CN104075312A - 用于燃烧烃和其它液体和气体的方法和装置 - Google Patents

用于燃烧烃和其它液体和气体的方法和装置 Download PDF

Info

Publication number
CN104075312A
CN104075312A CN201410120671.1A CN201410120671A CN104075312A CN 104075312 A CN104075312 A CN 104075312A CN 201410120671 A CN201410120671 A CN 201410120671A CN 104075312 A CN104075312 A CN 104075312A
Authority
CN
China
Prior art keywords
app
precombustion
gas
district
air
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
CN201410120671.1A
Other languages
English (en)
Inventor
R·利利坎盖斯
E·佩科拉
T·图洛卡斯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
OILON Oy
Original Assignee
OILON Oy
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 OILON Oy filed Critical OILON Oy
Publication of CN104075312A publication Critical patent/CN104075312A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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 
    • F23C13/00—Apparatus in which combustion takes place in the presence of catalytic material
    • F23C13/04—Apparatus in which combustion takes place in the presence of catalytic material characterised by arrangements of two or more catalytic elements in series connection
    • 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 
    • F23C1/00—Combustion apparatus specially adapted for combustion of two or more kinds of fuel simultaneously or alternately, at least one kind of fuel being either a fluid fuel or a solid fuel suspended in a carrier gas or air
    • F23C1/08—Combustion apparatus specially adapted for combustion of two or more kinds of fuel simultaneously or alternately, at least one kind of fuel being either a fluid fuel or a solid fuel suspended in a carrier gas or air liquid and gaseous fuel
    • 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 
    • F23C13/00—Apparatus in which combustion takes place in the presence of catalytic material
    • F23C13/06—Apparatus in which combustion takes place in the presence of catalytic material in which non-catalytic combustion takes place in addition to catalytic combustion, e.g. downstream of a catalytic element
    • 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 
    • F23C6/00—Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers or combustion zones, e.g. for staged combustion
    • F23C6/04—Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers or combustion zones, e.g. for staged combustion in series connection
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J15/00—Arrangements of devices for treating smoke or fumes
    • F23J15/02—Arrangements of devices for treating smoke or fumes of purifiers, e.g. for removing noxious material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N3/00—Regulating air supply or draught
    • F23N3/002—Regulating air supply or draught using electronic means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00—Systems for controlling combustion
    • F23N5/003—Systems for controlling combustion using detectors sensitive to combustion gas properties
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2225/00—Measuring
    • F23N2225/26—Measuring humidity
    • F23N2225/30—Measuring humidity measuring lambda
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2900/00—Special features of, or arrangements for controlling combustion
    • F23N2900/05003—Measuring NOx content in flue gas
    • 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
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49826—Assembling or joining

Abstract

本发明涉及用于燃烧烃或其它可燃性液体和气体的方法和装置，还涉及这样的设备的制造和应用。装置(APP)已设有至少一个用于液态和/或气态燃料(FUE)和空气(AIR)的入口和至少一个用于去除在所述装置(APP)中产生的气体(EXHG)的气体出口(EXHG)，以及至少一个用于调节燃料(FUE)和空气(AIR)的量的测量和调节单元(C)，并且所述装置(APP)已设有至少一个用于气体的部分燃烧的预燃烧区(Cz11、Cz12、Tz1)，所述装置包括至少一个后燃烧区(Cz21、Cz22、Tz2)，其用于燃烧在预燃烧中产生的气体，使在预燃烧中所产生的NOx还原和/或使烃和一氧化碳排放物氧化。

