多孔氧化剂喷咀燃烧方法及装置制造方法及图纸

一种以更均匀一致的温度分布减少和ＮＯ－［ｘ］生成物而进行燃烧的方法和装置，它包括通过具有直型和有角度的喷口的喷嘴注入氧化剂并将气体抽吸送入有角度注入的氧化剂和使氧化剂流束的后部合并一起。（*该技术在2010年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

，最近一个重要的进展是安得森(Anderson)在美国专利号4378205和4541796中所叙述和要求保护的抽气器燃烧器和方法。这一技术可以使燃烧在不太高的温度和氧气燃烧混合性差的特性下，实现用氧气或富氧空气的燃烧，从而获得不致产生高氮氧化物(NOx)和在燃烧区内不引起局部热点的燃烧。这一特点通过在燃料和氧化剂注入点之间限定一个较长的距离并将炉烟抽气在与燃料混合和燃烧之前送入氧化剂而实现。在一些特定的燃料的燃烧中，例如对一些危险的废料的焚化中，在燃烧区内存在着高氮或高氮化合物，当燃烧进行时，它们会成为氮氧化物(NOx)源。此外，在特定的燃烧区，例如用于危险废料焚化的旋转干燥炉内，是相对的长而窄的。众所周知利用扩散火焰进行燃烧，可以降低(NOx)的形成，和可获得更均匀一致的温度分布。这种扩散火焰在窄小的燃烧区不能获得，由于火焰容易冲击或使燃烧区壁部过热。因此，本专利技术的一个目的就是提供一种用于实施燃烧的方法，特别是用于相对于窄的燃烧区域内燃烧方法，而同时可获得更均匀一致的温度分布以及甚至在燃烧区内存在明显量的氮或氮化物的条件下，获得较低量的NOx成份。本专利技术的另一个目的是提供一种实施燃烧的装置，特别是在相对窄的燃烧区域内，同时可获得更均匀一致的温度分布以及甚至在燃烧区域内存在明显量的氮或氮化物的条件下，获得较低量的NOx成份。上述和其它目的，对本
的专业人员来说，通过本专利技术，根据所公开的内容，将变得显而易见，其一个方面是一种用于燃烧燃料和氧化剂而获得更均匀一致的温度分布和降低NOx放射物，它包括(A)使燃料流通过燃烧区; (B)在至少两种流束中，注入氧化剂进入燃烧区，至少有一束这样的氧化剂流束以大体上平行于燃料注入，和至少有一束这样的氧化剂流束以与平行注入的氧化剂成一个角度注入; (C)将从燃烧区内抽出的烟气送入以一定角度注入的氧化剂流束并随后以一定角度流入的氧化剂流束进入至少一个平行注入的氧化剂流束;和(D)将最终的氧化剂流束与燃料混合而形成可燃烧的混合物及燃烧该混合物。本专利技术的另一个方面的用于燃烧燃料及氧化剂而获得更均匀一致的温度分布和降低NOx放射物的装置，它包括(A)用于通过燃烧区域流过燃料流束的装置;和(B)用以将氧化剂注入燃烧区域的装置，所述氧化剂注入装置包括具有至少有两个喷管的喷咀，至少有一个这样定向的喷管，以便注入的氧化剂大体上平行于燃料通过装置的流向，和至少有一个这样定向的喷管，以便使注入的氧化剂与所述平行定向的喷管的注入方向成一角度。附图说明图1为本专利技术所用方法和装置中一个氧化剂喷咀实施例的前视图。图2为图1所示喷咀的剖视图。图3是本专利技术燃烧装置实施例中前视图。图4是用于图3图解的燃烧器装置的氧化剂流束流动轨迹示意图。图5是采用本专利技术进行燃烧与只使用已知直型喷咀燃烧器进行燃烧时NOx放射物图解。图6是采用本专利技术进行燃烧与具有只使用已知直型喷咀燃烧器进行燃烧时，在燃烧区域内的温度分布图解。在本专利技术的实际应用中，燃料以一束或多束流通过燃烧区域。较好地是将燃料以一束注入燃烧区内，最好为集中于氧化剂流束圈内的喷气流。燃料可以是能够通过燃烧区的任意一种燃料。这类燃料的例子包括气体的燃料，例如甲烷和天然气，液体燃料，例如燃料油和有机液体废料，在气态介质中分布的固体燃料颗粒，以及能够通过燃烧区被输送的固体和/或液体燃料。至少通过一个喷咀，将氧化剂，最好与燃料注入点有一个间隔，注入燃烧区内。氧化剂可以为空气，富氧空气，或具有浓度超过99.5%的技术纯氧。最好氧化剂的平均含量浓度超过25%。来自其它部位的氧气，例如空气洩漏也可存在于燃烧区域。将氧化剂从氧化剂喷咀至少以两束注入燃烧区域内。至少有一束氧化剂以大体平行于燃料束通过燃烧区的方向注入燃烧区域内，即燃料通行装置的通过方向。术语“平行”指的是与流束的中心轴线而言，“用大体平行”意为在大约5°之内。