專利名稱：用于燃燒低濃度可燃?xì)獾膸喝紵b置的制作方法
相關(guān)的申請(qǐng)本申請(qǐng)要求2000年7月27日的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)No.60/221,137的優(yōu)先權(quán)。
本申請(qǐng)的
圖1示出’746專利的熱量回收裝置。在圖1中，一般用標(biāo)號(hào)1表示的裝置限定一個(gè)燃燒區(qū)2和一個(gè)水平設(shè)置在同一水平面處的熱量回收區(qū)3。氣體通過(guò)氣室4和氣體出口6傳送到燃燒區(qū)2?？諝馔ㄟ^(guò)空氣室7加入?？諝馔ㄟ^(guò)空氣出口8進(jìn)入燃燒室2。支持輔助燃料燃燒的次級(jí)空氣通過(guò)管道9進(jìn)入燃燒室。氣體和空氣通過(guò)相反的渦流間歇式混合，相反的渦流分別用定向箭頭11和12表示，它們是通過(guò)一個(gè)瞄準(zhǔn)裝置產(chǎn)生，該瞄準(zhǔn)裝置以傾斜的管道13示出，該瞄準(zhǔn)裝置把氣體混合物從氣室4傳導(dǎo)到氣體出口6和短的空氣管14。設(shè)置若干輔助燃燒器16以便在開(kāi)始將燃燒區(qū)2中的氣體加熱到一個(gè)合適的著火溫度。耐火燃料17給燃燒區(qū)2襯里，以便使熱量再輻射到其中的氣體中。
利用圖1中所示的裝置，可以燃燒貧氣如濃度低于8％的一氧化碳，如催化裂化氣。當(dāng)然，濃度越高，可能燃燒越容易。圖1所示的設(shè)計(jì)突出特點(diǎn)是當(dāng)在燃燒產(chǎn)品中測(cè)量時(shí)，要求過(guò)量氧不到1％。
在燃燒室2中，溫度可以很方便地保持在1200°F-1500°F范圍內(nèi)，以便在點(diǎn)火之后，一氧化碳通常能夠燃燒而不需要輔助燃料。實(shí)質(zhì)上，有一個(gè)在燃燒區(qū)2中工作的熱量釋放系統(tǒng)。熱量通過(guò)一氧化碳在燃燒區(qū)2中燃燒釋放。在非本質(zhì)意義上，燃燒區(qū)2如此設(shè)計(jì)，以使燃燒區(qū)2面對(duì)它周圍實(shí)際上沒(méi)有熱量輸入或熱量移出。尤其是，沒(méi)有冷卻裝置如熱交換管與燃燒區(qū)2有關(guān)。
一個(gè)端壁18由隔板19限定?？諝獬隹?和氣體出口6穿過(guò)隔板19，以便在端壁18中限定基本上同心的斜口群。圖1示出開(kāi)口的格式磚壁21作為一個(gè)渠道裝置，該壁21使燃燒氣體流過(guò)限制的渠道22，以便由此增加混合。熱量回收區(qū)3由裝置1燃燒區(qū)2的下游限定。在熱量回收區(qū)3中可以設(shè)置一合適的熱量回收裝置如蒸汽管，節(jié)熱器，過(guò)熱器，其它的流體流等。
裝置1限定一個(gè)燃燒區(qū)2用的封閉部分，該封閉部分具有端壁和在端壁之間延伸的側(cè)壁。所有的壁部安裝成通過(guò)耐火材料17把熱量重新輻射到燃燒區(qū)。排氣口把熱的氣體傳輸?shù)綗崃炕厥諈^(qū)3，該排氣口是在裝置1與氣體出口6和空氣出口8相對(duì)的一端處，并構(gòu)成其中一個(gè)側(cè)壁的足夠小的一部分，以便保持把來(lái)自封閉部分所有壁的熱量在可能最高程度下再輻射。
此外，如圖1所示，熱量回收區(qū)3僅是裝置的散熱器結(jié)構(gòu)，它完全被排除暴露于燃燒區(qū)2中。這能與常規(guī)的一氧化碳鍋爐設(shè)備相比，在常規(guī)的一氧化碳鍋爐設(shè)備那里，散熱器取水管形式，散熱器或是處在燃燒區(qū)中，或是暴露于燃燒氣體的輻射熱中。這種內(nèi)部散熱器增加了對(duì)輔助燃料的要求，并在顯著程度上降低了一氧化碳?xì)怏w轉(zhuǎn)化的火焰穩(wěn)定性和可靠性。
