專利名稱：以炭黑尾氣為燃料的往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)炭黑時(shí)產(chǎn)生的工藝尾氣(低比熱值氣體)作為往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)燃料的用途。
往復(fù)式內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)許多年來(lái)一直用作發(fā)電的主要原動(dòng)力，或者直接供應(yīng)工業(yè)動(dòng)力的需要。在這些應(yīng)用場(chǎng)合里，這種發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料一般為天然氣、柴油燃料或其他傳統(tǒng)燃料。有時(shí)也用其他生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的作為副產(chǎn)品的可燃工藝氣體作為燃料。但這種工藝尾氣的比熱值通常高于每標(biāo)準(zhǔn)立方英尺的氣體(scf)150英國(guó)熱量單位(Btu)。
生產(chǎn)炭黑時(shí)作為副產(chǎn)品產(chǎn)生的尾氣包括下列成分氫氣 6.5％-12％一氧化碳 6.5％-12％氮 30％-62％水 30％-45％乙炔及高級(jí)碳水化合物 小于1％當(dāng)乙炔及高級(jí)碳水化合物占尾氣體積小于1％時(shí)，其產(chǎn)生的熱值占尾氣熱值的10％。
氫氣和一氧化碳的相對(duì)數(shù)量隨所用的原料和生產(chǎn)的炭黑等級(jí)而變化，但當(dāng)尾氣脫離工序流程時(shí)所產(chǎn)生的熱值在50-60Btu/scf的范圍內(nèi)。
從歷史上看，火花點(diǎn)燃的往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)所用的氣體燃料的空氣-燃料比稍低于化學(xué)計(jì)量比，并設(shè)計(jì)成用天然氣作基本燃料。天然氣一般具有約900Btu/scf的凈熱值。當(dāng)使用比熱值非常低的燃料時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)就不能達(dá)到額定的工作能力。
近來(lái)，為了減少一氧化二氮的排放，工業(yè)往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)成使用更清潔的燃料混合物。前提是通過(guò)增加流過(guò)氣缸的沒(méi)有燃燒的質(zhì)量流量，抑制峰值燃燒溫度，從而抑制一氧化二氮的形成。
業(yè)已發(fā)現(xiàn)，從炭黑生產(chǎn)流程中出來(lái)的尾氣本身能經(jīng)過(guò)處理而用作工業(yè)往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料。
從廣義上講，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了用于往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)獾男纬珊褪褂谩＿@種燃?xì)獍ń咏瘜W(xué)計(jì)量比的混有燃燒空氣的低比熱值氣體混合物。能實(shí)現(xiàn)適用于現(xiàn)代往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)的質(zhì)量流，具有意想不到的足夠含能值供應(yīng)幾乎滿額定的發(fā)動(dòng)機(jī)工作能力。原來(lái)具有約50-55Btu/scf的熱值的低比熱值氣體是往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)獾闹饕煞?。如果必要，可處理低比熱值氣體，以去掉水蒸氣，從而得到熱值約為90-110Btu/scf的處理后氣體。處理后氣體與燃燒空氣混合后形成往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)使用的燃?xì)?。低比熱值氣體最好含有一定百分比范圍內(nèi)的氫氣和一氧化碳。
在一優(yōu)選實(shí)施方案中，用炭黑尾氣作為低比熱值氣體。這種尾氣含有高達(dá)45％的水蒸氣，當(dāng)水蒸氣減少到5％時(shí)，比熱值能增加到90-110Btu/scf范圍內(nèi)。因?yàn)樵诟鞣N炭黑等級(jí)中尾氣成分的不同主要是由于水含量的不同引起的，所以，脫水后尾氣的熱值相對(duì)恒定。尾氣中提供熱值的基本成分是氫氣和一氧化碳。就每一種氣體來(lái)說(shuō)，都是往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)較差的備選氣體，氫氣燃燒得太快，而一氧化碳燃燒得太慢。本發(fā)明的燃?xì)獗葐为?dú)的一氧化碳更易于點(diǎn)火和燃燒，且不會(huì)表現(xiàn)出氫氣快速燃燒并使壓力迅速升高的趨勢(shì)(類似于爆炸)。
