CN102016421A - 用于燃烧固相燃料的方法和装置 - Google Patents

用于燃烧固相燃料的方法和装置 Download PDF

Info

Publication number
CN102016421A
CN102016421A CN2009801141752A CN200980114175A CN102016421A CN 102016421 A CN102016421 A CN 102016421A CN 2009801141752 A CN2009801141752 A CN 2009801141752A CN 200980114175 A CN200980114175 A CN 200980114175A CN 102016421 A CN102016421 A CN 102016421A
Authority
CN
China
Prior art keywords
oxidant
opening
burner
inlet port
inlet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2009801141752A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102016421B (zh
Inventor
T·埃克曼
A·卢内特
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AGA AB
Original Assignee
AGA AB
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by AGA AB filed Critical AGA AB
Publication of CN102016421A publication Critical patent/CN102016421A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102016421B publication Critical patent/CN102016421B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23K—FEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
    • F23K3/00—Feeding or distributing of lump or pulverulent fuel to combustion apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C9/00—Combustion apparatus characterised by arrangements for returning combustion products or flue gases to the combustion chamber
    • F23C9/006—Combustion apparatus characterised by arrangements for returning combustion products or flue gases to the combustion chamber the recirculation taking place in the combustion chamber
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D1/00—Burners for combustion of pulverulent fuel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23K—FEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
    • F23K3/00—Feeding or distributing of lump or pulverulent fuel to combustion apparatus
    • F23K3/02—Pneumatic feeding arrangements, i.e. by air blast
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L7/00—Supplying non-combustible liquids or gases, other than air, to the fire, e.g. oxygen, steam
    • F23L7/002—Supplying water
    • F23L7/005—Evaporated water; Steam
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L7/00—Supplying non-combustible liquids or gases, other than air, to the fire, e.g. oxygen, steam
    • F23L7/007—Supplying oxygen or oxygen-enriched air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C2900/00—Special features of, or arrangements for combustion apparatus using fluid fuels or solid fuels suspended in air; Combustion processes therefor
    • F23C2900/99001—Cold flame combustion or flameless oxidation processes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23K—FEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
    • F23K2203/00—Feeding arrangements
    • F23K2203/008—Feeding devices for pulverulent fuel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L2900/00—Special arrangements for supplying or treating air or oxidant for combustion; Injecting inert gas, water or steam into the combustion chamber
    • F23L2900/07007—Special arrangements for supplying or treating air or oxidant for combustion; Injecting inert gas, water or steam into the combustion chamber using specific ranges of oxygen percentage
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/34—Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Pre-Mixing And Non-Premixing Gas Burner (AREA)

Abstract

本发明涉及用于燃烧固相燃料的方法，其中，借助于非气动式给料装置(11)将燃料给料到燃烧器装置(10)内的进入口(11a)，其中，使所述燃烧器装置(10)包括用于氧化剂的第一入口(13a)，将氧化剂经由第一供给管道(13)通过所述第一入口流出。本发明的特征在于，将用于氧化剂的所述第一入口(13a)设置为通过所述进入口(11a)布置的第一开口的形式，使所述氧化剂通过所述第一开口流出、流过燃烧器管道(16)并通过燃烧器喷孔(17)流出到燃烧空间(18)，从而所述氧化剂通过喷射作用使所述燃料传送通过所述燃烧器管道并通过所述燃烧器喷孔(17)送出，并且在所述氧化剂与燃料反应之前将水蒸汽加入到氧化剂中。

