UA65041A - A straght-jet burner - Google Patents
A straght-jet burner Download PDFInfo
- Publication number
- UA65041A UA65041A UA2003054335A UA2003054335A UA65041A UA 65041 A UA65041 A UA 65041A UA 2003054335 A UA2003054335 A UA 2003054335A UA 2003054335 A UA2003054335 A UA 2003054335A UA 65041 A UA65041 A UA 65041A
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- nozzle
- combustible gas
- burner
- ribs
- diameter
- Prior art date
Links
Landscapes
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
Abstract
Description
Винахід стосується хімічної технології, а саме технології одержання високодисперсних оксидів металів шляхом спалювання хлоридів, або хлорорганічних сполук металів в полум'ї.The invention relates to chemical technology, namely the technology of obtaining highly dispersed metal oxides by burning chlorides or organochlorine compounds of metals in a flame.
Відомий пальник (аналог) для одержання пірогенного діоксиду кремнію шляхом спалювання пари тетрахлориду кремнію в полум'ї, який містить основне сопло для виведення змішаних реагентів, кільцеве сопло для створення обгортаючого шару із водню навколо полум'я та срібне кільце, встановлене на деякій відстані від кільцевого сопла (див. патент ФРН Ме2153671, кл. СО1833/8, 1971р.).A known burner (analog) for obtaining pyrogenic silicon dioxide by burning silicon tetrachloride vapor in a flame, which contains a main nozzle for the removal of mixed reagents, an annular nozzle for creating an enveloping layer of hydrogen around the flame and a silver ring installed at some distance from ring nozzle (see German patent Me2153671, class SO1833/8, 1971).
Загальними суттєвими ознаками відомого технічного рішення і винаходу, що заявляється, є те, що пальник призначено для одержання високодисперсного кремнезему шляхом полум'яного гідролізу пари одного з хлоридів металу, конкретно - тетрахлориду кремнію, водяною парою, яка утворюється при спалюванні суміші водню і повітря, для чого він містить сопло для виведення змішаних реагентів та кільцеве сопло для створення захисного обгортаючого шару із водню навколо полум'яного факелу.The general essential features of the known technical solution and the claimed invention are that the burner is intended for obtaining highly dispersed silica by flame hydrolysis of a vapor of one of the metal chlorides, specifically - silicon tetrachloride, with water vapor, which is formed during the combustion of a mixture of hydrogen and air, for which it contains a nozzle to expel the mixed reagents and an annular nozzle to create a protective enveloping layer of hydrogen around the flaming torch.
До недоліків відомого технічного рішення відноситься недостатня стабільність горіння полум'яного факелу, його пульсування, зривання полум'я та можливість створення умов, при яких виникають детонація горючої суміші газів та аварійні ситуації при експлуатації таких пальників, особливо при спробах зміни їх продуктивності понад 20-2595 від номінальної в меншу або більшу сторону. Такі пальники особливо чутливі до порушення стехіометрії між компонентами суміші реагентів, що поступають на полум'яний гідроліз.The disadvantages of the known technical solution include the insufficient stability of the burning of the flame torch, its pulsation, flame failure and the possibility of creating conditions under which detonation of the combustible mixture of gases and emergency situations occur during the operation of such burners, especially when attempts are made to change their performance over 20- 2595 from the nominal to a smaller or larger side. Such burners are particularly sensitive to the violation of stoichiometry between the components of the mixture of reagents entering the flame hydrolysis.
Найбільш близький за технічною суттю і результатом, що досягається (прототип), до предмету винаходу є пальник (за європ. патентом Ме0044903А2, кл. СО1833/18 від 1981р.) для одержання пірогенного діоксиду кремнію, який містить вихрову камеру зміщування з тангенційним підведенням патрубків для реагентів, концентрично установлене на корпусі кільцеве сопло для створення обгортаючого шару із горючого газу і секціоновану насадку з кількома рядами плоских ребер, закріплених на установленому по осі пальника пікоподібному соплі, причому камера зміщування з'єднана з трубоподібним соплом-корпусом кільцевим отвором для введення змішаних реагентів в сопло-корпус. Пара хлориду металу (тетрахлориду кремнію) може вводитися безпосередньо в камеру змішування або в центральне пікоподібне сопло. Горючий газ вводиться через тангенціальний патрубок в камеру змішування, а також в зовнішнє кільцеве сопло. Газ, що містить кисень (повітря), також вводять в камеру змішування через тангенціальний патрубок. В камеру змішування можуть вводитися нагріта до 500"С водяна пара та при необхідності - азот. Швидкість витікання суміші газів із сопла пальника складає 10-16бм/с. Максимальна, заявлена в матеріалах патенту, продуктивність пальника становить 5,7кг/год зіСіх (3,82л/год) при межах регулювання витрат 2,33-3,82л/год тетрахлориду кремнію з одержанням пірогенного діоксиду кремнію, який має питому поверхню від 160 до 288м2/г (по БЕТ).The closest in terms of technical essence and the result achieved (prototype) to the subject of the invention is a burner (according to European patent Me0044903A2, class СО1833/18 of 1981) for obtaining pyrogenic silicon dioxide, which contains a vortex displacement chamber with tangential supply of nozzles for reagents, an annular nozzle concentrically installed on the body to create a wrapping layer of combustible gas and a sectioned nozzle with several rows of flat ribs fixed on a peak-shaped nozzle installed along the axis of the burner, and the displacement chamber is connected to the tubular nozzle-body by an annular opening for introducing mixed reagents into the nozzle body. Metal chloride (silicon tetrachloride) vapor can be injected directly into the mixing chamber or into a central peak nozzle. Combustible gas is introduced through a tangential nozzle into the mixing chamber, as well as into the outer annular nozzle. Gas containing oxygen (air) is also introduced into the mixing chamber through a tangential nozzle. Water vapor heated up to 500"C and, if necessary, nitrogen can be introduced into the mixing chamber. The flow rate of the mixture of gases from the burner nozzle is 10-16 bm/s. The maximum, declared in the patent materials, the productivity of the burner is 5.7 kg/h with Sih (3 .82l/h) within the flow control limits of 2.33-3.82l/h of silicon tetrachloride with the production of pyrogenic silicon dioxide, which has a specific surface from 160 to 288m2/g (according to BET).
