Сжигающая колонна и способ ее работы

(71)(73) Заявитель и патентовладелец: САУДИ АРЕЙБИЕН ОЙЛ КОМПАНИ Воздух высокого давления подают в виде струй, движущихся с большой скоростью из сопел,установленных на кольце вокруг внутренней поверхности сжигающей колонны и расположенных на заранее определенном расстоянии от наконечника, а часть, окружающая стенку колонны внизу струй, снабжена каналами, дающими доступ атмосферному воздуху. Высокая скорость движения воздуха инициирует большой объем впускаемого в колонну воздуха из атмосферы, где он поднимается в зону горения, благодаря чему поднимает пламя и улучшает турбулентное смешивание воздуха и газа в зоне горения. Определяют подходящее количество кислорода, обеспечивающее полное сгорание, путем измерения любых изменений количества проточной массы горячего газа и/или нежелательных химических веществ и выполнения соответствующей регулировки клапана управления потоком воздуха с тем, чтобы допустить заранее определенное количество сжатого воздуха и/или атмосферного воздуха к наконечнику горения. Элемент, обеспечивающий эффект Коанда, расположен вблизи открытого края сжигающей колонны для улучшения смешивания подаваемого потока воздуха с атмосферным воздухом и сжигаемыми компонентами и для подъема пламени над металлическими элементами конструкции, которые управляют потоком воздуха на верхней части сжигающей колонны. 014471 Настоящее изобретение относится к конструкции и работе сжигающих колонн с усиленным притоком атмосферного воздуха, который используют для сжигания нежелательных продуктов сгорания перед выбросом их в атмосферу. Настоящее изобретение предназначено для усовершенствования устройств и способов, описанных вPCT/US02/12443, опубликованной заявке WO 02/086386, которые взяты в настоящем описании в качестве прототипа. Воспламенение или дополнительное открытое сжигание нежелательных попутных продуктов сгорания используют, в основном, для окисления или преобразования токсичных газов и паров в менее вредные продукты их сгорания перед выбросом их в окружающую среду. Смесь нежелательных продуктов сгорания и топлива направляют к основанию сжигающей колонны, создавая подаваемый поток, который поднимается к наконечнику горелки или выпускному отверстию колонны, где смесь воспламеняется в зоне горения, образуя вспышку или пламя. Эффективное и полное сгорание смеси достигается не всегда. Когда процесс не проходит должным образом, то возникает дым. Наличие дыма может быть индикатором того, что процесс сжигания является неполным и что токсичные или прочие нежелательные вещества не преобразуются в менее безвредные формы. Дым является видимой составляющей воздушных загрязнений, и его устранение или уменьшение является целью разработчиков оборудования. Для уменьшения выделения дыма в хорошо известных устройствах в сжигающей башне устанавливают дополнительную систему подачи воздуха низкого давления и пара. Во вспомогательной системе подачи воздуха низкого давления воздух под давлением используют для образования смеси воздуха с топливом, что необходимо для обеспечения бездымного процесса сжигания. Вентилятор, установленный, как правило, на дне сжигающей колонны, обеспечивает требуемое сжигание воздушной смеси. Во вспомогательных паровых системах используют паровые кольца и сопла для подачи пара в зону горения на наконечнике горелки, где воздух, пар и горючий газ перемешиваются вместе, образуя бездымное пламя. В некоторых известных системах наконечник горелки или выпускное отверстие сжигающей колонны окружают концентрические барьеры или экраны с тем, чтобы подавать атмосферный воздух в поднимающуюся массу, которая увлекается газами, выходящими из емкости сжигающей колонны. Пар и воздух низкого давления используют, в основном, для улучшения сгорания, поскольку обе системы, как это установлено специалистами в данной области техники, в целом достаточно эффективны и экономичны по сравнению с известными способами разложения нежелательных сопровождающих горение продуктов. Однако обе эти системы имеют различные недостатки и ограничения. Подача дополнительного воздуха низкого давления требует значительных капитальных затрат, связанных с установкой по меньшей мере одного вентилятора, который должен быть размещен в сжигающей колонне. Для работы паровой системы обычно требуется сложное устройство управления, для которого характерны относительно высокие требования к его монтажу, техническому обслуживанию и графику замены. При непрерывной работе возникает значительный объем работ по техническому обслуживанию и даже, в случае выхода его из строя или необходимости крупного ремонта, возможен возврат устройства. Для улучшения этих известных устройств устанавливают, как описано в WO 02/086386, ряд сопел инжектора воздуха высокого давления, расположенных на трубопроводе, установленном между концентрической оболочкой и внешней стороной выпускного отверстия сжигающей колонны. На соседней поверхности оболочки выполнены отверстия, предназначенные для усиления потока атмосферного воздуха в пространстве между оболочкой и сжигающей колонной. На практике было установлено, что эта конструкция эффективна для устранения или существенного уменьшения дыма. Однако соответствующая структура, расположенная наверху сжигающей колонны, подвергалась воздействию крайне высокой температуры горящего газа, результатом чего является укорочение срока службы оборудования. Из опыта работы с известными устройствами и способами, описанными в WO 02/086386, известно,что улучшенное сгорание выделяемого газа достигается вместе с подавлением дыма. Однако было обнаружено, что усиленная концентрация тепла в турбулентном газе укорачивает срок службы металлических элементов, предназначенных для контроля и подачи питающего газового потока и потока воздуха из окружающей среды, а также воздушных сопел высокого и низкого давления и связанных с ними трубопроводов. Таким