CN1051362C - 燃烧煤热解气和焦炭的多级炉和产生动力的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种燃烧煤来发电的由热解设备和两级炉组合而成的紧凑组合炉。煤在热解器中反应生成干净的热燃料气和焦炭。热燃料在第一级炉内燃烧，该炉包括用来加热要在气体透平内膨胀的压缩气流的高温热交换器和过热要在蒸汽透平中膨胀作功的蒸汽的热交换热器。焦炭在第二级炉内燃烧，而产生的燃烧产物与来自第一级炉的主燃烧气体混合来生产副燃烧气体并预热压缩气流，且过热蒸汽。加热的所流在气体透平内膨胀作轴功来驱动空气压缩机和发电机。用加热副燃烧烟气和来自燃气透平的热排气预热增压的水生产出蒸汽透平循环用的蒸汽。

Description

燃烧煤热解气和焦炭的多级炉和产生动力的方法
本发明涉及用于燃烧热解气和焦炭来产生热燃烧气体并通过利用空气和蒸汽透平由煤来发电的多级燃烧炉。特别地，本发明涉及两级燃烧炉，其中，在带有高温压缩空气换热器和蒸汽过热器的第一级中燃烧取自于煤的热解气体。而在预热压缩空气和开始过热蒸汽的第二级炉中燃烧来自第一级的焦炭，并且在需要时，还可燃烧煤。此外，本发明还涉及利用两级炉燃烧煤并产生动力的方法。
将高温(布雷顿循环)空气透平与蒸汽(兰金循环)透平结合在一起，用于在两根透平轴上产生电力的高效燃烧煤组合动力循环中，最好使布雷顿循环工作流体(气体)的温度升高到至少为982℃。这就需要高温燃气，当直接由煤提供高温燃气时，高温燃气的温度是在蒸发和溶化的灰份都存在的燃气内的温度。在热燃气中的这种灰份会腐蚀和堵塞换热器管，这样就需要由合适的耐高温度材料，如碳化硅之类的陶瓷来制作空气热交换器，而用合金制作蒸汽过热器。因为这种换热器的费用很高，所以希望获得紧凑的热交换器以便使所需的热交换面积的量减到最低限度。
利用煤的多级燃烧方法是已公知的，如由美国专利No.3,840,354(发明人Donath)，U.S.4,229,185和U.S.4,322,222(发明人Sass)，U.S.4,312,639(发明人Johnson)，U.S.4,469,488(发明人Calcleron)，和U.S.4,900,429(发明人Richarelson)所公开的。可是，这些方法以及有关的炉子设备具有各种缺陷，因此，需要使炉子燃烧设备更紧凑和需要一种煤的更有效的多级燃烧方法。现在已研究出了包括热解装置和两级燃烧炉的改进燃烧炉组件，其中首先热解煤来生产热解气和焦炭。热解气在含有空气加热器和高温蒸汽过热器的第一级炉内燃烧。焦炭用作第二级炉子的燃料，其中，第二级炉内的燃烧气体很有利地由来自第一级炉子的主燃烧气体冷却。
根据本发明的一个方面，提供了一种适合于燃煤来生产用于加热空气和产生蒸汽的热烟气的多级组合炉，该多级炉包括：(a)用于提供煤热解燃料气的热解设备；(b)具有入口和出口并适合于燃烧煤热解气产生主燃烧气体流的第一级炉；(c)设在上述第一级炉上部的高温换热器，所述换热器含有利用耐热陶瓷作表面的管子；(d)靠近所述第一级炉设置并适合于燃烧焦炭以及使产生的燃烧气体与第一级炉的主燃烧气体混合的第二级炉，所述第二级炉具有一排放副燃烧气体的上联管和多根供给煤和排出灰的底联管，在所述第二级炉上部内设有加热压缩空气的热交换器和加热蒸汽用的热交换器，且还设有在加热压缩空气用的所述热交换器和所述高温热交换器之间延伸的管道联接装置。
根据本发明的另一方面，提供了一种利用两级炉燃烧煤并产生动力的方法，该方法包括：(a)使煤与空气在热解反应器内反应，生产纯净燃料气和焦炭；(b)使纯净的燃料气在第一级炉内与加入的空气一起燃烧并生产主燃烧气体，同时在其中的高温热交换器内加热压缩空气流；(c)把主燃烧气体和焦炭供给到第二级炉内，燃烧焦炭，产生副燃烧气体，同时冷却和降低第二级炉内产生的副燃烧气体的温度从而保护了热传递表面，并且预热了换热器内的压缩空气和过热其内的蒸汽；(d)进一步由所述的主燃烧气体加热经预热的压缩空气并使加热的空气在气体透平内膨胀来作轴功；以及(e)使过热的蒸汽在蒸汽透平内膨胀并产生附加的轴功。
根据本发明的再一方面，提供了一种一种利用两级炉来燃烧煤并产生动力的方法，该方法包括：(a)使煤在热解反应器中与空气和吸收剂反应并生产含有焦炭的粗燃烧气体，然后将粗燃料气和焦炭分开来提供纯净的燃料气体；(b)使纯净的燃料气体与加入的空气在第一级炉内燃烧并产生主燃烧气体，然后加热炉内的高温换热器中的压缩空气；(c)把主燃烧气体和焦炭供给到第二级炉内燃烧焦炭，产生副燃烧气体，同时冷却和降低第二级炉内产生的副燃烧气体的温度从而保护了热传递表面，并且预热压缩空气和过热蒸汽；(d)把所述热解反应器中的焦炭和需要支撑焦炭燃烧的附加的空气和煤一起供给到所述第二级炉内，并产生附加的副燃烧气体，同时预热压缩空气和过热其中的蒸汽；(e)由所述主燃烧气体进一步逆流加热经预热的压缩空气，并使加热后的空气在气体透平中膨胀来作轴功；(f)使过热的蒸汽在蒸汽透平中膨胀并产生附加的轴功；(g)冷却气体透平和蒸汽透平的排气，并加热再循环的蒸汽冷凝水来产生蒸汽。