Спільними суттєвими ознаками прототипу і винаходу, що заявляється, є те, що пальник призначено для одержання пірогенного оксиду металу з хлориду цього металу шляхом полум'яного гідролізу цього хлориду водяною парою, яку отримують при спалюванні горючого газу в повітрі. Пальник при цьому містить камеру змішування реагентів, трубоподібний корпус, секціоновану насадку з кількома рядами плоских ребер, розміщених в цьому корпусі, сопло для виведення змішаних реагентів, кільцеве концентричне сопло для створення обгортаючого шару із горючого газу та патрубки для підведення горючого газу, газу, який містить кисень (повітря), і пари хлориду металу окремо, чи в суміші з нейтральним газом або повітрям.Common essential features of the prototype and the claimed invention are that the burner is intended for obtaining pyrogenic metal oxide from the chloride of this metal by flame hydrolysis of this chloride with water vapor, which is obtained by burning combustible gas in air. At the same time, the burner contains a chamber for mixing reagents, a tubular body, a sectioned nozzle with several rows of flat ribs placed in this body, a nozzle for removing mixed reagents, an annular concentric nozzle for creating an enveloping layer of combustible gas and nozzles for supplying combustible gas, gas that contains oxygen (air) and vapors of metal chloride separately or in a mixture with a neutral gas or air.
Недоліками відомої конструкції пальника (прототипу) є неможливість одержання стабільного горіння полум'я при спробі розширення меж регулювання продуктивності пальника, змінюючи витрати пари хлориду металу та інших компонентів. Основний його недолік - мала продуктивність пальника та необхідність вирівнювання завихреного потоку з допомогою секціонованої насадки.Disadvantages of the known design of the burner (prototype) are the impossibility of obtaining a stable burning flame when trying to expand the limits of regulating the performance of the burner by changing the consumption of metal chloride vapor and other components. Its main drawback is the low productivity of the burner and the need to level the swirling flow with the help of a sectioned nozzle.
В основу винаходу поставлено завдання розробити максимально просту конструкцію пальника, яка б дозволила покращити якість продукту і значно збільшити продуктивність пальника в процесі одержання пірогенних оксидів металів з поверхнею в межах 100-450м2/г (по БЕТ) із їх хлоридів або інших сполук, що гідролізуються водяною парою, або згорають в присутності кисню, розширити межі регулювання витрат компонентів і швидкості витікання їх суміші із сопла в межах від 8 до 50м/с, та забезпечити стабільне, без зривання і без пульсування, полум'я, а також виключити можливість детонації горючої суміші.The invention is based on the task of developing the simplest possible design of the burner, which would allow improving product quality and significantly increasing the productivity of the burner in the process of obtaining pyrogenic metal oxides with a surface area of 100-450m2/g (according to BET) from their chlorides or other hydrolyzable compounds with water vapor, or burn in the presence of oxygen, to expand the limits of regulating the consumption of components and the flow rate of their mixture from the nozzle in the range from 8 to 50m/s, and to ensure a stable flame without interruption and without pulsation, as well as to exclude the possibility of detonation of the fuel mixture
Вказаний технічний результат при здійсненні винаходу, що заявляється, досягається тим, що пальників пристрій для одержання високодисперсних оксидів металів із пари їх хлоридів чи інших сполук, які гідролізуються парою води, або згорають в присутності кисню, містить камеру змішування реагентів, трубоподібний корпус, розміщену в ньому секціоновану насадку з кількома плоскими ребрами в поперечному перерізі, сопло для виводу змішаних реагентів, кільцеве концентричне сопло для створення обгортаючого шару із горючого газу та патрубки для підведення горючого газу, повітря або газу, який містить кисень, і пари хлориду металу або суміш пари декількох хлоридів металів або хлорорганічні сполуки, із яких одержують пірогенні оксиди, окремо чи в суміші з нейтральним газом чи повітрям.The specified technical result in the implementation of the claimed invention is achieved by the fact that burners, a device for obtaining highly dispersed metal oxides from a vapor of their chlorides or other compounds that are hydrolyzed by water vapor or burned in the presence of oxygen, contains a chamber for mixing reagents, a tubular body placed in it has a sectioned nozzle with several flat ribs in cross-section, a nozzle for the withdrawal of mixed reactants, an annular concentric nozzle for creating an enveloping layer of combustible gas and a nozzle for supplying combustible gas, air or gas containing oxygen, and metal chloride vapor or a mixture of vapor of several metal chlorides or organochlorine compounds from which pyrogenic oxides are obtained, alone or in a mixture with a neutral gas or air.
