Гидролизные печи: О печи:самодельные печи

Содержание

для отопления дома, газ и гидролизный котел длительного горения, печи пиролиза на дровах

Пиролизные печи относятся к печам длительного горенияПиролизная печь сегодня имеет много преимуществ. Они-то и сделали ее установку настолько популярной. Печь, не требующая постоянной загрузки в нее топлива, и справляющаяся с обогревом даже не маленького дома, сейчас не мечта, а реальность. Такую печь можно сделать самостоятельно, если знать последовательную схему ее сборки, а можно и купить готовую в магазине.

Используем пиролизные печи для отопления дома или бани

Одним из вариантов экономного расходования топлива является использование печей или котлов долгого горения. На одном и том же количестве топлива они работают на много дольше, чем другие виды отопительных приборов. К печам длительного сгорания относятся и новые пиролизные печи.

Сейчас пиролизные печи начинают становиться более актуальными, и все чаще и чаще используются для обогрева частных домов

В основе действия этих печей состоит принцип процесса пиролиза – термического разложения любых органических веществ на пиролизные горючие газы и твердые остатки. После данного процесса, при высокой температуре, полученный пиролизный газ перемешивается с кислородом. Согласно законам химических реакций, это способствует практически полному сгоранию и самого газа, и топлива.

Если на каком-то этапе отделить от состава твердые остатки, то, как не странно, получится кокс, а оборудование можно назвать углевыжигательной печью. При отоплении же основной обогрев воздуха получается за счет выхода тепла при сгорании пиолизного газа, смешанного с воздухом.

Преимущества пиролизных печей:

  • Высокая экономичность печи. Топлива здесь сгорает более тщательно, и тепла из него добывается на много больше.
  • Экологическая безопасность. Она достигается за счет того, что в выходящих из дымохода газах очень присутствует очень маленькое количество вредных веществ.
  • Достаточно быстрый разогрев.
  • Высокий КПД (до 85%), Который выгодно отличается от обычных котлов.
  • Большой интервал мощности (тепловой). Данная печь может работать и на 5 и на 100 процентов своей способности.
  • Возможность подключения к устройству любого из контуров отопления.
  • Дает возможность применения различных видов топлива, (вплоть до сырых дров, автопокрышек и мусора.
  • Требует минимальное участие человека в своей работе

К недостаткам можно отнести достаточно большие размеры, наличие площадки для запасов топлива, присутствие посторонних запахов при сжигании мусора, необходимость в вентиляции помещения, скапливание в выходном канале, а также дымоходе конденсата.

Что такое пиролизный газ

Пиролиз древесины – это изменение структурного состава древесинного вещества при воздействии температуры. Этот процесс относится к изотермическим, то есть, высвобождающим тепло.

В результате пиролиза, древесина разлагается на:

Продукты пиролиза древесины в свою очередь горючие вещества. Именно эти вещества, сгорая, выделяют тепло, как конечную цель самого процесса их термообработки.

Пиролизные печи длительного горения

Среди всех металлических котлов и печей самой большой популярностью на сегодня пользуются отопительные приборы, имеющие функцию длительного сгорания. Данные устройства очень экономичны, а также особо просты в эксплуатации. Они идут и для небольших дачных помещений, и для домов с постоянным проживанием.

Одним из вариантов экономии топлива является применение печей или котлов длительного горения

На рынке сегодня есть множество разнообразных моделей пиролизных котлов и печей, в том числе и фирмы «Самогрейка», но вполне реально такой прибор сделать и самостоятельно.

К особенностям данного отопительного прибора относятся:

  • Большой объем топки и увеличенных размеров дверка для закладки топлива. Это позволяет сразу уложить много дров или других материалов.
  • Разделение топки на два отсека. Один из них предназначен для тления дров, в другом происходит процесс сжигания газов.

Наличие отбойника огня от дымохода. В простонародье он называется зубом и выглядит в виде пластины, которая приварена к верху топки. Она препятствует попаданию пламени в трубу.

У простого котла функция отопления состоит из повышения температуры самой печи и помещения, а также следующей за этим отдачей потом тепла с разогретой уже поверхности. Топливо здесь сгорает достаточно интенсивно. Если печка металлическая, это оказывается очень неудобным. Топливо не сгорает совсем все. Его нужно постоянно подбавлять, а температура в доме то поднимается, то падает. В печке длительного горения процесс происходит иначе. Простая печка поджигается снизу, а уже потом огонь в ней идет наверх и по сторонам. Пламя образовывается большое, дрова очень быстро прогорают, оставляя много углей. Так происходит потому, что в печь постоянно открытый доступ воздуха. Приборы же длительного горения работают иначе – дрова поджигаются сверху, а затем уже пламя распространяется вниз. И лишь на то место (горелка), где горят дрова, распространяется воздух. Процесс горения не слишком интенсивен, больше похож на тление. Одновременно выделяется намного меньше тепла. Тепло воздуха в помещении остается на одном уровне. Кроме самих дров, в печи сжигается и пиролизный газ, образующийся во время тления дров. Он перемещается во вторую камеру, где усиленно мешается с воздухом. В результате этого продукты вторичного сгорания можно сказать не содержат вредных веществ, а КПД печки значительно повышается, способствуя снижению расходов на отопление.

Самодельная бездымная печь своими руками

Способные и талантливые специалисты могут изготовить пиролизную печку своими руками. Однако, на практике, это требует больших знаний, умения и опыта. Кроме того, смельчакам, отважившимся на такое изобретение, следует знать, что на практике есть несколько подводных камней, о которые разбилось уже немало самодельных устройств.

Для выполнения работ вам необходимо наличие следующего инвентаря:

  • Сварочного аппарата;
  • Грамотно разработанного чертежа;
  • Опыта работы непосредственно в печном деле.

Однако, даже наличие всего этого не даст полной гарантии успеха в выполнении задуманного. Для работы необходимы еще и хорошие, высококачественные материалы, а их стоимость сейчас довольно велика. Главным образом это касается металлической части, где обязательно должна использоваться хорошая легированная сталь. В добавок ко всему, данный агрегат имеет и электронную систему, без которой невозможен процесс управления устройством. А без него работа прибора не будет иметь смысла. Поэтому, прежде, чем принять решение об изготовлении пиролизной печи самостоятельно, стоит хорошенько обдумать все нюансы. Построить рабочую модель такой печи реально, вот только КПД у нее будет значительно ниже, чем у качественного промышленного образца, и ваше устройство не окупится затратами на топливо. Кроме того, если вы не сможете грамотно настроить электронную часть котла, то вам придется постоянно быть вблизи котла и следить за ним. Многие из неграмотно выполненных пиролизных печей превратились в еще одну разновидность буржуйки.

Можно ли сказать, что лучше: гидролизный котел или пиролизная печь

Гидролизные котлы отопления, как известно, это устройства, которые работают на твёрдом топливе. Для их работы используют дрова, солому, отходы древесины, уголь, пеллеты и многое другое. Данные котлы, работающие на дровах и угле, широкое распространение приобрели в системах отопления для производственных и бытовых помещений. К преимуществам таких котлов относятся экономичность, простота в использовании, высокая экологичность, и доступность. Гидролизные котлы есть возможность использовать даже там, где есть перебои в подаче электроэнергии, или ее нет вообще.

Процесс горения пиролизных газов легко поддается управлению и регулировке, что позволяет автоматизировать работу такого котла приблизительно в той же степени, что и работу газовых или жидкотопливных котлов

Длительные поиски новых энергосберегающих технологий нашли возможным качественно использовать знания органической химии.

Учеными замечено, что:

  • При высокотемпературной среде, в условиях ограниченного доступа кислорода, процесс горения некоторых твердых природных веществ сопровождается постоянным выделением горючего газа;
  • Образовавшийся газ пригоден к дальнейшему сжиганию;
  • В процессе его сгорания выдается много тепла.

Иными словами, гидролизный котел можно назвать прародителем нового пиролизного котла. Но он незаменим там, где установка или обслуживание современной модели невозможно.

Как работает пиролизная печь (видео)

Много лет мы использовали домашние печи и котлы, даже не зная о том, что, усовершенствуя немного процесс горения, платить за топливо можно мы могли бы на много меньше, а тепла нам доставалось бы больше. Но благодаря новому открытию очень нас ждут великие изменения.


Добавить комментарий

Пиролизные печи малого объема | Корпорация «Лес Вологодчины»

Данное оборудование рассчитанное на производство древесного угля в небольших количествах, которого достаточно для удовлетворения нужд небольшого частного хозяйства, кафе, ресторанов, шашлычных и других предприятий, где есть потребность в древесном угле. Пиролизные печи используются на небольших лесопилках и деревообрабатывающих предприятиях с целью утилизации некондиционной древесины.

Принцип производства древесного угля в пиролизных печах практически не отличается от работы крупногабаритных углевыжигательных печей промышленного назначения. Такие печи работают на дровах и крупных отходах лесозаготовительных и лесоперерабатывающих предприятий. Печи оборудованы дожигом пиролизных газов, системой быстрого охлаждения,  что делает процесс производства древесного угля безопасным и экологически чистым. Все пиролизные печи изготовлены с применением жаропрочной стали, что значительно увеличивает срок эксплуатации. 

Преимущества пиролизных печей малого объема:

  • компактные размеры;
  • низкая цена;
  • мобильность;
  • небольшой объем сырья для одного цикла работы;
  • надежность и простота конструкции;
  • простота работы и обслуживания печи;
  • экологическая безопасность.

 

 

Характеристики пиролизных печей  малого объёма

Марка печи

ПУ-1/1

ПУ-3/1

ПУ-3/2

Малютка

Полезный объём пиролизной камеры

1 м3

3 камеры по 1 м3

3 камеры по 2 м3

7 м3

Загружаемый объём сырья

0,6 м3

0,6 м3 в каждую камеру

1,2 м3 в каждую камеру

3 м3

Выход угля

90 кг

270 кг

540 кг

450 кг

Количество циклов за один месяц (в зависимости от влажности сырья)

9-12

9-12

9-12

9-12

Теплоноситель

внутренний

внешний

внешний

внутренний

Система дожига пиролизных газов

+

+

+

+

Утеплитель базальтовый Вайред мат Rookwol 40

+

+

+

+

Внешние габариты камеры Д*Ш*В, мм

1200*1200*1500

3 камера размер каждой 1200*1200*1500

3 камеры размер каждой 1500*1500*1500

2700*2000*2200

Территория для установки, мм

4000*3000

6000*6000

6000*6000

6000*4000

 

   

Также Вы можете заказать у нас:

— Углевыжигательные печи с дожигом пиролизных газов больших объемов>>>;

Шредер для измельчения угля>>>;

Дровоколы>>>  и дровокольно распиловочные линии>>>.

Наше качество-Ваша уверенность!

Пиролиз | Установка пиролиза УТД

Пиролизные печи и установки термической деструкции

Обеспечить пиролиз позволяют специальные печи. Их конструкцию в соответствии со стадиями протекания процесса условно можно поделить на радиантную и конвекционную части. В первой осуществляется непосредственно сам процесс пиролиза. Вторая часть обеспечивает дегидрацию продуктов разложения и их конденсацию. В зависимости от применяемого сырья и получаемых продуктов пиролиза конструкции установок различаются радиантной частью.

При переработке нефтепродуктов используются трубчатые радиаторы (змеевики), в то время как при переработке отходов – это реакторы с большой открытой камерой. Соответственно различия в конструкции отражаются на системе нагрева, которая требует управляемого наращивания температур в зоне реакции. При этом конструкция должна обеспечивать время пребывания сырья в зоне с максимальной температурой как можно меньше и составлять порядка всего 0,1-0,5 секунд.

В современной терминологии все чаще встречается термин «установка термической деструкции». Он подчеркивает назначение печи, как оборудования для утилизации. Конструктивно ее особенности проявляются в загрузочном окне и мобильном варианте исполнения, что предполагает возможность транспортировки. Современные установки полностью автоматизированы и просты в эксплуатации. Например, Установка термической деструкции (УТД-1).

Пиролиз в разрезе технологической цепочки

Рассмотрим пиролиз, как технологию термического разложения отходов. Соответственно, сырьем будут служить углеродосодержащие материалы. Такой технологический процесс представим в виде следующих стадий:

  1. загрузка сырья в реактор;
  2. нагрев содержимого без доступа кислорода за счет работы горелки; температура в камере контролируется и плавно увеличивается до требуемых технологических величин;
  3. термическое разложение сырья; резкий подъем давления и температуры свидетельствуют о начавшейся реакции;
  4. стабилизация процесса; горелка переходит на работу от образующегося пиролизного газа;
  5. стадия первичного разделения продуктов горения; смесь поступает в теплообменник, где сконденсировавшиеся продукты собираются в отдельную емкость;
  6. глубокая фаза расщепления смеси в газожидкостном разделителе; образуется газообразная и жидкая фракции;
  7. осуществляется сбор продуктов горения в специально установленные емкости;
  8. сухая фракция осаждается в самой пиролизной камере.

Соответственно, основные узлы технологической цепочки: реактор – теплообменник – газожидкостный разделитель – емкости для сбора продуктов пиролиза. Обеспечивают работу установки водяная и воздушная система охлаждения, горелка, работающая на жидком топливе и пиролизном газе.

Технологический процесс пиролиза на примере УТД-1 (смотреть ВИДЕО)

Практическое использование продуктов пиролиза

Пиролиз позволяет в результате переработки органических веществ получать – непредельные углеводороды. Это этилен, пропилен, бензол, дивинил, бутадиен и другие из ряда олефинов. Они необходимы для получения пластмасс, синтетических материалов и каучуков. Применительно к пиролизным установкам (термическим деструкторам), продукты их работы:

  • пиролизный газ, который используется, как топливо для работы установок;
  • коксовый остаток 4-5 класса опасности; может использоваться на строительные и рекультивационные нужды, в том числе входить в состав угольных брикетов, строительные и бетонные смеси;
  • синтетическая нефть; применима для получения компонента бензина и дизельного топлива;
  • выделяемое тепло может направляться для обогрева помещений;
  • дистиллированная вода; применима для получения буровых растворов; может использоваться в качестве технической или питьевой воды после дополнительной очистки.

Пиролиз: преимущества технологии
  1. Получение ценного для химической промышленности сырья.
  2. Возможность полного контроля и регулирования процесса.
  3. Высокая эффективность за счет использования для поддержания работы собственных продуктов горения.
  4. Пиролиз –  экологически чистая технология, так как отходы имеют минимальный объем и не требуют специальной очистки.
  5. Широкий спектр использования: как технология получения химического сырья, утилизации отходов и функционирования печей отопления.
  6. Экономически выгодная технология переработки отходов бурения, нефтешламов, пластмасс, резины и других органических материалов.

Пиролиз от А до Я (часть 3): перспективы развития технологии пиролиза в России или «План 2030»


При использовании материала/любой его части ссылка на сайт (www.i-pec.ru) обязательна

Вернуться к списку

Гидролизный котел отопления — характеристики, особенности и производительность

Автор DearHouse На чтение 3 мин Просмотров 2.5к. Обновлено

Под гидролизными отопительными котлами принято понимать оборудование, которое в процессе работы используют твердое топливо. Солома, древесные отходы, дрова – все это может использоваться гидролизными котлами в процессе работы. Наиболее широко это оборудование используется в бытовых и производственных помещениях, будь то фабрики, цеха, склады или фермы. В качестве основных достоинств данных котлов можно назвать то, что они недороги в процессе эксплуатации, отличаются экологической безопасностью, а также просты в обслуживании и управлении.

Работают гидролизные устройства по следующей схеме:

  • Топливо помещается в специальный бункер, где поджигается. Дверца бункера закрывается, задействуется дымосос;
  • Повышение температуры до 800 градусов приводит к тому, что сгораемый материал обугливается, выделяя значительные количества древесного газа. Именно этот процесс и получил название гидролиза;
  • Попадание продуктов гидролиза в колосник приводит к их смешиванию с вторичным воздухом;
  • Процесс гидролиза является постоянным из-за того, что часть тепла постоянно возвращается к слою дров, расположенному внизу.

Монтаж и обслуживание

Когда гидролизный котел устанавливается на пол, то необходимо заранее выполнить монтаж опорной рамы с высотой в 10-20 сантиметров, либо фундаментной подушки. При помощи монтажа опорной рамы можно добиться того, что все посадочные поверхности будут находиться точно в горизонтальной плоскости.

