CN107683263A - 低nox燃烧方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种燃烧方法,在所述燃烧方法中受热的烟气加热再生器(100),含有NOx的燃料与烟气混合物通过所述再生器发生吸热反应,所述吸热反应产生合成气并破坏NOx。

Description

低NOX燃烧方法
技术领域
本发明涉及熔炉(诸如玻璃熔炉)中的燃烧,其中材料被送入熔炉中并被在熔炉内发生燃烧的热量加热和/或熔化。
发明背景
对于许多使用烃燃料作为提供热量和能量的手段以满足各种工艺需求的行业来说,减少NOx排放已经成为一个共同的环境目标。通常,烃燃料与氧化剂一起燃烧以释放燃料的化学能,这样也形成单个或多个高温火焰。来自火焰的热量被转移至用于各种目的的工艺负荷,诸如产生用于发电的高压蒸汽或熔化用于制造玻璃和金属的原材料。火焰燃烧过程产生含有主要燃烧物质(诸如CO2和H2O)的高温烟气流,以及不期望的排放物,诸如SO2和NOx(意指NO、NO2、N2O以及其中两种或全部三种的任何组合)。通常,烃燃烧烟气中的NOx含有NO。
已经开发了一些减少NOx排放的技术。这些技术包括燃料分级、氧化剂分级、再燃烧、富氧燃烧、特殊设计的低NOx燃烧器、选择性非催化还原(SNCR)、选择性催化还原(SCR)和烟气净化技术。除了许多其他因素之外,选择用于商业需求的减少NOx技术取决于要降低的NOx水平及其相关成本。有时,决策时还应考虑的一个因素是可用于安装减少NOx设备的厂房空间。此外,可以组合不同类型的减少NOx技术以达到目标NOx排放水平。
在再生玻璃熔炉中,用高温预热的燃烧空气引燃天然气后,火焰温度变得非常高,从而导致NOx大量排放。减少NOx排放的一种方法是通过降低燃烧空气的预热温度来降低火焰温度。然而,这种方法减少了从熔炉烟气中回收的热量的量。
如果再生器烟气管道下游没有额外的热回收装置,随后较高温度的烟气排入烟囱并造成燃料损失,因此增加了操作成本。由于从系统排出的烟气具有高温,因此确保下游烟气管道耐火材料和污染控制设备能够在这些较高温度条件下运行变得很重要。需要在不降低热回收效率的情况下减少来自高温熔炉的NOx排放。
发明内容
本发明的一个方面是在熔炉中进行燃烧的方法,该方法包括:
(A)在熔炉中燃烧燃料以产生包含NOx的气态燃烧产物,以及
(B)交替地
(1)使包含NOx的气态燃烧产物从熔炉进入并穿过冷却的第一再生器,以加热第一再生器并冷却所述气态燃烧产物,并使所述第一再生器中所述冷却的气态燃烧产物的第一部分和燃料进入受热的第二再生器;并且在第二再生器中,气态燃烧产物和燃料以吸热反应形式发生反应,以将所述气态燃烧产物中的NOx还原成氮气并形成包含氢气、CO和所述氮气的合成气;并使所述合成气从第二再生器进入熔炉并在熔炉中燃烧,同时将所述气态燃烧产物的剩余部分从所述第一再生器传递到排气口(如本文所定义),以及
(2)使包含NOx的气态燃烧产物从熔炉进入并穿过冷却的第二再生器,以加热第二再生器并冷却所述气态燃烧产物,并使所述第二再生器中所述冷却的气态燃烧产物的第一部分和燃料进入受热的第一再生器;在第一再生器中,气态燃烧产物和燃料以吸热反应形式发生反应,以将所述气态燃烧产物中的NOx还原成氮气并形成包含氢气、CO和所述氮气的合成气;并使所述合成气从第一再生器进入熔炉并在熔炉中燃烧,同时将所述气态燃烧产物的剩余部分从所述第二再生器传递到排气口(如本文所定义)。
本发明的另一个方面包括在熔炉中进行燃烧的方法,该方法包括:
(A)在熔炉中燃烧燃料以产生包含NOx的气态燃烧产物,以及
(B)交替地
