methane through the outer annular gap.
Недостатком известного способа является потеря значительной части тепла в результате применения водяного охлаждения.The disadvantage of this method is the loss of a significant part of the heat as a result of the use of water cooling.
Техническая задача, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в повышении тепловой экономичности плавильной печи.The technical problem solved by the proposed invention is to increase the thermal efficiency of the melting furnace.
Технический результат заключается в минимизации расхода природного газа.The technical result consists in minimizing the consumption of natural gas.
Это достигается тем, что в известном способе погружного сжигания топлива и окислителя в плавильных печах барботажного типа, заключающемся в раздельной подаче природного газа и окислителя в горелке, нагреве природного газа от стенок отверстия до температуры разложения на водород и углерод, горении выходящих компонентов, образовании в процессе горения тепла, согласно изобретению, компоненты горения нагревают с помощью футеровки пода печи, тем самым образованное тепло возвращают в плавильную печь через перфорацию пода печи, при этом выходящие компоненты начинают гореть непосредственно на выходе из горелки и продолжают гореть в расплаве, причем на выходе из горелки получают высокоэффективное топливо в виде сажеводородной смеси.This is achieved by the fact that in the known method of submerged combustion of fuel and oxidizer in bubbling-type melting furnaces, which consists in the separate supply of natural gas and oxidizer in the burner, heating natural gas from the walls of the hole to the temperature of decomposition into hydrogen and carbon, combustion of the outgoing components, formation in During the combustion of heat, according to the invention, the combustion components are heated by means of the furnace hearth lining, whereby the generated heat is returned to the melting furnace through the furnace hearth perforation, while the outgoing components begin to burn directly at the outlet of the burner and continue to burn in the melt, and at the outlet from burners receive highly efficient fuel in the form of a carbon black mixture.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена схема расположения горелок, а на фиг. 2 приведен общий вид горелки.The essence of the invention is illustrated by drawings, where Fig. 1 shows the layout of the burners, and FIG. 2 shows a general view of the burner.
Общий вид горелки содержит футеровку пода плавильной печи 1 с перфорацией, в которую установлены горелки, выполненные в виде концентрически расположенных трубы подачи природного газа 2 и трубы подачи окислителя 3. Горелка выполнена такой длиной, чтобы природный газ достигал температуры разложения на выходе из горелки.The general view of the burner contains a perforated smelting furnace bottom lining, in which burners are installed, made in the form of concentrically arranged natural
Способ погружного сжигания топлива и окислителя в плавильных печах барботажного типа осуществляется следующим образом.The method of submerged combustion of fuel and oxidizer in smelting furnaces of the bubbling type is carried out as follows.
Природный газ подают по трубе 2. Природный газ нагревается от стенок отверстия и на выходе в результате термического разложения образуется сажеводородная смесь. По трубе 3 подают окислитель, который нагревается за счет природного газа. Горение выходящих компонентов происходит непосредственно на выходе из горелки. Образованное в процессе горения тепло возвращают в плавильную печь через перфорацию пода плавильной печи 1 за счет нагрева компонентов горения.Natural gas is supplied through
В заявляемом способе охлаждение горелки и пода печи осуществляют за счет подаваемого топлива и окислителя, которые воспринимают теплоту, уходящую через теплоизоляцию пода печи.In the claimed method, the cooling of the burner and the hearth of the furnace is carried out at the expense of the supplied fuel and oxidizer, which perceive the heat leaving through the thermal insulation of the hearth of the furnace.
Использование изобретения позволяет минимизировать расход природного газа путем возврата тепла в реактор за счет подогрева природного газа и окислителя, подаваемого на горение, кроме того снизить выбросы вредных веществ (продуктов горения), снизить потребление объемов воздуха, идущего на горение, а значит и снизить потребление электроэнергии, необходимой для нагнетания (подачи) воздуха, а также обеспечить высокое качество нагрева (равномерное по высоте).The use of the invention makes it possible to minimize the consumption of natural gas by returning heat to the reactor due to heating of natural gas and an oxidizer supplied for combustion, in addition to reducing emissions of harmful substances (combustion products), reducing the consumption of air volumes for combustion, and hence reducing electricity consumption required for the injection (supply) of air, as well as to ensure a high quality of heating (uniform in height).
