CN101363629A

CN101363629A - 燃烧装置及燃烧方法

Info

Publication number: CN101363629A
Application number: CNA2008101356003A
Authority: CN
Inventors: 罗时朋; 陈旗煌; 杨佳卫; 廖景宏
Original assignee: AU Optronics Corp
Current assignee: AU Optronics Corp
Priority date: 2008-09-05
Filing date: 2008-09-05
Publication date: 2009-02-11
Anticipated expiration: 2028-09-05
Also published as: CN101363629B

Abstract

本发明公开了一种燃烧装置及燃烧方法，该燃烧装置包含燃烧腔室以及至少一进气单元。进气单元设置于燃烧腔室的一侧，并具有多个气体信道及环绕气体信道。环绕气体信道环设于该等气体通道之外，且每一气体通道分别具有一第一出气口，环绕气体通道具有一第二出气口。每一第一出气口及第二出气口皆与燃烧腔室连通，且第二出气口较该等第一出气口更接近燃烧腔室底部。本发明能够避免结晶的产生，延长燃烧装置的使用时间、提升燃烧效率及废气处理效能。

Description

燃烧装置及燃烧方法

技术领域

本发明涉及一种燃烧装置及燃烧方法。

背景技术

在产品的制程过程中常会使用化学药剂，然而化学药剂反应后，通常会产生废气，这些废气需要先经过妥善的处理，才能排入大气中，以避免环境污染并危害健康。燃烧为一种废气处理方式，目的在于使废气高温裂解。在此种方式中，燃烧效率为废气处理效能的关键因子之一。然而，现有的燃烧装置因燃烧效率不佳而降低废气处理效能。

以下以图1来针对现有燃烧装置的效率不佳原因做说明。如图1所示，现有的燃烧装置1包含燃烧腔室11及进气单元12。当制程废气由进气单元12进入燃烧腔室11时，由于截面积变大(由A1变成A2)，在流量不变的情况下导致流速大幅下降，因而易在燃烧腔室11的入口区111形成结晶。如此一来，入口区111的结晶会导致燃烧装置1的内部压力过高而造成燃烧装置1停机并损坏，并且也会影响废气处理效能，造成未完全高温裂解的废气排出至大气而危害环境及健康。

因此，如何提供一种燃烧装置及燃烧方法，能够避免结晶的产生，而延长燃烧装置的使用时间、提升燃烧效率及废气处理效能，实为当前重要课题之一。

发明内容

有鉴于上述课题，本发明的目的为提供一种燃烧装置及燃烧方法，其能够避免结晶的产生，而延长燃烧装置的使用时间、提升燃烧效率及废气处理效能。

为达上述目的，依本发明的一种燃烧装置包含燃烧腔室以及至少一进气单元。进气单元设置于燃烧腔室的一侧，并具有多个气体信道及环绕气体信道。环绕气体信道环设于该等气体通道之外，且每一气体通道分别具有一第一出气口，环绕气体通道具有一第二出气口。每一第一出气口及第二出气口皆与燃烧腔室连通，且第二出气口较该等第一出气口更接近燃烧腔室底部。

为达上述目的，本发明还公开了一种燃烧方法包含：分别通入助燃气体、目标气体及可燃气体至进气单元中，且进气单元连通燃烧腔室；通入一环绕气体至进气单元中，而助燃气体、目标气体与可燃气体皆早于环绕气体通入进气单元中；以及使助燃气体、目标气体、可燃气体及环绕气体于燃烧腔室燃烧。

承上所述，依本发明的燃烧装置及燃烧方法设置一环绕气体信道环设于气体信道之外，且环绕气体通道的出气口较气体通道的出气口更接近燃烧腔室底部，并且通入一环绕气体于环绕气体通道。如此，环绕气体可形成一气幕屏障(Air Curtain)而加速废气的流速，并且环绕气体可辅助燃烧以形成一热幕屏障(Heat Curtain)而助于废气的高温裂解，使得废气不易在入口区形成结晶，因而延长燃烧装置的使用时间、提升燃烧效率及废气处理效能。

