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用于沒(méi)有催化劑或高溫氧化劑的無(wú)火焰燃燒的系統(tǒng)、設(shè)備和方法

文檔序號(hào):4532506閱讀:236來(lái)源:國(guó)知局
專利名稱:用于沒(méi)有催化劑或高溫氧化劑的無(wú)火焰燃燒的系統(tǒng)、設(shè)備和方法
用于沒(méi)有催化劑或高溫氧化劑的無(wú)火焰燃燒的系統(tǒng)、設(shè)備和方法 相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
本申請(qǐng)要求2006年1月5日遞交的美國(guó)專利申請(qǐng)No.ll/325,979的優(yōu)先權(quán)。
聯(lián)邦贊助研究/開(kāi)發(fā)聲明 不可申請(qǐng)。
聯(lián)合研究協(xié)議人員名字 不可申請(qǐng)
次序列表參考 不可申請(qǐng)
背景技術(shù)
本發(fā)明一般涉及一種自燃系統(tǒng)、設(shè)備和方法。更具體地,本發(fā)明披露一 種系統(tǒng)、設(shè)備和方法,從而在無(wú)催化劑或高溫氧化劑的情況下在任何形狀的 燃燒室中可促成和維持無(wú)火焰燃燒。本發(fā)明可用于各種應(yīng)用,包括但不限于 加熱建筑物、住宅鍋爐、商用鍋爐、工業(yè)鍋爐、用于分餾或催化反應(yīng)的供熱 和任何需要加熱過(guò)程的情況。
常規(guī)的爐子和工業(yè)加熱器在足夠高的火焰溫度下運(yùn)行,大約3800。F,這 造成產(chǎn)生大量的氧化氮,有時(shí)被稱為NOx?,F(xiàn)有技術(shù)的熱燃燒系統(tǒng)通常通過(guò) 燃料和空氣接觸、產(chǎn)生邊界層、用能點(diǎn)燃該混合物以使得其持續(xù)燃燒的點(diǎn)火 源來(lái)操作。空氣富含氧和氮分子,而燃料富含氫和碳分子。在邊界層處,這 些分子全部隨機(jī)地運(yùn)動(dòng)。 一旦邊界層中的溫度達(dá)到自燃溫度或存在點(diǎn)火源的 輔助,則發(fā)生燃燒。在燃燒過(guò)程中,氫分子結(jié)合氧分子以形成水并釋放能量。 此外,碳分子與氧分子結(jié)合以形成二氧化碳并釋放能量。 一旦燃燒發(fā)生,則 邊界層中的火焰溫度高達(dá)約3800。F,因?yàn)檫@些分子在該空間中緊密地堆積,
且每體積氣體都釋放很高的能量。在溫度升高處由于碳裂化(crack)而產(chǎn)生 可見(jiàn)的火焰。對(duì)于傳統(tǒng)燃燒該3800。F高的火焰溫度是固有的,并造成NOx 形成物的增加。在高于約2200。F的溫度的燃燒過(guò)程中產(chǎn)生NOx排放。不幸 的是,現(xiàn)有技術(shù)的熱燃燒系統(tǒng)形成大量的NOx排放,通常在50至60ppm的 范圍內(nèi)。由此,工業(yè)上存在燃燒過(guò)程中減少NOx形成物的需要,這是本發(fā) 明的一個(gè)目的。
在現(xiàn)有技術(shù)中工業(yè)加熱器已經(jīng)廣為人知且已存在。本領(lǐng)域技術(shù)人員也知 曉并參與了無(wú)火焰燃燒的科學(xué)實(shí)踐。為了在燃燒過(guò)程中減少NOx的形成物 可以使用無(wú)火焰燃燒,因?yàn)樵诘陀?200°F的溫度下發(fā)生燃燒。在關(guān)于無(wú)火 焰燃燒的現(xiàn)有技術(shù)中,2004年9月28日頒發(fā)給Gibson等的美國(guó)專利No. 6,796,789教導(dǎo)了在大致卵形加熱器中結(jié)合無(wú)火焰燃燒,以有助于在加熱器的 輻射部分中增加高溫?zé)煹罋狻⑷剂蠚怏w和空氣的循環(huán)速率,從而實(shí)現(xiàn)和維持 無(wú)火焰燃燒。
因?yàn)樵摪l(fā)明取決于經(jīng)由離心原理來(lái)控制氣流和燃料流的混合,因而該現(xiàn) 有技術(shù)受限于需要大致卵形的燃燒室,且還受限于煙道氣必須在卵形殼罩內(nèi) 才可能實(shí)現(xiàn)的高循環(huán)速率下循環(huán)?,F(xiàn)有技術(shù)教導(dǎo)了空氣、燃料氣體和煙道氣 位于沿燃燒室壁的非常狹窄的邊界,其中煙道氣位于燃料氣體的頂部上,燃
料氣體位于氣流的頂部上。煙道氣與燃料氣體混合,形成惰性燃料氣體,該 惰性燃料氣體隨后根據(jù)離心原理與空氣混合。因?yàn)檫@些氣體每一種都位于彼 此的上方,所以在大致卵形燃燒室中靠近燃燒室的彎曲區(qū)域產(chǎn)生熱點(diǎn)(hot spot)。這些熱點(diǎn)可以將該區(qū)域中的溫度提升至2200。F,由此增加所形成的 NOx排放量。
但是,在本發(fā)明之前,所缺乏的以及工業(yè)上長(zhǎng)久尋求的是能沿任何表面 形狀促成和維持無(wú)火焰燃燒的燃燒室,無(wú)論該表面是凸起的、凹入的、平直 的或這些表面形狀的任何組合。此外,工業(yè)上還尋求煙道氣源的靈活性,無(wú) 論它是外部的或內(nèi)部的。最后,工業(yè)上還想讓無(wú)火焰燃燒室能以最小的NOx 排放量來(lái)執(zhí)行燃燒,這可以以更好、更均勻的氣體混合來(lái)實(shí)現(xiàn)。通過(guò)首先讓 空氣和燃料氣體惰性化并隨后允許彼此并排放置的這兩種氣體擴(kuò)散到彼此 而用本發(fā)明來(lái)實(shí)現(xiàn)這種均勻的混合,由此消除熱點(diǎn)的產(chǎn)生以及在燃燒室中降 低NOx形成物。
本發(fā)明能使用無(wú)火焰燃燒室,該燃燒室具有的內(nèi)表面形狀為凸起的、凹
入的、平直的或這些表面形狀的任何組合,因?yàn)樗褂糜筛奖谛?yīng)(Coanda Effect)所教導(dǎo)的原理。由附壁效應(yīng)教導(dǎo)的原理還允許本發(fā)明利用一種更有 效的混合氣體的方法,以使得沿燃燒室的內(nèi)壁表面不形成熱點(diǎn)。
附壁效應(yīng)已經(jīng)在1930年由羅馬尼亞空氣動(dòng)力學(xué)家Henri-marie Coanda 發(fā)現(xiàn)。附壁效應(yīng)或壁附著效應(yīng)是運(yùn)動(dòng)流體(液體或氣體)將其自身貼附于一 表面并沿該表面流動(dòng)的趨勢(shì)。由于流體流過(guò)表面,在流體和該表面之間發(fā)生 一定量的摩擦(稱為"表面摩擦"),從而傾向于使運(yùn)動(dòng)流體變慢。這種對(duì)流 體流動(dòng)的阻力將流體朝向表面拉動(dòng),使得其粘在表面上。由此,如果表面的 彎曲或表面的角度與流體流接觸的地方不是很尖銳,則從噴嘴噴出的流體趨 于遵循附近的彎曲表面,甚至遵循角部附近的彎曲點(diǎn)。例如,當(dāng)使勺子背面 接觸從水龍頭自由流出的水流時(shí)可以看到起作用的附壁效應(yīng)。在該例子中, 水流將從垂直面偏斜以流過(guò)勺子的背面。由此,附壁效應(yīng)允許氣體、惰性燃 料和惰性空氣貼附到燃燒室的內(nèi)表面壁上,以比現(xiàn)有技術(shù)更均勻地混合或擴(kuò) 散,因?yàn)闅怏w會(huì)彼此并排地混合,而不是從彼此的頂部上混合。因此,當(dāng)并 排混合時(shí),不會(huì)有離心力作用在混合物上而導(dǎo)致沿燃燒室內(nèi)表面壁形成熱 點(diǎn)。
因此,本發(fā)明的目的是披露和要求保護(hù)一種在不使用催化劑或高溫氧化 劑的情況下的無(wú)火焰燃燒系統(tǒng)、設(shè)備和方法。
本發(fā)明的又一目的是披露和要求保護(hù)一種系統(tǒng)、設(shè)備和方法,以用空氣 或其他類似的惰性氧化劑在約1000。F至約1400。F之間的混合溫度下實(shí)現(xiàn)無(wú) 火焰燃燒,優(yōu)選的溫度大約為1250°F。
本發(fā)明的再一目的是披露和要求保護(hù)一種系統(tǒng)、設(shè)備和方法,以在不需 要催化劑或火焰保持劑的情況下實(shí)現(xiàn)無(wú)火焰燃燒。
本發(fā)明的再一 目的是披露和要求保護(hù)一種整合的加熱器/燃燒器 (burner )設(shè)備。如本文使用的,術(shù)語(yǔ)"加熱器"定義為"一種耐高溫襯里殼罩, 包括傳熱冷卻線圈",且術(shù)語(yǔ)"燃燒器"定義為"用于燃料氣體、空氣和煙道氣
的測(cè)定裝置"。
本發(fā)明的再一目的是披露和要求保護(hù)一種系統(tǒng)、設(shè)備和方法,用于在惰 性空氣和惰性燃料氣體混合之前使空氣和燃料氣體惰性化,以形成燃燒。
本發(fā)明的再一目的是披露和要求保護(hù)一種具有燃燒室的設(shè)備,該燃燒室 能具有為凸起的、凹入的、平直的或它們的任何組合的內(nèi)表面壁形狀,并且
通過(guò)控制惰性空氣和惰性燃料氣體之間擴(kuò)散的速度來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)火焰燃燒。 本發(fā)明的再一目的是消除與現(xiàn)有技術(shù)的燃燒室相關(guān)的冷點(diǎn)和熱點(diǎn)。 本發(fā)明的再一目的是介紹一種系統(tǒng)、擴(kuò)散和方法,由此可以促成非常均
