BRPI0905623B1 - método de combustão de pelo menos um combustível e uso do método de combustão - Google Patents

método de combustão de pelo menos um combustível e uso do método de combustão Download PDF

Info

Publication number
BRPI0905623B1
BRPI0905623B1 BRPI0905623A BRPI0905623A BRPI0905623B1 BR PI0905623 B1 BRPI0905623 B1 BR PI0905623B1 BR PI0905623 A BRPI0905623 A BR PI0905623A BR PI0905623 A BRPI0905623 A BR PI0905623A BR PI0905623 B1 BRPI0905623 B1 BR PI0905623B1
Authority
BR
Brazil
Prior art keywords
oxygen
gas
fuel
combustion
inert gas
Prior art date
Application number
BRPI0905623A
Other languages
English (en)
Inventor
Sanchez-Molinero Ivan
Laurent Jacky
Mulon Jacques
Jean-Marie Recourt Patrick
Pierre Tsiava Rémi
Paubel Xavier
Original Assignee
Air Liquide
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 Air Liquide filed Critical Air Liquide
Publication of BRPI0905623A2 publication Critical patent/BRPI0905623A2/pt
Publication of BRPI0905623B1 publication Critical patent/BRPI0905623B1/pt

Links

Classifications

    • 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 
    • F23C7/00—Combustion apparatus characterised by arrangements for air supply
    • F23C7/002—Combustion apparatus characterised by arrangements for air supply the air being submitted to a rotary or spinning motion
    • 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
    • F23C9/08—Combustion apparatus characterised by arrangements for returning combustion products or flue gases to the combustion chamber for reducing temperature in combustion chamber, e.g. for protecting walls of combustion chamber
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/32—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid using a mixture of gaseous fuel and pure oxygen or oxygen-enriched air
    • 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
    • F23L2900/07002—Injecting inert gas, other than steam or evaporated water, into the combustion chambers
    • 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

Abstract

método de combustão de pelo menos um combustível e uso do método de combustão a invenção relaciona-se a um método de combustão de um combustível usando-se um gás contendo oxigênio e pelo menos um gás principalmente inerte, em que: - o referido gás contendo oxigênio compreende pelo menos 80% de oxigênio em volume, - o referido combustível e o referido gás contendo oxigênio são injetados de tal forma a criar uma chama, - o referido gás principalmente inerte é injetado de forma contínua e circundante à chama criada pelo referido combustível e o referido gás contendo oxigênio e que possui uma espira divergente em relação à chama.