Description

用于燃烧烃和其它液体和气体的方法和装置
技术领域
本发明涉及用于燃烧烃或其它可燃性液体和气体的方法和装置，还涉及这样的装置的制造和用途。
背景技术
在能量的产生中，热燃烧总是产生氮氧化合物(NOx)，因为在高温下(>1000℃)燃料中所含的大气氮或有机氮与燃料中所含的燃烧空气或氧气反应。温度越高，燃烧时间越长，就产生了更多的NOx排放。另一个问题在于，热燃烧从来都不完全，但由于不完全燃烧，烟道气总是留有未燃烧的烃(VOC)或一氧化碳(CO)。产生的这些化合物的量越高，温度就越低，燃烧时间就越短，即由于还原(NOx)和氧化(HC和CO)反应需要的条件是相互矛盾的，因此产生排放。官方基于在欧洲的BAT(最佳可用技术（BestAvailable Technology）)解决方案和在USA的BAC(最佳可用控制（BestAvailable Control）)标准，已经开始引入更严格的排放法规。
由于二氧化碳(CO2)的温室效应，公开辩论中的主题近来已经聚焦在二氧化碳排放上。在某种程度上已经被忽略的是，烃排放是比CO2强大一个数量级的温室气体。同样，氮氧化合物是温室气体和导致酸雨的原因，并且与VOC气体联合起来成为对植物和人类高度有害的对流层臭氧的来源。由于这些原因，NOx和VOC排放法规也与CO2排放同时被收紧。氮氧化合物排放的消除是昂贵的，因为这需要通常损害效率（提高CO2排放)并且还提高投资和运营成本的二次方法。目前所采用的最有效的二次NOx去除手段是SCR(选择性催化还原)催化转换器和与其相容的选择性还原剂（氨或尿素）。从烟道气中去除VOC和CO排放较为容易。对此所需要的仅是氧化催化剂。此外，所有上述化合物需要高于250℃的温度和随后的热量回收。烟道气的清除就投资和运营成本而言是昂贵的。供选择的解决方案是氧化有机燃料，以实际上完全不产生上述的排放。这对于催化燃烧以及热和催化燃烧的组合是可能的，因为气体温度可以维持在足够低的水平上，反应时间与热燃烧相比非常短。另外一种可能是在化学计量的空气-燃料比下热地燃烧气态或液态燃料。在热燃烧之后，在热燃烧中产生的NOx可以在催化转换器中还原。
二氧化碳总是在燃烧有机化合物时产生。利用在燃烧中产生的二氧化碳的一个可能是温室，其不仅为了热能而且还为了替代在光合成中消耗的二氧化碳以及为了给植物施肥而需要二氧化碳。关于空气传播的二氧化碳(约380mg/Nm3)的双倍-三倍过量可以加速多达40%的生长。
温室成为用于减少CO2排放的好的目标，特别是如果能量是用无排放的生物燃料产生的。在该情况下，温室将作为碳汇（carbon sinks）起作用。催化燃烧，单独地或与热燃烧共同地，可以特别好地应用到用于温室的能量的产生，因为植物既不耐受氮氧化合物，也不耐受乙烯。同样地，关于这些排放，植物需要的空气比人类清洁约一百倍。
在工业、交通和居住供暖所需要的能量的产生中所生成的NOx和VOC是一个主要问题。它们与阳光一起产生对于植物和人类有害的对流层臭氧。从2012年2月1日起，NOx排放按照加利福尼亚BAC标准被限制到约15mg/Nm3(1.4-3MW设施)的水平。较大的设施被要求具有较低的值：对于NOx排放，为5mg/Nm3，对于VOC和CO排放，为20mg/Nm3。然而，州和州之间的标准是不同的。这些值不能仅通过热燃烧达到。然而，在不用随后处理烟道气的情况下，所有这些限值可以通过催化燃烧或催化和热燃烧的新的组合来达到。
发明内容
现在发明了用于燃烧烃或其它可燃性气体和液体的方法和装置，借此燃烧可以以特别有效的方式来进行。本发明还涉及用于制造和使用这样的装置的方法。
本发明的方法和装置存在于独立权利要求中。此外，本发明的数个优选实施方案存在于从属权利要求中。
本发明的装置APP已设有或安置成包括至少一个用于液态和/或气态燃料和空气的入口，和至少一个用于除去在所述装置中生成的气体的气体出口，以及至少一个用于调节燃料和空气量的测量和调节单元，并且所述装置APP已设有至少一个用于气体的部分燃烧的预燃烧区，所述装置包括至少一个用于燃烧在预燃烧中生成的气体的后燃烧区以减少在预燃烧中产生的NOx，和/或以氧化烃和一氧化碳排放物。