圖1所示的裝置通常是在高溫下工作。例如，典型的稀混合氣是在600°F-1100°F或更高溫度下送到裝置中。由于燃燒過(guò)程的結(jié)果，離開(kāi)燃燒區(qū)的燃燒后氣體溫度可以在1200°F-1800°F或更高的溫度范圍內(nèi)。
圖2和3示出先有技術(shù)的裝置，該裝置利用使加壓的環(huán)境(“冷”)空氣流到一個(gè)空氣室，充分避免了它們外殼板的過(guò)熱，上述裝置分別在貧氣室和燃燒氣體室上隔熱，而加壓的環(huán)境空氣由這些室形成并裝入。在這類配置中，利用加壓的環(huán)境空氣作為氧化劑源，以便在裝置中燃燒貧氣和輔助燃料流二者。
圖2示出一種常規(guī)燃燒裝置200，該裝置200包括一個(gè)貧氣室212，一個(gè)燃燒室230，一個(gè)熱量回收區(qū)240，和一個(gè)排氣口250。環(huán)境空氣利用一空氣泵220加壓并通過(guò)供給管線221送到燃燒室230中。貧氣210通過(guò)供給管線211供給到貧氣室212。
圖3更詳細(xì)地示出一種燃燒裝置300。燃燒裝置300包括一個(gè)貧氣室312和一個(gè)燃燒室330。來(lái)自貧氣室312的貧氣通過(guò)一氣體出口317進(jìn)入燃燒室330。加壓的環(huán)境空氣320通過(guò)一空氣出口327進(jìn)入燃燒室330。燃燒裝置300用一耐火襯里301隔熱。燃燒產(chǎn)物離開(kāi)燃燒室330，并且通常是通過(guò)一個(gè)熱交換器(未示出)傳送到熱量回收部分340。
該技術(shù)的技術(shù)人員將會(huì)理解，可以設(shè)置合適數(shù)量的輔助燃燒器16(在圖1中示出)作為開(kāi)始把燃燒室230(圖2)或330(圖3)中氣體加熱到所希望的著火溫度的起動(dòng)裝置，或是作為提供用于所希望的熱量回收熱量輸入水平的裝置。
如上所述，這類裝置最常用于這些方法貧氣在超過(guò)大氣壓的某個(gè)壓力(例如，0.1psig-5.0psig或更高)下輸送到裝置中，而燃燒后的氣體通常是在熱量回收之后及在某些情況下在廢氣凈化系統(tǒng)之后排放到大氣中。然而，這造成在燃燒區(qū)內(nèi)產(chǎn)生背壓。如圖2所指出的，空氣用泵供給到裝置，以便滿足壓力要求。當(dāng)然，裝置設(shè)計(jì)成含有和經(jīng)受得住這些內(nèi)壓。這種裝置結(jié)構(gòu)上的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省了它的用于上述壓力保持的構(gòu)造，這是由于氣體室和空氣室在整個(gè)壓力室內(nèi)成為整體。
然而，我們發(fā)現(xiàn)，在圖3所示的常規(guī)裝置中產(chǎn)生一個(gè)問(wèn)題。在那個(gè)實(shí)施例中，利用環(huán)境空氣來(lái)冷卻燃燒室330的耐火襯里301。因此，貧氣室312和燃燒室330與環(huán)境空氣320接觸。盡管如此，某些應(yīng)用要求環(huán)境空氣在燃燒之前過(guò)熱。當(dāng)這種情況發(fā)生時(shí)，環(huán)境空氣320的溫度將不再充分冷卻耐火襯里301。同樣，在冷卻各室時(shí)產(chǎn)生一些問(wèn)題，同時(shí)造成那些室的膨脹作用和結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定性。
實(shí)際上，我們發(fā)現(xiàn)，由于方法和能量守恒的原因，空氣供給應(yīng)當(dāng)過(guò)熱到約200°F-600°F或更高。在這些情況下我們發(fā)現(xiàn)，如上所述的空氣保持將不再提供足夠的冷卻來(lái)避免技術(shù)問(wèn)題。因此，需要提供一種具有內(nèi)部散熱器/均壓室的帶壓燃燒裝置。
