Занурений газокисневий пальник

Занурений газокисневий пальник, що містить трубу подачі кисню, в якій коаксіально встановлено трубу подачі газу і у вихідному кінці якої встановлено сопло пальника з центральним каналом подачі газу і зовнішніми каналами подачі кисню, сорочку охолодження, якою обладнано вихідний кінець труби подачі кисню, а також камеру змішування та підпалу, який відрізняється тим, що в стінках сопла пальника під гострим кутом до осі центрального каналу подачі газу виконані додаткові канали, а трубу подачі газу виконано з можливістю осьового переміщення і обладнано механізмом для переміщення. Пропозиція належить до пальників для спалювання газу з роздільними каналами для подачі кисню та газу, а також до спеціальних пальників для барботажних печей. Занурений пальник може бути використаний у плавильних барботажних печах для отримання високотемпературних розплавів солей або силікатної сировини при переробці шкідливих речовин або виробництві шлакоситалів, мінераловатних виробів, золошлакового грануляту. Матеріали, які містять силікати, погано проводять тепло та не мають фіксованої температури плавлення. їх розмягчення, плавлення та перегрів до рідкотекучого стану відбуваються у інтервалі 30-150 С при температурах 850-1500 С у залежності від хімічного складу. При переробці плавленням таких матеріалів необхідні інтенсивне перемішування та високотемпературний розігрів усієї розплавленої маси. Відомий пальник [пат. США № 3260587 С1 65135, 07.1966] з зануреним вихлопом продуктів згоряння, який встановлено у днищі плавильної печі. Пальник містить циліндричну камеру згорання, яку виконано у вигляді футерованої зсередини оболо нки зі звуженням у вихідному кінці. У вхідній частині по осі камери згорання у її днищі встановлена кільцева газова камера, яка має вихідні отвори у боковій стінці, що виконані у радіальному напрямку під нахилом до центру камери згорання. Перфорована внутрішня стінка кільцевої газової камери є центральним підводом окислювача. Газова камера та центральний підвід з'єднані патрубками з джерелами газу та окиснювача (повітря) відповідно. У відомому пальнику газ та повітря подають у камеру згорання роздільними потоками, змішують там та запалюють електричною іскрою, високотемпературні продукти згорання подають у розплав. Однак, при використанні у якості окиснювача кисню, у відомому пальнику через розвиток високих температур швидко виходить з ладу футеровка камери згорання та відбувається прогорання пальника. Відомий також, вибраний як прототип пристрою, що заявляється, занурений пальник [патент 7 США № 7273582 М.кл. СО 3В 5/16, 09.2007], який містить трубу подачі кисню, в якій коаксиально встановлено трубу подачі газу, у вихідному кінці (19) UA (11) 89313 (13) (21) a200808772 (22) 03.07.2008 (24) 11.01.2010 (46) 11.01.2010, Бюл.№ 1, 2010 р. (72) ОЛАБІН ВОЛОДИМИР МИХАЙЛОВИЧ, МАКСИМУК ОЛЕКСАНДР БОРИСОВИЧ, НІКІТІНА ІРИНА ВАЛЕРІЇВНА, МАКСИМУК ДМИТРО ОЛЕКСАНДРОВИЧ (73) ІНСТИТУТ ГАЗУ НАЦІОНАЛЬНОЇ АКАДЕМІЇ НАУК УКРАЇНИ (56) US 3260587, 12.07.1966 US 7273582, 25.09.2007 UA 81322, 25.12.2007 SU 805008, 15.02.1981 RU 2101612, 10.01.1998 RU 2182283, 10.05.2002 RU 75710U, 20.08.2008 RU 2296267, 27.03.2007 DE 4329971, 16.03.1995 EP 2037173, 14.09.2007 C2 1 3 89313 4 якої встановлено сопло пальника з центральним палива і підвищить надійність та усталеність робоканалом подачі газу і зовнішніми каналами подачі ти пальника. кисню, а також сорочку охолодження, якою обладПальник зображено на кресленнях. На Фіг.1 нано вихідний кінець труби подачі кисню, камеру представлено поздовжній вертикальний перетин змішування та підпалу, утворену внутрішніми стінпальника, на Фіг.2 - вигляд по стрілці А. ками вихідного кінця труби подачі кисню та соплом Пальник містить трубу подачі кисню 1 з вихідпальника. Вихідні кінці труби подачі газу та труби ним кінцем 2, в середині якої співвісно встановлеподачі кисню підключені відповідно до джерел газу но трубу подачі газу 3. У вихідному кінці труби 3 та кисню. встановлено сопло пальника 4 з центральним каПри роботі відомого зануреного пальника на налом подачі газу 5 і зовнішніми каналами подачі печі при високому рівні розплаву у режимі інтенсикисню 6. У бокових стінках сопла пальника 4 виковного барботажу можливе розповсюдження зони нано під гострим кутом до осі центрального каналу максимального тепловиділення у внутрішній просподачі газу 5 додаткові канали 7. Вихідний кінець тір камери змішування та підпалу. Таке ж саме труби подачі кисню 2 обладнано сорочкою охолопереміщення високотемпературної зони у внутрідження 8. Внутрішні стінки вихідного кінця труби шній простір камери можливе при переході на інподачі кисню 2 та сопло пальника 4 утворюють ше газоподібне