Разработка каталитически стабилизированных горелок для проведения высокотемпературных процессов
Статья посвящена разработке и экспериментальному исследованию каталитически-стабилизированных горелок с новым дизайном катализатора. В работе представлены два рабочих прототипа каталитически-стабилизированных горелок с направленным инфракрасным излучением. Основное отличие между ними – это устройств...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Проблемы машиностроения |
|---|---|
| Дата: | 2014 |
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Інстиут проблем машинобудування ім. А.М. Підгорного НАН України
2014
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/81029 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Разработка каталитически стабилизированных горелок для проведения высокотемпературных процессов / А.Н. Попович, А.Н. Попович // Проблемы машиностроения. — 2014. — Т. 17, № 4. — С. 55-59. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860060963766534144 |
|---|---|
| author | Попович, А.Н. Попович, А.Н. |
| author_facet | Попович, А.Н. Попович, А.Н. |
| citation_txt | Разработка каталитически стабилизированных горелок для проведения высокотемпературных процессов / А.Н. Попович, А.Н. Попович // Проблемы машиностроения. — 2014. — Т. 17, № 4. — С. 55-59. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Проблемы машиностроения |
| description | Статья посвящена разработке и экспериментальному исследованию каталитически-стабилизированных горелок с новым дизайном катализатора. В работе представлены два рабочих прототипа каталитически-стабилизированных горелок с направленным инфракрасным излучением. Основное отличие между ними – это устройство каталитического блока. Первый тип каталитического блока предназначен для работы в плавильных печах, где рабочие температуры в пределах от 1000 до 1600°С, второй тип блока – в качестве «светлого» обогревателя. В качестве носителя катализатора используется огнеупорное керамическое волокно «ALSIFLEX KT-1600», а в качестве катализатора – тугоплавкая шпинель хромата и алюмината магния. В результате проведенной работы было увеличено КПД до 95%, снижен расход природного газа на 15% за счет использования катализатора и рекуперации отходящих газов, увеличена термическая нагрузка до 55Вт/см2 за счет использования огнеупорного волокна, сведено к минимуму содержание СО и NOx, увеличена доля инфракрасного излучения за счет развитой поверхности каталитического блока, повышены надежность и безопасность работы горелок на обедненных смесях, уменьшены капитальные затраты. Полученные результаты свидетельствуют о целесообразности применения каталитически-стабилизированного горения углеводородного топлива как перспективной замены беспламенному поверхностному сжиганию топлива, поскольку улучшаются эксплуатационные, технологические и экологические показатели.
Експериментально підтверджена працездатність і надійність розроблених пальників в умовах високих температур і великих термічних навантажень. Результати дослідження показують збільшення ефективності, зниження емісій токсичних газів, стабільну роботу при різних режимах і співвідношеннях компонентів у горючій суміші, термічну стійкість мінерального каталізатора на основі магній-алюміній-хромової шпінелі.
This article is devoted to development and experimental investigation of catalytically stabilized burners with new design of catalyst. Two working prototype catalytically stabilized burners with directional infrared radiation are presented in this work. The main difference between this device is the catalyst unit. The first type of catalytic unit intended for use in smelting furnaces, where the operating temperatures ranging from 1000 ° C to 1600 ° C, a second type of unit - as a "light" heater. The refractory ceramic fibers "ALSIFLEX KT-1600" were used as a catalyst carrier. The refractory spinel of chromate and aluminate magnesium was used as a catalyst. As a result of development the burners has been achieved improvement technological, environmental, economic performance. Namely, has been achieved increase coefficient of efficiency up to 95% , reducing the flow of natural gas to 15% through the use of the catalyst and recovery of the exhaust gases, increase the thermal load to 55W / cm2 through the use of refractory fiber, reducing to a minimum the content of CO and NOx, an increase in the proportion infrared radiation due to the developed surface of the catalytic unit, increasing reliability and safety of the burners for the work on the lean-burn, reduced capital costs..
|
| first_indexed | 2025-12-07T17:04:37Z |
| format | Article |
| fulltext |
ВЫСОКИЕ ТЕХНОЛОГИИ В МАШИНОСТРОЕНИИ
ISSN 0131–2928. Пробл. машиностроения, 2014, Т. 17, № 4 55
4. Нетрадиционные энерготехнологии эффективного получения и использования искусственных композитных
жидких топлив / О. В. Кравченко, И. Г. Суворова, Я. В. Смирнов, С. С. Холобцев // Авиац.-косм. техника и
технология. − Харьков, 2006. − № 10 (36). − С. 91−97.