образом, существует потребность в сжигающей колонне и способе улучшенного сжигания, которые увеличивают срок службы заводских металлических элементов устройства на наконечнике горелки. Итак, задачей настоящего изобретения является разработка улучшенной сжигающей колонны испособа работы сжигающей колонны, которые позволят избежать высокой температуры в турбулентном газе вблизи элементов наконечника. Другой задачей настоящего изобретения является разработка средств управления массой сжатого воздуха с тем, чтобы обеспечить приемлемое его смешивание с подаваемым потоком и полное сгорание химических элементов и топлива на основе задаваемых стехиометрических показателей. Еще одной задачей настоящего изобретения является такая работа сжигающей колонны, когда зона горения приподнята над оболочкой и другими элементами наконечника с тем, чтобы свести к минимуму нахождение сгораемых газов в зоне наиболее высоких температур.-1 014471 Другой основной задачей настоящего изобретения является создание сжигающей колонны и способа улучшения полного сгорания горючих газов, которые достаточно эффективны для улучшенного и полного сгорания топлива и нежелательных химических веществ без образования дыма, требуют минимального технического обслуживания, пригодны к ежедневным изменениям условий работы и изготовлению в заводских условиях. Другой задачей настоящего изобретения является создание способа, который легко применим с существующими сжигающими колоннами без существенной модификации емкостей существующих колонн и системы подачи питающего потока. Понятия сжигающая колонна и воспламеняющая колонна используются в данном описании попеременно. В данном описании под атмосферным воздухом понимается воздух, окружающий колонну и характеризующийся тем, что сжат и доставлен по трубопроводу высокого или низкого давления и/или подан через сопла. Источники сжатого воздуха, подаваемого на сопла, должны быть тщательно продуманы, чтобы избежать вмешательства в работу сопел. Указанные выше цели и дополнительные преимущества достигаются посредством сжигающей колонны и способа согласно настоящему изобретению, которые включают описанные ниже элементы и функции. 1. Управление потоком массы воздуха. В соответствии с одной характерной особенностью предусмотрены средства управления соотношением топливо и воздуха с тем, чтобы обеспечить полное сгорание этих компонентов наверху сжигающей колонны посредством подачи, по меньшей мере, стехиометрического количества кислорода в подаваемый поток, содержащий топливо и нежелательные химические вещества. Имеется измеритель массы потока или другие средства измерения, подтверждающие тот факт, что масса воздуха, поданного в сжигающую систему, больше минимального стехиометрического количества, необходимого для полного сгорания веществ, находящихся в подаваемом потоке. В предпочтительном варианте измеритель потока генерирует сигнал, более желательно, цифровой сигнал, который соответствует величине проходящего потока массы воздуха. Сигнал с измерителя потока подается на процессор, который может представлять собой запрограммированный компьютер общего назначения. Когда обработанный в компьютере сигнал покажет, что в область сгорания доставлено необходимое количество кислорода, на выходе блока управления потоком возникает другой сигнал. Блок управления потоком может содержать клапан управления потоком с электронным контроллером, который реагирует на электронный сигнал, т.е. сигнал от процессора. Такие контроллеры и клапаны хорошо известны. В данном варианте выполнения настоящего изобретения предусмотрен также блок анализа, определяющий стехиометрические окислительные показатели процесса полного горения элементов подаваемого потока. Для определения минимального количества воздуха, необходимого для получения кислорода,требуемого для полного сгорания топлива и нежелательных химических веществ в подаваемом в колонну потоке, в устройстве установлены блоки автоматического анализа, обеспечивающие определение стехиометрических окислительных показателей, необходимых для полного сгорания компонентов подаваемого потока, что может заставить выгореть нежелательные материалы. В любой ситуации будут известны нежелательные компоненты, которые подаются в сжигающую колонну, и определяются их аналитические характеристики. Результаты анализа вводят в программу, которая, в свою очередь, выдает сигнал на контроллер клапана, обеспечивающий, по меньшей мере, подачу минимального потока массы воздуха, необходимого в создавшихся условиях. Автоматические блоки анализа в наиболее предпочтительных вариантах работают вместе с соответствующим компьютером обычного применения, обеспечивающим выдачу соответствующего сигнала. Подходящие приборы для анализа широко известны и имеются в продаже. В особо предпочтительном варианте выполнения настоящего изобретения сигнал, соответствующий стехиометрическому окислительному показателю заданной пробы сжигаемого подаваемого потока,запоминается и затем передается на контроллер клапана управления потоком, который откалиброван таким образом, что пропускает требуемое количество сжатого воздуха при заданном давлении и температуре. В другом предпочтительном варианте выполнения настоящего изобретения устройство содержит клапан управления потоком воздуха, который обеспечивает непосредственное управление потом сжатого воздуха, поступающего в сжигающую колонну, а также осуществляет управление количеством окружающего атмосферного воздуха, который втягивается в зону горения на верхнем крае колонны. Работа клапана управления в большинстве случаев автоматизирована с тем, чтобы клапан реагировал бы на цифровые сигналы, подаваемые с запрограммированного компьютера общего применения. При работе с постоянным количеством нежелательных химических веществ, подлежащих сгоранию, анализ топлива и нежелательных химических веществ может быть нечастым, например раз в