Сжигатель пожаро- и взрывоопасного газа с каталитическим поджигающим устройством

Полезная модель относится к области взрывобезопасности и может быть использована для предотвращения скопления пожаро- и взрывоопасного газа (ПВОГ) в помещениях, в частности, при утечках водорода из использующих его установок, в хранилищах водорода, при хранении водородобразующих ядерных отходов, при высокотемпературных коррозионных процессах, при авариях на атомных электростанциях, при накоплении метана в угольных шахтах и т.п. Сжигатель пожаро- и взрывоопасного газа, содержит вертикальный проточный корпус с расположенным в нем поджигающим устройством и с огнепреградителями на обоих выходных торцах корпуса. Отличие: поджигающее устройство выполнено в виде каталитического блока, каталитическая начинка которого рассчитана на нагрев при автокаталитической реакции окисления указанного газа в воздушной среде до температуры его воспламенения при заданной минимальной концентрации газа в указанной среде. Каталитический блок сжигателя может быть выполнен в виде пористого носителя с равномерно распределенными в нем дисперсными частицами катализатора, причем носитель помещен в металлическую обечайку из жаропрочного металла в форме вертикально расположенного усеченного конуса с обращенным кверху меньшим основанием. Корпус сжигателя с наружной стороны по меньшей мере в зонах расположения огнепреградителей может быть снабжен охлаждающими ребрами. 1 нез., 2 зав. п. ф-лы, 2 ил.

Область техники, к которой относится полезная модель

Полезная модель относится к области взрывобезопасности и может быть использована для предотвращения скопления пожаро- и взрывоопасного газа (ПВОГ) в помещениях, в частности, при утечках водорода из использующих его установок, в хранилищах водорода, при хранении водородобразующих ядерных отходов, при высокотемпературных коррозионных процессах, при авариях на атомных электростанциях, при накоплении метана в угольных шахтах и т.п.

Уровень техники

Для предотвращения взрывоопасных и пожароопасных ситуаций в указанных выше помещениях обычно устанавливаются так называемые рекомбинаторы, обеспечивающие безопасное беспламенное автокаталитическое окисление (рекомбинацию с кислородом) ПВОГ (US 6942846, G21C 9/06, 2005). Недостатком использования рекомбинаторов является их малая производительность, требующая в случае залпового выброса ПВОГ участия большого числа параллельно работающих аппаратов, которые трудно разместить в рамках доступного пространства производственного помещения.

Известен сжигатель ПВОГ, содержащий вертикальный проточный корпус с расположенным в нем поджигающим устройством и с огнепрегра-дителями на обоих выходных торцах корпуса (RU 2156258, E21F 5/00, 2000). Недостатком данного сжигателя является то, что поджиг газовоздушной смеси в нем осуществляется с помощью электрической искры, то есть он относится к аппаратам не пассивного, а активного принципа действия, что не обеспечивает достаточной степени надежности его работы в аварийных ситуациях.

Раскрытие полезной модели

Цель полезной модели заключается в повышении надежности работы сжигателя, а достигаемый технический результат - обеспечение работы сжигателя в пассивном режиме.

Указанные цель и технический результат обеспечиваются тем, что в сжигателе ПВОГ, содержащем вертикальный проточный корпус с расположенным в нем поджигающим устройством и с огнепреградителями на обоих выходных торцах корпуса, согласно полезной модели поджигающее устройство выполнено в виде каталитического блока, каталитическая начинка которого рассчитана на нагрев при автокаталитической реакции окисления ПВОГ в воздушной среде до температуры его воспламенения при заданной минимальной концентрации газа в указанной среде. При этом каталитический блок предпочтительно выполнен в виде пористого носителя с равномерно распределенными в нем дисперсными частицами катализатора, причем носитель помещен в обечайку из жаропрочного металла в форме вертикально расположенного усеченного конуса с обращенным кверху меньшим основанием, а корпус с наружной стороны по меньшей мере в зонах расположения огнепреградителей предпочтительно снабжен охлаждающими ребрами.

Краткое описание фигур чертежа

На фиг.1 схематически изображен сжигатель взрывоопасного газа согласно полезной модели; на фиг.2 - разрез по А-А фиг.1.

Подробное описание полезной модели

Сжигатель взрывоопасного (ВО) газа содержит вертикальный проточный корпус 1 с расположенным в нем поджигающим устройством 2 и с огнепреградителями 3, 4 на обоих выходных торцах корпуса 1. Поджигающее устройство 2 выполнено в виде укрепленной на раме 5 обечайке 6 в форме обращенного вверх малым основанием усеченного конуса, внутри которого помещен каталитический блок 7 в виде пористого носителя, например, из спеченного порошка оксида титана, с распределенными в нем дисперсными частицами 8 каталитической начинки, предпочтительно, платины. Корпус 1, рама 5 и обечайка 6 выполнены из жаропрочного металла, например, из жаропрочной нержавеющей стали. Корпус 1 с наружной стороны по меньшей мере в зонах расположения огнепреградителей 3, 4 (в данном примере по всей его длине) снабжен охлаждающими ребрами 9. Количество и плотность распределения в пористом носителе дисперсных частиц 8 каталитической начинки рассчитаны на нагрев при автокаталитической реакции окисления ПВОГ в воздушной среде до температуры его воспламенения при заданной минимальной концентрации газа в указанной среде (обычно 5-7%). Огне-преградители 3, 4 могут быть выполнены в виде сетчатых пакетов из жаропрочной стали.

Описание работы сжигателя взрывоопасных газов

Сжигатель работает в пассивном режиме. При появлении в контролируемом помещении первых следов ПВОГ на каталитическом блоке 7 начинается автокаталитическая реакция окисления ПВОГ с выделением тепла, разогревающего каталитический блок, чему способствует суживающаяся кверху форма обечайки 6, замедляющая выход теплового потока за пределы каталитического блока. Параметры каталитического блока 7 с учетом формы обечайки 6 рассчитаны таким образом, что при достижении в воздушной среде помещения заданного минимального значения концентрации ПВОГ температура каталитического блока 7 достигает температуры воспламенения ПВОГ. Пламя воспламененного газа локализуется внутри корпуса 1 сжигателя, в основном, над нижним огнепреградителем 3, через который в сжигатель поступает свежая газовоздушная смесь с ПВОГ.

1. Сжигатель пожаро- и взрывоопасного газа, содержащий вертикальный проточный корпус с расположенным в нем поджигающим устройством и с огнепреградителями на обоих выходных торцах корпуса, отличающийся тем, что поджигающее устройство выполнено в виде каталитического блока, каталитическая начинка которого рассчитана на нагрев при автокаталитической реакции окисления указанного газа в воздушной среде до температуры его воспламенения при заданной минимальной концентрации газа в указанной среде.

2. Сжигатель по п.1, отличающийся тем, что его каталитический блок выполнен в виде пористого носителя с равномерно распределенными в нем дисперсными частицами катализатора, причем носитель помещен в обечайку из жаропрочного металла в форме вертикально расположенного усеченного конуса с обращенным кверху меньшим основанием.

3. Сжигатель по п.1 или 2, отличающийся тем, что его корпус с наружной стороны по меньшей мере в зонах расположения огнепреградителей снабжен охлаждающими ребрами.