Пальник неочищеного газу із регульованим поперечним перерізом отвору для факельного спалювання горючих газів і спосіб спалювання неочищених газів

Реферат: Винахід стосується пристрою для факельного спалювання горючих газів з регульованим поперечним перерізом отвору, причому цей пристрій має три різні труби, розташовані навколо спільної поздовжньої осі, і причому труби, принаймні ділянки труб, розташовані в спільній площині поперечного перерізу, і причому внутрішня труба служить газопідвідною трубою, і в цій трубі в отворі, який закінчується зверху у вертикальному напрямку, розміщено регульовану в поперечному перерізі діафрагму, за допомогою якої потік газу може перекриватися або регулюватися і яка обладнана автоматичним пристроєм для регулювання поперечного перерізу отвору. Пристрій містить також зазвичай принаймні один дефлектор, пристрої подачі інертного газу і пристрій запалювання, завдяки чому забезпечується висока надійність факельного спалювання газу при низькому рівні викидів окисів азоту та сажоутворення. Винахід стосується також способу застосування цього пристрою, який може бути використаний для факельного спалювання сирих газів. UA 108385 C2 (12) UA 108385 C2 UA 108385 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 [0001] Винахід стосується пристрою для факельного спалювання з регульованим виходом сирого газу, який складається з кількох розміщених одна в одній труб, які утворюють факел для спалювання неочищених газів, причому цей пристрій містить сопло з регульованим поперечним перерізом, яке регулює подачу неочищенного газу, так що з боку виходу факела може бути установлена приблизно постійна швидкість, а з боку входу - приблизно постійний тиск. В такий спосіб забезпечується можливість уникнути небажаного загасання і "блукання" полум'я факела під час експлуатації. Винахід стосується також способу спалювання газів коксової печі, причому завдяки застосуванню сопла з регульованим поперечним перерізом і застосуванню труб з певним відношенням висоти до ширини досягається постійна швидкість течії з вихідного боку факела. [0002] Багато технологічних процесів у промисловості супроводжуються утворенням газів, які не використовуються в подальшому, оскільки це є небажаним з економічних або технічних причин. Прикладами таких процесів можуть служити виробництво газу коксових печей або отримання продуктів нафтопереробки, при яких утворюються відхідні гази, які знищуються спалюванням або підпалюванням. Цей процес називається факельним спалюванням газу, оскільки процес спалювання здійснюється зазвичай з вихідного боку відкритої труби і не використовується для виробництва енергії. Гази, що спалюються на факелі, утворюються, як правило, внаслідок пошкоджень у газообробному та газоочисному вузлах установки при надто високому тиску або при пульсуючому тиску і тому не можуть використовуватись у подальшому. [0003] Можливо також, що призначені для спалювання гази мають такий хімічний склад, який обумовлює низьку теплоту згоряння, і тому в подальшому можуть бути використані лише з певними обмеженнями. У зв'язку з цим передбачене факельне спалювання газу може потягнути за собою виникнення низки інших технічних проблем. Щоб забезпечити достатній ступінь спалювання газу, для факельного спалювання повинен бути підготовлений газ, що знаходиться під достатнім і постійним тиском. Оскільки газоподібні продукти згоряння викидаються, як правило, в оточуючу атмосферу, то газ, що спалюється у факелі, повинен спалюватися максимально повно і неперервно. Це означає, що потрібно регулювати не лише тиск газу, що спалюється у факелі, а й подачу повітря для спалювання. Крім того, при загасанні полум'я на вихідному кінці факельної труби необхідно негайно знову підпалити витікаючий газ, що вимагає наявності надійного пристрою запалювання. [0004] Крім того, ставиться завдання запобігти так званому "блуканню" полум'я або принаймні значною мірою його ослабити. Цей процес означає неконтрольовану пульсацію полум'я на вихідному кінці труби, зокрема під дією вітру. Через таку