Спосіб гомогенізації розподілу тепла, а також зменшення кількості noх
Номер патенту: 102824
Опубліковано: 27.08.2013
Автори: Екман Томас, Гартз Матс, Рітзен Ола, Лугнет Андерс
Формула / Реферат
1. Спосіб гомогенізації розподілу тепла, а також зниження кількості NOx в продуктах згорання при експлуатації промислової печі (1) з принаймні одним традиційним пальником (2а, 2b, 2c, 2d), який використовує повітря як окислювач, де фурму (3а, 3b, 3с, 3d) вставляють в піч (1), при цьому додатковий окислювач, який містить принаймні 50 % газоподібного кисню, подають струменем в піч (1) крізь фурму (3а, 3b, 3с, 3d), а усю кількістю поданого кисню, частково в повітрі, частково в додатковому окислювачі, подають в наперед визначеному відношенні до кількості палива, яке подається крізь газоповітряний пальник (2а, 2b, 2c, 2d), який відрізняється тим, що, по-перше,
- принаймні 40 % поданого кисню подається в додатковому окислювачі,
- фурму (3а, 3b, 3с, 3d) встановлюють на відстані від газоповітряного пальника (2а, 2b, 2с, 2d), що становить принаймні 0,3 метра,
- додатковий окислювач подають струменем в піч (1) крізь фурму (3а, 3b, 3с, 3d) з принаймні звуковою швидкістю,
і, по-друге, додатковий окислювач подають тільки, коли газоповітряний пальник (2а, 2b, 2с, 2d) експлуатується при найнижчій потужності або потужності, вищій за певну найнижчу потужність.
2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що наперед визначене відношення між усім поданим окислювачем і поданим паливом є таким, що під час горіння присутній стехіометричний надлишок окислювача, і при цьому надлишок окислювача по відношенню до палива контролюють так, що лямбда є меншою при вищій порції додатково поданого окислювача.
3. Спосіб за будь-яким із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що в промисловій печі (1) для кожного пальника (2а, 2b, 2c, 2d) використовують тільки одну фурму (3а, 3b, 3с, 3d).
4. Спосіб за будь-яким із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що відстань (4) між пальником (2а, 2b, 2c, 2d) і фурмою (3а, 3b, 3с, 3d) становить 0,5-1,2 метра.
5. Спосіб за п. 4, який відрізняється тим, що відстань (4) між пальником (2а, 2b, 2с, 2d) і фурмою (3а, 3b, 3с, 3d) становить 0,7-0,9 метра.
6. Спосіб за будь-яким із пп. 1-3, який відрізняється тим, що відстань (4) між пальником (2а, 2b, 2c, 2d) і фурмою (3а, 3b, 3с, 3d) становить 1,5-4 діаметри кола, яке оточує усі живильні отвори для повітря, однак, становить принаймні 0,3 метра.
7. Спосіб за п. 6, який відрізняється тим, що відстань (4) між пальником (2а, 2b, 2с, 2d) і фурмою (3а, 3b, 3с, 3d) становить 2,5-4 характеристичні діаметри.
8. Спосіб за будь-яким із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що фурму (3а, 3b, 3с, 3d) встановлюють в такому напрямі, що струмінь додаткового окислювача не перетинає полум'я пальника (2а, 2b, 2c, 2d).
9. Спосіб за будь-яким із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що принаймні 50 % поданого кисню подають в додатковому окислювачі.
10. Спосіб за п. 9, який відрізняється тим, що 50-80 % поданого кисню подають в додатковому окислювачі.
11. Спосіб за будь-яким із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що окислювач, який подають за допомогою продувки, є окислювачем, який містить принаймні 85 масових відсотків кисню.
12. Спосіб за будь-яким із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що додатковий окислювач подають крізь надзвукове сопло у фурмі (3а, 3b, 3с, 3d).
13. Спосіб за будь-яким із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що додатковий окислювач подають зі швидкістю, що становить принаймні 1,5 швидкості звуку.
14. Спосіб за п. 13, який відрізняється тим, що додатковий окислювач подають зі швидкістю 1,5-1,8 швидкості звуку.
