高效低NOX排放的燃烧器装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种高效低NOx排放的热氧化器燃烧器装置。该装置包括进气室，该进气室具有用于引入燃烧空气的进口；还包括燃烧室，该燃烧室与所述进气室流体连通。第一废气管以叶瓣式末端喷嘴终止，穿过进气室以将废气引入燃烧室。第一燃料气体管线与进气室连通，以引入第一燃料气体。

Burner device with high efficiency and low NOX emission

The invention relates to a high-efficiency and low NOx emission hot oxidizer burner device. The device includes an intake chamber having an inlet for introducing combustion air; and a combustion chamber in which the combustion chamber is in fluid communication with the intake chamber. The first exhaust pipe terminates with a lobe type end nozzle and passes through the intake chamber to introduce exhaust gas into the combustion chamber. The first fuel gas line communicates with the intake chamber to introduce the first fuel gas.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】优先权声明本申请要求2012年3月19日提交的美国申请No.13/423,311的优先权。
本专利技术涉及一种高效低NOx排放的燃烧器装置和方法。特别地，本发明涉及一种热氧化器燃烧器装置和方法，其利用来自独立源的废气或尾气以实现高效和低氮氧化物排放。
技术介绍
氮的氧化物作为燃烧产物从燃烧器中排出。在过去，各种已有构型和设计被用于提高热氧化器燃烧器的效率和降低烟道气排放物中氮氧化物的含量。在烟道气排放物中有多种氮的氧化物，例如一氧化氮（NO）、二氧化氮（NO2）和通常一起用NOx表示的其它氮氧化物。已知高的氧气含量可以增加氮氧化物的形成。同样已知增加燃烧温度可以增加NOx的产生。在至少一个过去已有的方法中，由燃烧产生并从燃烧器中排出的烟道气、废气或尾气的一部分与进入的燃烧空气混合和再循环。欧洲专利No.1,203,188说明了一种将燃料与内部再循环的废气预混合的例子，所述废气从炉腔抽出然后再循环。美国专利No.5,135,387公开了一种燃烧器中的烟道气收集元件，其形成一通道以使燃烧空气和再循环的烟道气结合。在过去的烟道气再循环系统中，废气的量和百分比将取决于炉中发生的燃烧和各种其它因素。在使废气或尾气与燃烧空气再循环的尝试中已出现了另外的问题。废气或尾气的成分将会变化，在一非限制性例子中是98%的氮和剩余的诸如甲烷、一氧化碳、氢和各种硫化物的可燃物。由于废气或尾气几乎不含或不含氧气含量，因此将废气或尾气引入燃烧空气中将影响其氧气含量。已知一部分废气或尾气的再循环将降低和/或控制燃烧空气中的氧气含量。降低氧气含量将降低氧气的分压力，从而降低形成氧化物的反应速率。因此，本专利技术的一目标和目的是提供一种利用来自外部源的烟道气的热氧化器燃烧器装置，所述外部源和与燃烧器相关联的燃烧室中的正在进行的燃烧相分离。本专利技术的另一目标和目的是提供一种高效低NOx排放的热氧化器燃烧器装置，其在混合室中具有叶瓣式末端喷嘴（lobedtipnozzole），以使燃烧空气与来自独立源的废气或尾气彻底地混合。本专利技术的另一目标和目的是控制燃烧器所使用的废气或尾气的成分和含量。本专利技术的另一目标和目的是提供一种热氧化器燃烧器，其中废气或尾气穿过燃烧器进气空间（plenum）被分阶段地引入燃烧室。
技术实现思路
本专利技术涉及一种高效低NOx排放的燃烧器装置。进气室包括一进口，该进口用于引导进入并穿过所述进气室的燃烧空气。燃烧室与进气室流体连通并相连接。一进口与一个或多个第一废气管连通，以将废气或尾气穿过进气室引入燃烧室。废气或尾气将从独立的、不与这里的燃烧相关联的外部源输送出。在一优选布置中，第一废气管以叶瓣式末端喷嘴终止，所述喷嘴从废气管处的一端延伸到相对端，以围绕中心轴线对称布置的多个径向延伸的叶瓣终止。第一燃料气体体管线提供了用于燃烧反应的燃料源。废气进口还与第二废气管连通，以将一部分废气或尾气引入燃烧室，从而废气的引入是分阶段的。此外，在一优选实施例中，第二燃料气体体管线与燃烧室连通，以分阶段地将第二燃料气体体引入燃烧室。