(1)使包含NOx的气态燃烧产物从熔炉进入并穿过冷却的第一再生器,以加热第一再生器并冷却所述气态燃烧产物,并使所述第一再生器中所述冷却的气态燃烧产物的第一部分和燃料进入受热的第二再生器;并且在第二再生器中,气态燃烧产物和燃料以吸热反应形式发生反应,以将所述气态燃烧产物中的NOx还原成氮气并形成包含氢气、CO和所述氮气的合成气;并使所述合成气从第二再生器进入熔炉并在熔炉中通过分级燃烧进行燃烧,同时将熔炉中包含NOx的所述气态燃烧产物引入到从第二再生器进入熔炉的合成气流中,并在分级燃烧的富含燃料区域还原合成气流中的NOx,以及
(2)使包含NOx的气态燃烧产物从熔炉进入并穿过冷却的第二再生器,以加热第二再生器并冷却所述气态燃烧产物,并使所述第二再生器中所述冷却的气态燃烧产物的第一部分和燃料进入受热的第一再生器;并且在第一再生器中,气态燃烧产物和燃料以吸热反应形式发生反应,以将所述气态燃烧产物中的NOx还原成氮气并形成包含氢气、CO和所述氮气的合成气;并使所述合成气从第一再生器进入熔炉并在熔炉中通过分级燃烧进行燃烧,同时将熔炉中包含NOx的所述气态燃烧产物夹带到从第一再生器进入熔炉的合成气流中,并在分级燃烧的富含燃料区域还原合成气流中的NOx。
优选的是,除了不使所述烟气的第一部分和燃料从任一再生器进入另一个再生器之外,在相同条件下传递到排气口(如本文所定义)的烟气相比于通过操作熔炉而产生的烟气的总量含有更少的NOx。
附图说明
图1至图3是本发明方法的不同方面的示意图。
具体实施方式
本发明采用从高温烟气排气流中重新捕获可用热量的热回收方法。可以实施本发明方法的燃烧过程的优选示例包括玻璃熔炉,在该玻璃熔炉中将玻璃形成成分一起熔化以形成熔融玻璃。
这种热回收方法分两个循环进行,这两个循环在本文中称为烟道循环和重整循环。这两个循环在两个或多个填满方格的再生器中交替执行。热回收方法的实施优选地与熔炉和其他燃烧装置相关联,这些装置采用“富氧”燃烧方法,即燃料与具有至少50体积%氧、优选至少80体积%氧、更优选至少90体积%氧、甚至至少99体积%氧的氧含量的气态氧化剂一起燃烧,因为通过富氧燃烧产生的烟气具有较高的H2O和CO2浓度,这两者都促进了在本发明方法中使用的吸热重整反应。在烟道循环期间,第一再生器中的方格提取并存储从熔炉送入并穿过该再生器的高温烟气的热量。然后,在重整循环中,离开第一再生器的冷却烟气的一部分(本文中称为回收烟气或RFG)被送入另一(第二)再生器中并与燃料流混合(本文中称为重整燃料或RF)。在下面的描述中,为了便于说明,纯甲烷(CH4)被描述为重整燃料。其他符合要求的燃料包括任何可燃气体、气体混合物或汽化液体燃料,包括但不限于天然气、丙烷和LPG(液化石油气)。
如下文将进一步描述,RFG包含NOx。作为下文描述的另一个优点,RFG可以与包括NOx但不是在获得RFG的熔炉中产生的另一种气体组合物混合。
在重整循环中,如本文所述,RFG/重整燃料混合物进入其中方格已受热的第二再生器,并通过第二再生器流向熔炉。通过第二再生器的RFG/RF混合物的温度通过从已预热的方格中提取热量而继续增大。随着RFG/RF混合物通过第二再生器,其达到重整反应开始发生并持续发生的温度,从而产生包括H2和CO的产物。重整反应是吸热的,并且促进重整反应所需的热量从受热的方格中吸收。由重整反应产生的气体组合物通常包含一种或多种组分,诸如H2、CO、未反应的气体(包括H2O、CO2、CH4)、氮气、任何残留的NOx以及烟灰。如此产生的气体组合物在本文中也称为“合成气”。合成气从第二再生器产生,进入熔炉,并在熔炉中与氧化剂一起燃烧,以提供在熔炉中加热和/或熔化材料的热能。
一段时间之后,颠倒两个再生器的操作,即,将在烟道循环中使用的再生器切换到重整循环,并将在重整循环中使用的再生器切换到烟道循环。更长一段时间之后,再次颠倒两个再生器的操作。颠倒的时机可由经过的时间,或者由其他标准诸如从处于烟道循环的第一再生器离开的烟气的温度来确定。颠倒过程根据预定的机制和方案实施,其中根据具体的定时按顺序打开和关闭阀门。
