SU954735A1

SU954735A1 - Method of heating liquids

Info

Publication number: SU954735A1
Application number: SU721768204A
Authority: SU
Inventors: Мах Ян; Рыбарж Вацлав
Original assignee: Хутни Друховыроба,Генерални Ржедителстви (Инопредприятие)
Priority date: 1971-04-02
Filing date: 1972-03-31
Publication date: 1982-08-30
Also published as: CS178965B1

Description

Изобретение относитс к способам нагревани жидкостей в теплоиспользующих аппаратах например, в обогревательных системах и установках испарени жидкостей , дистипл ционных, теплового разложе ни или синтеза жидкостей. Известен способ нагревани жидкостей в реакционной камере теппоиспользующего аппарата путем теплообмена с наса№кой , размещенной в камере и нагреваемой при воспламенении гомогенной смеси топлива и окислител l . Недостаток известного способа состоит в том, что смесь топлива и окислител воспламен етс перед входом в насадку и газы, выход щие из насадки, сохран ют достаточно высокую температуру , т. е. тепло их полностью не исполь зуетс , в результате чего снижаетс КПД процесса. Цель изобретени - улучшени е теплоотдачи . Указанна цель достигаетс тем, что воспламенение гомогенной смеси осуществл ют последовательно по высоте сло насадки, передающей выдел ющеес тепло жидкости посредством излучетш в диапазоне длины волны 0,5-6,0 мкм, В качестве насадки примен ют силикат циркони или смесь металлов, окис лов и карбидов металло.в, стойких к высоким температурамПри осуществлении способа нагревани жидкостей смесь ввод т с более высокой скоростью, чем скорость распространени пламени. В этих услови х смесь воспламен етс лишь после прохождени определенного участка через этот слой . т. е. она воспламен етс постепенно с определенной задержкой во времени, однако без каталитического воздействи . Вследствие этого достигаетс пирометр ческа температура и температура сгорани , которой обеспечиваетс излучение в нужном диапазоне длины волн от 0,5 до 6 мкм. Газы сгорани поверх сло могут быть охлаждены до любой низкой те 1Пературы, составл ющей в реакторахThe invention relates to methods for heating liquids in heat utilizing apparatuses, for example, in heating systems and installations for evaporation of liquids, distillation, thermal decomposition, or synthesis of liquids. There is a known method of heating liquids in a reaction chamber of a heat-using apparatus by heat exchange with a nasal placed in a chamber and heated during ignition of a homogeneous mixture of fuel and oxidant l. A disadvantage of the known method is that the mixture of fuel and oxidant ignites before entering the nozzle and the gases leaving the nozzle retain a sufficiently high temperature, i.e., their heat is not fully utilized, resulting in a decrease in process efficiency. The purpose of the invention is to improve heat transfer. This goal is achieved by the fact that the homogeneous mixture is ignited successively along the height of the nozzle layer, transmitting the heat released by the liquid through the radiation in the wavelength range of 0.5-6.0 µm. Zirconium silicate or a mixture of metals, oxides and metal carbides. in high temperatures Under these conditions, the mixture is ignited only after passing a certain region through this layer. i.e., it ignites gradually with a certain delay in time, but without a catalytic effect. As a result, pyrometrical temperature and temperature of combustion are achieved, which provides radiation in the desired wavelength range from 0.5 to 6 microns. Combustion gases on top of the bed can be cooled to any low temperature in the reactors

менее . Это обеспечиваетс благодар тому, что в едитше объема высвобождаетс такое количество тегохо- вой энергии, что пирометрическа температура , несмотр на значительный отвод тепла, остаетс достаточно высокой дл обеспечени и пучен ш в благопри тной области спектра волн, так как этому со|Действуют и свойства насадки.less. This is ensured by the fact that, in a unit volume, such a quantity of the required energy is released that the pyrometric temperature, despite the considerable heat removal, remains high enough to provide and flux in the favorable region of the wave spectrum, since nozzles

На фиг. 1 изображен котел, дл осу ществлени предлагаемого способа, общий вид; на фиг. 2 - то же, вертикальный разрез.FIG. 1 shows a boiler for carrying out the proposed method, a general view; in fig. 2 - the same, vertical section.

