144468. lajstromszámú szabadalom • Eljárás az égéshőmérséklet emelésére

Megjelent: 1958. augusztus hó 1-én. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 144.468. SZÁM 24. c. OSZTÁLY - KO-756. ALAPSZÁM Eljárás az égéshőmérséklet emelésére Kőhegyi József vegyészmérnök, Budapest A bejelentés napja: 1954. június 24. Több módszer ismeretes az égés hőmérsékletének emelésére, pl. az égésre kerülő gázok, vagy a felhevítendő anyagok és áruk, stb. előmelegítése, maradékhővel. A jelen eljárásnál egy eddig nem ismeretes 'lehetőségre mutatunk rá, amennyiben az elektromosságnál szokásos sorbakapcsolást a hőenergiára, elsősorban az égésre alkalmazzuk. Az elektromos analógia szerint a jelen eljárásnál a rendelkezésre álló égési hőmennyiséget a hőkapacitás hordozójának, pl. valamely égésre kerülő gázáramnak megosztása által hányadolunk és . azáltal kapcsolunk sorba, hogy valamely előre kapcsolt hányad teljes égési hőjét a mögéje kapcsolt hányad kiindulási gázainak áramaira, vagy azok egy részére (pl. szénmonoxid, hidrogén, metán, acetilén, levegő, oxigén) visszük át hőcserélőben. Az utolsó hányad maradékhőjét azután a legelső sorbakapcsolt egység előmelegítésére használjuk fel az előmelegítéseknél szokásos módon, megint az elektromos sorbakapcsolás analógiájára. így —• mint a sorbakapcsolt galvánelemeknél is — a később kapcsolt hányad égés előtti kezdőhőfoka az eléje kapcsolt hányad véghőfokán, tehát égéstermékeinek hőfokán kezdődik, úgy hogy minden egyes sorbakapcsolt égés az elébe kapcsolt hányad véghőfokából kiindulva emeli égésének kalórialeadása által a saját gázainak hőfokát tovább. Ezzel szemben — ismét mint az elektromos áramnál és az első főtételnek megfelelően —• végeredményben csak a megosztott hányadnak megfelelő hordozóval, tehát gázárammal és ennek hőkapacitásával fogunk rendelkezni; hiszen a sorbakapcsolt hányadok közül csak az utolsó hányad gázárama kerül a végső, hasznosításra szánt égés folyamatába. Ezzel szemben az eléje kapcsolt hányadok égéstermékei hőcserélőkben lehűltek (csaknem) a környezet hőfokára, abból a szabadba jutottak, és ezzel hőkapacitásuk kikapcsolódott a további folyamatból. Az ismeretes elektromos- és a jelen eljárás szerinti hősorbakapcsolás között viszont annyiban mutatkozik eltérés, hogy az elektromos sorbakapcsolás igen sokszoros lépcsőkben is használatos. Ezzel szemben a szokásos égéseknél előálló hőmérékletek oly magasak a kemencék számára ma rendelkezésre álló tűzálló anyagok hőfokbírásához képest hígítatlan gázok esetén, hogy legfeljebb csak két-háromszoros, vagy még többször egy és kettő közötti, pl. másfélszeres sorbakapcsolás hasznosítható. Az ábrákon vatagon rajzolva a szükséges készülékek jelképei láthatók, amelyek pontokkal, apró körökkel és áthúzásokkal megkülönböztetett csővezetékek által vannak egymással összekötve. A készülékek köré vékony vonalakkal rajzolt, bekerítő négyszögek szélessége a készülékben az időegység alatt átfutó gázáram tetszőleges mértékegységben mért mennyiségének és állandó nyomáson való közepes fajhőjének szorzatát, azaz időegységenként átfutó hőkapacitását, míg magassága a készülékben történő felmelegedést, illetve lehűlést jelenti hőfokokban, úgy hogy a négyszögek területe időegység alatt átfutó hőmennyiségeket jelent. Az, hogy valamelyik négyszög területén melegedés vagy lehűlés folyik-e le, abból látható, hogy minden négyszög valamelyik sarkában egy kis kör látható beleírt egy- vagy kétjegyű számmal és rárajzolt nyíllal, amely hőmérsékletemelkedésnél felfelé, a készülékben történő lehűlésnél pedig lefelé mutat. Ha a nyilak kétféle irányát előjelnek tekintjük, az átfutó hőmennyiségek hőmérlegét kapjuk és az előjelekkel ellátott négyszögek területösszege minden ábrán nullát ad ki. A görög eta betűvel jelölt hatásfokszázalékok a hőhasznosító egység köré rajzolt hőmennyiségnégyszög területének, a hőleadó négyszögek területeihez való százszoros viszonyai. Az 1. ábrán kétszeres, egyenlő gázáramhányadolású sorbakapcsolást mutatunk be. A 103 hasznosítóegységben az ábrázolt kivitel szerint égés nem történik, hanem a 103 egység az eléje kapcsolt 110 égéskamrából kikerült füstgáz hőtartalma alakjában készen kapja a meleget, ahogy az —• pl. tokos kemencékben szokásos. De mit sem változtatna az sem, ha az utolsó égés magába a 103 hasznosítóegységbe lenne helyezve, amint az pl. a cementégető aknás vagy forgódobos kemencéknél, vagy az alagút- vagy körkemencéknél történik, tehát pl. a finom- és durvakerámiai, az üveggyártási, cementipari, kohászati (acél, színesfém) kemencéknél, a vegyészeti ipar pirogén el járásainál, vagy hegesztőkészülékeknél.