месяц,и может выполняться только для подтверждения работоспособности устройства анализа и клапана управления потоком воздуха. В тех ситуациях, когда подаваемый в колонну поток не изменяется и/или изменяется несуществен-2 014471 но, взятие проб и калибровочные проверки могут выполняться через большие интервалы времени. Если известно, что состав изменяется чаще, чем это определяется менее предсказуемыми изменениями, связанными с общей работой оборудования, автоматическое взятие проб подаваемого потока может выполняться через заранее определенные промежутки времени. Результаты анализа проб запоминаются в соответствующем запоминающем устройстве и сравниваются с текущими значениями показателей подаваемого воздуха, выполняются требуемые регулировки и соответствующий сигнал подается на электронный контроллер клапана управления потоком, за счет чего соответствующее количество кислорода смешивается с подаваемым потоком. Когда условия работы приводят к флуктуациям массы и/или вида нежелательных химических веществ, тогда необходимы более частые испытания, чтобы гарантировать, что соответствующие стехиометрические количества топлива и кислорода/воздуха вводятся в систему сжигания, обеспечивая полное сгорание и подавление дыма. При данных рабочих условиях сигналы от блока анализа будут представлять собой обычные входные сигналы для программируемого компьютера, генерирующего соответствующий цифровой сигнал, который, в свою очередь, направляется на блоки управления, приводящие в действие клапан управления потоком. Для специалистов в данной области техники ясно, что флуктуации восходящего потока могут быть использованы для запуска автоматических устройств определения состава компонент в подаваемом потоке. Для специалистов в данной области техники очевидно, что изменение объема потока и/или давления воздуха, подаваемого в колонну, будет также вызывать изменение объема окружающего воздуха,затягиваемого в систему либо через колонну, либо в кольцевое пространство между наружной поверхностью колонны и внутренней поверхностью оболочки, установленной вблизи выпускного отверстия колонны. Эти величины объема и массы потока могут быть вычислены по известной формуле и/или могут быть определены эмпирически в испытательной лаборатории или в полевых условиях. Учитывая такие факторы окружающей среды, как окружающая температура, влажность и условия обдува, проводят вычисления стехиометрических показателей кислород/воздух для обоснования минимального значения, и полученный коэффициент пересчета используют для того, чтобы увеличить дополнительное высокое давление воздуха с учетом факторов окружающей среды и других внешних факторов. В другом предпочтительном варианте выполнения настоящего изобретения сжатый воздух, поданный в сжигающую колонну, используют для создания областей низкого давления, которые затягивают атмосферный воздух в массу воздуха и подаваемый поток, который движется к выпускному отверстию колонны и обеспечивает улучшение сжигания подаваемого потока. Количество атмосферного воздуха,затянутого в систему, определяется экспериментально и/или эмпирически и также с учетом количества воздуха высокого давления, впускаемого в систему посредством клапана управления воздушным потоком. 2. Струи воздуха в сжигающей колонне. В соответствии с одной особенностью сжигающая колонна и способ способствуют сведению к минимуму прямого контакта пламени и излучаемого тепла с металлическими элементами конструкции наконечника. Этот эффект достигается путем увеличения потока воздуха, который не только поддерживает полное сгорание подаваемого потока, но также предназначен для подъема пламени и удаления тепла из области в непосредственной близости от наконечника. В еще одном предпочтительном варианте выполнения настоящего изобретения сопла усиления потока воздуха установлены на внутренней поверхности сжигающей колонны в непосредственной близости от выпускного отверстия колонны и обеспечивают направление множества струй быстро движущегося воздуха вверх по направлению к выпускному отверстию колонны. Часть сжигающей колонны над местом расположения сопел усиления внутреннего потока воздуха снабжена множеством отверстий, которые допускают поток атмосферного воздуха в движущую воздушную массу в колонне за счет зоны низкого давления, созданного с помощью быстро перемещаемых струй воздуха, выходящих из сопел усиления потока воздуха. В настоящем описании понятия "усиление потока воздуха" и "усиление воздуха" означают сопло,которое используется в комбинации с источником сжатого воздуха для получения высокой скорости,большого объема и низкого давления выходного потока. Подходящие устройства описаны в патентахUS 4046492 и US 6243966, описание которых использовано в качестве прототипа и является частью настоящего описания. Сжатый воздух подают в кольцевую камеру или трубопровод, окружающий зауженную часть или высокоскоростную секцию емкости. Затем сжатый воздух направляют посредством кольцевой задвижки в трубопровод с тем, чтобы нижерасположенный поток протекал бы вдоль внутренней поверхности емкости по направлению к выпускному отверстию. Поток воздуха высокого давления, поступающий из трубопровода, в основном повторяет гладкое округление внутренних стенок центральной части и выпускного отверстия с профилем Коанда. Этот воздушный поток создает область низкого давления в емкости, которая засасывает большой объем воздуха во впускное отверстие и обеспечивает требуемую высокую скорость, большой объем и низкое давление на выходе устройства усиления потока. Желательно применение сопел усиления потока воздуха, имеющих коэффициент усиления по меньшей мере 10:1 и до 75:1 или даже 300:1. Для сравнения обычные сопла имеют такой коэффициент примерно 3:1.