5. Пат. 79617 Украина МПК (2006) С10G 15/00. Способ кавитационной гидрогенизации и гидролиза
углеводородов и устройство для его осуществления / И. И. Мирошниченко, Ю. М. Мацевитый,
И. И. Мирошниченко, О. В. Кравченко, А. А. Тарелин; заявитель и патентодержатель Ин-т проблем
машиностроения им. А. Н. Подгорного НАН Украини. − № a 2005 00188; заявл. 10.01.2005; опубл. 10.07.07,
Бюл. № 10.
6. Заявка 2005 10753 Україна, МПК7 В01F 7/00, С 10 G 7/06. Спосіб переробки мазуту та роторно-кавітаційний
диспергатор для його здійснення / І. І. Мирошниченко, І. Г. Суворова, Ю. М. Мацевитий, О. В. Кравченко,
А. О. Тарелін, І. І. Мірошниченко (Україна). – Заявл. 14.11.05.
7. Хмелёв, В. Н. Многофункциональные ультразвуковые аппараты и их применение в условиях малых
производств, сельском и домашнем хозяйстве / В. Н. Хмелев, О. В. Попова. – Барнаул: АлтГТУ, 1997. –
160 с.
8. Уразовский, С. С. О диспергировании ультразвуком / С. С. Уразовский, И. Г. Полоцкий // Коллоид. журн. –
1940. – Т. 6, вып. 9. – 1940. – С. 779–785.
9. Агранат, Б. А. Ультразвуковая технология. – М.: Металлургия, 1974. – 504 с.
10. Гершгал, Д. А. Ультразвуковая технологическая аппаратура. Учеб. пособие. — 3-е изд., перераб. и доп. /
Д. А. Гершгал, В. М. Фридман – М.: Энергия, 1976. – 320 с.
11. Маркова, А. И. Применение ультразвука в промышленности. – М.: Машиностроение, 1975. – 240 с.
12. ЦТС-19 [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.elpapiezo.ru/generalpurpose.shtml.
13. Кошкин Н. Н. Справочник по элементарной физике / Н. Н. Кошкин, М. Г. Ширкевич. – М.: Наука, 1976. –
256 с.
14. Таблицы физических величин: Справ. / Под ред. И. К. Кикоина. – М.: Атомиздат., 1976. – 1008 с.
15. Кулемин, А. В. Ультразвук и диффузия в металлах / А. В. Кулемин. – М.: Металлургия, 1978. – 199 с.
16. Антрацит [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://centrcoal.com/products/anthracite/.
17. Антрацит [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.ecosystema.ru/08nature/min/2_5_2_21_2.htm.
Поступила в редакию 02.11.14
1 А. Н. Попович
2 А. А. Климаш,
канд. техн. наук
1 Технологический институт
Восточноукраинского национального
университета им. В. Даля,
г. Северодонецк,
e-mail: deseretwind@ukr.net
2 Институт химических технологий
Восточноукраинский национальный
университет им. В. Даля,
г. Рубежное, e-mail: ankl-80@rambler.ru
Ключові слова: оксидні каталізатори, мінераль-
не волокно, каталітично-стабілізований пальник,
спалювання метану.
УДК 662.951.2
РАЗРАБОТКА КАТАЛИТИЧЕСКИ
СТАБИЛИЗИРОВАННЫХ ГОРЕЛОК
ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ
ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ
ПРОЦЕССОВ
Експериментально підтверджена працездатність і надій-
ність розроблених пальників в умовах високих температур
і великих термічних навантажень. Результати дослі-
дження показують збільшення ефективності, зниження
емісій токсичних газів, стабільну роботу при різних ре-
жимах і співвідношеннях компонентів у горючій суміші,
термічну стійкість мінерального каталізатора на основі
магній-алюміній-хромової шпінелі.
