帶有再循環煙道氣的預燃室的燃燒系統的製作方法

2023-05-17 07:27:16 3

專利名稱：帶有再循環煙道氣的預燃室的燃燒系統的製作方法
帶有再循環煙道氣的預燃室的燃燒系統對相關申請的交叉引用
本申請要求2008年9月沈日提交的臨時申請No. 61/100, 372的權益。該臨時申請的公開內容經此引用併入本文。本申請與下列申請相關申請No. 12/238，612，名稱為「OXY/FUEL COMBUSTION SYSTEM WITH LITTLE OR NO EXCESS OXYGEN」，代理人卷號 No. 07228 USA，在 2008 年 9 月沈日與本申請同時提交，轉讓給本公開的受讓人並全文經此引用併入本文；申請No. 12/238，632，名稱為 「COMBUSTION SYSTEM WITH STEAM OR WATER INJECTION」，代理人卷號 No. 07238 USA，在2008年9月沈日與本申請同時提交，轉讓給本公開的受讓人並全文經此引用併入本文；申請No. 12/238，644，名稱為"COMBUSTION SYSTEM WITH PREC0MBUST0R，，， 代理人卷號No. 07255 USA，在2008年9月沈日與本申請同時提交，轉讓給本公開的受讓人並全文經此引用併入本文；申請No. 12/238，657，名稱為「OXY/FUEL COMBUSTION SYSTEM WITH MINIMIZED FLUE GAS RECIRCULATION」，代理人卷號 No. 07257 USA，在 2008 年 9 月沈日與本申請同時提交，轉讓給本公開的受讓人並全文經此引用併入本文；申請No. 12/238，671，名稱為 「C0NVECTIVE SECTION COMBUSTION」，代理人卷號 No. 07254 USA，在 2008年9月沈日與本申請同時提交，轉讓給本公開的受讓人並全文經此引用併入本文；申請No. 12/238，695，名稱為「OXY/FUEL COMBUSTION SYSTEM HAVNIG COMBINED C0NVECTIVE SECTION AND RADIANT SECTION」，代理人卷號 No. 07247 USA，在 2008 年 9 月洸日與本申請同時提交，轉讓給本公開的受讓人並全文經此引用併入本文，和申請No. 12/238, 731, 名稱為 「PROCESS TEMPERATURE CONTROL IN OXY/FUEL COMBUSTION SYSTEM」，代理人卷號 No. 07239 USA，在2008年9月沈日與本申請同時提交，轉讓給本公開的受讓人並全文經此引用併入本文，和申請 No. 12/238，713，名稱為 「TRANSIENT OPERATION OF OXY/FUEL COMBUSTION SYSTEM」，代理人卷號No. 07259 USA，在2008年9月洸日與本申請同時提交， 轉讓給本公開的受讓人並全文經此引用併入本文。
背景技術：
本公開涉及燃燒系統。特別地，本公開涉及氧/燃料燃燒系統。在(X)2捕獲和/或提純方面，鍋爐和工藝加熱器從空氣/燃料轉化成氧/燃料運行代表對成熟技術的重大修改。圍繞引入這些鍋爐和加熱器性能中的效應的大量技術論述著眼於輻射和對流交換之間的傳熱分布及其對工藝效率和部件壽命的影響。許多大型鍋爐和加熱器用許多燃燒器運行。這些燃燒器賦予反應物以混合和動量，這基本決定如火焰長度、形狀、光度和碳燃盡效率之類的因素。工藝工程師和操作員在多年運行期間微調這些性能因素以促成能夠提高部件壽命和工藝效率的工藝條件。