在本發(fā)明的一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施方案中，從炭黑生產(chǎn)流程中出來(lái)的尾氣進(jìn)行干燥或脫水，使其熱值從50-65Btu/scf增加到90-110Btu/scf。這種干燥氣體與燃燒空氣混合形成了燃?xì)?。燃?xì)饨?jīng)渦輪增壓后冷卻，接著被引入發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管，然后點(diǎn)火。發(fā)動(dòng)機(jī)出來(lái)的燃燒氣體用來(lái)驅(qū)動(dòng)渦輪增壓機(jī)。


圖1是采用本發(fā)明的火花點(diǎn)火系統(tǒng)的工藝流程圖；圖2是本發(fā)明的壓縮點(diǎn)火系統(tǒng)的工藝流程圖；圖3a，3b，3c和3d是尾氣冷卻/冷凝設(shè)計(jì)的另外幾種實(shí)施方案；圖4a和4b是中間冷卻/發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻設(shè)計(jì)的另外幾種實(shí)施例的工藝流程圖；圖5是一種增壓控制的實(shí)施方案的工藝流程圖；圖6是氣流渦輪增壓和混合的另外一種實(shí)施方案的工藝流程圖；圖7是燃?xì)庠鰤旱囊环N實(shí)施方案的工藝流程圖。
參見(jiàn)圖1，其中示出了本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案的工藝流程圖。
炭黑尾氣經(jīng)一套組合閥12a和12c(能提供充分的隔離，以對(duì)任何的下游系統(tǒng)進(jìn)行維修)從主尾氣母管(未示出)流入風(fēng)冷式冷卻器/冷凝器10，并用附游系統(tǒng)進(jìn)行維修)從主尾氣母管(未示出)流入風(fēng)冷式冷卻器/冷凝器10，并用附加組合閥12b引向排氣口14。尾氣組合物一般是各為6.5-12％的氫氣和一氧化碳、5％水蒸氣、微量的乙炔和高級(jí)的碳水化合物，其余的為氮?dú)狻?br> 尾氣進(jìn)入到冷卻器/冷凝器10時(shí)，溫度約為450°F，含有35-45％的水蒸氣，凈熱值在50-65Btu/scf的范圍內(nèi)。
從冷卻器/冷凝器10出來(lái)的處理后尾氣大約為110-110°F，水分含量為5-10％，凈熱值為90-110Btu/scf。在流程中此處的相對(duì)濕度為100％。從冷卻器/冷凝器中的尾氣去掉的冷凝液循環(huán)至炭黑生產(chǎn)流程。
處理后尾氣流進(jìn)混合閥16，按照處理后尾氣/空氣比約為1比1的比例與空氣混合，形成往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)30中燃燒用的燃?xì)??？梢陨陨缘馗淖兲幚砗笪矚?空氣比來(lái)改變尾氣熱值?；旌祥y16由用總標(biāo)號(hào)18指示的傳感器控制，以保證氣體/空氣的適當(dāng)混合。另外，混合閥設(shè)計(jì)成在混合時(shí)壓損最小，并能承受與飽和的尾氣相關(guān)的腐蝕性環(huán)境。
燃?xì)庖约s為大氣壓力(流量約為6500立方英寸每分鐘(scfm))流經(jīng)流量控制閥20(控制速度和/或載荷)，供給3mw的發(fā)動(dòng)機(jī)組。燃?xì)獾膲毫τ蓽u輪增壓器22從1bar增壓到大約25bar。從渦輪增壓器22出來(lái)的燃?xì)饬鹘?jīng)中間冷卻器24(有時(shí)稱為二次冷卻器)，并以120-200°F的溫度排出。這個(gè)溫度應(yīng)該調(diào)整到使發(fā)動(dòng)機(jī)效率最大而能防止出現(xiàn)震動(dòng)(knock)。
隨后，燃?xì)饬鹘?jīng)火焰消除器26，并流入發(fā)動(dòng)機(jī)30的進(jìn)氣管28，在其中點(diǎn)火驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。燃燒后，廢氣體從發(fā)動(dòng)機(jī)30流入渦輪增壓器22。