Description

用于燃烧固相燃料的方法和装置
技术领域
本发明涉及用于燃烧固相燃料的方法和装置，更具体地，本发明涉及使用具有高含氧量的氧化剂在燃烧器装置内的燃烧。
背景技术
通常在工业燃烧器内燃烧固相燃料时，通常是采用气动***，其包括用于将固相燃料从入口传送到燃烧空间的载气。例如，燃料可以为诸如粉煤的粉末形式，并且可以借由载气的运动来推动。通常情况下，该载气是由空气或氮气组成。这样的燃烧***可以例如用于加热工业炉。
采用这种方式存在的一个问题是，载气组成燃烧装置内气流的主要部分。因此，例如以氮气形式的大量镇流气体必须被加热，这导致效率的降低。
此外，希望将固相燃料和全氧燃烧装置一起使用，换句话说，在全氧燃烧装置中氧化剂具有高的含氧量。采用这种燃烧存在的问题是火焰温度局部变得非常高。与燃烧区域内存在的大量氮气结合，这导致燃烧气体中NOx水平的升高，这是不希望的，因为除了其它原因外主要是考虑到规章制度和环境方面的担心。同时，已经证实很难将传统的燃烧装置用于燃烧固相燃料以便能用炉内气体来稀释燃料，这样做的目的是为了实现所谓的无焰燃烧，即燃烧区域扩散的燃烧，以便基本上不存在可见火焰，从而实现较低的燃烧温度。
发明内容
因此，希望能够实现有效地燃烧固相燃料的方式，其燃烧产物含有低浓度的NOx。
还希望能够实现燃烧固相燃料的方式，利用该方式可以控制所形成的CO的水平。
本发明解决了上述问题。
因此，本发明涉及用于燃烧固相燃料的方法，其中，借助于非气动式给料装置将燃料给料到燃烧器装置内的进入口，其中，使所述燃烧器装置包括氧化剂第一入口，使氧化剂经由第一供给管道流过所述第一入口，其特征在于，使所述氧化剂第一入口设置为通过所述进入口来布置的第一开口的形式，其中，使所述氧化剂通过所述第一开口流出、流过燃烧器管道并通过燃烧器喷孔流出到燃烧空间，以便所述氧化剂通过喷射作用而使所述燃料传送通过所述燃烧器管道并通过所述燃烧器喷孔而送出，并且在氧化剂与燃料反应之前将水蒸汽加入到氧化剂中。
此外，本发明涉及根据权利要求14所述类型并且大体上具有这些特征的装置。
附图说明
现将参照本发明的实施例以及附图对本发明进行详细说明，其中：
图1为根据本发明的燃烧器装置的示意图；以及
图2为根据本发明的燃烧器装置的优选设计的细节的示意图。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的燃烧器装置10，其适合用于实施根据本发明的方法。该燃烧器装置10安装在工业炉20的炉壁上，并且被定向成使得与燃烧器装置10相关联的燃烧空间18设置在炉20的加热空间21内。工业炉20可以用于加热各种材料，例如玻璃、钢、有色金属以及陶瓷材料。而且，还可将本发明的燃烧器装置应用在例如供热厂、发电站或火电厂，其中，将来自燃烧器装置10的热量例如作为市政供热和/或转化为电力。
设有螺旋进料机或相应形式的给料装置11，以将预定数量的诸如粉煤的固相燃料供料到进入口11a，该进入口设置在燃烧器装置10内。该给料装置11还可以以其它方式来设计，但是优选地不采用气动驱动。
氧化剂供给***12分支为供给氧化剂的第一供给管道13、第二供给管道14以及第三供给管道15。常规的控制装置19设置用于控制通过供给***12对氧化剂的供给。
第一供给管道13通到第一入口13a，该第一入口设置为围绕进入口11a的开口的形式。进入口11a和开口13a的出口均在同一燃烧器管道16内。换句话说，氧化剂通过开口13a流出，且燃料传送到进入口11a，并且因此氧化剂和燃料在燃烧器管道16内汇合。根据优选的实施例，开口13a以对称的方式围绕进入口11a，优选为沿着进入口11a在外周延伸的呈圆形对称、狭窄的开口的形式。