勻且較冷的燃燒,由此產(chǎn)生測(cè)量為約3至5ppm的低NOx排放。
本發(fā)明的再一目的是提供在非常均勻且被控溫度下的完全燃燒,消除 CO排放。
本發(fā)明的再一目的是增加輻射效率,以減少燃料消耗,由此這減少C02 排放和溫室氣體排放。
本發(fā)明的再一目的是在氣體排氣管道上使用貴金屬篩網(wǎng),以進(jìn)一步減少 NOx排放。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解,要求保護(hù)的主題作為一個(gè)整體,包括設(shè)備的結(jié) 構(gòu)、設(shè)備元件的相互協(xié)作、組合,以產(chǎn)生本發(fā)明的不可預(yù)料的優(yōu)點(diǎn)和效果。 對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō),本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和目的以及這種無(wú)火焰燃燒系統(tǒng)、設(shè) 備和方法的特點(diǎn)在結(jié)合所附說(shuō)明、附圖和所附權(quán)利要求閱讀時(shí)將更加明顯。

發(fā)明內(nèi)容
一種方法,用于在整合的加熱器/燃燒器設(shè)備的燃燒室中促成和維持無(wú)火 焰燃燒,包括步驟(a)提供具有內(nèi)側(cè)表面形狀的燃燒室,該燃燒室與至少 一個(gè)熱空氣噴射噴嘴連通,該至少一個(gè)熱空氣噴射噴嘴進(jìn)一步與在燃燒室外 部的熱空氣源連通;(b)提供至少一個(gè)燃料氣體端,該至少一個(gè)燃料氣體端 引入燃料氣體,該燃料氣體與燃料氣體源和燃燒室連通;(c)經(jīng)由至少一個(gè) 熱空氣噴射噴嘴將熱空氣引入到燃燒室中;(d)在燃燒室中提供煙道氣; (e)將燃料氣體引入燃燒室;(f)用煙道氣惰性化燃料氣體;(g)用煙道氣 惰性化熱空氣;和(h)將惰性化的燃料氣體與惰性化的熱空氣一起擴(kuò)散到 分子混合物中,其中該分子混合物具有一混合溫度,該混合溫度在1000。F 至1400。F的范圍內(nèi)。
一種方法,用于在整合的加熱器/燃燒器設(shè)備的燃燒室中將常規(guī)燃燒轉(zhuǎn)換 成無(wú)火焰燃燒,包括步驟(a)提供具有內(nèi)側(cè)表面形狀的燃燒室,其與至少 一個(gè)熱空氣噴射噴嘴連通,該至少一個(gè)熱空氣噴射噴嘴進(jìn)一步與在燃燒室外 部的熱空氣源連通;(b)提供至少一個(gè)位于燃燒室的內(nèi)側(cè)表面形狀上的燃燒 器,包括(i)用于在常規(guī)燃燒模式下將環(huán)境空氣供應(yīng)到燃燒室中的環(huán)境空氣
噴射噴嘴,該環(huán)境空氣噴射噴嘴與內(nèi)側(cè)表面形狀連通,該環(huán)境空氣噴射噴嘴 進(jìn)一步與在燃燒室外部的環(huán)境空氣供應(yīng)閥連通;(ii )與內(nèi)側(cè)表面形狀連通的
排氣管道,通過(guò)該排氣管道燃燒室的內(nèi)部壓力可被均衡;(iii)與排氣管道 連通的并進(jìn)一步與環(huán)境空氣噴射噴嘴連通的文氏管(venturi),其中該文氏 管行進(jìn)穿過(guò)環(huán)境空氣噴射噴嘴的內(nèi)部;(iv)在排氣管道內(nèi)的燃料氣體端,該 燃料氣體端與燃料氣體源和文氏管的入口連通;(v)與導(dǎo)引(pilot)氣體源 和環(huán)境空氣噴射噴嘴的出口連通的導(dǎo)引氣體端;(c)經(jīng)由環(huán)境空氣噴射噴嘴 將環(huán)境空氣引入到燃燒室;(d)在燃燒室內(nèi)提供煙道氣;(e)計(jì)量燃料氣體 并經(jīng)由燃料氣體端輸送燃料氣體到燃燒室;(f)使燃料氣體惰性化;(g)在 至少一個(gè)燃燒器上點(diǎn)燃火焰以啟動(dòng)常規(guī)燃燒;(h)擰小環(huán)境空氣供應(yīng)閥,以 減小通過(guò)至少一個(gè)環(huán)境空氣噴射噴嘴的環(huán)境空氣流量,同時(shí)將熱空氣引入到 至少 一個(gè)熱空氣噴射噴嘴,其中環(huán)境空氣流量的減少大致等于熱空氣流量的 增加;(i)用煙道氣惰性化熱空氣;(j)進(jìn)一步擰小環(huán)境空氣供應(yīng)閥直到環(huán) 境空氣供應(yīng)閥完全關(guān)閉,導(dǎo)致燃燒室在100%無(wú)火焰燃燒沖莫式下運(yùn)行;和(k) 繼續(xù)計(jì)量惰性燃料氣體、惰性熱空氣和煙道氣,以使得惰性熱空氣和惰性燃 料氣體擴(kuò)散到分子混合物中,并達(dá)到或超過(guò)該分子混合物的自燃溫度,其中 惰性熱空氣和惰性燃料氣體具有混合溫度,其中該混合溫度在1000。F至 1400。F的范圍。該混合溫度范圍維持無(wú)火焰燃燒。
一種用于促成和維持無(wú)火焰燃燒的整合工業(yè)加熱器/燃燒器,包括(a) 具有頂側(cè)、底側(cè)和內(nèi)側(cè)表面形狀的燃燒室;(b)至少一個(gè)位于燃燒室的內(nèi)側(cè) 表面形狀上的燃燒器,包括(i)環(huán)境空氣噴射噴嘴,用于在常規(guī)燃燒模式下 將環(huán)境空氣供應(yīng)到燃燒室,該環(huán)境空氣噴射噴嘴與內(nèi)側(cè)表面形狀連通;(ii) 與內(nèi)側(cè)表面形狀連通的排氣管道;(iii)與排氣管道連通并進(jìn)一步與環(huán)境空 氣噴射噴嘴連通的文氏管;(iv)在排氣管道中的燃料氣體端;(v)位于燃燒 室的內(nèi)側(cè)表面形狀上的導(dǎo)引氣體端,和(c)至少一個(gè)熱空氣噴射噴嘴,用 于在無(wú)火焰燃燒模式下將熱空氣供應(yīng)到燃燒室中,該至少一個(gè)熱空氣噴射噴 嘴與內(nèi)側(cè)表面形狀連通,該至少一個(gè)熱空氣噴射噴嘴進(jìn)一步與在燃燒室外部 的空氣預(yù)熱器連通。
一種系統(tǒng),用于在整合的加熱器/燃燒器設(shè)備的燃燒室中促成和維持無(wú)火 焰燃燒,包括(a)燃燒室,用于促成和維持常規(guī)燃燒或無(wú)火焰燃燒,其中 環(huán)境空氣、熱空氣和燃料氣體進(jìn)入燃燒室,且具有一定量的N0x排放的煙
道氣排出燃燒室;(b)位于燃燒室下游的對(duì)流部分,用于使用來(lái)自燃燒室的 出口的高溫?zé)煹罋鈱?duì)流地加熱至少一個(gè)傳熱冷卻線圈;(c)具有煙道調(diào)節(jié)風(fēng) 門(mén)(stack damper)的煙道(stack),位于對(duì)流部分的下游,用于在煙道調(diào)節(jié) 風(fēng)門(mén)打開(kāi)時(shí)自然通風(fēng)(draft)操作以及在煙道調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)關(guān)閉時(shí)空氣預(yù)加熱操 作;(d)位于燃燒室上游的空氣預(yù)熱器,用于將環(huán)境空氣轉(zhuǎn)換為熱空氣以供 燃燒室使用;(e)具有強(qiáng)制通風(fēng)風(fēng)扇調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)的強(qiáng)制通風(fēng)風(fēng)扇,其位于空氣 預(yù)熱器的上游,用于將熱空氣經(jīng)由空氣預(yù)熱器供應(yīng)到燃燒室;和(f)具有 引風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)的引風(fēng)機(jī),其位于空氣預(yù)熱器的上游和在煙道氣側(cè)的煙道的 上游,用于通過(guò)空氣預(yù)熱器來(lái)引導(dǎo)熱煙道氣并將較冷的煙道氣輸送到煙道。 以上已經(jīng)廣泛地概述本發(fā)明的較重要的特征,以更好地理解后文的詳細(xì) 描述,以及更好地理解本發(fā)明對(duì)本領(lǐng)域作出的貢獻(xiàn)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解,
法、和系統(tǒng)的基礎(chǔ)。因此,權(quán)利要求在等效結(jié)構(gòu)不脫離本發(fā)明的精神和范圍 內(nèi)的程度上包括這些等效結(jié)構(gòu)。此外,與本公開(kāi)內(nèi)容相關(guān)的摘要不用于限定 由權(quán)利要求限定的本發(fā)明,也不用于以任何方式限定本發(fā)明的范圍。
這些目的與本發(fā)明的其他目的一起以及構(gòu)成本發(fā)明新穎性的各種功能 特征在所附權(quán)利要求中被特別地指出,并形成本公開(kāi)內(nèi)容的一部分。為了更 好地理解本發(fā)明、其操作優(yōu)點(diǎn)和通過(guò)使用本發(fā)明獲得的具體目的,應(yīng)參考所 附附圖和描述性的內(nèi)容,其中顯示了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