但是， 已知的是，主要由於氮氣與二氧化碳之間輻射係數和熱容的差異，使用合成空氣(co2/o2)的氧/燃料運行用的反應物流速可能低於在同等空氣/燃料燃燒率下的流速。由於現有商業實踐中所用的燃燒器設計的數量極大，嘗試優化各燃燒器設計是不實際的。更實際的是，提供可安裝到現有或未來燃燒器上的裝置以便為它們在鍋爐和工藝加熱器運行過程中遇到的火焰特性提供可調節性。本公開的目的因此是描述能夠實現這種可調節性的在鍋爐和工藝加熱器中使用的氧-燃料燃燒器的運行裝置和方法。在固定燃料燃燒率下，煙道氣再循環可能允許工藝操作員優化該系統內的熱交換。通常，在空氣/燃料燃燒的情況下，煙道氣再循環與氧氣流速的比例導致25至30摩爾％的A在(X)2中的混合濃度。考慮火焰溫度匹配時的該含量不同於為使熱交換特性匹配的該含量，這也取決於燃料。此外，燃燒器火焰動量在這種優化中的相對重要性基本未知。美國專利No 5，256，058公開了使用在燃燒器和工藝爐之間的預燃室的氧-燃料燃燒器。美國專利No. 5，199，866公開了可調節的氧-燃料燃燒器。這些美國專利的公開內容經此引用併入本文。在本領域中需要可以在燃燒器中使用再循環煙道氣(RFG)以產生具有合意性質的火焰的氧/燃料燃燒系統和及其使用方法。

發明內容
本發明通過提供帶有利用再循環煙道氣、燃料和氧氣以調節氧/燃料火焰的性質的預燃室的燃燒器解決與常規實踐相關的問題。本發明的燃燒系統的合意方面包括
將RFG和&引入預燃室的各種構造 使用至少一定最低溫度的RFG以促進點火 火焰穩定性，包括從預燃室端面發出的火焰 使用Rre控制燃燒系統的溫度 幾何參數
〇預燃室橫截面積隨距離的變化 綜合設計
〇使用分段RFG (內部/外部或在內部分段)在燃燒器的整個燃燒率範圍內保持一致的火焰動量
〇使用分段仏(內部/外部或在內部分段)改變最大火焰溫度和熱釋放速率。本發明的一個方面涉及使用RFG以控制或改變某些火焰特性。例如，可以使用RFG 作為熱屏(thermal shield)(例如，在等效體積基礎上，RFG作為熱屏比使用空氣或仏更有效)。這歸因於RFG主要包含(X)2和水蒸汽並因此在燃料存在下相對非反應性的事實，也歸因於RFG與&和隊兩者相比更高的熱容和輻射吸收性。儘管在本發明中可使用任何合適的RFG源，在無幹粒子的基礎上，RFG通常包含大約50至大約90體積％C02，其餘部分可以包括(be comprised of)氧氣、氮氣、氬氣、一氧化碳、氮氧化物、硫氧化物和其它微量組分中的至少一種。Ri7G的水分數通常小於或等於在燃燒器入口溫度下的水蒸氣飽和量。RFG 的粒子載量取決於燃料類型和在注入燃燒器之前可能的RFG過濾。本公開在此包括要與使用再循環煙道氣的氧-燃料燃燒器聯合使用的預燃室系統。本公開還包括將料流引入預燃室以實現火焰性質的所需改進的方法。本發明的一個方面涉及燃燒系統，其包含預燃室，該預燃室包含沿該預燃室延伸的通道，所述通道適合於從具有縱軸的燃燒器接收反應產物，其中該縱軸與該通道重合，且其中該燃燒器包含包圍中心孔的至少兩個環形流體孔，以使離開所述至少兩個周圍流體孔的流體包圍離開該中心孔的流體，且其中離開這些孔的流體包含選自氧氣、燃料、RFG及其混合物的至少一員。
本發明的另一方面涉及氧/燃料燃燒系統，其包含具有燃料導管和包圍該燃料導管的氧氣導管和包圍該燃料導管和氧氣導管中的至少一者的再循環煙道氣導管的氧-燃料燃燒器，以及經定尺寸和定位以從該燃燒器接收料流的預燃室。本發明的再一方面涉及燃燒燃料的方法，包括提供燃燒系統，該燃燒系統包括預燃室，該預燃室包含沿該預燃室延伸的通道，所述通道適合於從具有縱軸的氧/燃料燃燒器接收料流，其中該縱軸與該通道重合，且其中該燃燒器包含包圍中心燃料孔的至少兩個同心流體孔，以使離開所述至少兩個周圍流體孔的流體包圍離開該中心孔的燃料，且其中所述至少兩個周圍孔中的一個含有氧氣和一個含有RFG，使氧氣、燃料和再循環煙道氣通過它們在氧/燃料燃燒器中的各自導管；和使這些料流通過預燃室；其中響應外部測量改變氧氣和再循環煙道氣中的至少一種的流速。本文中公開了該方法和系統的其它方面。本領域技術人員根據下列詳述和附圖將會認識和理解如上論述的特徵以及本發明的其它特徵和優點。附圖的若干視圖的簡述。