下面结合图1至图3描述了本发明的操作和控制。用在端壁(3)上装配有两个再生器的马蹄焰玻璃熔炉(10)作为示例。然而,当一对再生器在熔炉(10)的一侧并排设置或设置在熔炉(10)的相对侧时,可以相同的方式执行本文所述这对再生器的操作。
如图1所示,马蹄焰玻璃熔炉(10)具有进料站(20),在该进料站中将包括固体玻璃制造材料(称为批料和/或碎玻璃)的进料(30)装入熔炉中进行加热和熔化。熔融玻璃从熔炉(10)的流出表示为(90)。熔炉(10)在熔炉左侧配备有第一再生器(100),在熔炉右侧配备有第二再生器(200)。两个再生器的垂直剖面图在图2和图3中更详细地示出。
如图2所示,再生器(200)处于烟道循环中,其中熔炉(10)内部的烟气流(50)进入炉颈(240),然后经过氧分析仪(250)流至再生器(200)的顶部空间(530)。随着烟气流流动通过再生器(200)内方格之间的通道而加热方格(表示为(520)),并通过承载在拱(510)上的气体通道(515)进入室底部空间(500),该拱也支承方格整床的重量。如图1所示,在熔炉(10)中产生的烟气的一部分(52)可通过部分打开的阀(350)分流至管道(70)中(例如,如果希望控制再生器不要变得太热),然后进入烟囱(340)以排出,这意味着这部分烟气不重新进入熔炉,而是排放到大气中和/或输送至一个或多个用于存储和/或进一步处理的其他站或这些目的地的任何组合。为了达到最大热回收率,优选关闭阀(350),使得基本上全部熔炉烟气作为烟气流(50)进入再生器(200)。
如图1和图2所示,冷却烟气流(201)离开管道(260)中的再生器(200),通过打开阀(210)和氧传感器(310),然后进入鼓风机(300)的吸入侧。离开鼓风机压力侧的大部分烟气(301)通过阻尼器(330),然后通过流量计(332),最后被引导进入烟囱(340),这部分烟气通过该烟囱离开系统以排出,如本文所定义。烟气的一部分(303)通过管道(320)和阀(360)再循环至再生器(100)的底部。这是回收烟气(RFG)。其流量由流量计(322)测量。要送至第二再生器(100)的重整燃料由管道(130)通过阀(120)提供。
如图3所示,流(130)中的重整燃料(RF)在管道(128)中的位置(127)处与RFG(303)相交并混合,该管道还与再生器(100)的底部空间(400)连通。该RFG/RF混合物通过拱(410)上的气体通道(415)进入再生器(100)的已预热方格组(420)中。通过烟气从熔炉进入并穿过再生器(100),再生器(100)已经在先前的循环中受热。RFG/RF混合物的温度随其通过再生器(100)的方格组而增加。当RFG/RF的温度达到重整温度时,发生吸热重整反应,其中重整燃料(例如CH4)与RFG中的CO2和H2O反应并形成CO、H2和一些烟灰。吸热重整反应所需的热量来自加热的方格。重整反应随着RFG/RF混合物继续朝顶部空间(430)行进而继续。气体流(425)(本文中称为“重整”或“合成气”气流)从方格组(420)的顶部离开。气体流(425)具有高温,并包括物质诸如CO、H2、烟灰、未反应的CH4以及未反应的CO2和H2O(以及如本文所述的氮气和任何残留的NOx)。合成气流(425)通过炉颈(140)和氧传感器(150),并进入熔炉(10)。合成气流在例如1800F至2500F范围内的温度下离开方格组(420)。该合成气在以火焰(40)表示的熔炉(10)中燃烧,以产生可用于加热和/或熔化熔炉中材料(诸如玻璃制造材料)的额外燃烧热。合成气燃烧所需的氧化剂由管道(135)通过打开的阀(115)提供。该氧化剂可以是空气,或者它可具有高于空气的氧含量,即至少21体积%、以及优选地等于或高于80体积%、更优选地等于或高于90体积%、或甚至至少99体积%的氧含量。
