发明名称 低氮氧化物(NOx)燃烧方法
摘要 藉着将燃料进给至稍微富氧(oxygen-enriched)气氛内而在形成较少的氮氧化物(NOx)之下达成碳氢化合物液体及固体的燃烧。
申请公布号 TWI275414 申请公布日期 2007.03.11
申请号 TW092113114 申请日期 2003.05.14
申请人 普雷瑟科技股份有限公司 发明人 小林寿;劳伦斯.布尔三世;大卫.汤普森
分类号 B01D53/76(2006.01) 主分类号 B01D53/76(2006.01)
代理机构 代理人 林志刚 台北市中山区南京东路2段125号7楼
主权项 1.一种减少NOx(氮氧化物)放射量的燃烧方法,包含: 提供一燃烧装置,其具有一初级燃烧区域及一烧光 区域; 经由一燃烧器进给空气及非水燃料至该初级燃烧 区域内,其中该非水燃料含有键结氮,并且系选择 自由喷雾化碳氢化合物液体及粉状碳氢化合物固 体所构成的群类;及 在以下的情况下同时在具有一富燃料区域的该初 级燃烧区域内的一火焰中燃烧该燃料, 藉着将氧在该燃料从该燃烧器出现时直接喷射至 在该初级燃烧区域中的该燃料内或藉着将氧加入 至经由该燃烧器进给的空气而将氧进给至该燃料 内,使得该氧在该富燃料区域中与该燃料一起燃烧 ,其中该氧的量为小于该燃料的完全燃烧所需的理 想配比(stoichiometric)量的20%,并且调整经由该燃烧 器进给的空气量,使得在该初级燃烧区域中的理想 配比比値是在0.6与0.99之间,及 将空气从该燃烧器以外的一来源以含有充分氧的 量加入该烧光区域内,该充分氧使得进给至该燃烧 装置内的氧的总量至少为该燃料的完全燃烧所需 的理想配比量,并且在该烧光区域中燃烧来自该初 级燃烧区域的残余可燃物。 2.如申请专利范围第1项所述的减少NOx放射量的燃 烧方法,其中一燃料流经由该燃烧器被进给,并且 氧是藉着将其经由被定位于该燃料流中的一中空 喷枪在该燃料从该燃烧器出现时喷对至该燃料内 而被进给至该燃料内。 3.如申请专利范圈第1项所述的减少NOx放射量的燃 烧方法,其中一燃料流经由该燃烧器的一环状燃料 通道被进给,并且氧是藉着将其喷射通过环绕该环 状燃料通道或被该环状燃料通道环绕的一环状通 道而被进给至该燃料内。 4.如申请专利范围第1项所述的减少NOx放射量的燃 烧方法,其中该氧是经由一喷枪而被直接喷射至该 燃料内,该喷枪具有被定向成为沿着该喷枪的轴线 的于该喷枪的端部的至少一孔口。 5.如申请专利范围第1项所述的减少NOx放射量的燃 烧方法,其中该氧是经由一喷枪而被直接喷射至该 燃料内,该喷枪具有一封闭端部,及靠近该喷枪的 该端部的沿着该喷枪的周边的用于径向氧喷射的 至少二喷嘴。 6.如申请专利范围第1项所述的减少NOx放射量的燃 烧方法,其中该氧是经由一喷枪而被直接喷射至该 燃料内,该喷枪具有一封闭端部,靠近该封闭端部 径向设置的至少二喷嘴,及每一个与氧流入该喷枪 内的方向的轴线形成大于0度且小于90度的角度的 至少二喷嘴。 7.如申请专利范围第1项所述的减少NOx放射量的燃 烧方法,其中该氧是经由一喷枪而被直接喷射至该 燃料内,该喷枪具有一封闭端部,且具有靠近该喷 枪的该封闭端部沿着该喷枪的周边设置的至少二 喷嘴,该喷嘴的每一个相对于氧流入该喷枪的方向 的反向形成30度至90度的角度。 8.如申请专利范围第1项所述的减少NOx放射量的燃 烧方法,其中该燃料是与具有每秒50至150英尺的速 度的空气一起经由该燃烧器被进给,并且氧是以该 空气的速度的25%至400%的速度被喷射至该燃料内。 9.如申请专利范围第1项所述的减少NOx放射量的燃 烧方法,其中经由该燃烧器进给的任何次级及三级 空气具有0.6至2.0的旋涡数。 10.如申请专利范围第1项所述的减少NOx放射量的燃 烧方法,其中该富燃料区域中的理想配比比値是在 0.1与0.75之间。 11.如申请专利范围第1项所述的减少NOx放射量的燃 烧方法,其中该初级燃烧区域中的理想配比比値是 在0.7与0.85之间。 12.如申请专利范围第1项所述的减少NOx放射量的燃 烧方法,其中进给至该燃料内的该氧的量小于该燃 料的完全燃烧所需的理想配比量的10%。 13.如申请专利范围第1项所述的减少NOx放射量的燃 烧方法,其中经由该燃烧器进给的空气量被减少一 含有充分氧的量,该充分氧使得该初级燃烧区域的 理想配比比値与无该氧的加入下的理想配比比値 相比变化不大于10%。 