Как правило, котлы монтируются на кирпичную кладку, высота которой не более 36 сантиметров от поверхности пола. Такой подход нужен для того, чтобы нижние коллекторы экранов, расположенных сбоку были на одном уровне с решетниками колосников, а потому служили в качестве охлаждаемых панелей. Установка дымососов также начинается с монтажа опорной рамы, которая фиксируется на фундаменте прочными болтовыми соединениями.

Важное отличие гидролизных котлов состоит в материале, из которого они изготовлены.

 Особенности и срок службы

Теплообменник можно сделать на основе стали или чугуна. Твердотопливные котлы, которые изготовлены на чугунной основе, считаются более долговечными. Их главный нюанс заключается в том, что они достаточно долго прогреваются, но и остывают крайне медленно, отдавая максимум тепла.

Отрицательная черта заключается в хрупкости оборудования: чугун крайне чувствителен к резким температурным перепадам, которые неизбежно станут причиной разрушения стенок устройства и дальнейшему полному выходу его из строя. К счастью, современные технологические решения при производстве чугуна дали возможность улучшить его свойства, увеличив прочностные показатели.

Твердотопливные котлы на стальной основе способны более стойко переносить температурные колебания, но их слабость заключается в восприимчивости к ржавчине, которая начинает активно развиваться из-за скоплений конденсата. Именно эта особенность приводит к тому, что стальной теплообменник заметно снижает эксплуатационный срок котлов. Во многом, продолжительность службы стального котла зависит от качества материала, его толщины, а также осторожности обращения.

[box type=»info» ]С учетом этого фактора можно заявить, что чугунный котел, несмотря на свою изначальную дороговизну, в итоге, будет более выгодной покупкой.[/box]

Также стоит отметить такую дополнительную деталь гидролизного котла, как наличие специального вентилятора, нагнетающего воздух внутрь камеры сгорания. Это, в общем-то, простое приспособление способно ощутимо увеличить эффективность работы устройства.

Пиролизные печи длительного горения | Biowatt

На правах рекламы

Пиролизная печь

(на дровах любой влажности)

Предлагаем замену и альтернативу твердотопливным котлам для отопления жилых и промышленных помещений. А именно, отопительные устройства на дровах пиролизного горения — пиролизные печи.

Данную пиролизную печь можно подключить к Вашей системе теплоснабжения, ничего не нарушая. Схему подключения смотрите ниже:

Для каких объектов можно использовать пиролизную печь?

Пиролизные печи можно эффективно использовать для отопления таких объектов как склады, промышленные здания, теплицы, школы, садики, коттеджи.

В первую очередь рекомендуем использовать пиролизные печи как альтернативу для объектов:

  • площадью до 2000 м2 и
  • мощностью 100-200 кВт.

Особенности и преимущества наших пиролизных печей
  • Простота в эксплуатации
  • Экологичность — нет дыма
  • Высокий КПД и низкий расход топлива
  • Могут работать на дровах любой влажности

Характеристики и варианты пиролизных печей

Кроме табличных значений возможно изготовления пиролизных печей по индивидуальному заказу.

Производство и монтаж пиролизных печей

  • Монтаж выполняется силами предприятия-изготовителя
  • Монтаж и поставка пиролизной печи возможна по всей территории Украины
  • Ориентировочный срок выполнения заказа — 2 месяца
  • Условия оплаты:
    • аванс 60% — для запуска пиролизной печи в производство
    • аванс 30% — перед отправкой печи заказчику
    • 10% — оплата по факту выполнения монтажных работ
  • Подключение пиролизной печи к общей системе теплоснабжения может выполняться компанией-изготовителем или же заказчиком по согласованию сторон. Стоимость насосов, труб и прочего оборудования не входит в стоимость пиролизной печи
  • Можно сделать индивидуальный заказ на пиролизную печь необходимой мощности
  • Стоимость пиролизной печи = 800 грн на 1 кВт мощности (цена указана на условиях EXW-Харьков)
  • Стоимость монтажных работ не входит в стоимость пиролизной печи и рассчитывается отдельно в каждом конкретном случае
Как выглядит пиролизная печь в реальности?

 

Купить пиролизную печь

Для того, чтобы заказать пиролизную печь, заполните онлайн-заявку для обратной связи!

 

Страница не найдена — ScienceDirect

  • Пандемия COVID-19 и глобальное изменение окружающей среды: новые потребности в исследованиях

    Environment International, том 146, январь 2021 г., 106272

    Роберт Баруки, Манолис Кожевинас, […] Паоло Винеис

  • Исследование количественной оценки риска изменения климата в городском масштабе: обзор последних достижений и перспективы будущего направления

    Обзоры возобновляемых и устойчивых источников энергии, Том 135, Январь 2021 г., 110415

    Бинь Йеа, Цзинцзин Цзян, Чжунго Лю, И Чжэн, Нань Чжоу

  • Воздействие изменения климата на экосистемы водно-болотных угодий: критический обзор экспериментальных водно-болотных угодий

    Журнал экологического менеджмента, Том 286, 15 мая 2021 г., 112160

    Шокуфе Салими, Сухад А.A.A.N. Алмуктар, Миклас Шольц

  • Обзор воздействия изменения климата на общество в Китае

    Достижения в исследованиях изменения климата, Том 12, выпуск 2, апрель 2021 г., страницы 210-223

    Юн-Цзянь Дин, Чен-Ю Ли, […] Цзэн-Ру Ван

  • Общественное мнение об изменении климата и готовности к стихийным бедствиям: данные Филиппин

    2020 г.

    Винченцо Боллеттино, Тилли Алкайна-Стивенса, Манаси Шарма, Филип Ди, Фуонг Пхама, Патрик Винк

  • Воздействие бытовой техники на окружающую среду в Европе и сценарии снижения их воздействия

    Журнал чистого производства, Том 267, 10 сентября 2020 г., 121952

    Роланд Хишье, Франческа Реале, Валентина Кастеллани, Серенелла Сала

  • Влияние глобального потепления на смертность апрель 2021 г.

    Раннее человеческое развитие, Том 155, апрель 2021 г., 105222

    Жан Каллеха-Агиус, Кэтлин Инглэнд, Невилл Каллеха

  • Понимание и противодействие мотивированным корням отрицания изменения климата

    Текущее мнение об экологической устойчивости, Том 42, февраль 2020 г., страницы 60-64

    Габриэль Вонг-Пароди, Ирина Фейгина

  • Это начинается дома? Климатическая политика, нацеленная на потребление домашних хозяйств и поведенческие решения, является ключом к низкоуглеродному будущему

    Энергетические исследования и социальные науки Том 52, июнь 2019, страницы 144-158

    Гислен Дюбуа, Бенджамин Совакул, […] Райнер Зауэрборн

  • Трансформация изменения климата: определение и типология для принятия решений в городской среде

    Устойчивые города и общество, Том 70, июль 2021 г., 102890

    Анна К. Херлиманн, Саре Мусави, Джеффри Р. Браун

  • «Глобальное потепление» против «изменения климата»: повторение связи между политической самоидентификацией, формулировкой вопроса и экологическими убеждениями.

    Журнал экологической психологии, Том 69, июнь 2020, 101413

    Алистер Раймонд Брайс Сауттер, Рене Мыттус

  • Сжигание гидролизного лигнина в печи с капельной трубой и последующие выбросы газов и твердых частиц

    https: // doi.org / 10.1016 / j.biortech.2019.121498Получить права и контент

    Основные моменты

    Гидролизный лигнин и две древесные биомассы сжигаются в печи с капельной трубкой в ​​различных условиях.

    Количество выброшенных ТЧ 2,5 имеет V-образный профиль в зависимости от температуры для каждой биомассы.

    Предлагаются два механизма образования твердых частиц.

    Выход летучих почти полностью достигается при 1000 ° C даже при небольшом расстоянии падения.

    Выбросы газов и твердых частиц для гидролизного лигнина ниже, чем для двух видов древесной биомассы.

    Реферат

    Целью исследования был анализ процесса горения гидролизного лигнина на промышленных предприятиях, которые используют пылевидное горючее и характеризуются очень высокими скоростями нагрева (до 10 5 К / мин). Измельченные образцы гидролизного лигнина и коры ели или ствола ели для сравнения вводили в печь с капельной трубой в потоке окисления (синтетический воздух) и при изотермической температуре (от 800 до 1200 ° C) в зоне реакции.Были проанализированы газообразные выбросы и выбросы твердых частиц. Зола собиралась на дне печи с капельной трубой и анализировалась. Летучая зола собиралась в электрическом импакторе низкого давления и анализировалась. Каким бы ни был образец, количество частиц PM 2,5 было чувствительно к температуре, и наблюдался минимум, который достигается при 900 ° C для гидролиза лигнина и коры ели и при 1100 ° C для ствола ели.

    Ключевые слова

    Капельно-трубчатая печь

    Горение

    Выбросы газов

    Твердые частицы

    Гидролизный лигнин

    Древесная биомасса

    Рекомендуемые статьи Цитирующие статьи (0)

    Просмотреть полный текст

    © 2019 Elsevier Ltd.Все права защищены.

    Рекомендуемые статьи

    Ссылки на статьи

    Hotwork Глоссарий | Hotwork

    Air Dry — Этот термин часто используется для обозначения периода отверждения вновь размещенного огнеупора. В действительности огнеупор не высыхает, но за это время при температуре окружающей среды происходят химические реакции, что увеличивает прочность огнеупора.

    Щелочной гидролиз — Механизм разрушения легких бетонов из-за реакции двуокиси углерода в атмосфере с известью в цементе.Обычно поверхностные слои огнеупора становятся рыхлыми и расслаиваются. Разрушение происходит, когда огнеупор подвергается воздействию определенных условий окружающей среды после укладки и по прошествии некоторого времени до высыхания. Одна из самых эффективных профилактических мер — своевременное просушивание огнеупора.

    Bake Out — Этот термин иногда используется для обозначения высыхания огнеупора.

    Насыпная плотность — Показатель качества, используемый для огнеупоров. Это вес объекта, деленный на объем, который он занимает.У огнеупоров объемная плотность может быть уменьшена из-за избыточной пористости.

    Burnout Fibers — Производители огнеупоров часто намеренно создают в своих материалах пористость и проницаемость, добавляя в смесь волокна, которые выгорают (и оставляют пустоты) при низких температурах.

    Возможность переключения горелки — это отношение максимальной мощности горелки к ее минимальной мощности. Многие горелки с предварительным смешиванием имеют диапазон регулирования от 3 до 1.

    Жидкие огнеупоры — Смесь жаропрочных заполнителей и термостойкого гидравлического цемента. Обычно его смешивают с водой для заливки, трамбовки или торкретирования. Литые огнеупоры могут быть установлены в полевых условиях, чтобы соответствовать форме печи, емкости, желоба, циклона или воздуховода.

    Керамическая связка — Механическая прочность огнеупора, которая развивается во время термообработки и является результатом когезии между соседними частицами заполнителя.

    Котел с циркулирующим псевдоожиженным слоем (CFB) — Эта технология удерживает частицы топлива и известняка в потоке воздуха, чтобы создать эффективное низкотемпературное горение и ограничить образование таких загрязняющих веществ, как NOX и SO2. Эта технология имеет экологические преимущества и гибкость в отношении качества топлива.

    Checker Burnout — Термин, используемый некоторыми для обозначения процесса выгорания сульфата для открытия забитых регенераторов в стекловаренной печи.

    Химическая очистка — Процесс ввода в эксплуатацию, используемый при запуске новых котлов. Различные чистящие и пассивирующие жидкости контролируются по температуре и циркулируют по трубам котла для их очистки и кондиционирования перед вводом в эксплуатацию.

    Coating Cure — Различные покрытия используются в промышленных процессах для уменьшения коррозионного воздействия и / или изменения излучательной способности поверхности. Часто эти покрытия наносятся влажными, и их необходимо просушить и отвердить перед вводом в эксплуатацию.

    Прочность на раздавливание в холодном состоянии (CCS) — это качественный показатель огнеупора, который измеряет его сопротивление силам сжатия.

    Слив из стекловаренной печи с холодной водой (CWD) — В конце кампании стекловаренной печи необходимо удалить жидкое стекло из печи, чтобы можно было отремонтировать огнеупор. Один из методов удаления жидкого стекла — просверлить отверстие в печи и слить горячее стекло в поток воды, который закалиет его и доставит на место хранения.В канализации для холодной воды вода используется «однократно».

    Crown Rise Monitor (CRM) — При нагревании стекловаренной печи огнеупор расширяется, и стальную ограничивающую конструкцию необходимо отрегулировать для учета расширения. Чтобы отслеживать и контролировать этот процесс, полезно измерить положение огнеупорного венца на печи. Традиционно это делалось путем ручного измерения «контрольных сигналов», которые сравнивают положение заводной головки с ее первоначальным возвышением.Crown Rise Monitor (CRM) использует датчики линейного положения и регистратор данных для постоянного наблюдения за положением заводной головки.

    Cullet — Осколки стекла, собранные как побочный продукт производства стекла или в результате вторичной переработки. Этот материал часто используется в качестве сырья при производстве стекла.

    Заполнение стеклобоя — Когда стекловаренная печь впервые запускается в производство, она нагревается и должна иметь первоначальную загрузку стекла для начала производственного процесса.Заполнение стеклобоя часто используется для обеспечения этой начальной загрузки. Стеклобой часто загружают в горячую печь путем вдувания или вибрации его в плавильную печь.

    Горелка с избыточным воздухом — Горелка этого типа не пытается поддерживать фиксированное соотношение топлива и воздуха для горения. Его преимущество состоит в том, что он обеспечивает большой объем и низкотемпературный поток газа на выпускном сопле горелки при понижении мощности горения. Эта функция особенно хорошо подходит для сушки огнеупоров.

    Контроль расширения (ECS) — Во время нагрева стекловаренной печи огнеупор удерживается стальной конструкцией и большими регулировочными болтами. По мере того, как печь нагревается и расширяется, стальную конструкцию необходимо отрегулировать, чтобы приспособиться к росту огнеупора. Надзор за расширением — это услуга, позволяющая управлять этими настройками.

    Защита от замерзания — Иногда критически важные активы необходимо защищать от замерзания из-за условий окружающей среды.Обычно эти проблемы возникают либо во время строительства, либо во время длительного простоя. Защита от замерзания — это услуга, которую можно использовать для защиты критически важных активов в холодную погоду.

    Обогрев печи — Многие промышленные печи перерабатывают отходящее тепло, и они полагаются на это рециркулируемое тепло для поддержания процесса. Печи, регенераторы, насадки и рекуператоры — все это примеры технологий, используемых для рециркуляции технологического тепла. Когда один из этих процессов полностью охлаждается (либо из-за простоя, либо из-за нового строительства), часто необходимо «запустить» процесс с помощью внешнего источника тепла.Нагрев печи — это услуга по доведению этих промышленных печей от температуры окружающей среды до устойчивого рабочего состояния.

    Горячее состояние печи — Когда промышленная печь прерывает выработку технологического тепла, но нежелательно, чтобы процесс остывал, часто используется режим горячего удержания печи. Служба экстренного удержания в горячем состоянии иногда используется из-за перебоев в электроснабжении или стихийных бедствий. Плановые услуги по удержанию горячей воды могут использоваться, когда часть технологического процесса нуждается в ремонте, а охлаждение всего процесса нежелательно.

    Отказ печи — Многие крупные промышленные печи работают 24 часа в сутки и 7 дней в неделю. Процессы непрерывны и редко прерываются. Иногда планируется отключение печи для проведения технического обслуживания и ремонта, которые могут произойти только во время остановки технологического процесса. В некоторых отраслях простои называют ремонтом.

    Торкрет-огнеупоры — Огнеупорный материал можно укладывать методом торкретирования. Огнеупорный материал транспортируется в потоке сжатого воздуха и проецируется на огнеупорную поверхность.Материал может иметь воду, добавленную в сопло, или может быть предварительно увлажнен. Цель состоит в том, чтобы материал прилипал к целевой поверхности и избегал отскока.

    Парогенератор-утилизатор (HRSG) — это тип котла, улавливающего избыточное технологическое тепло. Их можно установить перед вытяжной трубой промышленной печи или использовать вместе с генератором комбинированного цикла. Турбина с комбинированным циклом имеет одну ступень, приводимую в действие продуктами сгорания, и вторую ступень, приводимую в действие паром от ПГРТ, который улавливает часть тепла, оставшегося после первой ступени.

    Отрасли по переработке углеводородов (HPI) — Эта отраслевая категория относится к нефтепереработке, переработке газа, СПГ и нефтехимии.

    Meltouts — Иногда жидкие материалы затвердевают не в том месте, и их необходимо удалить. Один из способов удаления этих материалов состоит в том, чтобы снова растворить их в жидкости и позволить жидкости течь в желаемое место.

