190672. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és égő, kemencék fűtésére
5 190672 6 nitrogén legalább részleges kiküszöbölésével érhető el és (c) a szennyezóanyagok csökkentése a füstgáz térfogatának csökkentésével. A fenti cél elérése érdekében oxigént vagy oxigénben dúsított levegőt használunk oxidálőgázként levegő helyett. A fentieken kívül a találmánnyal javítani akarjuk az ipari kemencék teljesítményét és hatékonyságát oxigén vagy oxigéndúsítás alkalmazásával és egyidejűleg el akarjuk kerülni azokat a hátrányokat, amelyek a magas lánghőmérséklet és a gáz kis impulzusa miatt nagyfokú nitrogén kibocsátás, illetve a kemence nem egyenletes hőmérsókleteloszlása képében jelentkezik, ha oxigént vagy oxigénben dúsított levegőt használunk oxidálógázként. A találmánnyal javítani kívánjuk továbbá a láng stabilitását az égés folyamán az ipari kemencében. A találmánnyal olyan égőt is létre kívánunk hozni, amely lehetővé teszi a fenti célok elérését. A találmány szerint a kitűzött feladatokat egy olyan eljárással oldjuk meg, amelynél (a) az atmoszféra felé lényegében zárt égésterű kemencéknél (b) az ógéstérbe legalább egy sugárban oxidálógázt juttatunk be, ami oxigénben dúsított levegő vagy oxigén lehet. Az említett sugár D átmérőjű a bejultatási ponton és ugyanennél a pontnál olyan sebességgel rendelkezik, amely elegendő a gázcirkuláció és a keveredés biztosításához az égéstérben, és lehetővé teszi a kemence töltetének lényegében egyenletes hevítését, és az említett sebesség legalább egyenlő az alábbi képlettel számítható értékkel: V=0,3048 (5,7 P-70), ahol V az oxidálógáz sugársebessége méter/sec-ban és P az oxidálógáz oxigéntartalma térfogatszázalékban. (c) A (b) lépéssel egyidejűleg legalább egy üzemanyag-sugarat fecskendezünk be az említett égéatérbe, ahol ez az üzemanyag-sugár X távolságra van az oxidálógáz-sugártól, amely X távolságot az oxidálógáz-sugár külső szélétől az üzemanyag-sugár külső széléig mérjük a befecskendezési pontoknál, és ez az X távolság legalább egyenlő az alábbi képlet szerinti értékkel: X=4D. (d) Kemencegázokat szívunk be az említett oxidálógáz-sugár környezetéből az oxidálógáz-sugárba, mégpedig olyan menynyiségben, amely elegendő ahhoz, hogy az égés folyamén alacsonyabb legyen a lánghőmérséklet, mint a normál lánghőmérséklet és (e) az említett beszívás után az oxidálógáz-sugarat elkeverjük az üzemanyagsugárral, és ezzel létrehozzuk az égési reakciót. A találmány tárgya még az égő (amit a továbbiakban oxigénbeszívásos égőnek nevezünk), amely alkalmas oxigénnel vagy oxigénben dúsított levegővel való használatra egy kemence fűtéséhez, amely égő a következő elemek kombinációját tartalmazza: (a) legalább egy D átmérőjű oxidálógáz fúvóka az oxidálógáz befúvására az égéstérben, amelynek átmérője kisebb, mint az alábbi képlettel meghatározott érték: 40 1 í F \1/s (P-8) \ul ahol a D átmérő mm-ben van megadva, P az oxidálógáz oxigéntartalma térfogataiban, F az égő égési sebessége 1,055x10s J-ban és N az oxidálógáz-fúvókák száma, és (b) legalább egy űzemanyag-fúvóka legalább egy üzemanyag-sugár befecskendezésére az üzemanyagtérben, ahol az üzemanyag-fúvóka X távolságra van elhelyezve az oxidálógáz-fúvókától, ahol az X távolságot az üzemanyag-fúvóka szélétől az oxidálógáz-fúvóka széléig mérjük, és az X távolság legalább egyenlő az X=4D képlettel megadott értékkel; továbbá, ahol az oxidálógáz-fúvóka átmérője (D) és az oxidálógázsugár átmérője (D) lényegében azonos. A találmány szerinti eljárás alkalmazásával lényeges üzemmegtakaritás és termelékenység-növekedés érhető el a levegőt használó kemencefütési eljárásokhoz viszonyítva, és számottevő gázimpuizus keletkezik a kemencében, ami biztosítja a keveredést, a gáz cirkulációját, ami szükséges a lényegében egyenletes hőmérsékleteloszláshoz, és egyidejűleg a láng hőmérséklete annyira csökken, hogy a nitrogénoxid kibocsátás nem lépi túl az előírt határértékeket. Az elméleti lánghőmérséklet egy adott üzemanyag és oxidálógáz esetén a maximálisan elérhető hőmérséklet a lángban (adiabetikus folyamatot, valamint az üzemanyag és az oxidálógáz azonnali és teljes keveredését feltételezve), ami . a szóbanforgó üzemanyagnak az oxidálógázzal való égéséből származik. A normál lánghőmérséklet kifejezés alatt itt azt értjük, hogy milyen lánghőmérséklet érhető el ténylegesen egy kemencében egy bizonyos üzemanyagnak egy bizonyos oxidálógázzal való égése folyamán, kemencegázok beszivása nélkül az üzemanyag és az oxidálógáz keveredése előtt. A normál lánghőmérsóklet az elméleti lánghőmérséklet közelében van (hogy mennyire, az attól függ, hogy milyenek a keveredési és hőátadási feltételek a kemencében). Ha a lánghőmérsékletet a továbbiakban a normál lánghőmérséklethez hasonlítjuk, ezt az összehasonlítást egy hagyományos kemencére vonatkoztatva kell értelmezni, amely ekvivalens paraméterekkel működik és nincs kemencegáz beszivás az üzemanyag és az oxidálógáz keveredése előtt. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
