发明名称 具有低NOX废气之压缩锅炉
摘要 经由将废烟道气选择性注入燃烧过程而降低压缩锅炉和流体加热器之烟道排放物中之NOX浓度之方法与装置。采用烟道气注入燃烧器之一次和二次空气内连同烟道气直接注入燃烧过程。也提供来自压缩锅炉产生的水蒸汽选择性注入燃烧过程。
申请公布号 TW238351 申请公布日期 1995.01.11
申请号 TW082109123 申请日期 1993.11.02
申请人 马克IV运输产业公司 发明人 约瑟夫H.威林;罗伯特T.布拉迪
分类号 F23C9/02 主分类号 F23C9/02
代理机构 代理人 陈文郎 台北巿南京东路三段二四八号七楼;蔡坤财 台北巿松江路一四八号十二楼之三
主权项 1.一种压缩流体加热器,包括下列各者之组合:一种产热用燃烧器包含高温燃烧产物,该燃烧器有一气态燃料来源,和一次与二次空气入口;供供应燃烧空气给该入口用之装置;一同轴安置的热交换器,含在内部流动的流体,供藉由燃烧产物之流过其中而吸收燃烧器产生的热,同时并藉以加热该流体用,燃烧产物收集于一出口;烟道装置,其系与交换器出口呈流体连通,供排放该气体至大气用;于烟道装置内供捕集控制量之废气用之装置;供将捕集的气体注入该供应装置用之装置;及于供应装置内供介于一次与二次燃烧空气入口分配捕集得之气体用之装置。2.如申请专利范围第1项之流体加热器,其中该燃烧器又包括:一大致呈圆柱形之舱室,具两相对端;一位在中央的圆形通气口,系位于其中之一舱室端;一燃烧器位于另一舱室端包括:一大致呈圆柱形之外壳,具入口端和出口端;供将外壳出口端安装于舱室内且毗邻舱室之燃烧器端用之装置,安装装置与外壳出口端共同界定成燃烧器之一二次空气入口;一供气管,系以同轴方式配置于外壳内,供气管具第一和第二端,第二管端毗邻二次空气入口;供供应气态燃料给第一供气管端用之装置;一环形孔,系由外壳与供气管第二端界定者;多数气体喷嘴,系由供气管第二端延伸并延伸入该孔内,喷嘴系环绕环形孔之周边配置;供供应一次燃烧空气给外壳入口端用之装置;及一旋转锥,其位在管第二端上,该锥可介于该等喷嘴与壳出口端间沿轴向方向位移者。3.如申请专利范围第2项之流体加热器,其中该旋转锥包括:一锯齿锥,有多数轮叶由一内径延伸,各轮叶与锥底面有一角偏位;其中该旋转锥对通经壳出口端之燃烧中的气态燃料,一次空气和烟道气提供一螺形轨道者。4.如申请专利范围第3项之流体加热器,其中该偏位系在25至35之范围者。5.一种压缩流体加热器,包括下列各者的组合:一燃烧器,供产热并包含高温燃烧产物,包括:一燃烧室,具入口端和出口端,供由燃烧中的燃料和空气产生高温燃烧产物;一燃烧器架设于该室入口端,供供应燃烧中的燃料和空气给该室;热交换装置,系与燃烧室出口端呈流体连通,该热交换装置接受来自该室之燃烧产物并由其中抽出热量,该交换器具一出口供将燃烧产物排放至大气;供捕集预定量之燃烧产物用之装置;及供将捕集得之燃烧产物注入室内用之装置。6.如申请专利范围第5项之流体加热器,其中该燃烧器又包括:一大致呈圆柱形之外壳,具入口端和出口端,出口端系毗邻舱室入口端;一燃烧器之二次空气出口,系由壳出口端与舱室入口端界定者;一供气管,系以同轴方式配置于外壳内,供气管具第一和第二端,第二管端毗邻二次空气入口;供供应气态燃料给第一供气管端用之装置;一环形孔,系由外壳出口端与供气管第二端界定者;多数气体喷嘴,系由供气管第二端延伸该等喷嘴系环绕环形孔之周边配置;供供应一次燃烧空气给外壳入口端用之装置;及一旋转锥,其位在管第二端上,该锥可介于该等喷嘴与壳出口端间设置者。7.如申请专利范围第6项之流体加热器,其中该旋转锥包括:一锯齿锥,有多数轮叶由一内径延伸,各轮叶与锥底面有一角偏位;其中该旋转锥对送出壳出口端之燃烧中的气态燃料,一次混合物提供一螺形轨道者。