根据本发明的一个目的，预燃烧区和/或后燃烧区中的至少一个是催化区。
根据本发明的一个目的，所述装置APP设有至少一个催化区。根据本发明的一个目的，所述装置APP设有至少一个热区。根据本发明的一个目的，所述装置APP设有至少一个催化预燃烧区和至少一个热后燃烧区。根据本发明的一个目的，所述装置APP设有至少一个催化预燃烧区和至少一个催化后燃烧区。根据本发明的一个目的，所述装置APP设有至少一个热预燃烧区和至少一个催化后燃烧区。这在本发明的某些实施方案中是有益的，并且有利于改善燃烧性能。根据本发明的一个目的，所述装置APP设有至少一个用于传输预燃烧和/或后燃烧中所生成的热量的热交换器HE。这给出了经济和技术优点。
根据本发明的方法分别包括至少以下操作：
-在至少一个预燃烧区中使燃料进行部分预燃烧，以使所供应的燃料仅部分地燃烧，
-在至少一个后燃烧区使预燃烧所生成的气体进行后燃烧，以燃烧预燃烧生成的气体，以便减少预燃烧生成的NOx，和/或以便氧化烃和一氧化碳排放物。
所述装置和方法可以在一种或多种配置中实施。因此，所述装置可以使其组件位于单一的部件（assembly）中或由一种或多种其它介入组件或机构来彼此分开。分别地，还可以以单一次序来进行操作或者可以用一种或多种其它介入操作来将操作至少部分地彼此区分开。这些还可以整合成较大的实体（entities）。
所述装置和方法可以用于燃烧例如天然气、生物气（bio-gas）、生物乙醇、丙烷、甲醇、乙醇、松节油、丁烷、戊烷、一氧化碳、氢、轻燃料油、油-水乳状液和/或其混合物。
根据本发明的一个目的，所述测量和调节单元C设有或安置成包括至少一个用于测量烟道气的氧化/还原电位的λ传感器（Lambda sensor）。燃料FUE和空气AIR进入所述装置APP的入口可以适配成在0.5-1.5的Λ范围内发生。
根据本发明的一个目的，所述燃烧温度在400-800℃的范围内。因此，优选地基本上没有NOx排放。
如果气体的CO含量高，则可以选择催化区以使温度较低，甚至为200℃或更低。这显著地延长了催化剂的寿命。随后适当的温度可以为例如100℃或比通常情况低得多。因此也有利的是在预处理气体中具有高含量的CO并且随后将其在催化区中燃烧。
根据本发明的一个目的，NOx排放的监测是通过使用NOx传感器来进行的，这优选地同样对于控制空气-燃料比是有用的。
根据本发明的一个目的，CO排放的监测是通过使用CO传感器来进行的，这优选地同样对于控制空气-燃料比是有用的。
根据本发明的一个目的，所述装置包括一个具有液态或气态燃料入口的热燃烧器和至少一个用于气体的催化燃烧和用于在热燃烧中所生成的NOx的还原和用于烃和一氧化碳排放物的氧化的催化转换器。由于在燃烧可燃气体的过程中的还原需要化学计量的空气-燃料比，所述装置因此另外设有至少一个对烟道气的氧化/还原电位进行测量的λ传感器，并且设有空气/燃料比的调节系统。NOx排放的监测可以通过使用NOx传感器来进行，其也可以用来控制空气-燃料比。
根据本发明的一个目的，至少一个预燃烧区和/或后燃烧区是催化区，其具有活化部分和未活化部分，以便仅部分燃烧燃料并且以便调节燃烧温度。
在预燃烧工艺中的热燃烧可以由一种或多种催化转换器来替代，其中第一，可能还有第二催化转换器是仅仅部分地催化涂覆的。根据本发明的一个目的，所述催化转换器蜂巢设有并排的活化和未活化通道。在该情况下，所述反应发生在活化通道，“冷”的未反应气体行进在邻近的通道中。这使得能够冷却在活化通道中产生的高温，因为催化转换器中的反应比热燃烧发生地迅速地多。因此，热量的产生可以在多个阶段上分布。这样的部分涂覆的催化转换器可以优选地由金属箔来如下构建：仅仅涂覆所述箔的一侧或放置未涂覆的箔以充当每隔一张的箔。部分燃烧也可以通过在蜂巢的中部处留一个较大的开口或在外周上留一个间隙来进行。供选择的方案在各种组合中是合理的。
催化燃烧可以用非常贫的混合物来进行，这是本发明的锅炉能够同时燃烧数种燃料（包括VOC排放）的原因。用于燃烧器的空气和燃料的供应可以在催化转换器之后通过温度来控制。