对于本发明的两级组合炉，首先煤在热解反应设备中与有限的空气热解，将煤的挥发份变成燃料气并形成焦炭。燃料气在第一级炉内与加入的空气一起燃烧，第一级炉子包含用于最后加热作为布雷循环液体的压缩空气的高温热交换器和兰金循环用的最后的过热蒸汽。然后，热解反应器中的焦炭用作为第二级炉子的燃料，其中，产生副燃烧气体，这些副燃烧气因引入来自第一级炉子的主燃烧气体而被冷却。在混合了副燃烧气体的气流进入高温热交换器之前用其在第二级加热炉中预热作为布雷顿循环流体的压缩空气，该高温热交换器位于第一炉内，用于在气体透平内膨胀作功之前进一步加热。在第二级炉子内的副燃烧气在其于第一级炉子内的最后过热和在蒸汽透平内膨胀作功以前也被用来过热高压蒸汽。为了防止第二级炉内的空气预热器管暴露于该级炉内的焦炭燃烧所产生的熔态灰，因此，较有利的方法是由来自第一级炉子的燃料气的燃烧产物来冷却副燃烧气体。如果不对这种气体冷却，那么在第二级炉子内提供换热面用以予热空气和有效地在气体和蒸汽透平内过热蒸汽就变得不切实际。
本发明的用于燃烧煤并发电的改进的组合炉有利地为燃煤和发电提供了紧凑和成本低的有效设施，也就是增加了可靠性并减少了安装费用。
现在参考附图对本发明作描述。
图1是表示了由在发电过程中用于燃煤和加热流体的两级炉子和辅助换热器组成的组合炉的正视图。
图2表示了用煤来发电的综合过程，其中原料煤首先被热解，而产生的燃料气和焦炭分别地在两级炉子内燃烧，而加热的压缩气体和过热蒸汽分别膨胀产生轴功或发电。
图3是表示了用煤发电过程的另一布置的部分流程图，其中，压缩气体被中间冷却，在压缩气体和透平的废气流之间进行热交换，增压的预热空气在燃烧燃料的燃烧器内被进一步加热以便改善过程的整个循环效率。
图1所示的正视图，组合炉10利用热解反应设备(未示出)，将煤和合适的吸收剂供入反应器内，在其内反应生成脱硫的燃料气。位于热解设备下游的是用来从输送的热解炉焦炭中分离出净化燃料气的旋风分离器(未画出)。从旋风分离器流出的清洁的热解气用管14输送到第一级的燃烧炉16中，在该级的炉内，热解气燃烧生成主燃烧气体。第一级炉16有高温热交换器18，热交换器18由如碳化硅那样的合适耐高温陶瓷材料或相类似的材料制做，用于加热将在燃气透平中膨胀来产生轴功的压缩气体。在热交换器18中，管18a之间的间隔较小以便在一台小容积炉内提供大换热面。最好第一级炉子也包括最终过热在其它热交换器(未画出)中产生的蒸汽的热交换器19。这种过热蒸汽用管道***(未画出)输送到蒸汽透平(未画出)，过热蒸汽就在透平内膨胀并产生附加的轴功。
第一级炉子16有一耐火衬壁17并位于较大的第二级燃烧炉20的上方或与其相邻，必要时，将来自热解设备的焦炭和一些添加的煤一起，在炉子20的燃烧室21内燃烧，而产生的热燃烧气体通过与第一级炉16中排出的相对冷的燃烧气体混合而降温。在第二级炉子20内，在炉子上部设置了预热增压空气的空气预热装置22，这些空气在处于第一级炉16内的热交换器18中被进一步加热到760-982℃。在第二级炉的下部24处由倾斜的挡板面24a可控地排出灰，第二级炉20和与之相联的换热器由结构件26适当地支撑。
从第二级炉20的上端，由垂直管27，水平管28和垂直管29把热烟气通过预热器22输送到加热布雷顿循环压缩气流的主压缩气体预热器30。在操作期间，由压缩机(未画出)把压缩气体供到主空气预热器30。如需要可从主空气预热器30的31处除去灰颗粒。从预热器30处由管子32输送的加热的压缩空气在安置在管道27、28和29内的空气加热器屏22受到进一步加热，并由管33输送到高温陶瓷热交换器18中，又由管34从换热器18处将其送到气体透平(未画出)，在其内膨胀作轴功。从气体透平中排出的热废气用来加热水加热器和锅炉(未画出)内的水来生产蒸汽。
烟气管道27、28和29，以及多级炉16和20处排列有终止于上、下集管36的管子35。这些管子，与帘管38一起组成了主过热器25，在动力循环中无论哪儿产生的蒸汽在进入最后的过热器19以前都要在主过热器25中加热。帘管38处于单一平面内并向上弯曲，在该处，这些管被焊在一起形成了气密壁39，该壁把第一级炉子16与垂直管道27分开。第二级炉20有绝热壁20a。在多级组合炉10的周围设置了绝热壳或套40，以便使散到大气中的不希望的热损失减到最少。这种包括与第一和第二级燃烧炉子在一起的热解设备的紧凑且独特的炉子布置被有利地设置成紧凑、便于组装在一起的组合炉，用于可靠和经济地用燃煤产生动力。
  现在将更详细地按照图2的工艺流程图对两级组合炉的运行作描述。如图2所示，在50处提供的煤连同在51处供给的热空气与可选的在53供给的如碳酸钙那样的除硫剂材料一起供入到热解反应设备52中，这些材料在反应设备内一起反应，产生了主要由煤的挥发份产生的热解气或燃料气54，同时产生部分燃烧过的碳粒或焦炭。燃料气54流到气固分离器56，并除掉了未反应的焦炭55。形成的清洁燃料气57通到第一级炉子58，燃料气在炉内燃烧生成主燃烧气59，并把炉内的高温热交换器76中的压缩空气流加热到约982℃，下面还将对其作进一步描述。