15. Спосіб за будь-яким із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що декілька пальників (2а, 2b, 2c, 2d) встановлюють з однією відповідною фурмою (3а, 3b, 3с, 3d), і при цьому відстань (5) між центрами двох сусідніх пальників, іншими словами відстань між відповідним центром двох таких пальників у площині, яка паралельна стінці печі, становить принаймні приблизно 2 метри.
16. Спосіб за будь-яким із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що декілька пальників (2а, 2b, 2c, 2d) встановлюють з однією відповідною фурмою (3а, 3b, 3с, 3d), і при цьому відстань (5) між центрами двох сусідніх пальників, іншими словами відстань між відповідним центром двох таких пальників в площині, яка паралельна стінці печі, становить принаймні приблизно 2 характеристичні діаметри.
17. Спосіб за будь-яким із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що певна найнижча потужність, іншими словами найнижча потужність для повітряного пальника (2а, 2b, 2с, 2d), при якій або вище якої подається додатковий окислювач, становить 20 % або вище від повної потужності.
Текст
Реферат: Описується спосіб гомогенізації розподілу тепла, а також зниження кількості NOx в продуктах згорання при експлуатації промислової печі (1) з принаймні одним традиційним пальником (2а, 2b, 2c, 2d), який використовує повітря як окислювач. Додатковий окислювач, який містить принаймні 50 % газоподібного кисню, спрямовують струменем в піч (1) крізь фурму (3а, 3b, 3с, 3d). Загальна кількість поданого кисню узгоджується з кількістю палива, яке подається крізь газоповітряний пальник (2а, 2b, 2c, 2d). Винахід характеризується, по-перше, тим, що принаймні 40 % поданого кисню подається в додатковому окислювачі, фурма (3а, 3b, 3с, 3d) встановлюється на відстані від газоповітряного пальника (2а, 2b, 2c, 2d), що становить принаймні 0,3 метра, і додатковий окислювач у вигляді струменя надходить в піч (1) крізь фурму (3а, 3b, 3с, 3d) з принаймні звуковою швидкістю, і, подруге, додатковий окислювач подається тільки, коли газоповітряний пальник (2а, 2b, 2c, 2d) експлуатується при певній найнижчій потужності або при вищій потужності. UA 102824 C2 (12) UA 102824 C2 UA 102824 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Сьогодні промислові печі широко використовуються для плавлення і, інакше кажучи, термообробки, наприклад, металів. Багато з цих печей використовують один або більшу кількість пальників традиційного типу, які живляться паливом, таким як пропан, масло, природний газ або подібне, і також живляться окислювачем. В багатьох випадках, повітря використовують як окислювач. Такі печі можуть мати різні розміри. Часто бажано підтримувати однорідний розподіл температури в печі, що може бути важко досяжним у випадку великих печей, оскільки конвективна теплопередача в печі стає менш ефективною при збільшенні об'єму. Як рішення цих проблем для використання в промислових печах були запропоновані так звані киснево-паливні пальники. В киснево-паливних пальниках газоподібний кисень використовується як окислювач. Такі пальники забезпечують вищу ефективність, завдяки чому потребується менша кількість палива для досягання того ж результату з точки зору нагрівання матеріалу, який повинен нагріватися в печі. Також, зменшується кількість одержаних сполук NOх. Однак, існує проблема, яка полягає в суттєвих грошових витратах на заміну в промисловій печі газоповітряного пальника на киснево-паливний пальник. Більше того, важко підтримувати однорідність високої температури в усьому об'ємі печі при використанні великих промислових печей, оскільки конвекція послаблюється внаслідок менших кількостей димних газів, одержуваних при менших робочих потужностях киснево-паливних пальників. Результатом є неоднорідна температура в печі з нестабільними властивостями виробництва, які пов'язані з цим. Іншим запропонованим рішенням, з іншого боку, є збільшення фракції газоподібного кисню в поданому повітрі. Однак, це створює інші проблеми, такі як зношення пальника і підвищені викиди оксидів азоту. Шведська заявка № 0601274-4 описує спосіб гомогенізації розподілу тепла і зменшення кількості NOх в продуктах згорання при використанні