應(yīng)理解,本發(fā)明的任何一個(gè)特征可以分開(kāi)使用或與其他特征相結(jié)合。應(yīng) 理解,沒(méi)有被本文提到的特征可用于與本文提到的一個(gè)或多個(gè)特征相結(jié)合。 本發(fā)明的其他系統(tǒng)、方法、特征和優(yōu)點(diǎn)在閱讀附圖和詳細(xì)描述后對(duì)本領(lǐng)域技 術(shù)人員來(lái)說(shuō)將更加明顯。意圖是讓所有這種另外的系統(tǒng)、方法、特征和優(yōu)點(diǎn) 都被所附權(quán)利要求保護(hù)。
本發(fā)明的這些以及其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)在結(jié)合以下的本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施 例的詳細(xì)描述時(shí)更加明顯,所作描述與以下所附附圖相結(jié)合。


前述發(fā)明內(nèi)容和以下本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述在結(jié)合所附附圖 閱讀時(shí)將更加容易理解。但是,應(yīng)理解本發(fā)明并不限于本文所示的具體結(jié)構(gòu) 和裝置。在附圖中的部件必不按比例,重點(diǎn)是放在清楚地顯示本發(fā)明的原理
方面。而且,在附圖中,相似附圖標(biāo)記指代多個(gè)^L圖中相對(duì)應(yīng)的部件。
本發(fā)明可在某些部分和該部分的結(jié)構(gòu)上采用實(shí)體形式。為了更完全地理
解本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn),現(xiàn)在下文的描述以結(jié)合的形式參考所附附圖,其中 圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)的無(wú)火焰燃燒室;
圖2a示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例在常規(guī)燃燒過(guò)程中燃燒室的側(cè)視
圖2b示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例在無(wú)火焰燃燒過(guò)程中燃燒室的側(cè) 視圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的燃燒室的俯視圖,示出了排氣管 道、燃料氣體端、文氏管和環(huán)境空氣噴射噴嘴的關(guān)閉狀態(tài);
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的無(wú)火焰燃燒系統(tǒng)的示意圖,顯示 了各種部件的布置;
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的熱空氣噴射噴嘴的正視圖,顯示 了可選的混合葉片;和
圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的燃燒室的側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式
提出以下的說(shuō)明以使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)和使用本發(fā)明。在不脫離 如所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的范圍內(nèi),本文所述的基本原理可應(yīng)用于除了 下面詳細(xì)描述的實(shí)施例之外的其他實(shí)施例和應(yīng)用。本發(fā)明并不打算限制于所 示的實(shí)施例,而是覆蓋與本文所披露的原理和特征一致的最寬的范圍。
為了實(shí)現(xiàn)前述和相關(guān)目的,本發(fā)明包括后文中在權(quán)利要求中完全描述和 特別指出的特征。以下的說(shuō)明以及所附附圖用于詳細(xì)描述本發(fā)明的示意性實(shí) 施例。這些實(shí)施例僅示出了可采用本發(fā)明原理的一些方法。本發(fā)明的其它目 的、優(yōu)點(diǎn)和新穎的特征將在結(jié)合所附附圖時(shí)從本發(fā)明的以下詳細(xì)描述中變得 顯而易見(jiàn)。
已經(jīng)概述但非寬泛地闡述了本發(fā)明的更重要的特征,以便隨后的詳細(xì)描 述可以被更好地理解,以便本發(fā)明對(duì)本領(lǐng)域的貢獻(xiàn)能夠被更好地理解。本發(fā) 明的附加特征將在后文描述,且形成所附權(quán)利要求的主題。
在這一方面;在詳細(xì)解釋本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例之前,應(yīng)理解本發(fā)明 并不限于在以下描述或附圖所示的具體結(jié)構(gòu)和部件的布置形式。本發(fā)明能采
用其他實(shí)施例并以各種方式來(lái)實(shí)踐和執(zhí)行。還有,應(yīng)理解本文所采用的措辭 和用語(yǔ)是為了描述目的且不應(yīng)被視為是一種限制。
如此,本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解基于該披露內(nèi)容的構(gòu)思可被容易地用作設(shè) 計(jì)用于執(zhí)行本發(fā)明的多個(gè)目的的其他結(jié)構(gòu)、方法和系統(tǒng)。因此,重要的是, 權(quán)利要求應(yīng)被視作是包括不脫離本發(fā)明精神和范圍的這些等效構(gòu)造。
現(xiàn)有技術(shù)的圖1示出了一種無(wú)火焰燃燒室,該無(wú)火焰燃燒室?guī)в行欠派?狀傳熱管結(jié)構(gòu)和燃燒空氣裝置、燃料氣體引入裝置以及煙道氣排出裝置的單
一定位?,F(xiàn)有技術(shù)的設(shè)備通常用23表示。大致卵形燃燒室22的現(xiàn)有技術(shù)的 發(fā)明顯示為與空氣入口 28連通,該空氣入口 28進(jìn)一步與在卵形燃燒室22 外部的空氣源41連通。空氣源41通常被實(shí)施為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的吹送 裝置或自然通風(fēng)(draft)裝置,使得所述吹送裝置或自然通風(fēng)裝置以大致在 與加熱器內(nèi)側(cè)壁成0°至40。之間的角度范圍將被加熱的空氣或未被加熱的空
角度,但是應(yīng)注意,以0。至40。之間的角度引入空氣對(duì)于以足夠的立方英尺 每分鐘(CFM)的量來(lái)引入而言非常有效,以促使慣性力將惰性燃料氣體 42、煙道氣44和易燃空氣45的最初和分開(kāi)的條帶維持在由線30表示的狹 窄限定的邊界中,其中所述邊界30鄰接設(shè)備23的內(nèi)部卵形表面32。燃料氣 體源26進(jìn)一步被設(shè)置在卵形燃燒室22中并引入燃料氣體42,使用所述燃料 氣體源26,并且當(dāng)關(guān)聯(lián)于現(xiàn)有技術(shù)加熱器來(lái)使用時(shí)本領(lǐng)域技術(shù)人員可以得知 和實(shí)施燃料氣體42的引入。
如在現(xiàn)有技術(shù)中實(shí)施的那樣,如圖1所示,內(nèi)部卵形燃燒室22首先被 位于空氣入口 28中的啟動(dòng)燃燒器27加熱,以將內(nèi)部卵形燃燒室22預(yù)熱到 大概在1400°F至2100。F范圍之間的運(yùn)行溫度。卵形燃燒室22中的煙道氣 44由于該加熱的結(jié)果而循環(huán)流動(dòng),同時(shí)易燃空氣45以大致在0。至40°之間 的角度引入到卵形燃燒室22中。煙道氣42被輸送到卵形燃燒室22,且以形 成兩股分離條帶即易燃空氣45和惰性燃料氣體的方式與循環(huán)的煙道氣44混 合。易燃空氣45連續(xù)地被引入到卵形燃燒室22的內(nèi)部,并持續(xù)促使易燃空 氣45、燃料氣體42和煙道氣44分子的進(jìn)一步循環(huán)流動(dòng)和擴(kuò)散,直到與燃料 氣體42的被測(cè)定量的持續(xù)監(jiān)視相結(jié)合,在易燃空氣45和惰性燃料氣體的界 面處的分子組成達(dá)到或超過(guò)自燃溫度。 一旦達(dá)到自燃溫度,則現(xiàn)有技術(shù)設(shè)備 的無(wú)火焰燃燒通過(guò)軟件控制裝置或本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的手動(dòng)溫度控制裝
置而得到維持,其方式是在卵形燃燒室22中在大約1400。F至2100。F之間 的運(yùn)行溫度下維持所述無(wú)火焰燃燒。
圖1所示的再循環(huán)煙道氣排出裝置49提供了排出裝置,通過(guò)該排出裝 置卵形燃燒室22的內(nèi)部壓力可由于有目的地引入燃料氣體42和易燃?xì)怏w45 而凈皮均ff。
