SK284370B6 - Spôsob prevádzkovania horáka na injektovanie časticového materiálu do elektrickej oblúkovej pece - Google Patents

Spôsob prevádzkovania horáka na injektovanie časticového materiálu do elektrickej oblúkovej pece Download PDF

Info

Publication number
SK284370B6
SK284370B6 SK529-98A SK52998A SK284370B6 SK 284370 B6 SK284370 B6 SK 284370B6 SK 52998 A SK52998 A SK 52998A SK 284370 B6 SK284370 B6 SK 284370B6
Authority
SK
Slovakia
Prior art keywords
fuel
oxidant
particulate material
oxidizing agent
burner
Prior art date
Application number
SK529-98A
Other languages
English (en)
Other versions
SK52998A3 (en
Inventor
Christian Juan Feldermann
Original Assignee
The Boc Group Plc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by The Boc Group Plc filed Critical The Boc Group Plc
Publication of SK52998A3 publication Critical patent/SK52998A3/sk
Publication of SK284370B6 publication Critical patent/SK284370B6/sk

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D17/00—Burners for combustion conjointly or alternatively of gaseous or liquid or pulverulent fuel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D17/00—Burners for combustion conjointly or alternatively of gaseous or liquid or pulverulent fuel
    • F23D17/005—Burners for combustion conjointly or alternatively of gaseous or liquid or pulverulent fuel gaseous or pulverulent fuel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/32—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid using a mixture of gaseous fuel and pure oxygen or oxygen-enriched air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C2201/00—Staged combustion
    • F23C2201/20—Burner staging
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D2214/00—Cooling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2209/00—Specific waste
    • F23G2209/12—Sludge, slurries or mixtures of liquids

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Pre-Mixing And Non-Premixing Gas Burner (AREA)
  • Gas Burners (AREA)
  • Pressure-Spray And Ultrasonic-Wave- Spray Burners (AREA)
  • Nozzles For Spraying Of Liquid Fuel (AREA)
  • Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Feeding, Discharge, Calcimining, Fusing, And Gas-Generation Devices (AREA)

Abstract

Je opísaný spôsob prevádzkovania horáka na injektovanie časticového materiálu do elektrickej oblúkovej pece, kde horák obsahuje časť telesa majúceho pozdĺžnu os X a na sebe umiestnený vývod, vývod paliva a oxidačného činidla proti prúdu do uvedeného hlavného vývodu, ktoré sú umiestnené v podstate sústredene okolo osi X, komoru v časti na príjem a miešanie uvedeného paliva a oxidačného činidla, urýchľujúci prostriedok po prúde z uvedenej komory a priechodný prostriedok na vypúšťanie druhého oxidačného činidla, kde spôsob zahrnuje zavádzanie paliva a primárneho oxidačného činidla do miešacej komory, urýchlenie výslednej zmesi paliva a primárneho oxidačného činidla smerom k a z hlavného vývodu telesa horáka na spaľovanie a dodávanie druhého oxidačného činidla do uvedeného priechodného prostriedku, kde časticový materiál sa ponechá strhávať do sekundárneho oxidačného činidla a časticový materiál strhávaný do priľahlého druhého oxidačného činidla sa odstraňuje na urýchlenie toku paliva a primárneho oxidačného činidla, pričom uvedený časticový materiál strhávaný oxidačným činidlom je vťahovaný do toku paliva a primárneho oxidačného činidla.ŕ