Введение
На сегодняшний день проблеме более эффективного и экологически безопасного использова-
ния природных ресурсов уделяют большое внимание: модернизируются технологии утилизации про-
мышленных отходов и сточных вод, уменьшается потребление отравляющих окружающую среду
© А. Н. Попович, А. А. Климаш, 2014
ВЫСОКИЕ ТЕХНОЛОГИИ В МАШИНОСТРОЕНИИ
ISSN 0131–2928. Пробл. машиностроения, 2014, Т. 17, № 4 56
формальдегидных смол, продуктов нефтехимии, увеличивается доля использования альтернативных
источников электрической энергии, рекуперации тепла. Также одним из примеров рационального
использования ресурсов является каталитически-стабилизированное и каталитическое сжигание уг-
леводородных топлив. Сегодня теоретические и практические принципы каталитически-
стабилизированного сжигания топлива, влияние природы применяемых катализаторов, разнообраз-
ные конструкции реакторов, сферы применения изучаются по всему миру [1–6]. Так, в США и евро-
пейских странах разрабатываются и внедряются каталитические горелки для модернизации катали-
тических газотурбинных установок разной мощности, туннельных сушилок. Это позволяет увеличить
коэффициент полезного действия и улучшить экологические показатели. В РФ и Украине успешно
разрабатывают катализаторы для получения синтез-газа и водорода, утилизации токсичных выбро-
сов, эффективного проведения энергетических процессов.
Кроме перечисленных выше, очень актуальной является замена пламенных горелок, как бы-
товых, так и промышленного значения на каталитически-стабилизированные. Ведь пламенное сжига-
ние углеводородного топлива является не только неэффективным (max КПД ≈ 55%), но и одним из
главных источников парниковых газов: СО2, NOx.
Первые шаги в этом направлении были сделаны еще в конце ХХ столетия, а уже сегодня про-
изводятся инфракрасные каталитические горелки для бытовых печей, водогрейных аппаратов, кот-
лов, газотурбинных установок, первичного реформинга метана, но у них еще есть недостатки. К ос-
новным недостаткам можно отнести дороговизну из-за наличия благородных металлов в составе ка-
тализатора, хрупкость носителя при высоких скоростях газовоздушной смеси и температурах.
Основная часть
С целью усовершенствования проведения высокотемпературных процессов: плавление ба-
зальта, стекла, где рабочие температуры в пределах от 1000 до 1600 °С нами было принято решение о
разработке каталитически-стабилизированных горелок номинальной мощностью от 15 до 50 кВт.
Для реализации данной задачи было проведено серию опытов, посвященных методике нара-
ботке катализатора и выбору конструкционных материалов, из которых изготовляется огнеупорный
корпус. В результате проведенных опытов [7] мы разработали горелки инфракрасного действия, по-
зволяющие расширить область применения каталитически-стабилизированного горения.
Особенностью данной горелки (рис. 1) является материал носителя катализатора, способ
сборки, а также сам катализатор, которые обеспечивают высокую эффективность и безопасность при
сжигании топлива. В качестве катализатора использовались шпинели алюмината и хромата магния в
заданных пропорциях, а в качестве носителя – алюмосиликатное волокно различной плотности марки
«ALSIFLEX KT-1600». Для лучшего распределения газовоздушной смеси и защиты от самовоспла-
менения за счет теплоотдачи под слоем катализатора в конструкции горелки предусмотрены защит-
ные пластины, изготовленные из перфорированной алюмосиликатной плиты.
