PL200214B1

PL200214B1 - Sposób spalania w piecu, do którego wtryskuje się oddzielnie co najmniej jedno paliwo i co najmniej jeden utleniacz oraz zespół palnikowy do oddzielnego wtryskiwania

Info

Publication number: PL200214B1
Application number: PL365945A
Authority: PL
Inventors: Jacques Dugue; Thierry Legiret; Remi Pierre Tsiava; Olivier Louedin
Original assignee: Air Liquide
Priority date: 2001-04-06
Filing date: 2002-04-04
Publication date: 2008-12-31
Also published as: FR2823290B1; RU2003132461A; RU2288405C2; PL365945A1; US20040157178A1; JP4204867B2; CN1507549A; EP1379810A1; FR2823290A1; BR0208586A; CN1238659C; WO2002081967A1; CA2443407C; EP1379810B1; BR0208586B1; US6910879B2; JP2004523721A; CA2443407A1; AU2002302678B2

Abstract

Wynalazek dotyczy sposobu spalania i pal- nika do jego realizacji. Paliwo i utleniacz s a wtryskiwane oddzielnie. Paliwo jest dzielone na dwie ró zne cz esci, utleniacz pomocniczy, który s lu zy do etapowania p lomienia i utleniacz g lów- ny, który jest sam rozdzielany na dwa ró zne wtryski, jeden, szybko mieszaj acy si e utleniacz g lówny, który jest wtryskiwany do paliwa i drugi, wolno mieszaj acy si e utleniacz g lówny, który jest wtryskiwany na krótk a odleg lo sc od po- przedniego. PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Wynalazek dotyczy sposobu spalania w piecu, do którego wtryskuje się oddzielnie co najmniej jedno paliwo i co najmniej jeden utleniacz oraz zespołu palnikowego do oddzielnego wtryskiwania.

Znane są sposoby spalania w piecach, do których wtryskuje się oddzielnie co najmniej jedno paliwo i co najmniej jeden utleniacz, przy czym strumień utleniacza składa się ze strumienia utleniacza głównego i strumienia utleniacza pomocniczego, gdzie strumień utleniacza głównego jest wtryskiwany blisko paliwa tak, że następuje pierwsze spalanie niezupełne, zaś w gazach pochodzących z tego pierwszego spalania znajduje się również co najmniej część paliwa, natomiast strumień utleniacza pomocniczego jest wtryskiwany w pewnej odległości od strumienia paliwa, która to odległość jest większa od odległości pomiędzy strumieniem paliwa a strumieniem utleniacza głównego najbliższym strumienia paliwa tak, że wpływa on do spalania z paliwem znajdującym się w gazach powstających podczas pierwszego spalania.

Jakość systemu spalania w piecach przemysłowych charakteryzują co najmniej dwa czynniki: emisja zanieczyszczeń atmosferycznych (NOx, pył, itp.), która musi być ilościowo mniejsza niż wartość graniczna wymagana przez prawo oraz temperatura ścianek pieca i ilość wsadu, który ma być ogrzany, które muszą leżeć pomiędzy dwiema wartościami powiązanymi z wymaganiami sposobu w kategoriach jakoś ci wyrobu i zuż ycia energii.

Zmiany w przepisach dotyczących emisji zanieczyszczeń do atmosfery, zwłaszcza tlenków azotu i pyłów, doprowadziły ostatnio do znacznej zmiany w technologiach spalania.

Oprócz konieczności minimalizacji emisji zanieczyszczeń, sposób spalania w piecach przemysłowych musi być dobrany do funkcji pieca.

Na przykład, piec do produkcji szkła musi mieć odpowiednie temperatury ścianek i wsadu, eliminujące jakiekolwiek pogorszenie jakości wyrobu (pęcherzyki, itp.) oraz przedwczesne starzenie powierzchni wykładziny żaroodpornej.

W piecu do ponownego ogrzewania kęsów stalowych, kęsy muszą być ogrzewane równomiernie tak, żeby uniemożliwić ich odkształcenie przed wprowadzeniem na walcarkę.

W piecu do wytopu wyrobów z metali ż elaznych lub nież elaznych trzeba zapewnić równomierne ogrzewanie wzdłuż wsadu tak, żeby ograniczyć jakikolwiek wzrost zużycia energii i przedwczesne zużycie wykładzin ogniotrwałych.

Dlatego istotne znaczenie ma regulowanie pola temperatury (to jest przedziału temperatur, w jakim mogą się one zmieniać ) w piecach przemysłowych w celu uzyskania odpowiedniej jakoś ci wyrobu oraz odpowiednich parametrów sposobu. Przedział temperatur dla powierzchni ogniotrwałych oraz dla wsadu wzdłuż głównej osi pieca zależy od liczby, odstępów i rozkładu energii palników umieszczonych prostopadle do tej osi. Taka sytuacja dotyczy, na przykład, pieców do ponownego ogrzewania kęsów i pieców szklarskich, w których palniki znajdują się z każdej strony wsadu. Pole temperatur wzdłuż osi równoległej do płomienia zależy od długości, energii i pędu płomienia, a także od geometrii strefy, która ma być ogrzana.

Znane jest, na przykład z opisów patentowych nr US-A-4 531 960 i US-A-4 604 123 zmienianie długości płomienia tlenu za pomocą zawirowania strumienia powietrza wokół osi płomienia. Parametr ten ma silny wpływ na długość i stabilność płomienia. Innym parametrem, którym można sterować, jest stopień etapowego doprowadzania utleniacza lub paliwa (część przepływu wprowadzonego oddzielnie z głównej strefy spalania). Palniki o spalaniu etapowym są opisane, na przykład, w opisach patentowych nr US-A-4 622 007, US-A-4 642 047, US-A-4 797 087, US-A-4 718 643 i Re. 33 464, w których opisano zwł aszcza powietrze i tlen jako utleniacze.

Palniki, w których jako utleniacz stosuje się tlen, a zwłaszcza palniki na paliwo gazowe, nie dają na ogół możliwości, dla danej mocy i danego współczynnika tlenu, ciągłego zmieniania długości płomienia i parametrów pędu. Takie palniki opisano, na przykład, w opisach patentowych nr US-A-5 772 427, US-A-5 934 893, US-A-5 984 667 i US-A-6 068 468. Istnieje natomiast możliwość modyfikowania długości płomienia z takich palników poprzez zmianę wtryskiwaczy paliwa. Należy zauważyć, że użycie wtryskiwaczy o mniejszej średnicy skutkuje wzrostem pędu, a tym samym skróceniem płomienia i przemieszczeniem maksymalnego strumienia cieplnego dalej (i na odwrót). Na fig. 1, gdzie pokazano długość widzialnego płomienia i osiowy strumień cieplny palnika z mocy 1 MW opisanego w opisach patentowych nr US-A-5 772 427 i US-A-5 934 893, wyraźnie widać ten skutek. Na odwrót, skrócenie płomienia i zwiększenie pędu całkowitego ma a priori przeciwny wpływ na przemieszczenie profilu termicznego płomienia. Połączenie obu tych zjawisk powoduje przesunięcie maksymalnego strumienia cieplnego dalej, ponieważ

PL 200 214 B1 jedno z tych oddziaływań jest dominujące. Początek osi x na fig. 1 znajduje się na ściance wewnętrznej pieca, która pokrywa się z wewnętrzną powierzchnią czołową palnika. Zatem kierunek na odsuwanie jest kierunkiem na zwiększenie długości osiowych.

Znane jest również z opisu patentowego nr US-A-5 302 112 wtryskiwanie gazów z różnymi prędkościami do pieca, zmiany prędkości (zarówno bezwzględnej jak i względnej) umożliwiające zmienianie długości i pędu płomienia.