發(fā)明提要本發(fā)明的目的是提供使用預(yù)熱燃燒室，而同時(shí)保持相應(yīng)氣體室和空氣室之間最小壓差的構(gòu)造優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種帶壓燃燒裝置，該裝置具有一內(nèi)部散熱器/均壓室。本發(fā)明還有另一個(gè)目的是提供這種供與預(yù)熱燃燒空氣一起用的燃燒裝置。
在一方面，本發(fā)明提供一種操縱帶壓燃燒裝置的方法。方法包括提供一種帶壓燃燒裝置，該裝置包括一個(gè)貧氣室，一個(gè)燃燒室，一個(gè)熱量回收部分，和一個(gè)排氣口；將貧氣送到貧氣室中；在燃燒裝置內(nèi)設(shè)置一個(gè)散熱器/均熱室和一個(gè)預(yù)熱空氣室；把加壓的環(huán)境空氣送到散熱器/均熱室中；把預(yù)熱空氣送到預(yù)熱空氣室中；把來(lái)自貧氣室，預(yù)熱空氣室，和燃燒室的熱量交換到散熱器/均熱室內(nèi)的加壓空氣中；把來(lái)自貧氣室的貧氣送入燃燒室；把來(lái)自預(yù)熱空氣室的預(yù)熱空氣送入燃燒室；及在帶壓下燃燒燃燒室中的貧氣和預(yù)熱空氣。
在另一方面，本發(fā)明提供一種帶壓燃燒設(shè)備，該帶壓燃燒設(shè)備包括一個(gè)帶壓燃燒裝置，所述裝置具有一個(gè)貧氣室，一個(gè)燃燒室，一個(gè)熱量回收部分，和一個(gè)排氣口，一個(gè)貧氣加料裝置用于將貧氣送入貧氣室，在燃燒裝置內(nèi)的一個(gè)散熱器/均熱室和一個(gè)預(yù)熱空氣室，一個(gè)加壓環(huán)境空氣加料裝置用于將加壓的環(huán)境空氣送入散熱器/均壓室，一個(gè)預(yù)熱空氣加料裝置用于將預(yù)熱空氣送入預(yù)熱空氣室，一個(gè)貧氣出口用于把來(lái)自貧氣室的貧氣送入燃燒室，和一個(gè)預(yù)熱空氣出口用于把來(lái)自預(yù)熱空氣室的預(yù)熱空氣送入燃燒室。散熱器/均熱室把來(lái)自貧氣室，預(yù)熱空氣室，和燃燒室的熱量交換到散熱器/均熱室內(nèi)的加壓環(huán)境空氣中，并且貧氣和預(yù)熱空氣在帶壓下于燃燒室中燃燒。
在本發(fā)明中，預(yù)熱空氣室可以被套在散熱器/均壓室內(nèi)部。
本發(fā)明包括把環(huán)境空氣加壓到一個(gè)約0.1psig-約10.0psig的壓力，而更優(yōu)選的是加壓到一個(gè)約0.1psig-約5.0psig的壓力。
本發(fā)明還包括把預(yù)熱空氣預(yù)熱到一個(gè)約200°F-約1000°F的溫度，而更優(yōu)選的是預(yù)熱到約200°F-約600°F的溫度。
本發(fā)明還可以把離開(kāi)散熱器/均熱室的預(yù)熱環(huán)境空氣的溫度增加到一個(gè)不高于約500°F的溫度，而更優(yōu)選的是增加到不高于約300°F的溫度。
本發(fā)明還包括在燃燒裝置熱量回收部分中的熱交換器，該熱交換器用于將預(yù)熱空氣預(yù)熱，在上述情況下，加壓的環(huán)境空氣可以從散熱器/均壓室中排放并送到熱交換器中。在另一方面，可以利用燃燒裝置外部的熱源來(lái)將預(yù)熱空氣預(yù)熱，在這種情況下，來(lái)自散熱器/均壓室的加壓環(huán)境空氣排出并送到外部熱源中。
當(dāng)考慮下面本發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明，從屬權(quán)利要求書(shū)，和在附圖中示出的本發(fā)明一些視圖時(shí)，本發(fā)明的這些和另一些特點(diǎn)，目的和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見(jiàn)。
圖2是常規(guī)帶壓燃燒裝置示意圖。
圖3是示出常規(guī)帶壓燃燒裝置細(xì)節(jié)的示意剖視圖。
圖4是本發(fā)明的帶壓燃燒裝置示意圖。
圖5是示出本發(fā)明帶壓燃燒裝置細(xì)節(jié)的示意剖視圖。
