带电动均化的固体燃料燃烧器制造技术

一种固体燃料燃烧器可包括用于电动均化的系统。一个或多个电极可应用电场到燃烧的固体燃料或靠近燃烧的固体燃料的区域。该电场引起固体燃料的挥发馏分、燃烧气体和空气的混合和均化。该改进的混合和均化可减少一氧化碳(CO)的排放、减少氮氧化物(NOx)的排放、减少烟气中的氧气、增加烟气温度和/或允许更大的炉篦表面。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】一种固体燃料燃烧器可包括用于电动均化的系统。一个或多个电极可应用电场到燃烧的固体燃料或靠近燃烧的固体燃料的区域。该电场引起固体燃料的挥发馏分、燃烧气体和空气的混合和均化。该改进的混合和均化可减少一氧化碳(CO)的排放、减少氮氧化物(NOx)的排放、减少烟气中的氧气、增加烟气温度和/或允许更大的炉篦表面。【专利说明】带电动均化的固体燃料燃烧器相关申请的交叉引用本申请要求申请号为61/640，695、名称为“带电动均化的固体燃料燃烧器(SOLIDFUEL BURNER WITH ELECTRODYNAMIC H0M0GENIZAT10N) ”、2012 年 4 月 30 日提交的美国临时专利申请的优先权利益；和申请号为61/616，223、名称为“多种燃料燃烧系统和方法(MULTIPLE FUEL COMBUST1N SYSTEM AND METHOD) ”、2012 年 3 月 27 日提交的美国临时专利申请的优先权利益；这些文件某种程度上与本文公开内容不矛盾，并通过引用并入。背景图1为说明根据现有技术的炉篦给料的固体燃料燃烧器的一部分的图解，且该固体燃料燃烧器根据本文的公开内容被改进。固体燃料燃烧器可包括界定燃烧容积的壁102和炉篤104,炉篤104支持其上的固体燃料106。火下燃烧空气(underfire combust1n air)可被从炉篤104下方经由来自鼓风机110的火下或一次空气源(primary air source) 108递送到燃料。热气112然后可被递送，以用于发电(例如，通过加热用于传输蒸汽到蒸汽轮机的水管)、以用于加热空气(例如，通过穿过空气-空气热交换器传输能量)，或用于加热处理材料。燃料106可包括各种固体燃料，诸如块煤(例如无烟煤、烟煤和/或褐煤)、生物质燃料、轮胎衍生燃料(TDF)、城市固体废物(MSW)、垃圾衍生燃料(RDF)、有害固体废弃物坐寸ο固体燃料燃烧器以诸如结块等不理想的流动表现而著称。燃料结块已与对炉篦下方空气流动的可变阻力相关联。燃料结块可表现为在炉篦104上的燃料106中的“山丘”114和“山谷”116的形成。山丘114通常具有对气流的高阻力，而山谷116通常具有对气流的低阻力。此外，气流可被对壁102的接近所影响。此对气流的可变阻力的结果是，可能在山丘114上方区域118中具有比期望的更少的气流，且在山谷116上方区域120具有比期望的更多的气流。此外，响应于来自燃烧的高温度，固体燃料106通常会挥发，且实际燃烧的是挥发的、气相组分。在山丘114上方比山谷116上方存在更多的挥发，这可进一步增加山丘114上方区域118和山谷上方区域120之间的在组分上的不均等。区域118、120的非均化性导致两个不合需要的情况。区域118具有低气流往往没有足够的氧气用于完全燃烧。这导致更低温度以及一氧化碳(CO)和其它不完全燃烧产物的高输出。相反地，在区域120中的过量的气流造成高温度和相对高的氧气和氮气的浓度，这两者都倾向于导致氮氧化物(NOx)的形成。固体燃料燃烧器101的制造者和运营者已试图通过引入炉篦104上方的火上或二次空气和带有一个或多个火上空气源122的燃料106来改善与非均化性相关联的问题。火上空气通常以高速度引入，以帮助区域118、120的混合。遗憾的是，虽然火上空气可提供更多氧气以将CO完全燃烧成为二氧化碳(C02)，但是其不影响NOx的形成或甚至可能使NOx的形成更加严重。此外，火上空气通常过量地被添加。过量的火上空气降低了烟气112的温度且可能降低由燃烧产生的热量驱动的过程的热力学效率。降低的热力学效率可能通常要求燃烧更多燃料以产生期望的输出，或可能以给定的燃料数量下减少输出量。