RS55983B1 - Gorionik sa zračećom grejnom cevi sa internom i eksternom rekuperacijom - Google Patents
Gorionik sa zračećom grejnom cevi sa internom i eksternom rekuperacijomInfo
- Publication number
- RS55983B1 RS55983B1 RS20170456A RSP20170456A RS55983B1 RS 55983 B1 RS55983 B1 RS 55983B1 RS 20170456 A RS20170456 A RS 20170456A RS P20170456 A RSP20170456 A RS P20170456A RS 55983 B1 RS55983 B1 RS 55983B1
- Authority
- RS
- Serbia
- Prior art keywords
- fuel
- oxidizing agent
- burner
- flue gas
- recuperator
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
- F23D14/12—Radiant burners
- F23D14/126—Radiant burners cooperating with refractory wall surfaces
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
- F23L15/00—Heating of air supplied for combustion
- F23L15/04—Arrangements of recuperators
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D2900/00—Special features of, or arrangements for burners using fluid fuels or solid fuels suspended in a carrier gas
- F23D2900/00006—Liquid fuel burners using pure oxygen or oxygen-enriched air as oxidant
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
- F23L2900/00—Special arrangements for supplying or treating air or oxidant for combustion; Injecting inert gas, water or steam into the combustion chamber
- F23L2900/15043—Preheating combustion air by heat recovery means located in the chimney, e.g. for home heating devices
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/34—Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion Of Fluid Fuel (AREA)
- Air Supply (AREA)
Description
Opis
[0001] Pronalazak se odnosi na uređaj za oksidaciju zapaljivih materija, sa gorionikom ugrađenim u zid komore peći, koja ima kanal za gorivo koji ulazi u prostor za reakciju i najmanje jedan kanal za oksidaciono sredstvo u svrhu spajanja goriva odn. oksidacionog sredstva, jedan kanal za odvod dimnog gasa iz prostora za reakciju i prvi rekuperator koji termički spaja kanal za odvod dimnog gasa sa kanalom za oksidaciono sredstvo i kanalom za gorivo i obuhvata površine izmenjivača toplote, pri čemu je gorionik van komore peći priključen na vod za izduvni gas koji je protočno povezan sa kanalom za odvod dimnog gasa, na vod za dovod goriva koji je protočno povezan sa kanalom za gorivo i na vod za dovod oksidacionog sredstva koji je protočno povezan sa kanalom za oksidaciono sredstvo.
Pronalazak se osim toga odnosi na odgovarajući postupak oksidacije goriva.
[0002] Grejanje komora peći sa direktnim ili indirektnim grejanjem preko oksidacije goriva je poznata. Pri direktnom grejanju se gorivo, na primer ulje ili prirodni gas, pomoću gorionika i oksidacionog sredstva, na primer vazduha ili kiseonika unosi u komoru peći i tamo sagoreva. Dimni gasovi koji nastanu se zatim odvode preko kanala za odvod dimnih gasova. Kod brojnih primena u metalurgiji je potrebno indirektno grejanje komore peći, koje se u skladu sa stanjem tehnike najčešće postiže električnim grjačima ili zračećim grejnim cevima. Infgracrvene grejne cevi se obično zagrevaju gasnim ili uljnim gorionicima uz upotrebu vazduha ili gasa bogatog kiseonikom kao oksidacionog sredstva, koji se prihvataju unuitar zračeće grejne cevi od metala ili keramičkog materijala. Dopremanje toplotne energije u komoru peći se vrši zračenjem ili konvekcijom atmosfere komore peći koja se zagreva na spoljnoj površini zračeće cevi, a da pri tom ne dolazi do direktnog kontakta dimnih gasova sa atmosferom komore peći. Dimni gasovi se odvode iz zračeće cevi neposredno preko kanala za odvod dimnih gasova.
[0003] Primer zračeće cevi projektovane za grejanje uljem se može pronaći u stručnom članku autora A. Munko, F. Kleine Jäger, H. Köhler: "Neue Brennertechnik für Strahlheizrohre in Thermoprozessanlagen(Nova tehnika gorionika za zračeće grejne cevi u termičkim procesnim postrojenjima)", BWK 54 (2002) br.9. Kod tamo opisanog predmeta se smeša primarnog vazduha i goriva pomeša u cevi isparivača i zagreva tako da tečno gorivo ispari. Toplotu koja je za to potrebna, obezbeđuju zagrejani izduvni gasovi, transfer toplote sa zagrejanih komponenata gorionika i toplotno zračenje usmereno uzvodno. Na izlazu cevi isparivača se smeša vazduha i goriva bez sagorevanja unosi u cev plamenika koja se nastavlja na cev isparivača, tamo se dovodi u dodir sa sekundarnim vazduhom, koji je prethodno razmenom toplote sa izduvnim gasom zagrejan rekuperatorom raspoređenog unutar zračeće grejne cevi. U cevi plamenika se vrši mešanje struja gasa i zatim sagorevanje. Gorionik i cev plamenika su pri tom konstruisani tako da se u stacionarnom pogonu zračeće grejne cevi dimni gasovi nastali usled sagorevanja delimično vraćaju nazad i zajedno sa smešom goriva i vazduha uvode u cev plamenika (recirkulacija).