应该理解到如果燃料流束是一种喷气流束并以大体上园锥形扩张注入通过燃烧区域，则氧化剂流束以及其它流束也会具有一种旋转或有角度的分支。至少将一束氧化剂流以与平行注入的氧化剂束成一角度而注入燃烧区。角度较好地是在10°至45°范围内，最好是在10°至35°范围内。在此角度是指由流束的中心线所构成的角度。当使用多束有角度地注入的氧化剂流束时，氧化剂流束可能与平行注入的氧化剂流束成同一角度，或者有一束或更多的束形成不同的角度或更多的角度。较好地是将通过喷咀注入燃烧区的氧化剂的30%-70%沿平行于流束的方向注入，最佳的量为30%-50%，将注入燃烧区的氧化剂中剩余部分通过喷咀与流束成一定角度地注入。较好地，通过平行流束注入燃烧区的氧化剂的通量至少占通过喷咀注入氧化剂的总通量的40%。图1为应用本专利技术的氧化剂喷咀实施例的前视图。参考图1氧化剂喷咀1具有六个标号为2、3、4、5、6和7的喷口。喷口2，3，4，5定向为直的，以便以大体平行的方向，例如平行于通过类似定位的燃料喷口注入的燃料流束方向，将氧化剂注入燃烧区域内。喷口6和7以一定角度定位，在此情况下，与喷口2，3，4和5取向为12°。这一角度在沿图1B-B线剖视而成的剖视图2中更清楚地作了表示。较好的是每一氧化剂喷咀具有多于一种角度取向的喷口，在氧化剂喷口上，喷口的数量越多，每一喷口注入区域越小。在注入点5喷口的区域越小，则通过喷口注入的氧化物的注入速度越高。注入速度越高，则将要讨论的抽吸效果就越显著。将氧化剂以一个足以引起从燃烧区域内抽吸烟气并送入成角度的流束中的速度沿与流束成一角度地注入燃烧区域内。一般地讲，这一速度在每秒150至1000英尺范围内。被抽吸的烟气或气体可以来自如下方面，例如洩漏进入燃烧区域内的空气，炉气，例如未燃烧的氮气或一氧化碳气以及来自燃烧反应时产生水蒸气，以及烃气体例如在燃烧区域内的固体和/或液体危险废物所放出的溶剂蒸气。将氧化剂通过平行取向的喷口以足够的速度注入燃烧区域，以引起在抽吸烟气进入有角度的流束后而使该有角度的流束通过同一喷口进入平行的流束中。本专利技术的这一重要效果由图4加以表示。一般的平行流束的速度在每秒150至1000英尺范围内。这个速度可以与有角度地注入的氧化剂的速度相同或不同。图3是本专利技术装置的一个实施例的前视图。参照图3，燃烧器10包括有八个氧化剂喷咀11，每一个氧化剂喷咀包括有一个直型或平行取向的喷口12以及两个有角度的喷口13，喷口13的取向为在喷口12的外部为20°。氧化剂喷咀11围绕中心燃料喷咀14呈园或环状排列，从中心燃料以平行于氧化剂通过喷口12注入的方向注入到燃烧区域内。一种与图3所例相似的冷流式燃烧器被用来观察氧化剂的流动。将氧化剂以一高达每秒500英尺的速度通过喷口12和13注入到燃烧区域内。在氧化剂通过燃烧区域时对其加入烟雾剂，以便更好地目测氧化剂流束和其形象在图4中被表示出来。参照图4可以看到，从燃烧器注入燃烧区域21的有角度注入的氧化剂20进入平行注入的氧化剂22，其各自注入点的后部液流。在点23处，基本上所有的有角度地注入的氧化剂20与被吸入该氧化剂的烟气一起进入平行注入的氧化剂22。这种结合的氧化剂包括平行注入的氧化剂，有角度地注入的氧化剂和吸收的燃烧区域的烟气与燃料束混合而形成一种可燃混合物，该混合物被点燃。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用燃烧燃料和氧化剂而获得更均匀致的温度分布并减少ＮＯ↓［ｘ］放射物的方法包括：（Ａ）使燃料流束通入燃烧区；（Ｂ）将氧化剂至少以两束注入燃烧区域内，至少有一束这样的氧化剂流束以大体上平行于燃料束的方向注入和至少有一束这样的氧化剂与 该平行注入的氧化剂束成一角度注入；（Ｃ）从燃烧区域内抽吸烟气送入有角度地注入的氧化剂流束中，随后随该有角度注入的流束进入至少一束平行注入的氧化剂；和（Ｄ）将最终的氧化剂束与燃料相混合而形成可燃混合物并燃烧该混合物。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：何岷达，保罗约翰李斯祖斯基，
申请(专利权)人：联合碳化工业气体技术公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]