Description

Vynález sa týka spôsobu prevádzkovania horáka na injektovanie časticového materiálu do elektrickej oblúkovej pece.
Doterajší stav techniky
Je dobre známe, že elektrickú oblúkovú pec možno vybaviť prívodnými rúrkami na dodatočné injektovanie kyslíka; prevádzka takejto pece zahŕňa vytvorenie oblúka medzi elektródami, ktorý vytvorí vyhrievací prúd prechádzajúci taveným kovom, a injektovanie dodatočného kyslíka pomocou prívodných rúrok na injekciu kyslíka, ktoré možno podľa potreby posúvať bližšie či vzdialenejšie od kovu. Po vzniku oblúk spôsobuje zahrievanie kovu až na konečnú teplotu približne 1620 °C až 1700 °C, zatiaľ čo kyslík spôsobuje oxidáciu nežiaducich prvkov v kove a spôsobuje, že sa vylučujú z kovu a vytvárajú izolačnú vrstvu dosky, ktorá pláva na povrchu roztaveného kovu. Izolačná vrstva trosky chráni elektródy a steny pece, aby neboli poprskané roztaveným kovom. Často sú v stenách pece vložené dodatočné kyslíkovo-palivové horáky, napomáhajúce vyhrievaniu elektrického oblúka. Zverejnená európska patentová prihláška A 0 764 815 A opisuje takýto kyslíkovo-palivový horák navrhnutý na zmiernenie problému v situácii, kedy takéto horáky nie sú schopné adekvátne preniknúť vrstvou trosky počas posledného kritického vyhrievacieho kroku v bežnej elektrickej oblúkovej peci.
Ďalší problém pri použití bežnej elektrickej oblúkovej pece nastáva v situácii, ak je potrebné zavádzať do pece časticový materiál, ktorý má napomáhať pri prebiehajúcich tepelných alebo chemických procesoch. Je ťažké zaistiť správnu distribúciu tohto časticového materiálu, prípadne ho dostať do vhodnej oblasti pece.
Úlohou tohto vynálezu je teda zmiernenie a prípadné odstránenie uvedených problémov, spojených so spôsobom prevádzkovania horáka na injektovanie časticového materiálu do pecí, ako sú napríklad elektrické oblúkové pece.
Podstata vynálezu
Predmetom tohto vynálezu jc spôsob prevádzkovania horáka na injektovanie časticového materiálu do elektrickej oblúkovej pece, kde horák obsahuje časť telesa majúceho pozdĺžnu os X a na sebe umiestnený vývod, vývod paliva a oxidačného činidla proti prúdu do uvedeného hlavného vývodu, ktoré sú umiestnené v podstate sústredne okolo osi X, komoru v časti telesa na príjem a miešanie paliva a oxidačného činidla, urýchľujúci prostriedok po prúde z uvedenej komory a priechodný prostriedok na vypúšťanie druhého oxidačného činidla, kde spôsob zahŕňa zavádzanie paliva a primárneho oxidačného činidla do miešacej komory, urýchlenie výslednej zmesi paliva a primárneho oxidačného činidla smerom kaz hlavného vývodu telesa horáka na spaľovanie a dodávanie druhého oxidačného činidla do uvedeného priechodného prostriedku, ktorého podstata spočíva v tom, že časticový materiál sa ponechá strhávať do sekundárneho oxidačného činidla a časticový materiál strhávaný do priľahlého druhého oxidačného činidla sa odstraňuje na urýchlenie toku paliva a primárneho oxidačného činidla, pričom uvedený časticový materiál strhávaný oxidačným činidlom je vťahovaný do toku paliva a primárneho oxidačného činidla.
Výhodné uskutočnenie spôsobu zahŕňa odstraňovanie časticového materiálu strhávaného oxidačným činidlom jedným alebo viacerými vývodmi, rozmiestnenými okolo obvodu urýchľujúceho tok paliva a primárneho oxidačného činidla.
Iné výhodné uskutočnenie spôsobu zahŕňa urýchľovanie zmesi paliva a primárneho oxidačného činidla v dutom, v podstate valcovom alebo kužeľovom priestore postrekom, kde sa časticový materiál strhávaný do oxidačného činidla odstraňuje, v podstate koaxiálne s priestorom postreku.
Výhodné uskutočnenia uvedených spôsobov spočívajú v tom, že sa primáme oxidačné činidlo odstraňuje z horáka za nadzvukovej rýchlosti.
Podľa výhodného uskutočnenia spôsobu primárnym oxidačným činidlom je kyslík alebo kyslíkom obohatený vzduch a sekundárnym oxidačným činidlom je vzduch.
Podľa výhodného uskutočnenia tohto vynálezu časticový materiál sa tvorí z kvapôčiek kvapaliny alebo pevného materiálu strhávajúceho kvapalinu.
Ďalej sa uvádza podrobnejší opis tohto vynálezu v širších súvislostiach.
Spôsob podľa tohto vynálezu umožňuje horák na použitie v elektrickej oblúkovej peci, obsahujúci hlavnú časť, majúcu pozdĺžnu os X, a na nej umiestnený hlavný vývod, vývody paliva a primárneho oxidačného činidla, umiestnené proti prúdu proti hlavnému vývodu a umiestnené v podstate sústredene okolo osi X, komoru v hlavnej časti na príjem a miešanie paliva a oxidačného činidla umiestnenú tam, kde sa zmiešava primáme oxidačné činidlo a plyn paliva, a urýchľovacie prostriedky umiestnené po prúde komore, na spôsobovanie urýchlenia pohybu zmesi paliva a oxidačného činidla smerom k hlavnému vývodu na spaľovanie a von z hlavného vývodu na spaľovanie, pričom prostriedky sú uspôsobené na vypúšťanie časticového materiálu unášaného v sekundárnom oxidačnom činidle do toku urýchľovaného paliva a primárneho oxidačného činidla bezprostredne v susedstve a v smere po prúde urýchľovacím prostriedkom.
V takomto usporiadaní je oxidačným činidlom unášaný časticový materiál vtiahnutý do urýchľovaného toku paliva a primárneho oxidačného činidla, ktorý je dôkladne distribuovaný a/alebo sa dostane na potrebné miesto vnútri pece. Ak je časticovým materiálom uhlie, možno dosiahnuť v plameni čiastočnú alebo i celkovú premenu na prchavé zložky, pričom tie potom predstavujú ďalšie palivo na spaľovanie, čo má za následok úsporu paliva.
Urýchľovacie prostriedky na urýchlenie toku paliva a primárneho oxidačného činidla zahrnujú výhodne prietokovú cestu pre zmes, ktorá sa postupne zužuje a potom rozširuje v smere toku.
Urýchľujúce prostriedky môžu obsahovať Lavalovu dýzu v podstate koaxiálnu s osou X, pričom vypúšťacie prostriedky sú umiestnené v podstate koncentricky okolo osi X. Výhodne sú vypúšťacie prostriedky usporiadané tak, aby vypúšťali oxidačným činidlom unášanú časticovú látku v podstate rovnobežne s osou X.