除了尾氣/空氣流在16指示地方的混合，還使用了發(fā)動(dòng)機(jī)控制以加強(qiáng)使用燃?xì)獾陌l(fā)動(dòng)機(jī)的性能。渦輪增壓器增壓控制器32控制發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒氣體從發(fā)動(dòng)機(jī)30到渦輪增壓器22入口的循環(huán)。更高的增壓能使每單位發(fā)動(dòng)機(jī)容積有更高的質(zhì)量流，因此有更高的能量輸出，但所形成的高溫也更容易產(chǎn)生爆炸(震動(dòng))。不過(guò)，增設(shè)的中間冷卻器降低了這個(gè)溫度，從而減小了震動(dòng)的可能性。溫度控制器34控制冷卻。按需要能使用可選用輔助燃料供給器36，供給空氣、天然氣、丙烷或類似的LPG燃料。
實(shí)施例在使用Ricardo單缸火花點(diǎn)燃試驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)所作的測(cè)試中，合成的尾氣燃料包括15％的氫氣、17％的一氧化碳和68％的氮?dú)猓冀Y(jié)果表明通過(guò)壓力充入燃料/空氣混合物發(fā)動(dòng)機(jī)能達(dá)到滿額定能力。這些原始結(jié)果也證明了合成尾氣(可推知，實(shí)際中脫水的炭黑產(chǎn)品尾氣)是一種易于處理的燃料，其沒(méi)有主要組成物的產(chǎn)品一般都有的問(wèn)題。在測(cè)試中，既沒(méi)有遇到由于氫氣反應(yīng)速度快所帶來(lái)的問(wèn)題，也沒(méi)有遇到一般與一氧化碳有關(guān)的燃燒時(shí)間長(zhǎng)的問(wèn)題?？雌饋?lái)，氫氣有助于使一氧化碳更易于燃燒，而一氧化碳起到了抑制氫氣快速反應(yīng)的作用。
圖2示出了本發(fā)明用于壓縮點(diǎn)火的另一實(shí)施方案，與圖1相同的零件用相同的標(biāo)號(hào)。其整個(gè)的工作情況與圖1所描述的近似。在該實(shí)施方案中，燃?xì)夤?yīng)到發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管28，在進(jìn)氣管處以與火花點(diǎn)燃實(shí)施方案相同的方式被引進(jìn)氣缸，然后由按著與在純壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)中相同的方式噴進(jìn)的少量引燃燃料(pilot fuel)點(diǎn)燃。柴油燃料(輔助燃料供應(yīng))從油源40經(jīng)噴嘴42噴入燃燒室。也可使用如重油燃料或其它常規(guī)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)燃料等其他輔助燃料。用作引燃燃料的柴油的量遠(yuǎn)小于低熱值燃料，占供給發(fā)動(dòng)機(jī)的全部燃料的1％-10％。此外，該系統(tǒng)單使用柴油燃料也能工作。這時(shí)，通過(guò)改變噴入燃燒室的液體引燃柴油燃料的量來(lái)控制發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)載。(無(wú)圖1中閥20等流量控制閥。)壓縮發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是這種發(fā)動(dòng)機(jī)一般比火花點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)做得大，即能達(dá)到20兆瓦的功率?；鸹c(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)由于在實(shí)際當(dāng)中經(jīng)火花系統(tǒng)供給的點(diǎn)燃能量的大小有限，而被限制到5到10兆瓦。
可以改變圖1和圖2中所示的冷卻/冷凝、中間冷卻和增壓控制等步驟。
參見(jiàn)圖3a，一個(gè)尾氣冷卻/冷凝的實(shí)施方案采用組合的直接接觸的冷卻塔50。組合塔50的冷卻水主要由蒸發(fā)冷卻塔52冷卻。因?yàn)槲矚庵幸徊糠謿怏w會(huì)溶解在冷卻水里，所以在組合塔冷卻水50和組合塔52之間使用了熱交換器54。如果冷卻水由蒸發(fā)冷卻塔直接冷卻，氣體就會(huì)不經(jīng)處理放經(jīng)大氣。
參見(jiàn)圖3b，另一個(gè)尾氣冷卻/冷凝的實(shí)施例與圖3a所示的相似，不同之處在于，它采用了間接蒸發(fā)冷卻器56來(lái)冷卻組合塔冷卻水。間接冷卻器56不會(huì)使冷卻水中的任何氣體釋放到大氣中。另外，不使用中間的熱交換器能使冷卻水的溫度接近大氣濕球溫度。
圖3c所示為又一個(gè)尾氣冷卻/冷凝的實(shí)施方案，其中，尾氣在間接蒸發(fā)冷卻塔58的熱交換管56中直接冷卻/冷凝。該實(shí)施方案的優(yōu)點(diǎn)是處理后尾氣的可能溫度低于圖3a或圖3b中的情況；其缺點(diǎn)是損失了組合塔的洗滌作用，這種情況削弱了對(duì)尾氣的冷凝。因?yàn)槲矚饫淠械臈l件，材料的選擇更重要，成本也更高。