圖1-18顯示本公開的各種方面。圖1和2顯示本發明的燃燒系統的一個方面。圖3和4顯示使用預燃室可實現的合意結果。圖5顯示本發明中可用的不同預燃室。圖6至8顯示與改變向燃燒器供應的料流的位置相關的本發明的某些方面。圖 ο和Ii顯示通過控制向本發明的燃燒系統供應的Rre可實現的一個合意結^ ο圖12和13顯示通過控制向本發明的燃燒系統供應的氧氣可實現的一些合意結^ ο圖9和14至20顯示與將向燃燒器供應的各種料流分段相關的本發明的某些方圖21至沈顯示通過本發明可實現的合意溫度和速度分布。發明詳述
本文所用的術語「燃料」是指適合燃燒用途的任何燃料。例如，本公開可用於許多類型的燃料，包括但不限於天然氣、氫氣、煉油廠廢氣、煉油廠燃料氣體、高爐煤氣、丙烷、燃料油、無煙煤、煙煤、次煙煤和褐煤；焦油；浙青；石油焦；造紙廠汙泥固體物和下水道汙泥固體物；木材；泥炭；草；和所有這些燃料的組合和混合物。本文所用的術語「氧氣」是指A濃度大於大約30摩爾％ ；通常大於大約80摩爾％的氧化劑，並包括富氧空氣和與再循環煙道氣混合的氧氣。本文所用的術語氧/煤燃燒是指在氧氣中的煤燃燒，術語空氣/煤燃燒是指在空氣中的煤燃燒，術語氧/燃料燃燒是指在氧氣中的燃料燃燒，和術語空氣/燃料燃燒是指在空氣中的燃料燃燒。本文所用的術語「燃燒流體」是指由燃燒產物形成和/或與燃燒產物混合的流體，其可用於對流傳熱。該術語不限於燃燒產物並可包括與至少一部分燃燒系統混合或以其它方式行經至少一部分燃燒系統的流體。本文所用的術語「再循環煙道氣」或「RFG」是指在沿對流段的任何合適位置(包括末端)離開的再循環到該系統任何部分的流體。如果需要，氧氣可以在任何合適的位置添加到RFG中(例如，在引入燃燒器和/或預燃室之前，Ri7G可包含最多30摩爾％02)。本文所用的術語「煙道氣再循環」或「TOR」是
6指允許燃燒流體再循環到再循環煙道氣中的構造。儘管可以使用任何合適的煙道氣源(包括但不限於，來自毗連或獨立工藝的煙道氣)，但該煙道氣通常包含來自本發明的系統的使用的燃燒產物。現在參照附圖，圖1和2顯示本公開的一個示例性實施方案。燃料從燃燒器3經導管或管道1引入預燃室2。氧氣經導管或管道4引入並包圍燃料導管1，再循環煙道氣經導管或管道5引入並包圍氧氣導管4。燃料、氧氣和再循環煙道氣可根據常規裝置和方法連接和供應至它們各自的導管。暴露在適當條件下時，燃料和氧氣沿預燃室2的長度反應以便在預燃室端面6形成火焰，由此將熱釋放到爐或利用熱的其它環境(未顯示)中。經一個或多個下列來源吸收的熱可引發氧氣與燃料反應 來自爐的輻射
輻射(直接)或經中間Ri7G流的傳導/對流形式的來自預燃室壁的能量 來自反應物預熱的對流