    Модуль разрыва (MOR) — Показатель качества огнеупора, который измеряет его прочность при сопротивлении изгибным (изгибающим) силам.

    Монолитный огнеупор — Огнеупорный материал, который наносится на объекте в необожженном состоянии и образует сплошную массу. Примеры монолитных огнеупоров включают литейные, торкрет-бетон, торкрет-смеси, пластмассы и набивные материалы. После размещения огнеупор необходимо высушить для создания огнеупорных свойств.

    Проницаемость — способность газа проходить через огнеупорную конструкцию. Проницаемость повышается, когда пористость соединяется между собой и обеспечивает прохождение газа.Пористость не обязательно создает проницаемость. Во время высыхания огнеупора пар использует проницаемость для выхода из конструкции огнеупора.

    Пористость — Пустоты в структуре огнеупора создают пористость. Пористость может проявляться в виде больших отдельных пустот или микропустот, рассредоточенных по всей структуре.

    Пластиковый огнеупор — Огнеупорная смесь, в которой используются связующие вещества, такие как глины, фосфаты или смолы. Материал обычно поставляется для установки в виде мокрых блоков.При установке пластмассы не требуют такого большого уплотнения / деформации, как набивной материал. Блоки обычно утрамбовываются вместе, образуя непрерывную облицовку. После размещения требуется высыхание для создания огнеупорных свойств.

    Термическая обработка после сварки (PWHT) — При сварке металлических конструкций зона термического влияния имеет измененные металлургические свойства по сравнению с основным металлом. Для восстановления металлургических свойств часто требуется термический цикл.Большая часть термообработки после сварки проводится локально на сварном шве с помощью электрического резистивного нагрева. В некоторых случаях целесообразно нагревать весь резервуар или сварную конструкцию, и в этих случаях часто применяется термообработка шва после сварки после сжигания.

    Набивной огнеупор — Огнеупорная смесь, в которой используются связующие вещества, такие как глина, органические вещества, фосфаты, диоксид кремния или гудрон. Материал может поставляться для монтажа как в мокром, так и в сухом виде. Материал обычно уплотняют с помощью пневматического молотка или другого инструмента для уплотнения.Сдвиг, возникающий во время набивки, способствует плотности материала и конечным свойствам. После размещения требуется высыхание для создания огнеупорных свойств.

    Горелка Ratio — Горелки Ratio пытаются поддерживать оптимальную смесь воздуха и топлива. Это соотношение обычно немного больше стехиометрического, чтобы обеспечить полное сгорание всего топлива. Горелки этого типа обычно выбирают для технологических горелок, поскольку они обладают хорошей энергоэффективностью, экологическими преимуществами и хорошо подходят для поддержания высокотемпературных процессов.

    Слив из стекловаренной печи с переработанной водой (RHWD) — Эта услуга аналогична сливу из стекловаренной печи с холодной водой, за исключением того, что вода собирается после отделения от стеклобоя и возвращается обратно для использования в непрерывном замкнутом контуре.

    Refractory Cure — Это начальный период после установки литого огнеупора перед началом сушки. В этот период происходят реакции, которые приводят к жесткому схватыванию огнеупора.Обычно производитель огнеупора указывает продолжительность периода отверждения, который может зависеть от температуры окружающей среды.

    Сушка огнеупора — Для монолитного огнеупора, после установки и периода отверждения, тепло применяется в соответствии с графиком производителя для удаления как свободной, так и химически связанной воды. Эта термическая обработка является последним шагом на пути к достижению желаемых свойств установленного огнеупора. Этот процесс иногда называют отжигом, термообработкой, сушкой, сушкой или предварительным нагревом.

    Огнеупорный скол — Механическое разрушение огнеупорной футеровки, приводящее к трещинам, изломам, расслоению, крошению и / или взрывному разрушению. Выкрашивание огнеупора может происходить по разным причинам, но, если оно происходит, обычно происходит во время высыхания огнеупора. Во время высыхания огнеупорная футеровка подвергается высоким нагрузкам, поскольку вода превращается в пар и пытается выйти из футеровки. Если огнеупорные свойства были нарушены из-за каких-либо предшествующих работ, то во время высыхания, вероятно, произойдет разрушение.Выкрашивание огнеупора обычно происходит из-за того, что материал не обладает прочностью, чтобы выдерживать силы, вызываемые выделяющимся паром во время высыхания. Двумя основными проблемами являются свойства материала и скорость парообразования. Это состояние также называют взрывным растрескиванием или выбросом огнеупора. Процедуры контроля качества и соблюдение инструкций производителя по смешиванию, размещению, отверждению и сушке являются лучшими профилактическими мерами, позволяющими избежать этого состояния.

    Регенератор разгерметизации — это еще один термин, обозначающий процесс выгорания сульфата.

    Торкрет-бетон — Огнеупорный материал, который смешивают (например, литье), а затем наносят путем перекачивания смеси в сопло, где он смешивается с воздухом и активатором для начала отверждения. Смесь пневматически «выстреливается» на монтажную поверхность. После размещения требуется высыхание для создания огнеупорных свойств.

    Выгорания сульфатов (SBO) — В стекловаренных печах с регенераторами сульфаты имеют тенденцию со временем конденсироваться в насадке. Накопление сульфатов ограничивает прохождение воздуха и, в конечном итоге, ухудшает работу печи.Один из методов удаления сульфатов из насадок включает установку горелки в нижней части регенератора и нагрев насадки до температуры выше точки плавления сульфатов. Это позволяет сульфатам стекать из насадок на дно регенератора, и поток воздуха восстанавливается в печь. Этот процесс также называют разгрузкой регенератора или сгоранием контролера.

    Капитальный ремонт — На нефтеперерабатывающих заводах и других перерабатывающих предприятиях запланированы периодические остановки для технического обслуживания, при которых процесс полностью останавливается.Для оптимизации проделанной работы и сведения к минимуму времени простоя выполняется тщательное планирование и подготовка. Эти простои часто называют ремонтом.

    Исследование эффективности щелочного гидролиза, вызванного муфельной печью, при определении содержания титана в пробах окружающей среды, содержащих частицы искусственного диоксида титана

    Разработан новый метод плавления гидроксида калия (КОН) на основе муфельной печи (MF), который был испытан для различных материалов диоксида титана в различных твердых матрицах.Разложение различных образцов окружающей среды, содержащих отложения, глинистые минералы и гуминовую кислоту с частицами TiO и без них 2 , было сначала выполнено с использованием метода плавления KOH на основе MF, и его эффективность растворения сравнивалась с KOH на основе горелки Бунзена (BB). метод сплавления. Затем три типа частиц TiO 2 (анатаз, брукит и рутил) были расщеплены методами плавления KOH и азотной (HNO 3 ) фтористоводородной (HF) смешанной кислотой разложения на основе микроволн. методы.Статистический анализ результатов показал, что извлечение Ti было сопоставимо для методов плавления КОН (BB и MF). Для частиц чистого TiO 2 измеренные степени извлечения Ti по сравнению с расчетными значениями составили 96%, 85% и 87% для материалов анатаза, брукита и рутила TiO 2 , соответственно, методом сплавления на основе MF. . Эти извлечения были последовательными и менее изменчивыми, чем извлечение 104%, 97% и 72% методом плавления на основе BB и извлечение HNO на основе молекулярной массы 3 –HF, извлечение при переваривании смешанных кислот 80%, 81% и 14%, соответственно для анатаза, брукита и рутила.Процентное извлечение Ti и точность измерений снизились как для метода BB, так и для метода MF, когда TiO 2 был добавлен в отложения, глинистые минералы и гуминовую кислоту. Этому падению эффективности противодействовали более тщательная гомогенизация смесей с добавками и увеличение массы КОН в процессе плавления MF с 1,6 г до 10,0 г. Метод слияния на основе MF неизменно превосходит по эффективности разложения для всех трех полиморфов TiO 2 . Методика слияния на основе MF требовала 20 минут для разложения 25 образцов (на основе собственных возможностей Lindberg MF) по сравнению с 8 часами для того же количества образцов с использованием метода слияния на основе BB.Таким образом, метод слияния на основе MF может использоваться для растворения большого количества образцов за более короткое время (, например, , 500 образцов за 8 часов) при сохранении энергии и устранении рисков для здоровья и безопасности от методов, использующих HF.

    Сжигание гидролизного лигнина в печи с капельной трубой и последующие выбросы газов и твердых частиц

    DOI: 10.1016 / j.biortech.2019.121498. Epub 2019 16 мая.

    Принадлежности Расширять

    Принадлежности

    • 1 Laboratoire Gestion des Risques et Environnement (EA 2334), Institut de Recherche Jean-Baptiste Donnet, Университет Верхнего Эльзаса, 3bis, rue Alfred Werner, F-68093 Mulhouse Cedex, Франция.
    • 2 Кафедра промышленной энергетики Высшей школы энергетики, нефти и газа Северного (Арктического) федерального университета имени М.В. Ломоносова, 163002, набережная Северной Двины, 17, Архангельск, Российская Федерация.
    • 3 Laboratoire Gestion des Risques et Environnement (EA 2334), Институт исследований Жана-Батиста Донне, Университет Верхнего Эльзаса, 3bis, rue Alfred Werner, F-68093 Mulhouse Cedex, Франция.Электронный адрес: [email protected]

    Элемент в буфере обмена

    Корнелиус Шённенбек и др. Биоресур Технол. 2019 сен.

    Показать детали Показать варианты

    Показать варианты

    Формат АннотацияPubMedPMID

    DOI: 10.1016 / j.biortech.2019.121498. Epub 2019 16 мая.

    Принадлежности

    • 1 Laboratoire Gestion des Risques et Environnement (EA 2334), Institut de Recherche Jean-Baptiste Donnet, Университет Верхнего Эльзаса, 3bis, rue Alfred Werner, F-68093 Mulhouse Cedex, Франция.
    • 2 Кафедра промышленной энергетики Высшей школы энергетики, нефти и газа Северного (Арктического) федерального университета имени М.В. Ломоносова, 163002, набережная Северной Двины, 17, Архангельск, Российская Федерация.
    • 3 Laboratoire Gestion des Risques et Environnement (EA 2334), Институт исследований Жана-Батиста Донне, Университет Верхнего Эльзаса, 3bis, rue Alfred Werner, F-68093 Mulhouse Cedex, Франция.Электронный адрес: [email protected]

    Элемент в буфере обмена

    Опции CiteDisplay

    Показать варианты

    Формат АннотацияPubMedPMID

    Абстрактный

    Целью исследования был анализ процесса сжигания гидролизного лигнина на промышленных предприятиях, которые используют пылевидное горючее и характеризуются очень высокими скоростями нагрева (до 10 5 К / мин).Измельченные образцы гидролизного лигнина и коры ели или ствола ели для сравнения вводили в печь с капельной трубой в потоке окисления (синтетический воздух) и при изотермической температуре (от 800 до 1200 ° C) в зоне реакции. Были проанализированы газообразные выбросы и выбросы твердых частиц. Зола собиралась на дне печи с капельной трубой и анализировалась. Летучая зола собиралась в электрическом импакторе низкого давления и анализировалась. Каким бы ни был образец, количество частиц PM 2.5 был чувствителен к температуре, и наблюдался минимум, который достигается при 900 ° C для гидролиза лигнина и коры ели и при 1100 ° C для ствола ели.

    Ключевые слова: Горение; Капельная трубчатая печь; Газообразный выброс; Лигнин гидролизный; Твердые частицы; Древесная биомасса.

    Авторские права © 2019 Elsevier Ltd.Все права защищены.

    [Икс]

    цитировать

    Копировать

    Формат: AMA APA ГНД NLM

    Справочник

    Water — Отложения в котлах: наличие и контроль

    Отложения являются серьезной проблемой при работе парогенерирующего оборудования. Скопление материала на поверхностях котла может вызвать перегрев и / или коррозию.Оба эти условия часто приводят к незапланированным простоям.

    Системы предварительной обработки питательной воды для котлов достигли такого уровня развития, что теперь стало возможным снабжать котлы сверхчистой водой. Однако такая степень очистки требует использования сложных систем предварительной обработки. Капитальные затраты на такие комплекты оборудования для предварительной обработки могут быть значительными и часто не оправданы, если сопоставить их с возможностями внутренней обработки.

    Необходимость обеспечить котлы питательной водой высокого качества является естественным результатом прогресса, достигнутого в производительности котлов.Отношение поверхности нагрева к испарению уменьшилось. Следовательно, скорость теплопередачи через излучающие водяные стенки трубы увеличивалась, иногда превышая 200 000 БТЕ / фут² / час. Допуск к осаждению в этих системах очень низкий.

    Требуемое качество питательной воды зависит от рабочего давления котла, конструкции, скорости теплопередачи и использования пара. В большинстве котельных систем используется подпиточная вода, умягченная на основе цеолита натрия или деминерализованная. Жесткость питательной воды обычно колеблется от 0.От 01 до 2,0 ppm, но даже вода такой чистоты не обеспечивает работу без отложений. Следовательно, необходимы хорошие программы внутренней очистки котловой воды.

    ДЕПОЗИТЫ

    Обычные загрязнители питательной воды, которые могут образовывать отложения в котлах, включают кальций, магний, железо, медь, алюминий, кремнезем и (в меньшей степени) ил и нефть. Большинство депозитов можно разделить на два типа (рис. 12-1):

    • окалина, кристаллизовавшаяся непосредственно на поверхности трубки
    • отложения ила, которые выпали в другом месте и были перенесены на поверхность металла проточной водой

    Накипь образована солями, которые имеют ограниченную растворимость, но не полностью не растворяются в котловой воде.Эти соли достигают места отложения в растворимой форме и осаждаются при концентрировании путем испарения. Образующиеся осадки обычно имеют достаточно однородный состав и кристаллическую структуру.

    Высокая скорость теплопередачи приводит к высокой скорости испарения, которая концентрирует оставшуюся воду в зоне испарения. Из концентрированной воды может выпадать в осадок ряд различных соединений, образующих накипь. Характер образовавшейся накипи зависит от химического состава концентрированной воды.Обычные компоненты отложений — это кальций, магний, кремнезем, алюминий, железо и (в некоторых случаях) натрий.

    Точные комбинации, в которых они существуют, варьируются от котла к котлу и от места к месту внутри котла (Таблица 12-1). Накипь может образовываться в виде силиката кальция в одном котле и в виде силиката натрия и железа в другом.

    По сравнению с некоторыми другими реакциями осаждения, такими как образование фосфата кальция, кристаллизация окалины является медленным процессом. В результате образующиеся кристаллы становятся четко очерченными, а на металле трубки образуется твердый, плотный и хорошо изолирующий материал.Некоторые виды накипи настолько устойчивы, что сопротивляются любому механическому или химическому удалению.

    Шлам — это скопление твердых частиц, которые осаждаются в основной массе котловой воды или попадают в котел в виде взвешенных твердых частиц. Отложения ила могут быть твердыми, плотными и вязкими. При воздействии высоких температур (например, когда из бойлера сливают горячую воду) на месте часто накапливаются отложения шлама. Затвердевшие таким образом отложения ила могут быть такими же неприятными, как накипь.

    Как только начинается осаждение, частицы, присутствующие в циркулирующей воде, могут связываться с отложением.Связывание внутри частиц не обязательно должно происходить между каждой частицей в массе отложений. Некоторые несвязанные частицы могут быть захвачены в сеть связанных частиц.

    Таблица 12-1. Компоненты кристаллической окалины, идентифицированные с помощью дифракции рентгеновских лучей.

    Имя Формула
    Акмит Na 2 OFe 2 O 3 4SiO 2
    Анальцит Na 2 OAl 2 O 3 4SiO 2 2H 2 O
    Ангидрит CaSO 4
    Арагонит CaCO 3
    Брусит мг (OH) 2
    Кальцит CaCO 3
    канкринит 4Na 2 OCaO4Al 2 O 3 2CO 2 9SiO 2 3H 2 O
    Гематит Fe 2 O 3
    Гидроксиапатит Ca 10 (OH) 2 (PO 4 ) 6
    Магнетит Fe 3 O 4
    Нозелит 4Na 2 O3Al 2 O 3 6SiO 2 SO 4
    Пектолит Na 2 O4CaO6SiO 2 H 2 O
    кварцевый SiO 2
    змеевик 3MgO2SiO 2 2H 2 O
    Тенардит Na 2 SO 4
    Валластонит CaSiO 3
    Ксонотлит 5CaO5SiO 2 H 2 O

    Связывание часто является функцией поверхностного заряда и потери гидратации воды.Оксид железа, который существует во многих гидратированных и оксидных формах, особенно склонен к связыванию. Некоторые силикаты будут делать то же самое, а многие масляные загрязнители являются печально известными связующими отложениями из-за реакций полимеризации и разложения.

