СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ НИЗКОКОНЦЕНТРИРОВАННЫХ СМЕСЕЙ ГОРЮЧАЯ СОСТАВЛЯЮЩАЯ - ВОЗДУХ СО СТАБИЛЬНЫМ ПОЛУЧЕНИЕМ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ И РЕВЕРСИВНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ ЭТОГО СПОСОБА

1. Способ утилизации низкоконцентрированных смесей горючий газ - воздух со стабильной рекуперацией тепловой энергии, включающий сжигание (с регенерацией тепла) смесей в реверсивном устройстве, содержащем по меньшей мере одну пару секций сжигания, каждая из которых содержит структурное заполнение из монолитных блоков с небольшими трубками, характеризующимися низким сопротивлением потоку, оборудованном внутренним нагревательным устройством, датчиками температуры и состава и элементами системы автоматического регулирования, питаемом низкоконцентрированной смесью, содержащей горючую составляющую, и соединенным трубопроводом с устройством рекуперации тепла, к которому подводят часть горячего газа, отобранного из реверсивного реактора и на выходе из этого устройства, после чего охлажденный газ выпускают в атмосферу, при этом количество энергии, отдаваемой в устройство рекуперации тепла, может быть стабилизировано путем подвода в реверсивное устройство дополнительного топлива, отличающийся тем, что стабильную рекуперацию тепла и симметричный профиль температуры в устройстве поддерживают, выбирая момент изменения направления потока непосредственно в зависимости от разницы температур пары секций сжигания, обеспечивая разное время полуцикла в каждом направлении потока и в каждом полуцикле, и выбирая скорость потока горячего газа, подаваемого по трубопроводу в устройство (22) рекуперации тепла.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что скорость потока высококонцентрированной топливной смеси регулируют вручную или автоматически посредством клапана (16), который стабилизирует рекуперируемое тепло в зависимости от величины сигнала, содержащего информацию о тепловом потоке, передаваемом в данный момент в устройство (22) рекуперации тепла.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что скорость потока топливной смеси в реверсивном устройстве и продолжительность полуцикла изменения направления выбирают таким образом, чтобы в конце заполнения впускной секции сжигания в каждом полуцикле в стабильном периоде работы устройства конверсия горючих составляющих была более 70%, и преимущественно более 95%, при этом в заполнении выпускной секции сжигания сжиганию подвергали не более 30% и преимущественно не менее 5% горючих компонентов, при этом чтобы концентрация монооксида углерода в выпуске (10) горячего газа была остаточной, преимущественно ниже 5 ppm.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что поток текучей среды между секциями (I, II) сжигания реверсивного устройства распределяют таким образом, что в пространстве между секциями (I, II) сжигания реверсивного устройства устройство (22) рекуперации тепла принимает через канал (10) не более 50% текучей среды, при этом оставшаяся часть течет в следующую секцию сжигания.
5. Способ по п. 3, отличающийся тем, что поток текучей среды между секциями (I, II) сжигания реверсивного устройства распределяют таким образом, что в пространстве между секциями (I, II) сжигания реверсивного устройства устройство (22) рекуперации тепла принимает через канал (10) не более 50% текучей среды, при этом оставшаяся часть течет в следующую секцию сжигания.
2
2
6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что топливная смесь движется через секции (I, II) сжигания, заполненные аккумулирующим тепло малопористым материалом (1,2) с удельной площадью поверхности менее 30 м/г, предпочтительно менее 1 м/г.
7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что продолжительность полуциклов выбирают таким образом, что колебания температуры в канале (10), подающем газ в устройство (22) рекуперации тепла, находятся в диапазоне от 750 до 1100°C.
I
II
8. Способ по п. 1, или 2, или 3, или 4, или 5, или 6, или 7, отличающийся тем, что секции (I, II) сжигания реверсивного устройства обеспечивают симметричными датчиками (T, T) температуры, при этом момент изменения направления потока выбирают таким образом, что переключение между направлением потока в реверсивном устройстве выполняют следующим образом:
II
I
zad, 1
-в постоянном полуцикле переключений, в равноудаленных временных моментах, если абсолютное значение разницы между температурой, измеряемой в секции (II) сжигания на выбранном расстоянии от выпускного отверстия секции, и температурой, измеряемой на таком же расстоянии от впускного отверстия до секции (I) сжигания |T - T| не превышает и не достигает заданного положительного значения ΔT, или,
II
I
zad, 1
- если секция (I) сжигания является впускной секцией, совершают изменение направления в момент, когда разница (T - T) температур между выбранной температурой секции (II) сжигания и выбранной температурой в секции (I) сжигания достигает заданного положительного значения ΔT, при этом
I
II
zad, 1
- если секция (II) сжигания является впускной секцией, совершают изменение направления потока в момент, когда разница (T - T) температур достигает заданного положительного значения ΔT.
9. Способ по п. 1, отличающийся тем, что
II
zad
-если секция (I) сжигания является впускной секцией, направление потока изменяют в момент, когда выбранная температура (T) секции (II) сжигания достигает заданного оператором процесса положительного значения (T), или
I
zad
-если секция (II) сжигания является впускной секцией, направление потока изменяют в момент, когда температура (T) секции (I) сгорания достигает заданного положительного значения (T).
