CN102563622A

CN102563622A - 稀释燃烧的方法和装置

Info

Publication number: CN102563622A
Application number: CN2011103958907A
Authority: CN
Inventors: M·阿德多尔夫; S·吕迪希
Original assignee: Linde GmbH
Current assignee: Linde GmbH
Priority date: 2010-12-01
Filing date: 2011-11-28
Publication date: 2012-07-11
Anticipated expiration: 2031-11-28
Also published as: PL2461097T3; EP2461097A1; US20120301835A1; US8992210B2; TW201231882A; DE102010053068A1; EP2461097B1

Abstract

本发明提供了一种燃烧器。根据本发明的用于稀释燃烧的燃烧器包括将燃料供给至燃烧室的燃料喷嘴、将空气供给至燃烧室的至少一个空气喷嘴以及将氧气供给至燃烧室的至少一个氧气喷嘴。所述空气喷嘴和氧气喷嘴在空间上彼此分离。

Description

稀释燃烧的方法和装置

本发明涉及稀释燃烧的方法和装置。

无焰燃烧的燃烧器是现有技术已知的。如在http://www.bmwl.de/BMWi/Redaktion/PDF/B/bine-themeninfo-flammenlose-verbrennung，property＝pdf，bereich＝bmwi，sprache＝de，rwb＝true.pdf可供在线下载的BINE信息服务的信息表“projektinfo 07/06”中所述，在这样的燃烧器中，燃气和燃烧空气以高流速流入燃烧室中。与常规火焰燃烧器的主要区别在于所述燃烧室中废气的强内部再循环，并且所述废气与燃烧空气混合。由此造成的在燃烧空气以及空气和燃气的延迟混合物(delayed mixture)中氧气含量的减少，防止形成火焰前锋(flame front)。在至少450℃至500℃的足够高的温度下，燃料在整个燃烧室体积中氧化。因此出现非常均匀的温度。避免了主要发生在火焰极限(flame limit)下的热氮氧化物(NO_X)的形成。更均匀的温度分布不仅引起氮氧化物排放下降，而且可以保持较高的平均燃烧室温度。

在常规燃烧器中，最经常使用UV测量仪器监测燃烧过程。在无焰操作中这不一定都可行。通常，测量有用的空间温度，而不是测量UV信号。如果超过温度极限，确保点火和完全烧尽。

DE 44 00 831 A1描述具有减少的腐蚀性气体的燃烧器。这种燃烧器包括用于主氧气流(primary oxygen stream)的中央供给通道，所述中央供给通道置于用于燃料流的水冷式供给通道的中心轴上，因而被所述供给通道同心包封。主氧气流的温度小于等于30℃，并且在化学计量所需的氧气量中，主氧气流的百分比小于1％。还提供了再循环燃烧废气，以确保无焰燃烧。例如，提供环形包封所述供给通道的八个主氧气喷嘴。再循环燃烧废气的目的在于防止火焰根部(flame root)中的温度峰(temperature spikes)，从而防止污染物排放。因此，火焰在出口处保持稳定，并且在低火焰温度下燃烧。主氧气流的冷却以及相关的小于等于30℃的低温产生具有少量主氧气的稳定点火火焰，这生成用于监测所述燃烧器的足够的UV信号。

从US 4907961中已知一种氧气燃烧器。这种燃烧器使用氧气或者富氧空气。在这种燃烧器中，将含有至少30％(体积/体积)氧气的第一氧化剂送入燃烧器。高速供应所述氧化剂。此外，即将供应第二氧化剂，测得所述第二氧化剂部分为送入到燃烧室的总氧气量的至少1％。所述第二氧化剂还含有至少30％(体积/体积)的氧气，并且以低速供给。例如，可以通过混合纯氧和空气而生成富氧空气。在气体之间的界面上将获得稳定的火焰。