8.如申请专利范围第5项之流体加热器,其中该偏位系在25至35之范围者。9.如申请专利范围第5项之流体加热器,其中该燃烧室、捕集和注射装置又包括:一壁,介于该等燃烧室两端间,一鼓风机,供捕集及输送燃烧气体至该室;于该室壁上之一口,供将燃烧产物注入室内;供导引输送来的燃烧气体至该口用之装置;其中该输送来的燃烧气体进入燃烧室内并修改正在进行中的燃烧过程。10.一种根据热负荷需求而供给热量俾降低来自压缩流体加热器之烟道气废气中之NOX含量之方法,该加热器有一燃烧器可供产热包含高温烟道气,热交换装置供由燃烧器中抽取热量,和一废气烟道供将烟道气排放入大气,该方法包括下列各步骤于该燃烧器内利用一燃烧器产生热量和烟道气,该燃烧器具气态燃料和一次及二次空气入口;捕集经控制的预定量烟道气;介于一次与二次入口间分配捕集得之烟道气;将分配妥之烟道气数量注入一次和二次入口;如加热器之负荷需求要求者般根据气态燃料需求控制经分配妥的烟道气。11.一种根据热负荷需求而供给热量俾降低来自压缩流体加热器之烟道气废气中之NOX含量之方法,该加热器有一燃烧器可供产热包含高温烟道气,热交换装置供由燃烧器中抽取热量,和一废气烟道供将烟道气排放入大气,该方法包括下列各步骤利用有一燃烧器和一半圆柱形燃烧室之一燃烧器,该室有外壁和内壁;捕集预定量之烟道气;于室壁包含一烟道气注入口;该口系沿切线方向相对于内壁座落;加压捕集得之气体;将经加压的烟道气经由该口注入该室内。12.一种压缩水蒸汽产生器,包括下列各者之组合:一种产热用燃烧器包含高温燃烧产物,该燃烧器有一气态燃料来源;和供接受一次与二次空气和水蒸汽用之入口;供供应燃烧空气给该入口用之装置;一同轴安置的热交换器,含在内部流动的流体,供藉由燃烧产物之流过其中而吸收燃烧器产生的热,同时并藉以产生水蒸汽;供收集该气态燃烧产物用之装置;烟道装置,其系与交换器收集装置呈流体连通,供排放该气体至大气用;于烟道装置内供捕集控制量之废气用之装置;于热交换器内供捕集经控制量之于其中产生的水蒸汽用之装置;供供应该水蒸汽给水蒸汽入口用之装置;供将捕集的气体和水蒸汽注入该供应装置用之装置;及于该等燃烧空气和水蒸汽供应装置内供介于该等燃烧器入口间分配捕集得的气体和水蒸汽用之装置。13.如申请专利范围第12项之水蒸汽产生器,其中该燃烧器又包括:一大致呈圆柱形之舱室,具两相对端;一位在中央的圆形通气口,系位于其中之一舱室端;一燃烧器位于另一舱室端包括:一大致呈圆柱形之外壳,具入口端和出口端;供将外壳出口端安装于舱室内且毗邻舱室之燃烧器端用之装置,安装装置与外壳出口端共同界定成燃烧器之一二次空气入口;一供气管,系以同轴方式配置于外壳内,供气管具第一和第二端,第二管端毗邻二次空气入口;供供应气态燃料给第一供气管端用之装置;一环形孔,系由外壳与供气管第二端界定者;多数气体喷嘴,系由供气管第二端延伸并延伸入该孔内,喷嘴系环绕环形孔之周边配置;供供应一次燃烧空气给外壳入口端用之装置;及一旋转锥,其位在管第二端上,该锥可介于该等喷嘴与壳出口端间沿轴向方向位移者。14.如申请专利范围第13项之水蒸汽产生器,其中该旋转锥包括:一锯齿锥,有多数轮叶由一内径延伸,各轮叶与锥底面有一角偏位;其中该旋转锥对通经壳出口端并通入舱室内之燃烧中的气态燃料,一次空气和水蒸汽提供一螺形轨道者。15.如申请专利范围第14项之水蒸汽产生器,其中该锯齿锥包含一角偏位系在25至35之范围者。16.如申请专利范围第12项之水蒸汽产生器,其中该燃烧器和分配装置又包括:一燃烧室,系供产生高温燃烧气体用,该燃烧室具入口端、出口端和一侧壁,该侧壁界定成一入口,该入口提供经过侧壁并进入室内之流体连通;一燃烧器,架设于该室入口端供供应燃烧中的燃料和空气给燃烧室;供将室出口与热交换器作流体连通用之装置;于该分配装置供将捕集得之燃烧产物经由入口孔注入用之装置;其中经分配妥数量之气态燃烧产物进入该室内,因而修改正在进行中的燃烧过程者。