устройство для термического дожига отбросных газов с повышенным содержанием конденсата

Формула изобретения

1. Устройство для термического дожига отбросных газов с повышенным содержанием конденсата, содержащее корпус со штуцером подачи воздуха, завихритель воздуха, топливный коллектор с подводящим штуцером и газовыпускными отверстиями, центральный патрубок с подводящим штуцером и завихрителем отбросных газов, за которым по внутренней поверхности нарезана винтовая канавка, направление нарезки которой совпадает с направлением навивки завихрителя, по внутренней поверхности которой посажено сопло для газового потока, и источник ультразвука, соединенный с центральным патрубком, подводящий штуцер которого расположен на линии его нулевых смещений, отличающееся тем, что оно снабжено высоковольтным источником постоянного тока, одной фазой соединенным с центральным патрубком.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено по меньшей мере одним стержнем, поверхность которого выполнена из материала с непрерывным спектром излучения, закрепленным теплопроводящими элементами на топливном коллекторе таким образом, что он проходит через зону расположения ядра факела.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к промышленной экологии и может быть использовано при плазменном уничтожении газообразных отходов, содержащих конденсат.

Известно устройство для термического дожига отбросных газов с повышенным содержанием конденсата, содержащее корпус со штуцером подачи воздуха, топливный коллектор с подводящим штуцером и газовыпускными отверстиями, центральный патрубок с подводящим штуцером и завихрителем отбросных газов, за которым по внутренней поверхности нарезана винтовая канавка, направление нарезки которой совпадает с направлением навивки завихрителя, по внутренней поверхности которой посажено сопло для газового потока, и источник ультразвука, соединенный с центральным патрубком, подводящий штуцер которого расположен на линии его нулевых смещений (RU, патент 2033578, кл. F 23 G 7/06, 1995).

Недостатком этого устройства является низкая надежность дожига конденсата.

Техническим результатом изобретения является повышение надежности дожига конденсата.

Этот результат достигается тем, что устройство для термического дожига отбросных газов с повышенным содержанием конденсата, содержащее корпус со штуцером подачи воздуха, завихритель воздуха, топливный коллектор с подводящим штуцером и газовыпускными отверстиями, центральный патрубок с подводящим штуцером и завихрителем отбросных газов, за которым по внутренней поверхности нарезана винтовая канавка, направление нарезки которой совпадает с направлением навивки завихрителя, по внутренней поверхности которой посажено сопло для газового потока, и источник ультразвука, соединенный с центральным патрубком, подводящий штуцер которого размещен на линии его нулевых смещений, согласно изобретению снабжено высоковольтным источником постоянного тока, одной фазой соединенным с центральным патрубком.

Это позволяет повысить надежность дожига конденсата за счет повышения дисперсности и монодисперсности его распыления.

В предпочтительном варианте устройство снабжено по меньшей мере одним стержнем, поверхность которого выполнена из материала с непрерывным спектром излучения, закрепленным теплопроводящими элементами на топливном коллекторе таким образом, что он проходит через зону расположения ядра факела.

Это позволяет дополнительно сократить образование в процессе дожига выброса в атмосферу окислов азота.

На чертеже показана схема предлагаемого устройства.

Устройство для термического дожига отбросных газов с повышенным содержанием конденсата содержит корпус 1 со штуцером 2 для подачи воздуха, завихритель 3 воздуха, топливный коллектор 4 с подводящим штуцером 5 и газовыпускыми отверстиями 6, центральный патрубок 7 с подводящим штуцером 8 и завихрителем 9 отбросных газов, за которым по внутренней поверхности патрубка 7 нарезана винтовая канавка 10, направление нарезки которой совпадает с направлением навивки завихрителя 9, по внутренней поверхности которой посажено сопло 11 для газового потока, отделяющее периферийные каналы 12 для жидкой фазы. К центральному патрубку присоединен источник ультразвука, выполненный, например, в виде пьезоэлектрического пребразователя 13, соединенного с источником 14 высокочастотного переменного тока, и источник 15 высоковольтного постоянного тока одной фазой, вторая фаза которого заземлена. К топливному коллектору 4 посредством теплопроводящих элементов 16 могут быть присоединены один или несколько стержней 17, поверхность которых выполнена из материала с непрерывным спектром излучения, например, из керамики, размещенные таким образом, что они проходят через зону расположения ядра факела.

Устройство работает следующим образом.

Воздух подают в корпус 1 через штуцер 2 и далее через завихритель 3 в топочный объем. Топливный газ подают в коллектор 4 через штуцер 5 и далее через газовыпускные отверстия 6 в топочный объем. Отбросные газы, содержащие конденсат, через штуцер 8 подают в центральный патрубок 7, закручивают в завихрителе 9 и в разделенном в поле центробежных сил виде - жидкость по винтовой канавке 10, а газы по полости патрубка 7 - направляют к выходу патрубка 7 в топочный объем, где газы через сопло 11, а жидкость через каналы 12 выводят из патрубка 7. За счет подачи от источника 15 на патрубок 7 высоковольтного постоянного потенциала и соединения в пьезоэлектрическом преобразователе 13 при пропускании тока от источника ультразвуковых колебаний и их передачи по центральному патрубку 7 происходят мелкодисперсное распыление жидкой фазы с торцевой поверхности патрубка 7 и ее выброс в зону горения факела топливных газов за пределы его корня. Распыление конденсата при взаимодействии поля ультразвуковых колебаний и поля электростатических сил позволяет вдвое повысить дисперсность распыления и сократить разброс размера капель по меньшей мере на порядок. Это обеспечивает более равномерное интенсивное испарение конденсата и его дожиг совместно с отбросными газами.

Расположение штуцера 8 на линии нулевых смещений колебаемого с ультразвуковой частотой патрубка 7 обеспечивает минимизацию диссипативных потерь в нем энергии ультразвуковых колебаний и снижает энергоемкость устройства.

Использование в качестве окислителя при сжигании газа воздуха приводит к окислению содержащегося в нем азота кислородом при достижении температуры порядка 1500-1600^oC, что происходит в ядре факела за счет частичного совпадения полос излучения воды и двуокиси углерода, являющихся основными продуктами сгорания газообразного топлива. Расположенный в ядре факела стержень 17 или набор таких стержней обеспечивает как конвективный, так и радиационный отвод тепла из ядра факела. При этом излучение энергии поверхностью стержня 17 в непрерывном спектре исключает разогрев продуктов сгорания топлива в ядре факела до температуры, достаточной для окисления азота кислородом. Конвективно тепло стержня 17 или набора таких стержней передается через крепежные элементы 16 коллектору 4, омываемому с противоположных поверхностей потоками воздуха и топливного газа, прогрев которых позволяет улучшить условия горения факела и дожига отбросных газов соответственно. При наличии в устройстве нескольких стержней 17 предпочтительным является их шахматное расположение перпендикулярно оси факела в положении, максимально приближенном к вертикальному. При таком расположении стержней 17 конвективный теплоотвод от ядра факела является наиболее эффективным.

Снабжение устройства стержнями 17 в наибольшем количестве при их минимальном диаметре является наиболее предпочтительным благодаря тому, что обеспечивает наиболее однородное температурное поле в ядре факела и исключает полностью образование зон его локального перегрева, температура в которых может оказаться достаточной для образования экологически вредных окислов азота.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет повысить надежность дожига конденсата, а в предпочтительном варианте снизить или исключить образование окислов азота при пламенном дожиге газовых выбросов с повышенным содержанием конденсата.