пульсацію центр полум'я, де температура найвища, зміщується, у зв'язку з чим факельні пристрої або навіть розташовані поряд частини установки можуть бути пошкоджені. [0005] Пристрої, які застосовуються для факельного спалювання газу і в яких зусилля розробників спрямовані на те, щоб уникнути названих вище проблем, відомі з рівня техніки. В патенті US 5472340 описано пристрій, в якому використовуються факельний пальник і передбачений для цього газовий факел. Пристрій включає принаймні дві труби різної довжини, розташовані навколо спільної поздовжньої осі, причому труби, принаймні на деяких ділянках, розташовані у вигляді зовнішньої і внутрішньої труб, завдяки чому через проміжний простір може надходити повітря для спалювання, і причому внутрішня труба на одному кінці забезпечує можливість входу газоподібних продуктів згоряння, завдяки чому пристрій утворює факел. Крім того, у принаймні двох місцях факел має дифузори, з допомогою яких забезпечується спрямування потоку газу і повітря при спалюванні. Пристрій запалювання при необхідності може також працювати на сонячній енергії. [0006] Цей винахід розв'язує, зокрема, задачу створення надійного факельного спалювального пристрою. Однак неперервна робота названого пристрою може бути забезпечена лише при відносно постійному тиску газу, що подається на спалювання. Не вказується технологічний прийом, з допомогою якого забезпечується можливість безперебійного спалювання газу в умовах низького тиску. Не вказується також технологічний прийом, з допомогою якого може бути досягнуте послаблення впливу вітру та безперебійне спалювання газу без забруднення атмосфери. Крім того, при спалюванні газів з високим вмістом вуглецю ставиться також завдання звести до мінімуму сажоутворення для виключення шкідливого впливу на оточуючу атмосферу. У наведеній вище патентній заявці не названо жодного технологічного прийому для здійснення цих заходів. Зрештою, пристрій може бути також пошкоджений в результаті надмірного теплового навантаження, яке, наприклад, може мати місце при постійній зміні напрямку полум'я. [0007] У зв'язку з цим поставлено задачу створення пристрою, який забезпечує максимально повне безсажове згоряння спалюваного у факелі газу, причому кількість 1 UA 108385 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 утворюваної сажі та оксидів азоту має бути максимально низькою. Процес спалювання газу у факелі навіть за умов початкового пульсуючого тиску повинен протікати безперебійно і неперервно. Напрямок полум'я повинен бути максимально постійним для підтримання низького рівня теплового навантаження матеріалу факельного оголовка. Дія вітру на полум'я не повинна приводити до порушення технологічного процесу. І нарешті, пристрій повинен також забезпечувати надійне запалювання газу, що спалюється на факелі. [0008] Винахід розв'язує цю задачу шляхом створення пристрою для спалювання у факелі горючих газів з регульованим поперечним перерізом отвору, в якому цей пристрій має три різні труби, розміщені навколо спільної поздовжньої осі, і в якому труби, принаймні деякі ділянки труб, розташовані у спільній площині поперечного перерізу, а внутрішня труба служить газопідвідною трубою, і ця труба в отворі, який закінчується вгорі у вертикальному напрямку, має регульовану у поперечному перерізі діафрагму, з допомогою якої потік газу може перекриватися або регулюватися і яка обладнана автоматичним пристроєм для регулювання поперечного перерізу отвору. Як правило, пристрій містить також принаймні один дефлектор і випрямлячі потоку на зовнішній трубі, які забезпечують спрямовану подачу повітря і безперешкодне горіння газу, що спалюється на факелі. [0009] Крім того, пристрій містить пристрій запалювання, який забезпечує безперебійне підпалення газу, і пристрої подачі інертного середовища, яке переважно являє собою водяну пару, для того щоб звести до мінімуму утворення сажі та окису вуглецю, тобто максимально повно спалити газ, що містить вуглеводні. 