Глава 08.2 Схема газогорелочных устройств для получения реакционного газа

При подводе в слой газовоздушной смеси необходимы устройства для перемешивания газа с воздухом. Газовоздушная смесь может быть получена механическим перемешиванием в смесительных машинах или при помощи кинетической энергии струи сжатого газа, направленной в поток воздуха. При этом давление смеси должно быть достаточным для преодоления сопротивления системы. В установках небольшой производительности применение смесительных устройств не вызывает трудностей. При больших расходах газа увеличиваются габариты реактора (печи) и усложняется её конструкция.

На рис. 2.8 приведён эскиз горелки этой печи. Горелка представляет собой полую цилиндрическую трубу, внутри которой расположено сопло. Газовоздушная смесь образуется при прохождении через трубу воздуха, в который вдувается газ из сопла в виде струй, направленных перпендикулярно потоку. Вверху смесительная труба горелки присоединена к колпачку подины. Одна горелка оборудована подиной из девяти колпачков. Колпачок выполнен в виде набора концентрических колец высотой 50 мм, щель между ними - 0,8 мм. Каждая подина охлаждается водой. Такая горелка обеспечивает устойчивый процесс беспламенного горения газа без проскоков пламени через щели колпачка в смесительную камеру.

Однако предотвращение проскоков пламени путём соответствующего подбора выходных отверстий (сечений) подин решётки не исключает взрывоопасности горючей смеси при гидродинамических нарушениях псевдоожижения: пульсации слоя, резком изменении режима, когда возможно проникновение (провал) мелких раскалённых частиц в газовоздушное пространство, вызывающее хлопки. Кроме того, при неравномерном распределении давления по всему выходному сечению горелки - подины, служащей одновременно газораспределительным устройством, скорость газовоздушной смеси может снизиться в ней до величины, меньше критической, что также способствует возникновению взрыва или хлопка (в зависимости от объёма смесительной камеры). При магнетизирующем обжиге в псевдоожиженном слое окисленных кварцитов было установлено, что при подводе в слой подогретой газовоздушной смеси горение происходит на выходе из отверстий (щелей) колпачков решётки, что вызывает перегрев её поверхности и расплавление материала.

Таким образом, способ подвода тепла в псевдоожиженный слой путём сжигания в нём заранее подготовленной газовоздушной смеси в практических условиях применим лишь при подаче горючей смеси в камеры малого объёма, предотвращающего проскоки пламени в смесительные устройства. Кроме того, необходим устойчивый режим псевдоожижения.