    Помимо причинения материального ущерба из-за изоляции пути теплопередачи от пламени котла к воде (Рисунок 12-2), отложения ограничивают циркуляцию воды в котле. Они делают поверхность трубы шероховатой и увеличивают коэффициент лобового сопротивления в контуре котла.Сниженная циркуляция в генераторной трубе способствует ускоренному осаждению, перегреву и преждевременному разделению пара и воды.

    ЦИРКУЛЯЦИЯ КОТЛА

    На рисунках 12-3 и 12-4 показан процесс циркуляции котла. Левые ножки U-образных трубок представляют собой сливные стаканы и заполнены относительно прохладной водой. Правые ноги представляют собой генераторные трубы и нагреваются. Тепло создает пузырьки пара, а конвекционные потоки создают циркуляцию. Чем больше тепла прикладывается, тем больше пара вырабатывается и скорость циркуляции увеличивается.

    Если образуются отложения (Рисунок 12-4), шероховатая поверхность и частично ограниченное отверстие препятствуют потоку, уменьшая циркуляцию. При постоянном подводе тепла вырабатывается такое же количество пара, поэтому соотношение пара и воды в генерирующей трубе увеличивается. Вода в трубке становится более концентрированной, что увеличивает вероятность отложения солей в котловой воде.

    В крайних случаях осаждение становится достаточно сильным, чтобы уменьшить циркуляцию до точки, при которой происходит преждевременное разделение пара и воды.Когда это происходит в трубе печи, выход из строя из-за перегрева происходит быстро. Когда отложения небольшие, они могут не вызывать поломки труб, но они снижают запас прочности конструкции котла.

    До точки преждевременного отделения пара от воды скорость циркуляции котла увеличивается с увеличением тепловложения. Часто, как показано на Рисунке 12-5, точка перегиба (A) выше номинальной мощности котла. Когда контур загрязнен, точка перегиба кривой «циркуляция-теплоподвод» смещается влево, и общая циркуляция воды уменьшается.Это показано нижней пунктирной линией.

    Обращение и депонирование тесно связаны. Осаждение частиц является функцией вытеснения воды, а также поверхностного заряда (рис. 12-6). Если поверхностный заряд частицы относительно нейтрален в своем стремлении заставить частицу либо прилипать к стенке трубки, либо оставаться в подвешенном состоянии, адекватный водный поток удержит ее от трубки. Если циркуляции в контуре недостаточно для обеспечения достаточного отвода воды, нейтральная частица может прилипнуть к трубке.В случае крайне низкой циркуляции может произойти полное испарение и осаждение обычно растворимых солей натрия.

    ХИМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА

    Обработка карбонатом натрия была оригинальным методом борьбы с отложениями сульфата кальция. Современные методы основаны на использовании фосфатов и хелантов. Первая — это программа осаждения, вторая — программа растворения.

    Карбонатный контроль

    До принятия фосфатной обработки в 1930-х годах образование отложений сульфата кальция было серьезной проблемой для котлов.Обработка карбонатом натрия использовалась для осаждения кальция в виде карбоната кальция для предотвращения образования сульфата кальция. Движущей силой образования карбоната кальция было поддержание высокой концентрации карбонат-иона в котловой воде. Даже там, где это было достигнуто, обычно происходило сильное отложение карбоната кальция. Поскольку давление в котле и скорость теплопередачи медленно увеличивались, накипь карбоната кальция становилась неприемлемой, так как это приводило к перегреву и выходу труб из строя.

    Контроль фосфатов

    Фосфат кальция практически не растворяется в котловой воде.Можно поддерживать даже небольшие уровни фосфата, чтобы обеспечить осаждение фосфата кальция в основной воде котла вдали от поверхностей нагрева. Таким образом, введение фосфатной обработки устранило проблему отложений карбоната кальция. Когда фосфат кальция образуется в котловой воде с достаточной щелочностью (pH 11,0–12,0), образуются частицы с относительно неадгезивным поверхностным зарядом. Это не предотвращает развитие отложений с течением времени, но их можно достаточно хорошо контролировать с помощью продувки.

    В программе обработки с осаждением фосфата магниевая часть твердых примесей осаждается преимущественно в виде силиката магния. Если кремнезема нет, магний выпадет в осадок в виде гидроксида магния. Если поддерживается недостаточная щелочность котловой воды, магний может соединяться с фосфатом. Фосфат магния имеет поверхностный заряд, который может привести к его прилипанию к поверхностям трубок и накоплению других твердых частиц. По этой причине щелочность является важной частью программы осаждения фосфатов.

    Силикат магния, образованный в программе осаждения, не имеет особой адгезии. Однако он способствует накоплению отложений наравне с другими загрязнителями. Анализ типичных отложений в котле показывает, что силикат магния присутствует примерно в таком же соотношении к фосфату кальция, как магний к кальцию в питательной воде котла.

    Контроль фосфатов / полимеров

    Органические добавки улучшают результаты обработки фосфатом. Первыми добавками были натуральные органические вещества, такие как лигнины, дубильные вещества и крахмалы.Органические вещества были добавлены, чтобы способствовать образованию жидкого осадка, который оседал в барабане для бурового раствора. Нижняя продувка из грязевого барабана удалила ил.

    В области органических обработок было много достижений (рис. 12-7). В настоящее время широко используются синтетические полимеры, и упор делается на диспергирование частиц, а не на образование жидкого осадка. Хотя этот механизм довольно сложен, полимеры изменяют площадь поверхности и отношение поверхностного заряда к массе типичных твердых частиц котла. При правильном выборе и нанесении полимера поверхностный заряд частицы может быть изменен в лучшую сторону (рис. 12-8).

    Многие синтетические полимеры используются в программах осаждения фосфатов. Большинство из них эффективны при диспергировании силиката магния и гидроксида магния, а также фосфата кальция. Полимеры обычно имеют низкую молекулярную массу и многочисленные активные центры. Некоторые полимеры используются специально для солей жесткости или железа; некоторые эффективны для широкого спектра ионов. На рис. 12-9 показаны относительные характеристики различных полимеров, используемых для обработки котловой воды.

    Таблица 12-2.Характеристики фосфата / полимера можно поддерживать при высоких скоростях теплопередачи за счет выбора подходящего полимера.

    Chelant Control

    Хеланты являются основными добавками в программе обработки солюбилизирующей котловой воды. Хеланты обладают способностью образовывать комплекс многих катионов (твердость и тяжелые металлы в условиях котловой воды). Они достигают этого, запирая металлы в растворимую органическую кольцевую структуру. Хелатные катионы не осаждаются в котле.При нанесении с диспергатором хелатирующие агенты образуют чистые водные поверхности.

    Поставщики и пользователи хелатирующих агентов многое узнали об их успешном применении с момента их внедрения в качестве метода очистки питательной воды котлов в начале 1960-х годов. Хеланты были объявлены добавками для «чудесного лечения». Однако, как и в случае с любым другим материалом, самой большой проблемой было понять правильное применение.

    Хеланты — это слабые органические кислоты, которые вводятся в питательную воду котла в форме нейтрализованной натриевой соли.Вода гидролизует хелатирующий агент с образованием органического аниона. Степень гидролиза зависит от pH; полный гидролиз требует относительно высокого pH.

    У анионного хелатирующего агента есть реакционные центры, которые привлекают координационные центры на катионах (твердость и примеси тяжелых металлов). Координационные центры — это области на ионе, которые восприимчивы к химическому связыванию. Например, у железа есть шесть координационных центров, как и у ЭДТА (этилендиаминтетрауксусная кислота). Ионы железа, попадающие в котел (напр.g., как загрязнение из системы конденсата) в сочетании с ЭДТА. Все координационные центры на ионе железа используются EDTA, и образуется стабильный хелат металла (рис. 12-10).

    NTA (нитрилотриуксусная кислота), еще один хелатирующий агент, применяемый в питательной воде котлов, имеет четыре координационных центра и не образует такой стабильный комплекс, как EDTA. В случае NTA неиспользуемые координационные центры катиона подвержены реакциям с конкурирующими анионами.

    Хеланты соединяются с катионами, образующими отложения, такими как кальций, магний, железо и медь.Образовавшийся хелат металла растворим в воде. Когда хелат стабилен, осаждения не происходит. Хотя существует множество веществ, обладающих хелатирующими свойствами, на сегодняшний день EDTA и NTA являются наиболее подходящими хелатирующими агентами для обработки питательной воды котлов.

    Логарифм константы равновесия реакции хелат-ион металла, часто называемый константой стабильности (Ks), можно использовать для оценки химической стабильности образованного комплекса. Для реакции кальций-ЭДТА:

    (Ca) 2+ (EDTA) 4

    В Таблице 12-3 перечислены константы стабильности для EDTA и NTA с обычными загрязнителями питательной воды.

    Таблица 12-3. Константы устойчивости обеспечивают меру химической стабильности комплексов хелат-ион металла.

    Металл-ион

    ЭДТА

    НТА

    Ca + 2 10,59 6,41
    мг + 2 8,69 5,41
    Fe + 2 14.33 8,82
    Fe + 3 25,1 15,9

    Эффективность хелатирующей программы ограничена концентрацией конкурирующих анионов. За исключением фосфата, конкурирующие анионные ограничения на хелатирование EDTA обычно не являются серьезными. Щелочность и диоксид кремния, в дополнение к фосфату, являются ограничивающими факторами при использовании NTA.

    Chelant / Polymer Control

    Оксид железа является предметом особого внимания в современных программах очистки котловой воды.Отложения из питательной воды котлов низкой жесткости (менее 1,0 ppm) устраняются с помощью программ хелатирования и могут быть уменьшены до 95% с помощью хорошей программы обработки полимером / фосфатом. Оксид железа становится все более значительным фактором образования отложений в котлах из-за фактического устранения отложений твердости во многих системах и из-за того, что высокая скорость теплопередачи многих котлов способствует отложению железа.

    Хелатирующие агенты с высокими показателями стабильности, такие как ЭДТА, могут образовывать комплексные отложения железа.Однако эта способность ограничена конкуренцией с гидрат-ионами. Опыт показал, что использование только ЭДТА или других хелатирующих агентов не является наиболее эффективным методом контроля железа.

    При нормальной скорости подачи хеланта происходит ограниченное хелатирование поступающего твердого железа. Обычно этого достаточно для растворения некоторого количества конденсата, содержащего железо. Хелатирование магнетита (оксид, образовавшийся в условиях котла — смесь Fe2O3 и FeO) возможно, потому что хелатирующий агент соединяется с железистой (FeO) частью магнетита.

    Избыточная подача (высокий уровень) хелатирующего агента может удалить большое количество оксида железа. Однако это нежелательно, поскольку высокий избыток хелатирующего агента не позволяет отличить оксид железа, образующий защитное магнетитовое покрытие, от оксида железа, образующего отложения.

    Комбинация хелатного агента / полимера — эффективный подход к контролю над оксидом железа. Адекватный хелатный агент подается на комплексную твердость и растворимое железо с небольшим избытком для растворения примесей железа. Затем добавляются полимеры для кондиционирования и рассеивания любых оставшихся загрязнений оксида железа (рис. 12-11).

    Программа хелатирования / полимера позволяет получить чистые водные поверхности, способствуя гораздо более надежной работе котла (рис. 12-12). График очистки вышедшего из строя котла может быть продлен, а в некоторых случаях отменен. Это зависит от оперативного контроля и качества питательной воды. Хелатирующие агенты с высокой стабильностью комплексообразования являются «щадящими» обработками — они могут удалять отложения, которые образуются, когда качество питательной воды или контроль обработки периодически отклоняются от стандарта.

    Бойлеры с умеренными отложениями карбоната кальция и фосфата кальция могут быть эффективно очищены с помощью программы очистки хелантами в процессе эксплуатации.Программы очистки хелантами в процессе эксплуатации следует контролировать и не пытаться применять на сильно осажденном котле или применять слишком быстро. Хеланты могут вызвать сползание больших скоплений отложений за короткий период времени. Эти скопления могут закупоривать коллекторы или повторно откладываться в критических зонах циркуляции, таких как трубы стенки печи.

    В программе очистки хелантом добавляется достаточное количество хеланта, чтобы солюбилизировать поступающую воду с жесткостью и железом. После этого следует рекомендуемый избыток хелатирующей подкормки.Настоятельно рекомендуются регулярные осмотры (обычно каждые 90 дней), чтобы можно было контролировать ход лечения.

    Уровень полимера в бойлере также должен быть выше нормальной концентрации. Это удерживает частицы в объеме воды в максимально возможной степени, пока они не оседают в барабане для бурового раствора. Для удаления частиц из котла необходимо проводить повышенное количество «ударов» грязевого барабана.

    Программы очистки хелантами в процессе эксплуатации не рекомендуется, если анализ отложений показывает, что основные компоненты состоят из силикатов, оксида железа или любых отложений, которые кажутся твердыми, плотно связанными или непористыми.Поскольку такие накипи не удаляются в большинстве случаев, очистка хелантом в процессе эксплуатации не может быть оправдана в этих ситуациях.

    Комбинации фосфатов / хелантов / полимеров

    Комбинации полимера, фосфата и хелатирующего агента обычно используются для получения результатов, сравнимых с обработкой хелатирующим агентом / полимером в котлах низкого и среднего давления. Чистота котла улучшается по сравнению с фосфатной обработкой, а наличие фосфата обеспечивает простой способ проверки для подтверждения наличия обработки в котловой воде.

    Обработка только полимером

    Программы обработки только полимером также используются с некоторой долей успеха. В этой обработке полимер обычно используется в качестве слабого хелатирующего агента, усложняющего жесткость питательной воды. Эти методы обработки наиболее успешны, когда жесткость питательной воды постоянно очень низкая.

    Очистка котловой воды высокого давления

    Котлы высокого давления обычно имеют зоны с высоким тепловым потоком и питательной водой, состоящие из деминерализованной подпиточной воды и большого процента возвратного конденсата.Из-за этих условий котлы высокого давления подвержены воздействию щелочи. Котлы низкого давления, использующие деминерализованную воду и конденсат в качестве питательной воды, также подвержены воздействию щелочи.

    Существует несколько способов повышения концентрации котловой воды. Одним из наиболее распространенных является осаждение оксида железа на трубах с излучающими стенками. Отложения оксида железа часто довольно пористые и действуют как миниатюрные котлы. Вода втягивается в отложения оксида железа. Тепло, приложенное к осадку от стенки трубы, генерирует пар, который выходит через осадок.В осадок поступает больше воды, занимая место пара. Этот цикл повторяется, и вода под отложением концентрируется до чрезвычайно высокого уровня. Под отложением может находиться 100 000 ppm щелочи, в то время как основная вода содержит только около 5-10 ppm щелочи (рис. 12-13).

    Парогенераторы, снабжаемые деминерализованной или испарившейся подпиточной водой или чистым конденсатом, могут быть защищены от щелочной коррозии с помощью обработки, известной под общим термином «скоординированный контроль фосфат / pH».«Фосфат является буфером pH в этой программе и ограничивает локальную концентрацию каустика. Подробное обсуждение этой обработки включено в главу 11.

    Если отложения сведены к минимуму, площади, в которых может концентрироваться щелочь, будут уменьшены. Чтобы свести к минимуму осаждение железа в котлах высокого давления (1000-1750 фунтов на кв. Дюйм), были разработаны специальные полимеры, которые диспергируют железо и удерживают его в объеме воды.

    Как и в случае программ осаждения фосфатов и контроля хелатирующих агентов, использование этих полимеров с координированной обработкой фосфатом / pH улучшает контроль отложений.На рис. 12-14 показана эффективность диспергентов в борьбе с отложениями оксида железа. Условия испытаний: 1500 фунтов на квадратный дюйм (590 ° F), тепловой поток 240 000 БТЕ / фут² / час и скоординированный химический режим воды по программе фосфат / pH. Сравнение необработанной поверхности теплопередачи (показано слева) с условиями, обработанными полимерным диспергатором (показано справа), дает графическую иллюстрацию значения диспергентов в предотвращении отложений в парогенераторе. Способность уменьшать накопление оксида железа является важным требованием при очистке котельных систем, работающих при высоком давлении и с питательной водой высокой чистоты.

