КОНУСНО-РЕГУЛИРУЕМАЯ ГОРЕЛКА

Полезная модель «Конусно-регулируемая горелка» относится к устройствам для смешивания газообразных сред в частности для смешивания кислого газа и воздуха, а именно для термического реактора Клауса. Устройство может быть использовано в газоперерабатывающей, нефтеперерабатывающей и других областях промышленности.
Известен реактор термической ступени процесса Клауса, описанный в RU 2145257 С1, 10.02.2000, в котором процесс перемешивания осуществляется в цилиндрической камере и тангенциально установленной горелке.
Недостатками данной конструкции являются отсутствие устройства для предварительного смешения воздуха и кислого газа, слабая рециркуляция газов в объеме реактора и неравномерное течение продуктов горения по его оси. Это приводит к снижению эффективности процесса горения кислого газа, неэффективному использованию объема реакционного пространства реактора и низкой степени конверсии сероводорода.
Известна также термическая ступень процесса Клауса, описанная в RU 2171776. В данной конструкции предварительное смешение воздуха и газа достигается тем, что в амбразуре горелки перед трубами подачи кислого газа установлен рассекатель с диаметром основания, равным 0,65-0,8 диаметра цилиндрической части амбразуры горелки. Горелка выполнена в виде двух
концентрических труб для ввода кислого газа, расположенных по центру амбразуры горелки.
Недостатком данной конструкции является то, что смешение воздуха и кислого газа происходит за счет рассекателя и непостоянно при разных расходах реагентов.
Наиболее близким аналогом является горелка, описанная в RU 2171776. Недостатком горелки в близком аналоге является то, что обеспечение равномерного движения продуктов горения в реакционной камере достигается тем, что выходное отверстие амбразуры горелки выполнено равным 0,45-0,7 диаметра реакционной камеры и расположено относительно оси реактора с величиной эксцентриситета равной 0,05-0,2. То есть основным недостатком данного типа горелки является отсутствие регулировки смешиваемых потоков.
Целью конструкции предлагаемого устройства горелки является оптимальное соотношение скоростей потоков для горения, достигаемое за счет регулирования этих скоростей и угла атаки кислого газа и воздуха.
Задачей, решаемой полезной моделью является сокращение времени для получения оптимального соотношения скоростей потоков и угла атаки кислый газ - воздух, а также увеличение степени конверсии сероводорода и снижение процентного содержания вредных веществ в дымовых газах, получающихся в результате сгорания.
Решение задачи достигается тем, что процесс горения в предлагаемой конструкции является регулируемым как по кислому газу, так и по воздуху.
Конструкция регулируемой газовой горелки кислого газа, показанная на фиг.1 включает штурвал для регулировки скорости кислого газа 1, передвижной конус-рассекатель кислого газа 2, штурвал для регулировки скорости воздуха 3, передвижной отражатель воздуха 4, кирпичную кладку топочного пространства 5, поток воздуха 6, поток кислого газа 7.
В конструктивном исполнении регулируемая горелка представляет собой рассекатель кислого газа и отражатель воздуха, выполненных в виде конусов,
установленными в таком месте и с такими геометрическими характеристиками, которые обеспечивали бы наиболее эффективное использование объема реакционного пространства термического реактора и надежную работу горелки на всех режимах.
Эффективность и надежность горелки достигается обеспечением интенсивного перемешивания потоков кислого газа и воздуха за счет изменения направления и скорости истечения потоков из патрубков.
Осуществление процесса перемешивания происходит следующим образом. Кислый газ по своему патрубку поступает в направлении топочного пространства и отражаясь частично от конуса рассекателя завихряется и поступает для смешивания в топочное пространство с регулируемым углом и скоростью потока.
В этом же направлении поступает технологический воздух, который также частично отражается от конусного рассекателя, получает определенный угол и скорость движения для воздушного потока. Таким образом, в топочное пространство кислый газ и технологический воздух перед смешением поступают с оптимальными параметрами (скоростью и углом атаки), что обеспечивает смешение максимально приближенное к идеальному на различных режимах работы термического реактора.
В случае необходимости регулировки по кислому газу поворачивается штурвал регулировки кислого газа и тем самым изменяется величина зазорной щели для получения требуемого угла атаки и скорости потока кислого газа.
Аналогичная регулировка по углу атаки и скорости воздуха осуществляется штурвалом регулировки воздуха 3.
Конусно-регулируемая горелка обеспечивает эффективность и надежность работы горелки, необходимую степень конверсии сероводорода в серу, предотвращает проскакивание пламени в амбразуру, а также увеличивает жизненный цикл горелки и не допускает преждевременного износа коллектора топливного газа.