Пальник відрізняється тим, що для стабілізації горіння, підвищення продуктивності пальника і покращення якості продукту у верхній частині трубоподібного корпусу і коаксіально до нього розміщена камера горючого газу, яка відділена від камери змішування з'ємним стаканом з кількома нахиленими до осі пальника під кутом 10-30" отворами. Діаметр цих отворів відноситься до діаметру сопла для виводу змішаних реагентів як 17 до 30-50, а сумарна поверхня поперечного перерізу отворів до поперечного перерізу цього сопла, - як 1 до 80-120. Отвори для введення горючого газу із спеціальної камери в камеру змішування у верхній частині трубоподібного корпусу пальника рівномірно розміщують по периметру з'ємного стакана. Для стабілізації горіння полум'я в широких межах регулювання продуктивності пальника і швидкостей витікання суміші реагентів із загального сопла (в межах від 8 до 50м/с) в трубоподібному корпусі з допомогою плоских ребер секціонованої насадки створюють паралельні потоки горючого газу, повітря і парів сполук металів, які поступають на гідроліз чи спалювання. Для цього, також, суміш повітря з парами названих сполук вводять в пальник не завихреним, а у вигляді прямого потоку. Для забезпечення прямого потоку вісь патрубка введення суміші повітря з хлоридами або хлорорганічними сполуками металів повинна співпадати з віссю пальника. Довжину трубоподібного корпусу пальника від зрізу сопла для виведення змішаних реагентів до отворів горючого газу вибирають не меншою 3 діаметрів цього сопла. Насадку виконують так, щоб еквівалентний діаметр каналів між її плоскими ребрами знаходився в межах 20-30мм і вона мала не менше двох секцій, установлених без розриву між ними і повернутих одна відносно одної на половину кута між сусідніми ребрами, а довжина ребер ближчої до зрізу сопла секції повинна відноситися до діаметра цього сопла як 1,5-2,0 до 1. При цьому ребра насадки заводять в камеру змішування вище отворів горючого газу. В іншому варіанті секціоновану насадку виконують такою, щоб вона мала не менше двох секцій, установлених з проміжком між ними і повернутих одна відносно одної на половину кута між сусідніми ребрами. Довжину ребер кожної секції і проміжків між секціями вибирають в межах 1,0-2,0 діаметра сопла для виведення змішаних реагентів, а відстань зрізу ребер нижньої секції від зрізу сопла - в межах 1,25-1,5 діаметру цього сопла.The burner is distinguished by the fact that in order to stabilize combustion, increase the productivity of the burner and improve the quality of the product, a combustible gas chamber is located in the upper part of the tubular body and coaxial to it, which is separated from the mixing chamber by a removable cup with several inclined to the axis of the burner at an angle of 10-30 " holes. The diameter of these holes refers to the diameter of the nozzle for removing mixed reagents as 17 to 30-50, and the total cross-sectional area of the holes to the cross-section of this nozzle is as 1 to 80-120. Holes for introducing combustible gas from a special chamber into the mixing chamber in the upper part of the tubular body of the burner is evenly placed along the perimeter of the removable cup. To stabilize the burning of the flame in the wide range of regulation of the productivity of the burner and the flow rates of the mixture of reagents from the common nozzle (in the range from 8 to 50m/s) in the tubular body with the help of flat ribs of the sectioned nozzle, parallel streams of combustible gas are created, wind and vapors of metal compounds that enter hydrolysis or combustion. For this, also, a mixture of air with vapors of the mentioned compounds is introduced into the burner not in a swirling manner, but in the form of a direct flow. To ensure a direct flow, the axis of the nozzle for the introduction of a mixture of air with chlorides or organochlorine compounds of metals must coincide with the axis of the burner. The length of the pipe-shaped body of the burner from the section of the nozzle for the removal of mixed reagents to the openings of combustible gas is chosen to be at least 3 diameters of this nozzle. The nozzle is made so that the equivalent diameter of the channels between its flat ribs is within 20-30 mm and it has at least two sections, installed without a gap between them and turned relative to each other by half the angle between the adjacent ribs, and the length of the ribs is closer to the nozzle cut section should be related to the diameter of this nozzle as 1.5-2.0 to 1. At the same time, the edges of the nozzle are introduced into the mixing chamber above the combustible gas openings. In another version, the sectioned nozzle is made in such a way that it has at least two sections, installed with a gap between them and turned relative to each other by half the angle between the adjacent ribs. The length of the ribs of each section and the gaps between the sections are selected within 1.0-2.0 of the diameter of the nozzle for the removal of mixed reagents, and the distance of the cut of the ribs of the lower section from the nozzle cut is within 1.25-1.5 of the diameter of this nozzle.