根据另一优选实施例，开口13a以不呈圆形对称的方式围绕进入口11a，以使开口13a在进入口11a的下部比在进入口11a的上部宽或大。这将允许每单位时间较大量的氧化剂在进入口11a的下部流过开口13a，从而能维持燃料较低的给料速度并且与炉20内产生火焰的方向相同。
开口13a可以完全围绕进入口11a，替代地也可以以许多洞、孔或类似形式围绕进入口11a，以使开口13a不是完全包围进入口11a。
燃烧器管道16延伸到燃烧器喷孔17，该燃烧器喷孔朝外面向燃烧空间18。根据非常优选的实施例，燃烧器管道16的长度大约为进入口11a内径长度的4-6倍，优选约5倍。这种关系已经证实能够在燃烧器装置10内产生非常有吸引力的燃烧特性。
氧化剂通过开口13a以高速度流出，优选为至少100m/s，但是更优选为至少是声速。这产生了喷射作用，氧化剂夹带固相燃料。此后，氧化剂和燃料的混合物中燃料借助于氧化剂流而分散并传送，该混合物沿着燃烧器管道16流到喷孔17并流出喷孔17。
朝向燃烧器管道16的末端，有一逐渐增大的收敛部16a，导致燃烧器管道16在喷孔17处的内径比在开口13a处的内径小2％-30％。进入口11a、开口13a、燃烧器管道16和收敛部16a的尺寸适用于特定应用，尤其是关于燃烧器装置10的功率。特别地，收敛部16a的尺寸设置为用于实现特定的最终速度，氧化剂和燃料的混合物以该速度通过喷孔17而流出。除其它因素外，该速度取决于燃烧空间18的几何形状和所希望的燃烧特征，并且该速度基于实际的条件和目的来选择。
因此，固相燃料在不需要单独的惰性载气的条件下而传送到燃烧空间18。取而代之的是，氧化剂自身作为载气。所以，也不需要加热任何镇流材料，从而增加了燃烧器装置10的效率。
此外，根据优选的实施例，通过开口13a流出的每单位时间的氧化剂数量相对于被供给到进入口11a的燃料数量而言是不足化学计量比的。换句话说，流经燃烧器管道16的燃烧混合物是不足化学计量比的。
当混合物接近燃烧空间18时，由于来自燃烧空间18的辐射热，该混合物可能已经在燃烧器管道16内点燃。然而，由于上述不足化学计量比的关系以及没有附加的氮气以载气的形式供应，因此，除其它结果外并且以牺牲NOx形成为代价，该燃烧反应将会导致CO的形成。
根据优选的实施例，附加的氧化剂经由第二供给管道14通过一个或几个其它的氧化剂入口14a而流出。这个或这些个其它入口14a布置成面对燃烧空间18且紧邻燃烧器喷孔17。“紧邻燃烧器喷孔17”在这里意指，该入口或这些入口14a和燃烧器喷孔17彼此接近，以致于燃烧混合物和附加的氧化剂基本上立刻混合，以在燃烧空间18内形成单独的连续的火焰。
通过该入口或该些入口14a流出的附加氧化剂数量选择为能够使所供给的氧化剂总量和所供给燃料的数量达到化学计量比平衡。
在燃烧空间18内如此形成的火焰中，从燃烧器管道16流出的燃烧混合物中还没有消耗的燃料被消耗，而且不完全氧化的诸如CO的化合物也被消耗。由于经由入口14a附加供给的氧化剂而使得在火焰中产生与炉内气氛的一定程度的再循环，因此所述燃烧可以在相对较低的受控温度下进行。这导致了火焰尺寸的增加并且变得更加扩散，从而降低最大燃烧温度并且因此还降低NOx化合物的形成。
此外，优选地是，附加的氧化剂以至少为声速的速度通过该入口或该些入口14a流出。这样导致再循环在燃烧空间18内强有力地增加，同时伴随有上文指出的优势。
根据另一优选实施例，附加的氧化剂经由第三供给管道15通过一个或几个氧化剂的第三入口15a而流出，该一个或几个第三入口面对燃烧空间18设置，并且距燃烧器喷孔17一定距离设置。
“距燃烧器喷孔17一定距离”在这里意指，该入口或该些入口15a和燃烧器喷孔17彼此相隔一定距离，以致于从该入口或该些入口15a流出的附加的氧化剂不是立刻与通过燃烧器喷孔17流出的燃烧混合物混合，而是这两个或多个料流仅在从燃烧器喷孔17的角度看进入到燃烧空间18内一定距离处才混合。