промислової печі, яка використовує повітря як окислювач в суміші з додатковим окислювачем, який подається за допомогою продувки. Тут, вираз "продувати" додатковий окислювач крізь "фурму" означає подавати додатковий окислювач до камери згорання в промисловій печі крізь живильний канал, розташований на відстані від пальника. Однак, залишкові продукти у вигляді сполук NO х, одержаних під час горіння у таких промислових печах, все ще створюють проблему. Це не бажано, оскільки сполуки NO х негативно впливають на навколишнє середовище і, оскільки, часто існують регулятивні обмеження, представлені для об'ємів сполук NOх, які можуть одержуватися в різних промислових процесах. Більше того, на практиці часто буде необхідним встановлення декількох фурм на пальник для уникнення асиметричних форм факела полум'я і при тому температурних градієнтів у просторі печі. Це створює не малі грошові витрати, оскільки повинні встановлюватися контрольні пристрої і інше периферійне обладнання. Документ WO 2007/126980 А2 описує пальник, у якому встановлюються фурми для додаткового палива, а також додаткового окислювача. Це рішення збільшує відносно великі кількості NOх. Представлений винахід вирішує вищезгадані проблеми. Тому, представлений винахід належить до способу гомогенізації розподілу тепла, а також зниження кількості NOх в продуктах згорання при експлуатації промислової печі з принаймні одним традиційним пальником, який використовує повітря як окислювач, де фурму вставляють в піч, подають струменем додатковий окислювач, який містить принаймні 50 % газоподібного кисню, в піч крізь фурму, а вся кількість поданого кисню, подається частково в повітрі, частково в додатковому окислювачі у наперед встановленому відношенні до кількості палива, яке подається крізь газоповітряний пальник, і відрізняється тим, що, по-перше, принаймні 40 % поданого кисню подається в додатковому окислювачі, при цьому фурма встановлюється на відстані від газоповітряного пальника, яка достатня для забезпечення кількості одержаного NO х в газах, які виділяються при горінні, з газоповітряного пальника, що становить на принаймні 30 % менше порівняно з кількістю NO х, яка повинна була одержуватися у випадку розташування фурми в самому газоповітряному пальнику, і при цьому додатковий окислювач подають струменем в піч крізь фурму з принаймні звуковою швидкістю, і, по-друге, додатковий окислювач подають тільки, коли газоповітряний пальник експлуатують при певній найнижчій потужності або вищій потужності. Винахід тепер буде описуватися детально з посиланням на ілюстративні варіанти виконання способу продувки згідно з винаходом і з посиланням на додані креслення, де: 1 UA 102824 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 на фіг. 1 зображено вид збоку промислової печі з пальниками, які використовують повітря як окислювач, де пальники в печі оснащені фурмою для додаткового окислювача у відповідності із способом представленого винаходу; на фіг. 2 зображено схему, яка показує потоки повітря, додаткового окислювача і палива для пальника, який експлуатується у відповідності з представленим винаходом. На фігурі 1 промислова піч 1 зображена збоку. Піч 1 нагрівається з використанням ряду з чотирьох традиційних газоповітряних пальників 2а, 2b, 2с, 2d. Пальники 2а, 2b, 2с, 2d працюють на маслі як паливі. Однак, паливо може бути будь-яким придатним паливом, таким як, наприклад, природний газ та інші тверді, рідкі або газоподібні вуглеводні. Насправді, винахід може використовуватися з будь-яким твердим, рідким або газоподібним промисловим паливом. Піч 1 є традиційною промисловою піччю і може використовуватися для нагрівання заготовок для подальшої обробки для зміни їх властивостей, для плавлення металевого матеріалу, для плавлення скла або для інших цілей. Представлений винахід особливо бажано використовувати в печах для безперервного нагрівання на ділянках розташування металевого матеріалу. У цьому випадку, одна, декілька або усі ділянки можуть переважно експлуатуватися шляхом використання способу згідно з представленим винаходом. Під час використання печі 1 з традиційними газоповітряними пальниками 2а, 2b, 2с, 