圖2a示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的燃燒室100的側(cè)#見(jiàn)圖,示出了 在常規(guī)燃燒過(guò)程期間的排氣管道120、燃料氣體端122、文氏管124、環(huán)境空 氣噴射噴嘴126和熱空氣噴射噴嘴128。圖3為燃燒室100的俯視圖,示出 了如圖2所示的排氣管道120、燃料氣體端122、文氏管124和環(huán)境空氣噴 射噴嘴126的關(guān)閉狀態(tài)。—
如圖2a所示,下文披露的本發(fā)明描述了一種執(zhí)行常規(guī)燃燒的燃燒室 100,其中存在可見(jiàn)的火焰134,并如有需要能夠?qū)?00%的無(wú)火焰燃燒轉(zhuǎn)換 成常規(guī)燃燒。執(zhí)行燃燒過(guò)程的目的是加熱通過(guò)傳熱冷卻線圈183 (圖4)的 流體。本發(fā)明的燃燒室100具有頂側(cè)110、底側(cè)112,并可具有內(nèi)部側(cè)表面 形狀114,該形狀為凸起的、凹入的、平直的或這些表面形狀的任意組合。
參見(jiàn)圖2a和圖3,燃燒室IOO與環(huán)境空氣噴射噴嘴126連通,其中環(huán)境 空氣噴射噴嘴126進(jìn)一步與環(huán)境空氣供應(yīng)閥150連通,該閥位于燃燒室100 的外部,用于將環(huán)境空氣127供應(yīng)到環(huán)境空氣噴射噴嘴126。環(huán)境空氣噴射 噴嘴126還經(jīng)由與文氏管124連通而與排氣管道120連通,該文氏管從排氣 管道120的側(cè)表面行進(jìn)并經(jīng)過(guò)環(huán)境空氣噴射噴嘴126的內(nèi)部,以使得文氏管 124的出口基本垂直地與環(huán)境空氣噴射噴嘴126的出口對(duì)準(zhǔn)。與燃燒室100 外部的燃料氣體源121連通的燃料氣體端122被承裝在排氣管道120中。燃 料氣體端122允許燃料氣體138被吹過(guò)文氏管124并進(jìn)入燃燒室100。與燃 燒室IOO外部的導(dǎo)引氣體源136連通的導(dǎo)引氣體端137定位在環(huán)境空氣噴射 噴嘴126的下游。導(dǎo)引氣體端137在常規(guī)燃燒火焰點(diǎn)火過(guò)程中使用,如圖2a 所示,其中存在可見(jiàn)的火焰134和較高的NOx排放。排氣管道120與燃燒 室100連通,以有助于乂人燃燒室100的內(nèi)部收回懸浮在排氣管道120上方或 附近的停滯的或幾乎停滯的煙道氣135。在優(yōu)選實(shí)施例中,排氣管道通常為 18至24英寸長(zhǎng)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解,排氣管道120的長(zhǎng)度可以在不脫 離本發(fā)明的范圍和精神內(nèi)變得更長(zhǎng)或更短。盡管進(jìn)入排氣管道120中的一些 煙道氣135排出了燃燒室IOO,但是一部分煙道氣135與進(jìn)入的燃料氣體138
混合,以形成惰性燃料氣體130,該惰性燃料隨后排出文氏管124并再次進(jìn)
入燃燒室100。文氏管124在燃料氣體138和煙道氣135之間產(chǎn)生紊流,由 此允許這兩種氣體均勻地彼此混合,并形成惰性燃料氣體130。
以上描述的單元共同地被稱為燃燒器119。上述煙道氣135可以在常規(guī) 燃燒模式下的運(yùn)行過(guò)程中在燃燒室100中產(chǎn)生,或者可以從渦輪排放裝置(未 示出)被供應(yīng)或從能輸送合適的惰性化和溫度需求的任何其他的外部源被供 應(yīng),以形成惰性燃料氣體流130。但是,本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解,盡管優(yōu)選 實(shí)施例僅示出了每個(gè)系列的兩個(gè)燃燒器119且它們位于相對(duì)端,但是這些燃 燒器119并不在數(shù)量上和位置上受到限制,而是可以在不脫離本發(fā)明的精神 和范圍內(nèi)在數(shù)量上增加或減少以及重新定位它們的位置。
如圖2a所示,多個(gè)排氣管道120直列地定位在兩個(gè)燃燒器119之間, 一個(gè)位于燃燒室100的頂側(cè)110的附近,而另一個(gè)位于燃燒室100的底側(cè)112 附近。這些多個(gè)排氣管道120允許煙道氣135經(jīng)由負(fù)壓排出燃燒室100,以 允許新的氣體進(jìn)入燃燒室100。此外,兩個(gè)熱空氣噴射噴嘴128位于兩個(gè)燃 燒器119的下游,并位于燃燒室100的頂側(cè)110和燃燒室100的底側(cè)112的 中心。熱空氣噴射噴嘴128不在常規(guī)燃燒中使用,如圖2a所示。但是,本 領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解,盡管優(yōu)選實(shí)施例示出了每系列四個(gè)附加的排氣管道 120,但是這些附加的排氣管道120在數(shù)量上或位置上并不受限,而且在不 脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)可以在數(shù)量上增加或減少以及重新定位它們的 位置。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解,盡管優(yōu)選實(shí)施例示出了每系列兩個(gè)熱空氣噴 射噴嘴129,但是這些熱空氣噴射噴嘴128在數(shù)量上或位置上并不受限,而 是可以在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)在數(shù)量上增加或減少以及重新定位 它們的位置。每個(gè)熱空氣噴射噴嘴128可沿燃燒室100的頂側(cè)110以及燃燒 室100的底側(cè)112定位,兩個(gè)燃燒器119位于燃燒室100的頂側(cè)110和燃燒 室100的底側(cè)112的中心,只要在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)能使來(lái)自熱 空氣噴射噴嘴128的惰性熱空氣140與惰性燃料氣體130混合即可。此外, 盡管已經(jīng)描述了僅一個(gè)系列的燃燒器119、排氣管道120和熱空氣噴射噴嘴 128,但是圖2a示出了遍布本發(fā)明的燃燒室100的內(nèi)側(cè)表面形狀114可以存 在多個(gè)具有燃燒器119n、排氣管道120n和熱空氣噴射噴嘴128n的系列,且 它們大約間隔25英尺。該距離是大約的且可根據(jù)完成燃燒過(guò)程所需的距離 來(lái)改變,且根據(jù)燃燒和傳熱應(yīng)用的具體情況來(lái)改變,而無(wú)論通過(guò)常規(guī)燃燒執(zhí)
行還是通過(guò)無(wú)火焰燃燒執(zhí)行。
圖2b示出了圖2a所示的燃燒室100的側(cè)視圖,并示出了相同的排氣管 道120、燃料氣體端122、文氏管124、環(huán)境空氣噴射噴嘴126和熱空氣噴射 噴嘴128,但是處于根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的無(wú)火焰燃燒期間。
如圖2b所示并另外參考圖3,本發(fā)明的設(shè)備部件與圖2a所示的相同, 但其運(yùn)行不同。圖2b示出了燃燒室100,具有頂側(cè)110和底側(cè)112,并在100 %的無(wú)火焰燃燒模式下運(yùn)行。在該模式下,環(huán)境空氣供應(yīng)閥150完全關(guān)閉, 以使得環(huán)境空氣127不會(huì)流過(guò)環(huán)境空氣噴射噴嘴126并進(jìn)入燃燒室100。導(dǎo) 引氣體139在無(wú)火焰燃燒模式下可流過(guò)導(dǎo)引氣體端137或可以完全關(guān)閉。但 是,燃料氣體源121持續(xù)供應(yīng)燃料氣體138,該燃料氣體與離開(kāi)排氣管道120 的一些煙道氣135混合。文氏管124在燃料氣體138和煙道氣135之間產(chǎn)生 紊流,由此允許這兩種氣體均勻地彼此混合并形成惰性燃料氣體130,該惰 性燃料氣體130隨后排出文氏管124并進(jìn)入燃燒室100。由此,惰性燃料氣 體130是排出燃燒器119的唯一氣體。惰性燃料氣體130排出文氏管124并 由于附壁效應(yīng)貼附燃燒室IOO的內(nèi)側(cè)表面形狀114。由于環(huán)境空氣供應(yīng)閥150 完全關(guān)閉,熱空氣142 (圖4)通過(guò)熱空氣噴射噴嘴128供應(yīng)。熱空氣142 (圖4)用從燃燒室100內(nèi)部而來(lái)的煙道氣135惰性化,由此在熱空氣噴射 噴嘴128的出口形成惰性熱空氣140。在無(wú)火焰燃燒模式下使用的煙道氣135 可在常規(guī)燃燒模式下在燃燒室100中形成,或可從渦輪排放裝置(未示出) 供應(yīng),或從能輸送合適的惰性化和溫度需求的任何外部源供應(yīng),以形成惰性 燃料氣體流130。