Vypúšťacie prostriedky môžu byť výhodne vo forme prstenca, ktorý obklopuje urýchľovacie prostriedky, pričom je uspôsobený na to, aby vypustil časticový materiál unášaný oxidačným činidlom do dutého, v podstate valcovitého alebo kužeľovitého kropeného priestoru. S použitím takéhoto usporiadania môžu byť vypúšťacie prostriedky upravené tak, aby zaisťovali lineárnu prietokovú cestu časticového materiálu (t.j. prietokovú cestu, ktorá je v podstate rovnobežná pozdĺž podstatnej časti jej dĺžky), čo je obzvlášť výhodné, ak ide o časticový materiál s výraznými oderovými vlastnosťami, ako je karbid železa.
Inak môžu byť vypúšťacie prostriedky v podstate koaxiálne s osou X, pričom urýchľovacie prostriedky sú usporiadané koncentricky okolo vypúšťacích prostriedkov. Urýchľovacie prostriedky môžu mať podľa potreby vývod vo forme prstenca, ktorý obklopuje vypúšťacie prostriedky.
V tomto usporiadaní spôsobuje urýchlenie paliva a primárneho oxidačného činidla z kruhového vývodu podstatný pokles tlaku v susedstve vypúšťacích prostriedkov, a tým je zaistené zlepšené premiešavame a prenikanie časticového materiálu. Vypúšťacie prostriedky môžu byť rovnako tvarované a usporiadané tak, aby urýchľovali z nich vypúšťaný časticový materiál unášaný oxidačným činidlom, a tým ešte viac urýchľovali časticový materiál.
Vo väčšine aplikácií elektrických oblúkových pecí je palivom zemný plyn. Primárnym oxidačným činidlom môže byť kyslík alebo vzduch obohatený kyslíkom, sekundárnym oxidačným činidlom na unášanie časticového materiálu je výhodne vzduch, hoci v niektorých prípadoch môže byť toto oxidačné činidlo totožné s primárnym oxidačným činidlom. Ďalej, hoci je tento vynález opisovaný vo vzťahu k injektovaniu časticového materiálu, zistili sme, že isté vyhotovenia horákov podľa tohto vynálezu sú obzvlášť vhodné na injektovanie kvapalín (ako sú pridávané kvapalné palivá alebo kryogenické kvapaliny, napríklad kvapalný kyslík, ako to môže byť žiaduce pri niektorých aplikáciách) alebo na injektovanie suspenzií (t. j. časticového materiálu unášaného v kvapaline), ako je to pri sušení a/alebo spaľovaní odpadových kalov, napríklad z odpadových vôd. V oboch prípadoch je kvapalný materiál unášaný vzduchom, ako je to pri injektovaní časticového materiálu, ale vo forme kvapôčok alebo v atomizovanej forme. Takže kdekoľvek je tu použitý výraz „časticový materiál“, obzvlášť v nárokoch, zahŕňa tento pojem tak jednotlivé kvapôčky kvapaliny, ako i časticový materiál unášaný v kvapaline.
Prehľad obrázkov na výkresoch
Vynález bude teraz bližšie vysvetlený prostredníctvom konkrétnych príkladov uskutočnenia zobrazených na výkresoch, na ktorých predstavuje:
obr. 1 prierez časťou vývodového konca horáka podľa prvého vyhotovenia vynálezu, obr. 2 prierez časťou vývodového konca horáka podľa druhého vyhotovenia podľa tohto vynálezu, obr. 3 prierez tretieho vyhotovenia horáka podľa tohto vynálezu, obr. 4a až 4d prierezy rôznych prvkov horáka z obr. 3.
Príklady uskutočnenia vynálezu
Na obr. 1 je schéma prierezu vývodového konca horáka 1 (kvôli jednoduchosti je na obr. 1 iba časť horáka 1; je samozrejmé, že horák podľa obr. 1 je v podstate symetrický okolo pozdĺžnej osi X).
Horák 1 obsahuje „raketovú“ horákovú dýzu 3 typu, ktorý je v tomto odbore dobre známy. Dýza 3 emituje zemný plyn a kyslík za molámeho pomeru oxidačného činidla k palivu menšieho alebo rovného ako 2 : 1, do plášťa 5. V smere toku (smerom vpravo podľa obr. 1) zmesi palivového plynu a kyslíka je prietoková cesta vychýlená v miestach 7, 9 a 11 tak, že tvorí urýchľovacie prostriedky, alebo „Lavalovu dýzu“, ktorá sa postupne zužuje a rozširuje, čo slúži na urýchlenie toku paliva a primárneho oxidačného činidla, a taktiež zlepšuje ich premiešavame. Okolo plášťa 5 je ďalší, vonkajší plášť 13, ktorý vymedzuje kruhovú prietokovú cestu alebo priechod 15 medzi plášťom 5 a vnútornou časťou vonkajšieho plášťa 13. Prietoková cesta 15 je tu na zavedenie časticového materiálu do toku paliva a primárneho oxidačného činidla. Časticový materiál, ktorý je unášaný vo vzduchu, prechádza prietokovou cestou 15, na diagrame zľava doprava, dokiaľ v oblasti v blízkosti vzdialeného konca s hlavným vývodom 17 plášťa 5 pokles tlaku spôsobený urýchlením prúdu toku paliva a oxidačného činidla nevtiahne dovnútra tok vzduchom unášaného časticového materiálu, pričom dôjde k jeho zmiešaniu s prúdom paliva a teda jeho poháňaniu plameňom horáka smerom od vzdialeného konca 19 horáka 1, čím sa zaistí, že časticový materiál je dokonale distribuovaný do plameňa, vytváraného horákom 1 a je vrhnutý čo najďalej do elektrickej oblúkovej pece (nie je znázornená).
Významným rysom horáka 1 z obr. 1 je to, že prietoková cesta 15 je priamočiara (teda nie sú tu zakrivenia alebo nejaké prekážky). To je dôležité na zamedzovanie eróziám častí horáka 1 časticovým materiálom, pokiaľ je tento materiál povahy obzvlášť odemej (ako je to v prípade karbidu železa).
Vnútorný plášť 5 je výhodne chladený vodou na svojom vzdialenom konci (všeobecne označené vzťahovou značkou 21) a vonkajší plášť 13 je vybavený prietokovou cestou 23 na účely chladenia (na prietok chladiacej vody alebo vzduchu).
Odborníkovi je jasné, že vzduch, unášajúci časticový materiál, tečúci z prietokovej cesty 15, poskytuje cenný zdroj sekundárneho oxidačného činidla na proces spaľovania, čím zaisťuje postupný plameň, ako je to v odbore známe, a napomáha tým zníženiu podielu škodlivých emisií oxidov dusíka NOX.