    В котлах сверхкритического давления используются полностью летучие компоненты, обычно состоящие из аммиака и гидразина. Из-за чрезвычайно высокой вероятности образования отложений и загрязнения паром в сверхкритической прямоточной котловой воде недопустимо наличие твердых частиц, включая твердые частицы для обработки.

    Рисунок 12-1. Классификация вкладов.

    Икс

    Рисунок 12-2. Осаждение снижает передачу тепла от котловой трубы к котловой воде, увеличивая температуру металла трубы.Может произойти перегрев металла трубки и выход из строя.

    Икс

    Рисунок 12-4. U-образная трубка показывает циркуляцию воды и парообразование с отложениями.

    Икс

    Рисунок 12-5. Циркуляция как функция количества тепла в контуре котла.

    Икс

    Рисунок 12-6. Противодействующие силы действуют на частицы, переносимые водой. Поверхностные заряды могут притягивать частицы к отложению. Водяной поток «сметает» частицу.

    Икс

    Рисунок 12-7.Экспериментальные котлы используются для оценки программ химической обработки в жестких условиях.

    Икс

    Рисунок 12-8. (Слева) Сканирующая электронная микрофотография (увеличение 4000X) кристаллов фосфата кальция и силиката магния, образовавшихся в котловой воде, не обработанной диспергатором. (Справа) С помощью сульфированного полимера рост кристаллов контролируется.

    Икс

    Рисунок 12-9. Хотя для обработки котловой воды доступно много полимеров, уровни их эффективности различаются.

    Икс

    Рисунок 12-10. Большинство металлов имеет шесть реактивных координационных центров. EDTA может эффективно связываться с каждым координационным центром и образовывать стабильный комплекс.

    Икс

    Рисунок 12-11. Хелатирующий агент / полимер может обеспечить высокую степень защиты от отложений железа при условии использования подходящего полимера. Даже члены одного и того же семейства полимеров, такие как полиметакрилат (ПМА), могут сильно различаться по характеристикам.

    Икс

    Таблица 12-2.Характеристики фосфата / полимера можно поддерживать при высоких скоростях теплопередачи за счет выбора подходящего полимера.

    Икс
    Тип лечения Концентрация обработки котла (ppm) Скорость теплопередачи (БТЕ / фут 2 / час) Рабочее давление (фунт / кв. Дюйм) % Уменьшение накипи
    Синтетический полимер A 10 185 000 300 44
    Синтетический полимер B 10 185 000 300 93
    Синтетический полимер C 10 185 000 300 94
    Синтетический полимер B 5 185 000 300 56
    Синтетический полимер C 5 185 000 300 94
    Синтетический полимер B 10 185 000 900 64
    Синтетический полимер C 10 185 000 900 92
    Синтетический полимер B 10 300 000 900 44
    Синтетический полимер C 10 300 000 900 86
    Синтетический полимер B 10 300 000 1200 30
    Синтетический полимер C 10 240 000 1200 90
    Синтетический полимер C 10 300 000 1200 83

    Рисунок 12-12.Хелант / полимер обеспечивает режим внутренней обработки без образования отложений. Условия испытаний: 600 фунтов на квадратный дюйм; 60 000 (большой зонд) + 180 000 (малый зонд) БТЕ / фут2 / ч питательной воды, постоянная подпитки.

    Икс

    Фосфатный цикл — без обработки

    Phosphate Cycle — Натуральный кондиционер

    Phosphate Cycle — Кондиционер для лигнина

    Фосфатный цикл — полимерные диспергаторы

    Фосфатный цикл — смесь хелатирующего агента и полимерного диспергатора

    Цикл хелатирования — смесь хелатного агента и полимерного диспергатора

    Рисунок 12-13.Пористые отложения создают условия, способствующие высокой концентрации твердых частиц в котловой воде, таких как гидроксид натрия (NaOH).

    Икс

    Рисунок 12-14. Экспериментальные теплообменные панели котла (увеличение в 800 раз), подверженные загрязнению питательной водой железом. Отложение тяжелого оксида железа (слева) происходило без использования полимера. Практически чистое покрытие было получено с помощью специальной полимерной программы для железа (справа).

    Икс

    Заявка на патент США на горелку для сжигания или пламенного гидролиза, а также на печь для сжигания и процесс Патентная заявка (заявка № 20040216494 от 4 ноября 2004 г.)

    & lsqb; 0001 & rsqb; Это приложение является отдельным приложением U.S. приложение Сер. No. 09/646,536, поданной 19 сентября 2000 г., которая является национальной фазой согласно 35 USC. § 371 международной заявки PCT № PCT / JP99 / 01821, имеющей дату международной подачи 6 апреля 1999 г., в которой указаны Соединенные Штаты Америки, полное содержание которой включено сюда посредством ссылки.

    ТЕХНИЧЕСКАЯ ОБЛАСТЬ

    & lsqb; 0002 & rsqb; Настоящее изобретение относится к горелке, которая при использовании для распыления и сжигания или гидролиза в пламени жидкости, содержащей химический элемент, который образует твердый оксид путем горения или гидролиза пламенем, препятствует осаждению и накоплению твердого оксида на самой горелке, в вблизи горелки и внутри печи, в которой происходит горение, благодаря чему горелка может работать стабильно и непрерывно в течение длительного времени и может эффективно сжигать или гидролизовать жидкость в пламени.Изобретение также относится к топке для сжигания, оснащенной этой горелкой, и к способу сжигания такой жидкости с использованием той же горелки.

    Уровень техники

    & lsqb; 0003 & rsqb; Известные процессы сжигания горючих жидкостей включают способы, в которых горючая жидкость либо превращается с помощью различных технологий в похожую на туман смесь жидких капель и газа, либо испаряется, а затем подается в печь для сжигания и сжигается; и способы, в которых горючая жидкость смешивается с твердым веществом, таким как ил, песок или различные обломки, и сжигается.

    & lsqb; 0004 & rsqb; Способ сжигания, включающий испарение с помощью испарительной горелки, применим к топливам, имеющим точку кипения ниже температуры термического разложения, таким как дистиллятные масла (например, бензин, керосин, газойль). Однако при применении к жидким топливам, имеющим температуру термического разложения ниже точки кипения, таким как остаточные масла (например, тяжелые масла, гудрон), этот метод вызывает отложение углерода и другие нежелательные эффекты из-за термического разложения.Сжигание, включающее смесь горючей жидкости с твердым материалом, также имеет многочисленные ограничения, включая требование, чтобы жидкость и твердый материал образовывали инертную, химически стабильную комбинацию.

    & lsqb; 0005 & rsqb; В результате в тех случаях, когда сжигаемая горючая жидкость содержит химический элемент из группы 1A, отличный от водорода, группы 2A, группы 3B, группы 4B, группы 5B, группы 6B, группы 7B, группы 8, группы 1B, группы 2B, группа 3A, группа 4A, отличная от углерода, группа 5A, отличная от азота, или группа 6A, отличная от кислорода и серы (эти элементы вместе именуются в дальнейшем «S-элемент») версии CAS периодической таблицы Менделеева элементы (см. F.Альберт Коттон и Джеффери Уилкинсон: Advanced Inorganic Chemistry (John Wiley & Sons, Inc., 1988), задняя обложка), и в случаях, когда горючая жидкость содержит высококипящие соединения, неорганические соли и т.п., обычно используется метод, при котором горючая жидкость распыляется и сжигается. Известно, что методы распыления, используемые в таких случаях, включают механическое распыление, роторное распыление, двухжидкостное распыление, высокоинтенсивное горение и лучистое горение.

    & lsqb; 0006 & rsqb; Известны реакции, при которых, когда соединение, содержащее S-элемент, сжигается или гидролизуется в пламени, S-элемент окисляется с образованием тонкодисперсного порошка оксида.Примеры промышленного применения этого принципа включают способы производства порошков синтетического кварцевого стекла и оксидов металлов. Они известны как процессы гидролиза пламенем.

    & lsqb; 0007 & rsqb; Когда горючая жидкость, содержащая вышеописанное соединение, содержащее S-элемент (именуемое в дальнейшем «S-жидкость»), сжигается, возникают нежелательные эффекты, такие как перечисленные ниже, из-за образования оксида S-элемента. Эти эффекты особенно заметны, когда концентрация соединения, содержащего S-элемент, высока.

    & lsqb; 0008 & rsqb; (1) Порошок оксида S-элемента легко осаждается и накапливается на горелке и на стенках печи рядом с горелкой.

    & lsqb; 0009 & rsqb; (2) Осажденный оксид S-элемента имеет тенденцию плавиться и затвердевать под воздействием повышенных температур вблизи горелки.

    & lsqb; 0010 & rsqb; (3) Осажденный и налипший или расплавленный и затвердевший оксид S-элемента изменяет форму горелки и ее окрестности и блокирует отверстие горелки, нарушая стабильность пламени и даже, в худшем случае, гасит пламя.

    & lsqb; 0011 & rsqb; Меры, которые используются для предотвращения таких эффектов, включают разбавление S-жидкости для снижения концентрации оксида S-элемента в газообразных продуктах сгорания и изменение типа горелки или метода распыления.

    & lsqb; 0012 & rsqb; Однако вышеупомянутый подход к разбавлению неэффективен, если концентрация соединения, содержащего S-элемент, не будет значительно снижена. К сожалению, это имеет недостаток, заключающийся в снижении пропускной способности S-жидкости, кроме того, обработка не может осуществляться без использования некоторых других отходов или топлива в качестве разбавителя.

    & lsqb; 0013 & rsqb; Существует также технология сжигания, разработанная специально для соединений, образующих твердые частицы при горении. Например, ряд процессов и аппаратов сгорания, которые нацелены на использование специальных газообразных материалов, таких как силаны, арсины и фосфины, в отходящих газах, выпускаемых из оборудования для производства полупроводников, и имеют конструкцию, которая предотвращает осаждение продуктов сгорания в вблизи горелки, известны из уровня техники (см. JP-A 59-279014, JP-B 62-134414 и JP-B 1-95214) и предназначены для практического использования.К сожалению, вся эта технология нацелена на обработку веществ, которые являются газами, и поэтому при использовании этих известных процессов для сжигания S-жидкостей возникают следующие недостатки.

    & lsqb; 0014 & rsqb; (1) Поскольку жидкость S должна подаваться в виде пара, процесс сопровождается некоторым типом операции испарения, например нагреванием или понижением давления. Таким образом, работа становится более сложной, а система более сложной и менее рентабельной.

    & lsqb; 0015 & rsqb; (2) Обработка невозможна, если температура термического разложения ниже точки кипения или если жидкость S содержит нелетучие вещества.

    & lsqb; 0016 & rsqb; (3) Концентрация мелких частиц оксида S-элемента во внутреннем пространстве печи или в пламени должна поддерживаться на низком уровне, что приведет к низкой производительности устройства.

    & lsqb; 0017 & rsqb; В случаях, когда жидкость S непосредственно распыляется и сжигается в камере сгорания, простое использование жидкостной горелки, изготовленной в соответствии с известной конструкцией газовой горелки или принципом, описанным выше, приводит к осаждению и накоплению мелких частиц оксида элемента S на самой горелке. или в непосредственной близости от горелки, что затрудняет стабильное горение в течение длительного времени.Причина в том, что концентрация мелких частиц оксида S-элемента во внутреннем пространстве печи или в пламени заметно различается между вышеописанной известной технологией горелки для сжигания газов и горелками для сжигания жидкостей. В частности, эта концентрация намного выше в горелках для сжигания жидкостей.

    & lsqb; 0018 & rsqb; То есть в настоящее время не существует практических устройств для сжигания и процессов, которые могли бы, в силу изменений конструкции горелки и метода распыления, обеспечивать непрерывное горение с долговременной стабильностью жидкостей, которые образуют твердые частицы, такие как оксиды S-элементов. использование горелки, способной сжигать такие жидкости, предотвращая осаждение таких твердых продуктов.

    & lsqb; 0019 & rsqb; В свете этих обстоятельств было необходимо принять в устройствах для сжигания S-жидкостей метод, в котором используется горелка, аналогичная обычным горелкам, которые сжигают другие горючие жидкости, и горение временно останавливается для периодической очистки S-жидкостей. оксид элемента, который образовался на самой горелке или в непосредственной близости от горелки, или для замены горелки, после чего система повторно воспламеняется и горение продолжается.

    & lsqb; 0020 & rsqb; Для сжигания жидкостей, содержащих элемент S, могут использоваться различные типы печей для сжигания, включая топочные печи, печи с неподвижным слоем, печи с вращающимся подом, многоподовые печи, вращающиеся печи, печи с псевдоожиженным слоем и вертикальные цилиндрические печи.Подходящий тип печи выбирается в зависимости от наличия или отсутствия твердых частиц и газов, которые горят одновременно, а также их свойств и количества.

    & lsqb; 0021 & rsqb; Однако, когда элемент S, который вызывает реакцию, которая формирует описанный выше тип тонкодисперсного оксидного порошка, присутствует в высокой концентрации, эти известные типы печей для сжигания имеют следующие недостатки.

    & lsqb; 0022 & rsqb; (1) оксид S-элемента легко осаждается и накапливается на внутренних стенках печи.

    & lsqb; 0023 & rsqb; (2) Осажденный оксид S-элемента подвергается воздействию повышенных температур внутри печи и, таким образом, легко плавится и затвердевает.

    & lsqb; 0024 & rsqb; (3) Осажденный и налипший или расплавленный и затвердевший оксид S-элемента изменяет форму внутренней части печи, блокирует отверстие и даже, в худшем случае, гасит пламя.

    & lsqb; 0025 & rsqb; Следовательно, когда вышеописанная жидкость, содержащая S-элемент, сжигается в печи для сжигания предшествующего уровня техники, как отмечалось выше в связи с известными горелками, способ, который до сих пор использовался, включал временную остановку горения для периодической очистки оксида S-элемента. который откладывается, накапливается и затвердевает в печи и удаляет оксид из печи, затем повторно зажигает печь и продолжает горение.

    & lsqb; 0026 & rsqb; Это можно проиллюстрировать на конкретном примере, в котором жидкость, содержащую соединение кремния (именуемую в дальнейшем «кремниевую жидкость»), сжигают в вертикальной цилиндрической печи, оборудованной горелкой с внешним перемешиванием, содержащей центральную трубку, имеющую конфигурацию распыления под давлением, внешнюю трубку, которая концентрически окружает центральную трубку и подает воздух или кислород, и держатель пламени, расположенный перед центральной трубкой (эта горелка в дальнейшем именуется «двухтрубной горелкой»).В этом случае порошок диоксида кремния начинает осаждаться на поверхности держателя пламени и внутренних стенках печи примерно через 1-2 часа после начала горения. Толщина отложений порошка постепенно увеличивается, и порошок спекается, образуя твердое пористое стекловидное вещество. Стекловидное вещество предотвращает хорошее распыление, уменьшает объем камеры сгорания и изменяет форму камеры, что приводит к потере стабильности пламени. В худшем случае это может привести к закупорке выпускных отверстий горелки или камеры сгорания и потере пламени.

    & lsqb; 0027 & rsqb; Чтобы справиться с этой ситуацией при реальной работе печи, необходимо, например, временно останавливать горение примерно раз в 4-8 часов, прекращая подачу жидкого кремния и воздуха или кислорода, и вытаскивать горелку из печи, чтобы очищены или заменены другой горелкой, подготовленной к использованию. В качестве альтернативы, каждые 1-2 дня, возможно, придется останавливать горение и охлаждать внутреннюю часть печи, а затем открывать ее для разрушения и удаления стекловидного диоксида кремния, который откладывается, накапливается и затвердевает внутри.Затем горелка снова зажигается и горение продолжается. Такой процесс очень трудоемкий.

    & lsqb; 0028 & rsqb; Уменьшение частоты такой очистки требует не только изменения условий горения, таких как соотношение поддерживающих горение газов (например, воздуха, кислорода) и скорости подачи кремниевой жидкости, но также и снижение концентрации кремния. -содержащее соединение в кремниевой жидкости с использованием жидкости, способной разбавляться или смешиваться с кремниевой жидкостью (например,g., толуол, ксилол, керосин) для разбавления или смешивания с кремниевой жидкостью или, альтернативно, для снижения концентрации кремнийсодержащего соединения в сжигаемом веществе путем одновременного сжигания твердого материала, такого как ил, различные обломки или опилки. Как отмечалось выше, для достижения достаточного эффекта снижения концентрации требуется, чтобы концентрация кремнийсодержащего соединения была установлена ​​очень низкой. В результате увеличивается объем работы, связанной с разбавлением, и количества материала, подаваемого в процесс, а также снижается способность сжигать жидкий кремний.Ясно, что это нежелательный с экономической точки зрения подход.

    РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

    & lsqb; 0029 & rsqb; Поэтому целью настоящего изобретения является создание горелки для распыления и сжигания S-жидкости, которая препятствует осаждению и накоплению оксидов S-элементов на самой горелке и в непосредственной близости от горелки, благодаря чему горелка способна стабильно работать. и непрерывной долгосрочной эксплуатации и может эффективно сжигать или гидролизовать горючие жидкости, такие как жидкие отходы, содержащие соединения, содержащие S-элемент.Другой задачей изобретения является создание печи для сжигания, оснащенной такой же горелкой, и способа сжигания вышеуказанной жидкости с использованием той же горелки.

    & lsqb; 0030 & rsqb; Для достижения вышеупомянутых целей изобретение обеспечивает горелку, печь для сжигания и процессы сжигания, описанные ниже.

    Горелка

    & lsqb; 0031 & rsqb; Горелка, которая предотвращает засорение продуктами сгорания и имеет круговую концентрическую многотрубную конструкцию из трех или более трубок, характеризуется тем, что она содержит:

    & lsqb; 0032 & rsqb; центральная трубка, которая испускает жидкость, содержащую химический элемент, образующий твердый оксид путем горения или гидролиза пламенем,

    & lsqb; 0033 & rsqb; первая внешняя труба, которая расположена концентрически вне центральной трубы и испускает поддерживающий горение газ и / или негорючий газ,

    & lsqb; 0034 & rsqb; вторая внешняя труба, которая расположена концентрически вне первой внешней трубы и испускает поддерживающий горение газ и / или негорючий газ, и, необязательно,

    & lsqb; 0035 & rsqb; канал, расположенный снаружи второй внешней трубы и подающий поддерживающий горение газ и / или негорючий газ;

    & lsqb; 0036 & rsqb; при этом жидкость, выходящая из центральной трубы, распыляется и сжигается поддерживающими горение газами и / или негорючими газами, подаваемыми из внешних труб и необязательного канала, расположенного за их пределами, и создаваемое таким образом пламя покрывается поддерживающей горение газы и / или негорючие газы, подаваемые из внешних трубок и необязательного канала, расположенного за их пределами.

    & lsqb; 0037 & rsqb; Согласно предпочтительному варианту осуществления горелки химическим элементом, который образует твердый оксид путем горения или пламенного гидролиза, является кремний, скорость выброса жидкости из центральной трубы составляет от 5 до 250 м / с, скорость выброса газа из первой внешняя труба составляет от 1 до 250 м / с, скорость выброса газа из второй внешней трубы составляет от 1 до 250 м / с, плита горелки предусмотрена снаружи второй внешней трубы, а количество поддерживающих горение газов относительно сжигаемое вещество — 0.От 5 до 5,0 стехиометрического количества.

    Топочная печь

    & lsqb; 0038 & rsqb; Печь для сжигания отличается тем, что содержит вышеописанную горелку, механизм, который поддерживает температуру поверхности на внутренней стенке печи или температуру поверхности твердых оксидных отложений на внутренней стенке печи ниже точки плавления или температуры прилипания твердый оксид и / или механизм, который может удалять твердые оксидные отложения с внутренней стенки печи.

    & lsqb; 0039 & rsqb; Согласно предпочтительному варианту осуществления печи для сжигания химическим элементом, который образует твердый оксид путем горения или гидролиза в пламени, является кремний; Горелка сконфигурирована так, что центральная трубка имеет распыляющий механизм на ее конце, каждая внешняя трубка, концентрически окружающая центральную трубку, имеет наконечник, который либо копланарен наконечнику центральной трубки, либо выступает вперед от нее, и, при необходимости, пламегаситель расположен перед центральной трубкой; а скорость выброса жидкости из центральной трубы составляет от 5 до 250 м / с, скорость выброса газа из первой и второй внешних труб составляет от 1 до 250 м / с, а количество поддерживающих горение газов по отношению к веществу сжигается 0.От 5 до 5,0 стехиометрического количества.

    & lsqb; 0040 & rsqb; Предпочтительно топочная печь дополнительно имеет механизм, который поддерживает температуру поверхности внутренней стенки печи на уровне от 200 до 1000 ° C, и / или механизм, который может удалять твердые оксидные отложения с внутренней стенки печи.

    Процесс горения

    & lsqb; 0041 & rsqb; Первый вариант осуществления:

    & lsqb; 0042 & rsqb; Процесс горения для распыления и сжигания или гидролиза пламенем в печи для сжигания жидкости, содержащей химический элемент, который образует твердый оксид путем сжигания или гидролиза пламенем, отличается тем, что в процессе используется вышеописанная горелка и включает выброс жидкости из центральная труба, осуществляющая горение с поддерживающими горение газами и / или негорючими газами, выходящими из концентрических внешних трубок, расположенных вне центральной трубы, а также выходящими из необязательного канала, расположенного вне внешних труб; и перекрытие образующегося при этом пламени поддерживающими горение газами и / или негорючими газами, подаваемыми из внешних трубок, а также подаваемыми из необязательного канала, расположенного снаружи внешних труб.

    & lsqb; 0043 & rsqb; Второй вариант осуществления:

    & lsqb; 0044 & rsqb; Процесс горения для распыления и сжигания или гидролиза в пламени в печи для сжигания жидкости, содержащей химический элемент, который образует твердый оксид путем сжигания или гидролиза в пламени, отличается тем, что процесс включает выброс жидкости из центральной трубы, проведение распыления и сжигания. с газами, поддерживающими горение, и / или негорючими газами, выходящими из внешних труб, имеющих круговую концентричность за пределами центральной трубки, а также выходящих из необязательного канала, предусмотренного снаружи внешних труб, покрывая пламя, создаваемое таким образом поддерживающими горение газами и / или негорючие газы, подаваемые из внешних труб, а также подаваемые через дополнительный канал, предусмотренный снаружи внешних труб, и осуществляющие обработку для поддержания температуры поверхности на внутренней стенке печи для сжигания ниже точки плавления или температуры прилипания твердого вещества. оксида и / или проведения обработки для удаления твердых оксидных отложений с входов Яд стена печи.

    & lsqb; 0045 & rsqb; Предпочтительно, в этом втором варианте осуществления химический элемент, который образует твердый оксид путем горения или гидролиза пламенем, представляет собой кремний, и температура поверхности на внутренней стенке печи или температура поверхности отложений твердого оксида на внутренней стенке печи поддерживается на уровне от 200 до 1000 ° С.

    & lsqb; 0046 & rsqb; Как отмечалось выше, горелка в соответствии с настоящим изобретением имеет основной корпус горелки, генерирующей пламя, с многотрубной конструкцией. Пламя, образованное распылением жидкости, содержащей вышеописанное соединение, содержащее S-элемент, покрывается снаружи поддерживающим горение газом, таким как воздух или кислород, или негорючим газом, таким как азот, содержащим поддерживающие горение газы. так, чтобы газообразные продукты сгорания, присутствующие в печи, не проходили сквозь пламя и не смешивались с ним.Такое расположение ограничивает унос оксида S-элемента, образующегося в пламени, циркулирующим извне потоком, возникающим из-за горения, что позволяет предотвратить приближение оксида S-элемента к горелке и ее окрестностям. Поскольку вышеупомянутая компоновка также служит для удержания края циркулирующего внутри потока от концов многотрубной конструкции, оксид S-элемента, который увлекается внутренне циркулирующим потоком, также может быть предотвращен от приближения к горелке и ее окрестностям.В результате оксид S-элемента, который образуется в результате сгорания или пламенного гидролиза вышеописанной жидкости, может быть предотвращен от осаждения и накопления или плавления и затвердевания на горелке или рядом с ней.

    & lsqb; 0047 & rsqb; Например, горелка согласно вышеупомянутому предпочтительному варианту осуществления распыляет и сжигает в виде мелких капель жидкость S, выходящую из центральной трубы, с поддерживающим горение газом, таким как воздух или кислород, выходящим из первой внешней трубы. Пламя, которое возникает в это время, перекрывается поддерживающим горение газом, таким как воздух или кислород, или негорючим газом, содержащим поддерживающий горение газ, который выходит из второй или последующей внешней трубы.Путем дополнительного пропускания поддерживающего горение газа, такого как воздух или кислород, или негорючий газ, через зазор между второй или последующей внешней трубкой и плиткой горелки, расположенной на ее внешней стороне, общее пламя эффективно перекрывается потоками газа. Поскольку пламя покрывается поддерживающим горение газом, таким как воздух или кислород, или негорючим газом, например азотом, который выходит из зазора между второй или последующей внешней трубкой и плиткой горелки, пламя экранируется. от циркуляции и смеси с дымовыми газами, присутствующими в топке для сжигания.Таким образом, большая часть оксида S-элемента, образующегося в пламени, выбрасывается в печь струей пламени, так что унос внешним циркулирующим потоком подавляется, что позволяет значительно снизить концентрацию оксида S-элемента во внешнем циркулирующем потоке. и внутренне циркулирующий поток. Эти принципы служат для минимизации концентрации оксидов S-элементов в газах вблизи основного корпуса горелки и возле стенок печи в непосредственной близости от горелки, эффективно подавляя осаждение на твердые поверхности стенок.Кроме того, поскольку область вокруг конца центральной трубки покрыта потоком воздуха, кислорода, азота или тому подобного, выходящим из второй или последующей внешней трубки, небольшое количество оксида S-элемента, которое было увлечено внутренне циркулирующим потоком, никогда не достигает около распылительного отверстия на центральной трубке, что позволяет предотвратить осаждение оксида S-элемента.

    & lsqb; 0048 & rsqb; Горелка согласно настоящему изобретению, таким образом, противостоит отложению и накоплению оксидов элементов S на самой горелке и в ее окрестностях, обеспечивая стабильную и непрерывную работу в течение длительного периода времени и, в свою очередь, позволяя эффективно сжигать жидкости, такие как отходы, содержащие Соединения, содержащие элементы S.

    & lsqb; 0049 & rsqb; Кроме того, за счет использования вышеописанной горелки в печи для сжигания согласно изобретению, как отмечалось выше, концентрация оксидов S-элементов в газах вблизи самой горелки и возле стенок печи в непосредственной близости от горелки сводится к минимуму, эффективно подавляя осаждение на твердом веществе. поверхности стен. Кроме того, когда печь оборудована держателем пламени, небольшое количество оксида элемента S, увлекаемое внутренне циркулирующим потоком, слегка осаждается на поверхности держателя пламени и никогда не достигает области распылительного отверстия на концевой части центральной части. трубка расположена за держателем пламени, поэтому в состоянии распыления не происходит никаких изменений, что позволяет поддерживать хорошее распыление.Кроме того, учитывая, что оксид S-элемента, отложившийся на поверхности держателя пламени, охлаждается поддерживающим горение газом, таким как воздух или кислород, или негорючим газом, таким как азот, который выходит из первой внешней трубы, он не достигает температуры, при которой происходит плавление и затвердевание. Следовательно, отложения сгущаются, оставаясь в виде порошка, и стабильному горению не препятствует отслаивание застеклованных отложений.

    & lsqb; 0050 & rsqb; Печь для сжигания в соответствии с вышеописанным предпочтительным вариантом осуществления имеет механизм, который поддерживает температуру внутренних стенок печи ниже, чем температура, при которой оксид S-элемента плавится или слипается, предотвращая плавление и затвердевание любого порошка оксида S-элемента, образованного горение, осевшее на внутренних стенах, и сохранение таких отложений в легко удаляемом состоянии.Кроме того, вышеупомянутая печь также имеет механизм для удаления отложений порошка с поверхности стен и обеспечения возможности удаления таких отложений из системы сгорания. Это позволяет предотвратить накопление порошка оксида S-элемента на внутренних стенках печи, так что может быть достигнуто стабильное и непрерывное горение.

    & lsqb; 0051 & rsqb; Конкретным примером эффективного механизма поддержания температуры на внутренних стенках печи в требуемом диапазоне является метод, который включает распыление воды внутри камеры сгорания.Другие подходящие методы, которые можно использовать для этой цели, включают охлаждение стен посредством циркуляции хладагента, например, в конструкции стены с водяным охлаждением; и подача охлаждающего воздуха.

    & lsqb; 0052 & rsqb; Эффективные методы удаления порошка из внутренних стен печи включают установку подвижного скребка или сажеобдувочных устройств внутри печи.

    & lsqb; 0053 & rsqb; Соответственно, печь для сжигания по изобретению препятствует отложению и накоплению твердых оксидов на горелке или вблизи нее, способна поддерживать твердые оксиды, которые осаждаются на внутренних стенках печи, в легко удаляемом состоянии, что делает возможным образование таких отложений. должны быть удалены из системы и могут эффективно сжигать жидкости, такие как отходы, содержащие S-элемент.

    & lsqb; 0054 & rsqb; То есть, как отмечалось выше, все типы горелок и топок, которые использовались до сих пор для сжигания горючих жидкостей, независимо от различий в конкретных используемых технологиях, были спроектированы и разработаны для топлива, такого как жидкое топливо (например, керосин). , тяжелая нефть), которые образуют мало или не образуют твердых частиц при сгорании, за исключением сажи от неполного сгорания и продуктов, образующихся из следовых количеств непреднамеренных примесей в топливе.Следовательно, такие горелки и печи для сжигания предшествующего уровня техники не приспособлены для сжигания таких веществ, как S-жидкости, которые генерируют большое количество (в зависимости от состава S-жидкости, по крайней мере, 50% от веса сгоревшего материала) твердых веществ при сгорании. или гидролиз пламенем.

    & lsqb; 0055 & rsqb; Чтобы процитировать конкретный пример, когда жидкий кремний сжигается с использованием двухтрубной горелки и вертикальной цилиндрической печи, подобных описанным выше, диоксид кремния, образующийся в пламени, уносится внешним рециркулирующим потоком, который возникает рядом с пламенем, и внутренне рециркулирующим потоком. который возникает внутри пламени и легко приближается к твердой стенке, которая простирается от около выпускных отверстий горелки до внутренней части печи.Поскольку диоксид кремния, образующийся при сгорании в это время, обладает сильными когезионными и адгезионными силами, он легко осаждается и накапливается на твердых поверхностях стен. Кроме того, окрестности горелки и стенки печи подвергаются повышенным температурам из-за влияния лучистого тепла, например, вызывая спекание, плавление и затвердевание порошка диоксида кремния, часто образуя твердые, пористые и прочно приставшие стекловидные отложения.

    & lsqb; 0056 & rsqb; Даже в тех случаях, когда используется горелка, в которой используется другой тип распыления, такой как роторное распыление или распыление под давлением, унос диоксида кремния внешним рециркулирующим потоком и внутренним рециркулирующим потоком происходит почти так же, как и в случае двойного распыления. трубчатая горелка, что приводит к отложению и накоплению или быстрому прилипанию диоксида кремния к горелке и твердым стенкам, простирающимся от области горелки до внутренней части печи.

    & lsqb; 0057 & rsqb; Кроме того, независимо от того, какой метод сжигания используется, обычно размещают стабилизатор пламени на внутренней стороне печи перед выпускным отверстием горелки или размещают плитку горелки так, чтобы окружать горелку внутри печи. Однако, поскольку край потока с внутренней рециркуляцией проходит через область, очень близкую к держателю пламени или плитке горелки, даже если выпускное отверстие защищено, осаждение и накопление диоксида кремния или плавление и затвердевание в конечном итоге происходит на держателе пламени или горелке. плитка.Таким образом не удалось предотвратить осаждение диоксида кремния на внутренних стенках печи.

    & lsqb; 0058 & rsqb; Напротив, когда горючая жидкость, содержащая кремнийсодержащее соединение, сжигается с использованием горелки по настоящему изобретению, на горелке не происходит никакого отложения диоксида кремния даже по прошествии 1000 часов после начала горения, что дает возможность горения продолжил с полной стабильностью. Это устраняет как необходимость временно останавливать горение для очистки, так и трудозатраты, связанные с разбавлением, чтобы снизить частоту такой очистки, тем самым устраняя вышеописанные нежелательные эффекты, связанные с горением кремнийсодержащих соединений, и обеспечивая резкое улучшение эксплуатационной простоты. и рентабельность процесса.

    & lsqb; 0059 & rsqb; Таким образом, когда жидкость, содержащая элемент, который образует твердый оксид путем горения, распыляется и сжигается или гидролизуется в пламени в соответствии с настоящим изобретением, твердый оксид с трудом осаждается и накапливается на самой горелке, в непосредственной близости от горелки или внутри нее. печь для сжигания, тем самым обеспечивая стабильную и непрерывную длительную работу и позволяя эффективно сжигать горючие жидкости, такие как отходы, содержащие кремнийсодержащие соединения.

    КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

    & lsqb; 0060 & rsqb; ИНЖИР. 1 представляет собой схематический вид, показывающий один вариант реализации горелки в соответствии с настоящим изобретением.

    & lsqb; 0061 & rsqb; ИНЖИР. 2 — вид в перспективе, показывающий основные особенности того же варианта осуществления.

    & lsqb; 0062 & rsqb; ИНЖИР. 3 — увеличенный вид сверху с частичным вырезом области А горелки на фиг. 1.

    & lsqb; 0063 & rsqb; ИНЖИР. 4 — вид сверху с частичным вырезом другого варианта горелки, используемой в изобретении.

    & lsqb; 0064 & rsqb; ИНЖИР. 5 — вид в перспективе держателя пламени в варианте осуществления, показанном на фиг. 4.

    & lsqb; 0065 & rsqb; ИНЖИР. 6 представляет собой схематический вид, показывающий вариант печи для сжигания в соответствии с изобретением.

    НАИЛУЧШИЙ РЕЖИМ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

    & lsqb; 0066 & rsqb; Ниже изобретение описано более полно вместе с прилагаемыми чертежами с особым упором на горение жидкости, содержащей жидкий кремний.Изобретение обеспечивает горелку для сжигания кремнийсодержащих соединений, которая распыляется в виде жидких капель, затем сжигает или гидролизует пламенем горючую жидкость, содержащую кремнийсодержащие соединения, в печи для сжигания. Основной корпус пламенеющей горелки имеет круговую концентрическую многотрубную конструкцию, состоящую из по меньшей мере трех трубок, включающих центральную трубку, излучающую горючую жидкость, содержащую кремнийсодержащий состав, и две или более внешних трубки, расположенные концентрически снаружи центральной трубки, излучающие поддерживающий горение газ и / или негорючий газ.Горелка сконструирована таким образом, что пламя, выходящее из центральной трубы, перекрывается газовыми струями, выходящими из внешних труб, тем самым ограничивая циркуляцию и смешение пламени с дымовыми газами внутри печи.

    & lsqb; 0067 & rsqb; Горючие жидкости, которые могут быть использованы для сжигания, включают кремнийорганические соединения, такие как жидкие силаны (например, тетраметоксисилан), силоксаны (например, гексаметилдисилоксан) или силазаны (например, гексаметилдисилазан) и силиконовые лаки, содержащие эти жидкие органические соединения кремния.Конкретные примеры жидкостей, которые могут быть использованы для сжигания, включают промывочные жидкости для оборудования для производства силикона, а также фракции перегонки и остатки от производства силикона.

    & lsqb; 0068 & rsqb; Подходящие примеры поддерживающего горение газа, выходящего из внешних труб, включают воздух и кислород. В данном случае сухой воздух или кислород предпочтительно выходит из первой внешней трубы, концентрически окружающей центральную трубу, которая выделяет указанную выше горючую жидкость. Сухой воздух или кислород также может выходить из второй внешней трубы, окружающей первую внешнюю трубу, хотя достаточно выброса обычного воздуха, который не подвергался сушке.В настоящем изобретении снаружи второй внешней трубы с круговой соосностью к ней может быть расположена третья или еще одна дополнительная внешняя труба, из которой выходит поддерживающий горение газ, подобный тому, который выходит из второй внешней трубы.

    & lsqb; 0069 & rsqb; Кроме того, плита горелки может быть расположена на заданном интервале вне внешних трубок, чтобы окружать самую внешнюю трубку. Поддерживающий горение газ, такой как воздух или кислород, может выделяться между самой внешней трубкой и плиткой горелки.

    & lsqb; 0070 & rsqb; Негорючий газ, такой как азот, может выделяться вместе с газом, поддерживающим горение, или даже вместо него.

    & lsqb; 0071 & rsqb; В горелке с механическим распылением первая внешняя трубка предпочтительно испускает поддерживающий горение газ, такой как воздух или кислород, а вторая внешняя трубка предпочтительно выделяет поддерживающий горение газ или негорючий газ, содержащий поддерживающий горение газ, хотя в в некоторых случаях он может выделять только негорючий газ.

    & lsqb; 0072 & rsqb; В горелке с двойным распылением жидкости предпочтительно, чтобы как первая, так и вторая внешние трубы испускали поддерживающий горение газ или негорючий газ, содержащий поддерживающий горение газ.

    & lsqb; 0073 & rsqb; Скорость выхода газа из первой и второй внешних трубок предпочтительно составляет от 1 до 250 м / с.

    & lsqb; 0074 & rsqb; Если используется двухжидкостная распылительная горелка, скорость выброса газа между самой внешней трубкой и плиткой горелки предпочтительно составляет от 5 до 100 м / с, когда в качестве газа используется воздух.

    & lsqb; 0075 & rsqb; Для распыления жидкости в центральной трубке многотрубной горелки можно использовать любую подходящую технику, при условии, что она имеет механизм смешивания жидкости с газом для получения туманной смеси капель жидкости и газа. Примеры методов распыления, которые можно использовать, включают механическое распыление, роторное распыление и двухжидкостное распыление.

    & lsqb; 0076 & rsqb; Как очевидно из вышеописанного принципа действия изобретения, в данном случае кремниевый жидкий раствор выходит из центральной трубки в многотрубной горелке, и возникающее в это время пламя должно перекрываться струями газа. разряжается из внешних трубок.Когда жидкий кремний выпускается не из центральной трубки, например, из первой или второй внешней трубки, принцип действия не применяется, и поэтому диоксид кремния, образующийся при сгорании, легко осаждается вблизи выпускных отверстий, делая горелка непригодна для практического использования.

    & lsqb; 0077 & rsqb; Фиг. 1-3 иллюстрируют конкретный вариант реализации горелки в соответствии с настоящим изобретением, в котором центральная трубка для выпуска жидкости имеет конфигурацию двойного распыления жидкости с внешним смешиванием.Горелка имеет основной корпус, содержащий центральную трубку 1 для выброса жидкости в сочетании с первой и второй трубками 2 и 3 для выброса негорючего газа и / или внешними трубками 2 и 3 для выброса негорючего газа, расположенными с круговой соосностью вне центральной трубки 1. кончик центральной трубы 1 выступает за кончик внутренней внешней трубы 2, а кончик внутренней внешней трубы 2 выступает за кончик внешней внешней трубы 3. Горючая жидкость, поддерживающий горение газ, такой как воздух или кислород, и / или негорючий газ, такой как азот, каждый подается в центральную трубку 1 и внешние трубки 2 и 3 из отверстий 5 для подачи жидкости.

    & lsqb; 0078 & rsqb; Горелка имеет пластину 4 горелки, расположенную так, чтобы окружать внешнюю часть самой внешней трубы 3. Наконечник основного корпуса горелки расположен не доходя до поверхности пластины горелки на ее внутренней стороне печи. В этой горелке воздух и т.п. подают из впускного отверстия 8 для воздуха в проточный канал 7 (между плиткой 4 горелки и второй внешней трубкой 3), имеющий воздушную коробку 6.

    & lsqb; 0079 & rsqb; Обращаясь к фиг. 3, который представляет собой схематический вид с частичным вырезом, показывающий концевую часть многотрубной конструкции в горелке, показанной на фиг.1, канал 9 для горючей жидкости образован внутри центральной трубы 1, а газовые каналы 10 и 11 образованы соответственно во внешних трубках 2 и 3.

    & lsqb; 0080 & rsqb; Горелка согласно изобретению, изображенная на фиг. 1-3 имеет следующую конструкцию.

    & lsqb; 0081 & rsqb; (1) Каждая из трубок, составляющих многотрубную конструкцию, расположена так, что их соответствующие концы являются концентрическими по кругу.

    & lsqb; 0082 & rsqb; (2) Концы каждой внешней трубки, окружающей зону распыления, предпочтительно расположены так, чтобы либо конец внешней трубки отступал от конца внутренней трубки, либо конец каждой внешней трубки был копланарен с наконечником область распыления.

    & lsqb; 0083 & rsqb; (3) Предпочтительно кончик каждой трубки имеет такую ​​форму, чтобы сужаться к кончику, иметь прямую цилиндрическую форму или форму, представляющую их комбинацию; то есть форма предпочтительно не должна расширяться к кончику.

    & lsqb; 0084 & rsqb; (4) Плитка горелки предпочтительно имеет форму, которая расширяется к внутренней части печи для сжигания, имеет параллельные стороны или является их комбинацией.

    & lsqb; 0085 & rsqb; (5) Концевая часть каждой трубки предпочтительно имеет толщину стенки, которая уменьшается по направлению к кончику под острым углом, остается постоянной или имеет форму, которая представляет их комбинацию; то есть толщина стенки предпочтительно не увеличивается по направлению к наконечнику.

    & lsqb; 0086 & rsqb; (6) Наконечник многотрубной конструкции предпочтительно расположен так, чтобы быть коротким или копланарным с лицевой стороной плиты горелки на стороне печи для сжигания; то есть, желательно, чтобы он не выступал в топку.

    & lsqb; 0087 & rsqb; На практике изобретения, учитывая принцип действия, описанный ранее, предпочтительно, чтобы скорость потока поддерживающего горение газа и негорючего газа для покрытия пламени находилась в подходящем диапазоне, который, по крайней мере, достаточен для защиты пламени. от продуктов сгорания, присутствующих в топке для сжигания, но не настолько избыточен, чтобы препятствовать горению.Конечно, чтобы постоянно поддерживать пламя и гарантировать хорошее сгорание, необходимо подавать минимальное количество кислорода (стехиометрическое количество), необходимое для полного сгорания горючей жидкости.

    & lsqb; 0088 & rsqb; Кроме того, для подавления отложений оксида S-элемента на горелке, в непосредственной близости от горелки и особенно возле выпускного отверстия, предпочтительно, чтобы скорость текучей среды, выходящей из каждой трубки в многотрубной конструкции, регулировалась в пределах диапазон скоростей, который, по крайней мере, достаточен для поддержания хорошего распыления, но не настолько велик, чтобы препятствовать горению.

    & lsqb; 0089 & rsqb; В частности, скорость выброса жидкости из центральной трубки предпочтительно устанавливается от 5 до 250 м / с, скорость выброса газа из первой внешней трубки предпочтительно устанавливается от 1 до 250 м / с, скорость выброса газа от второй внешней трубы предпочтительно устанавливается от 1 до 250 м / с, а скорость выброса газа между самой внешней трубкой и плиткой горелки, когда в качестве газа используется воздух, предпочтительно устанавливается от 5 до 100 м / с. . Кроме того, количество поддерживающего горение газа, подаваемого между внешними трубками и плиткой горелки, относительно сжигаемого вещества, выделяемого из центральной трубки, предпочтительно равно 0.От 5 до 5,0 стехиометрического количества.

    & lsqb; 0090 & rsqb; Когда сжигание осуществляется с использованием горелки, описанной выше, жидкость распыляется путем выброса с указанной выше скоростью, при температуре и давлении ниже точки кипения и путем выброса поддерживающего горение газа и / или негорючего газа из первая внешняя труба с указанной скоростью и температурой от 0 до 30 ° C. Полученная распыленная смесь сгорает, а образовавшееся пламя покрывается поддерживающим горение газом и / или негорючим газом, выходящим из вторая и последующие внешние трубы, а также между плиткой горелки и самой внешней трубкой.Температура поддерживающего горение газа и / или негорючего газа, выходящего из второй и последующих внешних трубок и между плиткой горелки и самой внешней трубкой, предпочтительно составляет от 0 до 30 ° C.

    & lsqb; 0091 & rsqb; Множество горелок, имеющих конструкцию изобретения, может быть установлено внутри одной плитки горелки. Кроме того, плита горелки может быть предварительно нагрета для улучшения текучести горючей жидкости и газа, поддерживающего горение, и негорючего газа, подаваемых в горелку, а также по другим причинам, например, для управления горением.

    & lsqb; 0092 & rsqb; Печь для сжигания согласно изобретению имеет механизм охлаждения для поддержания температуры на ее внутренних стенках в требуемом диапазоне, а также имеет механизм для удаления и удаления твердых частиц, отложившихся на внутренних стенках. Это устройство преследует двоякую цель. Когда оксид, образовавшийся в результате горения в вышеописанной горелке, осаждается в виде порошка на внутренних стенках печи, оксидный порошок поддерживают при температуре ниже, чем его температура спекания или точка плавления, чтобы поддерживать порошок в состояние, которое легко снимается.Кроме того, периодическая работа механизма удаления служит для удаления таких отложений из системы еще в виде порошка.

    & lsqb; 0093 & rsqb; Одним из эффективных механизмов поддержания температуры внутренней стены печи в требуемом диапазоне является орошение внутренней части печи водой. Другие методы, которые могут быть использованы для достижения той же цели, включают использование стенки печи, имеющей конструкцию с циркуляцией хладагента, такую ​​как стенка с водяным охлаждением, и методы, включающие подачу холодного воздуха.Одним из эффективных механизмов удаления отложений является нагнетатель сажи. Другие методы, которые могут быть использованы, включают установку подвижного скребка внутри печи и пропускание сфер, сделанных из жаропрочного материала, такого как железо или керамика, вдоль внутренней поверхности стенок печи.

    & lsqb; 0094 & rsqb; При сжигании кремнийсодержащих соединений, например, температура поверхности внутренней стенки печи предпочтительно поддерживается в диапазоне от 200 до 1000 ° C. Для достижения полного сгорания температура должна составлять не менее 500 ° C.при котором происходит самовозгорание органических материалов, является предпочтительным. Чтобы полностью предотвратить спекание порошка диоксида кремния, предпочтительно устанавливать температуру не выше 850 ° C, при которой можно предотвратить кристаллическую модификацию кварца до тридимита.

    & lsqb; 0095 & rsqb; Горелка в печи для сжигания согласно настоящему изобретению может представлять собой двухжидкостную распылительную горелку с внешним смешиванием, подобную показанной на фиг. 1-3, хотя использование горелки, показанной на фиг. 4 тоже возможно.ИНЖИР. На фиг.4 показана горелка в соответствии с настоящим изобретением, в которой центральная труба для выброса жидкости имеет конфигурацию распыления под давлением, а основной корпус пламенеющей горелки имеет круговую концентрическую многотрубную конструкцию, состоящую из трех труб. Этот основной корпус горелки имеет центральную трубу 21 для выпуска жидкости, а также первую и вторую внешние трубы 22 и 23, каждая из которых испускает поддерживающий горение газ или несгораемый газ, содержащий поддерживающий горение газ, и расположена концентрически снаружи центральная трубка 21.Жидкость подается в центральную трубу 21 из отверстия 14 для подачи горючей жидкости, а поддерживающий горение газ, такой как воздух или кислород, и / или негорючий газ, такой как азот, подается в первую и вторую внешние трубы 22 и 23 от соответствующих отверстий 15 и 16 для подачи газа. Держатель 17 пламени расположен внутри концевой части первой внешней трубки 22 так, чтобы быть расположен перед центральной трубкой 21. Держатель 17 пламени, как показано на фиг. 5, имеет форму конической пластины с отверстием 17а в центре.При необходимости пластина может иметь множество отверстий или может иметь множество лезвий или выступов на них. Распыленная смесь, выходящая из-за держателя 17 пламени, должна проходить через отверстие 17а и выходить перед держателем 17 пламени.

    & lsqb; 0096 & rsqb; Горелка с распылением под давлением согласно изобретению, показанная на фиг. 4 имеет следующую конструкцию.

    & lsqb; 0097 & rsqb; (1) Каждая трубка в многотрубной конструкции расположена так, что соответствующие наконечники концентричны по кругу.

    & lsqb; 0098 & rsqb; (2) Предпочтительно, концы соответствующих трубок в многотрубной конструкции расположены так, чтобы внешние трубки выступали дальше вперед (в направлении излучения), чем внутренние трубки, или наконечники соответствующих внешних трубок были копланарны наконечнику. центральной трубы.

    & lsqb; 0099 & rsqb; (3) Предпочтительно кончик каждой трубки имеет такую ​​форму, чтобы сужаться к кончику, иметь прямую цилиндрическую форму или форму, представляющую их комбинацию; то есть форма предпочтительно не должна расширяться к кончику.

