Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы, обоснование цели и задач исследований 7
1.1. Технология химической регенерации тепла 7
1.1.1. Производство и применение синтетического топлива 17
1.1.2. Конверсия природного газа 21
1.2. Особенности высокотемпературного обжига клинкера 27
1.2.1. Физико-химические процессы в высокотемпературных зонах цементных печей 31
1.3. Влияние восстановительного обжига на свойства цементного клинкера 38
1.3.1. Окраска клинкера 42
1.3.2. Воздействие среды на строение и фазовый состав портландцементного клинкера 44
1.3.3. Влияние длительности обжига клинкера на его структуру 47
1.3.4. Влияние условий охлаждения клинкера на содержание фаз элита и алюмината 49
1.3.5. Физико-механические свойства цементов 51
1.4. Использование технологических приемов при производстве белого цемента 58
1.5. Выводы 67
1.6. Цель и задачи исследований 68
2. Исходные материалы и методы исследований 69
2.1. Методы исследований 69
2.2. Разработка модельной установки для исследования процесса конверсии топлива при охлаждении клинкера 73
2.3. Вывод 74
3. Математическое моделирование метода химической регенерации тепла применительно к процессам охлаждения в клинкерном холодильнике 75
3.1. Описание предлагаемого метода применительно к технологии обжига цементного клинкера 75
3.1.1. Направления развития применения метода ХРТ в технологии производства портландцементного клинкера 78
3.2. Разработка программы для расчета тепло-массовых потоков при обжиге клинкера 81
3.3. Расчёт эксергии конвертированного топлива 83
3.4. Расчет энергоэффективности применения метода ХРТ при обжиге клинкера 85
3.5. Выводы 92
4. Исследование воздействия восстановительной среды на клинкер в процессе его охлаждения 94
4.1. Петрографический анализ экспериментальных клинкеров 94
4.2. Изучение фазового состава клинкеров методом рентгеновской дифракции 97
4.3. Изучение размолоспособности клинкеров 105
4.4. Исследование физико-механических свойств цементов в малых образцах 108
4.5. Исследование процессов гидратации опытных цементов 110
4.6. Выводы 115
5. Практическая реализация работы 116
5.1. Схема реализации технологии ХРТ 116
5.2. Пример технической реализации технологии ХРТ 117
5.2.1. Сравнение вариантов реконструкции холодильников по традиционной технологии и технологии ХРТ 117
5.2.2. Изменения горячего конца печи и шахты холодильника 120
5.2.3. Реактор-холодильник (РХ) 122
5.2.4. Форсунка 124
5.2.5. Особенности работы печной установки с применением метода ХРТ 1 5.3. Возможности метода ХРТ для выпуска специальных декоративных видов цемента 130
5.4. Выводы 131
6. Основные выводы и результаты работы 132
Список использованных источников 134
- Физико-химические процессы в высокотемпературных зонах цементных печей
- Разработка модельной установки для исследования процесса конверсии топлива при охлаждении клинкера
- Разработка программы для расчета тепло-массовых потоков при обжиге клинкера
- Исследование процессов гидратации опытных цементов
Физико-химические процессы в высокотемпературных зонах цементных печей
Ников все еще оправды-расхода вторичного воздуха [6] вают себя. Колосниковые холодильники переталкивающего типа более старой конструкции на печах сухого способа, как правило, работают с КПД в диапазоне от 55 до 65%, а новые холодильники - в пределах от 70 до 80% [б]. Рис. 1.4 показывает принципиальную зависимость между КПД холодильника и удельным расходом вторичного воздуха. Видно, что на современных печах, работающих по сухому способу производства, уменьшается расход вторичного воздуха, вследствие чего возможное повышение КПД современных холодильников неизбежно приближается к предельному значению [7].
Одним из перспективных способов, существенно расширяющим технологические возможности производства цементного клинкера является применение метода химической регенерации теплоты (ХРТ) и использование полученного при этом синтез газа в качестве основного технологического топлива. Применение технологии ХРТ дает следующие возможности: 1) Получение больших объемов синтез-газа (смеси СО и Н2); 2) Увеличение жаропроизводительности (максимальной температуры горения топлива при стехиометрическом соотношении с воздухом) синтез-газа, так жаропроизводительность - Тждля СН, - 2040 С; СО - 2370 С (2500); Н2-2230 С; 3) Резкое охлаждение клинкера; 4) Получение клинкера повышенной белизны. Сущность химической регенерации теплоты отходящих газов заключается в использовании их теплосодержания для предварительной эндотермической переработки исходного топлива, которое при этом получает повышенное количество химически аккумулированной теплоты, а также физически подогревается.