2d без способу продувки згідно з представленим винаходом, при спалюванні палива як залишкові продукти будуть формуватися великі кількості сполук NO х. Більше того, в печі 1 буде важко підтримувати достатньо однорідну температуру для усіх бажаних застосувань. Згідно з представленим винаходом, для кожного пальника 2а, 2b, 2c, 2d відповідна фурма 3а, 3b, 3c, 3d встановлюється поруч з ним крізь стінку печі 1 всередину печі 1. Для одержання переваг представленого винаходу єдиний газоповітряний пальник необхідно тільки оснастити фурмою, хоча бажано оснащувати однією відповідною фурмою декілька газоповітряних пальників. Також можна, наприклад, оснастити на певній ділянці відповідною фурмою тільки деяку кількість пальників. Кожна відповідна фурма 3а, 3b, 3с, 3d вставляється крізь відповідний отвір (не зображений) з проходженням крізь стінку печі 1, а поверхня його торця, яка орієнтована всередину печі 1, встановлюється в положення по суті на рівні з поверхнею внутрішньої стінки печі 1. Крізь фурму 3а, 3b, 3c, 3d в піч 1 подається додатковий окислювач на додаток до повітря, яке подається крізь пальники 2а, 2b, 2c, 2d. Додатковий окислювач містить принаймні 50 масових відсотків кисню, переважно принаймні 60 масових відсотків кисню і більш переважно принаймні 85 масових відсотків кисню. Окислювач подається до фурми 3а, 3b, 3c, 3d при надлишковому тиску, призводячи до випускання його струменем з фурми 3а, 3b, 3c, 3d зі звуковою швидкістю або швидше. Таким чином, згідно з винаходом, додатковий окислювач подається з високою швидкістю. Тому, бажано, щоб надзвукові сопла використовувались у фурмах 3а, 3b, 3с, 3d так, щоб додатковий окислювач подавався крізь принаймні одне таке надзвукове сопло. Згідно з найбільш переважним варіантом виконання, додатковий окислювач подається при надмірному тиску, що становить принаймні приблизно 6 бар, більш переважно принаймні приблизно 9 бар, і зі швидкістю 1,5-1,8 Мах, більш переважно - 1,6-1,8 Мах, найбільш переважно - 1,7-1,8 Мах. Оскільки струмінь додаткового окислювача подається в піч 1 крізь фурми 3а, 3b, 3с, 3d на додаток до окислювача, вже поданого в піч 1 крізь пальники 2а, 2b, 2c, 2d, необхідно, щоб подача повітря до пальників 2а, 2b, 2c, 2d регулювалась знизу для підтримування певної бажаної масової пропорції між поданим паливом і загальною кількістю поданого окислювача. Таким чином, подача окислювача до пальників 2а, 2b, 2с, 2d регулюється внизу так, що зберігається бажана масова пропорція в залежності від кількості окислювача, поданого крізь фурми За, 3b, 3с, 3d. Для досягання переваг представленого винаходу, настільки, наскільки це стосується пальників 2а, 2b, 2c, 2d, які мають відповідну фурму 3а, 3b, 3c, 3d, принаймні 40 % загальної кількості поданого кисню повинно подаватися крізь фурми 3а, 3b, 3с, 3d. Переважно принаймні приблизно 50 %, найбільш переважно 50-80 % кисню подається до печі 1 крізь фурми 3а, 3b, 3с, 3d, а решта кисню подається крізь газоповітряні пальники 2а, 2b, 2c, 2d. Ці пропорції є дійсними під час роботи при або майже при повній потужності. Дивіться опис фігури 2, наведений нижче. Коли додатковий окислювач у цей спосіб подається до камери згорання при дуже високих швидкостях, то в печі 1 досягається потужна рециркуляція продуктів згорання. Насправді, винахідники виявили, що можна зробити факели полум'я такими великими, що вони заповнять по суті увесь простір промислової печі, яка нагрівається пальниками 2а, 2b, 2с, 2 UA 102824 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 2d. Це відбувається без факелів полум'я, які виходять з печі 1 крізь вихлопну систему. Температура димних газів замість цього спадає і, таким чином, зростає ефективність печі 1. Це, у свою чергу, пов'язано з певними перевагами. По-перше, температура горіння спадає завдяки розрідженню до таких рівнів, що формування сполук NO х сильно послаблюється під час горіння, що є бажаним. По-друге, винахідники мали змогу встановити, що продувка окислювача при вищевказаних високих швидкостях створює таку турбулентність і, таким чином, конвекцію всередині печі 1, що однорідність температури зростає дуже сильно порівняно з продувкою, яка