獨立能量源，如點火器或引燃火焰(pilot flame)。在燃料和氧氣反應時，反應物燃燒，由此消耗並轉化成產物，反應混合物的溫度提高。隨著溫度提高，反應速率進一步提高，導致隨著沿預燃室的距離逐漸更快地出現溫度變化。也就是說，溫度vs.距離曲線相對於距離軸是凹形的。由於氣體密度與溫度成反比，密度因此隨距離急劇降低。在具有恆定流動橫截面積的預燃室中，結果逐漸提高混合物速度。 計算結果顯示在圖3中，其顯示隨氧氣-天然氣火焰經過預燃室的距離，混合物溫度和速度的提高。現在參照圖3和4，在標稱長徑比為10的預燃室中可達到3倍的平均混合物速度提高。圖3和4中所示的x/D是從燃料噴嘴出口到預燃室出口的距離除以預燃室橫截面的液力內徑。在圓形通道的情況下，液力直徑等於實際直徑。對非圓形橫截面而言，例如，液力直徑Dh可以等於(橫截面積除以周長)的四倍。用於這種相同建模情況的預燃室內的氧氣消耗顯示在圖4中。類似於溫度和加速度的趨勢，該圖顯示隨沿預燃室長度遞增的距離，氧氣消耗的變化。氧氣消耗表明，熱火焰界面與相對較冷的預燃室壁之間的氣體屏障發生侵蝕。因此，為了實現如圖3中所示的反應混合物的高加速程度，預燃室中的氧氣有幾乎或完全消耗的危險。在本發明的一個方面中，使用RFG作為預燃室壁(圖2中的7)和氧氣/燃料之間的氣體屏障或緩衝以控制預燃室壁的溫度(例如，RFG可具有大約373至大約1271的溫度)。如果不存在RFG保護預燃室壁免受熱焰破壞，該壁會暴露在高溫氧/燃料火焰下並可能最終受到高溫破壞。無論如何， Ri7G的存在降低，即使不防止，其發生並由此實現更大運行範圍。氧氣消耗vs距離曲線的性質(即大於線性氧氣消耗)也表明，隨著預燃室長度和加速等級提高，反應的控制變難。也就是說，反應速率的小微擾(例如可能由反應物流動不均勻性或外加湍流引起)會造成隨著燃燒反應繼續進行，氧氣消耗提高速率的逐漸遞增。在一些情況下，這在不使用RFG的構造中造成運行條件的更窄範圍。上述圖表明，Rre存在的一個合意益處是提供輔助屏障以防止高溫火焰界面與預燃室壁之間的接觸。不希望受制於任何理論或解釋，但據信，Ri7G流的保護作用主要取決於預燃室壁與氧氣流外緣之間的距離(例如，因為這可規定RFG流的初始屏障寬度)。但是，另一參數是RFG、燃料和氧氣流之間的相對流速和速度。歸因於例如使用具有低RRi流速的大 RFG通道的RFG與氧氣之間的高速度差可能造成RFG與氧氣流的快速剪切混合和保護性屏障的隨後侵蝕。與太小Ri7G通道寬度結合的太大RRi流速可能造成類似效應。因此可以建立與預燃室尺寸相容的RFG流速範圍。為使反應性02流體與保護性RFG流之間的混合最小化，初始流速比(Rl=速度02/速度RFG)可以在下列方程式1規定的範圍內。更通常，Rl 可以為大約0.3至大約3.0。0. 5 < Rl < 2. 0[1]
通過具有隨距離而降低的預燃室流道橫截面，可以提高火焰加速程度以超過用恆定流動橫截面可達到的程度。儘管這種預燃室設計照慣例由於料流流向的改變和熱氣隨後壓向預燃室壁而不合意，但根據本發明使用Rre控制溫度使這可行，由此增寬由單燃燒器可實現的火焰動量範圍。參照圖如至5c，在圖如和恥中顯示具有會聚預燃室設計的兩個構造。圖如和恥顯示具有以圖1和2中所示的方式供應的氧氣、燃料和再循環煙道氣的預燃室10，其中預燃室的橫截面尺寸改變。圖fe顯示具有鄰近預燃室端面的降低橫截面11 的預燃室10。圖恥顯示具有會聚橫截面12及其後的降低和均勻橫截面13的預燃室10。 預燃室10也可以使用直預燃室段14，其後為發散段15，再通往工藝爐(未顯示)。在這種情況下，如圖5c中所示，在如上所述的直段中發生加速，而發散段促進爐氣體(不同於再循環煙道氣)的再循環，這提高湍流混合，有助於火焰回火(即稀釋)和可能降低NOx排放。因此，具有RFG的預燃室設計是本發明的一個合意方面並可用於控制燃燒器的運行以及調節火焰特性。通過下列方程式2，更通常通過下列方程式3顯示燃料和氧化劑的初始流速之間的合意的設計關係，其中R2等於速度02/速度燃料。0. 5<R2<2. 0 [2] 0. 3<R2<3. 0 [3]