3а допомогою діафрагми, регульованої у поперечному перерізі, вихідний тиск витікаючого газу, а також швидкість його витікання регулюється в широких межах або підтримується постійним. Завдяки цьому забезпечується можливість керування в широких межах процесами спалювання і утворення полум'я та їх оптимізації. [0010] Заявляється, зокрема, пристрій для факельного спалювання горючих газів з регульованим поперечним перерізом отвору, що включає: - газопідвідну трубу, яка має отвір, який закінчується зверху у вертикальному напрямку, - змішувальну трубу, яка має більший внутрішній поперечний переріз, ніж найбільший зовнішній поперечний переріз газопідвідної труби, завдяки чому між цими трубами залишається вільний простір, причому змішувальна труба складається з концентричної труби, дифузора, що відкривається в поперечному перерізі вгору, та конфузора, що відкривається у поперечному перерізі вниз, - внутрішню трубу, яка розміщена навколо газопідвідної труби і яка має більший внутрішній поперечний переріз, ніж найбільший зовнішній поперечний переріз газопідвідної труби, і менший зовнішній поперечний переріз, ніж найменший внутрішній поперечний переріз змішувальної труби, - принаймні один дефлектор, який знаходиться між внутрішньою трубою і змішувальною трубою, і який відрізняється тим, що - в отворі, який закінчується зверху у вертикальному напрямку газопідвідної труби розміщена регульована у поперечному перерізі діафрагма, з допомогою якої потік газу може перекриватися або регулюватися і яка обладнана автоматичним пристроєм для регулювання поперечного перерізу отвору. [0011] Форма і конструкція труб можуть також бути якими завгодно. Зовнішня труба, яка називається також змішувальною трубою, як правило, обладнана з верхнього боку виступом, що розширяється доверху. Цей виступ називається також дифузором. Ця верхня частина служить для спрямування факела. Нижня частина змішувальної труби служить насамперед для подачі повітря. Ця частина змішувальної труби називається також конфузором і розширяється в отворі донизу. Конфузор може також бути обладнаний напрямними пластинами або дефлекторами для спрямованої подачі повітря для спалювання. У принципі напрямні пластини або дефлектори можуть бути передбачені на кожній трубі і у кожному пристрої. Варіанти конструктивного виконання труб відомі з рівня техніки. [0012] Повітря для спалювання надходить через конфузор змішувальної труби і проходить як між змішувальною трубою і внутрішньою трубою, так і між внутрішньою трубою і газопідвідною трубою. Це забезпечує можливість двоступеневого спалювання, якому перешкоджає утворення окислів азоту. [0013] Діафрагма, що регулює або перекриває поперечний переріз внутрішньої труби, може бути виконана будь-яким способом, який забезпечує надійне регулювання і перекривання поперечного перерізу внутрішньої труби. Діафрагма виготовляється переважно з жаростійкого матеріалу, здатного витримувати дію високих температур полум'я, що утворюється у вихідному 2 UA 108385 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 отворі факела. Матеріал діафрагми повинен також бути стійким до дії компонентів спалюваного факелом газу, що можуть викликати корозію. Це переважно жаростійка та антикорозійна сталь. [0014] В одному з конструктивних варіантів виконання діафрагма складається з пластин, які здатні закриватися концентрично, по дотичній і по кругу у напрямку центра газопідвідної труби. Це відповідає, наприклад, їх конструктивному виконанню в діафрагмі фотоапарата. Для відкривання або закривання вони зміщуються у горизонтальному напрямку до центра труби. Кількість пластин і їх розмір можуть бути якими завгодно. Важливо, щоб матеріал діафрагми був стійким до дії переважних температур і компонентів газів або рідин. Конструктивне виконання діафрагм, які закривають поперечний переріз по дотичній і по кругу у напрямку центра труби ("ірисова діафрагма"), відомі з патенту US 4094492 А. Однак у цьому документі не описується проблема регулювання факела для спалювання газів і спеціальні вимоги, що випливають звідси, такі як високі температури і стійкість проти корозійних