Ponadto, z opisu patentowego nr US-A-5 346 524 znane jest także oddzielne wtryskiwanie paliwa i utleniacza, za pomocą oddzielnych wtryskiwaczy rozmieszczonych na przemian, jeden blisko drugiego, w odległości około 15 cm.

W opisie patentowym nr US-A-5 601 425 ujawniono etapowy ukł ad spalania, w którym pł ynny olej opałowy jest wtryskiwany do środka obwodowego strumienia tlenu, natomiast powietrze jest wtryskiwane w dość dużej odległości od tlenu.

W opisie patentowym nr US 3,957,420 ujawniono konstrukcje palników i pieców o niskiej emisji NOx podczas spalania, przy czym piec według tego rozwiązania jest zaopatrzony w podłogę i pionową ściankę, a podłoga posiada główny kanał mający wylot wewnątrz pieca, skierowany pod kątem w stosunku do tej ścianki oraz dysze paliwa płynnego i gazowego usytuowane w tym kanale, ponadto podłoga pieca jest zaopatrzona w drugi kanał wtryskiwania powietrza, oddzielny od głównego kanału powietrza, który to drugi kanał ma wylot w piecu skierowany pod kątem w stosunku do ścianki, przy czym wylot ten jest oddzielony od pierwszego wylotu głównego kanału i jest umieszczony w większej odległości od ścianki pieca niż pierwszy wylot.

Według opisu patentowego nr US 4842509 ujawniono sposób spalania paliwa przy niskiej emisji NOx obejmujący pierwszy etap spalania, w którym wtryskuje się do komory spalania wiele strumieni paliwa oraz podstechiometryczną ilość powietrza (utleniacza) w postaci takiej samej liczby strumieni powietrza o dużej prędkości, w taki sposób, że każdy strumień paliwa jest wprowadzany do jednego strumienia utleniacza o dużej prędkości, przy czym specyficzny czas mieszania każdego strumienia paliwa z każdym strumieniem powietrza jest krótszy niż 10^-4 s i utworzonych jest wiele strumieni paliwowo/powietrznych tworzących po zapaleniu wiele płomieni głównych, w których utrzymywany jest czas przebywania paliwa wynoszący co najmniej 100 ms.

Z opisu patentowego nr US 5,954,855 znany jest sposób elektrycznego wytwarzania stali, w którym stosuje się urządzenie do spalania, w szczególności palnik, zawierający środki wtryskujące umieszczone w korpusie zawierającym elementy palnikowe. Urządzenie zawiera komorę spalania paliwa gazowego i płynnego posiadającą pierwszą dyszę do wprowadzania utleniacza do komory spalania w postaci wtryskiwacza, co najmniej jedną drugą dyszę do wtryskiwania płynnego paliwa węglowego do komory spalania, co najmniej jeden przewód doprowadzający paliwo stałe do komory spalania w postaci cząstek zawieszonych w nośniku gazowym, utrzymywanym pod zwiększonym ciśnieniem, ponadto urządzenie jest zaopatrzone w wiele otworów do doprowadzania opcjonalnie drugiego gazu utleniającego.

Według opisu patentowego nr US 4,602,575 ujawniono sposób spalania ponaftowego pyłu koksowniczego, w którym proces spalania prowadzi się w piecu zawierającym wewnętrzna strefę intensywnej recyrkulacji, który posiada strefę spalania, do której doprowadzona jest rura doprowadzająca powietrze (utleniacz), przy czym ponaftowy pył koksowniczy jest doprowadzany do obszaru strefy intensywnej recyrkulacji, w której następuje zapłon doprowadzonego pyłu koksowniczego przeznaczonego do spalania.

Sposób spalania w piecu, do którego wtryskuje się oddzielnie co najmniej jedno paliwo i co najmniej jeden utleniacz, przy czym strumień utleniacza składa się ze strumienia utleniacza głównego i strumienia utleniacza pomocniczego, gdzie strumień utleniacza głównego wtryskuje się w pobliżu paliwa tak, że prowadzi się pierwsze spalanie niepełne, w którym gazy powstające podczas tego pierwszego spalania zawierają również co najmniej część paliwa, natomiast strumień utleniacza pomocniczego wtryskuje się w pewnej odległości od strumienia paliwa, przy czym odległość ta jest większa niż odległość pomiędzy strumieniem paliwa a strumieniem utleniacza głównego najbliższym strumienia paliwa tak, że wpływa on do spalania z częścią paliwa, która jest rozcieńczona zwłaszcza przez gazy pochodzące z pierwszego spalania i która nie przereagowała jeszcze z utleniaczem, według wynalazku charakteryzuje się tym, że strumień utleniacza głównego dzieli się na co najmniej dwa strumienie utleniacza głównego, a mianowicie na co najmniej jeden szybko mieszający się pierwszy strumień utleniacza głównego, który wtryskuje się w strumień paliwa tak, żeby szybko nastąpiła reakcja spalania z otaczającym go paliwem, oraz co najmniej jeden wolno mieszający się drugi strumień utleniacza głównego, który wtryskuje się w odległości d1 od pierwszego strumienia utleniacza głównego,

PL 200 214 B1 mieszający się mniej gwałtownie ze strumieniem paliwa niż co najmniej jeden z szybko mieszających się pierwszych strumieni utleniacza głównego.

Korzystnie, stosuje się odległość d1, która jest mniejsza lub równa 30 cm, korzystnie 25 cm.

Korzystnie, stosuje się odległość d1, która jest mniejsza lub równa dziesięciokrotnej średnicy d3 wolno mieszającego się strumienia utleniacza głównego.

Korzystnie, stosuje się sumę strumieni utleniacza głównego i utleniacza pomocniczego, która jest w przybliżeniu stechiometryczna względem przepływu paliwa, korzystnie w przedziale +/- 15% względem przepływu stechiometrycznego.

Korzystnie, stosuje się strumień utleniacza pomocniczego składający się z wielu strumieni utleniacza pomocniczego.

Korzystnie, stosuje się ilość utleniacza pomocniczego, która wynosi pomiędzy 0% a 90%, korzystnie pomiędzy 10% a 90%, całkowitej ilości wtryskiwanego utleniacza.

Korzystnie, stosuje się całkowitą ilość utleniacza pomocniczego pomiędzy 50% a 90% całkowitej ilości wtryskiwanego utleniacza, przy czym utleniacz główny stanowi od 10% do 50% całkowitej ilości utleniacza.

Korzystnie, stosuje się całkowitą ilość utleniacza pomocniczego pomiędzy 60% a 80% całkowitej ilości wtryskiwanego utleniacza, przy czym utleniacz główny stanowi od 20% do 40% tej całkowitej ilości utleniacza.

Korzystnie, stosuje się okna wtryskowe utleniacza pomocniczego, dla których suma pól powierzchni przekrojów poprzecznych tych okien wtryskowych utleniacza pomocniczego jest większa lub równa 2,5 cm².

Korzystnie, stosuje się odległość pomiędzy szybko mieszającym się pierwszym strumieniem utleniacza głównego, a strumieniem utleniacza pomocniczego, która jest równa d2, przy czym d2 >= 5D i d2 >= d1 i korzystnie

10D <= d2 <= 50D gdzie D jest średnicą koła o takim samym polu powierzchni jak pole powierzchni wtryskiwacza utleniacza pomocniczego, za pomocą którego wtryskuje się strumień utleniacza pomocniczego.

Korzystnie, stosuje się całkowitą ilość szybko mieszającego się co najmniej jednego pierwszego strumienia utleniacza głównego stanowiącą objętościowo od 5 do 40% całkowitej ilości utleniacza, natomiast całkowita ilość co najmniej jednego wolno mieszającego się drugiego strumienia utleniacza głównego stanowiącą objętościowo od 5 do 95% całkowitej ilości utleniacza, przy czym ewentualną równowagę utleniacza zapewnia się za pomocą strumieni utleniacza pomocniczego.