-3 014471 При практическом применении настоящего изобретения сопла усиления потока воздуха, пригодные для использования, имеются у компаний Exair Corp. Цинцинатти, шт. Огайо, Nexflow Technologies ofAmbearst, N.Y. и Artix Limited, каждая из которых имеет свой Web-сайт с соответствующим адресом. В одном варианте выполнения настоящего изобретения множество высокоскоростных сопел или потоков воздуха расположено внутри сжигающей колонны ниже выпускного отверстия колонны. Часть колонны, расположенная сразу над воздушными соплами, снабжена отверстиями, допускающими внутрь воздух, окружающий колонну. Воздух высокого давления, поданный соплами, движется в направлении зоны горения, создавая внутреннюю зону быстрого движения воздуха, которая находится при более низком давлении, чем окружающая атмосферная масса. Эта внутренняя зона низкого давления затягивает атмосферный воздух через отверстия в колонне и создает большую массу воздуха, движущегося в направлении зоны сгорания. Эта большая масса воздуха направлена в зону сгорания, способствуя смешиванию и получению полного сгорания подаваемого потока в ходе горения. В предпочтительном варианте сопла смонтированы на кольцевом трубопроводе, окружающем внутреннюю поверхность стенки колонны и присоединенном к источнику воздуха высокого давления посредством трубы, которая проходит через стенку колонны. Высокое давление подается трубой, которая проходит вверх наружу и через стенку сжигающей колонны к кольцевому трубопроводу распределения воздуха высокого давления и соплам подачи воздуха. Зона турбулентности, которая необходима для бездымной работы, создается, следовательно, перед зоной сгорания. Конкретная конструкция устройства, использованная на практике с применением настоящего изобретения, может быть различной в зависимости от объема горючего газа и геометрии наконечника или выпускного отверстия. Изобретение позволяет экономно использовать воздух высокого давления. Объем необходимого сжатого воздуха относительно мал в сравнении с количеством воздуха низкого давления или потока, используемого в известных устройствах. Более того, труба и сопла не подвержены обратному воздействию потока. Как отмечено выше, сжатый воздух не должен содержать загрязнений. В конкретном предпочтительном варианте выполнения настоящего изобретения выпускное отверстие колонны окружено оболочкой, как в известных установках, а отверстия в емкости горения проходят от сопел усиления потока воздуха вертикально в положение, соответствующее нижней кромке окружающей оболочки. 3. Установка элемента, обеспечивающего эффект Коанда. В еще одном предпочтительном варианте выполнения настоящего изобретения над выпускным отверстием установлен элемент, обеспечивающий эффект Коанда, далее преобразующий рисунок движения воздуха и топлива и нежелательных химических элементов в подаваемом потоке с тем, чтобы улучшить смешивание их с воздухом для обеспечения полного сгорания. В настоящем описании термин "элемент, обеспечивающий эффект Коанда", означает замкнутую поверхность, которая при помещении в поток заставляет соприкасающийся с ней поток следовать за профилем этой поверхности, увеличивая скорость потока, когда он находится в соприкосновении с поверхностью. Элемент, обеспечивающий эффект Коанда, для использования в настоящем изобретении определяется вращением одной, желательно двух пересекающихся дуг относительно вертикальной оси, совпадающей с осью сжигающей колонны. Элемент, обеспечивающий эффект Коанда, является твердым и его нижняя поверхность, обращенная к выпускному отверстию колонны, закруглена кверху. Нижняя дугообразная поверхность определяется дугой круга, имеющего меньший диаметр, чем верхняя дугообразная поверхность элемента, обеспечивающего эффект Коанда, которая в результате в сечении имеет форму,напоминающую усеченный конус. Поведение потоков, движущихся по поверхности элемента, обеспечивающего эффект Коанда, хорошо описано в литературе, а конкретная конфигурация наружной поверхности определяется на основе действительных размеров и условий работы конкретной сжигающей колонны. В соответствии с практическим применением настоящего изобретения элементы подаваемого потока и любой дополнительный воздух, подаваемый из сжигающей колонны, соприкасаются с нижней загнутой частью элемента, обеспечивающего эффект Коанда, и скользят вдоль наружной поверхности с более высокой скоростью, посредством чего создается окружающая зона низкого давления воздуха, что приводит к смешиванию потока с окружающим воздухом. Действительное сгорание возникает в области верхней части элемента, обеспечивающего эффект Коанда, и/или в пространстве над этим элементом. Этот способ работы позволяет уменьшить тепловую нагрузку на верхнюю часть сжигающей колонны и относящиеся к ней элементы, такие как концентрическая оболочка, если она имеется, держатели, трубопроводы и связанные с ними струи воздуха низкого давления и т.п. Известно применение элемента, обеспечивающего эффект Коанда, в конструкции и работе сжигающих колонн. Эти устройства известны как "тюльпановые наконечники". Применение таких устройств описано в US 4634372. Было обнаружено, что тюльпановые наконечники дают бездымное пламя только в ограниченном диапазоне рабочих условий. Тюльпановый наконечник не эффективен, когда условия обдува не стабильны и для работы необходимы относительно большие потоки газа. Более того, из-за большой контактной области между пламенем и металлом наконечника эти известные устройства имеют от-4 014471 носительно короткий срок работы. Элемент, обеспечивающий эффект Коанда, расположен над выпускным отверстием колонны, где он на его нижней поверхности контактирует с подаваемым потоком, а на его верхней поверхности - с быстро перемещаемым большим объемом атмосферного воздуха и сжатого воздуха, который перемещается между колонной и окружающей оболочкой. В результате эффекта Коанда происходит смешивание, при этом поток жидкости, поступающей из ограничивающего источника, стремится следовать по искривленной поверхности, соприкасаясь с ней и