Description

MÉTODO DE COMBUSTÃO DE PELO MENOS UM COMBUSTÍVEL E USO DO MÉTODO DE COMBUSTÃO
A presente invenção relaciona-se a um queimador e a um método de combustão que pode fazer uso de um gás com alto conteúdo de oxigênio.
Com as restrições ambientais progressivamente severas, particularmente em termo da produção de CO2 e NOx, a combustão de um combustível que usa oxigênio ou um gás de alto conteúdo de oxigênio está se tornando progressivamente atrativa para a combustão de combustíveis fósseis em todos os tipos de campos industriais, onde fluidos térmicos tal como vapor, água quente ou óleo quente, e/ou eletricidade e/ou trabalho mecânicos são necessários. Entretanto, os dispositivos de combustão convencionais que usam ar como agente oxidante não tem sempre a geometria, nem os materiais necessários, para operar com oxigênio ou um gás de alto conteúdo de oxigênio. Isto se dá porque a ausência de lastro de nitrogênio na combustão com alto conteúdo de
oxigênio ou com 100% de oxigênio modifica de forma
significativa os modos de transferência de calor, as
concentrações de espécies, e as condições de pressão na
câmara de combustão.
A fim de operar com combustão com 100% de oxigênio nestas instalações, uma solução proposta foi reinjetar gás de combustão produzido pela referida combustão ou outra combustão para compensar parcialmente a ausência de nitrogênio. Este procedimento serve para evitar uma alta produção de NOx devido tanto à ausência de nitrogênio, quanto também a uma temperatura de chama menor que na combustão com 100% de oxigênio. Entretanto, o gás de
Petição 870190136640, de 19/12/2019, pág. 10/24
2/12 combustão reinjetado sempre anula os benefícios da oxicombustão, tal como, particularmente, a menor proporção de não queimados” a partir de resíduos de óleo pesados, ou a diminuição da parte de cinzas, estes não queimados” e esta cinza deste modo causando complicações no método de tratamento de gás de combustão na direção do fluxo.
Esta injeção de gás de combustão pode ser feita essencialmente de duas formas. Primeira, misturando-se o referido gás de combustão com oxigênio antes de sua introdução dentro do queimador, de modo a reconstituir um agente oxidante compreendendo cerca de 21 a 27% de oxigênio e o restante consistindo essencialmente de CO2 no lugar de nitrogênio. Uma vantagem que pode ser encontrada para esta solução no caso de uma conversão de uma caldeira de ar é a possibilidade de reter os queimadores de ar com menores ajustes de operação. Do contrário, a pré-misturação dos gases de combustão com oxigênio antes de sua introdução dentro do queimador pode dar origem a problemas de segurança. Para evitar este problema, em uma segunda alternativa, o gás de combustão pode também ser injetado separadamente, ou em um local da câmara de combustão, ou através do queimador. No último caso, o gás de combustão é injetado a uma velocidade de forma a alongar a chama, que pode superaquecer os elementos da câmara de combustão (parede oposta ou tubos, no caso de uma caldeira) . Para evitar estes problemas, as velocidades e injeção de gás de combustão devem ser baixas, as quais possuem o efeito de aumentar o tamanho do queimador e de criar problemas de projeto, apesar de ser bem conhecido que as áreas de superfície da câmara de combustão devem ser maximizadas.
Petição 870190136640, de 19/12/2019, pág. 11/24
3/12
Os problemas precedentes implicam portanto na necessidade de melhorar os métodos dos queimadores de oxicombustão que fazem uso de reciclagem de gás de combustão.
Além disso, a prática demonstra a utilidade de ser capaz de usar os queimadores de combustão no modo flexível, isto é, alternadamente na oxicombustão e na combustão a ar. De realidade, devido às restrições na disponibilidade e/ou problemas de segurança, pode ser útil ser capaz de converter uma oxicombustão em combustão a ar sem substituir o queimador. Similarmente, para certos tipos de combustão, é preferível começar a combustão com ar e então mudar para oxicombustão por razões de segurança.
É portanto o objetivo da presente invenção propor um dispositivo adequado para implementar uma oxicombustão com reciclagem de gás de combustão em um dispositivo projetado para uma combustão a ar.
Um objetivo adicional da presente invenção é propor um dispositivo de combustão adequado para implementar uma oxicombustão com reciclagem de gás de combustão.
Um objetivo adicional da presente invenção é propor um dispositivo de combustão adequado para implementar uma oxicombustão com reciclagem de gás de combustão, as referidas combustões produzindo uma chama que possui um tamanho controlado.
Para este propósito, a invenção relaciona-se a um método de combustão de pelo menos um combustível usando-se pelo menos um gás contendo oxigênio e pelo menos um gás principalmente inerte, em que:
- o referido gás contendo oxigênio compreende pelo
Petição 870190136640, de 19/12/2019, pág. 12/24
4/12 menos 80% de oxigênio em volume,
- o referido combustível e o referido gás contendo oxigênio são injetados de forma a criar uma chama,
- o referido gás principalmente inerte é injetado de forma contínua a e que cerque a chama criada pelo referido combustível e o referido gás contendo oxigênio e que tenha uma espiral divergente em relação à chama.
Outras características e vantagens da invenção tornarse-ão aparentes a partir de uma leitura da descrição que segue. As modalidades da invenção são fornecidas como exemplos não limitantes, ilustrados pela Figura 1 que é uma vista esquemática de um queimador de acordo com a invenção.
O método de acordo com a invenção implementa a principal combustão de um combustível por um gás contendo oxigênio. O combustível pode ser qualquer líquido, sólido, mistura semifluida ou emulsão gasosa ou qualquer combinação destes. Se ele é um gás, o combustível pode ser, mas não está limitado a gás natural, gás de mineração, gás da combustão de carvão, gás de alto-forno, gás de refinaria, gás de calefação baixa, combinação sólido gaseificado, ou gás de síntese. Se ele é um líquido, o combustível pode ser, mas não está limitado a óleo diesel, querosene, betume, óleo residual de refinaria ou óleo bruto. Se ele é um sólido, o combustível pode ser, mas não está limitado a carvão, coque, coque de petróleo, biomassa, turfa, betume sólido, ou resíduo de refinaria sólido. Estes vários tipos de combustíveis são injetados de modo a formar uma chama com o gás contendo oxigênio. As injeções do combustível ou combustíveis e o gás contendo oxigênio podem ser feitas de qualquer maneira conhecida por uma pessoa habilitada na