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021114048A RU2762608C1 (en) | 2021-05-18 | 2021-05-18 | Submersible combustion of fuel and oxidizer in bubble-type melting furnaces |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021114048A RU2762608C1 (en) | 2021-05-18 | 2021-05-18 | Submersible combustion of fuel and oxidizer in bubble-type melting furnaces |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2762608C1 true RU2762608C1 (en) | 2021-12-21 |
Family
ID=80039394
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2021114048A RU2762608C1 (en) | 2021-05-18 | 2021-05-18 | Submersible combustion of fuel and oxidizer in bubble-type melting furnaces |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2762608C1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EA010283B1 (en) * | 2005-01-26 | 2008-08-29 | Сэн-Гобэн Гласс Франс | Immersed burner with regulated flame |
| RU2627288C2 (en) * | 2012-06-12 | 2017-08-04 | Сэн-Гобэн Изовер | Glass melting unit and method |
| RU2684792C2 (en) * | 2014-12-23 | 2019-04-15 | Праксайр Текнолоджи, Инк. | Burners for glass-melting furnaces oriented at angle upwards |
| RU2699114C2 (en) * | 2015-01-27 | 2019-09-03 | Кнауф Инзулацьон | Melting apparatus of submersible combustion |
-
2021
- 2021-05-18 RU RU2021114048A patent/RU2762608C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EA010283B1 (en) * | 2005-01-26 | 2008-08-29 | Сэн-Гобэн Гласс Франс | Immersed burner with regulated flame |
| RU2627288C2 (en) * | 2012-06-12 | 2017-08-04 | Сэн-Гобэн Изовер | Glass melting unit and method |
| RU2684792C2 (en) * | 2014-12-23 | 2019-04-15 | Праксайр Текнолоджи, Инк. | Burners for glass-melting furnaces oriented at angle upwards |
| RU2699114C2 (en) * | 2015-01-27 | 2019-09-03 | Кнауф Инзулацьон | Melting apparatus of submersible combustion |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104204669B (en) | Immersion burner with multiple injectors | |
| ITUD950003A1 (en) | MELTING PROCEDURE FOR ELECTRIC ARC OVEN WITH ALTERNATIVE ENERGY SOURCES AND RELATED ELECTRIC ARC OVEN | |
| SU955866A3 (en) | Apparatus for feeding and burning additional fuel in shaft furnace | |
| KR20040068621A (en) | Method for the pyrometallurgical treatment of metals, metal melts and/or slags and injection device | |
| JP2524025B2 (en) | Low calorie gas combustion burner structure and its combustion method | |
| RU2762608C1 (en) | Submersible combustion of fuel and oxidizer in bubble-type melting furnaces | |
| JP7771408B2 (en) | Melting equipment | |
| US20160003543A1 (en) | An end port regenerative furnace | |
| CN112923376A (en) | Rotary ash slag molten state vitrification oxygen-enriched incineration system and process method | |
| RU2444678C1 (en) | Installation for burning fuel heating processing media | |
| US2344203A (en) | Combination burner | |
| RU2365816C2 (en) | Burner | |
| CN107941030B (en) | A primary air injection structure and process for treating rotary kiln exhaust gas | |
| KR100893266B1 (en) | Oxygen preheater burner that divides and supplies cooling oxygen | |
| KR100989955B1 (en) | Catalyst-assisted oxy-fuel combustor for low heating value fuels | |
| KR100761211B1 (en) | A partial combustion burner for preheating oxygen | |
| RU2137706C1 (en) | Reactor-generator for homogeneous reduction of oxygen-containing sulfur dioxide | |
| US3667745A (en) | Crucible furnace | |
| EP3789355A1 (en) | A method of operating a shaft furnace | |
| RU2813936C1 (en) | Coaxial stepped burner of flare combustion of fuel-air mixture | |
| RU201414U1 (en) | REMOTE FURNACE FOR OBTAINING GASEOUS COOLANT BY COMBUSTION OF GASEOUS FUEL | |
| RU2287110C2 (en) | Method for intensification of the process of gas burning and burner device for its realization | |
| GB2525942A (en) | Hot spot burner and reversing lance for end port regenerative furnace | |
| RU2035008C1 (en) | Method of burning hydrocarbon fuel | |
| CA1123332A (en) | Burners for soaking pit furnaces, soaking pit furnaces including such burners and methods of supplying heat to soaking pit furnaces |