17.如申请专利范围第16项之水蒸汽产生器,其中该燃烧器又包括:一大致呈圆柱形之舱室,具两相对端;一位在中央的圆形通气口,系位于其中之一舱室端;一燃烧器位于另一舱室端包括:一大致呈圆柱形之外壳,具入口端和出口端;供将外壳出口端安装于舱室内且毗邻舱室之燃烧器端用之装置,安装装置与外壳出口端共同界定成燃烧器之一二次空气入口;一供气管,系以同轴方式配置于外壳内,供气管具第一和第二端,第二管端毗邻二次空气入口;供供应气态燃料给第一供气管端用之装置;一环形孔,系由外壳与供气管第二端界定者;多数气体喷嘴,系由供气管第二端延伸该等喷嘴系环绕环形孔之周边配置;供供应一次燃烧空气给外壳入口端用之装置;及一旋转锥,其位在管第二端上,该锥可介于该等喷嘴与壳出口端间沿轴向方向位移者。18.如申请专利范围第17项之水蒸汽产生器,其中该旋转锥包括:一锯齿锥,有多数轮叶由一内径延伸,各轮叶与锥底面有一角偏位;其中该旋转锥对通经壳出口端并通入舱室内之燃烧中的气态燃料,一次空气和水蒸汽提供一螺形轨道者。19.如申请专利范围第18项之水蒸汽产生器,其中该锯齿锥包含一角偏位系在25至35之范围者。第1图为本发明之一“典型"压缩锅炉之半示意图解断面图,特别显示有关燃料与进水输入,燃烧气输出,和整体燃烧器、燃烧室构造之视图,整体构造与水蒸汽产生盘曲管或流体加热盘曲管位置毗邻并呈传热关系。亦显示出口水蒸汽压控制,燃烧空气,和燃料入口阀。第2图显示本发明之第一具体例之图解半插画断面图,特别显示注入燃烧器之循环烟道气与燃烧空气充气管间之关系。也显示锅炉燃烧室与燃烧器间之构造关系。第3图为第2图烟道气之放大横断面图,含其于燃烧空气充气管内部之安装所在位置并特别显示一次空气烟道气注入口。第4图为沿第3图线4--4所取断面图,特别显示固焰锥和气态燃料喷嘴所在位置。第5图为沿第2图线5--5所取断面图,特别显示烟道气注入燃烧空气充气管位置和一次燃烧空气鼓风机位置。第6图为本发明之另一具体例之图解半插画代表图,特别显示烟道气回收,和烟道气注入锅炉燃烧室。第7图为沿第6图线7--7所取部分断面图,显示用以将烟道气注入锅炉燃烧室之构造。第8图为通过第6图燃烧器之放大断面图,特别显示固焰锥、播焰锥、气态燃料喷嘴,和环形二次空气口。第9图为沿第8图线9--9所取断面图,显示燃烧器和气态燃料喷嘴的锥形稳焰/固焰锥。第10图为沿第6图线10--10所取断面图,特别显示烟道气注入管及其于锅炉耐火燃烧室内周边的入口之所在位置和构型。第11图为横断面图,显示第2和7图之燃烧器之另一具体例,特别显示本发明之经修改的旋焰/播焰/固焰锥。第12图为沿第11图线12--12所取断面图,特别显示本发明之经修改的播焰/固焰锥之与气态燃料喷嘴间之关系细节。第13图为第12图所示锅炉之烟道气注入系统之半图解、半插画代表图,更特别显示烟道气勺和拦截器导管、鼓风机,以及鼓风机出口导管所在位置,鼓风机出口导管系用以控制并注射烟道气入一次燃烧器燃烧空气和锅炉燃烧空气充气管内者。第14图为类似第13图之本发明之烟道气循环系统之半图解,半插画视图,特别显示送出一烟道气鼓风机外之烟道气并显示烟道气直接注入锅炉燃烧室内之所在位置。第15图为锅炉废气NOX含量之一说明图,所揭示之压缩锅炉全部燃烧范围皆采用本发明之注入系统。第16图为类似第2图之本发明锅炉之半插画横断图,但特别显示水蒸汽注入燃烧器壳体内。第17图为第16图之燃烧器总成之放大横断面图,特别显示水蒸汽注入燃烧器壳体内。第18图为沿第17图
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