сворачивая с первоначального направления, которое было до соприкосновения. Итак, если поток воздуха следует вдоль твердой поверхности, которая слегка скруглена в сторону от первоначального направления воздушного потока, поток будет стремиться следовать по поверхности с тем, чтобы обеспечить максимальное время контакта между потоком и загнутой поверхностью. В зависимости от типа жидкости и рабочих условий радиусы скругления, обеспечивающие максимальное время соприкосновения, будут различными. Если скругление слишком острое, то поток будет соприкасаться какое-то время, затем оторвется и продолжит течь как раньше. Эмпирические определения могут быть выполнены на основе величин давлений и скоростей протекающих потоков. Элемент, обеспечивающий эффект Коанда, в варианте выполнения согласно настоящему изобретению удерживается с помощью множества радиально направленных удерживающих элементов, которые прикреплены к окружающей оболочке. Конфигурация и материал конструкции этих держателей выбирают с точки зрения их максимального срока службы, например в виде конструкции, расположенной вдоль потока с учетом особенностей потока. Материал конструкции это коррозионно-стойкий сплав никеля, железа и твердого хрома компанииHigh Performance Alloy Inc. of Tipton под торговой маркой "ИНКОЛОЙ" (INCOLOY). Предпочтительный вариант - это ИНКОЛОЙ 800 НТ, который имеет наивысшую ползучую прочность на разрыв. Химический баланс сплава обеспечит отличную сопротивляемость обугливанию, окислению и воздействию нитридов с тем, чтобы еще более свести к минимуму повреждения, вызванные воздействием на металлические элементы конструкции высоких температур сжигания в течение продолжительного времени. Выбранный сплав сопротивляется разрушению в течение длительного времени использования в температурном диапазоне от 1200 до 1600 С. Сплав также удобен для сварки известными способами с применением нержавеющей стали. Далее будут подробно описаны сжигающая колонна и способ ее работы со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых одинаковые элементы обозначены одинаковыми ссылочными позициями и на которых представлено следующее: фиг. 1 - разрез верхней части сжигающей колонны согласно одному предпочтительному варианту выполнения настоящего изобретения; фиг. 2 - вид сверху варианта выполнения по фиг. 1; фиг. 3 - вид сбоку верхней части наконечника сжигающей колонны согласно другому предпочтительному варианту выполнения настоящего изобретения с применением оболочки наконечника другой конструкции; фиг. 4 - вид сбоку верхней части наконечника сжигающей колонны согласно еще одному варианту выполнения настоящего изобретения с применением оболочки наконечника еще одной конструкции; фиг. 5 - схема системы управления подачей воздуха, согласно настоящему изобретению; фиг. 6 - вид сверху в пространстве отдельных секций другого варианта выполнения настоящего изобретения. Изобретение будет описано со ссылкой на фиг. 1, на которой схематично показана верхняя часть сжигающей колонны 10, завершающейся выпускным отверстием или наконечником 12, который открыт в атмосферу. Колонна снабжена одним или более воспламенителем 14, который используют должным образом для поджигания подаваемого потока, как только он появляется на выпускном отверстии 12 колонны. В данном варианте концентрический барьер или оболочку 50 располагают на верхней части колонны, при этом верхний конец 54 находится на той же высоте, что и выпускное отверстие 12 колонны. Оболочка 50 выполнена, по существу, цилиндрической формы и может быть прикреплена посредством держателей 55 к наружной стенке колонны 10. Смесь сжигаемого подаваемого потока 16 и особая конструкция колонны 10, выпускное отверстие 12 и воспламенители могут быть взяты любой известной конструкции, либо любой новой конструкции, которая будет разработана в будущем. В практическом варианте выполнения настоящего изобретения, приведенном на фиг. 1, трубопровод высокого давления 80 расположен вблизи внутренней поверхности емкости колонны 10 и соединен с соплами 82, расположенными по периферии так, чтобы направлять струи воздуха вверх к выпускному отверстию 12 колонны. В соответствии с конкретным предпочтительным вариантом выполнения настоящего изобретения сопла 82 являются соплами усиления потока воздуха, которые способны создать очень большие объемы движущегося воздуха, используя относительно малый объем сжатого воздуха. Выше сопел 82 расположена часть стенки колонны с отверстиями или перфорацией 92, через которые засасывается окружающий воздух из-за действия зоны низкого давления, создаваемого быстро движущимися струями воздуха, подаваемого соплами 82. Трубопровод 80 запитан от трубопровода 86, прикрепленного к трубопроводу высокого давления 34. Число усиливающих воздушный поток используемых-5 014471 сопел будет определяться диаметром колонны, объемом питающего потока, скоростью потока и другими величинами, которые понятны специалисту в данной области техники. В варианте, показанном на фиг. 1, вокруг внешней стороны колонны 10 имеется также трубопровод высокого давления 30, снабженный множеством сопел высокого давления 32 или иными выпускными отверстиями, каждое из которых создает струю воздуха, направленную вверх в направлении выпускного отверстия колонны и пламени. Трубопровод 30 питается от трубопровода высокого давления 34, который сообщается с источником сжатого воздуха. В предпочтительном варианте выполнения настоящего изобретения воздух подают в сопла под давлением примерно от 30 до 35 фунтов на кв.