惰性熱空氣140從熱空氣噴射噴嘴128出口流出,且還由于附壁效應(yīng)貼 附燃燒室100的內(nèi)側(cè)表面形狀114。惰性燃料氣體130和惰性熱空氣140對(duì) 燃燒室100內(nèi)側(cè)表面形狀114的這種貼附可用附壁效應(yīng)原理解釋,且允許燃 燒室100的內(nèi)側(cè)表面形狀114具有凹面形狀、凸面形狀、平直形狀、或其任 何組合。混合的溫度為惰性燃料氣體130的溫度和惰性熱空氣140的溫度的 平均值,該混合溫度必須落在大約1000。F和1400°F之間,優(yōu)選的是1250。F, 由此促成在無(wú)火焰燃燒邊界區(qū)域144中的無(wú)火焰燃燒,在該邊界區(qū)域發(fā)生惰 性燃料氣體130和惰性熱空氣140的擴(kuò)散。惰性燃料氣體130和惰性熱空氣 140并排流動(dòng),直到它們混合并促成無(wú)火焰燃燒。這種并排流動(dòng)允許惰性熱 空氣140和惰性燃料氣體130足夠緩慢地?cái)U(kuò)散到彼此之中,以使得在燃燒過(guò)
程中不會(huì)變得太熱,但又足夠快且處于用于分子運(yùn)動(dòng)的足夠高的能量水平, 以使得形成無(wú)火焰燃燒。這兩種氣體的混合比氣體在彼此的上方的情況下能 更均勻地發(fā)生,由此消除熱點(diǎn)。盡管僅描述了一個(gè)系列的燃燒器119、排氣
管道120和熱空氣噴射噴嘴128,但是圖2示出了遍布本發(fā)明的燃燒室100 的內(nèi)側(cè)表面形狀,可以存在多個(gè)這種包括燃燒器119n、排氣管道120n和熱 空氣噴射噴嘴128n的系列,且大約間隔25英尺。該距離是大約的且可以變 化,只要該距離足夠長(zhǎng)而能完成燃燒過(guò)程即可,且取決于燃燒和傳熱應(yīng)用的 具體情況。
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的熱空氣噴射噴嘴128的正視圖, 示出了安裝在熱空氣噴射噴嘴上的可選混合器葉片160。根據(jù)圖5并另外參 考圖2,這些固定的或可旋轉(zhuǎn)的混合器葉片160有助于煙道氣135與熱空氣 142 (圖4)均勻地混合,以在熱空氣噴射噴嘴128的出口處形成惰性熱空氣 140。這些混合器葉片160有助于混合,因?yàn)樗鼈冊(cè)跓峥諝?42 (圖4)和煙 道氣135之間產(chǎn)生紊流。通過(guò)熱空氣噴射噴嘴128的空氣側(cè)壓力下降大致在 1"H20和5"H20之間。本發(fā)明能具有高的熱空氣側(cè)壓力下降和顯著的混合能 量來(lái)使熱空氣142與煙道氣135惰性化,因?yàn)闊峥諝鈬娚鋰娮?28是唯一的 且與環(huán)境空氣噴射噴嘴126分開(kāi)?,F(xiàn)有技術(shù)不具有這些能力,因?yàn)楝F(xiàn)有技術(shù) 讓易燃空氣45 (圖1 )、周?chē)匀煌L(fēng)空氣和熱空氣通過(guò)同一空氣入口 28進(jìn) 入。但是,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解,盡管優(yōu)選實(shí)施例示出了具有八個(gè)(8) 葉片的混合器葉片160,但是這些混合器葉片160在數(shù)量上并不受限,而是 在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)可在數(shù)量上增加或減少。此外,本領(lǐng)域4支術(shù) 人員應(yīng)理解,這些混合器葉片160可以各種角度傾斜而不脫離本發(fā)明的精神 和范圍。
圖6示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的燃燒室100的側(cè)視圖,該燃燒室具 有頂壁110、底壁112和內(nèi)側(cè)表面形狀114,示出了處于被托臂170分開(kāi)的 分層結(jié)構(gòu)中的排氣管道120、燃料氣體端122、文氏管124、環(huán)境空氣噴射噴 嘴126和熱空氣噴射噴嘴128。當(dāng)燃燒室100的載荷增加時(shí),由此進(jìn)一步成 系列地增加燃燒器119n、排氣管道120n和熱空氣噴射噴嘴128n是不可能的, 這種增加可通過(guò)在原來(lái)的層上方和/或下方并通過(guò)托臂127分開(kāi)這些層而增 加另一層燃燒器119、排氣管道120和熱空氣噴嘴128。這些增加是可能的, 因?yàn)樵诒景l(fā)明中存在對(duì)稱性。如本實(shí)施例所示,每個(gè)層大約十(10)英尺寬,
并且每個(gè)燃燒器119n系列大致以約25英尺相等地間隔開(kāi)。這種分層的結(jié)構(gòu) 還可在非膨脹燃燒室100中實(shí)現(xiàn),其中燃燒室100限制于一定的特殊要求或 形狀要求。已經(jīng)在圖6中示出的箭頭指示每個(gè)層的燃燒方向和氣體的流動(dòng)。 箭頭還示出了層的頂部的煙道氣135循環(huán)流動(dòng)至另一層底部的煙道氣135, 反之亦然。圖6中示出的燃燒器119與圖2b中示出的燃燒器119相同,由 此燃燒器119包括排氣管道120、燃料氣體端122、導(dǎo)引氣體端137、文氏管 124和環(huán)境空氣噴射噴嘴126。但是,本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解,盡管優(yōu)選實(shí) 施例示出了被兩個(gè)(2)托臂170分開(kāi)的三個(gè)(3)層,但是這些層的數(shù)目并 不受到限制,而是可以在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)在數(shù)量上增加或減 少。但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解,盡管優(yōu)選實(shí)施例示出了具有十(1)英尺 寬度的層和分開(kāi)約25英尺的燃燒器119n系列,但是在不脫離本發(fā)明的精神 和范圍內(nèi)這些距離可以增加或減小。應(yīng)理解,因?yàn)楦奖谛?yīng),圖6示出的一見(jiàn) 圖也可以是豎直(通常是墻壁)或水平的(通常是屋頂或底板)且可以是凸 起的、凹入的、平直的或其任何組合。
如在優(yōu)選實(shí)施例中的實(shí)踐以及如圖2a、圖2b、圖3和圖4中所示,燃 燒室100首先通過(guò)常規(guī)燃燒開(kāi)始燃燒,如圖2a所示,且隨后使用如圖4所 示的系統(tǒng)可轉(zhuǎn)換至無(wú)火焰燃燒,如圖2b所示。
參將圖2a、圖3和圖4,操作本發(fā)明的第一步驟是在常規(guī)燃燒模式下啟 動(dòng)燃燒室100,該燃燒室具有頂側(cè)110和底側(cè)112。所述系統(tǒng)必須首先通常 地通過(guò)使用氣體測(cè)試器(未示出)來(lái)確保在燃燒室100中不存在燃燒。環(huán)境 空氣127已經(jīng)準(zhǔn)備好通過(guò)環(huán)境空氣供應(yīng)閥150進(jìn)入燃燒室100,因?yàn)榭諝獗?自然地通風(fēng),由此使得燃燒室IOO處于富含空氣的環(huán)境。 一旦易燃物被證實(shí) 并不存在,則所述系統(tǒng)允許導(dǎo)引氣體139——通常是自然氣體——流入燃燒 室100,并隨后點(diǎn)燃導(dǎo)引氣體端137。 一旦確實(shí)存在導(dǎo)引,則所述系統(tǒng)準(zhǔn)備 好點(diǎn)燃可見(jiàn)火焰134,該火焰在本發(fā)明中遠(yuǎn)離環(huán)境空氣噴嘴126。所述系統(tǒng) 隨后打開(kāi)燃料氣體供應(yīng)閥(未示出),由此允許燃料氣體138進(jìn)入燃燒室100 并導(dǎo)致可見(jiàn)火焰134點(diǎn)燃。在此點(diǎn)處所述系統(tǒng)通常會(huì)關(guān)閉導(dǎo)引;但是, 一些 系統(tǒng)會(huì)選擇以保持導(dǎo)引打開(kāi)。在本發(fā)明中,每個(gè)系列示出了兩個(gè)燃燒器119, 并且存在多個(gè)系列。可見(jiàn)火焰的點(diǎn)燃過(guò)程持續(xù)進(jìn)行,并且所有其他燃燒器119 都在燃燒室100內(nèi)。此時(shí),燃燒過(guò)程以常規(guī)燃燒方式發(fā)生且具有可見(jiàn)火焰 134,該火焰由于碳裂化而產(chǎn)生。可見(jiàn)火焰134中的溫度可達(dá)到約3800°F,
導(dǎo)致大量的NOx排放,通常約50至60ppm。在燃燒過(guò)程中一旦溫度達(dá)到 2200。F以上則開(kāi)始形成NOx排放。