а) б)
Рис. 1 Опытная инфракрасная каталитически-стабилизированная горелка с наддувом воздуха:
а) – принципиальная схема, б) – во время работы;
1 – комбинированный носитель катализатора из волокна на основе оксидов алюминия и кремния;
2 – опорная распределительная плита; 3 – защитная пластина; 4 – огнеупорный корпус из минерального сырья;
5 –металлический корпус с системой смешивания газовоздушной смеси
ВЫСОКИЕ ТЕХНОЛОГИИ В МАШИНОСТРОЕНИИ
ISSN 0131–2928. Пробл. машиностроения, 2014, Т. 17, № 4 57
Результаты исследования опытного образца подтвердили данные по выбросам парниковых
газов, полученные при тестировании аналогичного лабораторного образца [7], работоспособность
катализатора и носителя под действием высоких температур и объемных нагрузок топлива. Разрабо-
танная конструкция горелки обеспечивает прирост коэффициента полезного действия за счет инфра-
красного излучения, стойкость к термическим нагрузкам до 55 Вт/см2. За счет использования катали-
затора и рекуперации отходящих газов на 15% уменьшается расход природного газа.
Газовые «светлые» обогреватели появились в 1936 году. С тех пор принцип их работы прак-
тически не изменялся – беспламенное поверхностное сжигание газа приводит к нагреванию пористой
керамической пластины, которая начинает излучать тепло в инфракрасном спектре. Основные усо-
вершенствования относились к конструкции прибора, материалам, рекуперации тепловой энергии,
автоматике.
В своей работе мы предлагаем изменить принцип сжигания углеводородного топлива на бес-
пламенное каталитически-стабилизированное горение, которое обладает особенностями: горение
протекает в две стадии, обеспечивая при этом глубокое окисление топлива; низкую эмиссию парни-
ковых газов; увеличение удельной мощности.
При разработке «светлого» каталитически-стабилизированного инфракрасного обогревателя
(рис. 2) за базу был принят ГИИ-15 ТЕРМО-ШВАНК 2104 (ТУ 4858-001-44708510-97) номинальной
тепловой мощностью 15 кВт (14 Вт/см2). Серийный аппарат оснащен 8 кардиеритовыми сотовыми
керамическими блоками размерами 98×135×14 мм.
С целью получения положительного эффекта в конструкцию излучателя были внесены сле-
дующие изменения:
− уменьшена первоначальная длина корпуса от 1146 до 600 мм. Остальная конструкция корпуса и
распределительного короба не претерпели изменений;
− заменена керамическая плита на каталитический блок. Каталитический блок – это катализатор на
основе шпинели алюмината и хромата магния в заданных пропорциях, нанесенные на специфично
уложенное алюмосиликатное волокно марки «ALSIFLEX KT-1600»;
− заменена системы инжекции (сопло и смесительная труба) на систему турбонаддува, которая
обеспечивает интенсивное смешение газовоздушной смеси, прирост мощности, улучшает безо-
пасность эксплуатации излучателя.
При проведении лабораторных испытаний (рис. 3) в качестве углеводородного топлива был
использована смесь (% об.): пропан – 78; бутан 22 (средняя плотность 2,2 кг/м3).
Результаты испытаний представлены в таблице.
В результате проведенной работы получены результаты (таблица), свидетельствующие о це-
лесообразности применения каталитически-стабилизированного горения углеводородного топлива
как перспективной замены беспламенному поверхностному сжиганию топлива, поскольку улучша-
ются:
− технологические показатели (уменьшаются габаритные размеры, увеличивается КПД), при срав-
нимых габаритах и массе производительность увеличивается с 15 до 40 КВт⋅ч (по удельной тер-
Рис. 2. Принципиальный вид газового «светлого» инфракрасного обогревателя:
1 – стальной корпус; 2 – крышка прижимная; 3 – труба ввода газовоздушной смеси;
4 – жиклер; 5 – короб распределительный; 6 – каталитический блок
ВЫСОКИЕ ТЕХНОЛОГИИ В МАШИНОСТРОЕНИИ
ISSN 0131–2928. Пробл. машиностроения, 2014, Т. 17, № 4 58
мической нагрузке с 140 до 550 кВт⋅ч/м2);
− экологические показатели. При тепловой мощности каталитически стабилизированного агрегата
15 кВт содержание NOx в продуктах сгорания в двадцать раза меньше, а содержание СО почти в
5 раз меньше, чем у серийного аппарата ГИИ-15.