US 5104310描述在降低的火焰温度下操作的燃烧器。这种燃烧器包括中央氧气喷嘴，以及同心包封所述氧气喷嘴、用于供应燃料的至少一个喷嘴。至少一个额外的喷嘴与所述氧气喷嘴径向间隔设置，并设计成de Laval喷嘴。在这种燃烧器中，应该以非常高的速度供应氧气，特别是在来自氧气喷嘴的氧气与燃料反应前，吸入温度比火焰低的环境空气。还可提供数个外周氧气喷嘴，所述外周氧气喷嘴同心地置于所述中央氧气喷嘴周围，并且与所述中央氧气喷嘴径向间隔。通过所述外周喷嘴供应的氧气的体积百分比经测量为供给至所述燃烧器的全部氧气量的60％至90％之间，优选75％至85％之间。这样，通过外周布置的氧气喷嘴供应燃烧燃料所必需的大部分含氧气体。在氧气与火焰反应前，这些氧气流吸入额外的环境空气。环境空气比火焰温度低。环境空气的吸入降低了外周氧气流中的氧气含量和温度。在其与燃料接触前制备这种混合物。这种气体混合物由含有至少50％氧气的富氧空气组成。

EP 0 685 683 A2描述具有低NO_X排放的燃烧器。在这种燃烧器中，可以通过气体供给装置将燃烧室暴露于高的空气通量，从而从所述燃烧室的喷嘴状出口排出的燃烧废气在喷射器的作用下被吸入，从而再次被送入燃烧空气。在加热室中温度超过600℃至800℃后，将切换燃料供应，使所述燃烧器进入正常操作状态，其中，保持高输出脉冲，尤其是来自所述燃烧室的燃烧空气的输出脉冲，从而大大地抑制喷嘴出口前区域的燃料和空气的反应进入燃烧室，且将其移入加热室中。这种燃烧器可以包括被共轴燃料喷枪包封的燃料喷嘴，其中提供了流入燃烧室的燃烧空气供给管座(feedpipe socket)，所述燃烧空气供给管座与燃烧阀门一起形成空气供给装置。

从EP 1 355 111 A2中已知用于无焰燃烧的燃烧器。这种燃烧器包括通过燃烧器向其供给燃料-气体混合物的反应室。所述燃烧器包括延伸直至进入被燃烧器头部包封的内部空间中的空气供给通道。燃料管穿过所述空气供给通道，延伸直至所述内部空间中。所述燃料管在所述内部空间中居中设置，因而被所述空气供给通道包封。所述燃烧器把燃料-空气射流横向发射至其纵轴。废气通道置于所述燃烧器中或燃烧器上，与所述燃烧器的纵轴同心或平行。所述燃烧器的出口方向与废气通道方向相互交叉。在这种燃烧器中，将燃料引入平行于炉壁或相对于所述炉壁倾斜的炉室中。优选地，以这种方式配置所述燃烧器头部：使燃料-空气混合物在出口孔处具有足够高的速度以清除任何火焰。这允许无焰操作模式，其中燃料与空气之间的反应遍布反应室的大部分。此外，燃料-空气射流吸入大量特别是邻近所述废气通道的入口孔的热废气，并且夹带所述热废气，进一步支持无焰操作。例如，可提供同流换热器(recuperator)或者再生器(regenerator)以预加热燃料、空气或燃料-空气混合物。这种燃烧器为空气燃烧器。

本发明的目的在于提供成本效率高、低排放且过程优化的尽可能采用无焰燃烧的方法以及相应的燃烧器。

本发明具有权利要求1中详细说明的特征以实现这个目的。在其他权利要求中显示了其有利的实施方案。

根据本发明提供了稀释燃烧的方法，在所述方法中，将燃料流、空气流和氧气流供给至具有燃烧器的燃烧室。所述空气流和氧气流以空间上彼此分离的方式供给，并且可以彼此独立地调节。因此，在燃烧过程中，可以在使用空气的纯操作和使用氧气的纯操作以及使用氧气和空气的混合操作之间进行切换。

在本发明的框架内，稀释燃烧意指很大程度上的无焰燃烧，其中通过废气再循环避免了局部热温度峰。废气再循环可以包括内部或外部再循环。术语“很大程度上”表示可存在永久燃烧的辅助火焰。但是，通过常规火焰获得的温度峰在整个燃烧室中不能到达。