    & lsqb; 0100 & rsqb; (4) Держатель 17 пламени предпочтительно расположен перед центральной трубкой и внутри кончиков наружных трубок, хотя можно не включать стабилизатор пламени, если пламя имеет высокую стабильность из-за таких факторов, как природа сжигаемого вещества и условий работы печи.

    & lsqb; 0101 & rsqb; (5) Концевая часть каждой трубки предпочтительно имеет толщину стенки, которая уменьшается по направлению к кончику под острым углом, остается постоянной или имеет форму, которая представляет их комбинацию; то есть толщина стенки предпочтительно не увеличивается по направлению к наконечнику.

    & lsqb; 0102 & rsqb; В этом случае также, учитывая принцип действия, описанный выше, предпочтительно, чтобы скорость потока поддерживающего горение газа и / или негорючего газа для покрытия пламени находилась в подходящем диапазоне, который, по крайней мере, достаточен для защиты пламя от продуктов сгорания, присутствующих в топке для сжигания, но не настолько сильное, чтобы препятствовать горению. Конечно, чтобы постоянно поддерживать пламя и гарантировать хорошее сгорание, необходимо подавать минимальное количество кислорода (стехиометрическое количество), необходимое для полного сгорания горючей жидкости.

    & lsqb; 0103 & rsqb; Кроме того, для подавления отложений оксида S-элемента на горелке, в непосредственной близости от горелки и особенно возле выпускного отверстия, предпочтительно, чтобы скорость текучей среды, выходящей из каждой трубки в многотрубной конструкции, регулировалась в пределах диапазон скоростей, который, по крайней мере, достаточен для поддержания хорошего распыления, но не настолько велик, чтобы препятствовать горению.

    & lsqb; 0104 & rsqb; В частности, скорость выброса горючей жидкости из центральной трубы предпочтительно устанавливается от 5 до 250 м / с, и особенно от 5 до 50 м / с в случае распыления под давлением.Скорость выброса газа из первой и второй внешних трубок предпочтительно устанавливается от 5 до 50 м / с, когда воздух используется в распылительной горелке под давлением.

    & lsqb; 0105 & rsqb; Количество поддерживающего горение газа, подаваемого между внешними трубами и плиткой горелки, относительно сжигаемого вещества, выделяемого из центральной трубки, предпочтительно в 0,5-5,0 раз превышает стехиометрическое количество. Чтобы поддерживать стабильное пламя, еще более предпочтительно устанавливать количество поддерживающего горение агента от 0.От 8 до 2,0 раз больше стехиометрического количества.

    & lsqb; 0106 & rsqb; Когда сжигание осуществляется с использованием горелки, описанной выше, жидкость распыляется путем выброса с указанной выше скоростью, при температуре и давлении ниже точки кипения и путем выброса поддерживающего горение газа и / или негорючего газа из первая внешняя труба с указанной скоростью и температурой от 0 до 30 ° C. Полученная распыленная смесь сгорает, а образовавшееся пламя покрывается поддерживающим горение газом и / или негорючим газом, выходящим из вторая и последующие внешние трубы, а также между плиткой горелки и самой внешней трубкой.Температура поддерживающего горение газа и / или негорючего газа, выходящего из второй и последующих внешних трубок и между плиткой горелки и самой внешней трубкой, предпочтительно составляет от 0 до 30 ° C.

    & lsqb; 0107 & rsqb; Множество горелок, имеющих конструкцию изобретения, может быть установлено внутри одной плитки горелки. Кроме того, плита горелки может быть предварительно нагрета для улучшения текучести горючей жидкости и газа, поддерживающего горение, и негорючего газа, подаваемых в горелку, а также по другим причинам, например, для управления горением.

    & lsqb; 0108 & rsqb; ИНЖИР. На фиг.6 показан вариант печи для сжигания в соответствии с настоящим изобретением и, в частности, вертикальная цилиндрическая печь, имеющая в верхней части распыляющую под давлением трехтрубную горелку, распылительную форсунку для регулирования температуры и подвижный приводной механизм скребка. В цилиндрической части печи предусмотрены сажеобдувочные устройства и подвижный скребок. Эта печь для сжигания имеет основной корпус 18 печи, в верхней части которого расположена горелка, подобная показанной на фиг.4, содержащий центральную трубу 21 и внешние трубы 22 и 23. Горелка подает и воспламеняет S-жидкость и поддерживающий горение газ, такой как воздух или кислород, тем самым сжигая S-жидкость и образуя твердый оксид внутри основного корпуса 18 печи. Основной корпус 18 печи снабжен на своей боковой стенке соплом 19 для распыления воды для охлаждения. Сопло 19 распыляет воду, чтобы обеспечить продолжение горения, поддерживая температуру горения в основном корпусе 18 печи в диапазоне, в котором оксид S-элемента не плавится и не спекается.Кроме того, нагнетатели сажи 24 установлены в подходящих местах на боковой стенке основного корпуса 18 печи, где образуется порошок оксида S-элемента, образующийся в результате сгорания и накапливающийся. Воздуходувки 24 работают периодически с фиксированными интервалами времени для сбивания порошка оксида S-элемента со стенок печи. Сбитый порошок выводится вместе с дымовыми газами из выпускного отверстия 25 в нижней части основного корпуса 18 печи.

    & lsqb; 0109 & rsqb; Кольцевой подвижный скребок 26 обычно расположен внутри основного корпуса 18 печи в его верхней части.Скребок 26 соединен цепью 27 с приводным механизмом 28, расположенным за пределами основного корпуса 18 печи. При работе приводного механизма 28 цепь 27 наматывается на приводной механизм 28 или выходит из него, в результате чего скребок 26 начинает двигаться. скользить вверх или вниз по внутренней поверхности периферийных стенок основного корпуса 18 печи, чтобы сбить любой порошок оксида S-элемента, который отложился и накапливался на стенках основного корпуса 18 печи и не был удален с помощью нагнетателей сажи 24.

    & lsqb; 0110 & rsqb; Хотя вариант печи по настоящему изобретению, показанный на фиг. 6 не снабжен плиткой с горелкой и имеет форму, позволяющую удерживать пламя с использованием горелки и держателя пламени, панель с горелкой может быть предоставлена ​​способом, описанным выше. Регулирование температуры внутри проиллюстрированной печи осуществляется с помощью системы распыления воды, но, как отмечалось ранее, можно использовать любой подходящий механизм, который поддерживает внутреннюю поверхность стенки при температуре, при которой порошок оксида S-элемента не плавится или не спекается.Наглядные примеры включают систему прямого охлаждения, такую ​​как стены с водяным охлаждением, и способы, включающие подачу холодного воздуха. Кроме того, даже несмотря на то, что использование как воздуходувок сажи, так и подвижного скребка было описано выше в качестве примера метода удаления оксида S-элемента с внутренних стен, можно использовать любой другой подходящий метод без особых ограничений при условии, что это механизм, сбивающий такой порошок с внутренних поверхностей стенок печи. Иллюстративные примеры включают метод, в котором жаропрочные сферы падают с верха печи, и метод, который включает в себя вибрацию всей печи.

    & lsqb; 0111 & rsqb; Тип печи, используемый в настоящем варианте осуществления, представляет собой вертикальную цилиндрическую печь, которая сжигает только жидкости, содержащие соединения, содержащие элемент S. Однако, если в печь для сжигания необходимо одновременно подавать другие жидкости и / или твердые вещества, можно использовать печь любого подходящего типа при условии, что она имеет механизмы, важные для практического применения изобретения, как указано ниже.

    & lsqb; 0112 & rsqb; Топочная печь согласно изобретению, показанная на фиг.6 имеет конструкцию, которая включает следующие особенности.

    & lsqb; 0113 & rsqb; (1) Механизм, который поддерживает температуру на внутренней поверхности стенки печи ниже точки плавления или температуры спекания порошка оксида S-элемента.

    & lsqb; 0114 & rsqb; (2) Механизм, который удаляет порошок оксида S-элемента, который откладывается и накапливается на внутренних стенках печи, и выводит такой порошок из системы.

    & lsqb; 0115 & rsqb; Следующие ниже примеры и сравнительные примеры представлены для иллюстрации изобретения и не предназначены для ограничения его объема.

    ПРИМЕР 1

    & lsqb; 0116 & rsqb; Тетраметоксисилан сжигали в следующих условиях, используя горелку конструкции, показанной на фиг. От 1 до 3.

    & lsqb; 0117 & rsqb; (1) Форма горелки

    & lsqb; 0118 & rsqb; Центральная труба (нержавеющая сталь): внутренний диаметр 8 мм; отверстие на выпускном отверстии, 4 мм

    & lsqb; 0119 & rsqb; Первая внешняя труба (нержавеющая сталь): внутренний диаметр 20 мм; отверстие на выпускном отверстии, 8 мм

    & lsqb; 0120 & rsqb; Вторая внешняя труба (нержавеющая сталь): внутренний диаметр 32 мм; отверстие на выпускном отверстии, 28 мм

    & lsqb; 0121 & rsqb; (2) Жидкость, выходящая из каждой трубки, скорость выброса и температура

    & lsqb; 0122 & rsqb; Центральная пробирка: тетраметоксисилан (200 кг / ч), 20 ° C.

    & lsqb; 0123 & rsqb; Первая внешняя труба: воздух (16 Нм3 / ч), 20 ° C.

    & lsqb; 0124 & rsqb; Вторая внешняя труба: воздух (50 Нм3 / ч), 20 ° C.

    & lsqb; 0125 & rsqb; Зазор между второй внешней трубкой и плиткой горелки: воздух (2300 Нм3 / ч), 20 ° C.

    & lsqb; 0126 & rsqb; (3) Результат

    & lsqb; 0127 & rsqb; Когда сжигание проводилось в вышеуказанных условиях, даже после 1000 часов горения не наблюдалось роста отложений диоксида кремния на концах соответствующих труб, на внутренней поверхности плиты горелки или на внутренних стенках окружающей печи. края плитки горелки, тем самым обеспечивая стабильное горение.

    СРАВНИТЕЛЬНЫЙ ПРИМЕР 1

    & lsqb; 0128 & rsqb; Сжигание тетраметоксисилана проводили в тех же условиях, что и в примере 1, с использованием горелки, которая была аналогичной, но имела двухтрубную конструкцию без второй внешней трубы.

    & lsqb; 0129 & rsqb; Когда сжигание проводилось в этих условиях, рост отложений диоксида кремния происходил в следующих областях в течение 4 часов от начала горения:

    & lsqb; 0130 & rsqb; (a) область, простирающаяся от примерно 2 мм спереди до примерно 20 мм за кончиком многотрубной конфигурации

    & lsqb; 0131 & rsqb; (b) область, простирающуюся от края плиты горелки до внутренних стенок печи в окружном направлении примерно на 400 мм и назад к внутренней части примерно на 200 мм.

    & lsqb; 0132 & rsqb; Несмотря на это горение продолжалось, после чего рост отложений диоксида кремния продолжился. Через десять часов после начала горения кончик многотрубной горелки и пространство перед горелкой были заблокированы, в результате чего непрерывное горение перестало поддерживаться и пламя погасло.

    СРАВНИТЕЛЬНЫЙ ПРИМЕР 2

    & lsqb; 0133 & rsqb; Газообразный тетраметоксисилан, полученный испарением тетраметоксисилана с помощью испарителя, сжигали в следующих условиях с использованием горелки, описанной в сравнительном примере 1.

    & lsqb; 0134 & rsqb; (1) Жидкость, выходящая из каждой трубки, скорость выброса и температура

    & lsqb; 0135 & rsqb; Центральная трубка: газообразный тетраметоксисилан (2,1 кг / ч), 130 ° C.

    & lsqb; 0136 & rsqb; Первая внешняя труба: воздух (1,0 Нм3 / ч), 20 ° C.

    & lsqb; 0137 & rsqb; Зазор между первой внешней трубкой и плиткой горелки: воздух (17,0 Нм3 / ч), 20 ° C.

    & lsqb; 0138 & rsqb; (2) Результаты

    & lsqb; 0139 & rsqb; Реакцию горения проводили в вышеуказанных условиях, получая такие же результаты, как в Примере 1.Осаждения диоксида кремния не произошло, что позволило продолжить устойчивое горение.

    ПРИМЕР 2

    & lsqb; 0140 & rsqb; Сжигание тетраметоксисилана (Si (OCh4) 4) проводили в следующих условиях с использованием горелки конструкции, показанной на фиг. 4.

    & lsqb; 0141 & rsqb; (1) Форма горелки

    & lsqb; 0142 & rsqb; Центральная труба (нержавеющая сталь): внутренний диаметр 4 мм; наконечник с конфигурацией распыления под давлением; отверстие на выпускном отверстии, 0.2 мм

    & lsqb; 0143 & rsqb; Первая внешняя труба (нержавеющая сталь): внутреннее отверстие 45 мм

    & lsqb; 0144 & rsqb; Вторая внешняя труба (нержавеющая сталь): внутреннее отверстие 54 мм

    & lsqb; 0145 & rsqb; Пламенодержатель (нержавеющая сталь): диаметр отверстия 10 мм; наружный диаметр 40 мм; центральный угол в поперечном сечении, 160 °

    & lsqb; 0146 & rsqb; Расстояние между концом центральной трубки и первым внешним концом трубки: 10 мм

    & lsqb; 0147 & rsqb; Расстояние между концом первой внешней трубки и концом второй внешней трубки: 3 мм

    & lsqb; 0148 & rsqb; (2) Жидкость, выходящая из каждой трубки, скорость выброса и температура

    & lsqb; 0149 & rsqb; Центральная трубка: тетраметоксисилан (1.6 кг / ч), 20 ° С.

    & lsqb; 0150 & rsqb; Первая внешняя труба: сухой воздух (14,5 Нм3 / ч), 20 ° C.

    & lsqb; 0151 & rsqb; Вторая внешняя труба: воздух (9,7 Нм3 / ч), 20 ° C.

    & lsqb; 0152 & rsqb; (3) Температура печи

    & lsqb; 0153 & rsqb; Верх печи (300 мм от верхнего конца): 850 ° C.

    & lsqb; 0154 & rsqb; Дно печи (900 мм от верхнего конца): 550 ° C.

    & lsqb; 0155 & rsqb; (4) Форма печи и другие параметры

    & lsqb; 0156 & rsqb; Ствол (нержавеющая сталь): внутренний диаметр 208 мм; длина 1000 мм; толщина стенки, 4 мм

    & lsqb; 0157 & rsqb; Воздуходувки (железо): всего 3 воздуходувки, по одному на расстоянии 300 мм, 600 мм и 900 мм от верхнего конца печи

    & lsqb; 0158 & rsqb; Скребковый механизм (чугун): цилиндрический, с наружным диаметром 180 мм, высотой 30 мм и толщиной листа 5 мм; подвешивается сверху на цепях и перемещается вертикально

    & lsqb; 0159 & rsqb; Водораспылительная насадка для охлаждения (нержавеющая сталь): наконечник расположен в 200 мм от верхнего торца печи; имеет конфигурацию двухжидкостного распыления на наконечнике для распыления воды

    & lsqb; 0160 & rsqb; Интервал продувки сажей: каждые 20 минут

    & lsqb; 0161 & rsqb; Интервал очистки: каждые 60 минут

    & lsqb; 0162 & rsqb; (5) Результат

    & lsqb; 0163 & rsqb; Следующие результаты были получены при работе в вышеуказанных условиях.

    & lsqb; 0164 & rsqb; а) В интервале от начала горения до примерно 30 минут на горелке и в ее окрестностях (на поверхности держателя пламени, на концах первой и второй внешних трубок (обе имеют толщиной стенки 2 мм), а также на внешней стороне второй внешней трубы), а также в бочковой части печи примерно в 500 мм от верха печи.

    & lsqb; 0165 & rsqb; б) Когда печь продолжалась еще 10 часов, диоксид кремния, который откладывался на горелке и поблизости от нее, отслаивался под собственным весом, превышая заданную толщину, и отложения на внутренних стенках печи не увеличивались выше. заданной толщины за счет периодической активации сажеобдувок и скребка.Таким образом, можно было поддерживать хорошее сгорание.

    & lsqb; 0166 & rsqb; в) Горение было остановлено через 10 часов, после чего печь была разобрана и осмотрена. Диоксид кремния внутри печи сохранил свойства тонкого порошка, из которого было подтверждено, что плавления и спекания не возникало.

    СРАВНИТЕЛЬНЫЙ ПРИМЕР 3

    & lsqb; 0167 & rsqb; Сжигание тетраметоксисилана проводили в тех же условиях, что и в примере 2, с использованием горелки, которая была аналогичной, но имела двухтрубную конструкцию без второй внешней трубы.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *