190060. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés nagyolvasztókban és tüzelőberendezésekben a fajlagos kokszfelhasználás csökkentésére
jyuubu 6 végű 5 csőből. Az 5 cső 2 külső csőből kinyúló részében gáznemű anyag bevezetésére alkalmas 13 csatlakozás van kiképezve. A 2 külső cső ismert 14 rögzítő szerkezei segítségével van a nagyolvasztó vagy tüzelőberendezés falába erősítve. A 2 és 5 csövek közötti teret két 15 osztólemez egymástól gyakorlatilag elzárt két, 16 és 17 térrészre osztja. A 15 osztólemezek előnyösen az 5 cső külső felületére vannak erősítve — például hegesztéssel — és másik szélük hozzáfekszik a 2 külső cső belső felületéhez. A 15 osztőlemezek a 2 külső csőnek majdnem teljes hosszán végignyúlnak úgy, hogy a beömlés felőli végükön hozzá vannak hegesztve vagy más módon hozzá vannak erősítve a 2 külső cső külső véget lezáró 18 gyűrűtárcsához, azonban ehhez csupán hozzá is nyomhatok. A lényeg csak az, hogy az összefekvés helyén a víz ne tudjon egyik térrészből a másikba átömleni. A 15 osztólemezek nem érnek el a 3 porlasztöfejnek 2 külső csövet lezáró belső felületéig. A 15 osztólemezek belső vége és a 3 porlasztófej belső felületrésze között átömlőtér van, amelyen át a hűtővíz például a 16 térrészből a 17 térrészbe tud átáramlani. A 15 osztólemezek 180°-kai eltoltan vannak az 5 csőre erősítve, egymással párhuzamosak és a fölerősítési helyektől ellenkező irányokban nyúlnak ki. A találmány szerinti eljárás révén a kokszhelyettesítő tüzelőanyag nagyolvasztóba, illetve tüzelőberendezésbe fúvását a következőképpen végezzük: A folyékony tüzelőanyagot a 6 csövön és 10 csatornákon keresztül vezetjük be a 4 mélyedés terébe. A folyékony tüzelőanyag lehet tüzelőolaj, fűtőolaj, kátrányolaj, technológiai olaj, szuszpenzió, emulzió vagy egyéb folyékony anyag. A folyékony tüzelőanyagot esetleg előmelegített állapotban áramoltatjuk a 6 csőbe. A folyékony tüzelőanyaggal egyidejűleg a 13 gázcsatlakozáson keresztül gáznemű tüzelőanyagot, például földgázt, karmagázt, kohógázt, szintetikus gázokat áramoltatunk az 5 csőbe, majd az 5 és 6 cső közötti gyűrű alakú téren és 9 csatornákon keresztül a 7 Laval-fúvókába. Az áramló gáznemű tüzelőanyag természetesen túlnyomáson van és az áramlás sebességét, illetve a túlnyomás nagyságát úgy választjuk meg, hogy elegendő nyomási energia álljon rendelkezésre a folyékony tüzelőanyag megfelelő porlasztásához kellő akusztikus rezgések előállításához. Az akusztikus rezgéseket a 7 Laval-fúvókából és 8 rezonátorból álló statikus sziréna, a Hardtmann síp segítségével állítjuk elő A porlasztó akusztikus rezgések frekvenciáját úgy állítjuk be, hogy ez a hallható rezgések vagy az ultrahangok tartományába essék. A tüzelőanyagok beáramoltatása közben a 11 csőcsonkon át hűtővizet áramoltatunk a 16 térrészbe, amelyben a hűtővíz a 3 porlasztófej felé áramlik, itt átfolyik a 17 térrészbe, ahol kifelé haladva a 12 csőcsonkon keresztül hagyja el a berendezést. A gáznemű és folyékony tüzelőanyagot olyan arányban fújjuk be, ami biztosítja a technológiai és gazdasági optimumokat. Ehhez figyelembe kell venni az ideális égéshőmérséklet értékét, ami nagyolvasztónál például 2100 °C, a konkrét feltételek függvényében. A gáz/folyadék arányt úgy választjuk meg, hogy ez feleljen meg a gáz/folyadék > 1/10 5 aránynak. Ez a hatásos porlasztás követelménye. A gáz beáramlási sebessége hangsebességnek megfelelő vagy ennél nagyobb, mert az akusztikus rezgések létrehozásához szükséges merőleges lökéshullám csak ilyen körülmények között alakul ki. A kellő rezgési frekvencia a Hardtmann síp méretezésével határozható meg, amely Hardtmann sípnál a 7 Lavalfúvóka méretei a befúvott gáz minőségétől és paramétereitől függnek és a gáz minőségének változása esetén (például összetétel) meg kell változtatni a Laval-fúvókát is. A szénhidrogénekkel helyettesített koksz mennyiségének és az E kokszhelyettesítési tényező változásának alakulását a 4. ábra szemlélteti. Az ordinátára az F értékek, azaz az 1 kg olaj vagy 1 m3 gáznemű tüzelőanyag révén helyettesíthető kokszmennyiségek, az abszcisszára pedig az 1 tonna nyersvas előállításához beáramoltatható olaj (pakura) kg-ban és gáznomfl tüzelőanyag (földgáz) m3-ban van fölvíve. Az OL—1 görbe az ismert eljárással elérhető eredményeket mutatja, azaz amikor a befújt olajat nem porlasztják. Az OL -2 görbe a találmány szerint eljárással elérhető eredményeket mutatja, amely esetben az olajat porlas'.tjuk. Az FG görbe a befúvott gáznemű eredményeket szemlélteti. A találmány szerinti eljárás és berendezés gazdaságossági szempontokból való eredményességét a következőkben két példával kapcsolatban érzékeltetjük 1. Példa Minden tonna nyersvashoz 40 m3 földgázt és 50 kg pakúrát juttattunk a nagyolvasztóba. A helyettesített koksz mennyisége az ismert eljárással elérhető 95 kg-mal szemben 102.5 kg volt a nyersvas minden tonnájánál. A porlasztást 43 102 Hz rezgési frekvenciával végeztük és a porlasztással elérhető cseppméret 8,5 um volt. 2 Példa Minden tonna nyersvashoz 40 m3 földgázt és 75 kg pakúrát juttattunk a nagyolvasztóba. A helyettesített koksz mennyisége az ismert eljárással elérhető 109 kg-mal szemben 131,5 kg volt a nyersvas minden tonnájánál. A porlasztást 43 102 Hz rezgési frekvenciával végeztük és a porlasztással elérhető cseppméret 9,1 um volt. A találmány szerinti eljárás és berendezés fontosabb előnyös tulajdonságai a következők. Kétféle, folyékony és gáznemű tüzelőanyag fújható be egyidejűleg az égéstérbe és ezek aránya tág határok között változtatható, ezért mind a műszaki. mind a gazdaságossági paraméterek optimálisra állíthatók be. A gáznemű és folyékony tüzelőanyagok egyidejű befúvása következtében nő az egységnyi tüzelőanyaggal helyettesített koksz mennyisége és a fúvószél oxigén dúsítása esetén nő a gazdaságosan befújható tüzelőanyag abszolút mennyisége. Porlasztási segédenergia takarítható meg és a berendezés élettartama hosszú. Szabadalmi igénypontok 1. Eljárás nagyolvasztókban és tüzelőberendezésekben a fajlagos kokszfelhasználás csökkentésére. 5 10 15 20 ! 25 j 30 I 35 40 45 50 55 60 4