газів. [0015] В іншому варіанті здійснення винаходу діафрагма складається з пластин, які концентрично, по січній і прямо горизонтально можуть закриватися у напрямку центра газопідвідної труби. [0016] У ще одному конструктивному варіанті пластини для відкривання вгору або вниз можуть повертатися у вертикальному напрямку. У цьому випадку пластини виконані у вигляді пелюсток, які витягаються виконавчим механізмом переважно вгору у напрямку потоку. Таке конструктивне виконання можна, наприклад, порівняти з виконанням воронкоподібної діафрагми. Чим далі вгору витягуються пелюстки, тим ширше розкривається діафрагма. При цьому число пелюсток, їх розмір і матеріал також можуть бути будь-якими. Конструктивне виконання діафрагм, які для відкривання в трубі вгору і вниз повертаються у вертикальному напрямку ("сопла ірисового типу"), відоме з патенту DE 10002529 А1. Однак у цьому документі також не описується проблема регулювання факела для спалювання газів і спеціальні вимоги, що випливають звідси, такі як високі температури і стійкість проти корозійних газів. [0017] Регулювання діафрагми може здійснюватись з допомогою, наприклад, електричного виконавчого механізму. Може бути, однак, вибраний і пневматичний виконавчий механізм. Право вибору виду виконавчого механізму залишається за спеціалістами. Діафрагми тимчасово або постійно - розташовують таким чином, що отвір залишається в центрі пристрою відкритим. [0018] В одному з варіантів виконання винаходу у принаймні одному місці всередині газопідвідної труби, внутрішньої труби або змішувальної труби знаходиться сопло для подачі інертного газу. Зазвичай це водяна пара. Подача водяної пари як газу, що приводить у дію пристрій, забезпечує, в залежності від умов спалювання, стійкий напрямок полум'я і явне зменшення утворення сажі та окису вуглецю при майже повному або повному згорянні вуглеводнів, що знаходяться в газі. Цей пристрій може являти собою сопло або простий подавальний патрубок. Сопла для подачі водяної пари у спалювані факелом гази відомі з рівня техніки. Приклад варіанту виконання подавальних сопел описано, наприклад, у патенті DE 69917073 Т2. Подавальні сопла можуть у свою чергу обладнуватися регулюючим пристроєм. Це може бути будь-який регулюючий пристрій. Як і пристрій згідно з винаходом, він може складатися з діафрагм. [0019] У ще одному з варіантів виконання винаходу пристрій згідно з винаходом містить пристрій для підпалювання газу. Так, наприклад, всередині поперечного перерізу внутрішньої труби або змішувальної труби можна розмістити запалювальні електроди. У переважному варіанті виконання це принаймні два запалювальні електроди, розташовані під кутом 80-100°, при пропусканні електричної напруги через які виникають електрична дуга або запалювальні іскри. Електрична напруга може генеруватися будь-яким способом. Величина напруги також може бути вибрана будь-якою, достатньою для того, щоб забезпечити надійне запалювання. Приклад такого запалювального пристрою, відомого з рівня техніки, наведено в патенті US 4147498 А. [0020] Подача газу при спалюванні його у факелі також може здійснюватися яким завгодно способом. У простому варіанті виконання це проста труба, яка входить в отвір внутрішньої труби, так що тиск витікаючого газу регулюється лише діафрагмою згідно з винаходом. В іншому, переважному варіанті здійснення винаходу всередині внутрішньої труби і змішувальної труби знаходиться факельний клапан, який є запірним. Конструкція клапана може бути якою завгодно. Вона може, наприклад, складатися з поплавкової чашки з подачею води, так що тиск подаваного газу в поплавкову чашку, певною мірою регулюється або перекривається вже при подачі на факел. Конструктивне виконання поплавкової чашки для регулювання тиску описано в патенті ΕΡ1390440 В1. 