附图说明

图1为一种现有的燃烧装置的示意图；

图2为本发明燃烧装置的较佳实施例的示意图；

图3为本发明燃烧装置的进气单元的较佳实施例的剖面示意图；以及

图4为本发明燃烧方法的较佳实施例的流程图。

其中，附图标记：

1、2：燃烧装置 11、21：燃烧腔室

111、211：入口区 12、22：进气单元

212：底部 213：进气管道

221、222、223：气体通道 224：环绕气体通道

23：排气管 A：吸收装置

A1、A2：截面积 I11、I12、I13：第一进气口

I21：第二进气口 011、012、013：第一出气口

021：第二出气口 S01、S02、S03：燃烧方法的步骤

具体实施方式

以下将参照相关附图，说明本发明燃烧装置及燃烧方法的较佳实施例，其中相同的组件将以相同的参照符号加以说明。本发明燃烧装置不限于其应用领域，可应用于废气处理、加热处理、温度维持装置等，可依实际需求调整其应用领域。

请参照图2所示，根据本发明的较佳实施例，燃烧装置2包含燃烧腔室21以及至少一进气单元22。进气单元22设置于燃烧腔室21的一侧。在本实施例中，燃烧装置2可具有多个进气单元22，且多个进气单元22可设置于燃烧腔室21的同一侧，但不限于此，多个进气单元22亦可不用设于燃烧腔室21的同一侧，并可依实际需求调整其数目与设置位置。

图3为进气单元22的剖面示意图，进气单元22具有多个气体信道及一环绕气体信道224，本实施例是以三个气体通道221、222、223为例说明，但本发明不限于此，本领域的技术人员可依照实际需求来调整气体信道的数目与分布位置。环绕气体信道224环设于气体通道221、222、223之外。每一气体通道221、222、223分别具有第一进气口I11、I12、I13及第一出气口011、012、013，环绕气体通道224具有第二进气口I21及第二出气口021。第一进气口I11、I12、I13及第二进气口I21可位于进气单元22的相同侧面或不同侧面，亦可视需求而调整进气口的分布位置与数目。举例而言，当需要提高气体流量时，一个气体通道可设有两个进气口来调节；当需要减低气体流量时，可仅开通一个进气口或是降低气体流速与压力值。在本实施例中，第一进气口I11、I12可位于进气单元22的一侧，第一进气口I13及第二进气口I21可位于进气单元22的另一侧。第一出气口011、012、013及第二出气口021皆与燃烧腔室21连通，且第二出气口021较第一出气口011、012、013更接近燃烧腔室底部212。

参考图2与图3，以下举例说明燃烧装置2的使用情况。在本实施例中，气体通道221、222、223可分别通入助燃气体、目标气体及可燃气体。助燃气体为可帮助可燃物燃烧的气体，例如包含氧气或空气的气体；目标气体为欲燃烧处理的气体，包含废气等，例如六氟化硫(SF₆)或氯气(Cl₂)等；可燃气体为具可燃性气体，例如包含甲烷，或是其它易与氧气作用的气体，如烷类或氢气等。环绕气体通道224通入环绕气体，以供产生环绕气流，环绕气体可包含氧气、氮气或其组合；在较佳实施例中，环绕气体可为空气或氧气，用以辅助燃烧，借助其助燃效果提高燃烧温度，可避免结晶的形成。但本发明不限于以上描述，本领域的技术人员当能依照实际需求来调整所需气体的种类、浓度、顺序与流量。

由于环绕气体信道224环设于气体通道221、222、223，且第二出气口021较第一出气口011、012、013更接近燃烧腔室底部212，换言之，助燃气体、目标气体及可燃气体可视为被环绕气体环绕，而形成一气幕屏障(AirCurtain)，而增加助燃气体、目标气体及可燃气体的流速，遂可减少因截面积骤增造成流速骤减的效应。因为流速骤减的效应减弱，目标气体(本实施例为废气)流经入口区211的速度较现有技术的流速增加，而可避免废气在入口区211产生结晶。入口区211是指燃烧腔室21入口附近的侧壁，易因流量开口面积忽然骤增，而使流速骤减的区域。此外，环绕气体可辅助燃烧而产生一热幕屏障(Heat Curtain)，此亦可提升入口区211的温度及燃烧效率，能有效避免进气单元22于入口处结晶与避免燃烧腔室21入口压力的上升，进而使废气得到充分的高温裂解而提升废气处理效能。