在根据本发明的方法中，氧气和空气在空间上分离，以防形成具有高氧气浓度同时伴随高氮气浓度的区域。所述区域尤其在使用富氧空气作为氧化剂的燃烧器中形成。在这些区域中，在燃烧期间形成氮氧化物(NO_X)。因为氧气和空气与很大程度上相互分离的燃料反应，显著降低了NO_X排放。

由于在燃烧过程中可以在使用空气的纯操作和使用氧气的纯操作以及使用氧气和空气的混合操作之间进行切换，因此所述方法可以高效地适应各个过程。

与使用空气的操作相比，在使用纯氧气的操作中，将较小量气体供给至燃烧室，以提供化学计量所需量的氧化剂。这里，几乎全部量的气体用于燃烧目的。因为供应较少气体，所以废气量小。由于氧化剂仅含有氧气，因此相同量的燃料输入了更多的能量。在氧化剂中几乎没有无氧组分，所以随废气损失的能量更少。因此，在使用纯氧的操作中，能量输入非常高。实际上不存在像氮气之类的气体。因而不形成有害的NO_X气体。因此，在这种操作状态下，废气仅具有百分比非常小的污染物。这可以使实施所述方法的相应装置非常紧凑，但仍提供高热容量。

与使用纯氧的操作相比，在使用空气的操作中，较大量的气体引入用于氧化的燃烧室中，从而提供化学计量所需量的氧化剂。这里，不是全部量的气体用于燃烧目的，因为除了氧气外，该氧化剂还含有氮气和不能用于燃烧的其他组分。因为供应更多气体，所以废气量更多，以提供足够的氧化剂。伴随更多量的废气，损失的能量更多，并且输入的能量更少。空气中含有的氮气也导致有害NO_X气体的形成。因此，在这种操作状态下，废气具有更高的污染物百分比。另一方面，可以非常高的成本效率实施所述方法，因为与氧气相比，空气显然产生更低的成本。

所述燃烧器可以用来将另一氧气流供给至位于燃料流中央的燃烧室。因此，这种中央氧气流被燃料流包封，并且同燃料流中部分燃料一起形成辅助火焰。这种辅助火焰永久地生成可用UV探测器检测的UV信号。

当这些流离开燃烧器时，它们可显示相同方向，大致平行于所述燃烧器的纵向。尤其是在使用氧气和空气的操作中，这尤其确保在与燃料反应时，空气和氧气将接近在空间上分离。

在起转(runup)时，可仅使用氧气操作燃烧器。与使用富氧空气进行操作的燃烧器相比，更大量的能量输入显著缩短了达到标称温度所需的时间。此外，NO_X的排放量低得多。

然后，在标称操作中，燃烧器可仅使用空气进行操作。这里，不需要涡漩体使空气中含有的氧气与燃料接触。在标称操作中由再循环废气引起的漩涡对于此目的是足够的。必然需要安装空间并且使燃烧器设计布局复杂化的涡旋体是不需要的。这使得可以使用更加紧凑的装置，以更高成本效率实施所述方法。

因此，紧凑的装置可以使用空气进行操作。如果在使用空气的操作中没有导入足够的热量，那么根据需要，可以计量输入氧气、可以启动混合模式、或者可以完全使用纯氧再次实施该过程。

因此，燃烧性能可最佳地适应于燃烧过程的要求，且可在任何时候被优化。

此外，废气可以在燃烧室中再循环，其中这种再循环可在内部或外部进行。这进一步减少NO_X排放。

在所述方法中，氧气和/或空气各自以高速度供给至燃烧室。氧气流的高速度是指至少50m/s的速度，优选80m/s和200m/s之间的速度。空气流的高速度是指至少50m/s的速度，优选80m/s和150m/s之间的速度。与现有技术已知的空气“直接”富含氧气的燃烧器不同，这里，“直接”不富含氧气，因为空气和氧气作为分开的流供应或通过分开的喷嘴供应。但是，在包含氧气和空气的操作状态下，整个过程仍然可以视为“富氧”。