圖6是本發(fā)明的帶壓燃燒裝置另一個(gè)實(shí)施例的示意圖。
圖7是本發(fā)明的帶壓燃燒裝置還有另一個(gè)實(shí)施例的示意圖。
圖8是兩個(gè)燃燒裝置并聯(lián)工作的常規(guī)配置示意圖。
圖9是兩個(gè)燃燒裝置并聯(lián)工作的另一種常規(guī)配置示意圖。
圖10是本發(fā)明的帶壓燃燒裝置另一個(gè)實(shí)施例的示意圖。
圖11是本發(fā)明的帶壓燃燒裝置還有另一個(gè)實(shí)施例的示意圖。
圖12是本發(fā)明的帶壓燃燒裝置另一個(gè)實(shí)施例的示意圖。
在全部視圖中，同樣的標(biāo)號(hào)用于同樣的或?qū)?yīng)的部件。
優(yōu)選實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明圖4是按照本發(fā)明第一實(shí)施例所述的帶壓燃燒裝置400的示意圖。燃燒裝置400包括一個(gè)貧氣室412，一個(gè)燃燒室430，一個(gè)熱量回收部分440，一個(gè)熱交換器460，和一個(gè)排氣口450。貧氣410通過(guò)一供氣管線411送到貧氣室412中?？諝獗?20通過(guò)供氣管線421將增壓的入口空氣供給散熱器/均熱室425?？諝獗?20供給環(huán)境空氣，該環(huán)境空氣處在環(huán)境溫度和壓力下?？諝獗?20將環(huán)境空氣的壓力增加到約0.1psig-約10.0psig，更優(yōu)選的是增加約0.1psig-約5.0psig。這種加壓的空氣穿過(guò)散熱器/均壓室425并經(jīng)由管線455排放。提供這種加壓的空氣以便通過(guò)提供足夠的絕熱作用和流速保持例如燃燒區(qū)430中的金屬冷卻。
我們發(fā)現(xiàn)，在散熱器/均壓室425里，比較少的熱量流入加壓的空氣中。因此，溫差極小。實(shí)際上，我們喜歡空氣離開(kāi)散熱器/均壓室425通過(guò)管線455的溫度不高于約500°F，而更優(yōu)選的是不超過(guò)約300°F。這樣，我們發(fā)現(xiàn)，裝置在結(jié)構(gòu)上仍然是合理的。現(xiàn)在管線455中的熱空氣供給到熱交換器460，并作為供給到燃燒室430的預(yù)熱空氣465從熱交換器460出來(lái)。管線465中預(yù)熱空氣的溫度為約200°F-約1000°F，而更優(yōu)選的是約200°F-約600°F。
上述有關(guān)對(duì)環(huán)境空氣的壓力增加，離開(kāi)散熱器/均熱室的空氣溫度，及燃燒用預(yù)熱空氣的溫度等參數(shù)在整個(gè)此處所述的各實(shí)施例中都是一致的。
圖5示出本發(fā)明燃燒裝置500的額外詳細(xì)情況。燃燒裝置500包括一個(gè)貧氣室512和一個(gè)燃燒室530。來(lái)自貧氣室512的氣體通過(guò)一個(gè)氣體出口517供給到燃燒室530。加壓的環(huán)境空氣521在壓力下供給到散熱器/均壓室525，在這里如上所述，加壓的空氣521從貧氣室512和燃燒室530中帶走一部分熱量。加壓的空氣通過(guò)出口555離開(kāi)散熱器/均壓室525并送往熱交換器(未示出)。從熱交換器出來(lái)的預(yù)熱空氣通過(guò)管線565供給到預(yù)熱空氣室526，預(yù)熱空氣通過(guò)一個(gè)空氣出口527從預(yù)熱空氣室526供給到燃燒室530。預(yù)熱空氣室526被隔離以便保護(hù)熱量和使壓差最小。預(yù)熱空氣室526安置一個(gè)中間的熱空氣室，該熱空氣室位于散熱器/均壓室525內(nèi)部并被該散熱器/均壓室525冷卻。