Horák 51 podľa obr. 2 obsahuje vonkajší plášť 53 a vnútorný plášť 55, ktoré spolu dohromady zaisťujú postupne sa zužujúcu a rozširujúcu sa prietokovú cestu 57 vo forme prstenca pre palivo (zemný plyn) a kyslík, alebo kyslíkom obohatený vzduch, ktoré sú privádzané kruhovými kanálmi 59 resp. 61. Zužujúca /rozširujúca prietoková cesta 57 slúži na urýchlenie toku paliva a oxidačného činidla vypusteného z hlavného vývodu na vzdialenom konci 63 horáka 51 na ďalšie následné spaľovanie. Plášte 53 a 55 (ktoré sú chladené vodou) sú zakrivené v miestach 65a/65b a 65c/65d tak, aby vytvorili postupne zužujúcu sa a rozširujúcu sa prietokovú cestu 57, zľava doprava podľa obr. 2, ktorý spoločne so zakriveniami tvorí urýchľovacie prostriedky.
Vnútorný plášť 55 tiež vymedzuje zužujúcu sa prietokovú cestu 67 na prísun časticového materiálu, ako je uhlie, unášané vzduchom, pričom tento prúd časticového materiálu je vťahovaný poklesom tlaku vytvoreným v medzikružnom prietoku urýchľovaného paliva a oxidačnej zmesi, vychádzajúcej z prietokovej cesty 57, na ich dokonalé premiešanie, keď sa zlúčený prúd pohybuje preč od vzdialeného konca 63 horáka 51. Medzikružie urýchľujúceho toku paliva a zmesi, vytvorené horákom podľa obr. 2 vytvára podstatný efekt vťahovania časticového materiálu privádzaného pozdĺž, prietokovej cesty 67, čo podporuje dôkladné premiešavame a vyvrhovanie časticového materiálu. To je obzvlášť výhodné na zavádzanie časticového palivového materiálu do plameňa.
V horáku 51 podľa obr. 2, ak pracuje ako horák v kombinácii uhlie /vzduch a zemný plyn/kyslík za prívodu kyslíka vývodom 61 za tlaku asi 0,24 MPa a viac a za prívodu zemného plynu nad 4 MW a tlaku asi 0,17 MPa a viac, je možná maximálna prietoková rýchlosť časticového uhlia vyššia ako 50 kg za minútu.
Odborníkovi je jasné, že horák podľa obr. 2 je obzvlášť vhodný na zavedenie plameňa do elektrickej oblúkovej pe ce za rýchlosti zvuku či nadzvukovo, ale rovnako aj to, že prúd toku časticového materiálu prietokovou cestou 67 môže viesť k neprijateľnému oderu vnútorného plášťa 55 (najmä v miestach, označených 65c a 65d), najmä keď použitý časticový materiál má odemý charakter. Takže, hoci horák 51 podľa obr. 2 sa hodí na použitie práškového či časticového uhlia, môže utrpieť neprijateľné oderové poškodenie pri použití tvrdších odemých materiálov, ako je napríklad práškový koks alebo práškové spodium (čiastočne oxidované uhlie) alebo karbid železa; na použitie takýchto typov časticových materiálov je výhodnejší horák podľa obr. 1.
Horák 101 podľa obr. 3 sa veľmi podobá vyhotoveniu podľa obr. 2 s tým rozdielom, že stredná prietoková cesta 103 časticového materiálu nemá v sebe žiadne zakrivenia ani zábrany, čo je obzvlášť žiaduce, ak sa injektujú veľké objemy časticového materiálu alebo obzvlášť odemého materiálu, alebo ak sa injektujú kvapôčky kvapaliny alebo suspenzie časticového materiálu v kvapaline.
Primáme oxidačné činidlo, ako je kyslík a plynné palivo, ako je zemný plyn, sa usmerňujú pomocou prívodov 105 resp. 107 tak, aby sa vmiešali do zužujúcej/rozširujúcej sa prietokovej cesty 107, ktorá je vo forme prstenca so stredom v osi X. Unášaný časticový materiál v sekundárnom oxidačnom činidle, prechádzajúci prietokovou cestou 103, je unášaný v urýchľovanom toku, vychádzajúcom z prietokovej cesty 109, pričom časticový materiál je dokonale distribuovaný v celej spaľovacej oblasti.
Distribuovanie časticového materiálu do plameňa a v ňom je výhodné, pretože sa tým čiastočky časticového materiálu predhrievajú skôr ako sa dostanú do pece. Ak je časticovým materiálom uhlie, potom predhriatie môže viesť k čiastočnému alebo i celkovému splyneniu čiastočiek uhlia, pričom uvoľnené prchavé látky slúžia ako palivo na spaľovanie s tým, že zvyšok je tvorený hlavne uhlíkom.
Horák 101 z obr. 3 je vybavený prívodmi 111 a 113 vody a zodpovedajúcimi vývodmi vody 117, 115 vody na chladenie používaného horáka prúdom vody.
Na obr. 4a a 4b je horák z obr. 3 čiastočne rozobratý a na obr. 4c a 4d sú niektoré rozobraté časti zariadenia podľa obr. 4b. Ako to naznačené, značne axiálno - symetrická konštrukcia podľa obr. 3 umožňuje, dovoľuje rýchlu a ľahkú montáž a demontáž horáka 101, ako pri údržbe alebo oprave, alebo nejakej výmene, na prispôsobovanie rôznym typom paliva alebo jeho prietokových rýchlostí, prip. oxidačného činidla a/alebo časticového materiálu.
Hoci popis je zameraný hlavne na injektovanie časticového uhlia do elektrickej oblúkovej pece, možno použiť horáky podľa tohto vynálezu pri mnohých ďalších aplikáciách (injektovanie ncrcaktívneho pevného materiálu, ako je predhrievanie odpadového prachu na znovuzavádzanie do elektrickej oblúkovej pece), alebo s kvapalinami a suspenziami, v kvapôčkovej alebo jemnej rozptýlenej forme. Horáky podľa tohto vynálezu nie sú nijako obmedzené použitím v elektrickej oblúkovej peci, ale sa môžu využiť i pri spaľovaní, sušení a pri rôznych postupoch výroby železa a ocele, v kuplovniach a pri produkcii DRI a karbidu železa.
Použitím nadzvukových injekcií horúceho kyslíka (nadstechiomctrický plameň) je možné využiť horák na odstránenie uhlíka z kovov, a tiež na prípadné následné spaľovanie (oxidu uhoľnatého). Horák možno umiestniť do priestoru chladeného vodou. Tento priestor môže byť vybavený vstupom na kyslík na zavádzanie ďalšieho kyslíka na následné spaľovanie, zatiaľ čo horák injektuje horúci kyslík a uhlík na spenenie pevnej vrstvy.
Ako je odborníkovi známe, sú rôzne časti horákov, ukázané na obr. 1, 2 a 3, usporiadané a dimenzované tak, a by vyhovovali takým premenným veličinám, ako sú možné spätné tlaky, veľkosť čiastočiek a potrebná prietoková rýchlosť, prietokový rýchlosť/rýchlosť, ktorá sa má dosiahnuť a tepelný výstup, vyžadovaný od horáka. Je rovnako samozrejmé, že horák podľa tohto vynálezu nie je nijako obmedzovaný pomerom časticové palivo/ oxidačné činidlo. Pri niektorých aplikáciách je žiaduce zaistiť zmes kyslíkom obohateného paliva/kyslíka („superstechiometrický priebeh“), ako je to pri spaľovaní „ex post,, alebo pri penení trosky, zatiaľ čo pri iných aplikáciách je žiaduce pracovať so zmesou chudobnou na oxidačné činidlo („substechiometrická zmes“).