[0004] U US 2005/0239005 A1 je opisana aparatura za termičku obradu, koja može biti izvedena kao zračeća grejna ploča ili gorionik i kod koje se kao oksidaciono sredstvo koristi kiseonik čistoće od najmanje 80Vol-%. Sagorevanje sa kiseonikom odn. gasom sa udelom kiseonika većim od onog u vazduhu, umesto sa vazduhom dovodi do smanjenih koncentracija NOxu izduvnom gasu. Ovde se takođe vrši recirkulacija izduvnog gasa, kao i prethodno zagrevanje dovedenog kiseonika putem razmene toplote sa odvedenim dimnim gasom u rekuperatoru raspoređenom unutar gorionika.
[0005] U WO 2004/029511 A1 je takođe prikazana zračeća grejna cev sa recirkulacijom izduvnog gasa, kao i unutrašnjim rekuperatorom, kod kojeg se preosatala toplota izduvnog gasa preko spoljnih zidova cevovoda sa oksidacionim sredstvom prenosi na oksidaciono sredstvo.
[0006] U US 2009/0269710 A1 je takođe opisana zračeća grejna cev, koja je opremljena unutrašnjim rekuperatorom. Kod ovog predmeta pronalaska se izduvni gasovi vode kroz centralno raspoređenu cev, čiji zidovi se koriste kao površine izmenjivača toplote za zagrevanje oksidacionog sredstva ili goriva koje prolazi spolja pored cevi za izduvni gas.
[0007] Zadatak pronalaska je da dodatno poveća efikasnost sagorevanja pri upotrebi gorionika sa rekuperatorom.
[0008] Ovaj zadatak se rešava pomoću uređaja sa karakteristikama prema patentnom zahtevu 1 i pomoću postupka sa karakteristikama patentnog zahteva 6.
[0009] Uređaj vrste i namene navedene na početku prema tome je naznačen time da je gorionik van komore peći priključen na vod za izduvni gas koji je protočno spojen sa kanalom za odvod dimnog gasa, na vod za dovod goriva koji je protočno spojen sa kanalom za gorivo i dovod za oksidaciono sredstvo koji je protočno spojen na kanal za oksidaciono sredstvo, pri čemu su vod za izduvni gas sa dovodom za oksidaciono sredstvo i dovod za gorivo na površinama toplotnog izmenjivača predviđenim u drugom rekuperatoru međusobno termički spojeni.
[0010] U gorioniku prema ovom pronalasku se prema tome odvija dvostepeno zagrevanje, pri čemu do prvog stepena dolazi van komore peći prilikom dovoda oksidacionog sredstva odn. goriva na gorionik (drugi rekuperator) a do drugog stepena unutar gorionika (prvi rekuperator). Preko prvog rejkuperatora se unutar komore peći jedan deo toplote dimnog gasa prenosi na oksidaciono sredstvo i/ili gorivo. Ako se pri tom oksidaciono sredstvo u gorioniku odn. prvom rekuperaotu vodi kroz više kanala za oksidaciono sredstvo, onda su po pravilu i svi kanali za oksidaciono sredstvo termički povezani sa vraćenim dimnim gasom.
Raspoređivanjem drugog rekuperatora van komore peći, i preostala toplota koja je posle prolaska kroz prvi rekuperator sadržana u dimnom gasu može da se koristi za zagrevanje oksidacionog sredstva i/ili goriva. Zagrevanjem se dodatno povećava efikasnost sagorevanja. Za razliku od gorionika rekuperatora u skladu sa stanjem tehnike prema pronalasku postoji mogućnost da se ne samo oksidaciono sredstvo, već i gorivo zagreva u prvom i/ili drugom rekuperatoru. Gorionik prema ovom pronalasku se posebno može koristiti u pećima za metaluršku toplotnu obradu.