− технологические показатели (уменьшаются габаритные размеры, увеличивается КПД), при срав-
нимых габаритах и массе производительность увеличивается с 15 до 40 КВт⋅ч (по удельной тер-
мической нагрузке с 140 до 550 кВт⋅ч/м2);
− экологические показатели. При тепловой мощности каталитически стабилизированного агрегата
15 кВт содержание NOx в продуктах сгорания в двадцать раза меньше, а содержание СО почти в
5 раз меньше, чем у серийного аппарата ГИИ-15.
Опираясь на результаты исследования, с целью увеличения КПД и экономии природных ре-
сурсов, можно рекомендовать опытные образцы горелок к внедрению в производствах печей высоко-
температурных процессов переработки стекла и базальта, а также в качестве светлого инфракрасного
обогревателя бытовых и промышленных помещений.
Экспериментальные данные по испытаниям светлого инфракрасного обогревателя
Объем воздуха, α Перепад давления,
ΔР, мм в. ст.
Расход
топлива
м3/ч 1,0 1,2 1,5
Мощность кВт /
Тепловая
нагрузка, Вт/см2
Т,°С
топливо топливо и воздух
Диаметр жиклера 4,2 мм
0,451 11,4 13,8 17,1 12,7 / 15,6 680 30 11
0,672 13,6 16,3 20,4 19.0 / 23,4 840 65 14
0,690 17,5 20,9 26,3 19,5 / 24,0 880 67 15
0,810 20,5 24,6 30,8 22,9 / 28,2 990 100 19
0,912 23,1 27,7 34,7 25,7 / 31,6 1040 105 20
1,020 25,8 31,0 38,7 28,8 / 35,4 1090 127 25
1,080 27,3 32,8 41,0 30,5 / 37,5 1120 135 27
Диаметр жиклера 5,1 мм
0,410 10,4 12,5 15,6 10,4 / 12,8 670 17 10
0,655 16,6 20,08 24,9 18,5 / 22,8 820 30 13
0,980 24,8 16,3 20,4 27,6 / 34,0 980 65 23
0,990 25,0 30,0 37,5 27,9 / 34,3 1020 67 24
1,18 29,5 35,3 44,3 33,2 / 40,8 1100 100 29
1,326 33,6 40,3 50,4 37,4 / 46,0 1140 105 31
1,485 37,6 45,1 56,4 41,9 / 51,5 1170 127 33
1,616 40,9 49,1 61,4 45,6 / 56,1 1180 135 34
Рис. 3 « Светлый» обогреватель во время работы
ВЫСОКИЕ ТЕХНОЛОГИИ В МАШИНОСТРОЕНИИ
ISSN 0131–2928. Пробл. машиностроения, 2014, Т. 17, № 4 59
Литература
1. Herman, R. Development of active oxide catalysts for the direct oxidation of methane to formaldehyde / R. Herman,
I. Wachs // Catalysis Today. – 1997. – № 37. –P. 1–14.
2. Iwamoto, M. Heterogeneous catalysis for removal of NO in excess oxygen / M. Iwamoto // Catalysis Today. – 1996.
– № 29. – P. 29–35.
3. Burch, R. Selective reduction of nitrogen oxides by hydrocarbons under lean – burn conditions using supported
platinum group metal catalysts / R. Burch // Catalysis Today. – 1995. – № 26. – P. 85–206.
4. Разработка многокомпонентных металл-оксидных катализаторов нейтрализации выхлопов двигателей вну-
треннего сгорания / П. И. Кириенко, Н. А. Попович, С. А. Соловьев и др. // Східн.-Європ. журн. передових
технологій. – 2010. – Т. 2, № 6 (44). – С. 18–24.
5. Курзина, И. А. Глубокое окисление метана на платиновых и палладиевых катализаторах, нанесенных на
нитрид кремния / И. А. Курзина // Изв. Томск. политехн. ун-та. – 2005. – Т. 308, № 4. – С. 104–109.