Petição 870190136640, de 19/12/2019, pág. 13/24
5/12 técnica a fim de produzir uma chama. De acordo com o método da invenção, um gás principalmente inerte é também injetado. O gás principalmente inerte compreende pelo menos um dos seguintes compostos: CO2, H2O, Ar, em uma quantidade molar de pelo menos 50%. O gás principalmente inerte pode ser ou compreender um gás de combustão.
O gás principalmente inerte é preferivelmente injetado na forma de um único jato. Este jato único circunda a chama criada pelo combustível e o gás contendo oxigênio. No contexto da presente invenção, circundar significa o fato de que este jato constituído principalmente de gás inerte cerca a chama central do combustível e o gás contendo oxigênio. De acordo com uma modalidade preferida, o jato de gás principalmente inerte possui a forma de um anel centralizado na chama de combustível e gás contendo oxigênio.
De acordo com a invenção, o jato periférico único possui uma espiral divergente em relação à chama de combustível e gás contendo oxigênio. No contexto da presente invenção, espira de um jato significa um movimento em espiral do jato sobre si mesmo. O único jato periférico é portanto uma espiralização do jato sobre si mesmo. Uma vez que o referido jato circunda a chama do combustível e o gás contendo oxigênio, o referido único jato periférico está também se espiralando sobre a referida chama. De acordo com a invenção, esta espiralização é divergente, isto é, no único jato periférico, o gás principalmente inerte move-se para longe da chama do combustível e gás contendo oxigênio à medida que ele é injetado.
Para o único jato periférico, a taxa de espiralização
Petição 870190136640, de 19/12/2019, pág. 14/24
6/12 de cada um destes jatos do gás principalmente inerte está vantajosamente entre 0,26 e 1,73. A taxa de espiralização S é definida como segue: S = It/Ia, onde It e Ia são respectivamente os pulsos tangencial e axial dos fluidos espiralados em um jato.
O método é particularmente adequado para uso em caldeiras. No contexto da presente invenção, o gás contendo oxigênio significa preferivelmente um gás possuindo uma concentração de oxigênio acima de 90% em volume. De acordo com esta modalidade, o agente oxidante é um gás contendo oxigênio e o gás principalmente inerte é composto de gases de combustão a partir de uma combustão. Os gases de combustão a partir de uma combustão geralmente compreendem, principalmente, se não exclusivamente, CO2. Estes gases podem também compreender H2O. Preferivelmente, o gás principalmente inerte consiste pelo menos parcialmente dos gases expelidos da combustão do presente método e que são reciclados durante o método de combustão. Neste caso, os gases de combustão são reciclados fora da câmara de combustão em que o presente método é implementado. Eles podem ser tratados antes de serem reciclados. Em geral, pelo menos 4 m3 padrão de gases de combustão são reciclados durante o método de acordo com a invenção. De acordo com esta modalidade, é preferível para a taxa de fluxo do gás principalmente inerte injetado dentro do jato periférico único de gás principalmente inerte responsabilizar-se por 100% do taxa de fluxo total do gás principalmente inerte injetado. Além disso, os gases expelidos da combustão injetados na forma do jato periférico único não atrapalham a chama expelida da combustão do combustível e do gás
Petição 870190136640, de 19/12/2019, pág. 15/24
7/12 contendo oxigênio, mas cria um corredor próximo ao bico do queimador que protege as paredes da câmara de combustão da radiação excessivamente intensa. Além do bico do queimador, os gases expelidos de uma combustão e injetados na forma do jato periférico único e os gases quentes que saem da combustão real do método, são misturados para formar apenas uma mistura uniforme. De acordo com uma primeira modalidade, os gases que saem de uma combustão podem também ser injetados dentro de pelo menos um pouco da câmara de combustão que é diferente dos pontos de injeção do jato periférico único.
A invenção também se relaciona a um queimador adequado para implementar o referido método, que compreende:
- pelo menos um meio para injetar o referido combustível e pelo menos um meio para injetar o referido gás contendo oxigênio compreendendo pelo menos 80% de oxigênio em volume, o referido meio sendo colocado em relação a um outro de tal forma que o gás contendo o oxigênio e o combustível sejam capazes de produzir uma chama,
- um meio para injetar o referido gás principalmente inerte,
- o referido meio para injetar o referido gás principalmente inerte sendo adequado para injetá-lo na forma de um jato contínuo a e circundando a chama produzida pelo referido gás contendo oxigênio e o referido combustível, e o referido meio para injetar o referido gás principalmente inerte compreendendo um meio adequado para espiralar de forma divergente o fluxo do referido gás principalmente inerte que passa através dele.
Petição 870190136640, de 19/12/2019, pág. 16/24
8/12
O queimador de acordo com a invenção portanto compreende uma primeira parte central compreendendo pelo menos um meio para injetar combustível e pelo menos um meio para injetar o gás contendo oxigênio. Estes dois meios de injeção devem ser posicionados entre de tal forma que o gás contendo oxigênio e combustível são capazes de produzir uma chama quando o queimador entra em operação. Assim, os meios para injetar combustível e gás contendo oxigênio podem ser tubos coaxiais ou tubos separados. Qualquer técnica conhecida para injetar combustível e gás contendo oxigênio em fim de formar uma chama pode ser usada.
O queimador pode compreender uma segunda parte periférica consistindo de um meio para injetar principalmente gás inerte. Preferivelmente, um meio adequado para espirar de forma divergente os fluxos do gás principalmente inerte que passa através do meio de injeção faz com que o referido fluxo se espiralize com uma taxa de espiralização entre 0,26 e 1,73. O referido meio adequado para espiralização divergente é geralmente um defletor.