[0011] Kao prostor za reakciju u obzir dolazi cela komora peći, ukoliko se gorivo i oksidaciono sredstvo direktno ubacuju u komoru peći i ako se dimni gas iz komore peći najmanje delimično odvodi kroz kanal za odvod goriva sa prvim rekuperatorom predviđenog u gorioniku. Međutim, kod posebno preferiranog izvođenja pronalaska je predviđeno daje kao prostor za reakciju predviđena zračeća grejna cev dodeljena gorioniku. To znači da se sagorevanje ne vrši u komori peći, već unutar infracrcvene grejne cevi zatvorenoj prema spolja, i zagrevanje komore peći se vrši indirektno preko zračenja koje dolazi od zračeće grejne cevi odn. konvekcijom, zagrevanjem atmosfere komore peći koja dolazi u dodir sa spoljnom površinom zračeće grejne cevi. Kao oksidaciono sredstvo je preferirano predviđen kiseonik. Pod "kiseonik" se ovde podrazumeva gas sa udelom kiseonika od najmanje 90 Vol.-%, preferirano najmanje 95 Vol.-%. Korišćenje kiseonika umesto vazduha s jedne strane dovodi do manjih koncentracija NOxu izduvnom gasu, a s druge strane do viših temperatura plamena i shodno tome do viših temperatura u izduvnom gasu, usled čega dvostepeno zagrevanje postaje posebno ekonomično.
[0012] Kao gorivo može biti predviđeno gasovito gorivo kao što je na primer prirodni gas, ali se mogu koristiti i tečna ili praškasta goriva, kao što su na primer ulje ili ugljena prašina. Međutim, posebno u slučaju korišćenja kiseonika kao oksidacionog sredstva je uređaj prema ovom pronalasku pogodan i za sagorevanje niskokaloričnih goriva. Pod "niskokaloričnim gorivima" ovde treba podrazumevati goriva koja sa manje od 35 MJ/kg, a posebno između 1,5 i 20 MJ/kg imaju značajno manji koeficijent sagorevanja nego prirodni gas ili lož-ulje, a posebno gasovita goriva poput gasa visoke peći, gradskog plina, gasa peći za koks ili gasa konvertera. Kako bi se povećala vrednost sagorevabnja, moguće je koristiti i smeše, kao na primer smeša prirodnog gasa sa jednim ili više navedenoh gasova ili nekim drugim niskokaloričnim gorivom, pri čemu se kao rezultat dobija gorivo, čija vrednost sagorevanja se nalazi između prirodnog gasa i korišćen(og/ih) niskokaloričn(og/ih) goriva.
[0013] Kod još jednog preferiranog izvođenja ovog pronalaska je predviđeno da unutar kućišta gorionika u svrhu omogućavanja postepenog sagorevanja postoje kanali za prvo i drugo oksidaciono sredstvo, koji su protočno spojeni sa dovodima za prvo odn. drugo oksidaciono sredstvo. Preko postepenog sagorevanja može da se reguliše temperatura plamena. U slučaju upotrebe zračeće grejne cevi kao prostora za reakciju se na taj način posebno sprečava pregrevanje zračeće grejne cevi. Pri tom jedan ili oba dovoda za oksidaciono sredstvo u drugom rekuperatoru mogu biti termički spojena sa vodom za izduvni gas. Takođe može jedan ili mogu oba kanala za oksidaciono sredstvo u prvom rekuperatoru unutar gorionika biti termički spojeni sa kanalom za odvo dimnog gasa, što znači da mora da se izvrši zagrevanje oba ili samo jednog oksidacionog sredstva.
[0014] Zadatak pronalaska se rešava i postupkom sa karakteristikama patentnog zahteva 6.
[0015] U skladu sa postupkom prema ovom pronalasku se u svrhu zagrevanja komore peći prostoru za reakciju kroz kanale za dovod goriva odn. oksidacionog sredstva dovodi gorivo i oksidaciono sredstvo i tamo se zu nastajanje proizvoda reakcije (dimni gas) dovodi do reakcije. Dimni gas koji nastaje pri reakciji se odvodi preko kanala za odvod dimnog gasa, pri čemu se na površinama izmenjivača toplote prvog rekuperatora raspoređenog unutar gorionika toplota dimnog gasa delimično prenosi na oksidaciono sredstvo i/ili gorivo koje treba da se dovede do prostora za reakciju. Dimni gas koji i dalje ima visoku tolotnu energiju se zatim van komore peći dovodi površinama izmenjivača toplote predviđenim u drugom rekuperatoru i tamo je doveden u razmenu toplote sa oksidacionim sredstvom i gorivom koje treba da se dovede do prvog rekuperatora. Zahvaljujući dvostepenom postupku rekuperacije prema ovom pronalasku se odvedena toplota dimnog gasa koristi posebno efikasno.