Введення горючого газу в камеру змішування через окремі отвори невеликого діаметру, рівномірно розміщені по периметру з'ємного стакана і під кутом 10-30?" до осі пальника, сприяє більш повному і рівномірному змішуванню горючого газу з рештою компонентів. Одержана суміш не містить зон з підвищеною концентрацією горючого газу, як це має місце в пальнику відомої конструкції. Таке підвищення концентрації приводить до збільшення швидкості поширення фронту полум'я в об'ємі цих зон, а в окремих випадках до детонації суміші в пальнику, відриву полум'я від пальника, його пульсувань та до інших проявів нестабільного горіння (шум, тріск, нерівномірне забарвлення полум'я). Стабілізації полум'я в пальниках великої продуктивності також сприяє секціювання насадки та розбивка секцій плоскими ребрами на окремі паралельні канали в поперечному перерізі трубоподібного корпусу. Це пояснюється тим, що при такому виконанні пальника забезпечується плоско- паралельний рух газового потоку, значно зменшується масштаб турбулентності потоку, суміш реагентів є більш однорідною, а режим горіння стабільним навіть в пальниках з великим розміром устя загального сопла. Це дозволяє збільшити їх продуктивність, наприклад, до 130-180л/год 5іСі« та змінювати швидкість витікання суміші реагентів із пальника в межах 8-50м/с. Покращенню стабілізації роботи пальника і, внаслідок цього, підвищенню якості продукту сприяє також введення суміші хлоридів чи хлорорганічних сполук металів з повітрям (киснем) прямим (не завихреним) потоком по осі пальника.The introduction of combustible gas into the mixing chamber through separate holes of small diameter, evenly placed along the perimeter of the removable cup and at an angle of 10-30" to the axis of the burner, contributes to a more complete and uniform mixing of the combustible gas with the rest of the components. The resulting mixture does not contain zones with by an increased concentration of combustible gas, as it happens in a burner of a known design. Such an increase in concentration leads to an increase in the speed of the flame front propagation in the volume of these zones, and in some cases to detonation of the mixture in the burner, separation of the flame from the burner, its pulsations and to other manifestations of unstable combustion (noise, crackling, uneven color of the flame). Stabilization of the flame in high-performance burners is also facilitated by the sectioning of the nozzle and the division of sections by flat ribs into separate parallel channels in the cross section of the tubular body. This is explained by the fact that , that with this design of the burner, the plane-parallel movement of the gas flow is ensured, the ma is significantly reduced the degree of flow turbulence, the mixture of reactants is more homogeneous, and the combustion mode is stable even in burners with a large size of the mouth of the common nozzle. This allows you to increase their productivity, for example, to 130-180 l/h 5iSi" and change the flow rate of the mixture of reagents from the burner within 8-50 m/s. The introduction of a mixture of chlorides or organochlorine compounds of metals with air (oxygen) in a direct (non-swirling) flow along the axis of the burner also helps to improve the stabilization of the burner and, as a result, to increase the quality of the product.
Таким чином, заявлена сукупність суттєвих ознак пальника, тобто таке його конструктивне виконання, коли горючий газ вводиться в камери змішування через окремі, далеко розміщені один від одного і достатньо малі отвори, та запропоноване ділення поперечного перерізу пальника з допомогою секціонованої насадки на окремі канали, об'єднані на виході спільним соплом, які забезпечують при надзвичайно простій конструкції пальника значне покращення якості продукту та збільшення продуктивності пальника і дозволяють її регулювати в широких межах (до 6 разів) при стабільному горінні полум'я, тобто досягати необхідного технічного результату, підтверджує наявність причинно-наслідкового зв'язку між сукупністю суттєвих ознак, що заявляється, і технічним результатом, який при цьому досягається.Thus, the declared set of essential features of the burner, that is, its design, when the combustible gas is introduced into the mixing chambers through separate, far from each other and sufficiently small holes, and the proposed division of the cross-section of the burner with the help of a sectioned nozzle into separate channels, about connected at the outlet by a common nozzle, which, with an extremely simple design of the burner, provide a significant improvement in product quality and an increase in the productivity of the burner and allow it to be adjusted within wide limits (up to 6 times) with stable flame burning, i.e. to achieve the required technical result, confirms the existence of a causal - a consequential connection between the totality of essential features, which is claimed, and the technical result that is achieved at the same time.
На фіг.1 схематично показано загальний вигляд пальника.Fig. 1 schematically shows the general view of the burner.
На фіг.2 показано поперечний розріз по А-А.Fig. 2 shows a cross section along A-A.
На фіг.3 показано варіант пальника з іншим варіантом виконання секціонованої насадки.Fig. 3 shows a version of the burner with another version of the sectioned nozzle.