參見(jiàn)圖3d，再一個(gè)尾氣冷卻/冷凝的實(shí)施方案是冷卻/冷凝尾氣的組合塔60。熱量最終散入作為吸熱裝置的外蓄水池。采用間接熱交換系統(tǒng)的目的是防止吸收在組合塔冷卻水中的氣體釋放到大氣中。
如圖4a和圖4d所示，在本發(fā)明的另外的實(shí)施方案中，兩個(gè)冷卻單元64和66使用外蓄水池作為吸熱裝置。在這兩種情形下，采用了傳統(tǒng)的冷卻系統(tǒng)，通過(guò)控制冷卻水到熱交換器的流動(dòng)來(lái)控制燃?xì)獾臏u輪增壓后溫度和發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水。
圖1中，通過(guò)控制再循環(huán)來(lái)控制發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣對(duì)渦輪的增壓。
圖5也是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，通過(guò)控制發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣流入渦輪增壓器32的渦輪部66的流量，從而控制增壓。壓縮作功不需要的尾氣經(jīng)尾氣管路70從旁路排入大氣。
在圖1和圖2所示的點(diǎn)火式或壓燃式實(shí)施方案中，示出壓縮尾氣/空氣混合物的流程是首先混合尾氣和空氣，然后在一個(gè)渦輪增壓器中壓縮。參見(jiàn)圖6所示的本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，在中間冷卻和混合的步驟前，尾氣和燃燒空氣分別在渦輪增壓器72和73中進(jìn)行壓縮(混合和中間冷卻的順序并不重要)。渦輪增壓前進(jìn)行混合有利于更好地混合尾氣/空氣混合物；渦輪增壓后進(jìn)行混合有利于使含有可燃?xì)怏w混合物的管流更短。
上面在本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案中參照渦輪增壓器描述了將燃?xì)鈮毫Τ淙氚l(fā)動(dòng)機(jī)。也可以通過(guò)增壓器使吸入空氣增壓。如圖7所示，發(fā)動(dòng)機(jī)28的驅(qū)動(dòng)軸用于驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)80，給燃?xì)庠鰤?。增壓后的燃?xì)饨?jīng)中間冷卻器24、火焰消除器26進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)28。
雖然上面的描述限于本發(fā)明的一些具體的實(shí)施例，但是應(yīng)該清楚利于本發(fā)明的部分或全部的優(yōu)點(diǎn)能對(duì)本發(fā)明作出各種變型和修改。所以，所附權(quán)利要求書(shū)的目的在于覆蓋落入本發(fā)明真正構(gòu)思和范圍內(nèi)的全部變型和修改。
權(quán)利要求
1.一種制造燃?xì)饧霸撊細(xì)庠谕鶑?fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)中應(yīng)用的方法，包括處理含有一氧化碳、氫氣和惰性氣體的低比熱值氣體，以增加其熱值，從而制成處理后氣體；將所述處理后氣體與燃燒空氣混合起來(lái)，以制成燃?xì)猓粔毫Τ淙胨鋈細(xì)?；使所述增壓后的燃?xì)饬魅氚l(fā)動(dòng)機(jī)，并點(diǎn)火；從往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生有用功。
2.如權(quán)利要求1的方法，其中，壓力充入所述燃?xì)獾牟襟E包括用壓縮機(jī)對(duì)所述燃?xì)膺M(jìn)行增壓；和用往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)。
3.如權(quán)利要求1的方法，其中，壓力充入所述燃?xì)獾牟襟E包括用渦輪增壓器對(duì)所述燃?xì)膺M(jìn)行渦輪增壓；和用發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣驅(qū)動(dòng)渦輪增壓器。
4.如權(quán)利要求2或3的方法，包括在燃?xì)饬魅氚l(fā)動(dòng)機(jī)前流經(jīng)中間冷卻器。
5.如權(quán)利要求4的方法，包括燃?xì)馔ㄟ^(guò)流經(jīng)中間冷卻器而被冷卻。
6.如權(quán)利要求4的方法，包括用輔助燃料補(bǔ)充所述燃?xì)狻?br> 7.如權(quán)利要求6的方法，其中，所述輔助燃料選自天然氣、丙烷或類似的液化石油氣燃料和燃燒空氣，所述的往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)是點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)。