дюйм (2-2,4 атм). Как показано на фиг. 2, сопла высокого давления расположены на внутреннем и наружном трубопроводах 80 и 30 на определенных расстояниях друг от друга, определяемых геометрией колонны и наконечника пламени, составом сжигаемого возвратного потока и его давлением. Как показано на фиг. 1, выход воздушных потоков под давлением из сопел 32 и 82 на высокой скорости создает зону низкого давления вблизи сопел при подъеме воздуха. Воздух затягивается в колонну и в кольцевую область 56, расположенную между колонной 10 и оболочкой 50. Этот возникший воздушный поток порождает большой объем воздуха, который поднимается к пламени и беспорядочно смешивается с горячими газами, усиливая процесс сгорания горючего газа и нежелательных химических веществ, содержащихся в подаваемом потоке. Смесь является турбулентной, что дополнительно усиливает процесс полного сгорания возвратного потока. Для обеспечения достаточного потока атмосферного воздуха из области, расположенной вокруг и ниже сопел высокого давления 32 и 82, колонна 10 и наружная оболочка 50 в предпочтительном варианте снабжены множеством раздельных воздушных каналов 52 и 92 по их периметрам. Размеры, число и расположение воздушных каналов 52, 92 определяются требованиями к воздушному потоку для конкретной установки. Если трубопровод имеет такие размеры и конфигурацию, которые препятствуют движению подаваемого потока вверх по колонне, или движению воздуха между колонной и оболочкой,то имеются дополнительные воздушные каналы 52, 92, гарантирующие получение достаточного воздушного потока, обеспечивающего усиление процесса полного сгорания и создание завихрений в зоне 58 сгорания. Оболочка 50, расположенная вокруг наконечника, может также служить для усиления завихрений в зоне сгорания за счет высокой разности температур между металлом и воздухом. Распространение низкого давления в зоне реакции или сгорания способствует бездымному сгоранию, а также управляет потоком вокруг пламени. На практике применения настоящего изобретения количество используемого сжатого воздуха очень небольшое в сравнении с объемом воздуха, поступающего из атмосферы. Соотношение объема сжатого воздуха к объему атмосферного воздуха, затягиваемого в колонну и кольцевую область, может составлять до 1:300, в зависимость от конструкции колец и сопел. Как также показано на фиг. 1 и 2, множество расположенных на некотором расстоянии друг от друга лопаток или перегородок (36), в случае необходимости, предусматривают для направления потока воздуха в кольцевом пространстве между колонной (10) и оболочкой (50). Для ясности, представленное на фиг. 1-3 количество лопаток ограничено. Лопатки могут использоваться для обеспечения более равномерного распределения воздуха в центре пламени, благодаря перемещению расширяющейся массы воздуха по направленному пути через кольцевое пространство 56, в которое выступают эти лопатки. В предпочтительном варианте выполнения изобретения лопатки закреплены на фланцах оболочки каждого из сопел высокого давления, и наклонены от вертикали под любым углом, сравнимым с углом струи воздуха, выходящей из соседнего сопла. Таким образом, в представленном варианте воплощения, в общей сложности, предусмотрено шестнадцать лопаток, по две, ассоциированные с каждым из восьми сопел выпуска воздуха под высоким давлением. Лопатки могут иметь спиральную конфигурацию для направления поднимающейся массы воздуха к краю колонны. В еще одном предпочтительном варианте выполнения настоящего изобретения на периферии выпускного отверстия 12 колонны расположено множество сопел 40 управления потоком низкого давления,питаемых от трубопроводов 42. Сопла 40 питаются от источника низкого давления. Как показано на фиг. 1, сопла (40) сообщаются по текучей среде с устройством (45) понижения давления, расположенным после трубопровода (42). В качестве альтернативы, может быть предусмотрена отдельная система трубопровода низкого давления (не показана). Другие альтернативные компоновки для одной и/или обеих систем подачи и распределения воздуха высокого и низкого давления будут понятны для специалистов в данной области техники. Сопла (40) управления потоком низкого давления выполняют функцию сведения к минимуму влияния атмосферных боковых ветров, которые могут нарушить оптимальную структуру сгорания пламени, и вытолкнуть продукт сгорания - двуокись углерода, из пламени, для предотвращения дополнительных нежелательных реакций. В предпочтительном варианте воплощения сопла (40) имеют диаметр приблизительно 0,0625 дюйма (2 мм) и расположены через интервал 90 вокруг верхней части колонны. Сопла(40) низкого давления направлены под углом 45 к линии диаметра через отверстие колонны. В предпочтительном варианте воплощения, описанном выше, на трубопровод (30) установлено множество сопел(32) высокого давления. В альтернативном варианте воплощения в трубопроводе (30) может быть сформировано или другим способом предусмотрено множество направленно ориентированных выпускных отверстий, для выпуска воздуха под высоким давлением, вместо сопел (32). Эти выпускные отверстия предпочтительно расположены под углом приблизительно 45, и через них выпускают струи воздуха под высоким давлением в направлении по касательной, расположенной в непосредственной близости поверхности колонны, т.е. горизонтальный вектор струи воздуха расположен нормально к диаметру через выпускное отверстие. Важной особенностью настоящего изобретения является использование воздушных сопел, которые создают большое количество воздуха, поступающего из окружающей среды. Принципиальной особенностью используемого устройства является наличие распределительных колец и сопел. Распределительное кольцо может иметь сопла, расположенные на его поверхности, или выпускаемый воздух может образовывать кольца от множества подходящих заглушек. Конструкцию и тип сопла выбирают исходя из того,чтобы произвести высокоскоростную воздушную струю и связанную с ней зону относительно низкого давления, что вызывает подачу атмосферного воздуха из области, близкой к зоне горения, способствующего полному сгоранию возвратного потока. Как показано на фиг. 5, трубопровод 70 подаваемого в колонну потока направляет в нижнюю часть сжигающей колонны 10 многокомпонентную массу газов. Подаваемый