Korzystnie, stosuje się wolno mieszający się drugi strumień utleniacza głównego składający się z wielu strumieni.

Korzystnie, stosuje się drugi strumień utleniacza głównego składający się z w przybliżeniu identycznych strumieni usytuowanych w przybliżeniu w tej samej odległości d1 od szybko mieszającego się pierwszego strumienia utleniacza głównego, przy czym te trzy strumienie utleniacza leżą w przybliżeniu w tej samej płaszczyźnie.

Korzystnie, stosuje się co najmniej jeden wolno mieszający się drugi strumień utleniacza głównego leżący poza płaszczyzną utworzoną przez pierwszy strumień utleniacza głównego i strumień utleniacza pomocniczego.

Korzystnie, wokół pierwszego strumienia utleniacza głównego stosuje się wiele, równomiernie rozmieszczonych drugich strumieni utleniacza głównego.

Korzystnie, stosuje się szereg drugich strumieni utleniacza głównego rozmieszczonych symetrycznie względem płaszczyzny, w której znajduje się pierwszy strumień utleniacza głównego.

Korzystnie, stosuje się prędkość wtryskiwania paliwa większą niż 20 m/s, a korzystnie mniejszą lub równą Mach 2.

Korzystnie, stosuje się prędkość wtryskiwania paliwa pomiędzy 20 m/s, a 300 m/s.

Korzystnie, paliwo wstępnie ogrzewa się przed wtryśnięciem.

Korzystnie, paliwo wtryskuje się impulsowo, z częstotliwością impulsowania, korzystnie, od 0,1 do 3 Hz, a korzystniej od 0,1 do 1 Hz.

Korzystnie, stosuje się prędkość wtryskiwania szybko mieszającego się pierwszego strumienia utleniacza głównego od 20 m/s do Mach 2.

Korzystnie, stosuje się prędkość wtryskiwania wolno mieszającego się drugiego strumienia utleniacza głównego od 10 m/s do Mach 1.

Korzystnie, stosuje się prędkość wtryskiwania utleniacza pomocniczego od 20 m/s do Mach 2.

PL 200 214 B1

Korzystnie, co najmniej jeden ze strumieni utleniacza wstępnie ogrzewa się przed jego wtryśnięciem, przy czym, korzystnie, jego prędkość wtryskiwania osiąga co najwyżej prędkość Mach 2.

Korzystnie, co najmniej jeden ze strumieni utleniacza wtryskuje się impulsowo, z częstotliwością impulsowania pomiędzy 0,1 a 3 Hz, a korzystnie pomiędzy 0,1 a 1 Hz.

Korzystnie, stosuje się utleniacz pomocniczy składający się z mieszanki powietrza, korzystnie powietrza wstępnie ogrzanego, i tlenu.

Korzystnie, powietrze dostarcza objętościowo od 5% do 80% całkowitej ilości tlenu w formie utleniacza pomocniczego, przy czym równowagę zapewnia się za pomocą powietrza wzbogaconego w tlen albo za pomocą w zasadzie czystego tlenu.

Korzystnie, stosuje się powietrze dające objętościowo od 15 do 40% całkowitego tlenu.

Korzystnie, wtryskuje się pojedyncze paliwo albo kilka różnych paliw.

Zespół palnikowy do oddzielnego wtryskiwania utworzony z bloku z co najmniej jednym oknem wtryskowym paliwa posiadającym co najmniej jedną podłużną oś symetrii w kierunku przepływu paliwa, co najmniej jedno okno wtryskowe utleniacza, usytuowane w oknie wtryskowym paliwa, które ma również podłużną oś symetrii, przy czym te dwie podłużne osie symetrii są w przybliżeniu równoległe, a takż e okno wtryskowe drugiego utleniacza znajdują ce się w odległ oś ci d1 od osi symetrii wtryskiwacza pierwszego utleniacza, według wynalazku charakteryzuje się tym, że zawiera co najmniej jeden drugi blok, w którym znajduje się okno wtryskowe trzeciego utleniacza o średnicy D, które to okno jest umieszczone w odległości d2 od osi symetrii wtryskiwacza pierwszego utleniacza, przy czym d1 <= 30 cm oraz d2 >= 5D i d2 >= d1.

Korzystnie, odległość d2 spełnia następującą zależność: 10 D <= d2 <= 50 D.

Korzystnie, odległości d1 i d2 spełniają następującą zależność: d1 <= 10 d2.

Korzystnie, średnica D okna wtryskowego trzeciego utleniacza wynosi:

D >= 0,5 cm.

Korzystnie, zespół zawiera blok, w którym znajduje się wiele okien wtryskowych paliwa.

Korzystnie, zespół zawiera blok, w którym znajduje się wiele wtryskiwaczy pierwszego utleniacza.

Korzystnie, zespół zawiera blok, w którym znajduje się wiele okien wtryskowych drugiego utleniacza.

Korzystnie, zespół zawiera okno wtryskowe paliwa, w którym znajduje się wtryskiwacz ciężkiego oleju opałowego.

Korzystnie, zespół zawiera kilka oddzielnych okien wtryskowych paliwa do wtryskiwania jednego lub więcej paliw.

Korzystnie, zespól zawiera ponadto pierwszy zawór dzielący przepływ, przeznaczony do dzielenia całkowitego przepływu przewodem utleniacza, który biegnie, z jednej strony, do przewodu utleniacza głównego, a z drugiej strony do przewodu utleniacza pomocniczego, połączonego z oknem wtryskowym trzeciego utleniacza, przy czym przewód utleniacza głównego jest połączony z drugim zaworem dzielącym przepływ, który jest połączony, z jednej strony, z wtryskiwaczem pierwszego strumienia utleniacza, a z drugiej strony z oknem wtryskowym drugiego strumienia utleniacza.

Korzystnie, okno wtryskowe trzeciego utleniacza i/lub utleniacza pomocniczego jest wtryskiwaczem z dwoma przekrojami poprzecznymi, korzystnie, zmieniającym prędkość i pęd utleniacza bez modyfikowania ciśnienia utleniacza przed tym wtryskiwaczem.

Zaletą rozwiązania według wynalazku jest spełnienie dwóch wymagań, optymalizujących profil termiczny wzdłuż osi płomienia i minimalizacji emisji tlenków azotu.

Sposób według wynalazku umożliwia zwłaszcza regulowanie parametrów płomienia do środowiska, w którym jest umieszczany, w kategoriach profilu termicznego pieca i wsadu, długości płomienia i emisji tlenków azotu i pyłu.

Sposób według wynalazku cechuje się tym, że strumień utleniacza głównego jest sam dzielony na co najmniej dwa strumienie główne, a mianowicie co najmniej jeden szybko mieszający się strumień pierwszy utleniacza głównego wtryskiwany w strumień paliwa albo w styczności ze strumieniem paliwa, tak, żeby nastąpiła szybko reakcja spalania z otaczającym go paliwem, oraz co najmniej jeden wolno mieszający się strumień pomocniczy utleniacza głównego wtryskiwany w pewnej odległości d1 od pierwszego strumienia utleniacza głównego, tak, żeby następowało wolniejsze mieszanie ze strumieniem paliwa niż co najmniej z jednym z szybko mieszających się strumieni utleniacza głównego.

Według wynalazku, warunkiem niezależnego regulowania pędu i długości płomienia jest, korzystnie, objęcie regulacją w systemie według wynalazku dwóch parametrów. Ponadto, ponieważ, korzystnie, pożądane jest dokładne regulowanie profilu termicznego pieca, w którym sposób ten jest realizowany, pierwszym parametrem regulacyjnym jest, korzystnie, stosunek strumienia tlenu dopro6

PL 200 214 B1 wadzanego przez utleniacz pomocniczy do całkowitego strumienia tlenu doprowadzanego przez utleniacze główne i pomocnicze. Ten strumień utleniacza pomocniczego będzie zapewniony przez wtryskiwacz lub lancę.