在一些应用中，优选地将该入口或该些入口15a设置为大体上平行于燃烧器管道16的纵轴线。
在其它应用中，尤其是在燃烧器装置10相对较大以及炉空间21相对有限时，优选地将该入口或该些入口15a设置成，使得附加的氧化剂与燃烧混合物从喷孔17流出的方向成一角度地流入到燃烧空间18内，从而使这些料流获得距离喷孔17一定距离处的共同交点。
根据优选的实施例，该入口或该些入口15a定位并关于燃烧器管道16的纵轴线形成角度，以便在燃烧空间18内形成单独的连续的火焰。
此外，优选地是，附加的氧化剂以至少为声速的速度通过该入口或该些入口15a流出。这样导致在可应用的情况下在燃烧混合物流和附加氧化剂流汇合点处或附近，在燃烧空间18内的再循环强有力地增加。作为结果，火焰变得更为扩散，同时最高温度较低，并且以这种方式能实现无焰燃烧，除其它结果外，这导致NOx化合物的产生较少。而且，来自燃烧反应的热量更均匀地分布在燃烧空间18内。
也可使附加氧化剂通过紧邻燃烧器喷孔17设置的一个或几个入口14a与距燃烧器喷孔17一定距离设置的一个或几个入口15a的组合入口流出，只要能使所供给的氧化剂总量大体上与所供给的燃料保持化学计量比的平衡。通过入口14a、15a的氧化剂流中氧化剂的数量、这些入口相互之间的几何位置和它们各自的斜度、它们各自的流速等等之间的关系视情况而定，取决于实际的条件和目的。
在希望有较小、较好限定的火焰的情况下，主要使用该入口或该些入口14a。另一方面，如果希望无焰燃烧时，则主要使用该入口或该些入口15a。
也可使供给管道13、14、15连接到一个或几个供给***上，从而不同类型的氧化剂可以通过开口13a和附加入口14a、15a分别进行供给。在这种情况下，控制装置19可以设置为控制氧化剂到不同供给管道13、14、15的供给，替代地，也可并行使用几个不同的控制装置19。
通过采用本发明的燃烧器装置10，就可使用比例如空气具有更大氧含量的气体作为氧化剂，而不导致过高的局部燃烧温度。因此，优选氧化剂包括重量百分比至少为80％的氧，更优选重量百分比为至少95％的氧。这样就导致燃烧器装置10效率的增加。尽管如此，由于如上所述在燃烧空间18内的再循环的帮助下而减小燃烧温度，因此，如上所述，所形成的NOx的数量没有增加。
根据本发明，在氧化剂到达朝向燃烧器管道16端部或者燃烧空间18中氧化剂开始与燃料发生反应的位置之前将水蒸汽加入到氧化剂中。这是通过使用可与上述氧化剂供给***12相同的供给***或者另外的供给***来实现。
如上所述，在固相燃料燃烧期间，还形成了CO，以及H2O和CO2。特别是对于低氮含量的固相燃料(例如焦炭)来说，将形成较大量的CO。通常希望的是使烟气中CO的比例最小。通过将水蒸汽加入到燃烧反应中，根据所谓的变换反应将形成氢气和二氧化碳：
CO+H2O→CO2+H2。
因此，形成了副产品氢气，其可以被收集和利用而用于其他用途。
该变换反应将在火焰下游的步骤中发生，换句话说，基本上在燃料已经与氧化剂反应形成CO2和H2O之后发生。因此，在没有加入水蒸汽的情况下该反应也将一定程度的发生，因为在燃烧自身期间当然会形成水。然而，形成的水太少，从而在下游的变换反应中仅能将很少一部分的一氧化碳转化为二氧化碳。加入水蒸汽的数量取决于例如所使用燃料的种类。优选是，每单位时间加入的水蒸汽数量至少应能实现当前燃料的良好气化过程，同时不多于能够基本上将所有CO转化为CO2所需的数量。这里，“基本上所有的”CO意味着可通过上述变换反应转换为CO2的基本上所有的CO都被转换，要考虑到由于化学前提条件的缘故一定量的CO总会逃脱转换。