[0016] U preferiranom izvođenju postupka prema ovom pronalasku se deo struje dimnog gasa pomeša sa oksidacionim sredstvom i/ili gorivom i na taj način dovodi do recirkulacije. Unutar gorionika su u tom slučaju predviđeni protočni spojevi između kanala za odvod dimnog gasa i kanala za dovod oksidacionog sredstva i/ili dovedenog goriva, koji u toku rada gorionika omogućavaju recirkulaciju dela struje dimnog gasa. Takvi protočni spojevi su već poznati i na primer su opisani u US 2005/0239005 A1.
[0017] Posebno preferirano se strujom oksidacionog sredstva, goriva i recirkulisanog dimnog gasa upravlja tako da unutar prostora za reakciju dolazi do sagorevanja bez plamena, zbog čega se postižu posebno niske koncentracije NOxu izduvnom gasu.
[0018] U svrhu rada gorionika prema ovom pronalasku, ultrazvučno ubrizgavanje goriva i/ili oksidacionog sredstva u sklopu pronalaska nije isključeno, mada jedno preferirano izvođenje postupka prema ovom pronalasku predviđa jasno podzvučni dovod goriva i/ili oksidacionog sredstva u prostor za reakciju, brzinom koja je preferirano manja od 0,5 Mach. Gorionik koji radi u skladu sa postupkom prema ovom pronalasku, na taj način u ovom izvođenju može da radi bez skupe nadzvučne tehnologije, kao što su na primer Laval-mlaznice.
[0019] Da bi se postupak prema ovom pronalasku projektovao posebno efikasno, preko razmene toplote sa dimnim gasom se u prvom i drugom rekuperatoru oksidaciono sredstvo preferirano zagreva na najmanje 800°C, posebno preferirano na najmanje 1000°C, i gorivo na najmanje 400°C.
[0020] Dimni gas se prilikom razmene toplote sa oksidacionim sredstvom i/ili gorivom u oba rekuperatora preferirano hladi na temperaturu na manje od 100°C, preferirano na manje 80°C, što znači da gorionik prema ovom pronalasku može da radi kao kondenzacioni gorionik.
[0021] Na temelju crteža treba da se detaljnije objasni primer izvođenja pronalaska. Na šematskom prikazu jedina slika (sl. 1) ilustruje uzdužni presek peći sa gorionikom prema ovom pronalasku u obliku zračeće grejne cevi.
[0022] Peć 1 prikazana na crtežu ima komoru peći 2, koja je obuhvaćena zidom peći 3 koja je ovde prikazana samo delimično. Na zidu peći 3 je predviđen prolazni otvor 5 koji se pruža vertikalno u odnosu na unutrašnju površinu zida peći 3 i kroz nju, u kojem je montiran gorionik 6.
[0023] Gorionik 6 koji se delimično pruža u komoru peći 2 je od komore peći 2 i od prolaznog otvora 5 odvojen omotačkom cevi 7, koja u oblikovanju gorionika 6 zračeće grejne cevi, kao što je prikazano na crtežu, ima zatvoreni prednji zid 9. U zadnjoj sekciji gorionika 6 koja je susedna zidu peći 3 su predviđeni dovodni kanali 11, 12, 13 za gorivo (11) odn. oksidaciono sredstvo (12, 13), pri čemu prednji deo unutrašnjosti omotačke cevi 7, između izlaza dovodnih kanala 11, 12, 13 i prednjeg zida 9, čini prostor za reakciju 15, u kojem se pri radu gorionka 6 odvija oksidacija dovedenog goriva. Prostor za reakciju 15 pri tom po pravilu obuhvata pretežni deo zapremine obuhvaćene omotačkom cevi 7.
[0024] Dovodni kanali 11, 12, 13 obuhvataju centralni kanal za gorivo 11 za dovod goriva, na kojem je radijalno spolja predviđen određen broj, na primer četiri, šest ili osam, kanala za oksidaciju 12, 13 koji su sa ravnomernim razmakom postavljeni po obodu, od kojih su u prikazu preseka na sl. 1 prikazana samo dva međusobno suprotstavljena kanala. Kanal za gorivo 11 i kanali za oksidaciono sredstvo 12, 13 uglavnom se poravnato ulivaju u izlazne otvore okrenute prema prostoru za reakciju 15.