відбувається при нижчих швидкостях. Це, у свою чергу, також призводить до стабільної роботи під час використання неї у дуже великих промислових печах. Більше того, винахідники, на подив, виявили, що ці переваги посилюються у випадку, коли вищеописані високі швидкості продувки поєднуються з розміщенням кожної фурми 3а, 3b, 3c, 3d на певній відстані від відповідного пальника 2а, 2b, 2c, 2d. Таким чином, згідно з винаходом, кожна відповідна фурма 3а, 3b, 3с, 3d розміщується на відстані від відповідного пальника 2а, 2b, 2c, 2d, яка достатня для зниження кількості одержаного NOх в димних газах з пальника 2а, 2b, 2c, 2d на принаймні 30 % порівняно з кількістю одержаного NOх, яка при тій же швидкості продувки повинна формуватися у випадку, коли фурма повинна розташовуватися всередині самого пальника 2а, 2b, 2c, 2d, іншими словами, фурма 3а, 3b, 3с, 3d повинна відкриватися в просторі, який паралельний відносно внутрішньої частини стінки печі 1, і який зайнятий пальником 2а, 2b, 2c, 2d. В залежності від реального застосування, типова придатна відстань 4 між газоповітряним пальником 2а, 2b, 2c, 2d і фурмою 3а, 3b, 3с, 3d становить принаймні 0,3 метра, переважно 0,51,2 метра, переважно 0,7-0,9 метра. В інших застосуваннях відстань може становити 1,5-4 характеристичних діаметри, більш переважно 2,5-4 характеристичних діаметри, однак, принаймні 0,3 метра. Характеристичний діаметр є діаметром кола, яке оточує усі живильні отвори для первинного окислювача. Зазвичай, первинний окислювач подається крізь отвір, крізь кільцеподібну щілину або крізь декілька отворів, виконаних разом з одним або декількома колами, означаючи, що центри отворів розташовані вздовж одного або декількох концентричних кіл. Придатна відстань 5 між центрами двох сусідніх пальників, іншими словами, відстань між відповідним центром двох сусідніх пальників у вищезгаданій площині, яка паралельна стінці печі 1, становить принаймні приблизно 2 характеристичні діаметри або принаймні 2 метри. На додаток до переваги, яка полягає у тому, що кількість одержаного NO х сильно зменшується при вищеописаних високих швидкостях продувки, з'являється перевага, яка полягає у непотрібності декількох фурм на пальник 2а, 2b, 2c, 2d для досягання достатньої симетрії полум'я. Причиною цьому є сильна турбулентність, яка з'являється під час роботи згідно з представленим винаходом. Бажано, щоб кожна відповідна фурма 3а, 3d, 3c, 3d встановлювалась під таким кутом до відповідного пальника 2а, 2b, 2c, 2d, щоб струмінь додаткового окислювача не перетинав полум'я з відповідного пальника 2а, 2b, 2c, 2d. Згідно з одним варіантом виконання, продутий струмінь додаткового окислювача спрямовується паралельно полум'ю. Згідно з іншим варіантом виконання, додатковий окислювач спрямовується дещо в сторону від полум'я. Це приводить до більш однорідного перемішування газів в печі перед тим як додатковий окислювач вступить у реакцію з паливом, що додатково підвищує однорідність температури в печі 1. На фігурі 1 також головним чином зображений контрольний пристрій 6, який контролює подачу палива до повітряного пальника 2d за допомогою каналу 8 для палива і повітря - за допомогою каналу 9 для повітря. Більше того, контрольний пристрій 6 контролює за допомогою каналу 7 для додаткового окислювача подачу такого додаткового окислювача до фурми 3d, з'єднаної з пальником 2d. Таким чином, контрольний пристрій 6 встановлений для контролю подачі як палива так і повітря та додаткового окислювача до пальника 2d. Згідно з переважним варіантом виконання, існує окремо діючий контрольний пристрій, встановлений для контролю роботи кожного пальника 2а, 2b, 2c, 2d, який оснащений фурмою так, що робота кожного такого пальника 2а, 2b, 2с, 2d може контролюватися окремо. Однак, для ясності на фігурі 1 зображений тільки один такий контрольний пристрій 6. Зрозуміло, що окремі контрольні пристрої також можуть передбачатися у формі єдиного або меншої кількості контрольних пристроїв, який сам по собі традиційним способом контролює різні пальники і окремо з'єднані з ними фурми. При застосуванні представленого винаходу в печі 1, згідно з переважним варіантом виконання, додатковий