因为在燃烧自身发生之前水蒸汽已经加入，使得水蒸汽存在于火焰中，所以水蒸气将吸收燃烧反应中产生的一部分热能，这降低了火焰的温度并且因此还减少了NOX的形成。
此外，获得的优点是，加入的水蒸汽冷却了燃烧器10，这在采用富氧氧化剂操作期间是特别有利的，这是因为燃烧器自身的温度在这些情况中会变得很高并且从而燃烧器10破坏的风险增大了。
同时，水蒸汽参与了在下游步骤中的变换反应，在该下游步骤中，从而能有效地使用所吸收的热能。这样，水蒸汽的加热将不构成热损失，而在使用惰性镇流化合物(例如空气燃烧器情况下的氮气)时则会构成热损失。
根据本发明，可在氧化剂于燃料进入口11a处被输送到燃烧器管道16中之前就已经将水蒸汽加入到氧化剂中。然而，图2示出了关于水蒸汽供应的一优选实施例。图2仅按简化形式和横截面示出了图1中所示燃烧器装置10的细节，但是对于相应部件共享图1的附图标记。
除了氧化剂入口13a以外，燃烧器装置10还包括通过燃料进入口11a来设置的水蒸汽入口101a。水蒸汽通过该水蒸汽入口101a进入，并且在氧化剂有时间与燃料反应之前，水蒸汽与通过氧化剂第一入口13a流出的氧化剂流汇合。这种布置将允许使用水蒸汽流来影响氧化剂流在燃烧器管道16中的行为，从而增加了设计燃烧器装置10时的灵活性。
分别用于氧化剂102和水蒸汽103的分配装置被设计成使得按合适的方式经由开口101a、13a将氧化剂和水蒸汽输送到燃烧器管道16中。
优选的是，开口13a、101a两者都设置成非常靠近燃料进入口11a，从而水蒸汽、氧化剂和燃料在燃烧器管道16中基本上同一位置处汇合。
如果水蒸汽入口101a被设计成是围绕氧化剂入口13a的开口，以使得通过燃烧器管道16的水蒸汽流围绕通过燃烧器管道16的氧化剂流，那么就可以获得特别好的效果。换句话说，水蒸汽流将形成管形体，氧化剂从该管形体中流过。根据特别优选的实施例，水蒸汽、氧化剂和通过氧化剂喷射作用所携带的燃料形成了三个基本上同心的管形体，其中，燃料在中间被运载，紧接着为氧化剂，并且然后最远离燃烧器管道16内壁的是水蒸汽。
因此，由于与燃烧器管道16的内壁不再有任何直接接触而减小了摩擦并且在水蒸汽向前运动的协助下，因此以高速供应并夹带固相燃料的氧化剂可以更加无阻碍地流过燃烧器管道16，并且因此可以更有效地夹带燃料。同时，降低了这样的风险，即：由于跨开口13a的压降，导致氧化剂从开口13a中流出而在燃烧器管道16中快速扩散，从而产生不希望的紊流。
为了获得这些优点，水蒸汽通过开口101a流出的速度不需要与氧化剂通过开口13a流出的速度一样高。因此，优选是，水蒸汽的速度低于氧化剂的速度。已经发现，合适的水蒸汽出口速度是氧化剂出口速度的大约二分之一到大约十分之一之间。
水蒸汽入口101a可以按不同方式围绕氧化剂入口13a，例如是沿氧化剂入口13a外周延伸的、对称的(可以是圆形对称的)开口形式、或者按非圆形对称的形式，以使水蒸汽入口101a在氧化剂入口13a的下部处比在上部处更宽或更大。这样就允许在氧化剂入口13a下部处比上部处每单位时间流过水蒸汽入口101a的水蒸汽量更大，进而，可能与上述氧化剂入口13a的非对称设计结合，就能使得燃料的给料速度较低，同时保持炉20中产生火焰的方向。
水蒸汽入口101a可以完全包围氧化剂入口13a；可选地，水蒸汽入口101a以多个孔、狭缝等的形式包围氧化剂入口13a，以使水蒸汽入口101a不完全包围氧化剂入口13a。
可以通过与控制氧化剂供给相同的控制装置19或者通过单独的控制装置(未显示)来控制水蒸汽的供给。
上文已经对优选实施例进行了说明。然而，本领域技术人员将明白可对所述实施例进行许多改进，而不背离本发明范围。因此，本发明不局限于所述实施例，而是可以在所附权利要求的范围内进行改变。