參見(jiàn)圖4, 一旦燃燒室IOO在常規(guī)燃燒模式下運(yùn)行,則煙道氣135排出 排氣管道120且經(jīng)過(guò)貴金屬篩網(wǎng)180。該貴金屬篩網(wǎng)180由任何貴金屬制造, 例如金、銀、柏、鈀、鉭、銠、釕、錸、鋨氛銥。貴金屬合金還是用于構(gòu)造 貴金屬篩網(wǎng)180的合適材料。貴金屬篩網(wǎng)180用于降低NOx排放。含有NOx 排放的煙道氣135隨后行進(jìn)至對(duì)流部182,在該處來(lái)自煙道氣135的熱量4皮 對(duì)流地傳遞至傳熱冷卻線圈183。當(dāng)系統(tǒng)處于減低(turndown) it式時(shí)旁路 調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)184用于控制離開(kāi)空氣預(yù)熱器190的熱空氣142的溫度(且由此用 于無(wú)火焰燃燒所需的混合溫度)。煙道氣135隨后前進(jìn)至煙道186。當(dāng)常規(guī)燃 燒100%發(fā)生時(shí)煙道調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)188100%打開(kāi)。由此,煙道氣135不會(huì)流入空 氣預(yù)熱器190中,并且環(huán)境空氣127也不會(huì)進(jìn)入空氣預(yù)熱器l卯中。
在本發(fā)明中,燃燒過(guò)程可被轉(zhuǎn)換為無(wú)火焰燃燒(圖2b),使得NOx排放 被顯著降低,通常在約5-8ppm。 一旦系統(tǒng)被指示從常規(guī)燃燒轉(zhuǎn)換成無(wú)火焰 燃燒,如圖2b所示,則系統(tǒng)需要經(jīng)歷一系列經(jīng)由計(jì)算機(jī)程序控制的自動(dòng)步 驟。參見(jiàn)圖4,在本實(shí)施例中,從常規(guī)燃燒轉(zhuǎn)換成無(wú)火焰燃燒并轉(zhuǎn)換回常規(guī) 燃燒的過(guò)程通過(guò)計(jì)算機(jī)程序控制環(huán)境空氣供應(yīng)閥150、煙道調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)188、 強(qiáng)制通風(fēng)風(fēng)扇調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)192和引風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)196而自動(dòng)地發(fā)生。當(dāng)自動(dòng)系 統(tǒng)可在手動(dòng)模式下操作時(shí),與本發(fā)明相關(guān)的一種顯著的改進(jìn)是完全的自動(dòng)控 制和監(jiān)測(cè)。
從常規(guī)燃燒到無(wú)火焰燃燒的轉(zhuǎn)換過(guò)程必須逐漸的執(zhí)行,以使得可以保持 合適的溫度用于促進(jìn)和持續(xù)無(wú)火焰燃燒。在經(jīng)由熱空氣噴射噴嘴128將熱空 氣142引入燃燒室IOO之前,熱空氣142必須首先被加熱到一溫度,以使得 惰性熱空氣140(圖2b)和惰性燃料氣體130(圖2b)的混合溫度在約1000。F 到1400。F的范圍內(nèi)。在優(yōu)選實(shí)施例中,熱空氣142大約為850°F或更高, 煙道氣135大約為1650°F且燃料氣體138大約在60°F至120°F之間。在本 發(fā)明中,各種氣體的溫度并不是至關(guān)重要的;但是,惰性燃料氣體130(圖 2b)和惰性熱空氣140 (圖2b)的混合溫度是最關(guān)鍵的。
起初,環(huán)境空氣供應(yīng)閥150和煙道調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)188被100%打開(kāi),而強(qiáng)制 通風(fēng)風(fēng)扇調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)192和卩1風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)196被100 %關(guān)閉,但強(qiáng)制通風(fēng)風(fēng) 扇194和引風(fēng)機(jī)198仍在運(yùn)轉(zhuǎn)。第一步驟是環(huán)境空氣供應(yīng)閥150和煙道調(diào)節(jié)
風(fēng)門(mén)188關(guān)閉10%,并且強(qiáng)制通風(fēng)風(fēng)扇調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)192和引風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)196 打開(kāi)10%。這一步驟將允許以90%持續(xù)常規(guī)燃燒且以10%促成無(wú)火焰燃燒。 環(huán)境空氣127以90%質(zhì)量流經(jīng)過(guò)環(huán)境空氣供應(yīng)閥150,并經(jīng)由環(huán)境空氣噴射 噴嘴126 (圖2a)進(jìn)入燃燒室100。同時(shí),環(huán)境空氣127以10%質(zhì)量流流過(guò) 強(qiáng)制通風(fēng)風(fēng)扇調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)192,并通過(guò)強(qiáng)制通風(fēng)風(fēng)扇194泵抽經(jīng)過(guò)空氣預(yù)熱器 190??諝忸A(yù)熱器產(chǎn)生850。F或更高的熱空氣142,該熱空氣隨后通過(guò)熱空氣 噴射噴嘴128進(jìn)入燃燒室100。煙道氣B5通過(guò)排氣管道120排出燃燒室100。 煙道氣135隨后經(jīng)過(guò)貴金屬篩網(wǎng)180并經(jīng)過(guò)對(duì)流部182。煙道氣135隨后進(jìn) 入煙道186,其中90%上升到煙道186并排出系統(tǒng),且10%經(jīng)由引風(fēng)機(jī)198 循環(huán)通過(guò)空氣預(yù)熱器190和引風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)196。引風(fēng)機(jī)198將該氣體泵回 到煙道186并排出系統(tǒng)??諝忸A(yù)熱器190使用該氣體來(lái)加熱環(huán)境空氣127, 以形成熱空氣142。
一旦計(jì)算機(jī)程序監(jiān)測(cè)到溫度被穩(wěn)定,則計(jì)算機(jī)程序進(jìn)一 步將環(huán)境空氣供 應(yīng)閥150和煙道調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)188關(guān)掉(pinch)又一 10%,并將強(qiáng)制通風(fēng)風(fēng)扇 調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)192和引風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)196打開(kāi)又一10%,由此導(dǎo)致環(huán)境空氣供應(yīng) 閥150和煙道調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)188打開(kāi)80%,且強(qiáng)制通風(fēng)風(fēng)扇調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)192和引風(fēng) 機(jī)調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)196打開(kāi)20%。這個(gè)過(guò)程持續(xù)進(jìn)行,直到環(huán)境空氣供應(yīng)閥150 和煙道調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)188被100%關(guān)閉,且強(qiáng)制通風(fēng)風(fēng)扇調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)192和引風(fēng)機(jī) 調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)196被打開(kāi),以被適當(dāng)設(shè)置從而保持通風(fēng)和02的水平。此時(shí),燃 燒室在100%無(wú)火焰燃燒下運(yùn)行,如圖2b所示,這產(chǎn)生約5 - 8ppm的NOx 排放,其隨后經(jīng)過(guò)貴金屬篩網(wǎng)180,由此將N0x排放減少至約3-5ppm。但 是,本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解,盡管優(yōu)選實(shí)施例示出了以10%的增量進(jìn)行逐漸 地轉(zhuǎn)變,但是在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)百分比增量可以增加或減少。 當(dāng)燃燒室的運(yùn)行需要從無(wú)火焰燃燒轉(zhuǎn)換回常規(guī)燃燒時(shí),回轉(zhuǎn) (switchback )過(guò)程非??焖偾也恍枰y門(mén)打開(kāi)和關(guān)閉的逐漸變化的百分比 增量。 一種原因是回轉(zhuǎn)會(huì)需要熱空氣142停止流入熱空氣噴射噴嘴128,這 可由于電力損失、風(fēng)扇關(guān)閉等造成。這種回轉(zhuǎn)過(guò)程4艮快,因?yàn)楸景l(fā)明需要空 氣從燃燒器119移動(dòng)至熱空氣噴射噴嘴128以用于轉(zhuǎn)換至無(wú)火焰燃燒,并且 回到燃燒器119以用于轉(zhuǎn)換至常規(guī)燃燒。在本發(fā)明中,空氣運(yùn)動(dòng),而燃料氣 體138不運(yùn)動(dòng),這允許更安全且確定的回轉(zhuǎn),而不會(huì)造成燃燒損失或重新啟 動(dòng)加熱器的需要。 一旦環(huán)境空氣127重新進(jìn)入環(huán)境空氣噴射噴嘴126,則常