окислювач подається тільки, коли пальник 2а, 2b, 2c, 2d експлуатується 3 UA 102824 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 принаймні при певній найнижчій потужності, тобто, при потужності, яка знаходиться в інтервалі між певною найнижчою потужністю і повною потужністю пальника 2а, 2b, 2с, 2d. Це можна чітко побачити на фігурі 2, яка у вигляді функції від часу зображає роботу газоповітряного пальника, який використовує масло як паливо, з використанням способу з додатковою продувкою окислювача згідно з представленим винаходом під час вмикання саме такого пальника. Таким чином, на схемі зображено потік масла (суцільна лінія, л/год., права 3 гілка осі Y), повітря (штрихова лінія, Nм /год., ліва гілка осі Y) і додаткового поданого 3 окислювача (штрих пунктирна лінія, Nм /год., ліва гілка осі Y) для пальника у вигляді функції від часу після початку роботи (вісь X). Під час настроювання пальника з встановленням вищих потужностей з пасивного стану, функції, які представляють потік масла, повітря і додаткового окислювача, одержуються подібно до тих, що зображені на фігурі 2. При низьких потужностях потік масла в пальнику безперервно посилюється при зростанні потужності пальника. На початку пальник експлуатується тільки з повітрям як окислювачем. Коли потужність пальника зростає вище певної точки, у якій холостий повітряний потік пальника більше не є достатнім для його живлення (на фігурі 2, це відбувається при відношенні 10:14:45), то повітряний потік починає помітно збільшуватися. Для того, щоб після цього додатково підвищувати потужність пальника, починається подача додаткового окислювача (приблизно при відношенні 10:16:45) по фурмі, розташованій на відстані від пальника. Подача додаткового окислювача починається, як зазначено вище, коли пальник експлуатується з певною найнижчою потужністю. Згідно з переважним варіантом виконання, ця найнижча потужність становить 20 % або вище максимальної потужності повітряного пальника. Згідно з додатковим переважним варіантом виконання, найнижча потужність становить 25 % або вище максимальної потужності пальника. Після цього, потік додатково поданого окислювача збільшується в залежності від збільшення потоку палива до бажаної робочої потужності. Потік повітря, з іншого боку, знову встановлюється холостим. Під час цього повного процесу відношення між, з одного боку, загальною кількістю кисню в повітрі і в поданому додатковому окислювачі і, з іншого боку, кількістю палива, утримується рівним наперед встановленій величині. Ця наперед встановлена величина може бути сталою або функцією відношення кількості додаткового окислювача до кількості повітря. Згідно з переважним варіантом виконання, стехіометричне співвідношення між поданим паливом і усім поданим окислювачем є таким, що досягається майже стехіометрична суміш. Вираз "майже стехіометрична суміш" означає прямування до величин лямбда, що становлять приблизно 0,95-1,2. Бажано, щоб ця майже стехіометрична суміш досягалась для будь-якого окремого пальника, для певної зони горіння або в цілому для печі. Згідно з іншим переважним варіантом виконання, вище співвідношення (переважно лямбда становить 1,15) використовується при застосуванні тільки повітря, тобто при нижчих потужностях спалювання, і менше співвідношення (переважно лямбда становить 1,05) - при використанні більшої порції додаткового окислювача, тобто при вищих потужностях спалювання. Головним чином, бажано, щоб надлишок усього окислювача по відношенню до палива контролювався так, щоб лямбда було нижчим при більшій порції додаткового окислювача. Тут вираз "лямбда" використовується з розумінням того, що, наприклад, коли лямбда = 1,15, це означає, що присутній надлишок кисню 15 % стехіометрично необхідної кількості кисню для повного окислення палива. Коли окислювач подається в таких порціях, то додаткове підвищення ефективності процесу досягається таким чином поданим окислювачем, який покращує горіння в нагрітій печі і вносить вклад у подальше зниження викидів NO х при зменшенні кількості азоту, який подається для спалювання в повітрі для процесу горіння. Більше того, додатково послаблена вимога для повітря, яка