185136. lajstromszámú szabadalom • Gázsugárégő
1 1 f 5 136 2 A találmány tárgya gázok égetésére szolgáló készülék, különösen a sugárzó típusú gázégő, amely alkalmazható technológiai kemencékben, valamint a vegyi, kőolajfeI- doigozó, kőolaj vegyészeti, fémkohászati és egyéb termelési ágak fűtőberendezéseiben, álról berendezések működéséhez a technológiai eljárás szerint közvetett sugárzási kőcserére van szükség. A találmány leghatékonyabban ott alkalmazható, ahol a termékeknek és anyagoknak magas hőfokra (1000—1200 °C közötti hőmérsékletre) történő hevítése, valamint intenzív sugárzásnak a fűtőfelületre történő szabályozható átvezetése szükséges, például szénhidrogének pirolízisénél, etilén, divinil, acetilén és egyéb vegyit letek előállításakor, amelyek műanyagok, műgyanták és műszálak alapanyagai. Ezen túlmenően a találmány szerinti gázsugárégők alkalmazása olyan esetekben hatásos, amikor gázok képezik a tüzelőanyagot és ezek a gázok az ipari folyamatok melléktermékei, összetételük és fűtőértékük eltérő. A gázégők fejlesztésével foglalkozó szakemberek számára lényeges feladat az égők hőteljesítményének a növelése, ami a technológiai folyamat intenzívebbé tételét célozza az égők méreteinek és tömegének növelése nélkül, a legkisebb anyagfelhasználással és a nagyfokú megbízhatóság, valamint üzembiztonság mellett. Nem kevésbé akut a földgáznak - ennek a fontos szénhidrogén tüzelőanyagnak - megtakarításával kapcsolatos probléma és az elégetéskor keletkező káros fűtőgázoktó! a környezet megvédése sem. Az említett problémák megoldására legésszerűbb megoldásnak látszik olyan gázsugárégő kifejlesztése, amely alkalmas olcsó tüzelőanyagok, különösen füstgázok elégetésére és gyakorlatilag biztosítja az utóbbiak tökéletes elégését, valamint meglehetősen nagy kisurgázási képességgel rendelkzik. Ezidcig azonban — figyelmen kívül hagyva számtalan kísérletet - nem fejlesztettek még ki olyan, nagyteljesítmény-tartományban használható gázsugárcgőt, amely lehetővé teszi a füstgázok tökéletesebbet megközelítő elégését. Néhány országban korábban a pirolíziskemencékben olyan gázsugárégőket alkalmaztak, amelyeket előzetesen elkészített, olyan gáz-levegő keverék elégetésére szántak, amelyet külön keverővei földgázból és levegőből állítottak elő, mint az a 290 108 számú amerikai szabadalmi leírásban olvashatjuk. Az ilyen égőnek csőcsonkkai kialakított gáz-levegő keveréknek a keverőbői történő bevezetésére szolgáló háza, valamint kerámiából készült sugárzó csészéje (égőköve) van. Az égőkövet házban helyzeték el. Az égőkövön nyílás van, amelyben hengeres, a csőcsonkkal koaxiálisán elhelyezett hüvely van gáz-levegő keverék elosztóval. Az említett elosztónak van egy tűzálló anyagból készült része, amelynek külső köpenyén több hossz, horony van kialakítva. A gáz-levegő keveréknek az égőbe történő bevezetésekor a keverék az elosztó hornyain át az égőkő munka felületére kerül és meggyújtáskor több tűzcsóvában ég cl. Eközben az égőkő felbevül és a hőt kisugározza a kemence munkaterébe. Az, hogy az üzemeléshez keverőgépre is szükség van, továbbá, hogy az előbb leírt égők elosztóinak előállítása nagyon munkaigényes, magyarázza meg azt, hogy ezek az égők nem találtak széleskörű alkalmazásra. Az üzemeléskor inkább megfelelnek a keverőkamrás gázsugárégők, különösen a blokktípusú (lemezes típusú) égők, amelyek a szakirodalomból ismeretesek. Az ilyen égőben