規(guī)燃燒立即開(kāi)始。由此,環(huán)境空氣供應(yīng)閥150和煙道調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)188被設(shè)置為
不打開(kāi)。
盡管已經(jīng)參考特定優(yōu)選實(shí)施例顯示和描述了本發(fā)明,但是明顯的是,在 閱讀和理解的本說(shuō)明書(shū)以及所附附圖后本領(lǐng)域技術(shù)人員可以作出等效替換 和修改。特別是關(guān)于通過(guò)上述部件(組件、裝置、電路等)所執(zhí)行的功能, 用于描述這些部件的術(shù)語(yǔ)(包括對(duì)"裝置"作出的引用)用于對(duì)應(yīng)(除非相反 地指出)任何能執(zhí)行所述部件特定功能(即功能上等效)的部件,即使不在 結(jié)構(gòu)上與所披露的在本文所示的示例性本發(fā)明實(shí)施例中執(zhí)行功能的結(jié)構(gòu)等 效。此外,盡管已經(jīng)相關(guān)于數(shù)個(gè)實(shí)施例中的一個(gè)披露了本發(fā)明的特定特征, 但是該特征可與所需的其他實(shí)施例的 一 個(gè)或多個(gè)特征相組合。
盡管已經(jīng)參考具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述,但是這些描述并不意味 著構(gòu)成了一種限制。在參考本發(fā)明的描述時(shí),本領(lǐng)域技術(shù)人員可以作出所披 露實(shí)施例的各種修改以及本發(fā)明的替換實(shí)施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解,所 披露的構(gòu)思和具體實(shí)施例可被容易地用作改變或設(shè)計(jì)其他用于實(shí)現(xiàn)與本發(fā) 明的目的相同目的的結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ),本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)意識(shí)到,這種等效結(jié)構(gòu) 并不脫離所附權(quán)利要求所闡述的本發(fā)明的精神和范圍。因此,期望的是權(quán)利 要求覆蓋落入本發(fā)明真實(shí)范圍內(nèi)的任何這類修改或?qū)嵤├?br> 權(quán)利要求
1、一種在由內(nèi)表面限定的燃燒室中促成和維持無(wú)火焰燃燒的方法,所述方法包括步驟將空氣經(jīng)由第一空氣噴射噴嘴以繞第一空氣路徑的大致圓錐形的分布樣式引入到所述燃燒室中,所述第一空氣路徑大致平行于所述燃燒室的內(nèi)表面;在所述燃燒室中提供煙道氣;將燃料氣體經(jīng)由第一燃料氣體端以繞第一燃料氣體路徑的大致圓錐形的分布樣式引入到所述燃燒室中,所述第一燃料氣體路徑大致平行于所述燃燒室的內(nèi)表面;用所述煙道氣使所述燃料氣體惰性化;用所述煙道氣使所述空氣惰性化;和連續(xù)地分別引入所述空氣和燃料氣體,以使得大致圓錐形分布的所述惰性化的空氣和惰性化的燃料氣體擴(kuò)散到無(wú)火焰燃燒邊界區(qū)域中的分子混合物中,并達(dá)到或超過(guò)所述分子混合物的自燃溫度。
2、 如權(quán)利要求1所述的方法,其中,所述分子混合物具有混合溫度, 其中所述混合溫度在1000°F至1400。F的范圍內(nèi)。
3、 如權(quán)利要求2所述的方法,還包括步驟將所述分子混合物的混合 溫度維持在約1000。F至1400。F之間,同時(shí)提供排放裝置,由于向所述燃燒 室引入所述燃料氣體和空氣,因而所述燃燒室的內(nèi)壓通過(guò)所述排放裝置可被 均衡。
4、 如權(quán)利要求3所述的方法,其中,所述排放裝置為排氣管道。
5、 如權(quán)利要求1所述的方法,其中,所述內(nèi)表面是凸起的、凹入的、 平直的或其組合。
6、 如權(quán)利要求1所述的方法,其中,所述空氣被預(yù)熱至大約從850。F 到更高范圍的溫度。
7、 如權(quán)利要求1所述的方法,其中,所述燃料氣體從以下燃料氣體中 選擇H2、 CO、 CH4、 C2H6、 C2H4、 C3H8、 C3H6、 C4H1Q、 C4H8、 C5H12和C6H44。
8、 如權(quán)利要求3所述的方法,其中,通過(guò)將所述混合溫度維持在1000。F至1400。F之間來(lái)維持無(wú)火焰燃燒的步驟還包括根據(jù)軟件控制的溫度傳感裝置來(lái)控制燃料氣體的引入。
9、 如權(quán)利要求3所述的方法,其中,通過(guò)將所述混合溫度維持在1000。F 至1400°F之間來(lái)維持無(wú)火焰燃燒的步驟還包括根據(jù)軟件控制的溫度傳感裝 置來(lái)控制空氣的引入。
10、 如權(quán)利要求3所述的方法,其中,通過(guò)將所述混合溫度維持在1000。F 至1400。F之間來(lái)維持無(wú)火焰燃燒的步驟產(chǎn)生范圍在5至8ppm的NOx排放 量。
11、 如權(quán)利要求10所述的方法,其中,還包括在所述排放裝置的下游 設(shè)置貴金屬篩網(wǎng),用于進(jìn)一步將NOx排放量減小到約3ppm。
12、 如權(quán)利要求11所述的方法,其中,所述貴金屬篩網(wǎng)由貴金屬制造, 所述貴金屬?gòu)囊韵虏牧闲纬傻慕M中選擇金、銀、柏、釔、鉭、銠、釕、錸、 鋨和銥。
13、 如權(quán)利要求11所述的方法,其中,所述貴金屬篩網(wǎng)由貴金屬合金 制造。
14、 如權(quán)利要求l所述的方法,其中,所述大致圓錐形分布的惰性空氣 和惰性燃料氣體在大致平行的第一空氣路徑和第一燃料氣體路徑之間擴(kuò)散到彼此之中。
15、 如權(quán)利要求l所述的方法,其中,通過(guò)將混合器葉片安裝在所述第 一空氣噴射噴嘴上便于用所述煙道氣使空氣惰性化。
16、 如權(quán)利要求l所述的方法,其中,在所述燃燒室內(nèi)提供煙道氣的步 驟通過(guò)將外部產(chǎn)生的煙道氣引入到所述燃燒室中來(lái)執(zhí)行。
17、 如權(quán)利要求l所述的方法,其中,在所述燃燒室內(nèi)提供煙道氣的步 驟通過(guò)在所述燃燒室內(nèi)形成煙道氣來(lái)執(zhí)行。
18、 如權(quán)利要求l所述的方法,還包括設(shè)置第二空氣噴射噴嘴,所述第 二空氣噴射噴嘴設(shè)置為以繞第二空氣路徑的大致圓錐形的分布樣式來(lái)弓1入 空氣,所述第二空氣路徑大致平行于所述燃燒室的內(nèi)表面。
19、 如權(quán)利要求l所述的方法,還包括在所述第一空氣噴射噴嘴的下游 設(shè)置第二空氣噴射噴嘴,并且所述第二空氣噴射噴嘴設(shè)置為以繞第二空氣路 徑的大致圓錐形的分布樣式引入空氣,所述第二空氣路徑大致平行于所述燃 燒室的內(nèi)表面。
20、 如權(quán)利要求l所述的方法,還包括設(shè)置第二燃料氣體端,所述第二 燃料氣體端設(shè)置為以繞第二燃料氣體路徑的大致圓錐形的分布樣式? 1入燃 料氣體,所述第二燃料氣體路徑大致平行于所述燃燒室的內(nèi)表面。
21、 如權(quán)利要求l所述的方法,還包括在所述第一燃料氣體端的下游設(shè) 置第二燃料氣體端,并且所述第二燃料氣體端設(shè)置為以繞第二燃料氣體路徑 的大致圓錐形的分布樣式? 1入燃料氣體,所述第二燃料氣體路徑大致平行于 所述燃燒室的內(nèi)表面。
22、 如權(quán)利要求l所述的方法,還包括使所述第一空氣噴射噴嘴在下游 與所述第一燃料氣體端分隔開(kāi)。