在圖4-12的每個(gè)實(shí)施例中，本領(lǐng)域的技術(shù)人員很容易理解，盡管沒(méi)有示出，但可以設(shè)置一合適數(shù)目的輔助燃燒器16(圖1中示出)作為任一點(diǎn)火機(jī)構(gòu)，以便開(kāi)始將燃燒區(qū)中的氣體加熱到所希望的著火溫度和/或萬(wàn)一在操作上改變?nèi)剂匣旌衔锏慕M成或熱量水平時(shí)保持燃燒。
在圖4和5所示的實(shí)施例中，用于預(yù)熱空氣的熱量來(lái)自燃燒裝置400/500本身。圖6示出本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，其中用于預(yù)熱空氣的熱量來(lái)自一個(gè)輔助熱源。
圖6示出按照本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例所述的燃燒裝置600。燃燒裝置600包括一個(gè)貧氣室612。一個(gè)燃燒室630，一個(gè)熱量回收部分640，和一個(gè)排氣口650。貧氣610通過(guò)一個(gè)管線611送到貧氣室612中。環(huán)境空氣用一個(gè)空氣泵620加壓，并通過(guò)供給管線621送到一散熱器/均壓室625中。從那里，熱空氣通過(guò)管線674排出并被一熱源675加熱，以便在管線676中變成預(yù)熱空氣用于在燃燒室630中燃燒。熱源675可以是任何合適的熱源，如來(lái)自由外部來(lái)源的蒸汽或電力提供，以便節(jié)約燃料和產(chǎn)生更多的熱量回收。
圖7示出按照本發(fā)明所述燃燒裝置700的另一個(gè)實(shí)施例。燃燒裝置700包括一個(gè)貧氣室712，一個(gè)燃燒室730，一個(gè)熱量回收部分740，和一個(gè)排氣口750。貧氣710通過(guò)供給管線711送到貧氣室712中。在這個(gè)實(shí)施例中，設(shè)置兩個(gè)分開(kāi)的供給管線。環(huán)境空氣用空氣泵720加壓，并通過(guò)管線721供給到散熱器/均壓室725中。熱空氣通過(guò)管線777排出。設(shè)置一個(gè)壓力控制器778，以便控制散熱器/均壓室725中的壓力。在這個(gè)實(shí)施例中，熱空氣最后通過(guò)管線779排放到大氣中。同時(shí)，空氣泵770通過(guò)管線772把加壓的環(huán)境空氣供給到一個(gè)輔助熱源775中。然后把管線776中的預(yù)熱空氣供給到燃燒室730中。
圖8示出一種常規(guī)裝置，其中兩個(gè)燃燒裝置800和801并聯(lián)操作。燃燒裝置800包括一個(gè)貧氣室812，一個(gè)燃燒室830，一個(gè)熱量回收部分840，和一個(gè)排氣口850。貧氣810通過(guò)供給管線811供給到貧氣室812中。燃燒裝置810包括一個(gè)燃燒室832和一個(gè)排氣口852。燃料通過(guò)管線815供給到燃燒裝置801的燃燒室832中。環(huán)境空氣由空氣泵820供給到燃燒裝置800和801二者中?？諝獗猛ㄟ^(guò)管線821供給加壓的空氣，管線821分支成供給管線822和823。供給管線822把燃燒空氣送到燃燒裝置800的燃燒室830中，而供給管線823把燃燒空氣送到燃燒裝置801的燃燒室832中。
圖9示出并聯(lián)工作的燃燒裝置900和901的另一種常規(guī)裝置。在這個(gè)實(shí)施例中，燃燒裝置901具有一用于預(yù)熱本身空氣的熱量回收裝置。
燃燒裝置900包括一個(gè)貧氣室912，一個(gè)燃燒室930，一個(gè)熱量回收部分940，和一個(gè)排氣口950。貧氣910通過(guò)供給管線911送到貧氣室912中。燃燒裝置901包括一個(gè)燃燒室932，一個(gè)熱交換器962，和一個(gè)排氣口952。燃料914通過(guò)供給管線915送到燃燒室932中。加壓的環(huán)境空氣從空氣泵922通過(guò)供給管線921供給，該供給管線921分支成供給管線922和923。供給管線922將燃燒空氣供給到燃燒室930，而供給管線923把空氣供給到熱交換器962。熱量在熱交換器926中交換，以便提供預(yù)熱的空氣965用于在燃燒室932中燃燒。