Claims (7)

1. Spôsob prevádzkovania horáka na injektovanie časticového materiálu do elektrickej oblúkovej pece, kde horák obsahuje časť telesa majúceho pozdĺžnu os X a na sebe umiestnený vývod, vývod paliva a oxidačného činidla proti prúdu do uvedeného hlavného vývodu, ktoré sú umiestnené v podstate sústredne okolo osi X, komoru v časti telesa na príjem a miešanie uvedeného paliva a oxidačného činidla, urýchľujúci prostriedok po prúde z uvedenej komory a priechodný prostriedok na vypúšťanie druhého oxidačného činidla, kde spôsob zahŕňa zavádzanie paliva a primárneho oxidačného činidla do miešacej komory, urýchlenie výslednej zmesi paliva a primárneho oxidačného činidla smerom kaz hlavného vývodu telesa horáka na spaľovanie a dodávanie druhého oxidačného činidla do uvedeného priechodného prostriedku, vyznačujúci sa tým, že časticový materiál sa ponechá strhávať do sekundárneho oxidačného činidla a časticový materiál strhávaný do priľahlého druhého oxidačného činidla sa odstraňuje na urýchlenie toku paliva a primárneho oxidačného činidla, pričom uvedený časticový materiál strhávaný oxidačným činidlom je vťahovaný do toku paliva a primárneho oxidačného činidla.
2. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že zahŕňa odstraňovanie časticového materiálu strhávaného oxidačným činidlom jedným alebo viacerými vývodmi, rozptýlenými okolo obvodu urýchľujúceho tok paliva a primárneho oxidačného činidla.
3. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že zahŕňa urýchľovanie zmesi paliva a primárneho oxidačného činidla v dutom, v podstate valcovom alebo kužeľovom priestore postrekom, kde sa časticový materiál strhávaný do oxidačného činidla odstraňuje, v podstate koaxiálne s priestorom postreku.
4. Spôsob podľa nároku 1,2 alebo 3, vyznačujúci sa tým, že sa primáme oxidačné činidlo odstraňuje z horáka za nadzvukovej rýchlosti.
5. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 4, vyznačujúci sa tým, že primárnym oxidačným činidlom je kyslík alebo kyslíkom obohatený vzduch.
6. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 5, vyznačujúci sa tým, že sekundárnym oxidačným činidlom je vzduch.
7. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 6, vyznačujúci sa tým, že časticový materiál sa tvorí z kvapôčiek kvapaliny alebo pevného materiálu strhávajúceho kvapalinu.
SK529-98A 1997-04-25 1998-04-24 Spôsob prevádzkovania horáka na injektovanie časticového materiálu do elektrickej oblúkovej pece SK284370B6 (sk)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GBGB9708543.5A GB9708543D0 (en) 1997-04-25 1997-04-25 Particulate injection burner