Прямопотоковий пальник складається із трубоподібного корпусу 1, який з одного боку закінчується соплом 2 великого діаметру дс для виводу суміші реагентів, а з іншого стикується з камерою З змішування цих реагентів. На корпусі 1 коаксіально установлене кільцеве сопло 4 для створення обгортаючого шару із горючого газу. Навколо камери З коаксіально до неї розташована додаткова камера 5 горючого газу, відділена від першої циліндричним з'ємним стаканом 6 з нахиленими до осі пальника під кутом 10-30" отворами 7 діаметром до, з допомогою яких ці камери сполучаються. Діаметр отворів вибирають таким, щоб відношення до до діаметру сопла ас складало 1 до 30-50, а живий переріз всіх отворів 7 до площі поперечного перерізу сопла як 1 до 80-120. Відстань І! о від отворів 7 горючого газу до зрізу сопла 2 вибирають не меншою Зас. Стакан 6 в корпусі пальника 1 кріпиться з допомогою фланцевого з'єднання 8, яке використовується також для закріплення насадки 9 в корпусі 1. Для цього у фланцевому з'єднанні 8 разом зі з'ємним стаканом б прижимається пластинчаста хрестовина 10, на якій з допомогою гайок 11 фіксується стержень 12 насадки 9. З допомогою гайок 11 і різьби на стержні 12 регулюється відстань Ін установки зрізу ребер 13 нижньої секції 14 від зрізу сопла 2.The direct-flow burner consists of a tubular body 1, which on one side ends with a nozzle 2 of a large diameter ds for the output of a mixture of reagents, and on the other side is connected to a chamber C for mixing these reagents. An annular nozzle 4 is coaxially installed on the body 1 to create an enveloping layer of combustible gas. Around the chamber C, coaxially to it, there is an additional chamber 5 of combustible gas, separated from the first one by a cylindrical removable cup 6 with holes 7 with a diameter of k inclined at an angle of 10-30" to the axis of the burner, with the help of which these chambers are connected. The diameter of the holes is chosen as so that the ratio to the diameter of the nozzle as is 1 to 30-50, and the live cross-section of all holes 7 to the cross-sectional area of the nozzle is 1 to 80-120. The distance I! o from the openings 7 of the combustible gas to the section of the nozzle 2 is chosen to be at least Zas. The cup 6 in the burner housing 1 is fixed with the help of a flange connection 8, which is also used to fix the nozzle 9 in the housing 1. For this, in the flange connection 8 together with the removable cup b, a plate cross 10 is pressed, on which with the help with nuts 11, the rod 12 of the nozzle 9 is fixed. With the help of nuts 11 and the thread on the rod 12, the distance In of the installation of the cut of the ribs 13 of the lower section 14 from the cut of the nozzle 2 is adjusted.
Трубоподібний корпус 1 по довжині розбивають на окремі канали 15 з допомогою плоских ребер 13 секціонованої насадки 9, при цьому канали з одного кінця закінчуються загальним соплом 2 з діаметром айс для виведення змішаних реагентів, а з іншого заходять вище отворів 7 для введення горючого газу.The tubular body 1 is divided along its length into separate channels 15 with the help of flat ribs 13 of the sectioned nozzle 9, while the channels end at one end with a common nozzle 2 with a diameter of ice for the removal of mixed reagents, and from the other go above the holes 7 for the introduction of combustible gas.
Кількість окремих каналів 15 в трубоподібному корпусі 1 пальника вибирають із розрахунку, щоб еквівалентний їх діаметр де знаходився в межах 20-30мм. Насадка 9 повинна мати не менше двох секцій 14, повернутих одна відносно одної на половину кута між сусідніми ребрами 13. В основному варіанті виконання насадки 9 її секції 14 установлюють на стержні 12 без розриву, а відношення довжини ребер І р ближчої до зрізу сопла секції 14 до діаметра айс сопла 2 вибирають в межах І р/ас-1,5-2,0. В іншому варіанті виконання насадки 9 вона також повинна мати не менше двох секцій 14, які установлюються на стержні 12 з проміжком, довжина якогоThe number of individual channels 15 in the tubular body 1 of the burner is chosen based on the calculation that their equivalent diameter is within 20-30 mm. The nozzle 9 must have at least two sections 14, turned relative to each other by half the angle between the adjacent ribs 13. In the basic version of the nozzle 9, its sections 14 are installed on the rod 12 without a break, and the ratio of the length of the ribs I p is closer to the section of the nozzle of the section 14 to the diameter of the ice nozzle 2 is chosen in the range of I r/as-1.5-2.0. In another embodiment of the nozzle 9, it should also have at least two sections 14, which are installed on the rod 12 with a gap whose length
Ї л рівна довжині І р ребер 13 і яка вибирається в межах І р/Ас--І п/Зс--1,0-2,0. Від зрізу сопла 2 зріз нижньої секції 14 для цього варіанту насадки повинен знаходитися на відстані Ін, яку вибирають із співвідношення І н/дс-1,25-1,5.I l is equal to the length I p of ribs 13 and is chosen within the range of I p/As--I p/Zc--1.0-2.0. From the cut of the nozzle 2, the cut of the lower section 14 for this version of the nozzle should be at a distance In, which is selected from the ratio I n/ds-1.25-1.5.