用于根据本发明的稀释燃烧的燃烧器包括将燃料供给至燃烧室的燃料喷嘴、将空气供给至燃烧室的至少一个空气喷嘴、以及将氧气供给至燃烧室的至少一个氧气喷嘴。所述空气喷嘴和氧气喷嘴在空间上彼此分离。

下面将基于附图更详细地说明本发明。

图1中为根据本发明的燃烧器，沿A-A线切割部件的侧视示意图，

图2中为来自图1根据本发明的燃烧器，从前面看的顶视示意图，

图3中为具有燃烧器和燃烧室的根据本发明的炉，示意图，

图4中为喷嘴阵列，示例性顶视图，

图5中为另一个喷嘴阵列，示例性顶视图，

图6中为另一个喷嘴阵列，示例性顶视图，

图7中为另一个喷嘴阵列，示例性顶视图，

图8中为另一个喷嘴阵列，示例性顶视图，并且

图9中为另一个喷嘴阵列，示例性顶视图。

根据本发明的炉1基本上包括燃烧器2和燃烧室3(图3)。

下面将仅仅示意性地描述整个炉1，以说明根据本发明的装置的原理设计。

燃烧器2显示圆柱形燃烧器壳体4，所述燃烧器壳体具有指定为燃烧器侧7的前壁、后壁12和夹套壁9(图1)。把垂直于所述前壁7和所述后壁12并从所述后壁12移动到所述前壁9的方向称作所述燃烧器2的纵向5。

所述燃烧器2的燃烧器壳体4包含在所述燃烧器2的纵向5上大致同心地延伸的中央氧气喷嘴管(central nozzle tube)6。所述氧气喷嘴管6的一端在所述燃烧器的燃烧器侧7终止。中央氧气喷嘴37位于这个端区域中。

UV传感器8置于处于所述燃烧器壳体4中的氧气喷嘴管6的端部。

所述氧气喷嘴管6与氧气口10通过氧气管38相连。所述氧气口10包含在所述燃烧器壳体4的后壁12上。

在所述燃烧器壳体4中，还提供了同心包封中央氧气喷嘴6的燃料喷嘴管11。所述燃料管11的一端在所述燃烧器侧4终止。燃料喷嘴40形成在这个端区域中。

所述燃料喷嘴管11的另一端与燃料口13通过燃料管39连接。所述燃料口13形成在所述燃烧器壳体4的后壁12上。

所述燃烧器2的燃烧器本体4包含六个主氧气喷嘴管(primary oxygennozzle tube)14。所述六个主氧气喷嘴管14同心置于围绕所述中央氧气喷嘴管6的圆上，各自以相同的角距间隔。

所述主氧气喷嘴管14的一端与氧气环通道15通过各自的主氧气管41连接，并且另一端在所述燃烧器侧7内终止。主氧气喷嘴42分别置于所述主氧气喷嘴管14的燃烧器侧端上。所述氧气环通道15在所述燃烧器本体4中大致平行于燃烧器侧7延伸。

所述氧气环通道15与主氧气口17通过管段(tube section)16连接。所述主氧气口17形成在所述燃烧器壳体4的夹套壁9上。

在所述燃烧器2的燃烧器本体4内设置了六个空气喷嘴管19。所述空气喷嘴管19同心置于圆上，各自以相等的角距间隔，所述圆围绕所述主氧气喷嘴管14之间的空隙中的所述中央氧气喷嘴管6或燃料喷嘴管11。

所述空气喷嘴管19的一端与空气环通道20通过空气管43连接，而另一端在所述燃烧器侧7内终止。各自的空气喷嘴44形成在所述空气喷嘴管19的燃烧器侧端。所述空气环通道20设计为在一个平面内大致平行于所述后壁9。所述空气环通道20与空气口21通过空气管段36连接。所述空气口21形成在所述燃烧器壳体4的夹套壁9上。