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SK52998A3 SK52998A3 (en) 1999-01-11
SK284370B6 true SK284370B6 (sk) 2005-02-04

Family

ID=10811445

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SK529-98A SK284370B6 (sk) 1997-04-25 1998-04-24 Spôsob prevádzkovania horáka na injektovanie časticového materiálu do elektrickej oblúkovej pece

Country Status (19)

Country Link
US (1) US6684796B1 (sk)
EP (1) EP0874194B1 (sk)
KR (1) KR100563353B1 (sk)
CN (1) CN1122780C (sk)
AT (1) ATE249009T1 (sk)
AU (1) AU729296B2 (sk)
CA (1) CA2234041C (sk)
CZ (1) CZ294341B6 (sk)
DE (1) DE69817662T2 (sk)
DK (1) DK0874194T3 (sk)
ES (1) ES2206836T3 (sk)
GB (1) GB9708543D0 (sk)
NZ (1) NZ330184A (sk)
PL (1) PL190014B1 (sk)
PT (1) PT874194E (sk)
RU (1) RU2218522C2 (sk)
SK (1) SK284370B6 (sk)
TW (1) TW356513B (sk)
ZA (1) ZA983389B (sk)

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9708543D0 (en) * 1997-04-25 1997-06-18 Boc Group Plc Particulate injection burner
IT1302798B1 (it) 1998-11-10 2000-09-29 Danieli & C Ohg Sp Dispositivo integrato per l'iniezione di ossigeno e gastecnologici e per l'insufflaggio di materiale solido in
US6261338B1 (en) 1999-10-12 2001-07-17 Praxair Technology, Inc. Gas and powder delivery system and method of use
AT408348B (de) * 1999-12-20 2001-10-25 Voest Alpine Ind Anlagen Verfahren und vorrichtung zum zuführen eines gases in ein metallurgisches gefäss
US6749661B2 (en) * 2000-02-10 2004-06-15 Process Technology International, Inc. Method for melting and decarburization of iron carbon melts
US6334976B1 (en) 2000-08-03 2002-01-01 Praxair Technology, Inc. Fluid cooled coherent jet lance
GB0209365D0 (en) 2002-04-24 2002-06-05 Boc Group Plc Injection of solids into liquids
GB0213376D0 (en) 2002-06-11 2002-07-24 Boc Group Plc Refining ferroalloys
FR2851032B1 (fr) * 2003-02-06 2005-11-11 Pillard Chauffage Perfectionnement au bruleur comportant un stabilisateur de flamme et au moins deux conduits d'air primaire, axial et en rotation, concentriques autour d'au moins une alimentation en combustible
CA2515923A1 (en) * 2005-08-05 2007-02-05 Mark A. Dupuis Nozzle
MD3955G2 (ro) * 2007-05-15 2010-04-30 Вильгельм КОСОВ Procedeu şi dispozitiv de intensificare a procesului de amestecare şi încălzire a substanţelor lichide şi/sau gazoase
CN101846315B (zh) * 2009-03-24 2012-07-04 烟台龙源电力技术股份有限公司 煤粉浓缩装置和包含该煤粉浓缩装置的内燃式煤粉燃烧器
US20100275824A1 (en) * 2009-04-29 2010-11-04 Larue Albert D Biomass center air jet burner
US20100307196A1 (en) * 2009-06-08 2010-12-09 Richardson Andrew P Burner injection system for glass melting
CN101851696B (zh) * 2010-06-10 2012-10-10 河北文丰钢铁有限公司 一种氧气顶吹炼钢转炉的原料预热射击加料***
CN102287825A (zh) * 2011-07-15 2011-12-21 马鞍山科达洁能股份有限公司 燃烧喷嘴及煤气化炉
WO2013097165A1 (en) * 2011-12-30 2013-07-04 American Air Liquide, Inc. Process for producing flat flame by oxy-solid fuel burner
US9346696B2 (en) * 2012-07-02 2016-05-24 Glass Strand Inc. Glass-melting furnace burner and method of its use
CN103868058A (zh) * 2012-12-14 2014-06-18 胡建廷 超音速燃烧技术
CN104302976B (zh) * 2013-05-09 2017-05-17 施政 粉状固体燃料小型燃烧的***及方法
CN109642724A (zh) * 2016-07-26 2019-04-16 杰富意钢铁株式会社 电炉用助燃燃烧器
CN110195672B (zh) * 2019-06-14 2020-06-30 清华大学 利用超音速气流增强雾化的喷油器
CN115059917B (zh) * 2022-06-24 2024-06-18 北京理工大学 一种带收缩段的高速多相射流燃烧器