Сусідні секції 14 також повернуті одна відносно одної на половину кута між сусідніми ребрами 13. Таке виконання насадки 9 і осьовий ввід газового потоку забезпечує його максимальну стабілізацію і вирівнювання профілю швидкостей по поперечному перерізу сопла 2. Подачу горючого газу в процес гідролізу хлоридів чи хлорорганічних сполук металів із камери 5 в камеру змішування З здійснюють через отвори 7, нахилені до осі пальника під кутом 10-30". Для рівномірного розподілу горючого газу по поперечному перерізу корпусу 1 пальника отвори 7 в стакані б рівномірно розміщують по його периметру. Для введення в пальник горючого газу передбачені патрубки А, один із яких (Аї) підведено в додаткову коаксіальну камеру 5, а інший (Ах) - в кільцеве коаксіальне сопло 4. Патрубок Б призначений для введення повітря (кисню) та парів хлоридів або хлорорганічних сполук металів окремо чи в суміші між собою або з нейтральними газами. При цьому вісь цього патрубка співпадає з віссю пальника. Стикування патрубків А з додатковою камерою 5 та з соплом 4 переважно радіальне.Adjacent sections 14 are also turned relative to each other by half the angle between adjacent ribs 13. This design of the nozzle 9 and the axial input of the gas flow ensures its maximum stabilization and equalization of the velocity profile along the cross-section of the nozzle 2. Supply of combustible gas in the process of hydrolysis of chlorides or organochlorine compounds of metals from the chamber 5 to the mixing chamber C is carried out through holes 7, inclined to the axis of the burner at an angle of 10-30". For the uniform distribution of combustible gas along the cross section of the body 1 of the burner, the holes 7 in the cup b are evenly placed along its perimeter. To introduce combustible gas into the burner gas, nozzles A are provided, one of which (Ai) is connected to the additional coaxial chamber 5, and the other (Ах) - to the annular coaxial nozzle 4. Nozzle B is intended for the introduction of air (oxygen) and vapors of chlorides or organochlorine compounds of metals separately or in a mixture between themselves or with neutral gases. At the same time, the axis of this nozzle coincides with the axis of the burner. Connecting the nozzle in A with additional chamber 5 and nozzle 4 is mainly radial.
Працює пальників пристрій так.The burner device works like this.
В патрубок Б спочатку подають повітря або кисневмісний газ, який через камеру змішування З поступає в корпус 1 і секційованою насадкою рівномірно розподіляється по його поперечному перерізі. При русі газового потоку вздовж корпусу 1 по каналах 15 між ребрами 13 насадки 9 цей потік перетворюється в прямопоточний з вирівняною епюрою швидкостей на виході потоку із сопла 2. Тут він змішується з горючим газом, який подають через патрубок Аг в кільцеве сопло 4. Одержану суміш підпалюють і через патрубок Аї подають приблизно 1/3 основного потоку горючого газу. Після цього в кілька етапів, почергово збільшуючи витрату горючого газу через патрубок Аї та повітря через патрубок Б, доводять їх до номінальної потужності пальника для прогріву обладнання та технологічних комунікацій процесу одержання і виділення діоксиду кремнію чи окису іншого металу. Коли будуть досягнуті необхідні температурні режими, через патрубки Б в камеру 3 змішування, поступово збільшуючи витрату, подають пари тетрахлориду кремнію (чи хлориду іншого металу, або інших їхніх сполук) окремо чи в суміші з повітрям або інертним газом, виводячи пальник на необхідний режим роботи. Після виведення пальника в заданий технологічний режим підкоректовують витрату горючого газу в патрубок Аг до величини, необхідної для створення обгортаючого шару навколо факелу, в якому йде реакція одержання пірогенного оксиду металу.First, air or oxygen-containing gas is supplied to the nozzle B, which enters the body 1 through the mixing chamber C and is evenly distributed across its cross section by means of a sectioned nozzle. When the gas flow moves along the body 1 along the channels 15 between the ribs 13 of the nozzle 9, this flow turns into a direct flow with an equalized velocity profile at the exit of the flow from the nozzle 2. Here it is mixed with combustible gas, which is fed through the nozzle Ag into the annular nozzle 4. The resulting mixture set on fire and approximately 1/3 of the main flow of combustible gas is supplied through the Ai nozzle. After that, in several stages, by alternately increasing the consumption of combustible gas through nozzle A and air through nozzle B, they are brought to the nominal power of the burner for heating the equipment and technological communications of the process of obtaining and releasing silicon dioxide or oxide of another metal. When the required temperature regimes are reached, silicon tetrachloride (or chloride of another metal, or other compounds thereof) vapors are supplied through nozzles B into the mixing chamber 3, gradually increasing the flow rate, separately or in a mixture with air or inert gas, bringing the burner to the required operating mode . After bringing the burner to the specified technological mode, the flow of combustible gas in the Ag nozzle is adjusted to the value necessary to create an enveloping layer around the torch, in which the reaction of obtaining pyrogenic metal oxide takes place.