以上类型的燃烧器的一个方面在于，这样的燃烧器可以作为锅炉的部分来构建，所述锅炉优选为管式热交换器，从而使催化转换器能够以固定的间隔放置在管的内部，所述管具有在管的外部流动的水或其它液体。这里的想法是，热的产生被分布在数个阶段。因此，气体在下一个催化转换器之前使热向液体传输而有时间冷却。因此，催化转换器可以避免过热，并且气体可以在较长距离内保持热的状态。催化转换器的通道是足够小的，以消除热燃烧的可能性。燃烧是以在催化剂表面上进行的无火焰的强烈氧化的形式来发生的。当从催化转换器中出现时，气体立即点燃从而热燃烧。
根据本发明的一个目的，所述装置包括至少一个在火管锅炉的火管（或多个火管）中的热预处理区和至少一个作为后处理在火管锅炉的烟管（或多个烟管）中安装的催化燃烧区。火管锅炉可以是例如一元、二元、三元或四元锅炉。这些实施方案具有实质性的优点，因为其给出了控制预燃烧和后燃烧两者的非常有效的方式。现在还可能的是非常有利地优化后燃烧催化区的位置。催化区可以视情况被固定，以使催化燃烧的条件即使在变化的温度和锅炉负荷下也是最佳的。可以通过测量或例如通过CFD(计算流体动力学)来确定位置。术语“火管锅炉”在本申请中也理解为例如锅壳式锅炉（shell boiler）和水管式锅炉。术语“火管”在本申请中也理解为例如炉、燃烧室、火焰管、第一通路（first-pass）、火箱（fire-box）。术语“烟管”在本申请中也理解为例如第二通路、对流部分的管（或多个管）。
通常地，火管中的温度高于1000℃并且烟管中的温度为1000至300℃。催化区(如三元催化)通常固定到例如二元管，在此处催化燃烧的条件即使在变化的温度和锅炉负荷下也是最佳的。可以通过测量或例如通过CFD(计算流体动力学)来确定位置。在二元锅炉的实例中，火管中的温度为1000至1750℃，烟管中的温度为1000至300℃，放置三元催化剂，以使在催化区中的目前温度为约360至860℃。
该燃烧器和锅炉的组合可以由常规的管式热交换器来构建。热传递可以通过在气体中诱导漩涡来提高。尽管峰值温度较低，该热传递解决方案对于实现更加有效的热传递性能是有用的。所附的是一个实施例。同样，锅炉和燃烧器在尺寸上变得更小并且在成本上变得更低。不需要特殊的材料，并且可以应用标准解决方案如热交换器。
实施例：在三元催化转换器中同时发生以下的主要反应：
HC+O2->H2O+CO2
CO+O2->CO2
HC+NOx->H2O+CO2+N2
CO+NOx->CO2+N2
在催化转换器中的温度可以升至特别高的水平(超过1500℃)。因此，催化转换器必须通过采用高度耐热钢级别如1.4767、1.4828、Nicrofer6025HT等或陶瓷蜂窝单元（ceramic honeycomb cells）来构造。优选地，将催化转换器用一些铂系金属和多孔的涂层来涂覆。其中，Ecocat Oy已经开发了能够承受特别高的温度的催化转换器，其可以用于该用途。从有利的燃烧结果的角度来看，优选的解决方案是混合金属-核催化转换器。
在传统的热燃烧的情况下，难以达到50mg/Nm3的NOx的水平。最小化NOx排放的尝试产生了因不完全燃烧而升高的烃和一氧化碳排放的危险。本发明的一个优点在于，所述燃烧过程整体上非常短暂，而且大的预燃室（pre-chamber）对于燃烧不是必要的。当温度作为燃烧时间的函数直接成比例地上升时，氮氧化合物的生成成指数增长。氧含量的升高使得NOx的形成与该含量的平方根成比例地降低。
所述燃烧器维护需求低并且贵金属的催化转换器的使用寿命长。所述燃烧器是由数个易于分拆的组件所组成。
温室对于本技术而言将成为极好的目标。在燃烧丙烷的过程中，所产生的二氧化碳的量是关于燃料消耗量的三倍，在燃烧天然气的过程中，所产生的二氧化碳的量是关于燃料消耗量的二倍。这从对于CO2的施肥需求的角度来看几乎是最佳的量。目前，施肥主要用液化二氧化碳来进行，这主要是通过发酵过程和随后通过冷却来纯化且液化而制备的。这完全与目前环境法规相矛盾。另一个问题是在储存期间CO2的升温和蒸发。
催化Ultra LowNox、NoVoc和NoCo燃烧器尺寸小且费用低。这使得在没有后烟道气处理的情况下能够达到甚至最严格的排放标准。最终排放百分比的消除总是最为昂贵的阶段。