預燃室中RFG的使用簡單地通過充當火焰與壁之間的緩衝來實現燃料和氧氣的更高預燃程度和因此，燃料/氧氣流進入工藝爐的更高加速程度，同時Ri7G流本身的動量可用於調節火焰特性。RI7G流可以在滲入該爐時增加反應混合物的總體積和動量，由此抵消浮力的的作用。由此，Ri7G的使用是延長火焰和穩定湍流爐環境內的環境的有效手段。但是，本領域技術人員會認識到，通過具體控制RFG流，可以實現額外作用。例如，在RFG流中增加渦旋可能導致火焰在進入爐空間時變短和變寬，同時其也提高A與Ri7G之間的剪切，由此降低保護層的寬度。與預燃室一起使用RFG的另一益處是作為燃料和氧氣在預燃室內的點火手段。例如，可以提高Rre流的溫度至一定程度以向燃料和氧化劑流提供所有或一部分點火能量以促進該混合物在預燃室內的快速點火。這可以以幾種方式實現。例如
如圖2中那樣在氧氣和燃料外部引入熱RFG 如圖6和7中那樣與氧氣或燃料摻合的熱RFG 如圖8中那樣位於氧氣和燃料之間的熱RR；。現在參照圖6、7和8，圖6和7顯示圖2中所示的燃燒系統的一個方面，例外是將一部分RFG引入燃料和氧氣至少一種中。可以使用常規連接線路和方法將RFG與燃料和氧氣至少一種合併。圖8顯示另一輸送布置，其中在燃料與氧氣之間引入RR；。在圖6-8中所示的各方面中，使用預燃室2。禾Ij用熱RFG向預燃室內的反應物提供點火能量的優點在於，其不要求為該方法增加單獨的熱交換器。也就是說，已將該Rre流加熱至例如隨爐系統的運行而變的溫度。在本發明的這一方面中，該RFG具有大約373至大約1273 K的溫度。本發明的另一方面涉及通過如圖9中所示延遲RRi流與氧化劑和燃料流之間的混合來在保持RFG的保護性益處的同時改進火焰穩定性。現在參照圖9，這可以通過利用屏障8將進入預燃室2的RFG流入口 5分段以使相對較純的02流4可以與燃料1混合以引發燃燒來實現。隨後在燃料/氧氣混合物下遊添加RFG5以保護預燃室壁免受火焰撞擊。根據本發明用Rre運行的氧-燃料燃燒器可以在寬的條件範圍內穩定地以幾乎恆定動量運行。例如，在圖10中所示的本發明的另一方面中，預燃室2連向燃燒器3，其使用由RFG流20供應的兩個RFG流21和22。一個RFG流21流經預燃室，而另一 RFG流22在預燃室外流動。Ri7G流20中的閥23能夠根據工藝變量控制內部/外部RRi分流。可用於起動閥23和改變內部/外部Rre分流的工藝變量包括，但不限於，燃燒率、觀察火焰的傳感器、測量預燃室溫度的傳感器、爐中的熱通量傳感器、排放物測量或爐氣體/工藝流體溫度或其組合。例如，當使用燃燒器燃燒率作為起動變量時，控制方案可以如下進行在相對較低燃燒率下，內部RFG流最大化，由此增加動量和因此保持燃燒器火焰長度，而在相對較高燃燒率下，外部RFG流最大化，因此縮減內部動量，同時火焰長度在名義上保持相同。上一段中公開的本發明的方面涉及運行本發明的燃燒系統以使燃燒器火焰長度的變化最小化的方法並定性顯示在圖11中。現在參照圖11，圖11顯示改變內部/總RFG 流速比的影響。例如，當燃燒器在其最低燃燒率設定下運行時，通常需要使內部Rre流速保持相對較高。類似地，在相對較高的燃燒率下，外部Rre流高。在圖11中，顯示產生基本恆定火焰長度(即通過燃燒器動量控制)的內部/總RFG的變動。通過如該圖中定性描述的那樣可能改制和適當改變RFG，本發明能夠產生具有基本恆定動量的火焰，即使燃燒率可能提高或降低。因此，圖10和11中所示的本發明的方面也可擴展燃燒器的燃燒率範圍。在圖12中顯示本發明的另一方面，其中在圖10的方面中增加可控的內部和外部氧氣(相對於預燃室)。圖12中所示的方面提供能夠提高對NOx排放和火焰性質如溫度和熱通量的控制的優點。例如，通過在固定燃燒率下減少內部O2和增加外部02，降低最大火焰溫度和熱通量，通常延長火焰，並以導致(熱和燃料)NOx生成量降低的方式改變反應化學。