Korzystnie, sposób według wynalazku cechuje się tym, że odległość d1 jest mniejsza niż, lub równa, 30 cm, korzystnie 25 cm.

W innym przykł adzie wykonania wynalazku, odległ o ść d1 jest mniejsza lub równa dziesię ciokrotnej średnicy d3 wolno mieszającego się strumienia utleniacza głównego.

Ogólnie, suma natężeń przepływu utleniacza głównego i utleniacza pomocniczego będzie, korzystnie, w przybliżeniu stechiometryczna względem przepływu paliwa, w przedziale +/- 15%.

W innym przykładzie wykonania wynalazku, strumień z samego utleniacza głównego składa się z wielu strumieni z utleniacza gł ównego.

Korzystne efekty uzyskuje się gdy ilość utleniacza pomocniczego będzie pomiędzy 0% i 90%, korzystnie pomiędzy 10% i 90%, całkowitej ilości wtryskiwanego utleniacza.

Szczególnie korzystne efekty uzyskuje się gdy całkowita ilość utleniacza pomocniczego jest pomiędzy 50% a 90% całkowitej ilości wtryskiwanego utleniacza, przy czym utleniacz główny stanowi ilościowo pomiędzy 10% a 50% całkowitej ilości utleniacza.

Ogólnie, całkowita ilość utleniacza będzie wynosiła, korzystnie, pomiędzy 60% a 80% całkowitej ilości wtryskiwanego utleniacza, przy czym ilość utleniacza głównego będzie wynosiła pomiędzy 20% a 40% tej samej ilości całkowitej.

W jednym ze sposobów realizacji wynalazku, suma pól przekrojów poprzecznych okien wtryskowych utleniacza pomocniczego jest większa niż lub równa 2,5 cm².

Korzystnie, odległość pomiędzy szybko mieszającym się strumieniem utleniacza w utleniaczu głównym a strumieniem utleniacza pomocniczego będzie równa d2, gdzie d2 >= 5D i d2 >= d1 i korzystnie

10D <= d2 <= 50D gdzie D jest średnicą koła o takim samym polu powierzchni jak pole powierzchni wtryskiwacza utleniacza pomocniczego, za pomocą którego jest wtryskiwany strumień utleniacza pomocniczego. Jeżeli stosuje się liczbę i wtryskiwaczy utleniacza pomocniczego (i może się zmieniać pomiędzy 1 a 25), umieszczonych w odległ o ś ci d2i i ś rednicy równoważnej Di, wtedy d2i i Di muszą speł niać pojedynczo powyższą zależność.

W innym aspekcie wynalazku, szybko mieszający(e) się pierwszy(e) strumień (strumienie) utleniacza głównego stanowi(ą) od 5 do 40% całkowitej ilości utleniacza, natomiast wolno mieszający się strumień (strumienie) pomocniczy(e) utleniacza głównego stanowi(ą) od 5 do 95% całkowitej ilości utleniacza, ewentualną równowagę utleniacza zapewnia się za pomocą strumieni utleniacza pomocniczego.

W przykł adzie wykonania wynalazku, wolno mieszają cy się strumień pomocniczy samego utleniacza głównego składa się z wielu strumieni.

W innym aspekcie wynalazku, strumień pomocniczy utleniacza gł ównego składa się z dwóch w przybliż eniu identycznych strumieni znajdują cych się w przybliż eniu w tej samej odległ o ś ci d1 z szybko mieszają cego się pierwszego strumienia utleniacza g ł ównego, przy czym trzy strumienie utleniacza leżą w przybliżeniu w tej samej płaszczyźnie.

W innym przykł adzie wykonania wynalazku, co najmniej jeden wolno mieszają cy się strumień pomocniczy utleniacza głównego nie leży w płaszczyźnie utworzonej przez pierwszy strumień utleniacza głównego i strumień utleniacza pomocniczego.

Kiedy pożądana jest dobra symetria zespołu spalania, szereg strumieni pomocniczych utleniacza głównego będzie, korzystnie, rozmieszczony równomiernie wokół pierwszego strumienia utleniacza głównego, przy czym inną alternatywą jest symetryczne rozmieszczenie szeregu strumieni pomocniczych utleniacza głównego względem płaszczyzny zawierającej pierwszy strumień utleniacza głównego.

Oczywiście, ważne jest regulowanie prędkości wtryskiwania gazu. W tym celu, prędkość wtryskiwania paliwa będzie, korzystnie, pomiędzy 20 m/s i Mach 2 i bardziej korzystnie pomiędzy 20 m/s i 300 m/s.

Oprócz różnych możliwości, dobrze znanych, w celu wtryśnięcia paliwa stosowanego w sposobie według wynalazku, paliwo może być przed wtryśnięciem wstępnie ogrzane. Inną możliwością jest impulsowe wtryskiwanie paliwa z częstotliwością, korzystnie, od 0,1 do 3 Hz, a bardziej korzystnie od 0,1 do 1 Hz. Dalsze szczegóły sposobu wtryskiwania jednego lub więcej strumieni płynów w trybie „impulsowym” można znaleźć w artykule Erica Streichera, Ovidiu Marina, Oliviera Charona i Harleya Bordersa, zatytułowanym „Oscillating Combustion Technology Boosts Furnace Efficiency”, opublikowanym w Industrial Heating, luty 2001, do którego to artykułu odwołuje się niniejszy dokument.

PL 200 214 B1

Podobnie, możliwy jest szereg wariantów dotyczących wtryskiwania utleniacza. Ogólnie, prędkość wtryskiwania szybko mieszającego się utleniacza głównego będzie, korzystnie, pomiędzy 20 m/s a Mach 2.

Również korzystnie, prędkość wtryskiwania wolno mieszającego się utleniacza głównego będzie pomiędzy 10 m/s a Mach 1.

W zalecanym przykł adzie wykonania wynalazku, prę dkość wtryskiwania utleniacza pomocniczego będzie pomiędzy 20 m/s a Mach 2.

W celu zmniejszenia zużycia paliwa, co najmniej jeden ze strumieni utleniacza będzie, korzystnie, wstępnie ogrzany przed wtryśnięciem, przy czym prędkość jego wtryskiwania może dojść co najwyżej do prędkości Mach 2.

Mając na uwadze spalanie impulsowe (we wspomnianym powyżej znaczeniu tego terminu) możliwe jest również zrealizowanie tego „pulsowania” na co najmniej jednym ze strumieni utleniacza, przy czym rozumie się samo przez się, że samo paliwo może, ale nie musi, być „impulsowane” w zależności od pożądanych wyników. W wariancie tym co najmniej jeden ze strumieni utleniacza jest wtryskiwany impulsowo z częstotliwością impulsów od 0,1 do 3 Hz, a korzystnie od 0,1 do 1 Hz.

Skład utleniacza może się zmieniać w zależności od pożądanych warunków albo wyników, przy czym, korzystnie, skład ten jest zgodny z co najmniej jednym z podanych poniżej warunków: utleniacz pomocniczy może składać się z mieszanki powietrza, korzystnie powietrza wstępnie podgrzanego, i tlenu. Ogólnie, utleniacz, a konkretnie utleniacz pomocniczy, może również składać się z mieszanki gazów o większych lub mniejszych właściwościach utleniających, zawierających zwłaszcza od 5 do 100% tlenu (korzystnie, objętościowo, od 10 do 100%), od 0% do 95% CO2 (korzystnie od 0 do 90% CO2), od 0 do 80% azotu (korzystnie od 0 do 70%), od 0 do 90% argonu, z co najmniej 3% tlenu w mieszance. Mieszanka może również zawierać inne składniki, a zwłaszcza parę wodną i/lub NOx i/lub Sox, powietrze stanowi, korzystnie, od 5% do 85% objętościowo całkowitej ilości tlenu w utleniaczu pomocniczym, przy czym równowagę zapewnia się za pomocą powietrza wzbogaconego w tlen albo w zasadzie za pomocą czystego tlenu oraz powietrze stanowi, korzystnie, od 15 do 40% objętościowo całkowitej ilości tlenu.