Family Cites Families (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE271556C (sk) *
GB193859A (en) * 1922-02-23 1924-05-15 Charles Linke Improvements in and relating to burners for use with liquid and other fuels
GB218701A (en) * 1923-02-14 1924-07-14 Ludwig Grote Burner for pulverulent fuel
GB301851A (en) * 1927-09-02 1928-12-03 George Herbert Turrall Improvements in apparatus for the combustion of pulverulent liquid, or gaseous fuel in furnaces
FR1226568A (fr) * 1959-02-21 1960-07-13 Siderurgie Fse Inst Rech Brûleur à flamme stable et à forte concentration calorifique obtenue par onde de choc
US3112988A (en) * 1960-02-26 1963-12-03 Sheil Oil Company Mixing gases at supersonic velocity
US3203769A (en) * 1961-12-06 1965-08-31 Res Ass Of Polymer Raw Materia Furnace for cracking hydrocarbons having a flame-adjustable burner
DE1501981A1 (de) * 1965-12-24 1969-02-20 Babcock & Wilcox Dampfkessel W Kombinationsbrenner
DE1910450A1 (de) * 1969-03-01 1970-09-10 Hermann Baehr Schlammverbrennungsgeraet
US4195779A (en) * 1974-08-30 1980-04-01 Exxon Research & Engineering Co. Mixing apparatus with outlet nozzle and uses thereof
US4274587A (en) * 1979-01-22 1981-06-23 Electric Power Research Institute, Inc. Water cooled burner nozzle for solvent refined coal
JPS55165414A (en) * 1979-06-07 1980-12-23 Babcock Hitachi Kk Burner for coal mixed with oil
JPS60218519A (ja) * 1984-04-13 1985-11-01 Nippon Nenshiyou Syst Kk 混焼用バ−ナ装置
JPS61168710A (ja) * 1985-01-18 1986-07-30 Babcock Hitachi Kk 燃焼装置
US4946475A (en) * 1985-04-16 1990-08-07 The Dow Chemical Company Apparatus for use with pressurized reactors
US4928605A (en) * 1985-11-15 1990-05-29 Nippon Sanso Kabushiki Kaisha Oxygen heater, hot oxygen lance having an oxygen heater and pulverized solid fuel burner
SU1386799A1 (ru) * 1986-09-08 1988-04-07 Коммунарский горно-металлургический институт Инжекционна горелка
US4908314A (en) * 1987-07-02 1990-03-13 American National Red Cross Protein C activator
US4865542A (en) * 1988-02-17 1989-09-12 Shell Oil Company Partial combustion burner with spiral-flow cooled face
US4858538A (en) * 1988-06-16 1989-08-22 Shell Oil Company Partial combustion burner
DK169633B1 (da) * 1990-01-29 1994-12-27 Smidth & Co As F L Brænder til fast og flydende eller gasformigt brændsel
SU1751623A1 (ru) * 1990-04-25 1992-07-30 Харьковский авиационный институт им.Н.Е.Жуковского Теплогенератор
DK169446B1 (da) * 1991-04-19 1994-10-31 Smidth & Co As F L Brænder til roterovn samt fremgangsmåde til dannelse af en brænderflamme med brænderen
JP3133066B2 (ja) * 1991-04-25 2001-02-05 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト 石炭ガスおよび別の燃料を有害成分の発生を少なく燃焼するための特にガスタービン用のバーナ燃焼装置
US5129333A (en) * 1991-06-24 1992-07-14 Aga Ab Apparatus and method for recycling waste
US5257926A (en) * 1991-12-17 1993-11-02 Gideon Drimer Fast, safe, pyrogenic external torch assembly
JPH06272862A (ja) * 1993-03-18 1994-09-27 Hitachi Ltd 燃料空気混合方法およびその混合装置
GB9402553D0 (en) * 1994-02-10 1994-04-13 Rolls Royce Power Eng Burner for the combustion of fuel
JPH07260106A (ja) * 1994-03-18 1995-10-13 Hitachi Ltd 微粉炭燃焼バーナ及び微粉炭燃焼装置
US5599375A (en) * 1994-08-29 1997-02-04 American Combustion, Inc. Method for electric steelmaking
US5605103A (en) * 1995-09-11 1997-02-25 The Babcock & Wilcox Company Internal pitch impeller for a coal burner
GB9519303D0 (en) 1995-09-21 1995-11-22 Boc Group Plc A burner
DE19536837B4 (de) * 1995-10-02 2006-01-26 Alstom Vorrichtung und Verfahren zum Einspritzen von Brennstoffen in komprimierte gasförmige Medien
US5724901A (en) * 1995-11-02 1998-03-10 Gaz Metropolitan And Company Limited Oxygen-enriched gas burner for incinerating waste materials
US5765488A (en) * 1996-02-13 1998-06-16 Foster Wheeler Energy Corporation Cyclone furnace combustion system and method utilizing a coal burner
US5762486A (en) * 1996-02-21 1998-06-09 Praxair Technology, Inc. Toroidal vortex combustion for low heating value liquid
US5829369A (en) * 1996-11-12 1998-11-03 The Babcock & Wilcox Company Pulverized coal burner
US5697306A (en) * 1997-01-28 1997-12-16 The Babcock & Wilcox Company Low NOx short flame burner with control of primary air/fuel ratio for NOx reduction
DK173204B1 (da) * 1997-03-07 2000-03-13 F.L.Smidth & Co A/S r i en ovn Fremgangsmaede og braender til at indfoere braende
GB9708543D0 (en) * 1997-04-25 1997-06-18 Boc Group Plc Particulate injection burner
FR2788108B1 (fr) * 1998-12-30 2001-04-27 Air Liquide Injecteur pour bruleur et systeme d'injection correspondant
US6244854B1 (en) 1999-05-13 2001-06-12 The Boc Group, Inc. Burner and combustion method for the production of flame jet sheets in industrial furnaces