Claims (22)

1.一种用于燃烧固相燃料的方法，其中，借助于非气动给料装置(11)把燃料供给到燃烧器装置(10)中的进入口(11a)，所述燃烧器装置(10)包括用于氧化剂的第一入口(13a)，使得氧化剂经第一供给管道(13)流过所述第一入口(13a)，其特征在于，使用于氧化剂的第一入口(13a)设置成通过所述进入口布置的第一开口的形式，使氧化剂通过所述第一入口流出、流过燃烧器管道(16)并通过燃烧器喷孔(17)流出到燃烧空间(18)中，以便氧化剂通过喷射作用而使燃料输送通过所述燃烧器管道并且通过所述燃烧器喷孔(17)送出，并且，在氧化剂与燃料反应之前将水蒸汽加入到氧化剂中。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，燃烧器装置(10)还包括水蒸汽入口(101a)，该水蒸汽入口的形式为通过所述进入口(11a)布置的第二开口，使水蒸汽经由供给管道(101)通过所述第二开口(101a)流出，并且使水蒸汽在氧化剂与燃料反应之前与氧化剂汇合。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，使所述第一开口(13a)围绕所述进入口(11a)。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，使所述第一开口(13a)按非圆形对称的方式围绕所述进入口(11a)，以使所述第一开口(13a)在所述进入口(11a)的下部处比在所述进入口(11a)的上部处更宽或者更大。
5.根据权利要求2-4中任一项所述的方法，其特征在于，使第二开口(101a)围绕第一开口(13a)，以使通过所述燃烧器管道(16)的水蒸汽流围绕通过所述燃烧器管道(16)的氧化剂流。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，使所述第二开口(101a)按非圆形对称的方式围绕所述第一开口(13a)，以使所述第二开口(101a)在所述第一开口(13a)的下部处比在所述第一开口(13a)的上部处更宽或者更大。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，使水蒸汽以比使氧化剂通过第一开口(13a)流出的速度低的速度通过所述第二开口(101a)流出。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，使氧化剂以至少100m/s的速度通过所述第一入口(13a)流出。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，使氧化剂以至少音速的速度通过所述第一入口(13a)流出。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，每单位时间通过所述第一入口(13a)流出的氧化剂量与供给到所述进入口(11a)的燃料量相比不足化学计量比。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，使附加的氧化剂经由第二附加供给管道(14)通过用于氧化剂的第二附加出口(14a)流出，该第二附加出口布置成朝向所述燃烧空间(18)并紧邻所述燃烧器喷孔(17)。
12.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，使附加的氧化剂经由第三附加供给管道(15)通过用于氧化剂的第三附加出口(15a)流出，该第三附加出口布置成朝向所述燃烧空间(18)并距所述燃烧器喷孔(17)一定距离。
13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，氧化剂包括重量百分比至少80％的氧。
14.一种用于燃烧固相燃料的装置，其中，设置非气动给料装置(11)来将固相燃料供给到燃烧器装置(10)中的进入口(11a)，所述燃烧器装置(10)包括供给***(12；19)，该供给***设置用来经由第一供给管道(13)并且通过用于氧化剂的第一入口(13a)供应氧化剂，其特征在于，用于氧化剂的第一入口(13a)被设置成通过所述进入口(11a)布置的第一开口的形式，氧化剂能通过所述第一开口(13a)流出、流过燃烧器管道(16)并通过燃烧器喷孔(17)流出到燃烧空间(18)中，以使氧化剂通过喷射作用输送燃料经过所述燃烧器管道(16)并经燃烧器喷孔(17)送出，所述燃烧器装置(10)还设置有水蒸汽入口(101a)，并且所述供给***(12；19)被设置用来经由供给管道(101)并且通过水蒸汽入口(101a)供应水蒸汽，以便使水蒸汽在氧化剂与燃料反应之前与氧化剂汇合。
15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，水蒸汽入口(101a)的形式为通过所述进入口(11a)布置的第二开口，所述供给***(12；19)被设置成通过所述第二开口(101a)供应水蒸汽。
16.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述第一开口(13a)围绕所述进入口(11a)。
17.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，所述第一开口(13a)按非圆形对称的方式围绕所述进入口(11a)，以使所述第一开口(13a)在所述进入口(11a)的下部处比在所述进入口(11a)的上部处更宽或者更大。
18.根据权利要求15-17中任一项所述的装置，其特征在于，第二开口(101a)围绕第一开口(13a)，以使在操作期间通过所述燃烧器管道(16)的水蒸汽流围绕通过所述燃烧器管道(16)的氧化剂流。
19.根据权利要求18所述的装置，其特征在于，所述第二开口(101a)按非圆形对称的方式围绕所述第一开口(13a)，以使所述第二开口(101a)在所述第一开口(13a)的下部处比在所述第一开口(13a)的上部处更宽或者更大。
20.根据权利要求18或19所述的装置，其特征在于，所述供给***(12；19)被设置成控制水蒸汽和氧化剂的供应，以使水蒸汽以比氧化剂通过所述第一开口(13a)流出的速度更低的速度通过所述第二开口(101a)流出。
21.根据权利要求14-20中任一项所述的装置，其特征在于，所述供给***(12；19)被设置成控制氧化剂的供应，以使氧化剂以至少100m/s的速度流过所述第一开口(13a)。
22.根据权利要求14-20中任一项所述的装置，其特征在于，所述供给***(12；19)被设置成控制每单位时间通过所述第一开口(13a)流出的氧化剂量，以使其与供给到所述进入口(11a)的燃料量相比不足化学计量比，并且，所述供给***(12；19)被设置成经由至少一个附加的供给管道(14；15)通过至少一个朝向所述燃烧空间(18)布置的用于氧化剂的附加出口(14a；15a)供应出附加的氧化剂流，以使所供应的氧化剂总量按化学计量能与所供应的燃料量相应。
CN2009801141752A 2008-04-22 2009-04-22 用于燃烧固相燃料的方法和装置 Expired - Fee Related CN102016421B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0800919-3 2008-04-22
SE0800919A SE532338C2 (sv) 2008-04-22 2008-04-22 Förfarande samt anordning för förbränning av bränsle i fast fas
PCT/SE2009/050412 WO2009131532A1 (en) 2008-04-22 2009-04-22 Method and device for combustion of solid fuel

