ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Отопление циклонных реакторов газом из "Огневое обезвреживание промышленных сточных вод" Для борьбы с проскоками пламени в смеситель и возникновением вибрационных режимов горения смеситель должен иметь конфузорный водоохлаждаемый носик. На рис. 7 показан один из вариантов конструкции дутьевой горелки предварительного смешения с конфузорным водоохлаждаемым носиком. [c.18] Проскок пламени в смеситель является существенным недостатком горелок предварительного смешения, ограничивающим их производительность и уровень подогрева дутья, так как при этом горелка может быть разрушена. [c.18] Для предотвращения проскоков пламени приходится проектировать горелки на технологически неоправданные высокие скоро сти вылета газовоздушной смеси из носика при узком диапазоне регулирования производительности, особенно в случае использования подогретого дутья и повышенной производительности горелки. [c.19] Испытаниям подвергались горелки предварительного смешения с длиной смесителя 80 калибров газовьшускных отверстии и диффузионная горелка типа труба в трубе . Конструктивные схемы этих горелок показаны на рис. 8. Отопление циклона этими горелками представляет собой два крайних случая организации сжигания газа. Все другие варианты занимают промежуточное положение. При испытаниях циклонный реактор работал с одной горелкой. Изучению процесса горения при использовании горелки полного предварительного смешения предшествовало исследование качества смешения газа с воздухом в сечении, отстоящем от устья горелки на 2,5 ее калибра. Качество смешения было вполне удовлетворительным — отклонения локальных значений коэффициента расхода воздуха це превышали 20—25% от его среднего значения. [c.20] Таким образом, использование для отопления циклонных реакторов длиннопламенных диффузионных горелок типа труба в трубе является нецелесообразным. [c.22] Горелки внешнего смешения (диффузионные) могут успешно работать без проскоков пламени практически при любых скоростях истечения газа и воздуха, при любом подогреве компонентов горения, в том числе и до температур, превышающих температуру самовоспламенения газа, и без водяного охлаждения носика, что повышает надежность их работы. Работу диффузионных горелок можно существенно улучшить, если применить в них многоструйную подачу газа в поток дутьевого воздуха (см. рис. 8, в). Исследования [20] показали перспективность применения многоструйных диффузионных горелок в циклонных реакторах при высоких подогревах воздуха. При удельной тепловой мощности циклонного реактора до 9 МВт/м и коэффициенте расхода воздуха 1,08—1,1 даже недостаточно совершенные многоструйные диффузионные горелки, имевшие всего лишь семь газовьшускных отверстий, обеспечивают выгорание основной части топлива в головной части циклона (до 98% к сечению, отстоящему от крышки циклонного реактора на 0,7Лц). На качество горения при использовании диффузионных горелок оказывает заметное влияние коэффициент расхода воздуха, особенно при низких его значениях. Величина оптимального коэффициента расхода воздуха несколько выше, чем у горелок предварительного смешения, и для исследованных типов диффузионных горелок составляет 1,08-1,1. [c.23] Повышение коэффициентов расхода воздуха в большинстве случаев не является недостатком. Обычно через горелки, кроме воздуха, необходимого для сгорания газа, подается и воздух, необходимый для окисления примесей сточной воды. В связи с этим горелки любых типов должны работать с повышенными коэффициентами расхода воздуха. [c.23] Близкие результаты по полноте сгорания газа в циклонных реакторах при использовании горелок предварительного смешения с различной степенью его завершенности можно объяснить тем, что в самом циклонном реакторе существуют очень благоприятные условия для перемешивания потоков вследствие их высокой турбулентности и особой аэродинамической структуры. [c.24] Таким образом, для отопления циклонных реакторов газом могут использоваться горелки незавершенного предварительного смешения с возможно короткими смесителями (длина смесителя может быть менее 25 калибров газовьшускных отверстий) или короткофакельные диффузионные горелки. [c.24] Число газовых горелок, используемых для отопления диклонного реактора, влияет на протяженность зоны горения и на равномерность полей концентрации и температур. Группу горелок следует устанавливать в головной части циклона и желательно в одном поперечном сечении. Применяемое иногда размещение горелок вдоль образующей циклона нецелесообразно, так как связано с искусственным растягиванием зоны горения газа. В этом случае процесс горения