附图说明图1示出了根据本专利技术构造的高效低NOx排放的燃烧器装置的一优选实施例的简化示意图；图2A示出了图1中所示燃烧器装置从燃烧室到混合进气空间的简化视图，图2B和2C示出了燃烧器装置的外部视图；图3、4和5示出了图1中所示燃烧器装置的叶瓣式末端喷嘴的不同视图；图6示出了燃烧器装置的一可选择的优选实施例；和图7示出了燃烧器装置的另一可选择的优选实施例。具体实施方式本文讨论的实施例仅仅是制造和使用本专利技术的说明性的特殊方式，不应解释为限制本专利技术的范围。尽管已经用一定程度的特殊性描述了本专利技术，但是应当注意的是，可以对本专利技术的构造及其部件的布置的细节进行修改，而不背离本专利技术的精神和范围。应当理解，本专利技术不受本文为举例说明而提出的实施例的限制。详细地参考附图，图1示出了根据本专利技术构造的高效低NOx排放的热氧化器燃烧器装置10的第一优选实施例的剖视图。在一优选实施例中，设有大体上管状或圆筒形的进气室12——尽管其它构型也是可能的。进气室12包括进口14，如箭头16所示，该进口14用于引入燃烧空气。燃烧空气可以通过多种方式穿过进气室12被吸入或强迫进入燃烧室。如箭头18所示，燃烧空气进入并穿过进气室12。可以使用各种风扇或其它带有控制器的机构来强迫或促使燃烧空气穿过进气室12。燃烧室20与进气室12流体连通并相连接。热氧化在燃烧室中进行。燃烧室20可以是圆筒形或管状或采用其它构型。在一优选布置中，燃烧室与进气室12同轴——尽管其它构型也是可能的。一进口28与一个或多个第一废气管或管道30连通，从而如箭头32所示将废气或尾气穿过进气室12引入燃烧室20。废气或尾气可以从独立的、不与燃烧室中的燃烧相关联的外部源输送出。来自独立源的尾气或废气的非限制性例子可以是来自硫回收单元的废气或尾气，所述硫回收单元作为石化或天然气加工厂的一部分。第一废气管30的至少一部分可以与圆筒形的进气室12同轴。第一废气管30以叶瓣式末端喷嘴34终止（这将在本文中详细描述），或以端部开口装置或其它混合装置终止。因此，第一废气穿过进气室12被输送并与燃烧空气混合。第一燃料气体管线40为燃烧反应提供燃料源。在本专利技术的精神和范围内可以使用天然气或各种其它类型的燃料。在一优选实施例中，废气进口28与第二废气管或管道50连通，以将一部分废气或尾气引入燃烧室20。因此，废气或尾气的引入是分阶段的。此外，在一优选实施例中，第二燃料气体管线60与燃烧室20连通，以将第二燃料气体引入燃烧室20。因此，燃料气体的引入是分阶段的。在本专利技术的精神和范围内可以使用天然气或各种其它类型的燃料。燃料气体管线之间可以使用耐火材料或耐火砖52。图2A示出了从图1中所示装置10的燃烧室20向进气室12看到的端视图，图2B和2C示出了装置10的外部视图。图3、4和5示出了从装置10分离的叶瓣式末端喷嘴34的不同的视图。叶瓣式末端喷嘴34在进口端42处连接到第一废气管30上。叶瓣式末端喷嘴34从第一废气管处的进口端42延伸到相对的出口端44，以围绕中心轴线对称布置的多个径向延伸的叶瓣（lobe）36终止。叶瓣36是从所述轴线径向向外突出的圆化的突出部。如箭头46所示，第一废气流过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高效低NOx排放的热氧化器燃烧器装置，该装置包括：进气室，该进气室具有用于引入燃烧空气的进口；燃烧室，该燃烧室与所述进气室流体连通；至少一个第一废气管，该第一废气管穿过进气室并在该室中终止，以将第一废气引入所述混合室；和第一燃料气体管线，该第一燃料气体管线穿过所述进气室，以将第一燃料气体引入所述燃烧室，导致内部和外部流体流的改善的混合。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.03.19 US 13/423,3111.一种高效低NOx排放的热氧化器燃烧器装置，该装置包括：
进气室，该进气室具有用于引入燃烧空气的进口；
燃烧室，该燃烧室与所述进气室流体连通；
至少一个第一废气管，该第一废气管穿过进气室并在该室中终止，以
将第一废气引入所述混合室；和
第一燃料气体管线，该第一燃料气体管线穿过所述进气室，以将第一
燃料气体引入所述燃烧室，导致内部和外部流体流的改善的混合。
2.根据权利要求1所述的高效低NOx排放的热氧化器燃烧器装置，
包括：
第二废气管，该第二废气管与所述燃烧室流体连通，以将第二废气引
入所述燃烧室。
3.根据权利要求1所述的高效低NOx排放的热氧化器燃烧器装置，
包括：
第二燃料气体管线，该第二燃料气体管线在所述燃烧室处终止，以将
第二燃料气体引入其中。
4.根据权利要求1所述的高效低NOx排放的热氧化器燃烧器装置，
其中，所述第一废气管以叶瓣式末端喷嘴终止。
5.根据权利要求4所述的高效低NOx排放的热氧化器燃烧器装置，<...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·克劳斯，M·马丁，S·比亚托，
申请(专利权)人：霍尼韦尔国际公司，
类型：发明
国别省市：美国;US