De acordo com uma modalidade particular, o queimador é tal que:
- o meio para injetar o gás principalmente inerte compreende dois tubos coaxiais centralizados ao redor do meio para injetar combustível e o meio para injetar um gás contendo oxigênio, o espaço entre os dois tubos permitindo a passagem de parte do gás principalmente inerte e compreendendo um meio adequado para espiralar de forma divergente o fluxo do gás principalmente inerte que passa através dele.
De acordo com esta modalidade particular, o queimador
Petição 870190136640, de 19/12/2019, pág. 17/24
9/12 pode também compreender dois meios para injetar gás contendo oxigênio, o referido meio sendo tubos coaxiais, e o meio para injetar combustível pode ser um anel metálico perfurado com pelo menos um anel de orifícios, o referido anel metálico sendo coaxial com os tubos de injeção de gás contendo oxigênio e colocado entre os referidos tubos. O queimador é então composto de quatro tubos coaxiais e o anel metálico perfurado com orifícios disposto em um anel, o referido anel sendo colocado entre o menor tubo e o tubo que possui o diâmetro imediatamente maior.
De acordo com a invenção, o queimador pode compreender dois meios distintos para injetar combustível para a injeção de dois diferentes combustíveis.
A Figura 1 mostra a extremidade de um queimador de acordo com a invenção. Ele compreende uma primeira parte central consistindo de:
- meio de injeção de combustível (1) que é um tubo,
- meio de injeção de gás contendo oxigênio (2) que compreende dois tubos (21 e 22): o (21) é colocado no centro do tubo de injeção de combustível e o outro (22) ao redor do mesmo tubo de injeção de combustível (1).
O queimador também compreende uma segunda parte que é um meio para injetar gás principalmente inerte; ele compreende dois tubos coaxiais (22, 31), centralizados na primeira parte central, o menor tubo correspondendo ao tubo (22) para injetar o combustível (1). O espaço entre o tubo intermediário (31) e o menor tubo (22) compreende meios (5) (barbatanas) adequados para espiralar de forma divergente o fluxo de gás principalmente inerte que passa através dele.
Uma vantagem da invenção é que ela pode servir para
Petição 870190136640, de 19/12/2019, pág. 18/24
10/12 modificar um queimador que normalmente opera com ar de tal forma que ele opera com gás contendo oxigênio e gases de combustão contendo oxigênio. É suficiente para suplementar o queimador a ar correspondendo à primeira parte do queimador de acordo com a invenção com a segunda parte do queimador de acordo com a invenção adequado para injetar gases de combustão reciclados. O gás contendo oxigênio é então injetado na primeira parte do queimador e os gases de combustão são injetados dentro da segunda parte.
Uma vantagem do queimador e do método de combustão de acordo com a invenção é que eles produzem uma chama possuindo um tamanho controlado, que é útil em recipientes confinados, tais como câmaras de combustão de caldeiras em que o contato direto da chama excessivamente longa com tubos de aço expostos é fatal. Neste último caso, a geometria da chama produzida pelo queimador de acordo com a invenção permite uma distribuição uniforme do fluxo de calor em todas as superfícies internas da caldeira; uma caldeira equipada com este queimador operando em oxicombustão pode resistir uma densidade de energia de até 0,600 MW/m3 dependendo da proporção de gás de combustão reciclado.
Uma vantagem adicional do queimador e do método de combustão de acordo com a invenção operando com um gás contendo oxigênio, é que eles produzem uma chama possuindo alta temperatura central, assim não queimas” são significativamente diminuídas.
Esta invenção pode compreender uma ou mais das seguintes características:
O combustível pode ser gasoso, líquido, sólido, uma
Petição 870190136640, de 19/12/2019, pág. 19/24
11/12 mistura semifluida, uma emulsão, sólido em suspensão gasosa, ou qualquer combinação destes. Três ou mais combustíveis diferentes podem ser simultaneamente injetados. O combustível é injetado através de dois ou mais orifícios e os gases contendo oxigênio injetados através de dois ou mais orifícios. Os gases contendo oxigênio injetados através de dois ou mais orifícios. A injeção dos gases contendo oxigênio é dividida em fases, oxigênio primário e secundário. Um único conjunto de orifícios pode ser utilizado para injetar dois ou mais combustíveis diferentes. A temperatura do gás de combustão é mantida a uma temperatura maior que a temperatura do ponto de condensação do ácido.
A queda de pressão que ou a corrente de combustível, corrente de gás contendo oxigênio, ou ambas, experimenta na passagem pelo queimador pode ser não maior que 20 KPa. A queda de pressão que o gás principalmente inerte experimente quando passa através do queimador pode estar entre 400 Pa e 1000 Pa. O meio de injeção do gás principalmente inerte pode ser fabricado a partir de HR 160, ou uma outra liga tipo Hastelloy, se o combustível possuir um alto conteúdo de enxofre. O meio de injeção do gás principalmente inerte pode ser fabricado a partir aço inoxidável 316 se o combustível é relativamente livre de enxofre. O meio para injetar agente oxidante e combustível pode ser fabricado a partir de Inconel 600. Uma caldeira pode compreender pelo menos um queimador de acordo com este projeto.
O agente oxidante é um gás contendo oxigênio e o gás principalmente inerte é composto de gases que são expelidos
Petição 870190136640, de 19/12/2019, pág. 20/24
12/12 de uma combustão do referido método e reciclado, onde a taxa de reciclagem varia de 0,1 a 5,0, preferivelmente 1,5. Neste documento, a taxa de reciclagem é definida como a relação (x/y) da taxa de fluxo do volume do gás de combustão que é reciclado (x) pela taxa de fluxo do volume de gás de combustão que sai do sistema através da chaminé (y) .
Em uma outra modalidade, o método de combustão de acordo com a invenção é usado para produzir pelo menos um 10 fluido térmico, por exemplo, vapor, água quente ou óleo quente e/ou eletricidade e/ou trabalho mecânico.