另外，在本实施例中，气体通道221、222、223可依序环设，如图3所示，通入目标气体的气体信道222可环设于通入助燃气体的气体通道221之外；通入可燃气体的气体通道223可环设于通入目标气体的气体信道222之外。此外，每一第一出气口011、012、013可分别与燃烧腔室底部212相距不同的距离，如图3所示，通入目标气体的气体信道222的第一出气口012可较通入助燃气体的气体通道221的第一出气口011更接近燃烧腔室底部212；通入可燃气体的气体通道223的第一出气口013可较通入目标气体的气体信道222的第一出气口012更接近燃烧腔室底部212。

如此一来，助燃气体早于目标气体中通入进气单元22中，使助燃气体通入目标气体中，可提高目标气体的含氧量，协助目标气体与助燃气体的混合，有助于燃烧时的反应效率与温度的提高，以达到完全燃烧。再者，目标气体又早于可燃气体通入进气单元22中，即待助燃气体通入目标气体中，再以可燃气体环绕，如此可避免助燃气体直接接触可燃气体而与其反应，进而避免造成燃烧反应过于剧烈的危险或造成目标气体燃烧不完全。总之，助燃气体通入目标气体中，目标气体通入可燃气体中，可燃气体通入环绕气体中，而利用气幕屏障及热幕屏障，加速流场的流速并提高整体燃烧温度及效率，并避免结晶现象。此外，通过助燃气体、目标气体、可燃气体及环绕气体于不同的时间混合，可提升燃烧效率，并使燃烧温度提高而避免结晶现象。

请再参照图2所示，燃烧腔室21可另包含进气管道213；进气管道213可直接通至燃烧腔室21并位于与进气单元22的不同侧。进气管道213可通入可然气体(例如甲烷)或助燃气体(例如氧气)于燃烧腔室21内，用以调整燃烧效率或辅助燃烧。但本发明不限于此，本领域的技术人员可依实际燃烧状态，调整进气管道的气体种类、流量、数目与位置分布。另外，燃烧装置2可另包含排气管23，其可接合吸收装置A。吸收装置A可对燃烧后的气体进行后续处理；举例而言，吸收装置A可包含利用吸收溶液或吸附材料(如活性碳等)用来移除气体的装置，或是吸收装置A可包含冷气或水来使气体凝结或冷却的装置。吸收装置不限于此，本领域的技术人员亦可依实际需求来做调整。

图4为本发明燃烧方法的较佳实施例的流程图，其中包含步骤S01至步骤S03。本实施例的燃烧方法可应用于前述燃烧装置。以下参考图2至图4。

步骤S01为分别通入助燃气体、目标气体及可燃气体至进气单元22，且进气单元22连通燃烧腔室21。本实施例经由气体通道221、222、223分别通入助燃气体、目标气体及可燃气体来说明。

步骤S02为通入环绕气体至进气单元22中，而助燃气体、目标气体与可燃气体皆早于环绕气体通入进气单元22中。本实施例经由环绕气体通道224通入环绕气体来说明。本实施例是利用第二出气口021较第一出气口011、012、013更接近燃烧腔室底部212，而使得助燃气体、目标气体与可燃气体皆早于环绕气体通入进气单元22中。

此外，本实施例可通过调整每一第一出气口011、012、013分别与燃烧腔室底部212相距不同距离，而使得助燃气体可早于目标气体通入进气单元22中，目标气体可早于可燃气体通入进气单元22中，以及可燃气体可早于环绕气体通入进气单元22中。较佳实施例中，助燃气体、目标气体、可燃气体及环绕气体分别依序通入进气单元22中。但不于限此，本领域的技术人员亦可依实际需求调整气体的通入顺序与气体种类。