Прием ХРТ еще не нашел применения в промышленности строительных материалов, но перспективы его реализации очень большие [8].
Анализ работы различных типов энергетических агрегатов показывает, что эффективность использования органического топлива в них все еще остается низкой, не более 40%. Объясняется это тем, что в существующих тепловых устройствах преобразование энергии топлива сопровождается большими потерями тепла в окружающую среду через стенки аппаратов, с отходящими газами, а также значительными необратимыми потерями в процессе сжигания самого топлива. В значительной мере указанных потерь можно избежать, утилизируя ранее безвозвратно теряемое тепло в специальных реакторах - теплообменниках, преобразуя при этом исходное органическое топливо в новое топливо, так называемый синтез-газ (смесь Н2 и СО). Сравнительный термодинамический анализ процессов сжигания первичного и конвертированного топлива показывает, что величина необратимых потерь в последнем случае также меньше [9]. Таким образом, химическая утилизация тепла и сжигание преобразованного топлива приводят к повышению КПД энергетических устройств и экономии топлива. Более того, при сжигании синтез-газа уменьшается количество вредных выбросов в атмосферу. Поэтому рассматриваемый процесс химической регенерации тепла является примером новой энергосберегающей, экологически чистой технологии.
Если в традиционных установках энергия топлива превращается в теплоту в одну стадию путем его непосредственного сжигания, то в установках с ХРТ процесс превращения энергии топлива разбивается на две стадии. Первая стадия - съём тепла с нагреваемой поверхности и проведение эндотермической реакции конверсии исходного топлива. Вторая стадия - сжигание продуктов реакции, т.е. конвертированного топлива, имеющего большую теплотворную способность по сравнению с исходными реагентами.
Необходимо подчеркнуть, что первая стадия представляет самостоятельный интерес как метод охлаждения (теплозащиты) теплонапряженных элементов конструкций. Тепловая защита обеспечивается не только за счет отвода тепла конвекцией и излучением, но и посредством поглощения его при фазовых и химических превращениях, причем последние не носят деструктивный характер, как в случае абляционных разрушающихся теплозащитных материалов, а служат способом получения нового топлива.
Химическая эндотермическая переработка возможна для любого вида топлива, но наиболее эффективна и проста в реализации она применительно к природному газу, представляющему собой почти чистый (до 90 - 95%) метан. В этом случае в рабочую камеру регенерируются: теплота горячего воздуха Qrn.; прирост химически аккумулированной теплоты природного газа при его эндотермической переработке AQxr.; физическая теплота газа, нагретого в процессе эндотермической переработки Q,[,.B.
Таким образом, химическая регенерация теплоты представляет собой расширенный вариант регенеративного использования отходящих газов, задачей которого является еще большее повышение температурного уровня рабочей камеры, а следовательно, ее удельной производительности в сочетании с экономией топлива.
В некоторых химических производствах широко применяются два варианта эндотермической переработки природного газа (метана): термическое разложение (крекинг) для получения водорода и сажи и конверсия водяным паром для получения восстановительных газов. В последние годы высказан ряд предложений по использованию этих вариантов в промышленной огнетехнике - в качестве химической регенерации теплоты отходящих газов, направленной на повышение температуры в рабочей камере и экономию топлива.
Разработка модельной установки для исследования процесса конверсии топлива при охлаждении клинкера
Рентгенофазовый анализ (РФА) использовали для качественной оценки фазового состава сырьевых материалов, продуктов обжига и гидратных составляющих. Анализ проводился методом порошков. Съемку рентгенограмм проводили на рентгеновском дифрактометре общего назначения (ДРОН-3) с медным антикатодом и никелевым фильтром и сцинтилляционным счётчиком БДЦ-6-05 при следующих режимах работы аппарата: трубка рентгеновская -БСВ-27(Си); фильтр - Ni; высокое напряжение на трубке - 30 кВ; анодный ток - 30 мА; шкала скорости счёта - 4000 имп/с; постоянная времени - 0,5 с; скорость поворота счётчика 2 град/мин; скорость протяжки диаграммной ленты -600 мм/ч; интервал штрихов отметчика - 1 град. Расшифровка рентгенограмм осуществлялась с использованием картотеки [164, 172-175].
Измерение отражающей способности цементного порошка производилось прибором люксметр, марки Ю116, светоприемником служил селеновый фотоэлемент Ф55С.