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102016421A true CN102016421A (zh) 2011-04-13
CN102016421B CN102016421B (zh) 2012-12-12

Family

ID=40887119

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2009101351428A Expired - Fee Related CN101566338B (zh) 2008-04-22 2009-04-22 用于燃烧固相燃料的方法和装置
CN2009801141752A Expired - Fee Related CN102016421B (zh) 2008-04-22 2009-04-22 用于燃烧固相燃料的方法和装置

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2009101351428A Expired - Fee Related CN101566338B (zh) 2008-04-22 2009-04-22 用于燃烧固相燃料的方法和装置

Country Status (10)

Country Link
US (2) US8689708B2 (zh)
EP (2) EP2112434B1 (zh)
JP (1) JP2009264731A (zh)
KR (1) KR101608985B1 (zh)
CN (2) CN101566338B (zh)
BR (2) BRPI0900842A2 (zh)
RU (1) RU2482390C2 (zh)
SE (1) SE532338C2 (zh)
WO (1) WO2009131532A1 (zh)
ZA (1) ZA201007862B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE535197C2 (sv) * 2010-09-30 2012-05-15 Linde Ag Förfarande vid förbränning i en industriugn
JP6011073B2 (ja) * 2012-07-02 2016-10-19 株式会社Ihi バーナ
JP7240870B2 (ja) * 2018-12-20 2023-03-16 三菱重工業株式会社 燃焼バーナ収容装置及びダミーポート閉塞方法

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2413434A (en) * 1944-07-03 1946-12-31 Cottrell William Percival Burner gun
US4067682A (en) * 1975-08-01 1978-01-10 Nichols Engineering & Research Corporation Oil burner system
US4096808A (en) * 1976-11-11 1978-06-27 Trickel Lorn L Method and apparatus for burning air-suspended particulate fuel
US4152108A (en) * 1977-07-15 1979-05-01 John Zink Company Steam injection to zone of onset of combustion in fuel burner
SU817383A1 (ru) * 1977-10-18 1981-03-30 Kotler Vladlen R Способ сжигани твердого топлива
US4422624A (en) * 1981-08-27 1983-12-27 Phelps Dodge Corporation Concentrate burner
CA1176554A (en) * 1981-10-09 1984-10-23 Shien-Fang Chang Pulverized-coal and liquid-fuel dual-purpose burner
SE439977B (sv) * 1981-10-20 1985-07-08 Euronom Ab Brennarhuvud for forbrenning av fasta brenslen
JPS61250417A (ja) * 1985-04-30 1986-11-07 Mitsubishi Mining & Cement Co Ltd 燃焼用バ−ナ
US4803836A (en) * 1986-09-03 1989-02-14 General Electric Company Method and apparatus for feeding an extrudable fuel to a pressurized combustion chamber
GB8720468D0 (en) * 1987-08-29 1987-10-07 Boc Group Plc Flame treatment method
US4865542A (en) * 1988-02-17 1989-09-12 Shell Oil Company Partial combustion burner with spiral-flow cooled face
JP2627552B2 (ja) 1988-02-17 1997-07-09 シエル・インターナシヨネイル・リサーチ・マーチヤツピイ・ベー・ウイ スパイラルフロー冷却面付き部分燃焼用バーナ
US4988285A (en) * 1989-08-15 1991-01-29 Union Carbide Corporation Reduced Nox combustion method
US5242295A (en) * 1991-02-11 1993-09-07 Praxair Technology, Inc. Combustion method for simultaneous control of nitrogen oxides and products of incomplete combustion
US5266024A (en) * 1992-09-28 1993-11-30 Praxair Technology, Inc. Thermal nozzle combustion method
US5567141A (en) * 1994-12-30 1996-10-22 Combustion Tec, Inc. Oxy-liquid fuel combustion process and apparatus
US5829369A (en) 1996-11-12 1998-11-03 The Babcock & Wilcox Company Pulverized coal burner
US6206949B1 (en) * 1997-10-29 2001-03-27 Praxair Technology, Inc. NOx reduction using coal based reburning
US6085674A (en) * 1999-02-03 2000-07-11 Clearstack Combustion Corp. Low nitrogen oxides emissions from carbonaceous fuel combustion using three stages of oxidation
WO2003098105A1 (en) * 2002-05-15 2003-11-27 Praxair Technology, Inc. Combustion with reduced carbon in the ash
US7225746B2 (en) * 2002-05-15 2007-06-05 Praxair Technology, Inc. Low NOx combustion
US6910431B2 (en) * 2002-12-30 2005-06-28 The Boc Group, Inc. Burner-lance and combustion method for heating surfaces susceptible to oxidation or reduction
CN2616823Y (zh) * 2003-05-07 2004-05-19 周国良 燃煤气化炉
CN2731295Y (zh) * 2004-06-01 2005-10-05 任振士 蒸汽助燃炉
WO2005124231A2 (en) * 2004-06-11 2005-12-29 Vast Power Systems, Inc. Low emissions combustion apparatus and method
DE102005005735B4 (de) * 2005-02-07 2009-11-05 Air Liquide Deutschland Gmbh Verfahren zum Erhitzen eines Industrieofens unter Einsatz eines Brenners und zur Durchführung des Verfahrens geeigneter Rohr-in-Rohr-Brenner
US20070231761A1 (en) * 2006-04-03 2007-10-04 Lee Rosen Integration of oxy-fuel and air-fuel combustion
US20070295250A1 (en) * 2006-06-27 2007-12-27 Bool Lawrence E Oxygen-enhanced combustion of unburned carbon in ash
CN100449209C (zh) * 2007-03-16 2009-01-07 合肥工业大学 内燃加热式生物质气化炉