Claims (11)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Método de combustão de pelo menos um combustível usando pelo menos um gás contendo oxigênio e pelo menos um gás principalmente inerte, caracterizado pelo fato de que:
    o referido gás contendo oxigênio compreende pelo menos 80% de oxigênio em volume, o referido gás principalmente inerte compreende pelo menos um dos seguintes compostos: CO2, H2O, Ar, em uma quantidade molar de pelo menos 50%, por meio de que:
    - o referido combustível e o referido gás contendo oxigênio são injetados de forma a criar uma chama,
    - o referido gás principalmente inerte é injetado de forma contínua a e que cerque a chama criada pelo referido combustível e o referido gás contendo oxigênio e que tenha uma espiral divergente em relação à chama.
  2. 2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o combustível pode ser gasoso, líquido, sólido, uma mistura semifluida, uma emulsão, sólido em suspensão gasosa, ou qualquer combinação destes.
  3. 3. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que 3 ou mais combustíveis diferentes podem ser simultaneamente injetados.
  4. 4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2 ou 3, caracterizado pelo fato de que os gases que contêm oxigênio são injetados através de dois ou mais orifícios.
  5. 5. Método, de acordo com qualquer uma das
    Petição 870190136640, de 19/12/2019, pág. 22/24
    2/2 reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o combustível é injetado através de dois ou mais orifícios.
  6. 6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a injeção dos gases contendo oxigênio é dividida em fases, oxigênio primário e secundário.
  7. 7. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que um único conjunto de orifícios pode ser utilizado para injetar dois ou mais combustíveis diferentes.
  8. 8. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que o gás principalmente inerte compreende ou é um gás de combustão.
  9. 9. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que os gases contendo oxigênio possuem uma concentração de oxigênio acima de 90% em volume.
  10. 10. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que o gás principalmente inerte é composto de gases que são expelidos de uma combustão do referido método e reciclado, onde a taxa de reciclagem varia de 0,1 a 5,0, preferivelmente 1,5.
  11. 11. Uso do método de combustão, como definido nas reivindicações 1 a 10, caracterizado por ter por objetivo produzir pelo menos um fluido térmico, por exemplo, vapor, água quente ou óleo quente e/ou eletricidade e/ou trabalho mecânico.
BRPI0905623A 2008-01-17 2009-01-15 método de combustão de pelo menos um combustível e uso do método de combustão BRPI0905623B1 (pt)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP08305006A EP2080952A1 (en) 2008-01-17 2008-01-17 Burner and method for alternately implementing an oxycombustion and an air combustion
PCT/EP2009/050454 WO2009090232A1 (en) 2008-01-17 2009-01-15 Burner and method for implementing an oxycombustion