[0025] U prostoru za reakciju 15 je raspoređena cev plamenika 16, koja je u aksijalnim razmacima raspoređena ispred izlaznih otvora kanala za gorivo 11 odn. kanala za oksidaciono sredstvo 12, 13, i da ima unutrašnji radijus, koji je dimenzionisan tako da oksidaciono sredstvo koje izalzi iz kanala za oksidaciju 12, 13 u najmanju ruku sasvim pretežno utiče u cev plamenika 16. Između cevi plamenika 16 i unutrašnjeg zida omotačke cevi 7 postoji prstenasti procep 17, koji omogućava povratno strujanje proizvboda reakcije (dimni gas) koji nastaje pri oksidaciji goriva. U zadnjem delu omotačke cevi 8 deo oko kanala za gorivo 11 odn. kanala za oksidaciono sredstvo 12, 13 služi kao kanal 18 za odvod dimnih gasova iz prostora za reakciju 15. Unutar ovog kanala za odvod 18 je raspoređen rekuperator 19.
Rekuperator 19 je oblikovan na način koji je poznat i obuhvata površine izmenjivača toplote, na primer rebra, pomoću kojih je kanal za odvod 18 termički spojen sa dovodom za gorivo 11 i vodovima za oksidaciono sredstvo 12, 13.
[0026] Za ubacivanje goriva odn. oksidacionog sredstva u kanale za dovod 11, 12, 13 kao i za odvođenje dimnih gasova iz kanala za odvod 18 je gorionik 6 na svom krajnjem delu koji se nalazi suprotno od komore peći 2 opremljen nastavkom za izduvni gas 21 kao i priključcima 22, 23, 24 za gorivo odn. oksidaciono sredstvo. Pri tom je kanal za gorivo 11 preko priključka 22 spojen sa dovodom za gorivo 25, dok su kanali za oksidaciono sredstvo 12, 13 preko priključaka 23, 24 priključeni na zajednički vod za oksidaciono sredstvo 26, koji se račva pre dostizanja priključaka 23, 24. Nastavak za izduvni gas 21 je spojen sa vodom za odvod 28, koji je u daljem toku priključen na uređaje za prečišćavanje struje izduvnog gasa koji ovde nisu prikazani. Vod za izduvni gas 28 kao i dovod za gorivo 25 i dovod za oksidaciono sredstvo 26 prolaze kroz drugi rekuperator 29, u kojem su predviđene površine izmenjivača toplote koje ovde nisu prikazane, koji predstavljaju termički spoj između voda za izduvni gas 28 s jedne strane te dovoda za gorivo 25 kao i dovoda za oksidaciono sredstvo 26 s druge strane.
[0027] Prilikom rada uređaja 1 se gorivo, na primer ulje, prirodni gas ili niskokalorično gorivo, preko dovoda za gorivo 25 i kanala za gorivo 11 te oksidaciono sredstvo, na primer kiseonik čistoće od najmanje 95 Vol.-%, preko dovoda za oksidacioni sredstvo 26 i kanala za oksidaciono sredstvo 12, 13 ubacuje u prostor za reakciju 15. Brzina ubacivanja oba medijuma je pri tom u podzvučnom opsegu i iznosi na primer 0,5 Mach. U prostoru za reakciju 15 unutar cevi plamenika 16 dolazi do oksidacije goriva. Dimni gas koji pri tom nastane se - na sl.1 nazbnačeno strelicama – preko prstenastog procepa 17 vraća, pri čemu delimična struja dimnog gasa dospeva u prazninu između izlaznih otvora kanala 11, 12, 13 i cevi plamenika 16 i zajedno sa partnerima reakcije se ponovo dovodi u prostor za reakciju 15 (recirkulacija). Usled delimične recirkulacije dimnog gasa može dočći i do oksidacije bez plamena dovedenog goriva u prostoru za reakciju 15.
[0028] Preostala delimična struja dimnog gasa se odvodi preko kanala za odvod 18, nastavka za izduvni gas 21 i voda za izduvni gas 28. Dimni gas prilikom ulaska u kanal za odvod 18 sa temperaturom od oko 1400°C ima veliku toplotnu energiju, koja se u rekuperatorima 19, 29 u dve uzastopne faze uglavnom prenosi na gorivo i oksidaciono sredstvo. Preko ovog dvostepenog oblika rekuperacije se do neposredno pre dovođenja u prostor za reakciju, temperatura oksidacionog sredstva povećava na primer 1000°C a temperatura goriva na primer na 400°C. Istovremeno temperatura izduvnog gasa, dok gas ne izađe na drugom rekuperatoru 29, od početne, tj. neposredno posle njegovog nastanka u prostoru za reakciju 15, temperature od preko 1400°C, opadne na menje od 100°C, na primer 80°C i manje. Usled velikog prenosa toplote i činjenice da se pored oksidacionog sredstva zagreva i gorivo, se dobija efikasnost asgorevanja, gledano u odnosu na grejnu vrednost, od preko 100%.