最后，穿过宽阔的炉篦104递送火上空气的能力受可赋予火上空气的惯性大小和可通过与燃烧相关的浮力移动的距离的限制。所需要的是一种能够改善与固体燃料燃烧器相关的反应性气体的均匀性或均化性的技术。还期望的是以最低的排气温度的冷却来改善气体均化性。最后，从改进横跨炉篦的均化性受益的一些应用，其中炉篦尺寸大于火上空气可能经过的尺寸。概述根据一种实施方案，一种固体燃料燃烧器可设置有用于提供电动均化的系统。固体燃料燃烧器可包括配置以支持燃烧的固体燃料的炉篦和配置以从炉篦下方传输火下空气到燃烧的固体燃料的火下空气源。用于提供电动均化的系统可包括电极(一个或多个电极)，该电极配置以应用电场到燃烧的固体燃料或邻近燃烧的固体燃料的区域。该电场，其可包括时变电场，可被选择以引起固体燃料的挥发馏分、燃烧气体和空气的混合和均化。该改进的混合和均化可导致减少一氧化碳(CO)的排放、减少氮氧化物(NOx)的排放、减少烟气中的氧气、增加烟气温度和/或允许更大的炉篦表面。根据一种实施方案，一种固体燃料燃烧器可以包括用于提供电动均化的系统。系统可包括配置以支持燃烧的固体燃烧的炉篦和配置以从炉篦下方传输火下空气到燃烧的固体燃料的火下空气源。电极(一个或多个电极)可被配置以应用电场到燃烧的固体燃料或邻近燃烧的固体燃料的区域。该电场，其可包括时变电场，可被选择以引起固体燃料的挥发馏分、燃烧气体和空气的混合和均化。该改进的混合和均化可导致减少一氧化碳(CO)的排放、减少氮氧化物(NOx)的排放、减少烟气中的氧气、增加烟气温度和/或允许更大的炉篦表面。根据另一个实施方案，用于操作固体燃料燃烧器的方法可包括递送炉篦下方的火下燃烧空气，利用在燃烧反应中的燃烧空气燃烧炉篦上的固体燃料，以及通过利用至少一个电极施加电场来均化在燃烧反应中的挥发的固体燃料和火下燃烧空气的混合物，其中电极布置在炉篦上方或包括炉篦。电场可包括时变电场。 【专利附图】【附图说明】 图1为示出了根据现有技术的炉篦给料的固体燃料燃烧器的一个方面的图解，且该固体燃料燃烧器根据本专利技术公开内容被改进。 图2是根据一个实施方案的配置为用于电动均化的固体燃料燃烧器的图解。 图3是根据另一个实施方案的配置为用于电动均化的固体燃料燃烧器的图解。 图4是根据另一个实施方案的配置为用于电动均化的固体燃料燃烧器的图解。 图5是示出根据一个实施方案的用于操作具有电动均化的固体燃料燃烧器的方法的流程图。 具体描述 在以下细节描述中，参考了附图，附图形成了本文的一部分。在附图中，相似的符号通常标识相似的部件，除非上下文另有规定。在具体描述、附图和权利要求中描述的说明性实施方案并不意在为限制性的。其它实施方案可被利用，且其它改变可被作出，而不偏离本文展示的主题的精神和范围。 图2是根据一个实施方案的配置为用于电动均化的固体燃料燃烧器201的图解。该固体燃料燃烧器201可包括配置以支持燃烧的固体燃料106的炉篦104。火下空气源108可被配置为用于从炉篦104下递送火下空气到燃烧的固体燃料106。可替代地，可以将火下空气源108称为一级空气源或炉篦下空气源。用于提供电动均化的系统可包括电极202，电极202配置以应用电场到燃烧的固体燃料106或邻近燃烧的固体燃料106的区域118、120。该电场可被选择以引起固体燃料的挥发馏分、燃烧气体和空气的混合和均化。 各种电极的实施方案被预期。如在实施方案201中说明的，电极202可被布置在炉篦本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带电动均化的固体燃料燃烧器，包括：炉篦，其被配置以支持燃烧的固体燃料；火下空气源，其被配置以从所述炉篦下方递送火下空气到燃烧的固体燃料；和电极，其被配置以应用电场到燃烧的固体燃料或靠近燃烧的固体燃料的区域；其中所述电场被选择以引起固体燃料的挥发馏分、燃烧气体和空气的混合和均化。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒂姆·W·宋尼申，特蕾西·A·普雷沃，约瑟夫·科兰尼诺，大卫·B·古德森，克里斯多佛·A·威克洛夫，
申请(专利权)人：克利尔赛恩燃烧公司，
类型：发明
国别省市：美国;US