Publications (2)

Publication Number Publication Date
BRPI0905623A2 BRPI0905623A2 (pt) 2015-06-30
BRPI0905623B1 true BRPI0905623B1 (pt) 2020-04-07

Family

ID=39522001

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BRPI0905623A BRPI0905623B1 (pt) 2008-01-17 2009-01-15 método de combustão de pelo menos um combustível e uso do método de combustão

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20100282185A1 (pt)
EP (2) EP2080952A1 (pt)
CN (1) CN101910724B (pt)
BR (1) BRPI0905623B1 (pt)
CA (1) CA2712297C (pt)
ES (1) ES2751145T3 (pt)
WO (1) WO2009090232A1 (pt)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8550810B2 (en) * 2010-05-28 2013-10-08 Foster Wheeler North America Corp. Method of controlling a boiler plant during switchover from air-combustion to oxygen-combustion
EP2500640A1 (en) 2011-03-16 2012-09-19 L'AIR LIQUIDE, Société Anonyme pour l'Etude et l'Exploitation des Procédés Georges Claude Low NOx combustion process and burner therefor
EP2500645B1 (en) * 2011-03-16 2015-01-28 L'AIR LIQUIDE, Société Anonyme pour l'Etude et l'Exploitation des Procédés Georges Claude Oxygen-fired low-NOx gas burner and combustion method
US9746180B2 (en) * 2012-11-27 2017-08-29 Clearsign Combustion Corporation Multijet burner with charge interaction
US10845052B1 (en) 2019-12-20 2020-11-24 Jupiter Oxygen Corporation Combustion system comprising an annular shroud burner