Gorionik 6 prema ovom pronalasku se tako odlikuje visokom efikasnošću, a osim toga i niskim vrednostima NOxu izduvnom gasu.
[0029] Umesto oblika izvođenja prikazanog na sl.1 mogu biti predviđeni odvojeni kanali za oksidaciono sredstvo za prvo i drugo oksidaciono sredstvo, koji u aksijalnom pogledu imaju međusobno razmaknute izlaze i omogućavaju režim rada gorionika sa postepenim sagorevanjem. Kod primarnog i sekundarnog oksidacionog sredstva pri tom može da se radi o istom oksidacionom sredstvu, na primer kiseoniku, ili o različitim oksidacionim sredstvima, na primer vazduhu kao primarnom oksidacionom sredstvu i kiseoniku kao sekundarnom oksidacionom sredstvu. Kod posetepenog sagorevanja se prvo vrši mešanje goriva sa primarnim oksidacionim sredstvom u substehiometrijskom odnosu. Usled male ponude oksidacionih sredstava može da sagori samo deo goriva sa primarnim oksidacionim sredstvom. Mešavina dimnog gasa i nesagorelog goriva dospeva u prednji deo gorionika tamo mu se dodaje sekundarno oksidaciono sredstvo, pomoću koje se oksidira još nesagorelo gorivo. Postepeno sagorevanje omogućava ravnomerniju raspodelu stvorene tolote u uzdužnom smeru prostora za reakciju, što znači, u slučaju konstrukcije u obliku zračeće grejne cevi, unutar uzdužnog smera cevi plamenika.
Spisak referentnih oznaka
[0030]
1 Peć
2 Komora peći
Zid peći
Prolazni otvor
Gorionik
Omotačka cev
Prednji zid
Kanal za gorivo
Kanal za oksidaciono sredstvo Kanal za oksidaciono sredstvo Prostor za reakciju
Cev plamenika
Prstenasti procep
Kanal za odvod
Rekuperator
Nastavak za izduvni gas
Priključak dovoda za gorivo Priključak voda za oksidaciono sredstvo Priključak voda za oksidaciono sredstvo Dovod za gorivo
Dovod za oksidaciono sredstvo
Vod za izduvni gas
Rekuperator
Claims (11)
1. Uređaj za oksidaciju goriva, sa gorionikom (6) ugrađenim u zid (3) komore peći (2), pri čemu gorionik ima kanal za gorivo (11) koji se uliva u prostor za reakciju (15) i najmanje jedan
kanal za oksidaciono sredstvo (12, 13) za dovod goriva odn. oksidacionog sredstva, kanal za odvod dimnog gasa (18) iz prostora za reakciju (15) i prvi rekuperator (19) koji obuhvata površine izmenjivača toplote koje termički spajaju kanal za odvod dimnog gasa (18) sa kanalom za oksidaciono sredstvo (12, 13) i kanalom za gorivo (11),
pri čemu je gorionik (6) van komore peći (2) priključen na vod za izduvni gas (28) koji je protočno spojen sa kanalom za odvod dimnog gasa (18), na dovod za gorivo (25) koji je protočno spojen sa kanalom za gorivo (11) i na dovod za oksidaciono sredstvo (26) koji je protočno spojen sa kanalom za oksidaciono sredstvo (12, 13), pri čemu su vod za izduvni gas (28) sa dovodom za oksidacioni gas (26) i sa dovodom za gorivo (25) međusobno termički spojeni na površinama izmenjivača toplote raspoređenim u drugom rekuperatoru (29).
2. Uređaj prema zahtevu 1, pri čemu je gorionik 6 raspoređen u zračećoj grejnoj cevi.
3. Uređaj prema zahtevu 1 ili 2, pri čemu je kao oksidaciono sredstvo predviđen kiseonik.
4. Uređaj prema jednom od prethodnih zahteva, pri čemu je kao gorivo predviđeno niskokalorično gorivo.
5. Uređaj prema jednom od prethodnih zahteva, pri čemu gorionik (6) u svrhu omogućavanja postepenog sagorevanja ima kanale (12, 13) za
prvo i drugo oksidaciono sredstvo, koji su protočno spojeni sa dovodima za prvo odn. drugo oksidaciono sredstvo.