有用的燃料包括几乎所有的气态和多种液态燃料，如天然气、生物气、生物乙醇、丙烷、轻燃料油、油/水乳状液等。最实用的是不含卤素的低硫燃料和气体。甚至后者可以使用，但必要的是在不同的催化转换器和锅炉材料的情况下。硫化合物的燃烧导致硫酸的形成，氯化烃的燃烧导致盐酸的形成。
在锅炉的下游处，在热燃烧中不可避免地产生的氮氧化合物的去除是困难且昂贵的。最常需要的是SCR或SNCR(选择性催化还原或选择性非催化还原)催化转换器和用于其的选择性还原剂氨或尿素。除了高的购置价格以外，还有永久的对于还原剂（氨或尿素）的购置费用，而且催化NoNox燃烧器的低NOx水平并非总可以达到。在热燃烧中产生的NOx的还原以及VOC和CO排放物的氧化需要高于250℃的温度。
所组合的热和催化燃烧器在没有任何废气后处理的情况下实现了目前的和将来收紧的NOx、VOC和CO排放标准。与任何一种所引用的用于消除在能量生成中的NOx、HC和CO排放的技术相比，所述催化燃烧器都是一种较为便宜的解决方案。
所述催化燃烧器能够实现这样低水平的NOx和乙烯的排放，这使得能够直接将烟道气传送进入温室用于CO2肥料并且能够将燃烧产生的能量用于温室供暖。与针对人的工作场所的空气质量标准相比，对于温室的NOx和乙烯的排放标准要严格约100倍。
所述催化燃烧器与任何一种所引用的用于消除在能量生成中的NOx、HC和CO排放的技术相比都是一种较为便宜的方案。
优选地，所述催化燃烧器设有混合蜂巢或一些其它结构，其改善了材料传输，强化了氧化(燃烧气体分子在催化转换器的微孔中的扩散)并且同时减少了排放的量。
本发明的数个实施方案在图1-3中进一步描述：
-图1示出了一种装置，其包括两个催化预处理区和作为后处理的热燃烧区；
-图2示出了一种装置，其包括两个催化预处理区和作为后处理的催化燃烧区；
-图3示出了一种装置，其包括一个热预处理区和两个作为后处理的催化燃烧区；
-图4示出了一种装置，其包括一个在火管中的热预处理区和作为后处理在二元火管锅炉的烟管中安装的催化燃烧区；
-图5示出了一种装置，其包括一个在火烟道中的热预处理区和作为后处理在三元火管锅炉的烟管中安装的催化燃烧区。
图1-3的装置APP设有一个用于液态或气态燃料FUE和空气AIR的入口，至少一个用于去除在所述装置APP中产生的气体EXHG的气体出口，以及至少一个用于调节燃料FUE和空气AIR的量的测量和调节单元C。在图1-3中另外描述的是任选的额外的混合器MIX。所述装置包括以下操作：
-在至少一个预燃烧区Cz11、Cz12、Tz1中使燃料FUE部分地预燃烧，以使所供应的燃料仅部分地燃烧，
-在至少一个后燃烧区Tz2、Cz21、Cz22中使预燃烧所产生的气体GAS1后燃烧，所述后燃烧区用于使所述预燃烧产生的气体燃烧，以使预燃烧所产生的NOx还原，和/或使烃和一氧化碳排放物氧化，所述预燃烧和/或后燃烧在至少一个催化区Cz11、Cz12、Cz21、Cz22中进行，其包括用于仅部分地燃烧所述燃料和调节燃烧温度的活化通道和未活化区。图1-3的装置APP设有用于传输在预燃烧和/或在后燃烧中产生的热的热交换器HE。
在图1和3中，预燃烧或后燃烧在一个热区Tz1、Tz2中进行。在图1中，预燃烧在两个催化预燃烧区Cz11、Cz12中进行，并且后燃烧在一个热后燃烧区Tz2中进行。在图2中，预燃烧在两个催化预燃烧区Cz11、Cz12中进行，并且后燃烧在一个催化后燃烧区Cz21中进行。在图3中,预燃烧在一个热预燃烧区Tz1中进行，后燃烧在两个催化后燃烧区Cz21、Cz22中进行。
在图4和5中，预燃烧或后燃烧在火管FLU中的一个热区Tz1中进行，以使所供应的燃料仅部分地燃烧。后燃烧在烟管FTU中的催化区Cz21、Cz22中进行，其用于使所述预燃烧产生的气体燃烧，使预燃烧所产生的NOx还原，和/或使烃和一氧化碳排放物氧化。图4和5的装置APP设有一个用于液态或气态燃料FUE和用于空气AIR的入口和一个用于去除在所述装置APP中产生气体EXHG的气体出口，以及设有至少一个用于调节燃料FUE和空气AIR的量的测量和调节单元C。图4和5的装置APP设有用于传输在预燃烧和在后燃烧中产生的热量的热交换器HE。