Испытание цемента. При изготовлении цементов в лабораторных условиях клинкер размалывался с 3,5% двуводного гипса в лабораторной мельнице до удельной поверхности 300 ± 10м2/кг, которая определялась на приборе ПСХ-2 (ГОСТ 310.2-76). Для исследования прочности лабораторных цементов изго товлялись малые образцы 1,41x1,41x1,41 мм, В/Ц= 0,28, которые 1 сутки твердели в ванной с гидравлическим затвором над водой, а затем - в воде с температурой 20 ± 2С. Испытания на прочность проводились в возрасте 3, 7 и 28 суток на прессе П-50. Для сравнения параллельно изготавливались такие же образцы из промышленно выпускаемого цемента с известной прочностью. Прочность цемента, определенная в тесте и малых образцах, затем соотносилась с прочностью по ГОСТ 310.4-81.
Гранулометрический анализ проводился с целью получения информации о распределении по размерам частиц в цементных порошках. Применялся метод лазерной дифракции, реализованный в лазерном анализаторе размера частиц серии «Микросайзер». Принцип измерения заключается в следующем. Лазерный пучок освещает кювету, через которую прокачивается суспензия частиц. Рассеянное частицами излучение регистрируется под разными углами с помощью многоэлементного детектора - фотодиодной матрицы. По измеренной таким образом зависимости интенсивности рассеянного света от угла рассеяния осуществляется расчёт распределения по размерам частиц. Суспензия частиц создаётся введением исследуемого объекта (в виде порошка, суспензии или эмульсии) в заполненную жидкостью камеру центробежного насоса, где в условиях воздействия ультразвука осуществляется тщательное перемешивание. Пропущенная через кювету суспензия вновь поступает в камеру насоса. За время измерения все частицы многократно проходят через световой пучок [176].
Помол клинкера осуществлялся параллельно в двух лабораторных мельницах с загрузкой мелющих тел 1300 и 1050 гр. Каждые 5 минут помола производился замер удельной поверхности цементного порошка на приборе ПМЦ 500. Мнкротвёрдость минералов. Определение твёрдости кликерных минералов проводилось на микротвердомере ПТМ-3. Используемая нагрузка Р = 50 г. Расчёт производился по формуле: 1854-P H — у—, С2 где Н - число твёрдости, кг/мм2; Р - нагрузка, г; С - диагональ отпечатка, мкм. Определение содержания закиси железа в цементах.
В коническую колбу на 250 мл приливают 100 мл раствора серной кислоты. Колбу закрывают пробкой с двумя отверстиями, в которые вставлены стеклянные трубки, согнутые под прямым углом. Одна из пробок (по ходу газа) доходит до дна колбы, вторая - кончается под пробкой. Длинную трубку присоединяют к аппарату КИГТа с углекислым газом. Открыв кран у аппарата, пропускают ток углекислого газа через колбу в течении 3 мин. В это время отвешивают на сухом часовом стекле 1-1,5 г. Свежеизмельченного клинкера или цемента. Приоткрыв пробку, быстро высыпают навеску в колбу, не прекращая тока газа, взвешивают стекло и по разности масс определяют навеску. Содержимое колбы кипятят в течении 15 мин. Пропуская все время ток углекислого газа. Затем снимают колбу с плитки, и не прекращая тока углекислоты, охлаждают содержимое колбы, после чего отсоединяют колбу от прибора КИПа, прибавляют 100 мл прокипяченной холодной воды (Н20) и титруют 0,1 н. раствором марганцево-кислого калия до розовой окраски, не исчезающей в течении 20-30 сек.
Содержимое закиси железа (FeO) в процентах вычисляют по формуле: где V - объем 0,1 н. раствора марганцево-кислого калия, пошедшего на титрование, мл; G - навеска материала (цемента), г; 0,007184 - количество закиси железа, соответствующее 1 мл точно 0,1 н. раствора марганцево-кислого калия, г. 2.2. Разработка модельной установки для исследования процесса конверсии топлива при охлаждении клинкера.