主燃烧气流59从第一级炉子58流到第二级炉子60内，在第二级炉内，主燃烧气与其内因向第二级炉60内供入了附加空气81而燃烧焦炭55时生成的副燃烧气体混合。焦炭55包括某些炭灰和部分地吸收了硫的吸收剂物料，这些物料均在煤热解反应炉52中产生。因需要支持炉60内焦炭燃烧而添加的煤在50a处加入，而吸收剂可在53a处加入。主燃烧气59起到冷却副燃烧气体的作用，以便限制其温度并避免第二级炉60内的热交换表面的损坏。在作为布雷顿循环流体的压缩空气进入作进一步加热(下面将作描述)用的第一级炉子58内的高温热交换器76之前，该压缩空气74由炉子60预热到约760℃。第二级炉60在过热器92中也过热增压蒸汽90，该蒸汽在蒸汽透平94内膨胀作轴功。第二级炉60内的灰在64处排走，而热烟气65连续地流过热交换器66和68，通过加热再循环的冷凝水而回收热量，然后烟气在69处排出。
由压缩机72压缩空气70，该压缩的空气流73由在第二级炉60内设置的预热器表面74加热。加热后的气流75在高温陶瓷热交换器76被进一步加热到约982℃，然后在透平78中膨胀以产生驱动空气压缩机72和使发电机77发电需要的轴功。在透平中膨胀的空气流79的一部分79a作为燃烧空气供给到第一级炉58，另一部分51供给到热解反应设备52内，第三部分81供给到第二级炉60内。剩下的膨胀空气部分80继续地在换热器82、84和86内加热再循环冷凝水流98a和99使其形成蒸汽而自身被冷却，之后，冷却的空气87被排放到大气中。因为流过换热器82、84和86的热空气流80中不含有灰份或燃烧产物，因此，气流87无需除污设备或防腐蚀控制措施。
压缩的循环蒸汽90在第二级炉60内设置的热交换器92被加热，最好在第一级炉58内的热交换器93中进一步过热，然后，过热蒸汽流过蒸汽透平94而膨胀作轴功并由发电机95发电。由透平形成的低压蒸汽在冷凝器96中冷凝，形成的冷凝水由冷凝泵97增压并由锅炉沿水泵67和83进一步增压。来自水泵97的第一部分增压冷凝水98连续地在省煤器68和66中与热烟气65逆流地被加热，并产生循环蒸汽90的第一部分98a。第二部分冷凝水99连续地在换热器86和84中与热废烟气流87逆流并被加热，产生第二部分的循环蒸汽90。这两部分98a和99在100处混合，以便使全部蒸汽流90在热交换器82内与热废气流80逆流地被其加热。
因利用了两级空气压缩同时也利用了来自燃气透平的热排气来预热流到第二级炉的压缩空气流，从而提高了图2所示的这种燃煤发电循环的总热效率。如图3所示的部分流程框图。因利用了由中间冷却器110分开的两级72a和72b压缩，空气压缩机72的热效率得到提高。空气在中间冷却器中逆流地由如蒸汽冷凝流98或99的冷却器流冷却。同样地，由空气压缩机72排出的压缩空气流73较有利地由燃气透平的热排气流79在一直接或间接式换热器112内被加热。如果需要，换热器可以是公知的间接式液力耦合换热器，这样会有利地减少压缩空气流73的压降。同样如果需要，可用热管式空气加热器(未画出)代替换热器112。为与换热器112相组合的多级空气压缩机72设置中间冷却器110不仅改善了循环效率，而且有利地将空气透平循环与燃煤设备部分地分隔，这样简化了过程的启动步骤。
在另外所要求的布置中，由在第一级炉58内的换热面76给以附加加热的预热压缩空气流75由通过利用设在气体透平78上流的辅助燃料燃烧器114而被进一步从约982℃加热至1093-1316℃，以便向气体透平提供热空气流115。燃烧器114可在有助燃空气118的情况下燃烧部分清洁燃料气57，或辅助燃气或燃油流116。从燃烧器114处排掉烟气119。
通过下面的实施例对本发明作进一步的描述，但并不局限于下面的构成范围。
本发明提供的组合炉包括煤热解反应设备、第一级燃烧炉和第二级燃烧炉。第一级炉有高温空气换热器和位于其下部的高温蒸汽过热器。第二级炉有空气预热器和设在其内的蒸汽过热面。热解设备和第一级炉设在第二级炉上面。第一级炉的空气换热器由管子构成，而管材是碳化硅或类似材料且可承受其内的高温。
向热解反应设备中供煤，并在其内与亚化学计量的空气量和碳酸钙吸收剂一起反应产生脱硫的热燃气和焦炭。分离开燃气和焦炭，清洁的燃气在第一级炉内燃烧产生主燃烧空气并预热其内的压缩空气流。将主燃烧气和焦炭供到第二级炉。如果需要支持燃烧的话，焦炭与添加的煤一起燃烧，炉内生成的燃烧产物与燃烧气混合产生一种被用来预热压缩空气流、产生和过热蒸汽的副燃烧器。主燃烧器通过与其混合起到限制副燃烧气的温度的作用。在第一级炉内受热的热压缩空气流在燃气透平中膨胀，而在第一和第二级炉内过热的蒸汽在蒸汽透平内膨胀产生轴功。