Claims (33)

1.一种用于在装置(APP)中燃烧烃或其它可燃液体和气体的方法，所述装置设有至少一个用于液态或气态燃料(FUE)和用于空气(AIR)的入口和至少一个用于去除在所述装置(APP)中产生的气体(EXHG)的气体出口，以及设有至少一个用于调节燃料(FUE)和空气(AIR)的量的测量和调节单元(C)，其特征在于，所述方法包括至少以下操作：
-在至少一个预燃烧区(Cz11、Cz12、Tz1)中使燃料(FUE)部分地预燃烧，以使所供应的燃料仅部分地燃烧，
-在至少一个后燃烧区(Cz21、Cz22、Tz2)中使预燃烧产生的气体(GAS1)后燃烧，以燃烧所述预燃烧产生的气体，以使预燃烧产生的NOx还原，和/或以使烃和一氧化碳排放物氧化。
2.如权利要求1中所述的方法，其特征在于，所述预燃烧和/或后燃烧在至少一个催化区(Cz11、Cz12、Cz21、Cz22)中进行。
3.如权利要求1或2中所述的方法，其特征在于，所述预燃烧和/或后燃烧在至少一个热区(Tz1、Tz2)中进行。
4.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述预燃烧在至少一个热预燃烧区(Tz1)中进行并且所述后燃烧在至少一个催化后燃烧区(Cz21、Cz22)中进行。
5.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述预燃烧在至少一个催化预燃烧区(Cz11、Cz12)中进行并且所述后燃烧在至少一个催化后燃烧区(Cz21、Cz22)中进行。
6.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，进入所述装置(APP)的燃料(FUE)的供应和空气(AIR)的供应被设置成发生在0.5-1.5的λ范围内。
7.如权利要求6中所述的方法，其特征在于λ>1.0(贫混合物)。
8.如权利要求6中所述的方法，其特征在于λ<1.0(富混合物)。
9.如权利要求6中所述的方法，其特征在于λ为0.99至1.01(化学计量的空气-燃料比或与之接近)。
10.如权利要求8或9中所述的方法，其特征在于，所述装置(APP)包括至少一个具有三元催化的催化区(Cz11、Cz12、Cz21、Cz22)。
11.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，将预燃烧设置在较低的温度下。
12.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，进入所述装置(APP)的燃料(FUE)的供应和空气(AIR)的供应是通过使用NOx传感器监测NOx排放来设置的。
13.一种用于燃烧烃或其它可燃液体和气体的装置(APP)，其特征在于，所述装置(APP)已设有至少一个用于液态和/或气态燃料(FUE)和空气(AIR)的入口，至少一个用于去除在所述装置(APP)中产生的气体(EXHG)的气体出口(EXHG)，以及至少一个用于调节燃料(FUE)和空气(AIR)的量的测量和调节单元(C)，所述装置(APP)已设有至少一个用于气体的部分燃烧的预燃烧区(Cz11、Cz12、Tz1)，以及所述装置包括至少一个后燃烧区(Cz21、Cz22、Tz2)，其用于燃烧在预燃烧中产生的气体，用于使在预燃烧中生成的NOx还原和/或用于使烃和一氧化碳排放物氧化。
14.如权利要求13中所述的装置，其特征在于，所述装置(APP)已设有至少一个催化区(Cz11、Cz12、Cz21、Cz22)。
15.如权利要求13或14中所述的装置，其特征在于，所述装置(APP)已设有至少一个热区(Tz1、Tz2)。
16.如权利要求13至15中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置(APP)已设有至少一个热预燃烧区(Tz1)和至少一个催化后燃烧区(Cz21、Cz22)。
17.如权利要求13至15中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置(APP)已设有至一个催化预燃烧区(Cz11、Cz12)和至少一个催化后燃烧区(Cz21、Cz22)。
18.如权利要求13至17中任一项所述的装置，其特征在于，所述测量和调节单元(C)具有至少一个用于测量烟道气的氧化/还原电位的λ传感器。
19.如权利要求13至18中任一项所述的装置，其特征在于，所述测量和调节单元(C)具有至少一个NOx传感器，其用于通过使用NOx传感器监测NOx排放来设置进入所述装置(APP)的空气(AIR)的供应。
20.如权利要求13至19中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置(APP)已设有至少一个热交换器(HE)，其用于传输在预燃烧和/或后燃烧中产生的热。
21.如权利要求13至20中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置(APP)为火管锅炉，其包括至少一个在火管或多个火管FFL中的热预处理区(Tz1)和至少一个作为后处理在烟管或多个烟管FTU中安装的催化燃烧区(Cz21、Cz22)。
22.如权利要求21中所述的装置，其特征在于后处理催化剂(Cz21、Cz22)的位置是根据在烟管或多个烟管FTU中的燃烧温度和所述催化剂(Cz21、Cz22)的优化的工作温度来设置的。
23.一种用于制造适于燃烧烃或其它可燃液体和气体的装置(APP)的方法，其特征在于，所述装置(APP)设有至少一个用于液态和/或气态燃料(FUE)和空气(AIR)的入口，至少一个用于去除在所述装置(APP)中产生的气体(EXHG)的气体出口(EXHG)，以及至少一个用于调节燃料(FUE)和空气(AIR)的量的测量和调节单元(C)，所述装置(APP)已设有至少一个用于气体的部分燃烧的预燃烧区(Cz11、Cz12、Tz1)，以及所述装置设有至少一个后燃烧区(Cz21、Cz22、Tz2)，其用于燃烧在预燃烧中产生的气体，用于使在预燃烧中生成的NOx还原和/或用于使烃和一氧化碳排放物氧化。
24.如权利要求23所述的制造方法，其特征在于，所述装置(APP)设有至少一个催化区(Cz11、Cz12、Cz21、Cz22)。
25.如权利要求23或24所述的制造方法，其特征在于，所述装置装置(APP)设有至少一个热区(Tz1、Tz2)。
26.如权利要求23至25中任一项所述的制造方法，其特征在于，所述装置(APP)设有至少一个热预燃烧区(Tz1)和至少一个催化后燃烧区(Cz21、Cz22)。
27.如权利要求23至25中任一项所述的制造方法，其特征在于，所述装置(APP)设有至少一个催化预燃烧区(Cz11、Cz12)和至少一个催化后燃烧区(Cz21、Cz22)。
28.如权利要求23至27中任一项所述的制造方法，其特征在于，所述装置(APP)设有至少一个用于测量烟道气的氧化/还原电位的λ传感器和/或至少一个用于测量NOx排放和调节所述空气-燃料比的NOx传感器。
29.如权利要求23至28中任一项所述的制造方法，其特征在于，所述装置(APP)设有至少一个用于传输在预燃烧和/或在后燃烧中产生的热的热交换器(HE)。
30.如权利要求23至29中任一项所述的制造方法，其特征在于，所述装置(APP)为火管锅炉，其设有至少一个在火管或多个火管FFL中的热预处理区(Tz1)和至少一个作为后处理在烟管或多个烟管FTU中安装的催化燃烧区(Cz21、Cz22)。
31.如权利要求1-12中任一项所述的方法在天然气、生物气、生物乙醇、丙烷、甲醇、乙醇、松节油、丁烷、戊烷、一氧化碳、氢、轻燃料油、油/水乳状液和/或其任意混合物的燃烧中的应用。
32.如权利要求13-22中任一项所述的装置在天然气、生物气、生物乙醇、丙烷、甲醇、乙醇、松节油、丁烷、戊烷、一氧化碳、氢、轻燃料油、油/水乳状液和/或其任意混合物的燃烧中的应用。
33.如权利要求1－22中任一项所述的装置，其特征在于至少一个催化区(Cz11、Cz12、Cz21、Cz22)是三元催化的。
CN201410120671.1A 2013-03-27 2014-03-27 用于燃烧烃和其它液体和气体的方法和装置 Pending CN104075312A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FIPCT/FI2013/050340 2013-03-27
PCT/FI2013/050340 WO2014154931A1 (en) 2013-03-27 2013-03-27 Method and apparatus for burning hydrocarbons and other liquids and gases

