Способ сжигания топлива и устройство для его осуществления

(51)623 1/12,23 1/08 НАЦИОНАЛЬНОЕ ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(76) Нусупбекова Дина Акаевна Нурмамбетов Куаныш Эмилевич Нурмамбетова Дамиля Эмилевна(54) СПОСОБ СЖИГАНИЯ ТОПЛИВА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для сжигания топлива в топках котлов и других теплотехнических агрегатов в энергетической, химической, металлургической и других отраслях промышленности. Использование предлагаемого изобретения обеспечивает высокую эффективность сжигания топлива и позволяет снизить расход топлива и уменьшить содержание вредных примесей в дымовых газах. Способ сжигания топлива включает подачу в зону горения горючего газа и водяного пара, при этом в качестве горючего газа используют гремучий газ,который подают для розжига и стабилизации пламени, а на зону горения воздействуют акустическими колебаниями. В зону горения может быть дополнительно подано жидкое, газообразное углеводородное или пылеугольное топливо. Устройство для сжигания топлива содержит камеру сгорания с газовыми горелками, паропроводами и акустическими генераторами. Оно дополнительно может содержать форсунки для подачи жидкого топлива или пылеугольные горелки. 4332 Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для сжигания топлива в топках котлов и других теплотехнических агрегатов в энергетической, химической, металлургической и других отраслях промышленности. Известен способ сжигания жидкого топлива путем его распыливания газообразным топливом, в качестве которого используют отходы переработки нефти, смешанные с водяным паром (а. с. СССР 868257, кл. 23 С 1/06, 1981). Данный способ характеризуется недостаточно высокой эффективностью сжигания топлива и не позволяет снижать расход топлива и количество вредных примесей в дымовых газах за счет более рационального использования пара. Наиболее близким является способ сжигания мазута, при котором в зону горения подают водяной пар и горючий газ, в качестве которого используют предварительно газифицированную часть сжигаемого мазута (а. с. СССР 1455134, кл. 2311/10,опубл. 1989). Данный способ не позволяет использовать водяной пар в качестве дополнительного топливного компонента и уменьшать таким образом расход углеводородного топлива и количество токсичных соединений серы и углерода в дымовых газах, что снижает эффективность способа. Известна топка котла, содержащая экранированную камеру сгорания с расположенным на ее фронтовой стенке горизонтальным рядом пылеугольных горелок, а также газомазутные горелки, которые размещены по оси боковых стен камеры ниже нижней образующей выходных амбразур пылеугольных горелок на расстоянии, равном 1-3 диаметрам газомазутных горелок (а. с. СССР 1149104, кл. 23 С 1/12, 1985). Недостатком данной топки является низкая эффективность сжигания топлива, при этом не обеспечиваются снижение содержания вредных компонентов в дымовых газах и уменьшение расхода топлива, так как данная топка может быть использована только для сжигания углеводородного топлива. Наиболее близкой к предлагаемому устройству является топка, содержащая камеру сгорания, на стенках которой установлены пылеугольные горелки, над которыми расположены газовые горелки(а. с. СССР 1437611, кл. 23 С 1/12, 1988 ). Конструкция данной топки не обеспечивает образование дополнительного топливного компонента из пара и снижение за счет этого расхода углеводородного топлива и вредных примесей в дымовых газах,что снижает эффективность работы топки. Задачей изобретения является разработка способа сжигания топлива и устройства для его осуществления, обеспечивающих высокую эффективность сжигания топлива. Технический результат - снижение расхода топлива и уменьшение содержания вредных примесей в дымовых газах - достигается тем, что в способе сжигания топлива путем подачи в зону горения го 2 рючего газа и водяного пара в качестве горючего газа используют гремучий газ, который подают для розжига и стабилизации пламени, а на зону горения воздействуют акустическими колебаниями. В зону горения может быть подано дополнительно жидкое,газообразное углеводородное или пылеугольное топливо. Устройство для сжигания топлива содержит камеру сгорания с газовыми горелками и дополнительно содержит установленные в камере