поток проходит через зону контроля 100, которая содержит измеритель 102 величины потока, который может давать как визуальные показания, так и цифровой сигнал, который по линии 104 подается на блок управления 120. Трубопровод 106 из зоны контроля 100 доставляет пробу подаваемого потока в блок анализа 110 через заданные промежутки времени. Результаты анализа преобразуются в цифровую форму в блоке 110 и по линии 112 подаются на блок управления 120. Программируемый процессор 122 с помощью конвертора, соединенного с блоком анализа, вычисляет стехиометрические окислительные характеристики сжигаемых составляющих, опознанных блоком анализа 110, и запоминает результат вместе со всеми исходными данными в запоминающем устройстве. При необходимости процессор передает цифровые команды на контроллер 124 для регулирования потока воздуха в верхней части сжигающей колонны 10, поступающего по трубопроводу высокого давления 34. Высокое давление воздуха может быть обеспечено посредством компрессора 132 или любого другого подходящего источника, имеющегося в наличии. Управляющий вентиль 130 снабжен контроллером 134, на который по линии 136 подаются сигналы с контроллера 124. Прибор 138 измерения высокого давления воздуха может также давать визуальные показания и цифровой сигнал, который подается на процессор 122 по линии 139. Согласно способу работы варианта устройства по настоящему изобретению процессор 122 определяет изменение состава подаваемого потока в питающем трубопроводе 70 и передает эти данные в контроллер 124, который, в свою очередь, передает соответствующий сигнал на контроллер 134 клапана,чтобы произвести соответствующую регулировку клапана 130 управления потоком воздуха. Например,если стехиометрический окислительный показатель возрастает в результате изменения состава подаваемого потока, клапан 130 открывается для того, чтобы увеличить поток воздуха высокого давления через питающий трубопровод 34 на трубопровод 80 и сопла 82 в верхней части колонны. Запрограммированная работа блока управления 120 учитывает общее влияние возросшего потока воздуха через сопла в виде количества воздуха, затянутого в колонну и/или кольцевую зону между колонной и оболочкой 50. На фиг. 6 приведен обеспечивающий эффект Коанда элемент 200, установленный на верхней части сжигающей колонны 10. В показанном варианте выполнения множество держателей 210, выступающих из соседней окружающей оболочки 50, в предпочтительном случае изготовлены из коррозионностойкого материала и установлены в направлении по потоку с тем, чтобы свести к минимуму их увлечение проходящим потоком и потенциальный коррозионный эффект. В данном варианте сопла 32 воздуха высокого давления присоединены к кольцевому трубопроводу 30, который окружает наружную поверхность верхнего края колонны. Концентрическая оболочка снабжена отверстиями 52, допускающими окружающий воздух в кольцевую область низкого давления, созданную влиянием быстро движущегося воздуха, выходящего из сопел высокого давления. Элемент, обеспечивающий эффект Коанда 200, служит для увеличения до максимума подаваемого потока вдоль его внешней поверхности, который, в свою очередь, будет создавать турбулентное перемешивание воздуха в зоне смешивания и практически полное сгорание нежелательных химических веществ и топлива в зоне сгорания над элементом. Из фиг. 6 ясно, что вертикальная ось элемента, обеспечивающего эффект Коанда, располагается вдоль продольной оси сжигающей колонны. Такое расположение усиливает симметричное течение поднимающегося подаваемого потока 70 и потоков воздуха при соприкосновении с поверхностью элемента,обеспечивающего эффект Коанда 200. Настоящее изобретение было описано со ссылкой на ряд конкретных вариантов его выполнения. Для специалиста в данной области техники очевидно, что модификации и другие сочетания элементов и функций могут быть приняты не выходя за область основного изобретения, сущность и объем которого определяются прилагаемой формулой.-7 014471 ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Сжигающая колонна, снабженная устройством сжигания нежелательных химических веществ,содержащихся в выбросах сжигающей колонны, причем сжигающая колонна (10) имеет боковую стенку,заканчивающуюся выпускным отверстием (12) для выпуска сжигаемого подаваемого потока (16), включающего сжигаемую смесь, образованную нежелательным химическим веществом и горючим газом,воспламенитель (14), расположенный вблизи выпускного отверстия (12) колонны для возгорания пламени, и оболочку (50), которая отделена от наружной поверхности колонны (10) и окружает ее вблизи выпускного отверстия (12) колонны, при этом указанное устройство содержит множество сопел (82) усиления потока воздуха высокого давления, расположенных раздельно вдоль внутренней поверхности колонны ниже нижнего края выпускного отверстия (12) сжигающей колонны, при этом каждое из сопел усиления потока воздуха направлено к выпускному отверстию (12) колонны и в направлении движения подаваемого потока; источник воздуха (34) высокого давления, сообщающийся по текучей среде с множеством сопел (82) усиления потока воздуха; и множество отверстий (92), проходящих через боковую стенку колонны (10) выше и в непосредственной близости к соплам (82) усиления потока воздуха, так что при выпуске воздуха из сопел усиления потока воздуха образуется множество высокоскоростных воздушных струй, обеспечивающих движение массы воздуха, которая затягивает дополнительный атмосферный воздух в подаваемый поток (16), движущийся вверх по колонне, и улучшение смешивания сжигаемого подаваемого потока (16) с наружным окружающим воздухом. 2. Сжигающая колонна по п.1, содержащая воздушный трубопровод (80) высокого давления, при этом каждое сопло (82) усиления потока воздуха установлено на трубопроводе (80), а трубопровод сообщается с источником воздуха высокого давления. 