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN104075312A true CN104075312A (zh) 2014-10-01

Family

ID=50478692

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410120671.1A Pending CN104075312A (zh) 2013-03-27 2014-03-27 用于燃烧烃和其它液体和气体的方法和装置
CN201420145207.3U Expired - Fee Related CN204213910U (zh) 2013-03-27 2014-03-27 用于燃烧烃或其它可燃液体和气体的装置

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201420145207.3U Expired - Fee Related CN204213910U (zh) 2013-03-27 2014-03-27 用于燃烧烃或其它可燃液体和气体的装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20140295358A1 (zh)
EP (1) EP2784391A1 (zh)
JP (1) JP2014190692A (zh)
CN (2) CN104075312A (zh)
WO (1) WO2014154931A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106090911A (zh) * 2015-04-14 2016-11-09 奥隆有限公司 一种减少来自烟道气的氮氧化物和一氧化碳的方法和烟道气组合物
CN113167475A (zh) * 2018-11-13 2021-07-23 庄信万丰股份有限公司 电加热的催化燃烧器

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016139385A1 (en) * 2015-03-03 2016-09-09 Oilon Technology Oy Energy production with low emissions
RU2639434C1 (ru) * 2017-05-04 2017-12-21 Андрей Владиславович Курочкин Устройство для сжигания топлив и нагрева технологических сред