6. Methane combustion on perovskites-based structured catalysts / S. Cimino, L. Lisi, R. Pirone et al. // Catalysis To-
day. – 2000. – № 59. – P. 19–31.
7. Климаш, А. А. Исследование каталитически-стабилизированных газогорелочных устройств для бытовых и
промышленных аппаратов / А. А. Климаш, Г. И. Соловьев, А. Н. Попович // Технічна теплофізика та
промислова теплоенергетика: Зб. наук. пр. – Вип. 5. – Дніпропетровськ: ЛИРА ЛТД, 2013. – 227 с.
Поступила в редакию 12.07.14
А. А. Черный
С. В. Мащенко
В В. Гончаров,
канд. хим. наук
Институт химических технологий
Восточноукраинского
национального университета
им. В. Даля, г. Рубежное,
e-mail: gonch_vit@rambler.ru
Ключові слова: іонна імплантація,
комп’ютерна модель, імплантати,
нейронні мережі.
УДК 004.942:621.384.6
МОДЕЛИРОВАНИЕ ИОН-АТОМНЫХ
ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ ПРИ
КОРПУСКУЛЯРНОЙ БОМБАРДИРОВКЕ
ПОВЕРХНОСТИ СТАЛЬНЫХ ОБРАЗЦОВ
Наведено результати моделювання іонної імплантації за допомо-
гою створеної авторами програми "RIO" і нейронних мереж. Порі-
вняння отриманих даних з реальними зразками показало високу то-
чність зазначених методів при розрахунку параметрів геометрії
поверхні, що свідчить про перспективність їх використання для
прогнозування і контролю результатів іонної обробки з метою
отримання необхідних характеристик імплантатів.
Введение
При ионной имплантации происходит взаимодействие бомбардирующих ионов с твердым те-
лом, обуславливающее изменение широкого спектра свойств материалов [1–4]. Повышение износо-
стойкости, прочности, твердости, усталостной прочности вследствие ионного воздействия приводит к
улучшению эксплуатационных характеристик деталей [5], обработанных ионной имплантацией, что,
несомненно, делает данную технологию перспективной в условиях современного научно-
технического прогресса.
Ионная имплантация – наноразмерная технология, суть которой заключается в облучении по-
верхности детали потоком заряженных частиц (ионы мишени и ионы рабочего газа) и внедрении их в
поверхностный слой на глубины десятков и сотен нанометров [6–8]. Движущей силой процесса им-
плантации является напряженность электромагнитного поля, генерирующего ионный поток. Благода-
ря разбросу ионов в потоке по энергиям, а также элементной и геометрической неоднородности по-
верхности деталей при имплантации происходит целый ряд процессов, вызванных ион-атомными и
ион-электронными взаимодействиями [9]. Из них целевыми для модификации являются внедрение
ионов, сопровождаемое образованием радиационных дефектов и их последующая диффузия.