在所述燃烧器侧7的顶视图中(图2)，主氧气喷嘴42和空气喷嘴44以彼此偏移30°角的方式布置。

所述炉1包括氧气供应源22。

所述氧气供应源22与所述氧气口10通过氧气管路25连接。氧气阀门26置于所述氧气管路25中。

所述氧气供应源与主氧气口17通过主氧气管路23连接。主氧气阀门24置于所述主氧气管路23中。

所述炉进一步显示有鼓风机或通风机27。所述鼓风机27与所述空气口21通过空气管路28连接。空气阀门29置于所述空气管路28中。

所述炉1显示有燃料供应源30。所述燃料供应源30与燃料口13通过燃料管路31连接。燃料阀门32置于所述燃料管路31中。

所述炉进一步显示有控制器33。所述控制器33通过控制线路34与UV传感器8、所述燃料阀门32、所述空气阀门29、所述氧气阀门26和所述主氧气阀门24连接。

所述燃烧器2的燃烧器侧7进入燃烧室3中(图3)。

所述氧气喷嘴37和/或所述燃料喷嘴40和/或所述空气喷嘴44和/或所述主氧气喷嘴42可以设计成朝向出口呈锥形并使气体流加速的喷嘴，或者设计成de Laval喷嘴或文丘里管。

在所述燃烧器壳体4中可设置同流换热器或者热交换器，以在用燃料氧化前预加热相应管道中的空气流。可以使用燃烧废气的热量进行这种预加热。

下面描述基于根据本发明的炉1的稀释燃烧的方法。

首先提供辅助火焰。

所述控制器33首先通过控制线路34开启所述氧气阀门26。氧气从所述氧气供应源22流出，并经由所述氧气管路25、氧气口10和氧气管38流入所述中央氧气喷嘴管6。这使所述中央氧气喷嘴37暴露于氧气中。

当离开所述燃烧器2时，测得中央氧气流的速度为15m/s至50m/s之间，优选在25m/s至30m/s之间。氧气流在所述燃烧器2的纵向5上离开所述中央氧气喷嘴37。测得中央氧气流的百分比为化学计量需氧量的1％至5％之间。

在整个操作中，所述控制器33控制中央氧气流不变。

同时，所述控制器33经由控制线路34启动所述燃料阀门32，并且打开所述燃料阀门，从而提供形成辅助火焰所需的燃料。这样，燃料从所述燃料供应源30流出，并且经由所述燃料管路31和燃料口13流入所述燃料管。所述燃料喷嘴40经由所述燃料管路39暴露于燃料。

在燃料流离开所述燃烧器2时，测得其速度为50m/s至150m/s之间，优选在70m/s至90m/s之间。燃料流在所述燃烧器的纵向5上离开所述燃料喷嘴11。

在借助点火装置点火后，所供应的燃料与从所述中央氧气喷嘴37出来的氧气一起燃烧。这导致辅助火焰形成。这种辅助火焰产生足够的可被UV传感器8检测的UV辐射。所述UV传感器8通过控制线路34通知所述控制器33辅助火焰的存在。在整个操作中保持辅助火焰，因此也可在整个操作中检测辅助火焰。在750℃的过程温度下启动，可使UV监测器失效。根据EN 746-2，在这个温度下启动包括高温过程。那么，辅助火焰不再是绝对需要的，且所述辅助火焰产生不必要的氮氧化物。所述UV监测器是否失效取决于过程和火焰监测器的种类。然后应该用温度传感器监测过程温度，其中现有的温度传感器不能用于过程控制。然而，在整个操作中，可经由所述燃料喷嘴44将少量但恒定量的燃料供给至燃烧室3，并且经由所述中央氧气喷嘴37将恒定的少量氧气供给至所述燃烧室3。

为了起转目的，所述控制器33随后经由控制线路34并行地致动主氧气阀门24和燃料阀门32。

另外，向现在进一步打开的燃料阀门32额外提供起转所需的燃料量。在燃料流离开所述燃烧器2时，测得其速度仍然在50m/s至150m/s之间，优选在70m/s至90m/s之间。燃料流也依然在所述燃烧器2的纵向5上离开所述燃料喷嘴40。

通过所述打开的氧气阀门24，所述燃烧器2起转或者燃烧所需的化学计量氧气量经由所述主氧气管路23流出所述氧气供应源22，流入所述主氧气口17，并且从那里进入所述氧气环通道15。所述六个主氧气喷嘴管14以及因此所述主氧气喷嘴42经由所述氧气环通道15和所述主氧气管41暴露于氧气中。