При необхідності чистки отворів 7 в стакані 6, що може виникати, якщо водень містить деяку кількість водяної пари, розбирають фланцеве з'єднання 8, із пальника виймають стакан 6 і замінюють його іншим, аналогічним, а знятий чистять від осаду оксиду. Після заміни стакану 6 пальник збирають і швидко (протягом 10-20хв) виводять в робочий режим.If it is necessary to clean the holes 7 in the cup 6, which may occur if hydrogen contains a certain amount of water vapor, disassemble the flange connection 8, remove the cup 6 from the burner and replace it with another, similar one, and clean the removed oxide deposit. After replacing the glass 6, the burner is assembled and quickly (within 10-20 minutes) put into working mode.
Різні режими роботи заявленого пальника приведено в табл.ї. Тут же, для порівняння, приведено пропонований режим роботи пальника фірми "Дегусса" (прототип).Various modes of operation of the declared burner are given in the table. Here, for comparison, the proposed mode of operation of the "Degussa" burner (prototype) is given.
Таблиця 1Table 1
Режими стабільної роботи пальниківModes of stable operation of burners
Швидкість діаметр!Speed diameter!
Водень в витікання Питома устя КількістьHydrogen in the outflow of the Pitoma mouth Quantity
При- Повітря, вісн, мМтхсу, Пара | Горючий кільцеве газівіз |поверхня Новного активних клад | нмУ/год водяна, | газ (тип), устя (по БЕТ), частинок, ллгод ллгод 8 сопло, 2 сопла, Оу жж кг/год нмУ/год З сопла, М-/г о нм3/год м/с ММ 1 | 60017184 | - | | 250(н5| 35 | 907 | 200 | 58 | 45-55" 2 | 620 | 184| (Б | (| 25о(фнУ3| 0.7 | 82" | 200 | 58 | 45-55" 1 1385 - | 750, - | - | 40 | 80 | 106 | 827 | 400-502 2 |18003| - | 1000 | - | - | 50 | 10,5 | 158 | 825 | 40-507At- Air, visn, mMthsu, Vapor | Combustible annular gas container | surface of New active deposits | nmU/h water, | gas (type), mouth (according to BET), particles, llhd llhd 8 nozzle, 2 nozzles, Ou zhj kg/h nmU/h From nozzle, M-/g o nm3/h m/s MM 1 | 60017184 | - | | 250(n5| 35 | 907 | 200 | 58 | 45-55" 2 | 620 | 184| (B | (| 25o(fnU3| 0.7 | 82" | 200 | 58 | 45-55" 1 1385 - | 750, - | - | 40 | 80 | 106 | 827 | 400-502 2 | 18003 | - | 1000 | - | - | 50 | 10.5 | 158 | 825 | 40-507
З 136000 - | 1800 | - | - | 50 | 18,8 | 205 | 825 | 40-55" 4 | 55301400 | | - | 160 | 2 | 803 | л00 | 585 | 40-52From 136,000 - | 1800 | - | - | 50 | 18.8 | 205 | 825 | 40-55" 4 | 55301400 | | - | 160 | 2 | 803 | l00 | 585 | 40-52
Щ|146.0| 650 | - | - | 340 | 2 | 20,2 | 168 | 585 | 40-502 6 |153,5| 6501 щ- | - | 265 | 2 | 2003 | 202 | 587 | 45502 7 (156001 650 щ- | - | 265 | 2 | 20,6 | з81 | 585 | 55-652 8 3000/1460 - | - | 513 | 4 | 401 | 305 | 585 | 50-602 9 Щ|378.0|16000| - | - | 650 | з | 49,99 | 412 | 585 | 55-52 ло | 176.01 1300 - | - | 53,5 | з | 804 | л05 | 58" | 45-502 1 2350) - | 130. Її - | - | з | 803 | 163 | 58 | 400-502 72 | 3850 16000| - | - | 645 | з | 5000 | 446 | БВ | 55-65"Sh|146.0| 650 | - | - | 340 | 2 | 20.2 | 168 | 585 | 40-502 6 |153.5| 6501 sh- | - | 265 | 2 | 2003 | 202 | 587 | 45502 7 (156001 650 sh- | - | 265 | 2 | 20.6 | z81 | 585 | 55-652 8 3000/1460 - | - | 513 | 4 | 401 | 305 | 585 | 50-602 9 Sh|378.0 |16000| - | - | 650 | from | 49.99 | 412 | 585 | 55-52 lo | 176.01 1300 - | - | 53.5 | from | 804 | l05 | 58" | 45-502 1 2350) - | 130. Her - | - | from | 803 | 163 | 58 | 400-502 72 | 3850 16000| - | - | 645 | from | 5000 | 446 | BV | 55-65"
ПРИМІТКИ: 7) МТХС - метилтрихлорсилан (СНззісСіз); "к) Частинки оксиду металу, які мають загущуючу здатність; ях) Визначено розрахунковим методом; 1є) Визначено експериментально; з») Варіант пальника по п.1-5 формули; 6») Варіант пальника по п.1-4, 6 формули жNOTES: 7) MTHS - methyltrichlorosilane (CH3C3); "k) Particles of metal oxide that have a thickening ability; j) Determined by calculation method; 1j) Determined experimentally; c") Variant of the burner according to clauses 1-5 of the formula; 6") Variant of the burner according to clauses 1-4, 6 of the formula same
ТІTHOSE
. Ж й | Шк. Same and | Shk
З ОКУ ЕВ кеFrom OKU EV ke
ПУ х Я ; г Зо кеPU x I; Mr. Zo ke
Ух | ! я 8 5: І ЙWow | ! i 8 5: I J
НЯ хнаNo henna
Мрія . ІДИ й ! р-аA dream GO and ! district
ЙAND
ЯI
Це йThis is
Г-Я ! ія і ; й о -3 | / йG-Y! iya and ; and at -3 | / y
І щ й : іAnd more: and
ЙAND
НN
ЯI
ЙAND
: ;: ;
ЙAND
ЙAND
ЙAND
ИI
ЙAND
ЙAND
ЙAND
ЙAND
' Й йAnd yes
ЙAND
Й іAnd and
ЙAND
ЙAND
Й иAnd and
Я и и и иI and and and and
НN
ИI
! іс ; --! is --
Я ї ІІІТІТІІІТІШІТІЙ АI'm IIITITIIITISHITIY A
Ї ЩІWhat is it?