8.如權(quán)利要求6的方法，其中，所述輔助燃料是柴油、重燃油或其他傳統(tǒng)的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)燃料，所述發(fā)動(dòng)機(jī)為壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)。
9.如權(quán)利要求4的方法，其中，所述低比熱值氣體包括水蒸氣，所述處理步驟還包括從所述氣體中去掉水蒸氣。
10.如權(quán)利要求4的方法，其中，所述低比熱值氣體包括來(lái)源于炭黑生產(chǎn)流程中的尾氣。
11.如權(quán)利要求10的方法，其中，所述低比熱值氣體的熱值為50-65Btu，還包括把熱值提高到90-110Btu。
12.如權(quán)利要求11的方法，其中，所述燃?xì)庵袣錃夂鸵谎趸?，它們含量均為約6.5-12％。
13.如權(quán)利要求12的方法，其中，所述處理后氣體與燃燒空氣按處理后氣體/燃燒空氣約為1比1的比例混合。
14.一種用尾氣和空氣制造燃?xì)饧霸撊細(xì)庠谕鶑?fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)中應(yīng)用的方法，其中，所述尾氣來(lái)自于炭黑產(chǎn)生流程，具有50-65Btu的低熱值，其包括各占約6.5-12％的氫氣和一氧化碳；惰性氣體；水蒸氣，該方法包括從所述尾氣中去掉水蒸氣，使其熱值增加到90-110Btu，從而形成處理后氣體；將所述處理后氣體與燃燒空氣混合起來(lái)，制成燃?xì)猓粚?duì)所述燃?xì)膺M(jìn)行渦輪增壓；使渦輪增壓后的燃?xì)饬鹘?jīng)中間冷卻器；使流經(jīng)中間冷卻器的渦輪增壓后的燃?xì)饬鬟M(jìn)往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室；點(diǎn)燃所述燃?xì)猓?qū)動(dòng)往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)；用從發(fā)動(dòng)機(jī)中出來(lái)的廢氣驅(qū)動(dòng)渦輪機(jī)；從往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生有用功。
15.如權(quán)利要求14的方法，包括燃?xì)馔ㄟ^(guò)流經(jīng)中間冷卻器而被冷卻。
16.如權(quán)利要求14的方法，包括用輔助燃料補(bǔ)充所述燃?xì)狻?br> 17.如權(quán)利要求16的方法，其中，所述輔助燃料是選自然氣、丙烷或類似的液化石油氣燃料和燃燒，所述的往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)是點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)。
18.如權(quán)利要求16的方法，其中，所述輔助燃料是柴油、重燃油或其他傳統(tǒng)的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)燃料，所述發(fā)動(dòng)機(jī)為壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)。
19.如權(quán)利要求14的方法，其中，所述處理后氣體與燃燒空氣按處理后氣體/燃燒空氣約為1比1的比例混合。
20.一種制造燃?xì)饧霸撊細(xì)庠谕鶑?fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)中應(yīng)用的系統(tǒng)，包括處理包括一氧化碳、氫氣和惰性氣體的低比熱值氣體以提高其熱值從而制成處理后氣體的裝置；將所述處理后氣體與燃燒空氣混合起來(lái)制成燃?xì)獾难b置；使所述燃?xì)饬鹘?jīng)增壓器增大其質(zhì)量流量的裝置，所述增壓器位于該裝置的下游，以混合處理后氣體；在所述增壓器下游，將渦輪增壓后的燃?xì)庖M(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)并點(diǎn)燃燃?xì)怛?qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的裝置。
21.如權(quán)利要求20的系統(tǒng)，其中，使所述燃?xì)饬鹘?jīng)增壓器的裝置包括用壓縮機(jī)對(duì)所述燃?xì)膺M(jìn)行渦輪增壓的裝置；和用發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)該壓縮機(jī)的裝置。