II
I
zad
2
zad
2
zad,1
10. Способ по п. 1, или п. 9, отличающийся тем, что в случае возникновения любой асимметрии профилей температур заполнений (1,2) по какой-либо причине, показателем которой является превышение абсолютным значением разницы |T - T| температур заданного положительного значения ΔT,, где ΔT,>ΔT, продлевают продолжительность полуцикла, в котором текучая среда из секции сжигания с более высокими средними температурами поступает в секцию с более низкими средними температурами, при этом сокращают время полуцикла, в котором текучая среда, выходящая из секции сжигания с более низкими средними температурами, поступает в секцию сжигания с более высокими температурами.
II
I
zad
2
zad
2
zad,1
11. Способ по п. 8, отличающийся тем, что в случае возникновения любой асимметрии профилей температур заполнений (1,2) по какой-либо причине, показателем которой является превышение абсолютным значением разницы |T - T| температур заданного положительного значения ΔT,, где ΔT,>ΔT, продлевают продолжительность полуцикла, в котором текучая среда из секции сжигания с более высокими средними температурами поступает в секцию с более низкими средними температурами, при этом сокращают время полуцикла, в котором текучая среда, выходящая из секции сжигания с более низкими средними температурами, поступает в секцию сжигания с более высокими температурами.
I
II
c
c,max
12. Способ по п. 1 или п. 9, отличающийся тем, что изменение направления потока, сигнализируемое предупреждающим сигналом, происходит независимо от значений температуры (T и T) и их абсолютной разницы в случае, если продолжительность tполуцикла, выполняемого в данный момент, превышает допустимое значение t.
I
II
c
c,max
13. Способ по п. 8, отличающийся тем, что изменение направления потока, сигнализируемое предупреждающим сигналом, происходит независимо от значений температуры (T и T) и их абсолютной разницы в случае, если продолжительность tполуцикла, выполняемого в данный момент, превышает допустимое значение t.
I
II
c
c,max
14. Способ по п. 10, отличающийся тем, что изменение направления потока, сигнализируемое предупреждающим сигналом, происходит независимо от значений температуры (T и T) и их абсолютной разницы в случае, если продолжительность tполуцикла, выполняемого в данный момент, превышает допустимое значение t.
I
II
c
c,max
15. Способ по п. 11, отличающийся тем, что изменение направления потока, сигнализируемое предупреждающим сигналом, происходит независимо от значений температуры (T и T) и их абсолютной разницы в случае, если продолжительность tполуцикла, выполняемого в данный момент, превышает допустимое значение t.
16. Способ по п. 1, или п. 9, отличающийся тем, что продолжительность последующих полуциклов в реверсивном устройстве регулируют дистанционно в ручном режиме в зависимости от решений оператора процесса или автоматически.
17. Способ по п. 8, отличающийся тем, что продолжительность последующих полуциклов в реверсивном устройстве регулируют дистанционно в ручном режиме в зависимости от решений оператора процесса или автоматически.
18. Способ по п. 10, отличающийся тем, что продолжительность последующих полуциклов в реверсивном устройстве регулируют дистанционно в ручном режиме в зависимости от решений оператора процесса или автоматически.
19. Способ по п. 11, отличающийся тем, что продолжительность последующих полуциклов в реверсивном устройстве регулируют дистанционно в ручном режиме в зависимости от решений оператора процесса или автоматически.
20. Способ по п. 13, отличающийся тем, что продолжительность последующих полуциклов в реверсивном устройстве регулируют дистанционно в ручном режиме в зависимости от решений оператора процесса или автоматически.
21. Способ по п. 14, отличающийся тем, что продолжительность последующих полуциклов в реверсивном устройстве регулируют дистанционно в ручном режиме в зависимости от решений оператора процесса или автоматически.
22. Способ по п. 15, отличающийся тем, что продолжительность последующих полуциклов в реверсивном устройстве регулируют дистанционно в ручном режиме в зависимости от решений оператора процесса или автоматически.
I
II
23. Реверсивное устройство утилизации низкоконцентрированных смесей горючий газ - воздух со стабильной рекуперацией тепловой энергии, содержащее жаропрочный корпус с внешней теплоизоляцией, вмещающий по меньшей мере одну пару секций сжигания, соединенную с устройством рекуперации тепла через трубопровод, при этом каждая из секций обеспечена структурным заполнением, предпочтительно из монолитных блоков с небольшими трубками, характеризующимися низким сопротивлением потоку, которое может быть размещено на керамической подложке, при этом устройство оснащено по меньшей мере одним внутренним нагревательным устройством, датчиками температуры и состава газа и элементами системы автоматического регулирования, реверсивным клапаном, системой подачи низкоконцентрированной смеси, содержащей горючую составляющую, подаваемую с низкоконцентрированной смесью воздуха с горючей составляющей, отличающееся тем, что секции (I, II) сжигания обеспечены симметрично расположенными датчиками (T, T) температуры.
2
2
24. Устройство по п. 23, отличающееся тем, что секции (I, II) сжигания заполнены аккумулирующим тепло малопористым материалом (1,2) с удельной площадью поверхности менее 30 м/г, предпочтительно менее 1 м/г.
25. Устройство по п. 23, отличающееся тем, что устройство обеспечено дросселем (25), который, преимущественно, расположен на выходе газов из устройства (22) рекуперации тепла.
26. Устройство по п. 23, отличающееся тем, что устройство обеспечено анализатором и/или датчиком концентрации для горючего вещества (20) и элементом, сигнализирующим предупреждающим сигналом, когда превышен безопасный порог относительно взрывчатых характеристик смеси, и прекращающим подачу топлива (16) в смеситель (18).