6. Postupak oksidacije goriva, kod kojeg se radi zagrevanja komore peći (2) gorivo i oksidaciono sredstvo kroz kanale za dovod (11, 12, 13) goriva odn. kiseonika dodeljene gorioniku (6) dovodi u prostor za reakciju (15) i tamo dovode do reakcije i kod koje se dimni gas koji nastane pri reakciji odvodi preko kanala za odvod dimnog gasa (18), i na površinama izmenjivača toplote unutar gorionika (6) raspoređenog prvog rekuperatora (19) toplotu dimnog gasa delimično prenosi na oksidaciono sredstvo koje treba da se dovede u prostor za reakciju (15) i na gorivo, pri čemu se u rekuperatoru (19) ohlađeni dimni gas van komore peći (2) dovodi do površina izmenjivača toplote raspređenim u drugom rekuperatoru (29) i tamo dovodi u razmenu toplote sa oksidacionim sredstvom i gorivom koji treba da se dovedu do prvog rekuperatora (19).
7. Postupak prema zahtevu 6, kod kojeg se dimni gas nastao u prostoru za reakciju (15) delimično dodaje oksidacionom sredstvu i/ili gorivu dovedenom u prostor za reakciju (15) i na taj način dovodi do recirkulacije.
8. Postupak prema jednom od zahteva 6 ili 7, kod kojeg se unutar prostora za reakciju (15) vrši sagorevanje bez plamena.
9. Postupak prema jednom od zahteva 6 do 8, kod kojeg se ubrizgavanje goriva i/ili oksidacionog sredstva u prostor za reakciju (15) vrši podzvučno.
10. Postupak prema jednom od zahteva 6 do 9, kod kojeg se oksidaciono sredstvo zagreva na najmanje 1000°C, a gorivo na najmanje 400°C.
11. Postupak prema jednom od zahteva 6 do 10, kod kojeg se dimni gas usled razmene toplote sa oksidacionim sredstvom i/ili gorivom u prvom rekuperatoru (19) i drugom rekuperatoru (29) hladi na temperaturu manju od 100°C.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102010051347A DE102010051347A1 (de) | 2010-11-13 | 2010-11-13 | Vorrichtung und Verfahren zum Oxidieren von Brennstoffen |
| EP11188879.8A EP2453174B1 (de) | 2010-11-13 | 2011-11-11 | Strahlungsheizrohrbrenner-Vorrichtung mit interner und externer Rekuperation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RS55983B1 true RS55983B1 (sr) | 2017-09-29 |
Family
ID=44992739
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RS20170456A RS55983B1 (sr) | 2010-11-13 | 2011-11-11 | Gorionik sa zračećom grejnom cevi sa internom i eksternom rekuperacijom |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP2453174B1 (sr) |
| DE (1) | DE102010051347A1 (sr) |
| ES (1) | ES2624903T3 (sr) |
| HU (1) | HUE034250T2 (sr) |
| PL (1) | PL2453174T3 (sr) |
| RS (1) | RS55983B1 (sr) |
| SI (1) | SI2453174T1 (sr) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3614049A1 (en) * | 2018-08-22 | 2020-02-26 | Linde Aktiengesellschaft | A method of operating a burner for performing flameless combustion or at least semi flameless combustion and fluid supply system |
| DE102024210247A1 (de) * | 2024-10-23 | 2026-04-23 | Sms Group Gmbh | Verbrennungsbeheizte Thermoprozessanlage, Rekuperationseinrichtung sowie Verfahren zum rekuperativen Wärmetausch in einer Einrichtung zur Erzeugung von Strahlungswärme mittels Verbrennung |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR386023A (fr) | 1908-01-08 | 1908-06-02 | L Boutillier Et Cie Soc | Système de four à gaz ou combustible liquide |
| US2255540A (en) | 1939-03-22 | 1941-09-09 | Henry A Dreffein | Combustion apparatus |
| DE1229226B (de) | 1960-07-19 | 1966-11-24 | Indugas Ges Fuer Ind Gasverwen | Industriebrenner mit rekuperativer Brennmittelvorwaermung |
| DE1232304B (de) | 1963-12-23 | 1967-01-12 | Nassheuer Jean | Strahlheizrohr fuer Industrieoefen |