3. Сжигающая колонна по п.2, в которой трубопровод (80) расположен в непосредственной близости от поверхности внутренней стенки сжигающей колонны (10). 4. Сжигающая колонна по п.1, которая выполнена таким образом, что струя воздуха, выходящая из каждого сопла (82) усиления потока воздуха, направлена вдоль оси сжигающей колонны (10). 5. Сжигающая колонна по п.1, в которой оболочка (50) является концентрической относительно сжигающей колонны (10). 6. Сжигающая колонна по п.5, в которой в нижней части оболочки (50) выполнено множество впускных воздушных каналов (52). 7. Сжигающая колонна по п.5, в которой сопла (82) усиления потока воздуха расположены ниже нижнего края (55) оболочки (50). 8. Сжигающая колонна по п.1, содержащая элемент (200), обеспечивающий эффект Коанда, расположенный над верхним краем выпускного отверстия (12) колонны. 9. Сжигающая колонна по п.1, содержащая множество сопел (40) управления потоком низкого давления, расположенных вокруг периферии выпускного отверстия (12) колонны и сообщающихся с источником воздуха (45) низкого давления для образования на основании пламени завесы воздуха, направленной наружу от выпускного отверстия (12). 10. Сжигающая колонна по п.1, содержащая блок (110) анализа, служащий для того, чтобы с определенными интервалами определять стехиометрические окислительные характеристики и за счет этого обеспечивать полное сгорание нежелательного химического вещества и горючего газа, входящих в состав подаваемого потока (16), а также клапан (130) управления потоком воздуха, управляющий величиной потока воздуха высокого давления, поступающего на сопла (82); и блок (120) управления потоком воздуха, соединенный с клапаном (134) управления потоком воздуха для регулирования величины потока массы воздуха высокого давления в зависимости от вычисленного блоком (110) анализа минимального окислительного показателя так, чтобы величина показателя окисления воздуха высокого давления соответствовала или превышала показатель, необходимый для полного сгорания подаваемого потока(16). 11. Сжигающая колонна по п.1, которая выполнена таким образом, что сгорание нежелательных химических веществ происходит в зоне сгорания, которая приподнята над выпускным отверстием (12) колонны (10) и оболочки (50). 12. Сжигающая колонна по п.6, имеющая размеры и конфигурацию для того, чтобы направлять окружающий атмосферный воздух, проходящий через множество впускных воздушных каналов (52), вверх в направлении выпускного отверстия (12) колонны. 13. Сжигающая колонна по п.1, в которой множество отверстий (92) проходят через боковую стенку колонны в виде множества каналов для впуска воздуха, которые расположены ниже концентрической преграждающей оболочки (50). 14. Сжигающая колонна по п.1, в которой каждое из множества сопел (82) усиления потока воздуха направлено вверх и расположено в зоне ниже множества отверстий (92) в боковой стенке сжигающей колонны (10). 15. Сжигающая колонна по п.9, в которой сопла (40) управления потоком направлены внутрь к центральной оси выпускного отверстия (12).-8 014471 16. Сжигающая колонна по п.1, в которой концентрическая оболочка (50) расположена выше выпускного отверстия (12) колонны. 17. Способ работы сжигающей колонны по любому из пп.1-16, снабженной устройством сжигания нежелательных химических веществ, содержащихся в выбросах сжигающей колонны, в котором принимают в колонну сжигаемый подаваемый поток (16), образованный из сжигаемой смеси нежелательных химических веществ и горючего газа; выпускают сжигаемый подаваемый поток (16) из выпускного отверстия (12) сжигающей колонны (10); воспламеняют сжигаемый подаваемый поток для образования пламени в зоне сгорания; образуют множество высокоскоростных потоков в виде струй потока воздуха по периферии внутренней части сжигающей колонны (10) и выше выпускного отверстия (12) колонны так, что каждая струя движется вверх по направлению к зоне сгорания с тем, чтобы создать над выпускным отверстием (12) колонны зону низкого давления и обеспечить турбулентное смешивание окружающего колонну атмосферного воздуха, входящего в зону низкого давления, со сжигаемым подаваемым потоком (16) перед зоной сгорания, улучшая сжигание подаваемого потока (16). 18. Способ по п.17, который осуществляют таким образом, что каждая из множества воздушных струй движется вдоль внутренней стенки колонны из положения ниже выпускного отверстия (12) колонны. 19. Способ по п.17, в котором осуществляют всасывание атмосферного воздуха, окружающего колонну, через множество отверстий (92), расположенных по периферии колонны (10), посредством чего атмосферный воздух, окружающий колонну (10), засасывается в колонну (10) и перемешивается с подаваемым потоком (16). 20. Способ по п.19, в котором пропускают перемешанный атмосферный воздух и подаваемый поток(16), выходящий из выпускного отверстия (12) колонны, по поверхности элемента (200), обеспечивающего эффект Коанда, так что достигается дальнейшее перемешивание подаваемого потока (16) с атмосферным воздухом. 21. Способ по п.17, в котором определяют посредством блока (110) анализа стехиометрические окислительные показатели процесса с тем, чтобы обеспечить полное сжигание нежелательного химического вещества и горючего газа, входящих в состав подаваемого потока (16); управляют посредством клапана (130) потоком воздуха высокого давления, поступающего на сопла (82), посредством блока (120) управления потоком воздуха, соединенного с клапаном (130) управления потоком воздуха, регулируют величину потока массы воздуха высокого давления в соответствии с вычисленным блоком (110) анализа минимальным окислительным показателем и управляют величиной потока воздуха высокого давления,подаваемого из сопел (82), для получения показателя окисления воздуха в верхней части зоны сгорания,который соответствует или превышает показатель окисления, необходимый для полного сгорания подаваемого потока (16).