多级炉组合体和产生动力的过程的重要参数如下：热解气出口温度          760℃第一级炉气体出口温度    816℃第二级炉气体出口温度    410℃到气体透平的空气温度    982℃到气体透平的空气表压    1.027×106N/m2到透平的蒸汽温度        621℃到透平的蒸汽表压        9.247×106N/m2

Claims (19)

1.一种适合于燃煤来生产用于加热空气和产生蒸汽的热烟气的多级组合炉，该多级炉包括：
(a)用于提供煤热解燃料气的热解设备；
(b)具有入口和出口并适合于燃烧煤热解气产生主燃烧气体流的第一级炉；
(c)设在上述第一级炉上部的高温换热器，所述换热器含有利用耐热陶瓷作表面的管子；
(d)靠近所述第一级炉设置并适合于燃烧焦炭以及使产生的燃烧气体与第一级炉的主燃烧气体混合的第二级炉，所述第二级炉具有一排放副燃烧气体的上联管和多根供给煤和排出灰的底联管，在所述第二级炉上部内设有加热压缩空气的热交换器和加热蒸汽用的热交换器，且还设有在加热压缩空气用的所述热交换器和所述高温热交换器之间延伸的管道联接装置。
2.如权利要求1的多级组合炉，特征在于所述第二级炉还有一在其下部的将吸收剂供给到炉内的联接管。
3.如权利要求2的多级组合炉，特征在于设置了焦炭燃烧设备，该设备安装在所述第二级炉下部。
4.如权利要求1的多级组合炉，特征在于热解设备有煤，空气和吸收剂材料进入其下部的一些入口接头和一个用于排气的上部接头。
5.如权利要求1的多级组合炉，特征在于设有联接所述第一级和第二级炉的出口端用以将燃烧气体输送到热回收换热器的垂直和水平管道。
6.如权利要求1的多级组合炉，特征在于用一隔热套围住第一级和第二级炉。
7.如权利要求1的多级组合炉，特征在于在所述第一级炉内设置了过热蒸汽的换热器。
8.如权利要求5的多级组合炉，特征在于设有将所述第一级炉与所述垂直管分隔开的幕式换热管。
9.利用两级炉燃烧煤并产生动力的方法，该方法包括：
(a)使煤与空气在热解反应器内反应，生产纯净燃料气和焦炭；
(b)使纯净的燃料气在第一级炉内与加入的空气一起燃烧并生产主燃烧气体，同时在其中的高温热交换器内加热压缩空气流；
(c)把主燃烧气体和焦炭供给到第二级炉内，燃烧焦炭，产生副燃烧气体，同时冷却和降低第二级炉内产生的副燃烧气体的温度从而保护了热传递表面，并且预热了换热器内的压缩空气和过热其内的蒸汽；
(d)进一步由所述的主燃烧气体加热经预热的压缩空气并使加热的空气在气体透平内膨胀来作轴功；以及
(e)使过热的蒸汽在蒸汽透平内膨胀并产生附加的轴功。
10.如权利要求9的方法，特征在于分离由所述热解反应器提供的粗燃烧气体来生产在第一级炉内燃烧的纯净燃料气体，并将焦炭供给到第二级炉内。
11.如权利要求9的方法，特征在于利用逆流的蒸汽透平废气加热再循环冷凝水的同时，冷却燃气透平废气中的热膨胀空气。
12.如权利要求9的方法，特征在于由所述的第二级炉的副燃烧气体来加热来自蒸汽透平废气的第一部分再循环的冷凝水。
13.如权利要求9的方法，特征在于把吸收剂供到热解反应器中来生产脱硫的燃料气。
14.如权利要求9的方法，特征在于所述气体透平产生的轴功被用来压缩压缩空气流。
15.如权利要求9的方法，特征在于来自第二级炉的蒸汽流到第一级炉，并在流入蒸汽透平中膨胀以前在第一级炉内被补充加热。
16.如权利要求10的方法，特征在于添加的煤与焦炭一起供到第二炉内来确保炉内焦炭的燃烧。
17.如权利要求9的方法，特征在于要流到所述第二级炉的压缩空气流被来自所述气体透平的废气流逆流加热。
18.如权利要求9的方法，特征在于来自第一级炉预热的压缩空气被位于燃气透平的空气入口的上流的燃烧燃料的燃烧器进一步加热。
19.一种利用两级炉来燃烧煤并产生动力的方法，该方法包括：
(a)使煤在热解反应器中与空气和吸收剂反应并生产含有焦炭的粗燃烧气体，然后将粗燃料气和焦炭分开来提供纯净的燃料气体；
(b)使纯净的燃料气体与加入的空气在第一级炉内燃烧并产生主燃烧气体，然后加热炉内的高温换热器中的压缩空气；
(c)把主燃烧气体和焦炭供给到第二级炉内燃烧焦炭，产生副燃烧气体，同时冷却和降低第二级炉内产生的副燃烧气体的温度从而保护了热传递表面，并且预热压缩空气和过热蒸汽；
(d)把所述热解反应器中的焦炭和需要支撑焦炭燃烧的附加的空气和煤一起供给到所述第二级炉内，并产生附加的副燃烧气体，同时预热压缩空气和过热其中的蒸汽；
(e)由所述主燃烧气体进一步逆流加热经预热的压缩空气，并使加热后的空气在气体透平中膨胀来作轴功；
(f)使过热的蒸汽在蒸汽透平中膨胀并产生附加的轴功；
(g)冷却气体透平和蒸汽透平的排气，并加热再循环的蒸汽冷凝水来产生蒸汽。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103353236A (zh) * 2012-07-17 2013-10-16 佛山市广旭节能自动化科技有限公司 采用可燃气体的工件加热炉

Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2698659B1 (fr) * 1992-12-02 1995-01-13 Stein Industrie Procédé de récupération de chaleur en particulier pour cycles combinés appareillage pour la mise en Óoeuvre du procédé et installation de récupération de chaleur pour cycle combiné.
US6167706B1 (en) * 1996-01-31 2001-01-02 Ormat Industries Ltd. Externally fired combined cycle gas turbine
US5687570A (en) * 1994-02-28 1997-11-18 Ormat Industries Ltd. Externally fired combined cycle gas turbine system
US5799490A (en) * 1994-03-03 1998-09-01 Ormat Industries Ltd. Externally fired combined cycle gas turbine
US6351935B1 (en) * 1994-10-11 2002-03-05 Ormat Industries Ltd. Multi-fuel, combined cycle power plant
SE9501886L (sv) * 1995-05-19 1996-11-20 Nykomb Synergetics Technology System och anordningar för kraftgenerering på basis av char
US5666801A (en) * 1995-09-01 1997-09-16 Rohrer; John W. Combined cycle power plant with integrated CFB devolatilizer and CFB boiler
DE69732394T2 (de) * 1996-02-29 2006-03-30 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Verfahren und vorrichtung zur erzeugung von überhitztem dampf mittels wärme von abfallverbrennung
US20060236702A1 (en) * 2005-01-24 2006-10-26 Firey Joseph C Mixed fuel coal burner for gas turbine engines
US7569121B2 (en) * 2005-03-31 2009-08-04 Clyde Wesley Devore Process for producing synthetic oil from solid hydrocarbon resources
CA2621185A1 (en) * 2005-09-08 2007-03-15 Millennium Synfuels, Llc. Hybrid energy system
CN100417862C (zh) * 2005-12-09 2008-09-10 清华大学 一种卧式循环流化床燃烧设备及其循环燃烧方法
US20080105176A1 (en) * 2006-11-08 2008-05-08 Electric Power Research Institute, Inc. Staged-coal injection for boiler reliability and emissions reduction
WO2009010023A2 (de) 2007-07-18 2009-01-22 Gammel Engineering Gmbh Vorrichtung und verfahren zur kraft-wärmeerzeugung
US8211191B2 (en) * 2007-08-07 2012-07-03 Phillips 66 Company Upright gasifier
FI129360B (fi) * 2009-04-15 2021-12-31 Andritz Oy Menetelmä savukaasupäästöjen vähentämiseksi ja kattila
US20100273899A1 (en) * 2009-04-22 2010-10-28 Range Fuels, Inc. Integrated, high-efficiency processes for biomass conversion to synthesis gas