| DE2629962C2 (de) | 1976-07-02 | 1978-04-27 | Ludwig-Ofag-Indugas Industrieofenanlagen Gmbh, 4300 Essen | Vorrichtung zur Schalldämpfung eines Strahlheizrohres für einen Industrieofen |
| DE2920902A1 (de) | 1979-05-23 | 1981-04-09 | Loi Industrieofenanlagen Gmbh, 4300 Essen | Vorrichtung zum beheizen eines industrieofens |
| FR2583144B1 (fr) | 1985-06-10 | 1989-05-12 | Sofresid | Perfectionnements apportes aux bruleurs autorecuperateurs |
| CH680157A5 (sr) * | 1989-12-01 | 1992-06-30 | Asea Brown Boveri | |
| DE19937305C1 (de) * | 1999-08-10 | 2001-03-01 | Riedhammer Gmbh Co Kg | Rekuperatorbrenner und zugehöriger Ofen |
| SE0202836D0 (sv) | 2002-09-25 | 2002-09-25 | Linde Ag | Method and apparatus for heat treatment |
| ATE470109T1 (de) | 2007-05-23 | 2010-06-15 | Ws Waermeprozesstechnik Gmbh | Rekuperatorbrenner mit abgeflachten wärmetauscherrohren |
| US7762807B2 (en) | 2008-04-24 | 2010-07-27 | Gas Technology Institute | Gas-fired radiant tube with internal recuperator |
-
2010
- 2010-11-13 DE DE102010051347A patent/DE102010051347A1/de not_active Withdrawn
-
2011
- 2011-11-11 SI SI201131186A patent/SI2453174T1/sl unknown
- 2011-11-11 EP EP11188879.8A patent/EP2453174B1/de active Active
- 2011-11-11 ES ES11188879.8T patent/ES2624903T3/es active Active
- 2011-11-11 HU HUE11188879A patent/HUE034250T2/en unknown
- 2011-11-11 RS RS20170456A patent/RS55983B1/sr unknown
- 2011-11-11 PL PL11188879T patent/PL2453174T3/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE102010051347A1 (de) | 2012-05-16 |
| EP2453174A1 (de) | 2012-05-16 |
| ES2624903T3 (es) | 2017-07-18 |
| HUE034250T2 (en) | 2018-02-28 |
| PL2453174T3 (pl) | 2017-08-31 |
| EP2453174B1 (de) | 2017-03-01 |
| SI2453174T1 (sl) | 2017-06-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1211459B1 (en) | Combustion apparatus | |
| US6089855A (en) | Low NOx multistage combustor | |
| US7762807B2 (en) | Gas-fired radiant tube with internal recuperator | |
| CN101297157B (zh) | 低氮氧化物燃烧工艺和装置以及其用途 | |
| EP2855640B1 (en) | Advanced sequential batch gasification process | |
| RU2013152436A (ru) | Способ и устройство для термического дожигания углеводородсодержащих газов | |
| CN106061908A (zh) | 具有优化的能量回收的燃烧方法和设施 | |
| RS55983B1 (sr) | Gorionik sa zračećom grejnom cevi sa internom i eksternom rekuperacijom | |
| US7249946B2 (en) | Thermal generator and combustion method for limiting nitrogen oxides emissions by re-combustion of fumes | |
| RU2506495C1 (ru) | Устройство для сжигания топлив и нагрева технологических сред и способ сжигания топлив | |
| CA2671972A1 (en) | Batch waste gasification process | |
| EP1303727B1 (en) | Superatmospheric combustor for combusting lean concentrations of a burnable gas | |
| CN201024087Y (zh) | 一种用于液体甲醇制氢燃烧系统的余热加热器 | |
| RU2378573C1 (ru) | Рекуперативная горелка для газообразного топлива | |
| RU2269060C2 (ru) | Установка для сжигания под давлением выше атмосферного горючего газа при низких концентрациях | |
| CN118435005A (zh) | 换热式燃烧器 | |
| RU2691441C1 (ru) | Способ нагрева газа | |
| RU2135893C1 (ru) | Радиационно-конвективный способ обогрева поверхностей теплообмена | |
| RU2090810C1 (ru) | Печь для нагрева нефти | |
| EP4446656A1 (en) | Hydrogen burner and furnace with hydrogen burner | |
| CN112292567B (zh) | 多燃料无焰燃烧器 | |
| US12366415B2 (en) | Heat exchanger and use thereof | |
| RU2464069C2 (ru) | Способ очистки и утилизации отходящих газов вагранки | |
| FR3037131B1 (fr) | Procede et intallation de combustion | |
| JPS59159924A (ja) | 燃焼加熱炉とそれを利用した無酸化加熱法 |