Ввиду невозможности создания в лабораторных условиях полномасштабной модели обжига клинкера с применением технологии ХРТ, для моделирования процесса получения синтез-газа в реактор-холодильнике и изучения воздействия газовой среды на клинкер во время его охлаждения была разработана и собрана экспериментальная установка, схема которой представлена на рис. 2.1. I Установка представляет собой кварцевую трубку (2), установленную в вертикальную печь (1). Внутри трубки находится исследуемый клинкер. К нижней части подведены шланги, по которым навстречу I друг другу подаются водяной пар и газ. Каналы изолировались термостойкой ватой и дополнительно обмазывались глиной, что создавало хорошее метан уплотнение, и практически исключало ПОДСОС ВОЗ Рис. 2.1. Схема экспери ментальной установки: 1 - Духа в установку. Вертикальная печь для _ нагрева; 2 - Кварцевая Получение синтез-газа осуществлялось путем трубка с клинкером; 3 - U- продувки газа и водяного пара через слой клинкера образный манометр для регулировки газовых пото- нагретого до 1000С, соотношение газов контроли ков ровалось U-образным манометром. Температура клинкера измерялась термопарой Pt-PtRh, подключенной к милливольтметру с классом точности 0,5. Резкое охлаждение осуществлялось в результате химической конверсии топлива до температуры 850С (температура реакции без катализатора). Дальнейшее охлаждение клинкера производилось в печи до температуры окружающей среды. Ввиду затруднённой подачи воздуха в слой клинкера после завершения процесса конверсии топлива, охлаждение осуществлялось медленно. Для сравнительных анализов отдельная партия клинкера нагревалась в муфельной печи и также медленно охлаждалась на воздухе, т.е. производился так называемый отжиг клинкера. Использовался клинкер средним диаметром 5-7 мм. Выбор данного типоразмера зерна клинкера обусловлен различными коэффициентами термического расширения клинкера и кварцевой трубки, в которой он находится.
Разработка программы для расчета тепло-массовых потоков при обжиге клинкера
Сравнение дифрактограмм опытных образцов показало падение интенсивности пика 3.04А, что соответствует разложению трехкальциевого силиката на белит и CaOCD. Причем наибольшее снижение интенсивности (на 15%) зафиксировано у образца дополнительно-обожженного клинкера. Алит в клинкерах подвергшихся охлаждению в реакторе получения синтез-газа, разлагался в меньшей степени. Интенсивность пика 3.04А снизилась на 8-10%. В свою очередь дуплет пиков в области 32-33 29 изменил свою конфигурацию (рис. 4.9). Интенсивность пика 2.78А значительно увеличилась и стала выше интенсивности пика 2.75А в образцах исследуемых клинкеров (отожжённый и бурый). Также возросла величина характеристического пика белита 2.88А на 5%, что подтверждает увеличение содержания фазы двухкальциевого силиката. Согласно [181] белит представлен модификацией P-C2S.
Таким образом, количество алита несколько уменьшается в клинкерах прошедших термическую обработку, и оно тем ниже, чем хуже были условия охлаждения исследуемых образцов.
Алюминатная фаза, характеризуемая пиком 2.70А, показывает падение интенсивности данного отражения для опытного клинкера - 6% и для дополнительно-обожжённого - на 23,5%. Это также указывает на разрушение СзА с высвобождением СаОсв.
На рентгенограммах дополнительно-обожженного и опытного образца (рис. 4.6-4.7) отчетливо фиксируются пики 1.69 и 2.41 А, что указывает на наличие свободной извести в клинкерах. СаОсв количественно определялся эти-лово-глицератным методом. В результате установлено, что содержание свободного СаО в дополнительно-обожжённом клинкере составляет 1,8%, в опытном клинкере- 1,9%. В обычном клинкере присутствуют только следы СаО.
Более детальное рассмотрение отражений рентгенограмм в области 31-35 28 (рис. 4.9) позволяет идентифицировать состав алюмоферритной фазы.
Для выявления зависимости di4i ферритов от их состава было точно определены межплоскостные расстояния d]4i для различных ферритных фаз и по ним построен график (рис 4.10) [125].
Как видно на графике, di4i меняется от 2.633A у CeA2F до 2.683А у C2F. Определив состав феррита по значению d i, можно внести поправку в определение его содержания по интенсивности рефлекса 2.63А на изменение интенсивности в зависимости от состава [125].
Но в клинкерах подвергшихся термической обра-Рнс. 4.10. Графическое изображение зависимости меж- ботке также наблюдается пик 2.61k, что, согласно плоскостных расстояний ферритных фаз клинкера от графику (рис. 4.10), свидетельствует о наличии их состава. , _ . _, _ _. фазы состава СбАР2. При этом на образце дополнительно-обожженного клинкера пик сдвинут в область 33,5 и dui = 2.66 что свидетельствует меньшему содержанию железа в данной фазе — приближению ее больше к составу C4AF, чем C6AF2, т.е. наблюдается некоторое промежуточное состояние алюмоферритной фазы данного клинкера.
