Промышленная очистка газов - Страус В.
Скачать (прямая ссылка):
На рис. 111-52, б показана горелка с тангенциальной подачей газов. Выхлопные газы входят в камеру сгорания через отражатель пламени, который способствует концентрированию газов у стенок. Этот тип камер сгорания особенно пригоден в тех случаях, когда концентрация кислорода в сжигаемых газах мала (менее 15%), а объемная скорость газов изменяется в широких пределах. В камере поддерживается температура в пределах 480—760°С.
. В другом варианте камеры используется прямоточная горелка, тогда как газы поступают тангенциально. В такой конструкции должны быть предусмотрены стены из огнеупорных материалов ил*
184
Рис. III-52. Дожигатели с открытым пламенем . [885]:
а — горелка с отталкивающим распределителем пламени (780°С); б — камера сгорания с обмуровкой и тангенциальным входом); / — труба; 2 — перекрытие; 3— сопло; і — распределитель пламеии; 5 — вытяжной веитнлятор;
6 — корпус с теплоизоляцией; 7 — тангенциальная горелка; 8 — отражательная плита.
Рис. ІІІ-51. Факел с впрыском пара [715]:
1 — паровпрыскивающие форсунки; 2 — коллектор пара; 3 — линия питания пара; 4 — переднее воспламеняющее устройство; 5 — трубка; 6 — смеситель пускового факела; 7 — тройник.
материалов, выполняющих роль теплообменника с поступающими газами.
В более современных установках используются горелки с предварительным смешением, такие как модель Комбастифьюм [167] (рис. ІІІ-53). Достоинством таких горелок является короткое пламя, а также полное смешение компонентов (рис. ІІІ-54).
Исследовалась также возможность дополнительного предварительного подогрева газа (рис. 111-55), причем оказалось, что в этом случае для одинаковой степени сжигания были достаточны более низкие температуры при меньшем времени пребывания. Для Работы таких горелок необходимы гораздо более высокие скорости — порядка 20—40 м/с по профилю сопла горелки, вместо 10 м/с в традиционных камерах сгорания.
Проектирование таких камер сгорания требует особенно тщательных расчетов для того, чтобы не допустить перегрева огнеупорной облицовки; кроме того, необходимо предусмотреть конт-
185
Рис. 111-53. Горелка с предварительным смешением (модель «Комбастифьюм») — название зарегистрировано фирмой Маклан Инк., Индиана) [8951:
1 — боковое отверстие горелки; 2— боковая плита; 3—корпус сжигателя; 4 — горелка.
Рис. 111-54. Устройство горелки с предварительным смешением Г8951:
J — корпус с теплоизоляцией; 2 — боковая плита; 3 — горелка (модель «Комбаетфьюм»).
роль за работой горелок и их регулирование во избежание взрыва.
Выходящие из камеры газы могут либо выбрасываться непосредственно в атмосферу, либо пропускаться через теплообменник с целью рекуперации тепла горячих газов. В таких конструкциях обычно используется дополнительная газовая или нефтяная горелка, нагревающая газы выше их температуры самовоспламенения [713]. Для паров нефти достаточны более низкие температуры, тогда как для метана и ароматических углеводородов необходимы более высокие температуры.
Типичными областями применения дожигателей с открытым пламенем является дожигание газов со скотобоен и салотопен для удаления неприятных запахов, органических отходов цехов эмалированной проволоки [69], отходящих газов стержневых печей [49] и оксидов азота, образующихся в процессе нитрования [214]. Ок-; сиды азота [214] предварительно смешиваются с природным газом до подачи в камеру, куда добавляется воздух, необходимый для полного сжигания.
Более простой по конструкции является установка для дожигания отходящих газов от печей для сушки стержней; она представляет собой камеру с небольшой насадкой из огнеупорных материалов. Хотя время пребывания в такой камере не превышает согласно расчетам 0,05 с, применение относительно высоких температур (800—1000°С) позволяет достичь удовлетворительных результатов. Исследования, проведенные в цехе нанесения эмалей на проволоку, показали, что около 90% углеводородов окисляются при нагревании выше 685 0C; подобные же результаты были получены для от-J ходящих газов печей цеха покрытия металлов [895]. В обоих слу-і чаях время пребывания составляло 0,3 с.
166
Рекуперация тепла газов сгорания может улучшить экономические показатели эксплуатации обычных (и, конечно, каталитических) установок дожигания. Рекуперация тепла может, осуществляться либо в системах регенерации (кольцевой теплообменник Діонгстрома), либо в рекуперационных установках, где теплопере-нос происходит через гофрированные металлические поверхности.
В одном из вариантов гофрируют поверхность плоских труб, причем получают противоточные системы, обладающие большой механической прочностью при высоких температурах [68]. В установке Монгстрома используется теплообменник барабанного типа, в котором теплообменный элемент вращается в соприкасающихся, но разделенных потоках входящего и отходящего газов. Поскольку поверхности барабана соприкасаются поочередно с обоими потоками, то тепло, аккумулированное отходящими газами, отбирается и передается к потоку входящего воздуха или газа.