14.一种减少NOx(氮氧化物)放射量的燃烧方法,包含: 提供一燃烧装置; 经由一空气动力分级燃烧器进给空气及非水燃料 至该燃烧装置内,其中该非水燃料含有键结氮,并 且系选择自由喷雾化碳氢化台物液体及粉状碳氢 化合物固体所构成的群类;及 在以下的情况下同时在含有一富燃料区域的一火 焰中燃烧该燃料, 藉着将氧在该燃料从该燃烧器出现时直接喷射至 在该富燃料区域中的该燃料内或藉着将氧加入至 经由该燃烧器进给的空气而将氧进给至该燃料内, 使得该氧在该富燃料区域中与该燃料一起燃烧,其 中该氧的量为小于该燃料的完全燃烧所需的理想 配比量的20%,并且在与当燃烧是在无该氧进给步骤 而其他方面均相同的情况下在该燃烧装置中被执 行时的富燃料区域的尺寸相比保持或扩大该富燃 料区域的尺寸之下,调整经由该燃烧器进给的空气 量,使得在该富燃料区域中的理想配比比値是在0.1 与0.85之间。 15.如申请专利范围第14项所述的减少NOx放射量的 燃烧方法,其中一燃料流经由该燃烧器被进给,并 且氧是藉着将其经由被定位于该燃料流中的一中 空喷枪在该燃料从该燃烧器出现时喷射至该燃料 内而被进给至该燃料内。 16.如申请专利范围第14项所述的减少NOx放射量的 燃烧方法,其中一燃料流经由该燃烧器的一环状燃 料通道被进给,并且氧是藉着将其喷射通过环绕该 环状燃料通道或被该环状燃料通道环绕的一环状 通道而被进给至该燃料内。 17.如申请专利范围第14项所述的减少NOx放射量的 燃烧方法,其中该氧是经由一喷枪而被直接喷射至 该燃料内,该喷枪具有被定向成为沿着该喷枪的轴 线的于该喷枪的端部的至少一孔口。 18.如申请专利范围第14项所述的减少NOx放射量的 燃烧方法,其中该氧是经由一喷枪而被直接喷射至 该燃料内,该喷枪具有一封闭端部,及靠近该喷枪 的该端部的沿着该喷枪的周边的用于径向氧喷射 的至少二喷嘴。 19.如申请专利范围第14项所述的减少NOx放射量的 燃烧方法,其中该氧是经由一喷枪而被直接喷射至 该燃料内,该喷枪具有一封闭端部,靠近该封闭端 部径向设置的至少二喷嘴,及每一个与氧流入该喷 枪内的方向的轴线形成大于0度且小于90度的角度 的至少二喷嘴。 20.如申请专利范围第14项所述的减少NOx放射量的 燃烧方法,其中该氧是经由一喷枪而被直接喷射至 该燃料内,该喷枪具有一封闭端部,且具有靠近该 喷枪的该封闭端部沿着该喷枪的周边设置的至少 二喷嘴,该喷嘴的每一个相对于氧流入该喷枪的方 向的反向形成30度至90度的角度。 21.如申请专利范围第14项所述的减少NOx放射量的 燃烧方法,其中该燃料是与具有每秒50至150英尺的 速度的空气一起经由该燃烧器被进给,并且氧是以 该空气的速度的25%至400%的速度被喷射至该燃料内 。 22.如申请专利范围第14项所述的减少NOx放射量的 燃烧方法,其中经由该燃烧器进给的任何次级及三 级空气具有0.6至2.0的旋涡数。 23.如申请专利范围第14项所述的减少NOx放射量的 燃烧方法,其中该富燃料区域中的理想配比比値是 在0.4与0.75之间。 24.如申请专利范围第14项所述的减少NOx放射量的 燃烧方法,其中该氧的量小于该燃料的完全燃烧所 需的理想配比量的10%。 25.如申请专利范围第14项所述的减少NOx放射量的 燃烧方法,其中经由该燃烧器进给的空气量被减少 一含有充分氧的量,该充分氧使得该初级燃烧区域 的理想配比比値与无该氧的加入下的理想配比比 値相比变化不大于10%。 图式简单说明: 图1为用来执行本发明的设备的一实施例的剖面图 。 图2为可用来执行本发明的燃烧器的剖面图。 图3a至3d为根据本发明的可用来将氧进给至燃烧器 内的喷枪的剖面图。 图4为显示在水发明下的NOx放射的减少的实验室规 模的测试结果。 图5为显示在本发明下的NOx放射的减少的小试验规 模的低NOx燃烧器测试结果。 图6为显示在本发明下的NOx放射的减少的商业规模 的低NOx燃烧器测试结果。 图7A为可与本发明一起使用的另一类型的锅炉的 剖面图,其中燃料及氧化剂从分开的通口被切线地 进给至炉内。 图7B为图7A所示的炉的顶视图,显示燃料及氧化剂 至炉内的切线流动。 图7C为从炉内部观看通口的前方的前视图。
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