Котел содержит внешнюю 1 и внутрен- нюю 2 оболочки, св занные дымовыми каналами 3, трубопровод 4 да подачи смеси тоштива, сопла 5, реакционную камеру 6, заполненную насадкой 7, состо щей из газопроницаемой активной массы, например , силиката циркони . Снаружи котел снабжен корпусом 8 и газоходом 9 дл отвода отработавших дымовых газов. Патрубок Ю предназначен дл подачи воды, а 11 - дл отвода ее. Насадка 7 распределена сло ми .The boiler contains outer 1 and inner 2 shells connected with smoke channels 3, pipeline 4 and supplying a mixture of nausea, nozzles 5, reaction chamber 6 filled with a nozzle 7 consisting of a gas-permeable active mass, for example, zirconium silicate. Outside, the boiler is equipped with a housing 8 and a flue 9 for exhaust gas exhaust. The pipe Yu is intended for water supply, and 11 - for its removal. Nozzle 7 is distributed in layers.

При работе котла вода поступает че- рез патрубок 1О, заполн ет пространство между внешней 1 и внутренней 2 оболоч ками , а гомогенна смесь топлива с возду хом вводитс через сопла 5 в реакционную камеру 6, заполненную BKTVIBHOE насадкой 7, при этом слои 12 и 13 насад ки остаютс холодными, между сло ми 13 и 14 происходит полное сгорание смеси , в результате чего температура насадки становитс на несколько сот градусов выше температуры газов, причем теплова энерги переходит в энергию излучени , преимущественно инфракрасного и по доот Егнутой температуре в видимой части спектра находитс главным образом в диапазоне длины волны пор дка 0,5-6 мкм.During boiler operation, water enters through pipe 1O, fills the space between outer 1 and inner 2 shells, and a homogeneous mixture of fuel and air is introduced through nozzles 5 into the reaction chamber 6 filled with BKTVIBHOE nozzle 7, with layers 12 and 13 The nozzles remain cold, between the layers 13 and 14 there is a complete combustion of the mixture, as a result of which the temperature of the nozzle becomes several hundred degrees higher than the temperature of the gases, and the heat energy is converted into radiation energy, mainly infrared and round in the visible part of the spectrum is mainly a wavelength of the order of 0.5-6 microns length range.

Энерги излучени поступает на внутреннюю оболочку 2 и преобразуетс без потерь в тепло, которое передаетс нагреваемой воде. В слое 14 температура газа, начинает превышать температуруThe radiation energy is supplied to the inner shell 2 and is converted without loss into heat, which is transferred to the heated water. In layer 14, the gas temperature begins to exceed the temperature.

касадки и до сло 15 происходит передача тепла путем излучени и конвекции гор чего газа. Благодар излучению наг реваетс часть насадки в диапазоне более длинных волн, приблизительно 6-15 мкм. Температура газа в слое 15 снижаетс до 200-300С прк полной нагрузке котла , и газы с этой температурой через дымовые каналы 3 вход т в пространство между оболочкой 1 и корпусом 8, после чего через газоход 9 с температурой 2ОО С вывод тс из котла.cascades and up to layer 15 heat transfer takes place by means of radiation and convection of hot gas. Due to radiation, a portion of the nozzle is heated in the longer wavelength range, about 6-15 microns. The temperature of the gas in layer 15 decreases to 200-300 ° C after the full load of the boiler, and gases with this temperature enter the space between the shell 1 and the housing 8 through the smoke channels 3, and then through the duct 9 with the temperature 2OO C are removed from the boiler.

Передача тепла, произведенна при вышеуказанных услови х, ,дает возможность уменьшить поверхность нагревани не менее, чем на 10% по сравнению с извесными конструкци ми, и благодар этому уменьшить габариты аппарата дл осуществлени способа. При этом горение смеси топлива и окислител происходит полностью при избытке воздуха около 3%The transfer of heat produced under the above conditions, makes it possible to reduce the heating surface by no less than 10% as compared with conventional designs, and thereby reduce the size of the apparatus for carrying out the method. In this case, the combustion of the mixture of fuel and oxidizer occurs completely with an excess of air of about 3%.

Claims

1. Method of heating liquids in a reaction chamber using heat exchangers by heat exchange with a nozzle placed in the chamber and heated when the homogeneous mixture of fuel is ignited

and an oxidizing agent, characterized in that, in order to improve heat transfer, the homogeneous mixture is ignited successively along the height of the packing layer, which transfers the heat produced by the liquid by emitting a wavelength js of 0.5-6.0 microns.

2. The method according to claim 1, wherein the use of zirconium ciggate is used as a nozzle.

3. The method according to claim 1 is different from the fact that the quality of the nozzle is a mixture of metals, oxides and carbides of metals resistant to high temperatures.

Sources of information taken into account in the examination

1. USSR author's certificate No. 75823, cl. F 22 In 318, 1949.

/ (

//