Регенеративний пальник

1 Регенеративний пальник, що містить пальниковий канал з газовим соплом і насадок, заповнений вогнетривкими елементами, який Винахід стосується пристроїв для спалювання газоподібного палива і може бути використаний в різних високотемпературних теплових агрегатах, наприклад, у печах для плавки металів і скла, для випалу будівельних матеріалів, в теплогенераторах і т п Головною енерго-еколопчною задачею для нагрівальних печей є глибоке використання тепла продуктів згоряння палива в робочому просторі печі, що дозволяє скоротити витрати палива на нагрівання і знизити максимальні температури в зонах нагрівання, і тим самим зменшити утворення оксидів азоту - основного джерела забруднення оточуючого середовища ВІДОМІ регенеративні пальникові пристрої [1] для різноманітних теплових агрегатів, в яких пара пальників з регенераторами, працюючи навперемінно через перемикальні пристрої, забезпечує економічне використання тепла Коефіцієнт корисної дії (ККД) таких пристроїв досягає 80 - 90%, а економія палива - 40 - 60% при підігріванні повітря до 1000°С і вище Температура відходящих газів понижується до 15° - 250°С Однак при високій температурі підігрівання повітря локальні високі температури у факелі пальників сприяє різкому збільшенню утворюваних оксидів азоту, вміст яких може перевищити гранично допустимі концентрації Найбільш близьким за технічною сутністю до запропонованого технічного рішення є регенеративний пристрій для роботи пари пальників [2], обраний авторами за прототип відрізняється тим, що насадок обладнаний шаром матеріалу, що поглинає, переважно, оксиди азоту, причому товщина шару визначається робочим діапазоном температури, яка сприяє найбільш ефективній роботі шару, а його гранулометричний склад відповідає гранулометричному складу вогнетривких елементів насадка 2 Регенеративний пальник за п 1, який відрізняється тим, що шар матеріалу, що поглинає, переважно, оксиди азоту, розміщений в окремій касеті Регенеративний пристрій містить пальник з пальниковим каналом і газовим соплом та теплоаккумулюючий насадок Пальник має живильний елемент для подачі, наприклад, водного розчину аміачної селітри в продукти згоряння з метою відновлення оксидів азоту В насадку знаходяться вогнетривкі елементи, поверхня яких вкрита каталізатором для стимулювання реакції низьких оксидів азоту Загальними суттєвими ознаками відомого та пристрою, що заявляється, є регенеративний пальник, який містить пальниковий канал з газовим соплом та насадок, заповнений вогнетривкими елементами При роботі відомого регенеративного пальника в продукти згорання при вході в насадок вводять водний розчин аміачної селітри для відновлення оксидів азоту Вогнетривкі елементи насадка мають покриття з металів платинової групи, яке прискорює процес відновлення Нанесення каталізатора на поверхню елементів насадка коштує дуже дорого, що пов'язано з використанням металів платинової групи або сполук, які, крім цього, внаслідок низької хімічної активності важко наносяться на поверхню В процесі експлуатації пальника елементи насадка підлягають очистці шляхом перемішування, що призводить до руйнування каталізатора, і як наслідок - надає надійність пристрою, тобто зменшується ступінь очистки димових газів від оксидів азоту Крім цього, внаслідок застосування водного 1 ю СО Ю 53577 розчину аміачної селітри, в димових газах з являється велика КІЛЬКІСТЬ пари, що негативно впливає на конструкцію димопроводів і ДИМОВІДСОСІВ і призводить до їх руйнування В основу винаходу поставлена задача вдосконалення регенеративного пальника, в якому шляхом модифікації конструкції насадка забезпечується висока ступінь очистки димових газів від оксидів азоту і зменшується вартість пристрою За рахунок цього підвищується надійність і економічність регенеративного пальника Поставлена задача вирішується тим, що в регенеративному пальнику, що містить пальниковий канал з газовим соплом і насадок, заповнений вогнетривкими елементами, ВІДПОВІДНО ДО винаходу, насадок обладнаний шаром матеріалу, що поглинає, переважно, оксиди азоту, причому товщина шару визначається робочим діапазоном температури, яка сприяє найбільш ефективній роботі шару, а його гранулометричний склад відповідає гранулометричному складу вогнетривких елементів насадка Крім того, шар матеріалу, що поглинає оксиди азоту, вміщується в окрему касету Запропонована авторами конструкція насадка з шаром поглинаючого матеріалу, товщина якого обумовлена робочимдіапазоном температури, забезпечує зменшення викидів оксидів азоту Суть викладеної переваги винаходу ілюструється фіг1, на якій наведено графік розподілу температури димових газів по висоті насадок, виконаного з корундових кульок діаметром 23мм Насадок має 500мм висоту робочого шару і при температурі диму на вході насадка 1250°С (дані отримані при роботі дослідного нагрівального колодязя) з опаленням регенеративними пальниками Дослідним шляхом доведено, що ефективна робота поглинаючого шару забезпечується в діапазоні температур 500° - 700°С (точки 1 - 2) При цьому товщина шару поглинаючого матеріалу буде дорівнювати Нпш В даному прикладі товщина поглинаючого шару 100 - 150мм При діаметрі кульок 23мм основний гранулометричний склад насадка має порозність 0,42 -ь 0,45 За цих умов забезпечується ефективна робота шару матеріалу, що поглинає оксиди азоту Дотримання умови рівності гранулометричного складу основного і поглинаючого шару призводить до зменшення гідравлічного опору димового тракту і не зменшує питому поверхню теплообміну При цьому зменшується енерговитрати при роботі печей Слід також зазначити, що поряд зі зниженням викидів оксидів азоту, така конструкція насадка дає можливість застосувати в його нижніх шарах більш дешевий матеріал З метою швидкої заміни шару матеріалу, що поглинає оксиди азоту, його вміщують в окрему касету Внаслідок проведеного пошуку заявником на виявлені технічні рішення, що мають ознаки, схожі з тими, що відрізняють заявлене рішення від відомих Таким чином, можна зробити висновок, що запропоноване технічне рішення є новим, має винахідницький рівень і промислово придатне Як показано на фіг 2, регенеративний пальник 1 містить пальниковий канал 2, в якому встановлено газове сопло 3, що примикає до камери 4, де знаходиться насадок 5, заповнений вогнетривкими елементами і шаром поглинаючого матеріалу 6 Шар 7 насадка 5 складається з матеріалу, що має меншу термостійкість і вогнетривкість, ніж основний матеріал, тому що має менше теплове навантаження Димові гази видаляються через патрубок 8 Пристрій працює таким чином, при відсмоктуванні димових газів з теплового агрегату (на фіг 2 не показаний) вони проходять через пальниковий канал 2 і верхній шар насадка 5, де за рахунок теплообміну віддають тепло При температурі, що відповідає точці 1 на фіг 1 гази надходять в шар поглинаючого матеріалу 6, в якому поглинаються оксиди азоту, що утворились в процесі горіння Частина їх тепла залишається в шарі 6, потім гази потрапляють в нижній шар 7 насадка 5, затим через патрубок 8 в систему димовідводу (на кресленні не показана) Джерела інформації 1 Аксельруд и др Нагревательные колодцы М , Металлургиздат, 1962 2 Опис до з РСТ №87/05988 Способ и устройство для работы пары горелок, МКИ4 F23L15/02, пул 08 10 87, ИСМ №22 53577 1» с 1200 1000 аоо Х.1 600 C L 400 А 20 0 ФІГ 0,4 И а с 1 ,я TOB "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24 ФІГ 2