另外，在所述主氧气喷嘴42中横截面变窄的区域额外加速主氧气流。在所述主氧气流离开所述燃烧器2时，测得其速度在50m/s至324m/s之间，优选在80m/s至200m/s之间。所述主氧气流大致在纵向5上离开所述主氧气喷嘴42。离开所述主氧气喷嘴的氧气有利地显示至少90-95％的氧气含量，优选至少99％，以减少氮氧化物的生成。

所述主氧气流和燃料流的速度引起炉废气再循环，所述炉废气转而与所述主氧气流和燃料流混合。

下面说明所述燃烧器的标称操作(nominal operation)。可根据过程和程序步骤，采用空气和/或氧气进行标称操作。

一旦所述燃烧室3已经达到约800℃至900℃的标称温度，所述燃烧器可以切换到使用空气的标称操作。为此，所述控制器33经由控制线路34致动所述空气阀门29，并且打开所述空气阀门29。于是，由所述鼓风机27提供的空气经由空气管路28流入所述空气口21，经由空气管段36流入所述空气环通道20，从而流入所述空气管43和所述空气喷嘴管19。这样，所述空气喷嘴44暴露于环境空气。当空气离开时，它显示有低于1bar(g)的压力，优选低于200mbar(g)至300mbar(g)的压力。

关闭所述主氧气阀门24的同时打开与所述空气阀门29。因此，不再有氧气流出所述主氧气喷嘴42。

空气以50m/s至330m/s，优选80m/s至150m/s之间的速度离开所述空气喷嘴44或所述燃烧器2。所述空气喷嘴44的横截面变窄的区域使离开所述空气喷嘴的空气流加速。这些空气流大致在所述燃烧器的纵向5上离开。

因此，在使用空气的标称操作中，所述燃烧器2可以仅使用空气中含有的氧气进行操作。

例如，使用空气的标称操作可以用于保持和铸造目的(holding andcasting purposes)。

如果随着操作继续必须输入更多的能量，所述主氧气阀门26的控制器33打开，并且通过所述主氧气喷嘴42计量加入供燃烧的氧气，直到已经达到所需的能量输入。离开所述空气喷嘴的空气量以与所供应的氧气相同的化学计量比减少。

在所述燃烧室3已经达到其约800℃至900℃的标称温度后，在使用氧气的标称操作中，所述燃烧器也可以继续操作。对于需要更高能量输入的过程，可以提供使用氧气的标称操作。例如，对于熔炼，情况就是这样。然后，所述燃烧器仅使用氧气作为氧化剂进行操作。对于使用氧气的标称操作，所述装置在设计上可以更加紧凑，但是同时仍然允许高能量输入。

诸如水和二氧化碳的三原子气体以热辐射放出相当多的热能。这就是为什么这些三原子气体的存在导致所述燃烧室3内热量均衡，连同再循环造成在所述燃烧室内出现温度分布均匀，以便整个燃烧室内呈现大致相同的温度。因此，避免了温度峰，并且热量分布更均匀。这样便提高了整个炉的效率。

炉废气的再循环产生低排放，即减少的NO_x、氧化。

总是可以定制或者优化根据本发明的方法以适应各自的要求，因为所述燃烧器可使用氧气、空气或以具有任何所需的空气/氧气比例的混合模式进行操作。

下面描述所述主氧气喷嘴14和空气喷嘴19的各种布置。

例如，可提供四个主氧气喷嘴42和四个空气喷嘴44。后者可置于围绕所述中央氧气喷嘴37或燃料喷嘴40的圆上。然后，所述主氧气喷嘴42和空气喷嘴44彼此相对偏移45°角(图4)。

所述四个主氧气喷嘴42可置于围绕所述中央氧气喷嘴37或燃料喷嘴40的第一圆上。然后，所述四个空气喷嘴44置于围绕所述空气喷嘴44的更大的圆上(图5)。例如，然后所述主氧气喷嘴42和空气喷嘴44彼此相对偏移22.5°角。