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3928961A (en) * 1971-05-13 1975-12-30 Engelhard Min & Chem Catalytically-supported thermal combustion
US4459126A (en) * 1982-05-24 1984-07-10 United States Of America As Represented By The Administrator Of The Environmental Protection Agency Catalytic combustion process and system with wall heat loss control
US5248251A (en) * 1990-11-26 1993-09-28 Catalytica, Inc. Graded palladium-containing partial combustion catalyst and a process for using it
GB9027331D0 (en) * 1990-12-18 1991-02-06 Ici Plc Catalytic combustion
SE518816C2 (sv) * 1997-10-20 2002-11-26 Kanthal Ab Förfarande för avgasrening jämte gasbrännare
WO1999064789A1 (en) * 1998-05-29 1999-12-16 Morsø Jernstøberi A/S A stove for solid fuel
DE19962743A1 (de) * 1999-12-23 2001-06-28 Heinrich Koehne Verfahren zur Reduzierung der NO¶x¶-Emissionen aus der Verbrennung unter Nutzung exthermer Vorreaktionen in Form einer kalten Flamme
FI117519B (fi) * 2000-08-16 2006-11-15 Ecocat Oy Palavaa kaasumaista yhdistettä sisältävien kaasujen polttolaitteisto ja menetelmä sen käyttämiseksi
FR2817946B1 (fr) * 2000-12-11 2003-03-21 Inst Francais Du Petrole Dispositif de combustion catalytique avec pulverisation de combustible liquide sur parois chaudes
EP1255078A1 (de) * 2001-04-30 2002-11-06 ALSTOM (Switzerland) Ltd Katalysator
JP2006515659A (ja) * 2003-01-17 2006-06-01 カタリティカ エナジー システムズ， インコーポレイテッド 複数燃焼室触媒ガスタービンエンジンのための動的制御システムおよび方法
US7275929B2 (en) * 2003-12-22 2007-10-02 Tiegs Paul E Device and method for reducing fireplace particulate emissions
US7399458B1 (en) * 2005-11-18 2008-07-15 Callidus Technologies Inc. Fired equipment with catalytic converter and method of operating same
US7255098B1 (en) * 2006-04-27 2007-08-14 Caterpillar Inc. Engine emissions control system
JP5088673B2 (ja) * 2006-07-04 2012-12-05 三浦工業株式会社 燃焼装置
FI8492U1 (fi) * 2009-04-07 2009-10-27 Formia Emissions Control Oy Hiilidioksidin tuotantolaitteisto
FI20096286A (fi) * 2009-12-04 2011-06-05 Formia Emissions Control Oy VOC-kaasujen käsittelylaitteisto
US8899969B2 (en) * 2011-06-09 2014-12-02 Gas Technology Institute Method and system for low-NOx dual-fuel combustion of liquid and/or gaseous fuels

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106090911A (zh) * 2015-04-14 2016-11-09 奥隆有限公司 一种减少来自烟道气的氮氧化物和一氧化碳的方法和烟道气组合物
CN106439904A (zh) * 2015-04-14 2017-02-22 奥隆技术有限公司 用于调节工业燃烧器中的燃料和空气的供应量的比例的装置和燃烧器自动控制机构
CN113167475A (zh) * 2018-11-13 2021-07-23 庄信万丰股份有限公司 电加热的催化燃烧器
CN113167475B (zh) * 2018-11-13 2022-11-29 庄信万丰股份有限公司 电加热的催化燃烧器

Also Published As

Publication number Publication date
WO2014154931A1 (en) 2014-10-02
CN204213910U (zh) 2015-03-18
EP2784391A1 (en) 2014-10-01
US20140295358A1 (en) 2014-10-02
JP2014190692A (ja) 2014-10-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kurata et al. Performances and emission characteristics of NH3–air and NH3CH4–air combustion gas-turbine power generations
KR102643925B1 (ko) 특히 연소 장치의 배기 배출을 감소시키기 위한, 연료의 점화 특성을 조정하기 위한 방법 및 장치
WO2017177853A1 (zh) 一种极低污染物排放的催化无焰燃烧装置及燃烧方法
CN204213910U (zh) 用于燃烧烃或其它可燃液体和气体的装置
US7490463B2 (en) Process and system for removing soot from particulate filters of vehicle exhaust systems
JP2019511696A5 (zh)
KR20080038229A (ko) 연료 전지 시스템 및 리포머의 작동 방법
FR2966907A1 (fr) Generateur de vapeur a recuperation de chaleur et regeneration catalytique
CN112432187A (zh) 一种适用于高浓度有机废气处理的高功率表面燃烧系统
CN201836900U (zh) 一种内燃式沼气焚烧火炬
FI128631B (fi) Menetelmä lämmön tuottamiseksi energialaitoksessa
CN102052685B (zh) 焚烧法处理垃圾焚烧产生的烟气及处理烟气的焚烧炉
JPS61237905A (ja) 接触燃焼触媒システムによるメタン系燃料の燃焼方法
CN205481033U (zh) 燃烧多种废液废气燃料及脱硝一体化的锅炉设备
Packham Lean-burn engine technology increases efficiency, reduces NOx emissions
US20150337706A1 (en) Method of exhaust gas aftertreatment
CN210532367U (zh) 催化无焰燃烧器
CN211650278U (zh) 一种高浓度有机废气处理的高功率表面燃烧器
CN210532368U (zh) 无焰燃烧机
CN114151816B (zh) 一种实现燃气工业锅炉节能和低氮排放的燃烧方法与系统
US11939901B1 (en) Oxidizing reactor apparatus
CN112393240A (zh) 催化无焰燃烧器
WO2001014794A1 (en) Combustor
Wilk et al. The reduction of the emission of NOx in the heat-treating furnaces
CN112393241A (zh) 无焰燃烧机及其控制方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20141001