3 UA 108385 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 [0021] У ще одному з варіантів виконання факельна засувка складається принаймні з однієї поплавкової чашки, яка складається з двох половин, причому ці половини можуть відкриватися, регулюватися або закриватися незалежно одна від одної. У такий спосіб забезпечується безперебійна робота факельного клапана, завдяки чому навіть при виході з строю однієї половини факельний клапан продовжує працювати і неспалений газ не потрапляє в атмосферу. Факельні клапани з поплавковими чашками, що забезпечують подачу газу, достатньо відомі з рівня техніки. Факельні засувки відкриваються, регулюються або закриваються переважно пневматично з допомогою пневмоциліндра. При здійсненні пропонованого винаходу можливий варіант, коли кожна половина приводиться в дію індивідуально. Завдяки наявності двох пневмоциліндрів поплавкова чашка навіть при виході зі строю одного циліндра здатна нормально функціонувати. [0022] Заявляється також спосіб спалювання сирих коксових газів, в якому застосовується пристрій згідно з винаходом. Згідно з цим способом газ, що спалюється у факелі, як правило, вводять у газопідвідну трубу і регулюють швидкість витікання спалюваного у факелі газу за допомогою регульованої у поперечному перерізі діафрагми. Як правило, швидкість витікаючого газу, що спалюється у факелі, регулюється під час спалювання так, що вона залишається постійною і забезпечує безперебійний режим горіння. Такий метод дозволяє запобігти небажаному, "блуканню" або загасанню полум'я. [0023] В одному з варіантів виконання винаходу завдяки двоступеневому спалюванню забезпечується знижена температура полум'я. Таке двоступеневе спалювання досягається тим, що співвідношення поперечних перерізів газопідвідної труби та внутрішньої труби, а також внутрішньої труби і змішувальної труби вибирають таким чином, що зменшена кількість повітря, що подається у внутрішню трубу, приводить до співвідношення повітря для згоряння, нижчого ніж стехіометричне (перший ступінь спалювання), а збільшена у співвідношенні кількість повітря, що подається через кільцеву щілину між змішувальною трубою і внутрішньою трубою у верхню частину змішувальної труби, приводить до співвідношення повітря для згоряння, вищого ніж стехіометричне, у змішувальній трубі над внутрішньою трубою (другий ступінь спалювання). Таке двоступеневе спалювання дозволяє запобігти утворенню оксидів азоту. [0024] У ще одному варіанті здійснення винаходу в газопідвідну трубу, внутрішню трубу або змішувальну трубу вводиться інертний газ. Цей інертний газ являє собою переважно водяну пару. Може, однак, вводитися і додатковий неочищений газ, призначений для спалювання у факелі. Крім того, згідно з ще одним варіантом здійснення винаходу, може вводитися також суміш водяної пари і газу, що спалюється у факелі. Остання подається переважно під тиском від 7 до 15 бар. [0025] Для спалювання у факелі придатні всі гази, які мають достатньо високу теплотворну здатність для спалювання у факелі. Як правило, це коксові гази або відхідні гази нафтопереробних заводів. [0026] Подача спалюваного факелом газу у факельну установку, згідно з винаходом, може здійснюватися будь-яким способом. У простому варіанті виконання це може проходити без регулювання, з допомогою простої труби. В переважному варіанті виконання під факельними трубами розташовують розміщений спереду факельний клапан, який включає принаймні одну поплавкову чашку. [0027] Факельний клапан, як було описано вище, виготовляється переважно з двох поплавкових чашок з незалежним керуванням, які виконані у вигляді двох половин поплавкової чашки. У переважному варіанті виконання винаходу з допомогою пневмоциліндра можна здійснювати синхронне відкривання, регулювання та закривання обох половин поплавкової чашки розміщеної спереду факельного клапана. [0028] Можливе також індивідуальне управління кожною половиною всієї поплавкової чашки. У такий спосіб можна запобігти небажаному блокуванню клапана при виході з строю пристрою управління і не допустити викиду неспаленого газу в атмосферу. Згідно з винаходом у складі факельної установки може знаходитися газовий колектор, який виконує роль буферного резервуара для запобігання збільшенню тиску при закриванні діафрагм або розміщеної спереду факельного клапана. [0029] І