步骤S03为使助燃气体、目标气体、可燃气体及环绕气体于燃烧腔室21燃烧。由于本实施例的燃烧方法的技术特征及所达到的功效已一并详述于上，故于此不再赘述。

综上所述，依本发明的燃烧装置及燃烧方法设置一环绕气体信道环设于气体信道之外，且环绕气体通道的出气口较气体通道的出气口更接近燃烧腔室底部，并且通入一环绕气体于环绕气体通道。如此，环绕气体可形成一气幕屏障(Air Curtain)而加速废气的流速，并且环绕气体可辅助燃烧以形成一热幕屏障(Heat Curtain)而助于废气的高温裂解，使得废气不易在入口区形成结晶，因而延长燃烧装置的使用时间、提升燃烧效率及废气处理效能。

虽然本发明已以多个实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何具有本发明所属技术领域的通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与修改，因此本发明的保护范围当视后附的权利要求书所界定者为准。

Claims

1、一种燃烧装置，其特征在于，包含：

一燃烧腔室；以及

至少一进气单元，设置于该燃烧腔室的一侧，并具有多个气体信道及一环绕气体信道，该环绕气体信道环设于该等气体通道之外，且每一该等气体通道分别具有一第一出气口，该环绕气体通道具有一第二出气口，其中每一该等第一出气口及该第二出气口皆与该燃烧腔室连通，且该第二出气口较该等第一出气口更接近该燃烧腔室底部。

2、如权利要求1所述的燃烧装置，其特征在于，每一该等第一出气口分别与该燃烧腔室底部相距不同距离。

3、如权利要求1所述的燃烧装置，其特征在于，该等气体通道依序环设。

4、如权利要求1所述的燃烧装置，其特征在于，该等气体通道的数目为三个，分别通入一助燃气体、一目标气体、一可燃气体。

5、如权利要求4所述的燃烧装置，其特征在于，通入该目标气体的该气体信道环设于通入该助燃气体的该气体通道之外。

6、如权利要求4所述的燃烧装置，其特征在于，通入该目标气体的该气体信道的该第一出气口较通入该助燃气体的该气体通道的该第一出气口更接近该燃烧腔室底部。

7、如权利要求4所述的燃烧装置，其特征在于，通入该可燃气体的该气体通道环设于通入该目标气体的该气体信道之外。

8、如权利要求4所述的燃烧装置，其特征在于，通入该可燃气体的该气体通道的该第一出气口较通入该目标气体的该气体信道的该第一出气口更接近该燃烧腔室底部。

9、如权利要求4所述的燃烧装置，其特征在于，该助燃气体包含氧气或空气。

10、如权利要求4所述的燃烧装置，其特征在于，该目标气体包含废气。

11、如权利要求4所述的燃烧装置，其特征在于，该可燃气体包含烷类或氢气。

12、如权利要求1所述的燃烧装置，其特征在于，该环绕气体通道通入一环绕气体，该环绕气体包含氧气、氮气或其组合。

13、如权利要求1所述的燃烧装置，其特征在于，该燃烧腔室具有一排气管，该排气管接合一吸收装置。

14、一种燃烧方法，其特征在于，包含：

分别通入一助燃气体、一目标气体及一可燃气体至一进气单元中，且该进气单元连通一燃烧腔室；

通入一环绕气体至该进气单元中，而该助燃气体、该目标气体与该可燃气体皆早于该环绕气体通入该进气单元中；以及

使该助燃气体、该目标气体、该可燃气体及该环绕气体于该燃烧腔室燃烧。

15、如权利要求14所述的燃烧方法，其特征在于，该助燃气体早于该目标气体中通入该进气单元中。

16、如权利要求14所述的燃烧方法，其特征在于，该目标气体早于该可燃气体中通入该进气单元中。

17、如权利要求14所述的燃烧方法，其特征在于，该助燃气体、该目标气体、该可燃气体及环绕气体分别依序通入该进气单元中。