Напротив, AF фаза образцов нагретых до 1000С и охлажденных в среде восстановительных газов, больше соответствует составу C6AF2- Полуширина пика 2.67А опытного клинкера говорит о более совершенной кристаллизации твердого алюмоферритного раствора данного образца.
Таким образом, наблюдается формирование алюмоферритной фазы с повышенным соотношением железа в ее составе.
Для изучения процессов происходящих в промежуточном веществе клинкера при его охлаждении в восстановительной среде, были приготовлены смеси на основе чистых минералов. Массовое соотношение CjAF : С3А = 2:1. Сформованные таблетки подвергли нагреву и охлаждению в экспериментальной установке и муфельной печи. Результаты рентгенофазового анализа полученных образцов представлены на рис. 4.11 и 4.12.
На дифрактограммах отчетливо фиксируется возрастание интенсивности пиков железосодержащей фазы (7.34А, 3.67А, 2.79А, 2.65А, 2.05А, 1.93А), а также изменение формы дуплета в области 33-34 29. Пики 1.70 и 2.41 А указывают на наличие СаОсв, что свидетельствует о распаде кальциевых фаз. Согласно анализам, содержание СаОсв смесей нагретых в муфельной печи и установке соответственно составляло 1,6 и 1,4%.
Отдельно проводился обжиг таблеток чистого СзА. Содержание свободной извести в этом случае составило 9,5 и 4,0% соответственно для экспериментальной установки и муфельной печи. Т.е. нагрев алюминатной составляющей и атмосфера синтез-газа способствуют разложению СзА с образованием устойчивой низкотемпературной фазы С5А3 по следующей схеме: ЗС3А -» С5А3 + 4СаО Отражения характеристических пиков С5А3 на рентгенограмме находятся в области пиков C4AF и накладываясь усиливают интенсивность пиков железосодержащей фазы.
В результате действия газовой среды на клинкер, часть оксида железа Fe203 восстанавливается до FeO с образованием двухвалентных ионов (Fe +), что также подтверждается анализом определения содержания закисного железа химико-аналитическим способом. Содержание FeO составляет 0,11% для обычного клинкера, 0,14% после дополнительного обжига и гораздо выше 1,05% в опытном образце. Точное количество закисного железа в буром клинкере определить не удалось по причине ограниченной ёмкости шкалы прибора, но динамика набора показателя позволяет предполагать, что количество FeO может составлять 1,5-2% и более.
Закись железа, проявляя основные свойства, образует с А1203 непрерывный ряд твердых растворов железо-алюминиевой шпинели - герцинита (FeOAl203). Отражения 2.45А, 2.85А, 4.70А рис. 4.12 могут являться его характеристическими линиями.
Исследование процессов гидратации опытных цементов
В цементной промышленности для сжигания газового топлива применяют диффузионные горелки. Основной трудностью сжигания газового топлива является достижение оптимального уровня перемешивания в зоне горения. Слишком интенсивное перемешивание сужает пределы устойчивого горения, а слишком слабое может вызвать вибрационное горение с колебаниями давления [15, 189].
Реализовать метод ХРТ с использованием существующих диффузионных горелок невозможно. Т.к. эти горелки не могут работать на подогретом газе и на газе низкого давления, а также производят большой шум за счет высокой скорости истечения газов из сопла (до 400 м/с), вызванной необходимостью интенсивного подсоса горячего (вторичного) воздуха из клинкерного холодильника для достаточно полного перемешивания его с газом. Длина факела и скорость истечения газа из сопла этих горелок регулируются, в основном, путем перемещения дросселя в сопле. Подача первичного воздуха, в некоторых видах диффузионных горелок, влияет на точку воспламенения факела, и в последнее время широко применяется для регулирования формы факела. Если для других видов топлива это оправданно, то для газового топлива это не может быть при 124 знано хорошим решением т.к. от 5 до 10% первичного воздуха требует дополнительного расхода топлива на его подогрев.