Przykład wykonania wynalazku zapewnia wtryskiwanie pojedynczego paliwa albo kilku paliw, które mogą być tego samego typu (na przykład różne gazy) i/lub różnych typów (na przykład oleje i gazy opał owe).

Zaletą rozwiązania według wynalazku jest również opracowanie zespołu spalania umożliwiającego zwłaszcza wdrożenie sposobu według wynalazku. Zatem wynalazek dotyczy zespołu spalającego z oddzielnym wtryskiem utworzonego z bloku mającego co najmniej jedno okno wtryskowe paliwa i co najmniej jedno okno wtryskowe utleniacza, który cechuje się tym, ż e okno wtryskowe paliwa ma co najmniej jedną podłużną oś symetrii w kierunku przepływu paliwa, pierwszy wtryskiwacz utleniacza, który również ma podłużną oś symetrii, znajduje się w oknie wtryskowym paliwa, przy czym te dwie podłużne osie symetrii są w przybliżeniu równoległe, zaś drugie okno wtryskowe utleniacza znajduje się w odległości d1 od osi symetrii wtryskiwacza pierwszego utleniacza, gdzie d1 <= 30 cm.

Korzystnie, zespół ten będzie zawierał co najmniej jeden drugi blok, w którym znajduje się trzecie okno wtryskowe utleniacza o średnicy D, które to okno znajduje się w odległości d2 od osi symetrii wtryskiwacza pierwszego utleniacza, przy czym:

d2 >= 5D i d2 >= d1 i korzystnie

10D <= d2 <= 50D.

W jednym z wariantów wynalazku, d1 <= 10 d3, gdzie d3 jest średnicą wolno mieszającego się strumienia utleniacza głównego (lub jego równoważnika jeżeli przekrój poprzeczny wtryskiwacza nie jest okrągły), przy czym, korzystnie, D >= 0,5 cm.

Korzystnie, blok zespołu spalania ma szereg okien wtryskowych paliwa i, korzystnie, szereg wtryskiwaczy pierwszego utleniacza i/lub szereg okien wtryskowych drugiego utleniacza.

W alternatywnym przykł adzie wykonania, co najmniej jedno okno wtryskowe paliwa zawiera wtryskiwacz płynnego paliwa, natomiast, w innym przykładzie wykonania wynalazku, blok może mieć kilka oddzielnych okien wtryskowych paliwa do wtryskiwania jednego lub więcej paliw.

Szczególnie korzystne efekty uzyskuje się w przykładzie wykonania, w którym zespół palnikowy według wynalazku zawiera, korzystnie, pierwszy zawór dzielący przepływ przeznaczony do dzielenia całkowitego strumienia utleniacza, który wpływa, z jednej strony, do przewodu utleniacza głównego, a z drugiej strony do przewodu utleniacza pomocniczego połączonego z trzecim oknem wtryskowym utleniacza, przy czym przewód utleniacza głównego jest połączony z drugim zaworem dzielącym

PL 200 214 B1 strumień, który jest połączony, z jednej strony z wtryskiwaczem pierwszego utleniacza, a z drugiej strony z oknem wtryskowym drugiego utleniacza.

W alternatywnym przykładzie wykonania wynalazku, trzecie okno wtryskowe utleniacza pomocniczego może być wtryskiwaczem mającym dwa przekroje poprzeczne (albo wiele przekrojów poprzecznych) tak, żeby był w stanie zmieniać prędkość i pęd utleniacza bez modyfikowania natężenia przepływu utleniacza.

Jeżeli ten sam utleniacz jest używany jako utleniacz główny i utleniacz pomocniczy, zwłaszcza w przypadku realizacji spalania typu etapowego, przekroje poprzeczne wtryskiwaczy utleniacza pomocniczego muszą być takie, żeby całkowity pęd różnych strumieni utleniacza wprowadzanych przez palnik dla współczynnika etapowania 50% był większy niż jego odpowiednia wartość dla zerowego współczynnika etapowania.

(Pęd całkowity jest obliczany jako suma iloczynów prędkości każdego strumienia utleniacza i jego masowego natężenia przepływu, z uwzglę dnieniem wszystkich strumieni utleniacza wprowadzonych przez palnik).

Zaletą opisanego powyżej rozwiązania jest to, że, dla stopnia etapowania większego niż 50%, długość płomienia i pęd zwiększają się równocześnie ze stopniem etapowania, odmiennie niż w technice polegającej na zmienianiu rury wtryskowej. Jeżeli w palniku stosuje się tylko ten sam typ utleniacza, współczynnik etapowania jest stosunkiem przepływu strumieni pomocniczych utleniacza do całkowitego przepływu utleniacza (główny plus pomocniczy). Jeżeli jeden z utleniaczy jest inny niż drugi, na przykład powietrze i utleniacz, w stosunku przepływów uwzględnia się tylko udział tlenu lub utleniacza w każdym ze strumieni. Użycie parametru umożliwiającego równoczesne zwiększenie długości płomienia i całkowitego pędu palnika umożliwia dokładne sterowanie położeniem maksymalnego przenoszenia ciepła.

Według wynalazku, zaleca się stosowanie drugiego parametru regulacyjnego, który polega na dzieleniu przepływu tlenu głównego pomiędzy strumieniem, który miesza się bardzo szybko z paliwem, a strumieniem, który miesza się stosunkowo powoli. Dlatego ten drugi parametr regulacyjny moż na wybrać jako część tlenu głównego wprowadzanego poprzez wtryskiwanie z szybkim mieszaniem.

Przedmiot wynalazku w przykładach wykonania przedstawiono na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia krzywe umożliwiające wyznaczenie wartości strumienia cieplnego wzdłuż osi płomienia palnika o mocy 1 MW znanego typu według jego położenia w piecu. (Oś x na fig. 1 zaczyna się na ściance wewnętrznej pieca, która pokrywa się z wewnętrzną powierzchnią czołową palnika. Dlatego kierunek na odsuwanie jest kierunkiem na zwiększenie długości osiowych), fig. 2 - osiowy profil koronowy temperatury w funkcji długości płomienia, fig. 3a i 3b - zespół spalania według wynalazku w rzucie z góry i w przekroju, odpowiednio, fig. 4 - szczegół według alternatywnego przykładu wykonania wtryskiwania w zespole palnikowym według wynalazku, fig. 5 - alternatywny przykład wykonania wynalazku, schematycznie, fig. 6 - kolejny alternatywny przykład wykonania układu według wynalazku, schematycznie oraz fig. 7 - całkowity pęd płomienia w funkcji stosunku, pomocniczy O2/całkowity udział O2.

Na fig. 1 pokazano krzywe dla strumienia cieplnego (w kW/m²) płomienia w funkcji podłużnej odległości (w metrach) wzdłuż pieca. Palnik tlenowo-paliwowy (nie pokazany) znajduje się na tylnej ścianie pieca (x=0).

Krzywa 1 obrazuje strumień cieplny o bardzo małym pędzie. Odpowiada to płomieniowi 4, którego widoczna część jest stosunkowo długa.

Krzywa 2 obrazuje strumień cieplny płomienia 5 (wszystkie inne rzeczy są równe) o małym pędzie, przy czym ten płomień 5 jest stosunkowo krótszy niż płomień 4.