bizonyos számú égőcső, amelyek egy közös égőlapra vannak felszerelve, keverőkantra gázbevezető csőcsonkkal, csatorna a levegőnek a gázáramba történő beszívásához, elosztókamra, ami az égőlapra és a keverőkamrára fekszik fel, valamint beállító tárcsa van a beszívandó levegőmennyiség szabályozásához. A tárcsa a csőcsonkon van elhelyezve. A gáz bevezetésekor kívülről beszívja a levegőt. Az így kapott gáz levegő keverék az égőcsöveken át az égőiap munka felületé re kerül, ahol az utóbbi felhevíti égése közben. Ennek az égőnek ás az egyéb ismert keverőkamrás típusú égők jelentős részének az a lényeges hátránya, hogy a meghatározott méretű égő csakis pontosan meghatározott, illetve majdnem állandó tulajdonságokkal rendelkező gázok (fűtőérték, sűrűség, viszkozitás stb.), vagyis állandó összetételű gázok elégetésére alkalmas. Ezért az égő csakis valamely meghatározott összetételű földgázzal üzemeltethető. Más összetételű, alapvetően eltérő tulajdonságú gázra történő átállításkor meg kell változtatni az égő méreteit, különösen a gázbevezető cső átmérőjét és az uralkodó gáznyomást, miáltal bizonyos nehézségek állnak elő az eljárás-technikai folyamatban. Ugyanezen okból az égők nem alkalmasak alapvetően eltérő összetételű füstgázok elégetésére sem. Az említett nehézségek azzal kapcsolatosak, hogy az ismert égők többségénél nem lehetséges a gáz levegő keverék kiáramlási sebességének szabályozása. Miként az ismeretes, ennek a sebességnek nem szabad túllépnie a lángsebességet (optimális esetben egyenlőnek kell azzal lennie), mert ez biztosítja a keverék stabil égését. Ha ez a feltétel nem teljesül, akkor az égőn belül a láng visszacsap, amit jellegzetes durranás kísér. Egyidejűleg a láng leszakad az égőkő munkafelületéről, és megnövekszik kialvásának valószínűsége, hiszen a keverék kiáramlási sebessége jóval túllépi a lángsebességet. Ez kiváltja az égőkő sugárzásának gyors csökkenését és a kemence tűzterében megzavarja a hőcserét. Közben megnövekszik a gázfogyasztás és üzemzavar áll elő, mivel az el nem égett gáz a kemencecsatornákba, egyéb kemenceelemekbe kerül és robbanás veszélyét idézi elő. Éppen ezért alkalmas lemezes égő, amelyet fűtőgáz fajtájától függően, a gáz levegő keverék, valamely meghatározott kiáranilási sebességéhez méreteznek. Az ilyen égő alkalmas gyakorlatilag konstans összetételű földgáz elégetésére. Ha megkíséreljük az ilyen égőben más tulajdonságokkal rendelkező gáznak, például magasabb lángsebességgel az elégetését, akkor az égőn belül a láng visszacsap. A lángvisszacsapást egyes esetekben beállító tárcsával el lehet kerülni ügy, hogy a beszívandó levegőmennyiséget és ezzel a láng sebességét is lecsökkenthctjük. Azonban el nem égett gáz keletkezik, ezáltal növekszik a gázfogyasztás és a légkörbe irányuló káros füstgázok menynyiségc. lia a lemezes égővel a kiszámított értékekhez képest nagyobb sűrűségű és magasabb fűtőértékű gázt égetnek el, akkor a gáz teljes elégetéséhez nem elegendő mennyiségben beszívott levegő miatt e! nem égett gáz marad vissza. Még meg kell említeni, hogy a levegőmennyiségnek a gázmennyiséghez képest pontos arányban történő megváltoztatása a keverőkamrás égőkben csakis akkor lehetséges, ha a tűztérben atmoszférikus nyomás van. Ha tűztérben túlnyomás vagy vákuum uralkodik, akkor a levegőbevezetés során az önszabályozás zavart szenved és ez 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