通常,当一个再生器处于烟道循环中,且另一个再生器处于重整循环中(如图1所示)时热回收过程继续进行约20至40分钟或者直到重整再生器中的方格太冷而不能提供足够的热量来促进期望的吸热化学反应。此时,现在继续本文对其中再生器(200)处于烟道循环中且再生器(100)处于重整循环中的描述,熔炉(10)发生颠倒,其中再生器(200)转换至重整循环以回收热量,再生器(100)转换至烟道循环以积聚热量。在颠倒之前,再生器(100)中的剩余合成气将被吹扫到熔炉(10)中。在这种情况下,首先通过关闭阀(120)终止将重整燃料提供到再生器,同时让鼓风机(300)中的RFG继续流动。在吹扫期间,可以增加RFG流量以缩短完成吹扫所需的时间。再生器(100)中剩余的合成气被RFG吹扫规定量的时间,使得再生器中几乎全部的合成气被排入到熔炉中并完全燃烧。
在颠倒时,熔炉中的烟气通过再生器(100),并且其一部分传递到排气口(如本文所定义),而一部分或剩余部分与燃料混合,该混合物通过再生器(200)并进入熔炉。打开曾关闭的阀(110),关闭阀(210),并关闭阀(360),打开阀(380),以允许受热的烟气从再生器(100)朝鼓风机(300)传递并穿过鼓风机,并允许该烟气的一部分(303)在与重整燃料(230)混合后传到再生器(200)中,该重整燃料通过曾关闭但现打开的阀(220)进入。关闭曾打开的阀(115),并由于在此阶段未发生由通过阀(115)的氧化剂辅助的燃烧,并打开阀(225)。所得重整燃料与回收烟气的混合物在再生器(200)中发生在如本文所述的前一循环中已经在再生器(100)中发生的吸热反应,以产生传入熔炉(10)的合成气(425),在该熔炉中该合成气与通过阀(225)送入的氧化剂(235)一起燃烧。
在热回收过程中,熔炉(10)可与其他燃烧器诸如(60)和(65)共燃烧,使得合成气火焰(40)和燃烧器火焰(62)和(640)共存。此外,当重整再生器(100)或(200)(可视情况而定)正经历上述吹扫序列时,燃烧器(60)和(65)在颠倒过程中可能或可能不进行烧制。为了达到最大热回收率,优选燃烧器(60)和(65)不与合成气火焰(40)共燃烧。还优选的是,在吹扫序列中,燃烧器(60)和(65)不进行烧制。
在本发明的实践中,进入熔炉中处于烟道循环的再生器的烟气含有NOx。NOx可能已经通过在熔炉中进行的燃烧形成。这种烟气在再生器中冷却,并且然后与重整燃料混合并再循环至用于重整反应的另一个再生器中的那部分包含送入第一再生器的烟气中的一部分NOx。进入第一再生器或第二再生器的烟气中NOx的浓度与在烟气与重整燃料或任何其他气体混合之前回收的烟气中NOx的浓度相同(可视情况而定)。所回收NOx的总量取决于回收烟气流的体积流量和其中NOx的浓度。
通过再生器(在该再生器中烟气被冷却)出来的烟气(其再循环至用于重整的另一个再生器中)的量可适于特定熔炉和特定特性(诸如烟气的NOx含量),但可以说,通常从正在烟道循环中运行的再生器出来的至多约40%(以体积计)、优选地约6%至27%的烟气经再循环,送入并穿过正在重整循环中运作的再生器。
虽然在形成送入正在重整循环中运作的再生器中的气流时的任何比例的RFG与RF(FG或CH4)均可有效地用于本发明的方法中,但RFG与RF的优选比例(以体积计)为0.5至2.0或甚至0.5至3.0。