Krzywa 3 obrazuje strumień cieplny płomienia 6 (wszystkie inne rzeczy są równe) o dużym pędzie, przy czym płomień 6 jest krótszy niż płomień 5. Należy podkreślić, że gorący punkt tych płomieni (odpowiednio A w przypadku płomienia 4, B w przypadku płomienia 5 i C w przypadku płomienia 6) znajduje się daleko od końcówki palnika (tylna ściana pieca), natomiast długość widocznego płomienia zmniejsza się kiedy pęd płomienia zwiększa się (krzywe porównawcze dla palnika o mocy 1 MW pod nazwą handlową ALGLASS).

Na fig. 2 pokazano dwie krzywe temperatury koronowej tego samego pieca w funkcji długości wytwarzanego płomienia, jednakże każdy płomień o tym samym pędzie (mały pęd ze średnią prędkością 30 m/s dla trzech płomieni). Zastosowano palnik o mocy 2 MW tego samego typu co powyżej. Dla krótkiego płomienia 10, D dla maksymalnej temperatury wynosi około 3 m od tylnej ściany pieca, natomiast wzrost długości płomienia umożliwia przesunięcie maksymalnej temperatury koronowej ku ścianie przedniej pieca (E, maksymalna temperatura dla krzywej 11 występuje tuż poniżej 4 m od tylnej ściany pieca).

PL 200 214 B1

Na fig. 3a i 3b pokazano częściowo schematycznie rzut z góry (fig. 3a) i przekrój (fig. 3b) przykładu wykonania zespołu palnikowego (spalania) według wynalazku dla realizacji sposobu spalania według wynalazku.

Zespół spalania znajduje się tutaj w bloku ogniotrwałym 33, w którym umieszczono, odpowiednio, dwa bloki 34 i 35.

Korzystnie, przez cylindryczny drugi blok 34 przechodzi przelotowo kanał (lub wtryskiwacz) stanowiący okno wtryskowe 26, którego dysza wchodzi w blok w miejscu 38. Kanał ten lub wtryskiwacz stanowiący okno wtryskowe 26 (ewentualnie wydrążony cylindryczny wtryskiwacz metalowy może być wsuwany w cylindryczny otwór) ma średnicę (w punkcie 38) D (jeżeli wtryskiwacz nie jest cylindryczny, D odpowiada średnicy koła o tym samym polu powierzchni co przekrój wtryskiwacza w miejscu 38). Blok 34 jest wsuwany w cylindryczną tuleję 36 w bloku 33. W kanał lub okno wtryskowe 26 wchodzi przewód 22 utleniacza pomocniczego.

W bloku 35 znajduje się kanał lub wtryskiwacz 28 do wtryskiwania szybko mieszają cego się utleniacza głównego (przewód 23), który to kanał lub wtryskiwacz 28 jest umieszczony koncentrycznie w kanale lub wtryskiwaczu 29, w który jest wtryskiwane paliwo 25. W odległ o ś ci d1 znajduje się wtryskiwacz lub kanał stanowiący okno wtryskowe 27, w które jest wtryskiwany wolno mieszający się utleniacz główny. Wtryskiwacz lub okno wtryskowe 27 ma przekrój poprzeczny o średnicy d3 w miejscu (oknie wtryskowym) 30, w punkcie, w którym wspomniany wtryskiwacz lub okno wtyryskowe 27 wychodzi (d3 jest średnicą równoważną jak zdefiniowano powyżej jeżeli przekrój poprzeczny nie jest kołowy). Blok 35 jest osadzony w otworze 37. Cały przewód 20 utleniacza dzieli się na przewód 21 utleniacza głównego i przewód 22 utleniacza pomocniczego, w którym znajduje się pierwszy zawór 42 regulacyjny, przy czym wspomniany zawór dzieli przepływ na przewody 21 i 22 (w zależności, oczywiście, od odpowiednich średnic wspomnianych przewodów). Możliwe jest również umieszczenie zaworu 42 w odnodze przewodu 21 jeżeli w tym miejscu nie jest pożądane regulowanie, włącznie z sytuacją, w której przepływ utleniacza pomocniczego może być równy zeru. Sam przewód 21 dzieli się na dwa przewody 23 i 24 z zaworem 43 w jednym z nich, w zależności od tego czy jest pożądane eliminowanie przepływu utleniacza w odnodze/przewodzie 23 lub odnodze/przewodzie 24. (Oczywiście, możliwe jest zapewnienie zaworu w każdej z tych odnóg i podobnie możliwe jest zapewnienie zaworu w przewodzie 21 oprócz zaworu 42 w przewodzie 22).

W trakcie pracy tego układu tlen można rozdzielać pomiędzy różne przewody w zależności od wyników, jakie chce się uzyskać, przy czym wspomniane przewody mają odpowiednie średnice tak, że w różnych wtryskiwaczach uzyskuje się różne lub identyczne prędkości wtryskiwania tlenu.

Oczywiście, wtryskiwacz stanowiący okno wtryskowe 27 można umieścić w taki sposób, że jego koniec, okno wtryskowe 30 znajduje się w miejscu (oknie wtryskowym) 39 lub 40 lub 41 albo w dowolnym miejscu na okręgu o promieniu d1. Możliwe jest również posiadanie równocześnie kilku okien wtryskowych 30 i/lub 39 i/lub 40 i/lub 41, których wtryskiwacze są połączone ze sobą oraz możliwe jest wolne mieszanie tlenu rozprowadzanego w tych różnych wtryskiwaczach. Zatem możliwe jest wytworzenie wtryskiwacza/palnika utleniacza o prędkości naddźwiękowej poprzez zastosowanie wtryskiwacza 28 z końcem, w pobliżu 32, o kształcie zbieżnym/rozbieżnym (tak zwana dysza Lavala), tak, żeby względne proporcje tlenu do paliwa mogły, ale nie musiały, być modyfikowane w zależności od tego co się chce uzyskać. Zatem, z wtryskiwaczem 28 wmontowanym w dyszę naddźwiękową, możliwe jest albo wtryskiwanie samego utleniacza, z prędkością naddźwiękową, poprzez wtryskiwacz 28 i 32 albo otaczania tego strumienia naddźwiękowego płomieniem, który mógłby być wytworzony poprzez wtryskiwanie poddźwiękowe paliwa poprzez okno wtryskowe 29 i utleniacza poprzez okno wtryskowe 27, ewentualnie uzupełnionego wtryskiwaniem utleniacza poprzez okno wtryskowe 26 albo wytwarzania płomienia poddźwiękowego tylko za pomocą okna wtryskowego 29 i 27 (plus okno wtryskowe 26, jeżeli jest to niezbędne lub pożądane).

Na fig. 4 pokazano szczegół z alternatywnego przykładu wykonania wtryskiwania szybko mieszającego się utleniacza głównego i paliwa, kiedy to drugie jest gazem ziemnym.

W ogniotrwałym bloku 35 znajduje się otwór lub okno wtryskowe 51 o średnicy d5 (albo średnicy koła o równoważnym polu powierzchni). W przestrzeni okna wtryskowego 51 znajduje się, korzystnie, cylindryczny wtryskiwacz 52 gazu ziemnego o średnicy d4 włożony z wpuszczeniem w taki sposób, że pomiędzy wierzchołkiem wtryskiwacza 52 a powierzchnią ogniotrwałego bloku 35 jest odległość h. Wtryskiwacz 52 jest wydrążony tak, żeby można było doprowadzać do niego utleniacz i, korzystnie, znajduje się w nim co najmniej jeden otwór 53 usytuowany w jego górnej powierzchni i/lub co najmniej jeden otwór 54 w jego ścianie bocznej (pionowa ściana na fig. 4).

PL 200 214 B1

Gaz ziemny 56 jest wtryskiwany do pierścieniowej przestrzeni leżącej pomiędzy pionowymi ścianami otworu lub okna wtryskowego 51 a pionowymi ścianami 57 wtryskiwacza 52, pomiędzy które to pionowe ściany 57 jest wtryskiwany utleniacz.

(W przypadku używania oleju opałowego jako paliwa, szybko mieszający się tlen/utleniacz główny będzie płynem do wtryskiwania oleju opałowego, przy czym tlen ten można ewentualnie używać z powietrzem jako płyn wtryskowy).

Na fig. 5 pokazano alternatywny przykład wykonania wynalazku, tylko w postaci schematycznej.

W górnej części ogniotrwał ego bloku 100 znajduje się okno wtryskowe 101 pł ynnego oleju opałowego, jeżeli jest pożądana praca układu spalania częściowo lub całkowicie na oleju opałowym. Poniżej okna wtryskowego 101, wzdłuż poziomego rzędu, znajduje się szereg okien wtryskowych 102, 103, 104 i 105 na wolno mieszający się tlen/utleniacz główny.

W dolnej części bloku 100 znajduje się rząd trzech koncentrycznych zespołów dyszowych/wtryskiwaczy 110/111, 120/121, 130/131 (może ich być więcej lub mniej), do odpowiedniego wtryskiwania paliwa, takiego jak gaz ziemny, i utleniacza, takiego jak szybko mieszający się tlen główny (więcej szczegółów pokazano na fig. 3). Z każdej strony tego bloku, w odległości d2 znajdują się, na przykład ale niekoniecznie, okna wtryskowe 106 i 107 tlenu.

Na fig. 6 pokazano schematycznie alternatywny przykład wykonania układu według wynalazku, składającego się z dwóch ogniotrwałych bloków 200, 300 mających, z góry na dół, okno wtryskowe paliwa, odpowiednio wtryskiwacz 201 i wtryskiwacz 301, dwa okna wtryskowe 202, 203 i 302, 303, gazu ziemnego odpowiednio, dwa współosiowe okna wtryskowe, dla tlenu w środku i dla paliwa na obwodzie, odpowiednio, wtryskiwacze 205, 204 i wtryskiwacze 305, 304, oraz pomocnicze wtryskiwanie utleniacza/tlenu do wtryskiwacza, odpowiednio okna wtryskowego 206 i 306, znajdującego się w odległości d2 od współosiowych okien.

Na fig. 7 pokazano całkowity pęd płomienia w funkcji stosunku odpowiadającego udziałowi ilościowemu tlenu (utleniacza) pomocniczego podzielonemu przez ilość tlenu (utleniacza) całkowitego. Pęd ten ma minimum dla stosunku około 30%, po czym rośnie, dochodząc do wartości wyższych niż wartość pędu kiedy nie ma wtryskiwania tlenu (utleniacza) pomocniczego, dla stosunku większego od 60%.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób spalania w piecu, do którego wtryskuje się oddzielnie co najmniej jedno paliwo i co najmniej jeden utleniacz, przy czym strumień utleniacza składa się ze strumienia utleniacza głównego i strumienia utleniacza pomocniczego, gdzie strumień utleniacza głównego wtryskuje się w pobliżu paliwa tak, że prowadzi się pierwsze spalanie niepełne, w którym gazy powstające podczas tego pierwszego spalania zawierają również co najmniej część paliwa, natomiast strumień utleniacza pomocniczego wtryskuje się w pewnej odległości od strumienia paliwa, przy czym odległość ta jest większa niż odległość pomiędzy strumieniem paliwa a strumieniem utleniacza głównego najbliższym strumienia paliwa tak, że wpływa on do spalania z częścią paliwa, która jest rozcieńczona zwłaszcza przez gazy pochodzące z pierwszego spalania i która nie przereagowała jeszcze z utleniaczem, znamienny tym, że strumień utleniacza głównego dzieli się na co najmniej dwa strumienie utleniacza głównego, a mianowicie na co najmniej jeden szybko mieszający się pierwszy strumień utleniacza głównego, który wtryskuje się w strumień paliwa tak, żeby szybko nastąpiła reakcja spalania z otaczającym go paliwem, oraz co najmniej jeden wolno mieszający się drugi strumień utleniacza głównego, który wtryskuje się w odległości d1 od pierwszego strumienia utleniacza głównego, mieszający się mniej gwałtownie ze strumieniem paliwa niż co najmniej jeden z szybko mieszających się pierwszych strumieni utleniacza głównego.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się odległość d1, która jest mniejsza lub równa 30 cm, korzystnie 25 cm.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się odległość d1, która jest mniejsza lub równa dziesięciokrotnej średnicy d3 wolno mieszającego się strumienia utleniacza głównego.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się sumę strumieni utleniacza głównego i utleniacza pomocniczego, która jest w przybliżeniu stechiometryczna względem przepływu paliwa, korzystnie w przedziale +/- 15% względem przepływu stechiometrycznego.
5. Sposób według zastrz. 1 albo 4, znamienny tym, że stosuje się strumień utleniacza pomocniczego składający się z wielu strumieni utleniacza pomocniczego.

PL 200 214 B1
6. Sposób według zastrz. 1 albo 4, znamienny tym, że stosuje się ilość utleniacza pomocniczego, która wynosi pomiędzy 0% a 90%, korzystnie pomiędzy 10% a 90%, całkowitej ilości wtryskiwanego utleniacza.
7. Sposób według zastrz. 6, znamienny tym, że stosuje się całkowitą ilość utleniacza pomocniczego pomiędzy 50% a 90% całkowitej ilości wtryskiwanego utleniacza, przy czym utleniacz główny stanowi od 10% do 50% całkowitej ilości utleniacza.
8. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że stosuje się całkowitą ilość utleniacza pomocniczego pomiędzy 60% a 80% całkowitej ilości wtryskiwanego utleniacza, przy czym utleniacz główny stanowi od 20% do 40% tej całkowitej ilości utleniacza.
9. Sposób wed ł ug zastrz. 1, znamienny tym, ż e stosuje się okna wtryskowe utleniacza pomocniczego, dla których suma pól powierzchni przekrojów poprzecznych tych okien wtryskowych utleniacza pomocniczego jest większa lub równa 2,5 cm².
10. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się odległość pomiędzy szybko mieszającym się pierwszym strumieniem utleniacza głównego, a strumieniem utleniacza pomocniczego, która jest równa d2, przy czym d2 >= 5D i d2 >= d1 i korzystnie