在可选的配置中，所述空气喷嘴和氧气喷嘴也可这样布置：将所述空气喷嘴放置在内圆上，并且将所述氧气喷嘴放置在外圆上(图6)。

也可以这样设置：在其中一个圆上分别设置两个空气喷嘴和两个氧气喷嘴(图7)。

四个空气喷嘴和四个氧气喷嘴也可置于内圆上，然而仅放置四个氧气或空气喷嘴在外圆上(图8)。

例如，四个空气喷嘴也可置于内圆上，并且分别的四个空气喷嘴和四个氧气喷嘴置于外圆上(图9)。

当布置在一个、两个、三个或更多个圆上时，喷嘴之间的很多种角距基本上都是可行的。

对照表

1炉 31燃料管路

2燃烧器 32燃料阀门

3燃烧室 33控制器

4燃烧器壳体 34控制线路

5纵向 35

6中央氧气喷嘴管 36空气管段

7前侧 37氧气喷嘴

8UV传感器 38氧气管

9夹套壁 39燃料管

10氧气口 40燃料喷嘴

11燃料喷嘴管 41主氧气管

12后壁 42主氧气喷嘴

13燃料口 43空气管

14主氧气喷嘴管 44空气喷嘴

15氧气环通道

16管段

17主氧气口

18

19空气喷嘴管

20空气环通道

21空气口

22氧气供应源

23主氧气供应管路

24主氧气阀门

25氧气管路

26氧气阀门

27鼓风机

28空气管路

29风门片(air flap)

30燃料供应源

Claims

1.稀释燃烧的方法，其中将燃料流、空气流和氧气流供给至具有燃烧器的燃烧室，其中在空间上彼此分离地供应所述空气流和氧气流，并且可以彼此独立地调节它们的体积流，这样在燃烧过程中，可以在使用空气的纯操作和使用氧气的纯操作以及使用氧气和空气的混合操作之间进行切换。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于当所述流离开所述燃烧器时，它们显示相同方向，大致平行于所述燃烧器的纵向。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述燃烧器在起转中使用氧气进行操作，并且在正常操作中使用空气或氧气或两者的混合物作为氧化剂进行操作。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于将额外的氧气流供给至具有燃烧器的燃烧室，所述燃烧器位于燃料流中央，使所述额外的氧气流被所述燃料流包封，其中该氧气流与所述燃料流中部分燃料形成辅助火焰。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于废气在所述燃烧室中再循环，其中该再循环可在内部或外部发生。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于所述燃烧室暴露于速度至少为50m/s，优选为80m/s至200m/s的额外的氧气流。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于所述燃烧室暴露于速度至少为50m/s，优选为80m/s至150m/s的额外的空气流。

8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于所述燃料流大致同心地被额外的氧气和/或空气流包封。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征在于所述燃料流具有至少为50m/s，优选70m/s至90m/s的速度。

10.用于稀释燃烧的燃烧器，其具有将燃料供给至燃烧室的燃料喷嘴、将空气供给至燃烧室的至少一个空气喷嘴、以及将氧气供给至燃烧室的至少一个氧气喷嘴，其中所述空气喷嘴和氧气喷嘴在空间上彼此分离。

11.根据权利要求10所述的燃烧器，其特征在于设置以下述方式设计的控制器：在燃烧过程中，可以在使用空气的纯操作和使用氧气的纯操作以及使用氧气和空气的混合操作之间进行切换。

12.根据权利要求10或11所述的燃烧器，其特征在于设置额外的氧气喷嘴，其置于所述燃料喷嘴的中央。

13.根据权利要求10至12中任一项所述的燃烧器，其特征在于设置2至12个，优选4至6个之间的额外的氧气喷嘴，并且提供了2至12个，优选4至6个之间的额外的空气喷嘴。

14.根据权利要求10至13中任一项所述的燃烧器，其特征在于所述燃烧器具有与氧气源相连的至少一个口，以及与空气源相连的至少一个口。

15.用于稀释燃烧的燃烧器装置，其具有根据权利要求10至14中任一项所述的燃烧器和燃烧室。