нарешті, завдяки застосуванню способу згідно з винаходом, можна суттєво зменшити число газових пальників, оскільки тепловиділення пальників зменшується, а їх надійність збільшується. Часто виявляється, що достатньо вже половини загальноприйнятого числа пальників. Крім того, при конструюванні може закладатися менша висота факельних установок, оскільки теплове випромінювання зменшується і відпадає необхідність урахування ймовірності викидів незгорілого газу. 4 UA 108385 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 [0030] Винахід має такі переваги: пальник може експлуатуватися при постійній швидкості витікання газу, що подається на спалювання, завдяки чому забезпечується стійкий режим горіння з високою надійністю спалювання газу у факелах. Застосування винаходу дозволяє запобігти "блуканню" полум'я з небажаним зміщенням центра нагрівання, завдяки чому виключається ймовірність пошкодження пальника і нанесення шкоди навколишньому середовищу. Дія вітру справляє значно менший шкідливий вплив на процес спалювання, ніж в пристроях, відомих з рівня техніки. Завдяки можливості розміщення надійного пристрою запалювання забезпечується неперервне згоряння, що дозволяє практично виключити небажані викиди незгорілого газу. Практично виключається також сажоутворення при спалюванні газу з високим вмістом вуглецю за рахунок подачі інертного газу, а за рахунок двоступеневого спалювання успішно розв'язується задача запобігання утворенню окисів азоту. [0031] Винахід докладніше пояснюється за допомогою чотирьох креслень, на яких показано приклади варіантів виконання, причому винахід не обмежується цими варіантами виконання. [0032] На фіг. 1 показано вигляд збоку газового пальника згідно з винаходом без розміщеної спереду факельної засувки і діафрагми у відкритому стані. На фіг. 2 показано газовий пальник згідно з винаходом з розміщеною спереду факельною засувкою і діафрагми у відкритому стані. На фіг. 3 показано газовий пальник згідно з винаходом з розміщеною спереду факельною засувкою і діафрагми у закритому стані. На фіг. 4 показано газовий пальник згідно з винаходом у горизонтальному розрізі зверху. [0033] На фіг. 1 показано вигляд збоку газового пальника (1) згідно з винаходом. Неочищений газ (2) витікає через газопідвідну трубу (3) вгору. Газопідвідна труба (3) оточена так званою внутрішньою трубою (4). Остання в свою чергу оточена змішувальною трубою (5), яка складається з середньої частини (5а), конфузора (5b) і дифузора (5с). Газопідвідна труба (3) на верхньому вихідному кінці (3а) містить діафрагму (6), яка відкривається при її підніманні у вертикальному напрямку. При цьому видно виконавчий механізм (7), який здійснює відкривання, регулювання і закривання діафрагми (6). На верхньому вихідному кінці пальника утворюється полум'я (8). [0034] На фіг. 2 показано вигляд збоку газового пальника (1) згідно з винаходом з розміщеним спереду факельним клапаном (9). Неочищений газ (2) витікає через газопідвідну трубу (3) вгору. Газопідвідна труба (3) на верхньому вихідному кінці (3а) містить діафрагму (6), яка відкривається при її підніманні у вертикальному напрямку. Тут діафрагма показана у відкритому вигляді (6а). При цьому видно виконавчий механізм (7), який здійснює відкривання, регулювання і закривання діафрагми (6). Над цією діафрагмою (6) знаходиться запалювальний механізм (10), який складається з двох розміщених зі зміщенням на 90° запалювальних електродів (10а, 10b). При прикладанні електричної напруги на запалювальних електродах (10а, 10b) виникають запалювальна іскра або електрична дуга (10с). Електрична напруга підводиться через два полюси (10d, 10е, тут не показані). Показано також дефлектори (11), розташовані у внутрішній трубі (4) або в змішувальній трубі (5). Факел (1) включає також пристрій (12) для подачі інертного газу (12а), який являє собою переважно водяну пару. Нижче клапана (1) передбачено розміщену спереду факельну засувку (9), яка складається з двох половин (9а, 9b) поплавкової чашки. Кожна з цих двох половин має кришку, яка може