圖10示出本發(fā)明當(dāng)應(yīng)用于兩個(gè)燃燒裝置1000和1001時(shí)的另一個(gè)實(shí)施例。燃燒裝置1000包括一個(gè)貧氣室1012，一個(gè)燃燒室1030，一個(gè)熱量回收部分1040，一個(gè)熱交換器1060，和一個(gè)排氣口1050。貧氣1010通過(guò)供給管線1011供給到貧氣室1012。燃燒裝置1001包括一個(gè)燃燒室1032和一個(gè)排氣口1052。燃料1014通過(guò)供給管線1015供給到燃燒裝置1001用于在燃燒室1032中燃燒?？諝獗?020通過(guò)供給管線1021供給加壓的環(huán)境空氣，該供給管線1021分支成供給管線1022和1023。供給管線1023把環(huán)境空氣供給到燃燒室1032。供給管線1022把空氣供給到散熱器/均壓室1025。稍熱的空氣通過(guò)管線1055離開(kāi)散熱器/均壓室1025，并傳送到熱交換器1060。預(yù)熱后的空氣在管線1065中離開(kāi)熱交換器1060并供給到燃燒室1030。
圖11示出一種裝置，在該裝置中兩個(gè)燃燒裝置1100和1101并聯(lián)工作。燃燒裝置1100包括一個(gè)貧氣室1112，一個(gè)燃燒室1130，一個(gè)熱量回收部分1140，一個(gè)熱交換器1160和一個(gè)排氣口1150。貧氣1110通過(guò)供給管線1111供給到貧氣室1112。燃燒裝置1101包括一個(gè)燃燒室1132和一個(gè)排氣口1152。燃料1114通過(guò)管線1115供給到燃燒室1132。
空氣泵1120通過(guò)管線1121把加壓的環(huán)境空氣供給到散熱器/均壓室1125。稍熱的空氣通過(guò)管線1155離開(kāi)散熱器/均壓室1125，并傳送到熱交換器1160。熱交換器1160在管線1165和1166中提供預(yù)熱后的空氣。管線1166中的預(yù)熱空氣傳送到燃燒室1132中。
圖12還示出本發(fā)明當(dāng)利用兩個(gè)燃燒裝置1200和1201并聯(lián)工作時(shí)的另一個(gè)實(shí)施例。燃燒裝置1200包括一個(gè)貧氣室1212，一個(gè)燃燒室1230，一個(gè)熱量回收部分1240，和一個(gè)排氣口1250。燃燒裝置1201包括一個(gè)燃燒室1232，一個(gè)熱交換器1262，和一個(gè)排氣口1252。供燃燒裝置1201用的燃料1214通過(guò)供給管線1215送到燃燒室1232。
供在燃燒裝置1200中燃燒用的貧氣1210通過(guò)管線1211送到貧氣室1212中?？諝獗?220通過(guò)供給管線1221把加壓的環(huán)境空氣送入散熱器/均壓室1225中。把從散熱器/均熱室1225中出來(lái)的稍熱空氣通過(guò)管線1255傳送到燃燒裝置1201的熱交換器1262中。預(yù)熱后的空氣在管線1280中離開(kāi)熱交換器1262。把這種預(yù)熱后的空氣分別通過(guò)供給管線1281送到燃燒裝置1200的燃燒室1230中和通過(guò)供給管線1282送到燃燒裝置1201的燃燒室1232中。
除了象此處所公開(kāi)的另一些情況之外，附圖中以輪廓圖形式或以方框圖形式示出的各種不同部件各個(gè)都是眾所周知的，并且它們的內(nèi)部構(gòu)造和工作無(wú)論是對(duì)本發(fā)明的制造和使用，還是對(duì)本發(fā)明最佳方式的說(shuō)明都不是關(guān)鍵。