10D <= d2 <= 50D gdzie D jest średnicą koła o takim samym polu powierzchni jak pole powierzchni wtryskiwacza utleniacza pomocniczego, za pomocą którego wtryskuje się strumień utleniacza pomocniczego.
11. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się całkowitą ilość szybko mieszającego się co najmniej jednego pierwszego strumienia utleniacza głównego stanowiącą objętościowo od 5 do 40% całkowitej ilości utleniacza, natomiast całkowita ilość co najmniej jednego wolno mieszającego się drugiego strumienia utleniacza głównego stanowiącą objętościowo od 5 do 95% całkowitej ilości utleniacza, przy czym ewentualną równowagę utleniacza zapewnia się za pomocą strumieni utleniacza pomocniczego.
12. Sposób według zastrz. 1 albo 11, znamienny tym, że stosuje się wolno mieszający się drugi strumień utleniacza głównego składający się z wielu strumieni.
13. Sposób według zastrz. 12, znamienny tym, że stosuje się drugi strumień utleniacza głównego składający się z w przybliżeniu identycznych strumieni usytuowanych w przybliżeniu w tej samej odległości d1 od szybko mieszającego się pierwszego strumienia utleniacza głównego, przy czym te trzy strumienie utleniacza leżą w przybliżeniu w tej samej płaszczyźnie.
14. Sposób według zastrz. 1 albo 11, znamienny tym, że stosuje się co najmniej jeden wolno mieszający się drugi strumień utleniacza głównego leżący poza płaszczyzną utworzoną przez pierwszy strumień utleniacza głównego i strumień utleniacza pomocniczego.
15. Sposób według zastrz. 1 albo 10, albo 11, znamienny tym, że wokół pierwszego strumienia utleniacza głównego stosuje się wiele, równomiernie rozmieszczonych drugich strumieni utleniacza głównego.
16. Sposób według zastrz. 15, znamienny tym, że stosuje się szereg drugich strumieni utleniacza głównego rozmieszczonych symetrycznie względem płaszczyzny, w której znajduje się pierwszy strumień utleniacza głównego.
17. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się prędkość wtryskiwania paliwa większą niż 20 m/s, a korzystnie mniejszą lub równą Mach 2.
18. Sposób według zastrz. 17, znamienny tym, że stosuje się prędkość wtryskiwania paliwa pomiędzy 20 m/s, a 300 m/s.
19. Sposób według zastrz. 17 albo 18, znamienny tym, że paliwo wstępnie ogrzewa się przed wtryśnięciem.
20. Sposób według zastrz. 17 albo 18, znamienny tym, że paliwo wtryskuje się impulsowo, z czę stotliwo ś cią impulsowania, korzystnie, od 0,1 do 3 Hz, a korzystniej od 0,1 do 1 Hz.
21. Sposób według zastrz. 1 albo 10, albo 11, znamienny tym, że stosuje się prędkość wtryskiwania szybko mieszającego się pierwszego strumienia utleniacza głównego od 20 m/s do Mach 2.
22. Sposób według zastrz. 1 albo 12, albo 13, znamienny tym, że stosuje się prędkość wtryskiwania wolno mieszającego się drugiego strumienia utleniacza głównego od 10 m/s do Mach 1.
23. Sposób według zastrz. 1 albo 4, albo 7, albo 8, znamienny tym, że stosuje się prędkość wtryskiwania utleniacza pomocniczego od 20 m/s do Mach 2.

PL 200 214 B1
24. Sposób według zastrz. 1 albo 10, albo 11, znamienny tym, że co najmniej jeden ze strumieni utleniacza wstępnie ogrzewa się przed jego wtryśnięciem, przy czym, korzystnie, jego prędkość wtryskiwania osiąga co najwyżej prędkość Mach 2.
25. Sposób według zastrz. 1 albo 10, albo 11, znamienny tym, że co najmniej jeden ze strumieni utleniacza wtryskuje się impulsowo, z częstotliwością impulsowania pomiędzy 0,1 a 3 Hz, a korzystnie pomiędzy 0,1 a 1 Hz.
26. Sposób według zastrz. 1 albo 4, albo 7, albo 8, albo 9, albo 10, znamienny tym, że stosuje się utleniacz pomocniczy składający się z mieszanki powietrza, korzystnie powietrza wstępnie ogrzanego, i tlenu.
27. Sposób według zastrz. 26, znamienny tym, że powietrze dostarcza objętościowo od 5% do 80% całkowitej ilości tlenu w formie utleniacza pomocniczego, przy czym równowagę zapewnia się za pomocą powietrza wzbogaconego w tlen albo za pomocą w zasadzie czystego tlenu.
28. Sposób według zastrz. 27, znamienny tym, że stosuje się powietrze dające objętościowo od 15 do 40% całkowitego tlenu.
29. Sposób według zastrz. 1 albo 17, albo 18, znamienny tym, że wtryskuje się pojedyncze paliwo albo kilka różnych paliw.
30. Zespół palnikowy do oddzielnego wtryskiwania utworzony z bloku z co najmniej jednym oknem wtryskowym paliwa posiadającym co najmniej jedną podłużną oś symetrii w kierunku przepływu paliwa, co najmniej jedno okno wtryskowe utleniacza, usytuowane w oknie wtryskowym paliwa, które ma również podłużną oś symetrii, przy czym te dwie podłużne osie symetrii są w przybliżeniu równoległe, a także okno wtryskowe drugiego utleniacza znajdujące się w odległości d1 od osi symetrii wtryskiwacza pierwszego utleniacza, znamienny tym, że zawiera co najmniej jeden drugi blok (34), w którym znajduje się okno wtryskowe (26, 106, 107, 206, 306) trzeciego utleniacza o ś rednicy D, które to okno jest umieszczone w odległości d2 od osi symetrii wtryskiwacza (28, 52, 111, 121, 131, 205, 305) pierwszego utleniacza, przy czym d1 <= 30 cm oraz d2 >= 5D i d2>= d1.
31. Zespół według zastrz. 30, znamienny tym, że odległość d2 spełnia następującą zależność: 10 D <= d2 <= 50 D.
32. Zespół według zastrz. 30, znamienny tym, że odległości d1 i d2 spełniają następującą zależność: d1 <= 10 d2.
33. Zespół według zastrz. 31, znamienny tym, że średnica D okna wtryskowego (26, 106, 107, 206, 306) trzeciego utleniacza wynosi:

D >= 0,5 cm.
34. Zespół według zastrz. 30, znamienny tym, że zawiera blok (35, 100, 200, 300), w którym znajduje się wiele okien wtryskowych (27, 51, 110, 120, 130, 204, 304) paliwa.
35. Zespół według zastrz. 30, znamienny tym, że zawiera blok (35, 100, 200, 300), w którym znajduje się wiele wtryskiwaczy (28, 52, 111, 121, 131, 205, 305) pierwszego utleniacza.
36. Zespół według zastrz. 30, znamienny tym, że zawiera blok (35, 100, 200, 300), w którym znajduje się wiele okien wtryskowych (27, 30, 39, 40, 41, 102, 103, 104, 105, 202, 203, 302, 303) drugiego utleniacza.
37. Zespół według zastrz. 30 albo 34, znamienny tym, że zawiera okno wtryskowe (27, 51, 110, 120, 130, 204, 304) paliwa, w którym znajduje się wtryskiwacz (101, 201, 301) ciężkiego oleju opałowego.
38. Zespół według zastrz. 30 albo 34, znamienny tym, że zawiera kilka oddzielnych okien wtryskowych (27, 51, 110, 120, 130, 204, 304) paliwa do wtryskiwania jednego lub więcej paliw.
39. Zespół według zastrz. 30 albo 35, albo 36, znamienny tym, że zawiera ponadto pierwszy zawór (42) dzielący przepływ, przeznaczony do dzielenia całkowitego przepływu przewodem (20) utleniacza, który biegnie, z jednej strony, do przewodu (21) utleniacza głównego, a z drugiej strony do przewodu (22) utleniacza pomocniczego, połączonego z oknem wtryskowym (26, 106, 107, 206, 306) trzeciego utleniacza, przy czym przewód (21) utleniacza głównego jest połączony z drugim zaworem (43) dzielącym przepływ, który jest połączony, z jednej strony, z wtryskiwaczem (28, 52, 111, 121, 131, 205, 305) pierwszego strumienia utleniacza, a z drugiej strony z oknem wtryskowym (27, 30, 39, 40, 41, 102, 103, 104, 105, 202, 203, 302, 303) drugiego strumienia utleniacza.
40. Zespół według zastrz. 30, znamienny tym, że okno wtryskowe (26, 106, 107, 206, 306) trzeciego utleniacza i/lub utleniacza pomocniczego jest wtryskiwaczem z dwoma przekrojami poprzecznymi, korzystnie, zmieniającym prędkość i pęd utleniacza bez modyfikowania ciśnienia utleniacza przed tym wtryskiwaczem.