Для реализации метода ХРТ предлагается использовать горелку на основе горелки с активной воздушной струей. Инжекционные горелки с активной воздушной струей обладают рядом неоспоримых достоинств [190]. Это - возможность работы на подогретом воздухе и газе при значительных и переменных сопротивлениях воздушного тракта. Это - возможность работы при наличии противодавления в зоне горения; весьма строгое поддержание постоянства коэффициента избытка воздуха (при обязательном сочетании с регулятором соотношения) при переменных давлениях в топке и в широких диапазонах нагрузки. Это малый шум при работе и многие другие. Несмотря на свои преимущества, они получили очень ограниченное применение в промышленности. Основной причиной этого является недостаточное знакомство с ними инженерно-технических работников, связанных с проектированием и эксплуатацией газовых установок, вследствие недостаточности опубликованных материалов о работе таких горелок и методах их расчета, также неудачны были и схемы регулирования соотношения газа и воздуха, которые требовали высокого давления воздуха 500-700 кгс/м2. С 70-х годов прошлого века эти проблемы были решены и характеристики горелок значительно улучшились.
На рис. 5.6 показан один из предлагаемых вариантов горелки с активной воздушной струей для реализации метода ХРТ при производстве цементного клинкера. Горелка состоит из цилиндрического корпуса 1, завихрнтеля 3, патрубка подвода воздуха 4, конфузорного сопла 2; патрубка подвода синтез-газа 7, форсунки подачи топлива 5 с патрубком подачи топлива 6, соплом 8 и регулятором перемещения форсунки 10. Конфузорное сопло 2 выполнено в виде кольцевого трубчатого коллектора с размешенными по периферии в цилиндрической части сопла перпендикулярно его оси многорядными отверстиями 9 для прохода синтез-газа. Устройство безопасности 11 предназначено для исключения проскока пламени в воздушную часть форсунки при аварийной ситуации и представляет собой набор огнепреградительных сеток. Расходомеры, приборы для автоматического поддержания заданного соотношения газ-воздух, регулятор давления газа и стабилизатор сопротивления, корректирующие работу горелки на данном рисунке не показаны.
Воздух для горения топлива подается вентилятором от клинкерного холодильника через патрубок 4 в корпус 1 с необходимым давлением (200-300 кг/м2) и проходя через сопло форсунки 2, отверстия 9, эжектирует необходимое количество синтез-газа от реактора-холодильника. В результате этого происходит интенсивное перемешивание воздуха с топливом.
Характеристики факела могут изменяться в широких пределах за счет регулирования степени смешения топливо-воздушной смеси и ее скорости истечения. В кольцевом проходе для воздуха расположены поворотные лопатки за-вихрителя 3, с помощью которых изменяется степень закрутки воздушного потока.
Форсунка имеет широкие пределы регулирования факела. Самый длинный факел горелка создает при выведенном сопле 8 (форсунки 5) и при отсутствии закручивания лопаток (ф=0) завихрителя 3. Теплонапряжение и абсолютные температуры в факеле при этом самые низкие, процесс смешивания топлива с воздухом замедляется. При хорошем смешении и высоких температурах воздуха и синтез-газа, для исключения затягивания пламени в корпус горелки, необходимо оптимизировать диаметр выходного сопла горелки для повышения средней скорости выхода газо-воздушной смеси. Дополнительно, в целях безопасности, в горелке предусмотрена установка набора огнепреградительных сеток 11.
Перемещение форсунки 5 (введение сопла 8) в сопло 2 при выключенном завихрителе 3 и постоянном расходе газа увеличивает скорость истечения газовоздушной смеси, что интенсифицирует процесс смешения газа с воздухом. При этом сокращается длина факела, повышается его температура и теплона-пряженность. Ввиду того, что введение сопла 8 в сопло 2 не увеличивает угол раскрытия газо-воздушной струи, а только повышает скорость ее истечения, факел имеет большую дальнобойность.
Включение только одного завихрителя 3 увеличивает угол раскрытия струи, повышает скорость истечения газа из сопла горелки и его турбулентность. Значительно интенсифицируется процесс смешения газа с воздухом. Длина факела сокращается. Введение сопла 8 при включенном завихрителе увеличивает раскрытие факела в еще большей степени, чем при включении одного завихрителя. Увеличивается турбулентность газо-воздушного потока и получается самый корот 127 кий факел. Наибольшие температура факела и теплонапряженность достигаются в зоне спекания.
Ввиду того, что в различных печных системах возможно получение разного количества синтез-газа и для обеспечения гибкости работы печной установки с системой ХРТ, в горелке предусмотрена установка укороченной форсунки традиционного типа. Это решение позволяет обеспечить большую гибкость работы печи при различных режимах работы, при этом расход топлива между форсункой и реактором-холодильником может регулироваться при помощи распределителя (Р), см. рис. 5.8.
