Патент №2110015 - Инфракрасный излучатель, способ проведения процесса горения углеводородного газового топлива и способ приготовления сложной керамики, активированной катализатором

Изобретение относится к энергетике, а именно к устройствам и способам, позволяющим создавать высокие температуры на поверхности керамического насадка при горении углеводородных топлив. Конструкция керамического инфракрасного излучателя состоит из керамического прозрачного для газа цилиндрического насадка с находящимся в центре насадка каналом для ввода и распределения смеси исходного газообразного топлива. Объемный керамический насадок инфракрасного излучателя состоит из коаксиально расположенных и чередующихся между собой негофрированных 1 и гофрированных 2 цилиндров из активированной катализатором керамики. Каналы в теле объемного керамического насадка, через которые выходит газ и в которых происходит процесс горения, имеют регулярную зигзагообразную форму. Радиальный вывод продуктов горения обеспечивает, во-первых, большее время пребывания реакционной смеси внутри объемного насадка, где происходит процесс беспламенного горения, что приводит к лучшему и равномерному нагреву объемного насадка и снижению потерь тепла с продуктами горения; во-вторых, большие линейные скорости на входе в центральный канал увеличивают коэффициент теплообмена и позволяют охлаждать начало центрального канала непосредственно газовой реакционной смесью с одновременным разогревом последней, что препятствует проскакиванию пламени за пределы зоны горения. Наличие окислов железа, никеля и других металлов, первоначально содержащихся в металлической сетке-матрице, является принципиальным моментом, так как они являются катализатором процесса поджига и горения. Способ приготовления каталитически активной керамики состоит в том, что на металлическую сетку-матрицу наносится шихта, содержащая порошок алюминия, пластификатор, порошок оксида циркония. Приготовленный образец сушится при комнатной температуре, после чего помещается в окислительную среду с высокой температурой порядка 1000 - 1200oС. После разогрева образца происходит выгорание связки и осуществляется окисление порошка алюминия, т.е. происходит самораспространяющийся высокотемпературный синтез (СВС) керамики - оксида алюминия и окисление металлической сетки до окислов. В результате СВС образуется прочное сопряжение образованного оксида алюминия с матрицей сетки и с диоксидом циркония. После этого полученный образец сложной каталитической керамики выдерживается при 1500 - 1700oС. Катализатором процесса горения углеводородных топлив служат окислы, образовавшиеся из металлической сетки-матрицы и вошедшие в структуру керамики. 3 с. и 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Патент №2110015, изображение 1
Патент №2110015, изображение 2
Патент №2110015, изображение 3

Классификация патента

Код Наименование
МПК F23D 14/00Горелки для сжигания газа, например сжиженного газа, хранящегося под давлением