Family Cites Families (67)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4060393A (en) * 1968-05-15 1977-11-29 Mifuji Iron Works Co., Ltd. Apparatus for treating raw material with a treating gas
US4049395A (en) * 1968-05-15 1977-09-20 Mifuji Iron Works Co., Ltd. Method for treating raw material with a treating gas
US3880570A (en) * 1973-09-04 1975-04-29 Babcock & Wilcox Co Method and apparatus for reducing nitric in combustion furnaces
JPS5236610B2 (pt) * 1974-05-09 1977-09-17
DE2821367A1 (de) * 1978-05-16 1979-11-22 Pyrolyse & Prozessanlagentech Verfahren und vorrichtung zum kontinuierlichen verbrennen eines brennstoffes
US4224990A (en) * 1979-01-19 1980-09-30 Occidental Oil Shale, Inc. Method for flattening the combustion zone in an in situ oil shale retort by the addition of fuel
US4378205A (en) * 1980-04-10 1983-03-29 Union Carbide Corporation Oxygen aspirator burner and process for firing a furnace
US4309309A (en) * 1980-06-27 1982-01-05 Chevron Research Company Adding fuel in catalyst regeneration
US4412810A (en) * 1981-03-04 1983-11-01 Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha Pulverized coal burner
US4545309A (en) * 1984-04-02 1985-10-08 Raoul Comtois Furnace for burning flammable particles
JPS60226609A (ja) * 1984-04-23 1985-11-11 Babcock Hitachi Kk 燃焼装置
US4629413A (en) * 1984-09-10 1986-12-16 Exxon Research & Engineering Co. Low NOx premix burner
JPH0754162B2 (ja) * 1986-05-26 1995-06-07 株式会社日立製作所 低ＮＯｘ燃焼用バ−ナ
US5123836A (en) * 1988-07-29 1992-06-23 Chiyoda Corporation Method for the combustion treatment of toxic gas-containing waste gas
US6155212A (en) * 1989-06-12 2000-12-05 Mcalister; Roy E. Method and apparatus for operation of combustion engines
EP0550700B1 (en) * 1990-10-05 1998-07-22 Massachusetts Institute Of Technology Combustion system for reduction of nitrogen oxides
US5365865A (en) * 1991-10-31 1994-11-22 Monro Richard J Flame stabilizer for solid fuel burner
US5131334A (en) * 1991-10-31 1992-07-21 Monro Richard J Flame stabilizer for solid fuel burner
US5284438A (en) * 1992-01-07 1994-02-08 Koch Engineering Company, Inc. Multiple purpose burner process and apparatus
US20040244382A1 (en) * 1992-10-27 2004-12-09 Hagen David L. Distributed direct fluid contactor
JP3311051B2 (ja) * 1992-12-16 2002-08-05 日本碍子株式会社 排気ガス浄化方法及び装置
US5388985A (en) * 1992-12-22 1995-02-14 Cedarapids, Inc. Burner assembly with fuel pre-mix and combustion temperature controls
US5879148A (en) * 1993-03-19 1999-03-09 The Regents Of The University Of California Mechanical swirler for a low-NOx, weak-swirl burner
US5370525A (en) * 1993-03-22 1994-12-06 Blue Pacific Environments Corporation Microwave combustion enhancement device
US5427524A (en) * 1993-06-07 1995-06-27 Gas Research Institute Natural gas fired rich burn combustor
US5454712A (en) * 1993-09-15 1995-10-03 The Boc Group, Inc. Air-oxy-fuel burner method and apparatus
DE4395243T1 (de) * 1993-11-08 1996-11-21 Ivo International Oy Verfahren und Vorrichtung zum Verbrennen von pulverförmigem Brennmaterial
US5363782A (en) * 1993-12-06 1994-11-15 Praxair Technology, Inc. Apparatus and process for combusting fluid fuel containing solid particles
JPH07260106A (ja) * 1994-03-18 1995-10-13 Hitachi Ltd 微粉炭燃焼バーナ及び微粉炭燃焼装置
CA2151308C (en) * 1994-06-17 1999-06-08 Hideaki Ohta Pulverized fuel combustion burner
US6506349B1 (en) * 1994-11-03 2003-01-14 Tofik K. Khanmamedov Process for removal of contaminants from a gas stream
US5655899A (en) * 1995-04-06 1997-08-12 Gas Research Institute Apparatus and method for NOx reduction by controlled mixing of fuel rich jets in flue gas
US5829369A (en) * 1996-11-12 1998-11-03 The Babcock & Wilcox Company Pulverized coal burner
US6071116A (en) * 1997-04-15 2000-06-06 American Air Liquide, Inc. Heat recovery apparatus and methods of use
JP3344694B2 (ja) * 1997-07-24 2002-11-11 株式会社日立製作所 微粉炭燃焼バーナ
US6679982B1 (en) * 1997-08-07 2004-01-20 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Oxygen sensor
US5871343A (en) * 1998-05-21 1999-02-16 Air Products And Chemicals, Inc. Method and apparatus for reducing NOx production during air-oxygen-fuel combustion
FR2782780B1 (fr) * 1998-09-02 2000-10-06 Air Liquide Procede de combustion pour bruler un combustible
US6273180B1 (en) * 1998-12-23 2001-08-14 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'eploitation Des Procedes Georges Claude Heat exchanger for preheating an oxidizing gas
US6126438A (en) * 1999-06-23 2000-10-03 American Air Liquide Preheated fuel and oxidant combustion burner
CA2383860A1 (en) * 1999-09-06 2001-03-15 Norihiko Taguchi Method and facilities for metal smelting
FR2810991B1 (fr) * 2000-06-28 2004-07-09 Inst Francais Du Petrole Procede pour l'hydrogenation de coupes contenant des hydrocarbures et notamment des molecules insaturees contenant au moins deux doubles liaisons ou au moins une triple liaison
US6699031B2 (en) * 2001-01-11 2004-03-02 Praxair Technology, Inc. NOx reduction in combustion with concentrated coal streams and oxygen injection