паливо, наприклад, пропан-бутан, камеру змішування та підпалу 9. Труба подачі газу що призводить до прогорання стінок камери, зни3 та труба подачі кисню 1 мають вхідні патрубки 10 ження ефективності використання палива та вихота 11, які підключені відповідно до джерел газу та ду із ладу пальника. кисню. Труба подачі газу 3 у своїй нижній частині В основу винаходу поставлена задача вдоскообладнана механізмом осьового переміщення 12. налення зануреного газокисневого пальника, в Пальник працює таким чином. Кисень подають якому шляхом модифікації конструкції сопла пальу вхідний патрубок 11 труби подачі кисню, а потім ника та виконання труби подачі газу з можливістю у зовнішні канали подачі кисню 6 сопла пальника осьового переміщення забезпечується винесення 4, далі кисень подають у камеру змішування та фронту горіння за межі камери змішування та підпідпалу 9. Газ подають у вхідний патрубок 10 трупалу і за рахунок цього збільшується ефективність би подачі газу, далі у сопло пальника 4, у центравикористання палива, надійність та усталеність льний канал подачі газу сопла 5 та у додаткові роботи пальника. канали 7 сопла, через які газ подають у камеру Поставлена задача вирішена тим, що у занузмішування та підпалу 9, де газ перемішують з реному газокисневому пальнику, що містить трубу киснем під час руху у напрямку до виходу. В осноподачі кисню, в якій коаксиально встановлено трувному процес сумішоутворення відбувається у бу подачі газу і у вихідному кінці якої встановлено супутніх струменях, що виходять з каналів 5 та 6, а сопло пальника з центральним каналом подачі меншу частину газу підмішують до кисню у перехгазу і зовнішніми каналами подачі кисню, сорочку ресних струменях, що виходять з додаткових каохолодження, якою обладнано вихідний кінець налів 7 та каналів 6. На виході з камери 9 суміш труби подачі кисню, камеру змішування та підпалу, підпалюють запальним факелом. За допомогою згідно з винаходом, у стінках сопла пальника під механізму осьового переміщення 12 проводять гострим кутом до осі центрального каналу подачі регулювання положення зони максимального тепгазу виконані додаткові канали, а трубу подачі газу ловиділення при горінні (фронту горіння) газокисвиконано з можливістю осьового переміщення і невої суміші у камері 9. Таке саме регулювання обладнано механізмом для переміщення. необхідно проводити при переході на інший вид Запропонована конструкція забезпечує покгазу. На розпалений пальник завантажують шихту ращення перемішування газу з киснем за рахунок та наплавляють ванну розплаву, у товщі якого і того, що частину газу підмішують попередньо до відбувається остаточний допал підпаленої газокикисню, подаючи його крізь додаткові канали у босневої суміші у пузирях, джерелом утворення яких кових стінках сопла, а виконання труби подачі газу служить камера 9. з можливістю осьового переміщення дозволяє за На дослідній плавильній печі в Інституті газу рахунок регулювання довжини камери перемішуНАН України було проведено порівняльні випровання та підпалу під час пуско-налагоджувальних бування пальника, який заявляється, та пальника робіт на печі з ванною розплаву або при переході прототипу. на інший вид газоподібного палива, наприклад, Проведено порівняльні вимірювання темперапропан-бутан, винести зону максимального теплотури полум'я та визначення положення зони маквиділення за межі камери, що зменшить витрати симального тепловиділення. Також досліджуватепла з водою охолодження стінок камери і за ралась надійність пальників. хунок цього збільшить ефективність використання 5 89313 6 Таблиця Результати порівняльних випробувань пальників Об'єкт Температура полум'я, °С Продуктивність печі, кг/год Пальник-прототип 2080 100 Пальник-пропозиція 2170 115 Встановлено, що продуктивність печі при варці скла з доменого шлаку з додаванням 25% базальту при використанні пальника, який заявляється, збільшилася з 100кг/год розплаву до 115кг/год розплаву без збільшення витрати палива, яка становила 30м3/год природного газу. Температура полум'я піднялась на 90 С. При роботі печі з пальником-прототипом з підвищеним рівнем розплаву Надійність Прогорання стінки після підвищення рівня розплаву на 25 % Прогорання не було після підвищення рівня розплаву на 80 % у ванні проти розрахункового на 25 %, що можливо під час промислової експлуатації, відбулось прогорання стінки камери змішування та підпалу, у той же час пальник, який заявляється, безаварійно працював при 80 % перевищенні робочого рівня розплаву. Пальниками, що пропонують, будуть обладнані мобільні печі знешкодження токсичних речовин. 7 Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 89313 8 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601