Also Published As

Publication number Publication date
WO2009131532A1 (en) 2009-10-29
EP2297520B1 (en) 2017-06-21
US8689708B2 (en) 2014-04-08
CN101566338A (zh) 2009-10-28
EP2112434B1 (en) 2018-03-28
SE0800919L (sv) 2009-10-23
BRPI0907276A2 (pt) 2015-07-21
CN101566338B (zh) 2012-07-04
CN102016421B (zh) 2012-12-12
US20090263752A1 (en) 2009-10-22
KR20090111775A (ko) 2009-10-27
EP2112434A3 (en) 2015-11-18
US20110091823A1 (en) 2011-04-21
US8382468B2 (en) 2013-02-26
EP2297520A1 (en) 2011-03-23
KR101608985B1 (ko) 2016-04-04
RU2009115247A (ru) 2010-10-27
EP2112434A2 (en) 2009-10-28
SE532338C2 (sv) 2009-12-15
JP2009264731A (ja) 2009-11-12
BRPI0900842A2 (pt) 2010-01-26
RU2482390C2 (ru) 2013-05-20
ZA201007862B (en) 2011-07-27
EP2297520A4 (en) 2015-11-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5409779B2 (ja) 低窒素酸化物炉用燃料噴射器
CN201842879U (zh) 精矿燃烧器
MX2008012823A (es) Integracion de la combustion de oxigeno-combustible y aire-combustible.
JP5166556B2 (ja) 酸素燃焼流動床反応器及びこのような反応器の作動方法
EP1017619A4 (en) METHOD AND APPARATUS FOR REFORMING STIMULATED BY AN OXYGEN MIXTURE AND OTHER FUEL
CN106395745A (zh) 带有可变的烟气流的初级重整器
CN101233377B (zh) 用于煅烧具有低NOx排放物的材料的方法
CN101473048B (zh) 具有废热回收单元的直接熔炼设备
CN102597629A (zh) 使用燃烧器燃烧微粒固体燃料的方法
US20120129111A1 (en) Premix for non-gaseous fuel delivery
CN102016421B (zh) 用于燃烧固相燃料的方法和装置
EP3774645B1 (en) Oxygen injection system for a direct reduction process
US8992210B2 (en) Method and device for diluted combustion
CN118256282A (zh) 一种热化学反应装置以及热化学反应方法
US20100190118A1 (en) Method for the combustion of fuel
JP2013231538A (ja) 燃焼装置および燃焼ガスの浄化方法
PL108105B1 (pl) Method and apparatus for obtaining iron from iron sposob i urzadzenie do wytwarzania zelaza z rudy zelaza ore

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20121212

Termination date: 20200422