JP3926333B2 (ja) * 2001-12-05 2007-06-06 ティーディーエイ リサーチ インコーポレイテッド 液体炭化水素からカーボンナノ材料の合成のための燃焼方法
US6863523B2 (en) * 2002-06-28 2005-03-08 Ppl Corporation Crossflow air heater bypass
SE0202836D0 (sv) * 2002-09-25 2002-09-25 Linde Ag Method and apparatus for heat treatment
JP4174311B2 (ja) * 2002-12-12 2008-10-29 バブコック日立株式会社 燃焼装置ならびにウインドボックス
WO2004067933A2 (en) * 2003-01-21 2004-08-12 Los Angeles Advisory Services Inc. Low emission energy source
US7416137B2 (en) * 2003-01-22 2008-08-26 Vast Power Systems, Inc. Thermodynamic cycles using thermal diluent
US20060140845A1 (en) * 2003-06-10 2006-06-29 Hiroaki Takehara Method for producing fullerene
US7484956B2 (en) * 2003-09-16 2009-02-03 Praxair Technology, Inc. Low NOx combustion using cogenerated oxygen and nitrogen streams
JP2005226847A (ja) * 2004-02-10 2005-08-25 Ebara Corp 燃焼装置及び燃焼方法
EP1730441B1 (de) * 2004-03-30 2008-03-19 Alstom Technology Ltd Vorrichtung und verfahren zur flammenstabilisierung in einem brenner
US7240655B2 (en) * 2004-05-26 2007-07-10 Sri International Compliant walled combustion devices II
US20060149423A1 (en) * 2004-11-10 2006-07-06 Barnicki Scott D Method for satisfying variable power demand
US20060096298A1 (en) * 2004-11-10 2006-05-11 Barnicki Scott D Method for satisfying variable power demand
US7540160B2 (en) * 2005-01-18 2009-06-02 Selas Fluid Processing Corporation System and method for vaporizing a cryogenic liquid
US7367798B2 (en) * 2005-06-08 2008-05-06 Hamid Sarv Tunneled multi-swirler for liquid fuel atomization
JP4728176B2 (ja) * 2005-06-24 2011-07-20 株式会社日立製作所 バーナ、ガスタービン燃焼器及びバーナの冷却方法
DE102005038662B4 (de) * 2005-08-16 2007-08-23 E.C.B. Gmbh Brennkopf und Verfahren zur Verbrennung von Brennstoff
US20070129450A1 (en) * 2005-11-18 2007-06-07 Barnicki Scott D Process for producing variable syngas compositions
KR20080084998A (ko) * 2005-12-02 2008-09-22 레르 리키드 쏘시에떼 아노님 뿌르 레드 에렉스뿔라따시옹 데 프로세데 조르즈 클로드 가열된 질소-함유 기체를 주입시켜 석탄의 ＮＯｘ 연소물을감소시키기 위한 방법 및 시스템
US7503947B2 (en) * 2005-12-19 2009-03-17 Eastman Chemical Company Process for humidifying synthesis gas
US7581948B2 (en) * 2005-12-21 2009-09-01 Johns Manville Burner apparatus and methods for making inorganic fibers
DE102006011326C5 (de) * 2006-03-09 2015-03-19 Alstom Technology Ltd. Rundbrenner
US8696348B2 (en) * 2006-04-26 2014-04-15 Air Products And Chemicals, Inc. Ultra-low NOx burner assembly
JP2009165904A (ja) * 2008-01-10 2009-07-30 Honda Motor Co Ltd 排ガス浄化装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20100282185A1 (en) 2010-11-11
WO2009090232A1 (en) 2009-07-23
BRPI0905623A2 (pt) 2015-06-30
EP2232137A1 (en) 2010-09-29
CN101910724A (zh) 2010-12-08
CA2712297C (en) 2017-01-31
CA2712297A1 (en) 2009-07-23
EP2080952A1 (en) 2009-07-22
EP2232137B1 (en) 2019-09-18
CN101910724B (zh) 2012-09-05
ES2751145T3 (es) 2020-03-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20220003406A1 (en) System and process for hydrogen combustion
JP4309380B2 (ja) 点火支援燃料ランスを有する多段燃焼システム
US5078064A (en) Apparatus and method of lowering NOx emissions using diffusion processes
Taniguchi et al. Staged combustion properties for pulverized coals at high temperature
CA2082250C (en) Recirculation and plug flow combustion method
PL212230B1 (pl) Sposób spalania paliw węglowodorowych
KR20030031909A (ko) 3단계 연료산화 및 인시추 노 연도가스 재순환을 이용한산화질소 저배출
CA2827331C (en) Low nox combustion process and burner therefor
CA2088659C (en) Apparatus and process for control of nitric oxide emissions from combustion devices using vortex rings and the like
JPH07198109A (ja) 深段階的燃焼法
BRPI0905623B1 (pt) método de combustão de pelo menos um combustível e uso do método de combustão
US6971336B1 (en) Super low NOx, high efficiency, compact firetube boiler
US20080131823A1 (en) Homogeous Combustion Method and Thermal Generator Using Such a Method
BRPI0715471A2 (pt) queimador e processo para utilizaÇço alternada de uma oxicombustço e de uma aerocombustço
KR20220119114A (ko) 환형 슈라우드 버너를 포함하는 연소 시스템
US20170045219A1 (en) Apparatus and method of controlling the thermal performance of an oxygen-fired boiler
KR100738863B1 (ko) 저 ＮＯｘ 작동을 위한 개선된 연료 스테이징 방법
JP5459318B2 (ja) 酸素燃焼ボイラの酸素混合装置
JP5428265B2 (ja) 管状火炎バーナの設計方法
JP7262521B2 (ja) ガスバーナ、及び燃焼設備
RU220516U1 (ru) Горелочное устройство для сжигания низкокалорийного газа и природного газа с низкими выбросами оксидов азота
JP2006052917A (ja) 微粉炭バーナおよびボイラ
USRE1357E (en) Improvement in steam-boiler furnaces
Aliya et al. CFD simulation of production of NOx in coal-fired furnaces
JP4913172B2 (ja) 焼玉不要加水燃料燃焼装置

Legal Events

Date Code Title Description
B06F Objections, documents and/or translations needed after an examination request according [chapter 6.6 patent gazette]
B09A Decision: intention to grant [chapter 9.1 patent gazette]
B16A Patent or certificate of addition of invention granted [chapter 16.1 patent gazette]

Free format text: PRAZO DE VALIDADE: 10 (DEZ) ANOS CONTADOS A PARTIR DE 07/04/2020, OBSERVADAS AS CONDICOES LEGAIS.