совмещается с технологическим, что неизбежно приводит к снижению удельных нагрузок реактора, а в случае огневого обезвреживания сточных вод по указанным выше причинам — к повышенному химическому недожогу, особенно при наличии в сточной воде ингибиторов горения углеводородного топлива. [c.24] Ё его головной части. Разница в локальных значениях температуры газов Б зависимости от типа используемых горелок достигала 250—500° С. При этом наибольшая разница температур наблюдалась при использовании горелок с ухудшенным предварительным смешением газа с воздухом. Неравномерность температуры газов в сечениях циклонного реактора неизбежно приводит к неравномерности температуры стенок реактора и к возможности образования настылей из минеральных веществ сточной воды на участках стенок с пониженной температурой. [c.25] Изучение температурных полей в сечениях реактора при работе на двух горелках предварительного смешения с нормальными смесителями при удельной мощности реактора 7 МВт/м , подогреве воздуха до 500° С и коэффициенте расхода воздуха 1,05 показало, что разница в температуре газов в сечении, отстоящем от крышки реактора на 0,4D , не превышала 150° С. Еще меньшая неравномерность температур наблюдалась при четырехгорелочном варианте отопления. [c.25] При одних и тех же значениях тепловой мощности циклонного реактора и скорости вылета газовоздушной смеси из носика горелок протяженность зоны горения с переходом к большему числу горелок сокращается с уменьшением их калибра. Однако большое число горелок, устанавливаемых на циклонном реакторе, нежелательно, так как это удорожает установку, усложняет воздушные и газовые коммуникации, затрудняет равномерное распределение газа и воздуха по горелкам в процессе эксплуатации. Поэтому на циклонные реакторы с большой агрегатной нагруз кой следует устанавливать 3—4 горелки, с небольшой (менее 1 т/ч сточной воды) — 2. [c.25] Теоретический анализ закономерностей турбулентного кинетического факела горелок полного предварительного смешения свидетельствует о том, что при сохранении уровня выходных скоростей газовоздушной смеси из носика горелок безразмерная длина факелов горелок различной производительности при работе на одной и той же горючей смеси будет одинакова. Для диффузионного турбулентного факела это положение справедливо и при различной скорости истечения газа из газового сопла. Очевидно, что это относится и к факелам горелок с незавершенным предварительным смешением, включающих горелки с укороченными смесителями. Таким образом, в промышленных установках безразмерная протяженность зоны горения газа при соответствующих условиях может быть получена такой же, что и в стендовых установках. В частности, при использовании горелок полного предварительного смешения не менее 90—95% газа будет выгорать к сечению, отстоящему от крышки циклона на расстоянии (0,3. .. 0,4) Оц. Экспериментальные данные по протяженности зоны горения, полученные при исследовании стендовых циклонных реакторов, могут быть непосредственно использованы при проектировании промышленных установок. [c.26] Для циклонных реакторов характерна интенсивная поперечная циркуляция раскаленных продуктов сгорания, обеспечивающая мощную стабилизацию факелов, формируемых горелками. Устойчивое горение газа без отрыва факела от горелки при невысоких значениях коэффициента расхода воздуха (до 1,3—1,4) наблюдается при скоростях вылета газовоздушной смеси более 100 м/с. При этих условиях нецелесообразно применение горелок вихревого типа или горелок со специальными стабилизаторами горения. [c.26] Как показали опыты на стендовых и промышленных циклонных реакторах, устойчивость горения газа при использовании дутьевых прямоточных горелок предварительного смешения сильно зависит от коэффициента расхода воздуха. При работе на очень бедных газовоздушных смесях имел место пульсационный режим горения. В связи с этим при огневом обезвреживании сточных вод с высокой концентрацией горючих веществ часть воздуха приходится подавать в реактор в виде вторичного помимо горелок. [c.26] При проектировании циклонных реакторов для обеспечения устойчивой работы дутьевых прямоточных горелок предварительного смешения на природном газе и холодном воздухе следует принимать коэффициент расхода воздуха на горелках не более 1,4. Предельно допустимые коэффициенты расхода воздуха для короткофакельных горелок рассмотренного выше типа пока не установлены. Элективная работа газогорелочных устройств предварительного смешения и короткофакельных диффузионных горелок во многом зависит от правильного выбора числа и диаметра газовьшускных отверстий. [c.27] Вернуться к основной статье