23、 一種用于在燃燒室內(nèi)使常規(guī)燃燒轉(zhuǎn)換到無(wú)火焰燃燒的方法,包括步驟提供具有內(nèi)表面的燃燒室和設(shè)置在所述內(nèi)表面上以將熱空氣噴射到所 述燃燒室中的熱空氣噴射噴嘴;提供設(shè)置在所述燃燒室的內(nèi)表面上的燃燒器,所述燃燒器包括在排氣管道中的燃料氣體端,所述排氣管道設(shè)置在所述燃燒室的內(nèi) 表面上;環(huán)境空氣噴射噴嘴,所述環(huán)境空氣噴射噴嘴設(shè)置在所述內(nèi)表面上, 以將環(huán)境空氣噴射到所述燃燒室中;文氏管,所述文氏管設(shè)置為用于接收來(lái)自排氣管道的煙道氣和來(lái)自 所述燃料氣體端的燃料氣體,所述文氏管將所述煙道氣和燃料氣體通過(guò) 所述環(huán)境空氣噴射噴嘴提供到所述燃燒室中;和導(dǎo)引氣體端,所述導(dǎo)引氣體端設(shè)置在所述內(nèi)表面上處于所述文氏管 的下游;經(jīng)由所述環(huán)境空氣噴射噴嘴將環(huán)境空氣引入到所述燃燒室; 在所述燃燒室中提供煙道氣; 經(jīng)由所述燃料氣體端引入燃料氣體; 用所述煙道氣使所述燃料氣體惰性化; 將所述導(dǎo)引氣體端點(diǎn)燃,以啟動(dòng)常規(guī)燃燒;減少環(huán)境空氣流過(guò)所述環(huán)境空氣噴射噴嘴,同時(shí)將熱空氣經(jīng)由所述熱空 氣噴射噴嘴? 1入到所述燃燒室,其中所述環(huán)境空氣流量的減少大致等于所述 熱空氣流量的增加;用所述煙道氣使所述熱空氣惰性化; 消除所述環(huán)境空氣流;和持續(xù)引入燃料氣體和熱空氣,以使得所述惰性化的熱空氣和惰性化的燃 料氣體擴(kuò)散到分子混合物中,并達(dá)到或超過(guò)所述分子混合物的自燃溫度,以促成無(wú)火焰燃燒。
24、 如權(quán)利要求23所述的方法,其中,所述分子混合物具有范圍乂人 1000。F至1400°F的混合溫度。
25、 一種用于促成和維持無(wú)火焰燃燒的設(shè)備,包括 具有內(nèi)表面的燃燒室; 所述內(nèi)表面中的第一排氣管道; 設(shè)置在所述燃燒室的內(nèi)表面上的第一燃燒器,包4舌設(shè)置為將環(huán)境空氣噴射到所述燃燒室中的第 一環(huán)境空氣噴射噴嘴;設(shè)置為接收來(lái)自燃料氣體端的燃料氣體的文氏管;第 一導(dǎo)引氣體端,所述第一導(dǎo)引氣體端設(shè)置在所述文氏管的下游,以選擇性地點(diǎn)燃所述文氏管下游的環(huán)境空氣與燃料氣體的混合物;和設(shè)置在所述內(nèi)表面上的第一熱空氣噴射噴嘴。
26、 如權(quán)利要求25所述的設(shè)備,其中,所述第一熱空氣噴射噴嘴在所 述第一燃料氣體端的下游。
27、 如權(quán)利要求25所述的設(shè)備,還包括設(shè)置在所述內(nèi)表面上的第二排 氣管道。
28、 如權(quán)利要求25所述的設(shè)備,其中,第一文氏管設(shè)置在所述第一排 氣管道中并與第一環(huán)境空氣噴嘴連通。
29、 如權(quán)利要求25所述的設(shè)備,其中,所述第一導(dǎo)引氣體端在所述第 一環(huán)境空氣噴射噴嘴的下游。
30、 如權(quán)利要求25所述的設(shè)備,還包括設(shè)置在所述內(nèi)表面上的第二燃 燒器。
31、 如權(quán)利要求25所述的設(shè)備,還包括設(shè)置在所述內(nèi)表面上的第二熱 空氣噴射噴嘴。
32、 如權(quán)利要求31所述的設(shè)備,其中,所述第一熱空氣噴射噴嘴和所 述第二熱空氣噴射噴嘴位于所述第 一燃料氣體端的下游。
33、 如權(quán)利要求25所述的設(shè)備,其中,所述內(nèi)表面是凸起的、凹入的、平直的或其組合。
34、 如權(quán)利要求25所述的設(shè)備,還包括在所述第一空氣噴射噴嘴上的混合器葉片。
35、 如權(quán)利要求25所述的設(shè)備,還包括位于所述第一排氣管道下游的 貴金屬篩網(wǎng)。
36、 如權(quán)利要求35所述的設(shè)備,其中,所述貴金屬篩網(wǎng)由貴金屬制造, 所述貴金屬?gòu)囊韵虏牧闲纬傻慕M中選擇金、銀、鉬、釔、鉭、銠、釕、錸、 鋨和銥。
37、 如權(quán)利要求35所述的設(shè)備,其中,所述貴金屬篩網(wǎng)由貴金屬合金 制造。
38、 如權(quán)利要求25所述的設(shè)備,其中,所述燃燒室還包括第一傳熱冷 卻線圈。
39、 如權(quán)利要求25所述的設(shè)備,其中,所述燃燒室的內(nèi)表面被托臂分 成第一層和第二層。
40、 如權(quán)利要求39所述的設(shè)備,其中,所述第一層包括所述第一燃燒 器和所述第一熱空氣噴射噴嘴,且所述第二層包括第一燃燒器和第一熱空氣 噴射噴嘴。
41、 如權(quán)利要求39所述的設(shè)備,其中,空氣、燃料氣體和煙道氣在所 述第一層中沿第一方向行進(jìn),并且空氣、燃料氣體和煙道氣在所述第二層中 沿相對(duì)的第二方'向行進(jìn)。
42、 一種在整合的加熱器/燃燒器設(shè)備的燃燒室中促成和維持無(wú)火焰燃燒 的系統(tǒng),包括燃燒室,其中環(huán)境空氣、熱空氣和燃料氣體進(jìn)入所述燃燒室,且煙道氣 排出所述燃燒室;對(duì)流部分,所述對(duì)流部分位于所述燃燒室的下游,用于使用從所述燃燒 室排出的煙道氣加熱傳熱冷卻線圈;具有煙道調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)的煙道,所述煙道位于所述對(duì)流部分下游,并能夠在時(shí)執(zhí)行空氣預(yù)熱操作;空氣預(yù)熱器,所述空氣預(yù)熱器位于所述燃燒室的上游,用于將環(huán)境空氣 轉(zhuǎn)換為熱空氣; 具有強(qiáng)制通風(fēng)風(fēng)扇調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)的強(qiáng)制通風(fēng)風(fēng)扇,所述強(qiáng)制通風(fēng)風(fēng)扇位于所-述空氣預(yù)熱器的上游,用于將熱空氣經(jīng)由所述空氣預(yù)熱器供應(yīng)到所述燃;J:克 室;和具有引風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)的引風(fēng)機(jī),所述引風(fēng)機(jī)位于所述空氣預(yù)熱器的下游 和煙道氣側(cè)上的煙道的上游,用于引導(dǎo)煙道氣通過(guò)所述空氣預(yù)熱器并將煙道 氣輸送到所述煙道。
43、 如權(quán)利要求42所述的系統(tǒng),其中,排出所述燃燒室的煙道氣具有 范圍在5至8ppm的NOx排放量。
44、 如權(quán)利要求42所述的系統(tǒng),還包括貴金屬篩網(wǎng),所述貴金屬篩網(wǎng) 位于所述燃燒室的下游和所述對(duì)流部分的上游,用于進(jìn)一步將NOx排;改量 減小到約3ppm。
45、 如權(quán)利要求44所述的系統(tǒng),其中,所述貴金屬篩網(wǎng)由貴金屬制造, 所述貴金屬?gòu)囊韵虏牧闲纬傻慕M中選擇金、銀、柏、釔、鉭、銠、釕、錸、 鋨和銥。
46、 如權(quán)利要求44所述的系統(tǒng),其中,所述貴金屬篩網(wǎng)由貴金屬合金 制造。
47、 如權(quán)利要求44所述的系統(tǒng),其中,環(huán)境空氣供應(yīng)、所述煙道調(diào)節(jié) 風(fēng)門(mén)、所述強(qiáng)制通風(fēng)風(fēng)扇調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)和所述引風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)經(jīng)由計(jì)算機(jī)程序被 自動(dòng)地控制。
48、 如權(quán)利要求44所述的系統(tǒng),其中,環(huán)境空氣供應(yīng)、所述煙道調(diào)節(jié) 風(fēng)門(mén)、所述強(qiáng)制通風(fēng)風(fēng)扇調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)和所述引風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)被手動(dòng)地控制。
全文摘要
一種系統(tǒng)、設(shè)備和方法,由此在燃燒室中促成和維持無(wú)火焰燃燒,該燃燒室具有凸起的、凹入的、平直的或它們的任何組合的表面,而不需要催化劑或高溫氧化劑。所述設(shè)備允許燃燒室在常規(guī)燃燒模式和無(wú)火焰燃燒模式下運(yùn)行。所述方法用于在熱空氣和燃料氣體混合之前將二者惰性化,只要它們的混合溫度在10000F至14000F的范圍內(nèi)即可。惰性熱空氣和惰性燃料氣體沿燃燒室的內(nèi)表面并排流動(dòng),以使得兩種氣體更均勻地混合,由此允許在較低溫度下進(jìn)行無(wú)火焰燃燒,以產(chǎn)生低的NOx排放。
文檔編號(hào)F23L15/00GK101389905SQ200780006456
公開(kāi)日2009年3月18日 申請(qǐng)日期2007年1月3日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月5日
發(fā)明者威廉·C·吉布森, 羅伯特·L·吉布森 申請(qǐng)人:石化開(kāi)發(fā)股份有限公司
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