підніматися з допомогою пневматичного виконавчого механізму. [0035] На фіг. 3 показано вигляд збоку газового пальника (1) згідно з винаходом з розміщеною спереду факельним клапаном (9). Неочищений газ (2) витікає через газопідвідну трубу (3) вгору. Газопідвідна труба (3) містить на верхньому вихідному кінці (3а) діафрагму (6), яка відкривається при її підніманні у вертикальному напрямку. Тут діафрагма показана у закритому вигляді (6b). За допомогою діафрагми потік газу перекривається повністю або майже повністю. [0036] На фіг. 4 показано газовий пальник (1) згідно з винаходом у горизонтальному розрізі зверху. Показано поперечний переріз вигнутої змішувальної труби (5), внутрішню трубу (4) і газопідвідну трубу (3). Елементи діафрагми (6) розташовані по дотичній і можуть відкриватися боковим поворотним рухом. Тут видно виконавчий механізм (7) і запалювальні електроди (10а, 10b). Видно, крім того, сопла (12) для подачі інертного газу (12а). Це переважно водяна пара. [0037] Перелік позицій на кресленнях 1 Газовий пальник 2 Неочищений газ 3 Газопідвідна труба 3а Вихідний кінець газопідвідної труби 4 Внутрішня труба 5 Змішувальна труба 5 UA 108385 C2 5 10 15 20 5а Середня частина змішувальної труби 5b Конфузор 5с Дифузор 6 Діафрагма 6а Відкрита діафрагма 6b Закрита діафрагма 7 Виконавчий механізм 8 Полум'я 9 Факельний клапан 9а Половина поплавкової чашки 9b Половина поплавкової чашки 10 Запалювальний механізм 10а Внутрішній запалювальний електрод 10b Зовнішній запалювальний електрод 10с Електрична дуга 10d Подача живлення 10е Подача живлення 11 Повітряні дефлектори 12 Подавальні сопла 12а Інертний газ ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 25 30 35 40 45 50 55 1. Пристрій (1) з регульованим поперечним перерізом отвору (3а) для факельного спалювання горючих газів (2), який включає - газопідвідну трубу (3), яка має отвір (3а), що закінчується зверху у вертикальному напрямку, - змішувальну трубу (5), яка має більший внутрішній поперечний переріз, ніж найбільший зовнішній поперечний переріз газопідвідної труби (3), завдяки чому між цими трубами (3, 5) залишається вільний простір, причому змішувальна труба (5) складається з концентричної труби, дифузора (5с), що відкривається в поперечному перерізі вгору, та конфузора (5b), що відкривається у поперечному перерізі вниз, - внутрішню трубу (4), яка розміщена навколо газопідвідної труби (3) і яка має більший внутрішній поперечний переріз, ніж найбільший зовнішній поперечний переріз газопідвідної труби (3), і менший зовнішній поперечний переріз, ніж найменший внутрішній поперечний переріз змішувальної труби (5), і - принаймні один дефлектор (11), який знаходиться між внутрішньою трубою (4) і змішувальною трубою (5), який відрізняється тим, що - в отворі (3а), який закінчується зверху у вертикальному напрямку, газовідвідної труби розміщена регульована в поперечному перерізі діафрагма (6), за допомогою якої потік газу (2) може перекриватися або регулюватися, і яка обладнана автоматичним пристроєм (7) для регулювання поперечного перерізу отвору. 2. Пристрій (1) з регульованим поперечним перерізом отвору для факельного спалювання горючих газів (2) за пунктом 1, який відрізняється тим, що діафрагма (6) складається з пластин, які здатні закриватися концентрично, по дотичній і по кругу горизонтально у напрямку центра газопідвідної труби (3). 3. Пристрій (1) з регульованим поперечним перерізом отвору для факельного спалювання горючих газів (2) за пунктом 1, який відрізняється тим, що діафрагма (6) складається з пластин, які здатні закриватися концентрично, по січній і прямо горизонтально у напрямку центра газопідвідної труби (3). 4. Пристрій (1) з регульованим поперечним перерізом отвору для факельного спалювання горючих газів (2) за пунктом 1, який відрізняється тим, що діафрагма (6) складається з пластин, які для відкривання вгору або вниз повертаються у вертикальному напрямку. 5. Пристрій (1) з регульованим поперечним перерізом отвору для факельного спалювання горючих газів (2) за будь-яким з пунктів 1-4, який відрізняється тим, що регулювання діафрагми (6) здійснюється за допомогою електричного виконавчого механізму (7). 