© А. А. Черный, С. В. Мащенко, В В. Гончаров, 2014
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-81029 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0131-2928 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T17:04:37Z |
| publishDate | 2014 |
| publisher | Інстиут проблем машинобудування ім. А.М. Підгорного НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Попович, А.Н. Попович, А.Н. 2015-04-30T13:32:53Z 2015-04-30T13:32:53Z 2014 Разработка каталитически стабилизированных горелок для проведения высокотемпературных процессов / А.Н. Попович, А.Н. Попович // Проблемы машиностроения. — 2014. — Т. 17, № 4. — С. 55-59. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. 0131-2928 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/81029 662.951.2 Статья посвящена разработке и экспериментальному исследованию каталитически-стабилизированных горелок с новым дизайном катализатора. В работе представлены два рабочих прототипа каталитически-стабилизированных горелок с направленным инфракрасным излучением. Основное отличие между ними – это устройство каталитического блока. Первый тип каталитического блока предназначен для работы в плавильных печах, где рабочие температуры в пределах от 1000 до 1600°С, второй тип блока – в качестве «светлого» обогревателя. В качестве носителя катализатора используется огнеупорное керамическое волокно «ALSIFLEX KT-1600», а в качестве катализатора – тугоплавкая шпинель хромата и алюмината магния. В результате проведенной работы было увеличено КПД до 95%, снижен расход природного газа на 15% за счет использования катализатора и рекуперации отходящих газов, увеличена термическая нагрузка до 55Вт/см2 за счет использования огнеупорного волокна, сведено к минимуму содержание СО и NOx, увеличена доля инфракрасного излучения за счет развитой поверхности каталитического блока, повышены надежность и безопасность работы горелок на обедненных смесях, уменьшены капитальные затраты. Полученные результаты свидетельствуют о целесообразности применения каталитически-стабилизированного горения углеводородного топлива как перспективной замены беспламенному поверхностному сжиганию топлива, поскольку улучшаются эксплуатационные, технологические и экологические показатели. Експериментально підтверджена працездатність і надійність розроблених пальників в умовах високих температур і великих термічних навантажень. Результати дослідження показують збільшення ефективності, зниження емісій токсичних газів, стабільну роботу при різних режимах і співвідношеннях компонентів у горючій суміші, термічну стійкість мінерального каталізатора на основі магній-алюміній-хромової шпінелі. This article is devoted to development and experimental investigation of catalytically stabilized burners with new design of catalyst. Two working prototype catalytically stabilized burners with directional infrared radiation are presented in this work. The main difference between this device is the catalyst unit. The first type of catalytic unit intended for use in smelting furnaces, where the operating temperatures ranging from 1000 ° C to 1600 ° C, a second type of unit - as a "light" heater. The refractory ceramic fibers "ALSIFLEX KT-1600" were used as a catalyst carrier. The refractory spinel of chromate and aluminate magnesium was used as a catalyst. As a result of development the burners has been achieved improvement technological, environmental, economic performance. Namely, has been achieved increase coefficient of efficiency up to 95% , reducing the flow of natural gas to 15% through the use of the catalyst and recovery of the exhaust gases, increase the thermal load to 55W / cm2 through the use of refractory fiber, reducing to a minimum the content of CO and NOx, an increase in the proportion infrared radiation due to the developed surface of the catalytic unit, increasing reliability and safety of the burners for the work on the lean-burn, reduced capital costs.. ru Інстиут проблем машинобудування ім. А.М. Підгорного НАН України Проблемы машиностроения Высокие технологии в машиностроении Разработка каталитически стабилизированных горелок для проведения высокотемпературных процессов Development of catalytic stabilized burners for implementation of high temperature processes Article published earlier |
| spellingShingle | Разработка каталитически стабилизированных горелок для проведения высокотемпературных процессов Попович, А.Н. Попович, А.Н. Высокие технологии в машиностроении |
| title | Разработка каталитически стабилизированных горелок для проведения высокотемпературных процессов |
| title_alt | Development of catalytic stabilized burners for implementation of high temperature processes |
| title_full | Разработка каталитически стабилизированных горелок для проведения высокотемпературных процессов |
| title_fullStr | Разработка каталитически стабилизированных горелок для проведения высокотемпературных процессов |
| title_full_unstemmed | Разработка каталитически стабилизированных горелок для проведения высокотемпературных процессов |
| title_short | Разработка каталитически стабилизированных горелок для проведения высокотемпературных процессов |
| title_sort | разработка каталитически стабилизированных горелок для проведения высокотемпературных процессов |
| topic | Высокие технологии в машиностроении |
| topic_facet | Высокие технологии в машиностроении |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/81029 |
| work_keys_str_mv | AT popovičan razrabotkakatalitičeskistabilizirovannyhgorelokdlâprovedeniâvysokotemperaturnyhprocessov AT popovičan razrabotkakatalitičeskistabilizirovannyhgorelokdlâprovedeniâvysokotemperaturnyhprocessov AT popovičan developmentofcatalyticstabilizedburnersforimplementationofhightemperatureprocesses AT popovičan developmentofcatalyticstabilizedburnersforimplementationofhightemperatureprocesses |