US9657937B2 (en) * 2010-08-23 2017-05-23 Saudi Arabian Oil Company Steam generation system having multiple combustion chambers and dry flue gas cleaning
CN102553882B (zh) * 2010-12-17 2014-03-26 华东理工大学 提高煤矸石活性的节能煅烧方法
CN102705582B (zh) * 2012-06-13 2016-05-04 哈尔滨锅炉厂有限责任公司 锅炉风道的支撑限位装置及方法
US9291098B2 (en) 2012-11-14 2016-03-22 General Electric Company Turbomachine and staged combustion system of a turbomachine
CN103436299B (zh) * 2013-09-04 2016-01-20 马银传 一种生物质燃气反应发生炉
CN103615905B (zh) * 2013-10-23 2018-01-26 广东裕方建设工程有限公司 连续蓄热式工业炉余热利用***
CN104832231A (zh) * 2015-04-27 2015-08-12 南京瑞柯徕姆环保科技有限公司 一种燃料热处理炉烟气余热发电方法及装置
CN104863652A (zh) * 2015-04-27 2015-08-26 南京瑞柯徕姆环保科技有限公司 一种采用布列顿循环的余热发电方法及装置
DE102015213862B3 (de) * 2015-07-22 2016-09-22 Technische Universität Dresden Verbrennungskraftwerksanlage mit verbesserter Effizienz durch korrosionsbeständige Wärmeübertrager
CN106838861B (zh) * 2015-12-03 2019-04-12 晏廷书 一种煤的燃烧工艺及其燃烧炉
CN109141021B (zh) * 2017-06-28 2020-01-07 得富科技有限公司 燃烧炉设备
CN117989861B (zh) * 2024-04-07 2024-06-07 广东世创金属科技股份有限公司 一种带抽废气装置的工业炉设备及安全控制方法

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3840354A (en) * 1972-03-23 1974-10-08 Us Interior Three-stage gasification of coal
US4229185A (en) * 1975-11-10 1980-10-21 Occidental Petroleum Corporation Process for the gasification of carbonaceous materials
US4322222A (en) * 1975-11-10 1982-03-30 Occidental Petroleum Corporation Process for the gasification of carbonaceous materials
US4209982A (en) * 1977-04-07 1980-07-01 Arthur W. Fisher, III Low temperature fluid energy conversion system
JPS5491648A (en) * 1977-12-29 1979-07-20 Toyokichi Nozawa Lnggfleon generation system
US4223529A (en) * 1979-08-03 1980-09-23 General Electric Company Combined cycle power plant with pressurized fluidized bed combustor
US4385905A (en) * 1980-04-04 1983-05-31 Everett Metal Products, Inc. System and method for gasification of solid carbonaceous fuels
US4469488A (en) * 1980-05-27 1984-09-04 Albert Calderon Method for gasifying coal
US4312639A (en) * 1980-12-22 1982-01-26 Atlantic Richfield Company Process for heating solids for coal gasification