Also Published As

Publication number Publication date
EP0874194A2 (en) 1998-10-28
DE69817662D1 (de) 2003-10-09
ATE249009T1 (de) 2003-09-15
KR100563353B1 (ko) 2006-07-25
RU2218522C2 (ru) 2003-12-10
DE69817662T2 (de) 2004-07-01
EP0874194B1 (en) 2003-09-03
SK52998A3 (en) 1999-01-11
GB9708543D0 (en) 1997-06-18
AU729296B2 (en) 2001-02-01
ES2206836T3 (es) 2004-05-16
CA2234041C (en) 2008-06-17
CZ294341B6 (cs) 2004-12-15
KR19980081692A (ko) 1998-11-25
NZ330184A (en) 2000-01-28
CA2234041A1 (en) 1998-10-25
PL190014B1 (pl) 2005-10-31
PT874194E (pt) 2004-02-27
CZ9801091A3 (cs) 2004-09-15
US6684796B1 (en) 2004-02-03
ZA983389B (en) 1998-10-27
CN1122780C (zh) 2003-10-01
DK0874194T3 (da) 2003-12-22
CN1198518A (zh) 1998-11-11
AU6357098A (en) 1998-10-29
TW356513B (en) 1999-04-21
EP0874194A3 (en) 1999-09-29
PL325992A1 (en) 1998-10-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SK284370B6 (sk) Spôsob prevádzkovania horáka na injektovanie časticového materiálu do elektrickej oblúkovej pece
US5904895A (en) Apparatus for electric steelmaking
KR100486184B1 (ko) 초음속의 응집성 가스젯 제공 방법 및 장치
CA2198901C (en) Method and apparatus for electric steelmaking
US7384594B2 (en) Method for the pyrometallurgical treatment of metals, metal melts and/or slags and injection device
CN101096718A (zh) 氧气注入方法
KR102012534B1 (ko) 제어 가능한 고체 분사 방법
KR101511178B1 (ko) 금속, 용융 금속 및/또는 슬래그의 건식 야금 처리 방법
JPH1112613A (ja) 高炉の微粉炭吹き込み用ランス
JP2001132911A (ja) アーク炉用廃プラスチックの吹き込み方法及び廃プラスチック燃焼バーナ
EP3789355A1 (en) A method of operating a shaft furnace
WO1997002366A2 (en) Method and apparatus for after-burning atmospheric gases in a steel smelting arc furnace
TH23787B (th) หัวเผาการฉีดอนุภาคขนาดเล็ก
TH37750A (th) หัวเผาการฉีดอนุภาคขนาดเล็ก

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Patent lapsed due to non-payment of maintenance fees

Effective date: 20090424