190672. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és égő, kemencék fűtésére
9 190672 10 járul a találmány segítségével elért üzemanyag megtakarításhoz. így a kemencegáznak az a mennyisége, amit be kell szívni egy oxidálógáz-sugárba a találmány szerinti célok megvalósítására, attól függ, hogy (a) milyen tömegű gáz szükséges a gáz keveredésének és cirkulációjának biztosítására, és cirkulációja legalább összehasonlítható mértékű levegőt használó hagyományos eljárásokkal és (b) milyen iánghómérséklet szükséges a kemencében ahhoz, hogy minimumra csökkenjen a nitrogénoxid kibocsátás, és egyes helyeken ne keletkezzenek forró foltok. A jó keveredés és a gáz cirkulációja nagyon fontos az egyenletes hevítés szempontjából, valamint a helyi tűíhevítés és a kemence töltetének, tűzálló burkolatának, stb, ezzel járó sérülése kiküszöbölésére. Kemencegázok beszívása nélkül az oxidálógáz-sugárban az üzemanyaggal való keveredés előtt, a láng hőmérséklete a kemencében azon a ponton, ahol az oxidálógáz- és az üzemanyag keveredik, egyenlő lenne a normál lánghőmérséklettel, ami az elméleti lánghőmérséklet közelében van (hogy menynyire, az a keveredés hatékonyságától függ) a használt üzemanyagtípusnál és az oxidálógáz adott oxigéntartalmánál (1, ábra). A lánghőmérséklet növekszik, ha nő az oxidálógáz oxigéntartalma. . „ Az 1. ábra földgáz égetése esetén szemlélteti az elméleti lánghőmérséklet változását az oxidálógáz oxigéntartalmának függvényében, feltételezve, hogy a keveredés teljes és azonnal végbemegy. Amint az oxigén koncentrációja nő, az elméleti Iánghómérséklet a levegő esetében fennálló 1840 °C-rol 2762 °C-ra nő (adiabetikus Iánghómérséklet) tiszta oxigén esetén. Természetesen egy hagyományos eljárás tényleges végrehajtása folyamán az égéstermékek hőmérséklete a keletkező égési sugárban a normál lánghőmérséklettel lesz egyenlő a keveredési pontban, és csökkenni fog a sugár menten az égőtől távolodva, amint a forró égési gázok keverednek a sugárban beszivott hidegebb gázokkal. Ipari alkalmazásoknál két okból is fontos, hogy a láng hőmérsékletét ellenőrizzék. Előszói- is a magas Iánghómérséklet elősegíti a nitrogónoxidokat termelő reakciókat. Másodszor a magas lánghőmérséklet helyi tulhe— vülést okozhat az ezzel járó nemkívánatos következményekkel (a kemence töltetének vagy tűzálló burkolatának uérülése). A kemencegáz beszívása az oxigénsugárba az üzemanyaggal való keveredés előtt, a langhő— mérsékletet a normál lánghőmérséklet alá csökkenti, és ha a kemencegáz mennyisége elegendő (az égéstérben fennálló keveredési feltételektől és a kemencegáz hőmérsékletétől függően) a láng hőmérséklete kellően alacsony lesz, úgyhogy sem túlhevülés, sem nitrogénoxid képződés nem okoz nehézséget, még akkor sem, ha oxidálógázként tiszta oxigént használunk. A nitrogénoxid kibocsátás mérése elméletileg lehetővé teszi a lánghőmérséklet becslését. A találmány használata során mérhető nitrogénoxid szint rendkívül alacsony a nitrogénoxid szint csökkenése elósorban a hatékony Iánghómérséklet ellenőrzésének köszönhető és csak közvetve az oxidálógáz oxigénben való dúsításának (és igy a nitrogén csökkenésének). A lánghőmérséklet szabályozása általában szükséges, mivel a nitrogén majdnem mindig jelen van a kemencében, vagy a levegóbeszivárgás következtében, vagy mert az üzemanyagban van jelen olyan mennyiségben, amely elegendő (kemencében való tartózkodási idő figyelembevételével) jelentős mennyiségű nitrogénoxid keletkezéséhez lánghőmérséklet-szabályozás hiányában. Amint a beszívott kemencegáz mennyisége növekszik, az oxigénbeszivásos égő oxidélógáz-sugarában az üzemanyaggal történő keveredés előtt a Iánghómérséklet csökken. A Iánghómérséklet csökkenésének mértéke szintén a kemencegáz hőmérsékletétől függ, de a Iánghómérséklet, mint a beszívott kemencegáz mennyiségének függvénye, a 2. ábrának megfelelően kapcsolatban van az R cirkulációs tényezővel, amit a következőképpen defin:álhatunk: az oxidálógáz-sugárban az űzemanyagsugárral való keveredés előtt beszívott kemencegáz tömege R=--------------------------------------------------------------------az oxidálógáz és az üzemanyag tömegének összege A találmány alkalmazásakor kívánatos olyan lánghőmérséklet beállítása, amely aT mértékben alacsonyabb, mint a normái lánghőmérséklet, és legalább egyenlő a következő képlettel megadott értékkel: aT=5:9 (400+7,6 (P-21)]-32, ahol aT °C-ban van megadva, és P az oxidálógáz oxigéntartalma térfogat%-ban. Oxigén vagy oxigénben dúsított levegő alkalmazásakor csökken az oxidálógáz tömege egy levegőt alkalmazó rendszerhez képest a következő két alapvető okból: először a nitrogén részben vagy teljesen történő helyettesítése miatt az oxigéndúsításnál, és másodszor csökken az oxigénszükséglet az égésnél, mivel a helyettesített nitrogént nem kell felinelegíteni. így az oxidálógáz-sugár sebességét növelni kell, hogy a sugár kellő impulzusokat tartalmazzon a jó keveredés és a gáz cirkulációjának biztosításához a kemencében, ami az egyenletes hőátadást biztosítja. A találmány szerint az oxidálógáz minimális sebessége (az oxidálógáz-fúvóka szájánál mérve), ami a jó keveredés és a cirkuláció biztosításához szükséges, annál nagyobb, 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 6