US4356077A (en) * 1980-12-31 1982-10-26 Occidental Research Corporation Pyrolysis process
ZA821381B (en) * 1981-04-01 1983-03-30 Westinghouse Electric Corp Efficient combined cycle system employing a high temperature combustion turbine and a fluidized coal bed with economic exclusion of sulfur from system waste gases
US4397656A (en) * 1982-02-01 1983-08-09 Mobil Oil Corporation Process for the combined coking and gasification of coal
US4563197A (en) * 1982-02-16 1986-01-07 The United States Of America As Represented By The Department Of Energy Process for the production of ethylene and other hydrocarbons from coal
US4474583A (en) * 1982-06-11 1984-10-02 Foster Wheeler Energy Corporation Process for gasifying solid carbonaceous fuels
US4541246A (en) * 1982-08-09 1985-09-17 Chang Yan P Limitless heat source power plants
US4597776A (en) * 1982-10-01 1986-07-01 Rockwell International Corporation Hydropyrolysis process
US4578175A (en) * 1984-04-02 1986-03-25 Conoco Inc. Combined process for coal pyrolysis and char gasification
US4594140A (en) * 1984-04-04 1986-06-10 Cheng Shang I Integrated coal liquefaction, gasification and electricity production process
US4872886A (en) * 1985-11-29 1989-10-10 The Dow Chemical Company Two-stage coal gasification process
EP0227550A3 (en) * 1985-12-18 1989-07-12 Wormser Engineering, Inc. Apparatus for combusting fuels and method of cumbusting wet fuels
SE463776B (sv) * 1989-05-26 1991-01-21 Nonox Eng Ab Foerfarande foer att producera elenergi med en acfbc aanggenerator kombinerad med en aangturbinenhet och tvaa gasturbinenheter
US5181381A (en) * 1992-07-08 1993-01-26 Ahlstrom Pyropower Corporation Power plant with dual pressure reheat system for process steam supply flexibility

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103353236A (zh) * 2012-07-17 2013-10-16 佛山市广旭节能自动化科技有限公司 采用可燃气体的工件加热炉

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Publication number Publication date
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EP0571233B1 (en) 1997-09-03

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