У у. 27 вIn u. 27th century
Фіг. 1Fig. 1
ГУ ув й вч в /х » їх ч 13 її Ії чу я 7 ак Я. і Мн 2-2 снення у ї З фія ; м ЧУ (/ іGU uv y vch v /x » their h 13 her Ii chu i 7 ak Ya. and Mn 2-2 dream in i Z fiya ; m CHU (/ i
У ; 4 і 10 1In ; 4 and 10 1
Фіг. 2Fig. 2
ФЕН в. КОХFEN v. KOH
Х КЗ х КУX KZ x KU
ВО Я -х Ку ня ль ЖVO Ya -x Kunya l Zh
ДІД ка А и лі: ШИDID ka A i li: SHY
Я: ІЙ де В щMe: IY de V sh
М, В Я г рух Н МУ у вА-АM, V Y r movement N MU in vA-A
М й 5 2; Н.Й шк йM and 5 2; N.Y shk y
Й йAnd and
Й і ! З ; іAnd and! With ; and
Й ТАТИAND DADDY
Й Го гY Go Mr
Й ЙY Y
Й иAnd and
Й ;And
Й НAnd N
ИЙ ;IY;
Й ;And
Я травм е й Я - Я Й й Й ; ; ; і;I trauma e and I - I Y and Y ; ; ; and;
Й ИAnd I
ИЙ Й і ра й ; й ;IY Y and ra y ; and
Й ; ; ; ; ;And ; ; ; ;
Й ЙY Y
; ;; ;
Й ; й ;And and
Й ; ! іAnd ! and
Й ЙY Y
Й Н- 413Y H-413
Й І-Й ; | іІ І-І ; | and
Я ; ; ЙI ; ; AND
Й ;And
Й ; ; ;And ; ;
И Й й ; дк Й " й 1 ши ї ; Й тт де і | БернІ І и ; dk Y " y 1 shi y ; Y tt de i | Bern
М й Й ІM. Y. I
МИ Й ИНWE AND OTHER
І ІAnd I
Кі у, 27 вдKi u, 27 vd
Фіг. ЗFig. WITH
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UA2003054335A UA65041A (en) | 2003-05-14 | 2003-05-14 | A straght-jet burner |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UA2003054335A UA65041A (en) | 2003-05-14 | 2003-05-14 | A straght-jet burner |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA65041A true UA65041A (en) | 2004-03-15 |
Family
ID=34516197
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UA2003054335A UA65041A (en) | 2003-05-14 | 2003-05-14 | A straght-jet burner |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| UA (1) | UA65041A (en) |
-
2003
- 2003-05-14 UA UA2003054335A patent/UA65041A/en unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6638057B2 (en) | Partial oxidation of hydrogen sulphide | |
| JP6149316B2 (en) | Swirl burner and process for combustion melting in liquid | |
| CN1140322C (en) | Partial combustion of hydrogen sulphide | |
| US6499990B1 (en) | Low NOx burner apparatus and method | |
| US5881756A (en) | Process and apparatus for homogeneous mixing of gaseous fluids | |
| JP4976357B2 (en) | Emulsion sprayer nozzle, burner and method for oxygenated fuel burner applications | |
| US9643871B2 (en) | Submerged combustion melters and burners therefor | |
| KR20150140659A (en) | Burner for submerged combustion melting | |
| CN88101392A (en) | Processes and devices for the destruction of toxic waste gases | |
| EP3414490B1 (en) | Fired heating system and method | |
| CN1119560C (en) | Cone burner | |
| US10690339B2 (en) | Burner for a furnace and a method of assembly | |
| UA65041A (en) | A straght-jet burner | |
| CN115812134A (en) | Anti-clogging burner nozzle and method | |
| US3607120A (en) | Gas-treating apparatus | |
| CN214183012U (en) | Reactor for producing acetylene from hydrocarbons | |
| SU1084535A1 (en) | Jet | |
| SU1746135A1 (en) | Burner | |
| UA65042A (en) | A burner device | |
| RU2432529C1 (en) | Procedure for combustion of gaseous fuel and burner for its implementation | |
| UA72816C2 (en) | Burner for obtaining a high-disperce metal oxides |