盡管本發(fā)明已對(duì)目前考慮優(yōu)選實(shí)施例的東西進(jìn)行了說(shuō)明，但應(yīng)該理解，本發(fā)明不限于所公開(kāi)的實(shí)施例。相反，本發(fā)明打算包羅在所附權(quán)利要求書(shū)的精神和范圍內(nèi)所包括的各種修改和等效裝置。下面權(quán)利要求書(shū)的范圍符合最廣泛的詮釋，以便包括所有這些修改和等效結(jié)構(gòu)及功能。
工業(yè)應(yīng)用此處所公開(kāi)的帶壓燃燒裝置和操縱該燃燒裝置的方法可用于低濃度可燃?xì)獾娜紵Ｑb置包括一種帶壓燃燒裝置，該裝置具有一個(gè)貧氣室，一個(gè)燃燒室，一個(gè)熱量回收部分，和一個(gè)排氣口，一個(gè)貧氣加料裝置用于將貧氣送入貧氣室中，在燃燒裝置內(nèi)的一個(gè)散熱器/均壓室和一個(gè)預(yù)熱空氣室，一個(gè)加壓的環(huán)境空氣加料裝置用于將加壓的環(huán)境空氣送到散熱器/均壓室中，一個(gè)預(yù)熱空氣加料裝置用于將預(yù)熱后的空氣送到預(yù)熱空氣室中，和一個(gè)貧氣出口用于將從貧氣室出來(lái)的貧氣送到燃燒室中，和一個(gè)預(yù)熱空氣出口用于將從預(yù)熱空氣室出來(lái)的預(yù)熱后的空氣送到燃燒室中。散熱器/均熱室把來(lái)自貧氣室，預(yù)熱空氣室，和燃燒室的熱量交換到散熱器/均壓室內(nèi)的加壓環(huán)境空氣中。貧氣和預(yù)熱后的空氣在帶壓下于燃燒室中燃燒。
權(quán)利要求
1.一種操縱帶壓燃燒裝置的方法，該方法包括提供一個(gè)帶壓燃燒裝置，該帶壓燃燒裝置包括一個(gè)貧氣室，一個(gè)燃燒室，一個(gè)熱量回收部分，和一個(gè)排氣口；把貧氣送到貧氣室中；在燃燒裝置內(nèi)設(shè)置一個(gè)散熱器/均壓室和一個(gè)預(yù)熱空氣室；把加壓的環(huán)境空氣送到散熱器/均壓室中；把預(yù)熱的空氣送入預(yù)熱空氣室中；把來(lái)自貧氣室，預(yù)熱空氣室，和燃燒室的熱量交換到散熱器/均壓室內(nèi)的加壓環(huán)境空氣中；把來(lái)自貧氣室的貧氣送到燃燒室中；把來(lái)自預(yù)熱空氣室的預(yù)熱空氣送到燃燒室中；及在帶壓下于燃燒室內(nèi)燃燒貧氣和預(yù)熱空氣。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其中預(yù)熱空氣室套在散熱器/均壓室內(nèi)部。
3.按照權(quán)利要求1所述的方法，還包括將環(huán)境空氣加壓到約0.1psig-約10.0psig的壓力。
4.按照權(quán)利要求3所述的方法，其中環(huán)境空氣加壓到約0.1psig-約5.0psig的壓力。
5.按照權(quán)利要求1所述的方法，還包括將預(yù)熱空氣預(yù)熱到約200°F-約1000°F的溫度。
6.按照權(quán)利要求5所述的方法，還包括將預(yù)熱空氣預(yù)熱到約200°F-約600°F的溫度。
7.按照權(quán)利要求1所述的方法，其中熱交換步驟包括將離開(kāi)散熱器/均壓室的加壓環(huán)境空氣的溫度增加到不高于約500°F的溫度。
8.按照權(quán)利要求1所述的方法，其中熱交換步驟包括將離開(kāi)散熱器/均壓室的加壓環(huán)境空氣的溫度增加到不高于約300°F的溫度。
9.按照權(quán)利要求1所述的方法，還包括用燃燒裝置的熱量回收部分中的熱交換器將預(yù)熱空氣預(yù)熱。
10.按照權(quán)利要求9所述的方法，還包括從散熱器/均壓室中排出加壓的環(huán)境空氣，并將排出的空氣送到熱交換器中。
11.按照權(quán)利要求1所述的方法，還包括用燃燒裝置外部的熱源將預(yù)熱空氣預(yù)熱。
12.按照權(quán)利要求11所述的方法，還包括從散熱器/均壓室中排出加壓的環(huán)境空氣，并將排出的空氣送到外部熱源中。