6. Пристрій (1) з регульованим поперечним перерізом отвору для факельного спалювання горючих газів (2) за пунктами 1-4, який відрізняється тим, що регулювання діафрагми (6) здійснюється з допомогою пневматичного виконавчого механізму (7). 6 UA 108385 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 7. Пристрій (1) з регульованим поперечним перерізом отвору для факельного спалювання горючих газів (2) за пунктами 1-6, який відрізняється тим, що у принаймні одному місці всередині газопідвідної труби (3), внутрішньої труби (4) або змішувальної труби (5) знаходиться принаймні одне сопло (12) для подачі інертного газу (12а). 8. Пристрій (1) з регульованим поперечним перерізом отвору для факельного спалювання горючих газів (2) за пунктами 1-7, який відрізняється тим, що всередині поперечного перерізу внутрішньої труби (4) або змішувальної труби (5) розташовані принаймні два запалювальні електроди (10а, 10b), які розташовані під кутом 80-100° і при пропусканні електричної напруги через які виникають електрична дуга або запалювальні іскри (10с). 9. Пристрій (1) з регульованим поперечним перерізом отвору для факельного спалювання горючих газів (2) за пунктами 1-8, який відрізняється тим, що газопідвідна труба (3) перекривається факельною засувкою (9), яка знаходиться всередині внутрішньої труби (3) і змішувальної труби (5). 10. Пристрій (1) з регульованим поперечним перерізом отвору для спалювання на факелі горючих газів (2) за пунктом 9, який відрізняється тим, що факельний клапан (9) складається принаймні з однієї поплавкової чашки (9а, 9b), яка складається з двох половин (9а, 9b), причому ці половини (9а, 9b) відкриваються, регулюються або закриваються незалежно одна від одної. 11. Спосіб спалювання неочищених газів (2) з допомогою пристрою (1) за будь-яким з пунктів 110, який відрізняється тим, що регулювання вихідного тиску і швидкості витікання спалюваного на факелі газу здійснюється за допомогою регульованої в поперечному перерізі діафрагми (6). 12. Спосіб спалювання неочищених газів (2) за пунктом 11, який відрізняється тим, що співвідношення поперечних перерізів газопідвідної труби (3) і внутрішньої труби (4), а також внутрішньої труби (4) і змішувальної труби (5) вибирають таким чином, що зменшення кількості повітря, що подається у внутрішню трубу (4), приводить до співвідношення повітря для спалювання у внутрішній трубі (4), нижчого, ніж стехіометричне, а збільшення у співвідношенні кількості повітря, що подається через кільцеву щілину між змішувальною трубою (5) і внутрішньою трубою (4) у змішувальну трубу (5), приводить до співвідношення повітря для спалювання вище внутрішньої труби (4), вищого, ніж стехіометричне. 13. Спосіб спалювання неочищених газів (2) за пунктом 11 або 12, який відрізняється тим, що швидкість виходу витікаючого спалюваного газу (2) під час факельного спалювання залишається постійною. 14. Спосіб спалювання неочищених газів (2) за будь-яким з пунктів 11-13, який відрізняється тим, що в газопідвідну трубу (3), внутрішню трубу (4) або змішувальну трубу (5) вводиться інертний газ (12а). 15. Спосіб спалювання неочищених газів (2) за пунктом 14, який відрізняється тим, що інертний газ (12а) є водяною парою. 16. Спосіб спалювання неочищених газів (2) за пунктом 14, який відрізняється тим, що інертний газ (12а) є сумішшю водяної пари і газу, що спалюється на факелі. 17. Спосіб спалювання неочищених газів (2) за будь-яким з пунктів 14-16, який відрізняється тим, що інертний газ (12а) подається під тиском від 7 до 15 бар. 18. Спосіб спалювання неочищених газів (2) за будь-яким з пунктів 11-17, який відрізняється тим, що синхронне відкривання, регулювання та закривання обох половин поплавкової чашки (9а, 9b) факельного клапана (9) здійснюється за допомогою пневмоциліндра. 7 UA 108385 C2 8 UA 108385 C2 9 UA 108385 C2 10 UA 108385 C2 Комп’ютерна верстка М. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 11