сгорания паропроводы и акустические генераторы. Устройство может быть снабжено форсунками для подачи жидкого топлива или пылеугольными горелками. Использование гремучего газа для розжига и стабилизации пламени исключает загрязнение дымовых газов токсичными компонентами и значительно снижает расход топлива, так как теплота сгорания водорода в 2,5 - 6 раз выше, чем у традиционного углеводородного топлива. При этом достигается быстрая стабилизация пламени и сокращается время для разогрева топочного объема до 1300 С. Воздействие на зону горения акустическими колебаниями, частоту которых устанавливают равной резонансной частоте связей молекулы воды,подаваемой в виде пара, позволяет снизить температуру, при которой происходит диссоциация молекулы, и обеспечить разрыв связей с образованием водорода и кислорода при температуре 1300 С. Водород при этом является топливным компонентом, который сгорает в присутствии кислорода. При установившемся режиме горения в топочном объеме подачу гремучего газа можно сократить до минимального количества для стабилизации пламени и использовать для сжигания только водород,получаемый из пара. Одновременно с горючим газом и паром можно подавать жидкое топливо с помощью форсунок,твердое топливо с помощью пылеугольных горелок или газообразное углеводородное топливо. При этом расход жидкого, газообразного топлива или угля минимален при сохранении высокой эффективности работы устройства и незначительном загрязнении дымовых газов токсичными веществами, так как за счет высокой температуры сгорания водорода обеспечивается полное сгорание и подаваемого углеводородного топлива, кроме того, присутствие кислорода в топочном объеме снижает необходимое количество подаваемого воздуха, что в свою очередь предотвращает образование оксидов азота. На фиг.1 изображено предлагаемое устройство. Устройство для сжигания топлива содержит камеру сгорания 1 с горелками 2 для подачи гремучего газа в смеси с паром, паропроводами 3, акустическими генераторами 4. В камере сгорания 1 могут быть установлены дополнительные горелки или форсунки 5 для подачи пылеугольного, газообразного углеводородного или жидкого топлива. Сжигание топлива с использованием предлагаемого устройства осуществляют следующим образом. 4332 Подают в зону горения камеры сгорания 1 с помощью газовых горелок 2 смесь пара и гремучего газа, получаемого электролизом воды в известных устройствах, и поджигают его. После прогрева котла осуществляют запуск пара через паропроводы 3 при одновременном воздействии акустическими колебаниями частотой, соответствующей резонансной частоте связей молекулы воды. Под воздействием акустических колебаний и высокой температуры порядка 1300 С происходит диссоциация молекул воды и образующийся водород сгорает в присутствии кислорода. При стабилизации процесса образования водорода и кислорода из пара подачу гремучего газа от электролизера сокращают и подают минимальное количество для стабилизации пламени. Можно дополнительно подавать в камеру сгорания 1 одновременно с паром газообразное углеводородное, пылеугольное или жидкое топливо с помощью горелок или форсунок 5. При этом обеспечивается более эффективное сгорание углеводородного топлива. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ сжигания топлива путем подачи в зону горения горючего газа и водяного пара, отличающийся тем, что в качестве горючего газа используют гремучий газ, который подают для розжига и стабилизации пламени, а на зону горения воздействуют акустическими колебаниями. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в зону горения подают жидкое топливо. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в зону горения подают пылеугольное топливо. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в зону горения подают газообразное углеводородное топливо. 5. Устройство для сжигания топлива, содержащее узел подачи топлива, камеру сгорания с газовыми горелками, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит установленные в камере сгорания паропроводы и акустические генераторы. 6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что в качестве узла подачи топлива содержит форсунки для подачи жидкого топлива. 7. Устройство по п.5, отличающееся тем, что в качестве узла подачи топлива содержит пылеугольные горелки.