或者，通過經閥M增加內部O2和減少外部O2，可以實現更高的最大火焰溫度和更短、 更緊湊的火焰以及更高的最大熱釋放速率。RFG在這方面中起到的有用作用是實現更有力 (aggressive)或受控的「分段」(例如，在內部和外部O2流之間的更大離散)和因此，對最大火焰溫度、熱通量、火焰長度和NOx排放的更寬控制範圍，而不犧牲火焰穩定性或預燃室機械完整性。類似於圖10所示的本發明的方面，用於控制內部vs.外部氧氣分流的起動變量或參數可以在上述組別中，或來自對所涉工藝爐的運行更重要的另一組。由預燃室內RFG和02的同時可變性提供的額外火焰控制自由度定性顯示在圖13 中。對於內部/總02比的各個值，描繪內部/總Rre隨燃燒器燃燒率的變動，它們產生恆定火焰長度。注意，隨著該比率降低，燃燒效率最終降低，並可能達到可實現的氧氣分段程度的實用極限。該實際極限取決於燃料性質、爐和燃燒器設計。現在參照圖14至19。這些圖顯示本發明的另一些方面，其中可通過分段控制一個或多個材料流。現在參照圖14和15，這些圖顯示實現預燃室內的O2分段或RRi分段的方式的一個實例。現在參照圖16和17，這些圖顯示實現燃燒器/預燃室系統內的化分段或 Ri7G分段但不將所有02或RRi注入預燃室反應空間的方式。如果需要，也可以藉助如圖10和12中所示的控制閥實現這兩個&流之間或這兩個RFG流之間的比率。在本發明的一個方面中，可以使用多個O2和或RRi入口流控制或改進火焰穩定性。例如，如圖18中所示，中心第一 O2和第二 O2流可包圍燃料流。O2與燃料流之間的這種增加的接觸面積提高火焰穩定性並可減少燃料NOx (由燃料氮產生的NOx)，這因此對固體或液體燃料而言尤其重要。或者，可以如上所述使用Ri7G加熱燃料和/或02。但是，為了促進氧化劑流與燃料流之間的混合，可以在氧化劑和燃料流之間使用僅一部分RFG。其餘RFG (如果需要，其可處於低得多的溫度)可如圖19中所示作為保護劑在氧化劑流外部注入預燃室。現在參照圖20，該圖顯示本發明的另一方面，其將與可能撞擊預燃室壁的燃料相關聯的歸因於燃料霧化(例如液體燃料)或燃料輸送(例如固體燃料)的任何不利影響減至最低。在這方面中，燃料噴嘴可以如圖20中所示移動或延伸到預燃室內。除上述各種方面外，可以在不背離本發明範圍的情況下合併上述方面以產生其它方面或實施方案。例如，預燃室和/或料流入口可以是非圓形的，如矩形或多邊形。這使火焰成型以實現更方向特異性的輻射釋放。提供下列實施例以例證本發明的某些方面且不應限制所附權利要求的範圍。 實施例ANSYS/FLUENT版本6. 3計算流體動力學(CFD)軟體包進行本發明的某一方面的分析。結果顯示在圖21至沈中。該分析中建模的燃燒器具有圖2中公開的構造。也就是說，在中心導管引入燃料(在這種情況下為天然氣)，在第一環形導管中引入氧氣，並在第二 (外)環形導管中引入再循環煙道氣(RFG)。假定Rre為純C02。來自燃燒器的料流排出到9 英寸直徑X20英寸長的預燃室中，其排放到爐中。各種通道的流動橫截面積列在表1中。表 權利要求
1.燃燒系統，該系統包含預燃室，該預燃室包含沿該預燃室延伸的通道，所述通道適合於從具有縱軸的燃燒器接收反應產物，其中該縱軸與該通道重合，且其中該燃燒器包含包圍中心孔的至少兩個環形流體孔以使離開所述至少兩個周圍流體孔的流體包圍該離開中心孔的流體，且其中這些孔中的一個含有氧氣，一個含有燃料，一個含有RKi。
2.權利要求1的燃燒系統，其中該中心孔包含至少一種燃料，該燃料包括選自天然氣、氫氣、煉油廠廢氣、煉油廠燃料氣體、高爐煤氣、丙烷、燃料油、無煙煤、煙煤、次煙煤和褐煤、焦油、浙青、石油焦、造紙廠汙泥固體物和下水道汙泥固體物、木材；泥炭和草的成員。