22.如權(quán)利要求20的系統(tǒng)，其中，使所述燃?xì)饬鹘?jīng)增壓器的裝置包括用渦輪增壓器對(duì)所述燃?xì)膺M(jìn)行渦輪增壓的裝置；和用發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣驅(qū)動(dòng)渦輪增壓器的裝置。
23.如權(quán)利要求21或22的系統(tǒng)，包括位于發(fā)動(dòng)機(jī)上游、渦輪增壓器下游的中間冷卻器；和使所述燃?xì)馀c該中間冷卻器進(jìn)行熱交換的裝置。
24.如權(quán)利要求23的系統(tǒng)，其中，中間冷卻器包括冷卻所述燃?xì)獾难b置。
25.如權(quán)利要求23的系統(tǒng)，包括用輔助燃料補(bǔ)充所述燃?xì)獾难b置。
26.如權(quán)利要求25的系統(tǒng)，其中，所述輔助燃料選自天然氣、丙烷或類似的液化石油氣燃料和燃燒空氣，所述的往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)是點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)。
27.如權(quán)利要求25的系統(tǒng)，其中，所述輔助燃料是柴油，所述發(fā)動(dòng)機(jī)為壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)。
28.如權(quán)利要求23的系統(tǒng)，包括從所述低比熱值氣體中去掉水蒸氣的裝置。
29.如權(quán)利要求23的系統(tǒng)，其中，所述燃?xì)庵袣錃夂鸵谎趸迹鼈兊暮烤鶠榧s6.5-12％。
30.如權(quán)利要求23的系統(tǒng)，其中，所述低比熱值氣體的熱值為50-65Btu，處理所述氣體的裝置包括把熱值提高到90-110Btu的裝置。
31.一種制造燃?xì)饧霸撊細(xì)庠谕鶑?fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)中應(yīng)用的系統(tǒng)，其中，所述尾氣來(lái)自于炭黑產(chǎn)生流程，具有50-65Btu的低熱值，其包括各占約6.5-12％的氫氣和一氧化碳；惰性氣體；水蒸氣，該系統(tǒng)包括從所述尾氣中去掉水蒸氣使其熱值增加到90-110Btu從而形成處理后氣體的裝置；將所述處理后氣體與燃燒空氣混合起來(lái)制成燃?xì)獾难b置；增大所述燃?xì)饬髁康臏u輪增壓器；使渦輪增壓后的燃?xì)饬鹘?jīng)中間冷卻器的裝置；使流經(jīng)中間冷卻器的渦輪增壓后的燃?xì)饬鬟M(jìn)往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室的裝置；點(diǎn)燃所述燃?xì)怛?qū)動(dòng)往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)的裝置；和使發(fā)動(dòng)機(jī)排出的尾氣的至少一部分循環(huán)至所述渦輪增壓器的裝置。
32.如權(quán)利要求31的系統(tǒng)，包括用輔助燃料補(bǔ)充所述燃?xì)獾难b置。
33.如權(quán)利要求31的系統(tǒng)，其中，所述輔助燃料選自天然氣和燃燒空氣，所述的往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)是點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)。
34.如權(quán)利要求31的系統(tǒng)，其中，所述輔助燃料是柴油，所述發(fā)動(dòng)機(jī)為壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)。
全文摘要
一種用來(lái)自炭黑生產(chǎn)流程的尾氣作為往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)燃料的系統(tǒng)和方法。對(duì)尾氣進(jìn)行脫水,然后與空氣混合以形成燃?xì)?。該燃?xì)庠鰤汉?在往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)中點(diǎn)燃而產(chǎn)生有用功。
文檔編號(hào)F02B43/08GK1240498SQ97180600
公開(kāi)日2000年1月5日 申請(qǐng)日期1997年10月23日 優(yōu)先權(quán)日1996年10月28日
發(fā)明者阿爾文·E·圖姆斯, 愛(ài)德華·D·斯托厄爾 申請(qǐng)人:卡伯特公司