再次参见图1至图3,这些图示出了再生器(100)在重整循环中的阶段,回收烟气中存在的NOx与管道(130)中的重整燃料(RF)混合并进入重整再生器(100)中的方格组(420)中,并发生反应,将NOx转化(还原)为N2。NOx还原反应与燃料重整反应在再生器(100)中同时发生。更具体地讲,并且不意图受任何具体操作理论的限制,当RFG/RF(优选的RF是CH4)混合物在方格组(420)中重整时,合成气流(425)包含物质诸如H2、CO、烟灰和未反应的CO2、H2O、CH4以及燃料片段诸如CH、CH2和CH3。从室(100)的底部拱(410)开始并延伸到进入熔炉(10)的炉颈(140),反应性RFG/RF混合物中可能发生各种程度的NOx还原反应。例如,在烟气含有烟灰(即,诸如颗粒碳)的情况下,NOx可以通过诸如C+2NO→CO2+N2(方程式a)的反应被烟灰中的碳还原成N2。此外,由平行重整反应生成的CO和H2气体的共存明显促进碳将回收的NOx还原成N2的有效性。不受任何具体理论或反应机制的限制,另一条NOx还原途径是,NOx与燃料片段通过诸如NOx+CH→XN(方程式b)的反应发生反应,其中XN表示NH3,或HCN,或NO,或包括任意两种或三种所述组分物质的混合物。例如,通过NO+CH→HCN+O(方程式c),NOx可被CH还原成HCN。在重整再生器(100)的方格组(420)中的高温重整和裂化期间,由重整燃料(诸如CH4)产生燃料片段CH。期望RFG流中的一部分NOx可在再生器(100)中被还原成NH3或HCN或NH3和HCN的混合物,而同时重整反应生成并提供燃料片段诸如CH、CH2和CH3。
再次参见图3,在再生器(100)中形成的任何XN物质(即,NH3、HCN和NO)存在于通过炉颈(140)进入熔炉(10)的合成气流(425)中。从管道(135)通过打开的阀(115)提供的氧化剂与合成气一起燃烧,并形成火焰(40)。在这种合成气燃烧期间,一些XN物质可能被氧化回NOx,而一些XN物质在火焰(40)内被还原成N2。优选的是,调节合成气与氧化剂的混合比例以控制火焰(40)的长度和XN物质转化回NOx的程度。例如,用于合成气燃烧的氧化剂可由多个喷枪在不同的熔炉位置处提供,使得合成气燃烧通过所谓的“分级燃烧”方法完成。在分级燃烧中,易燃材料(即燃料和合成气)的完全燃烧按化学计量所需的氧气总量(或者总共量小于总化学计量要求)总共从至少两个氧化剂源(在图3中表示为135和135A)在不同熔炉位置处提供。每个氧化剂源提供少于总化学计量要求量的氧气。氧化剂与燃料的提供和混合比例因此加以分级和控制。这种燃烧方法减少了NOx的产生,因为燃料在促进NOx形成的局部过高O2条件下不燃烧。此外,熔炉烟气中的一些NOx可能被夹带到火焰的富含燃料区中并与合成气中的XN物质反应以优先形成N2。此外,因为富含燃料合成气(425)在高温(例如至少1800F,优选至少2000F,至多2500F)下进入熔炉,并且合成气中的NOx前体(例如,HCN、NH3)在高温燃烧区中连同从熔炉烟气中夹带的NOx一起被还原,因此本发明对于将夹带的熔炉NOx还原成N2,以及将合成气中可能的NOx前体(如HCN和NH3)优先转化为N2而不是转化为NOx特别有效。
本发明的方法也可用于转化另一种不是从熔炉中获得的气体流中存在的NOx。这在图1中示出,其中流(315)表示来自另一个源(如另一个熔炉)的含NOx流。流(315)也可包含NH3和/或HCN中的一者或多者。流(3150被送至与管道(320)连接,使得当阀(316)打开时,流(315)与RFG混合。然后将所得混合流与交替来自导管(130)和(230)的重整燃料混合,形成分别交替送入受热再生器(100)和(2000)的混合物,在再生器中发生如本文所述的重整反应和NOx还原反应。
相比于其他用于控制或减少熔炉烟气中NOx的技术,本发明的方法具有许多优点。也就是说,熔炉下游无需额外的NOx减排设备。另外,实现了更高效且更高的NOx去除程度,而不会造成以适应NOx去除操作的燃料损失。相比常规的NOx减排技术,NOx还原在相对更长的停留时间内发生,从而提供更高的可靠性和对不同燃烧条件的更大的宽容度。