3.權利要求1的燃燒系統，其中該RFG孔包圍該氧氣孔。
4.權利要求1的燃燒系統，其中該燃燒器的尺寸足以實現大約0.3至大約3. 0的流速比Rl =氧氣速度/RFG速度。
5.氧/燃料燃燒系統，該系統包含具有燃料導管和包圍該燃料導管的氧氣導管和包圍該燃料導管和氧氣導管中的至少一者的再循環煙道氣導管的氧-燃料燃燒器，以及經定尺寸和經定位以從該燃燒器接收料流的預燃室。
6.權利要求1的燃燒系統，其中該預燃室包含與排出反應產物的該燃燒器的端部相鄰的第一端和與爐相鄰的第二端。
7.權利要求6的燃燒系統，其中該預燃室的該第二端包含會聚口。
8.權利要求6的燃燒系統，其中該預燃室的該第二端包含發散口。
9.權利要求6的燃燒系統，進一步包含流量控制系統，其中再循環煙道氣在進入氧/ 燃料燃燒器之前與氧氣和燃料中的至少一種合併。
10.權利要求6的燃燒系統，進一步包含流量控制系統，其中響應預定參數改變煙道氣再循環的流速。
11.權利要求6的燃燒系統，進一步包含流量控制系統，其中響應預定參數改變氧氣的流速。
12.權利要求10的燃燒系統，其中經該燃燒器引入RFG並將其餘RFG引入該爐中。
13.權利要求11的燃燒系統，其中經該燃燒器引入氧氣並將任何剩餘料引入該爐中。
14.權利要求6的燃燒系統，其中經該燃燒器引入Rre並將該餘料引入該爐中，和經該燃燒器弓I入氧氣並將該餘料弓I入該爐中。
15.權利要求12的燃燒系統，其中該煙道氣緊鄰該燃燒器引入並流經該預燃室內的通道。
16.權利要求13的燃燒系統，其中該氧氣緊鄰該燃燒器引入並流經該預燃室內的通道。
17.燃燒燃料的方法，該方法包括提供燃燒系統，該系統包括預燃室，該預燃室包含沿該預燃室延伸的通道，所述通道適合於從具有縱軸的氧/燃料燃燒器接收料流，其中該縱軸與該通道重合，且其中該燃燒器包含包圍中心燃料孔的至少兩個同心流體孔，以使離開所述至少兩個周圍流體孔的流體包圍離開該中心孔的燃料，且其中所述至少兩個周圍孔中的一個含有氧氣和一個含有RFG ；使氧氣、燃料和再循環煙道氣通過它們在氧/燃料燃燒器中的各自的導管；和使這些料流通過該預燃室；其中響應外部測量改變氧氣和再循環煙道氣中的至少一種的流速。
18.權利要求17的方法，其中該外部測量包括選自燃燒率、觀察火焰的傳感器、測量預燃室溫度的傳感器、爐中的熱通量傳感器、排放測量和爐氣體/工藝流體溫度的至少一員O
19.權利要求17的方法，其中形成火焰並以足以保持基本恆定的火焰長度的方式改變再循環煙道氣的流速。
20.權利要求17的方法，其中以足以保持預定NOx排放量的方式改變氧氣和再循環煙道氣流速。
21.權利要求1的燃燒系統，其中經由這些通道傳送至少三種不同的流體混合物。
22.權利要求10的燃燒系統，其中預定參數包括燃燒器燃燒率、爐溫度、燃料品質、煙道氣溫度、火焰強度、火焰長度、火焰穩定性中的一個或多個。
23.權利要求17的方法，其中所述使氧氣、燃料和再循環煙道氣通過它們在氧/燃料燃燒器中的各自導管包括使至少三種不同的流體混合物通過該燃燒器。
24.權利要求1的燃燒系統，其中該離開各孔的流體具有不同的組成。
全文摘要
本公開包括要與使用再循環煙道氣的氧-燃料燃燒器聯合使用的預燃室系統。還公開了將料流引入預燃室以實現火焰性質的所需改進的方法。
文檔編號F23C9/00GK102439363SQ200980137742
公開日2012年5月2日 申請日期2009年9月25日 優先權日2008年9月26日
發明者G. 斯拉夫科夫 A., D. 達戈斯蒂尼 M., J. 亨德肖特 R., 何筱毅 申請人:氣體產品與化學公司