витікає з цього принципу контролю, робить можливим досягати навіть більшу регенерацію тепла у випадку, де повітря для процесу горіння попередньо нагрівається, чому віддається перевага. Таким чином, співвідношення, яке має місце між поданим киснем і подачею повітря до пальника та продутим окислювачем, буде сильно змінюватися в залежності від різних робочих потужностей пальника. Особливо, увесь поданий кисень буде одержуватися при подачі повітря до пальника при потужностях, нижчих за певну найнижчу потужність, і принаймні 40 % поданого кисню буде одержуватися з додаткового окислювача під час роботи при повній або майже повній потужності. 4 UA 102824 C2 5 10 15 20 На додаток до вищеописаних переваг, спосіб, який використовує змінну кількість продутого додаткового окислювача згідно з вищезгаданим, таким чином, робить можливим ефективно експлуатувати існуючий повітряний пальник у дуже широкому інтервалі потужності у випадку, коли фурма згідно з представленим винаходом встановлюється із з'єднанням з пальником. Згідно з переважним аспектом представленого винаходу, під час нових встановлень, один або декілька повітряних пальників встановлюються разом з однією або декількома фурмами вищеописаного типу. Згідно з цим аспектом, встановлюються тільки повітряні пальники, які мають таку велику потужність, яка відповідає дещо більшому за нормальне холосте споживання повітря згідно з вищезгаданим. Потім решта окислювача подається за допомогою такої продувки додаткового окислювача, як це описано вище. Це приводить до значної економії грошей, що стосується вентиляції, попереднього нагрівання, обладнання для контролю і введення повітря. Вище були описані переважні варіанти виконання. Однак, для фахівця у цій галузі очевидно, що в них можуть вноситися багато модифікацій без виходу за рамки винаходу. Таким чином, винахід не повинен обмежуватися описаними варіантами виконання, а скоріше змінюватися в рамках доданої формули винаходу. Наприклад, вищеописане відношення між усім поданим окислювачем і паливом не повинно бути ефективним для усіх окремо встановлених пар фурм для додаткового окислювача і повітряних пальників. Замість цього, співвідношення може досягатися повною подачею повітря і додаткового продутого окислювача крізь групу з однієї або більшої кількості фурм в поєднанні з одним або більшою кількістю газоповітряних пальників, який балансується відносно усієї поданої кількості палива в групі. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 25 30 35 40 45 50 55 60 1. Спосіб гомогенізації розподілу тепла, а також зниження кількості NOx в продуктах згорання при експлуатації промислової печі (1) з принаймні одним традиційним пальником (2а, 2b, 2c, 2d), який використовує повітря як окислювач, де фурму (3а, 3b, 3с, 3d) вставляють в піч (1), при цьому додатковий окислювач, який містить принаймні 50 % газоподібного кисню, подають струменем в піч (1) крізь фурму (3а, 3b, 3с, 3d), а усю кількість поданого кисню, частково в повітрі, частково в додатковому окислювачі, подають в наперед визначеному відношенні до кількості палива, яке подається крізь газоповітряний пальник (2а, 2b, 2c, 2d), який відрізняється тим, що, по-перше, - принаймні 40 % поданого кисню подається в додатковому окислювачі, - фурму (3а, 3b, 3с, 3d) встановлюють на відстані від газоповітряного пальника (2а, 2b, 2с, 2d), що становить принаймні 0,3 метра, - додатковий окислювач подають струменем в піч (1) крізь фурму (3а, 3b, 3с, 3d) з принаймні звуковою швидкістю, і, по-друге, додатковий окислювач подають тільки, коли газоповітряний пальник (2а, 2b, 2с, 2d) експлуатується при найнижчій потужності або потужності, вищій за певну найнижчу потужність. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що наперед визначене відношення між усім поданим окислювачем і поданим паливом є таким, що під час горіння присутній стехіометричний надлишок окислювача, і при цьому надлишок окислювача по відношенню до палива контролюють так, що лямбда є меншою при вищій порції додатково поданого окислювача. 3. Спосіб за будь-яким із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що в промисловій печі (1) для кожного пальника (2а, 2b, 2c, 2d) використовують тільки одну фурму (3а, 3b, 3с, 3d). 