以下非限制性实施例1示出了使用本发明预测的NOx降低水平。在实施例1中,假定天然气(NG)和氧化剂分别是纯CH4和O2,并且CH4是重整燃料。为简化说明,所有体积计算均以一摩尔CH4为基础计算。此外,假设熔炉烟气来自CH4和O2的化学计量燃烧。
实施例1
如图1所示的本发明的NOx还原装置和方法用于举例说明。预测的NOx降低水平汇总在下表1中。
还参见图3和表1中的例1,一摩尔烟气循环通过管道(320),并在管道(128)的位置(127)处与通过阀(1200)送入管道(130)的一摩尔重整燃料CH4混合。因此RFG/NG的摩尔比等于1。假设在再生器(100)的方格组(420)中完全重整,产生四摩尔合成气,示为CH4+1/3(CO2+2H2O)→4/3CO+8/3H2(方程式d)。因此由管道(135)供应的纯O2形成的CO和H2气体在火焰(40)中按化学计量比燃烧之后,烟气的摩尔体积保持为4。批料/碎玻璃中的额外气体(诸如CO2和H2O)以及渗透到玻璃熔炉(10)中的空气估计分别为0.51摩尔和0.45摩尔。
参考例1和图1,进入再生器(200)的总烟气体积(50)等于4.96摩尔(即4+0.51+0.45)。假设无空气进入再生器,再生器(200)中烟气的体积保持为4.96摩尔。因为只有1摩尔RFG传送通过导管(320),所以对于例1,回收比计算为(1/4.96)×100=20%。假设对于回收烟气中的NOx,总体NOx还原效率为80%,则进入烟囱(340)的总烟气NOx降低水平为0.8×0.2=0.16,或NOx减少16%。如表1所示,如果NOx还原效率替代为50%,则烟囱处的总NOx降低水平为10%。
例2和例3按照与例1类似的过程,以RFG/NG比例分别等于1.5和2来评估本发明的总NOx降低能力。如表1所示,RFG/NG比例越高,总NOx降低水平越高,因为更多烟气经再循环回到重整室用于NOx还原。由于本发明减少NOx方法结合上述两个再生器热量回收方法进行实施,并且达到最大热量回收率的优选RFG/NG比例可在0.5至3的范围内,如果RFG/NG比例在1和2之间变化,则预测如图1中例示并汇总于表1的本发明总NOx降低能力在10%至27%之间。
表1
例1 例2 例3
天然气(NG)流量 1 1 1
回收烟气(RFG)流量 1 1.5 2
RFG/NG体积比 1 1.5 2
重整室中合成气体积流量 4 4.5 5
合成气燃烧后的烟气体积 4 4.5 5
批料/碎玻璃气体 0.51 0.51 0.51
渗入熔炉中的空气 0.45 0.45 0.45
排出熔炉的总烟气体积 4.96 5.46 5.96
加热室中的总烟气体积 4.96 5.46 5.96
RFG回收率(%) 20 27 34
NOx还原效率(%) 80 80 80
总NOx降低水平(%) 16 22 27
NOx还原效率(%)(交替) 50 50 50
总NOx降低水平(%)(交替) 10 14 17

Claims (12)

1.一种在熔炉中进行燃烧的方法,包括
(A)在熔炉中燃烧燃料以产生包含NOx的气态燃烧产物,以及
(B)交替地
(1)使包含NOx的气态燃烧产物从所述熔炉进入并穿过冷却的第一再生器,以加热所述第一再生器并冷却所述气态燃烧产物,并使所述第一再生器中所述冷却的气态燃烧产物的第一部分和燃料进入受热的第二再生器;并且在所述第二再生器中,所述气态燃烧产物和所述燃料以吸热反应形式发生反应,以将所述气态燃烧产物中的NOx还原成氮气并形成包含氢气、CO和所述氮气的合成气;并使所述合成气从所述第二再生器进入所述熔炉并在所述熔炉中燃烧,同时将所述气态燃烧产物的剩余部分从所述第一再生器传递到排气口,以及