13.一種帶壓燃燒裝置，包括一個(gè)帶壓燃燒裝置，該裝置包括一個(gè)貧氣室，一個(gè)燃燒室，一個(gè)熱量回收部分，和一個(gè)排氣口；一個(gè)貧氣加料裝置，用于將貧氣送到貧氣室中；在燃燒裝置內(nèi)的一個(gè)散熱器/均壓室和一個(gè)預(yù)熱空氣室；一個(gè)加壓的環(huán)境空氣加料裝置，用于將加壓的環(huán)境空氣送到散熱器/均壓室中；一個(gè)預(yù)熱空氣加料裝置，用于將預(yù)熱空氣送到預(yù)熱空氣室中；一個(gè)貧氣出口，用于將貧氣從貧氣室送到燃燒室；及一個(gè)預(yù)熱空氣出口，用于將預(yù)熱空氣從預(yù)熱空氣室送到燃燒室，其中散熱器/均壓室把來(lái)自貧氣室，預(yù)熱空氣室，和燃燒室的熱量交換到散熱器/均壓室內(nèi)的加壓環(huán)境空氣中，并且貧氣和預(yù)熱空氣在帶壓下于燃燒室中燃燒。
14.按照權(quán)利要求13所述的裝置，其中預(yù)熱空氣室被套在散熱器/均壓室內(nèi)。
15.按照權(quán)利要求13所述的裝置，還包括一個(gè)空氣泵，用于將環(huán)境空氣加壓到約0.1psig-約10.0psig的壓力。
16.按照權(quán)利要求15所述的裝置，其中環(huán)境空氣被加壓到約0.1psig-約5.0psig的壓力。
17.按照權(quán)利要求13所述的裝置，還包括一個(gè)預(yù)熱器，用于將預(yù)熱空氣預(yù)熱到約200°F-約1000°F的溫度。
18.按照權(quán)利要求17所述的裝置，其中預(yù)熱空氣被預(yù)熱到約200°F-約1000°F的溫度。
19.按照權(quán)利要求13所述的裝置，其中散熱器/均壓室將離開(kāi)該散熱器/均壓室的環(huán)境空氣溫度增加到不高于約500°F的溫度。
20.按照權(quán)利要求13所述的裝置，其中散熱器/均壓室將離開(kāi)該散熱器/均壓室的加壓環(huán)境空氣的溫度增加到不高于300°F的溫度。
21.按照權(quán)利要求13所述的裝置，還包括一個(gè)在燃燒裝置熱量回收部分中的熱交換器，用于將預(yù)熱空氣預(yù)熱。
22.按照權(quán)利要求21所述的裝置，還包括一個(gè)排放裝置和一個(gè)加料裝置，上述排放裝置用于排放來(lái)自散熱器/均壓室的加壓環(huán)境空氣，而加料裝置用于將排出的空氣送到熱交換器中。
23.按照權(quán)利要求13所述的裝置，還包括一個(gè)在燃燒裝置外部的熱源，用于將預(yù)熱空氣預(yù)熱。
24.按照權(quán)利要求23所述的裝置，還包括一個(gè)排放裝置和一個(gè)加料裝置，上述排放裝置用于排放來(lái)自散熱器/均壓室的加壓環(huán)境空氣，而加料裝置用于將排出的空氣送到外部熱源中。
全文摘要
一種帶壓燃燒裝置和操作這種裝置的方法，包括提供一個(gè)帶壓燃燒裝置(400)，該帶壓燃燒裝置具有一個(gè)貧氣室(412)，一個(gè)燃燒室(430)，一個(gè)熱量回收部分(440)和一個(gè)排氣口(450)，把貧氣送到貧氣室中；在燃燒裝置內(nèi)設(shè)置一個(gè)散熱器/均壓室(425)和一個(gè)預(yù)熱空氣室(526)；將加壓的環(huán)境空氣送到散熱器/均壓室中；將預(yù)熱空氣送到預(yù)熱室中；將來(lái)自貧氣室，預(yù)熱空氣室，和燃燒室的熱量交換到散熱器/均壓室內(nèi)的加壓空氣中；將來(lái)自貧氣室的貧氣送到燃燒室中；將來(lái)自預(yù)熱空氣室的預(yù)熱空氣送到燃燒室中；及在帶壓下于燃燒室中燃燒貧氣和預(yù)熱空氣。
文檔編號(hào)F23D14/02GK1444713SQ01813391
公開(kāi)日2003年9月24日 申請(qǐng)日期2001年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2000年7月27日
發(fā)明者勞倫斯·J·邁克沃夫, 約翰·G·雅克伯森 申請(qǐng)人:福斯特·惠勒美國(guó)公司