4. Спосіб за будь-яким із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що відстань (4) між пальником (2а, 2b, 2c, 2d) і фурмою (3а, 3b, 3с, 3d) становить 0,5-1,2 метра. 5. Спосіб за п. 4, який відрізняється тим, що відстань (4) між пальником (2а, 2b, 2с, 2d) і фурмою (3а, 3b, 3с, 3d) становить 0,7-0,9 метра. 6. Спосіб за будь-яким із пп. 1-3, який відрізняється тим, що відстань (4) між пальником (2а, 2b, 2c, 2d) і фурмою (3а, 3b, 3с, 3d) становить 1,5-4 діаметри кола, яке оточує усі живильні отвори для повітря, однак, становить принаймні 0,3 метра. 7. Спосіб за п. 6, який відрізняється тим, що відстань (4) між пальником (2а, 2b, 2с, 2d) і фурмою (3а, 3b, 3с, 3d) становить 2,5-4 характеристичні діаметри. 8. Спосіб за будь-яким із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що фурму (3а, 3b, 3с, 3d) встановлюють в такому напрямі, що струмінь додаткового окислювача не перетинає полум'я пальника (2а, 2b, 2c, 2d). 9. Спосіб за будь-яким із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що принаймні 50 % поданого кисню подають в додатковому окислювачі. 5 UA 102824 C2 5 10 15 20 25 10. Спосіб за п. 9, який відрізняється тим, що 50-80 % поданого кисню подають в додатковому окислювачі. 11. Спосіб за будь-яким із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що окислювач, який подають за допомогою продувки, є окислювачем, який містить принаймні 85 масових відсотків кисню. 12. Спосіб за будь-яким із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що додатковий окислювач подають крізь надзвукове сопло у фурмі (3а, 3b, 3с, 3d). 13. Спосіб за будь-яким із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що додатковий окислювач подають зі швидкістю, що становить принаймні 1,5 швидкості звуку. 14. Спосіб за п. 13, який відрізняється тим, що додатковий окислювач подають зі швидкістю 1,5-1,8 швидкості звуку. 15. Спосіб за будь-яким із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що декілька пальників (2а, 2b, 2c, 2d) встановлюють з однією відповідною фурмою (3а, 3b, 3с, 3d), і при цьому відстань (5) між центрами двох сусідніх пальників, іншими словами відстань між відповідним центром двох таких пальників у площині, яка паралельна стінці печі, становить принаймні приблизно 2 метри. 16. Спосіб за будь-яким із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що декілька пальників (2а, 2b, 2c, 2d) встановлюють з однією відповідною фурмою (3а, 3b, 3с, 3d), і при цьому відстань (5) між центрами двох сусідніх пальників, іншими словами відстань між відповідним центром двох таких пальників в площині, яка паралельна стінці печі, становить принаймні приблизно 2 характеристичні діаметри. 17. Спосіб за будь-яким із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що певна найнижча потужність, іншими словами найнижча потужність для повітряного пальника (2а, 2b, 2с, 2d), при якій або вище якої подається додатковий окислювач, становить 20 % або вище від повної потужності. 6 UA 102824 C2 Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 7
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюMethod for homogenizing the heat distribution as well as decreasing the amount of nox
Автори англійськоюEkman Tomas, Gartz Mats, Lugnet Anders, Ritzen Ola
Назва патенту російськоюСпособ гомогенизации распределения тепла, а также уменьшения количества nox
Автори російськоюЭкман Томас, Гартз Матс, Лугнет Андерс, Ритзен Ола
МПК / Мітки
МПК: F23L 7/00
Мітки: також, зменшення, гомогенізації, тепла, розподілу, спосіб, кількості
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/9-102824-sposib-gomogenizaci-rozpodilu-tepla-a-takozh-zmenshennya-kilkosti-nokh.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб гомогенізації розподілу тепла, а також зменшення кількості noх</a>
Попередній патент: Спосіб здійснення персонального сеансу зв’язку між користувачем мережі передачі даних і користувачем телефонної мережі (варіанти)
Наступний патент: Фармацевтична композиція, одержана вологим гранулюванням із використанням речовини, що зв’язує воду
Випадковий патент: Спосіб утилізації твердопаливних елементів