(2)使包含NOx的气态燃烧产物从所述熔炉进入并穿过冷却的第二再生器,以加热所述第二再生器并冷却所述气态燃烧产物,并使所述第二再生器中所述冷却的气态燃烧产物的第一部分和燃料进入受热的第一再生器;并且在所述第一再生器中,所述气态燃烧产物和所述燃料以吸热反应形式发生反应,以将所述气态燃烧产物中的NOx还原成氮气并形成包含氢气、CO和所述氮气的合成气;并使所述合成气从所述第一再生器进入所述熔炉并在所述熔炉中燃烧,同时将所述气态燃烧产物的剩余部分从所述第二再生器传递到排气口。
2.根据权利要求1所述的方法,其中所述燃料和所述合成气在所述熔炉中与包含至少50体积%氧的氧化剂一起燃烧。
3.根据权利要求1所述的方法,其中所述燃料和所述合成气在所述熔炉中与包含至少90体积%氧的氧化剂一起燃烧。
4.根据权利要求1所述的方法,其中将含有NOx且不在所述熔炉中产生的气体流连同所述第一再生器中所述气态燃烧产物的第一部分传递到所述第二再生器中,并且将含有NOx且不在所述熔炉中产生的气体流连同所述第二再生器中所述气态燃烧产物的第一部分传递到所述第一再生器中。
5.根据权利要求4所述的方法,其中所述燃料和所述合成气在所述熔炉中与包含至少50体积%氧的氧化剂一起燃烧。
6.根据权利要求4所述的方法,其中所述燃料和所述合成气在所述熔炉中与包含至少90体积%氧的氧化剂一起燃烧。
7.一种在熔炉中进行燃烧的方法,包括
(A)在熔炉中燃烧燃料以产生包含NOx的气态燃烧产物,以及
(B)交替地
(1)使包含NOx的气态燃烧产物从所述熔炉进入并穿过冷却的第一再生器,以加热所述第一再生器并冷却所述气态燃烧产物,并使所述第一再生器中所述冷却的气态燃烧产物的第一部分和燃料进入受热的第二再生器;并且在所述第二再生器中,所述气态燃烧产物和所述燃料以吸热反应形式发生反应,以将所述气态燃烧产物中的NOx还原成氮气并形成包含氢气、CO和所述氮气的合成气;并使所述合成气从所述第二再生器进入所述熔炉并在所述熔炉中通过分级燃烧进行燃烧,同时将所述熔炉中包含NOx的所述气态燃烧产物引入到从所述第二再生器进入所述熔炉的所述合成气流中,并在所述分级燃烧的富含燃料区还原所述合成气流中的NOx,以及
(2)使包含NOx的气态燃烧产物从所述熔炉进入并穿过冷却的第二再生器,以加热所述第二再生器并冷却所述气态燃烧产物,并使所述第二再生器中所述冷却的气态燃烧产物的第一部分和燃料进入受热的第一再生器;并且在所述第一再生器中,所述气态燃烧产物和所述燃料以吸热反应形式发生反应,以将所述气态燃烧产物中的NOx还原成氮气并形成包含氢气、CO和所述氮气的合成气;并使所述合成气从所述第一再生器进入所述熔炉并在所述熔炉中通过分级燃烧进行燃烧,同时将所述熔炉中包含NOx的所述气态燃烧产物引入到从所述第一再生器进入所述熔炉的所述合成气流中,并在所述分级燃烧的富含燃料区还原所述合成气流中的NOx。
8.根据权利要求7所述的方法,其中所述燃料和所述合成气在所述熔炉中与包含至少50体积%氧的氧化剂一起燃烧。
9.根据权利要求7所述的方法,其中所述燃料和所述合成气在所述熔炉中与包含至少90体积%氧的氧化剂一起燃烧。
10.根据权利要求7所述的方法,其中将含有NOx且不在所述熔炉中产生的气体流连同所述第一再生器中所述气态燃烧产物的第一部分传递到所述第二再生器中,并且将含有NOx且不在所述熔炉中产生的气体流连同所述第二再生器中所述气态燃烧产物的第一部分传递到所述第一再生器中。
11.根据权利要求10所述的方法,其中所述燃料和所述合成气在所述熔炉中与包含至少50体积%氧的氧化剂一起燃烧。
12.根据权利要求10所述的方法,其中所述燃料和所述合成气在所述熔炉中与包含至少90体积%氧的氧化剂一起燃烧。
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