CN1598401A - 用共生氧氮气流进行低NOx燃烧的方法 - Google Patents

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Abstract

一种形成较少NOx的烃类燃料的燃烧方法，该方法通过向轻微富氧气氛中供给燃料，并将空气分离为富氧和富氮气流，将这两种气流分别供入燃烧装置来实现。

Description

用共生氧氮气流进行低NOx燃烧的方法
技术领域
本发明涉及含有结合氮的烃类燃料，特别是煤的燃烧方法。
背景技术
美国和全世界环境意识的日益提高，使得减少从锅炉、焚化炉和窑炉中排放污染物的公共压力和制度压力不断增加。一种受到特别关注的污染物是NOx(表示氮的氧化物，例如但不仅限于NO、NO2、NO3、N2O、N2O3、N2O4、N3O4及其混合物)，它包含在酸雨、地面臭氧和微粒中。
有许多技术可以减少NOx的排放。这些技术可以分为两大类，第一类和第二类。第一类技术是通过控制燃烧过程最少化或防止在燃烧区生成NOx。第二类技术是利用化学物质将燃烧区内生成的NOx还原为分子氮。本发明属于第一类控制技术。
在第一类控制技术中，使用许多不同的燃烧策略来控制所谓的“热NOx”和“燃料NOx”。热NOx主要是通过在高温燃烧空气中氧化氮分子N2而生成。这是不含化学结合氮类物质的天然气和轻油非放NOx的主要来源。减少热NOx的主要控制策略是降低火焰最高温度。燃料NOx是燃料中所含的氮类物质被氧化而形成，它是煤和重油燃烧所排放的NOx的主要来源。本发明涉及一种改进的控制燃料NOx排放的燃烧方法。
用于燃料NOx的第一类控制技术通常称为分段燃烧，在该技术中，小心控制燃烧空气与燃料的混合，以使NOx的形成最少化。由燃料氮生成NOx是基于由燃料挥发物和焦炭氮中的氮类物质形成NOx和形成N2之间的竞争。富氧状态会使竞争趋向NOx的形成。而富燃料状态则使反应向生成N2的方向进行。分段燃烧就是利用这一现象，通过小心控制空气和燃料的混合以形成富燃料区，从而阻止NOx的生成。为了减少NOx的排放，富燃料区必须足够热，以驱动NOx的还原动力学。然而为了避免在第二阶段生成热NOx，必须有足够的热量从富燃料的第一阶段传递到窑炉热负荷。
传统的低NOx燃烧器(LNB)包括富燃料的第一区，它位于进料孔附近，主要是通过燃料和一次空气的混合和燃烧来对其进行控制，在某种程度上还包括在该区域混合的二次或三次空气。对于燃烧粉煤来说，一次空气是用来运送煤粒的。
在第二区，剩余的二次空气和所有三次空气与未燃烧的燃料以及第一阶段的部分燃烧产物混合，并完成燃烧。对于分段燃烧来说，重要的工艺要求是，将足够的热量从富燃料的第一阶段传递到窑炉热负荷，以冷却第一阶段的燃烧产物。第二阶段较低的温度有助于减少剩余含氮化合物向NOx的转化，而且有助于避免在第二阶段生成热NOx。
在空气动力学分段的LNB中，所有的燃烧空气从同一燃烧器喷射口或燃烧器喷射口附近导入。低NOx煤燃烧器最常见的结构是具有用于煤/一次空气、二次空气和三次空气的一系列环形通道，。中心通道常用于注油枪或用于起动加热用的天然气。二次和三次空气流配备有旋流发生器以提供旋流，从而为稳定火焰建立再循环区。调节空气速度和旋流，以沿燃烧器的轴线形成较大的富燃料的第一区，随后沿炉的长度方向将二次和三次空气相对平缓地混合。由于为了在炉内空间中混合燃料和空气使其完成燃烧，空气的速度必须足够高，所以难以形成非常大的富燃料区以提供足够长的驻留时间来最大程度地还原NOx。
尽管LNB是一个比较便宜的还原NOx的途径，而且在燃烧器的设计方面也已作出了许多改进，但是目前的型式仍然没有达到可能颁布的排放限制标准，即公用设备锅炉燃煤每MMBtu排放0.15lb(以NO2计)。
本领域普通技术人员通过使用采用全局分段燃烧布置的“过热空气”(OFA)已经克服了空气动力学分段LNB的局限。OFA分别从一个燃烧器或一组燃烧器注入，以提供大的富燃料的第一燃烧区(PCZ)和燃尽区(BOZ)，在燃尽区内，OFA与未燃烧的燃料以及来自PCZ的部分燃烧产物混合完成燃烧。一般来说，OFA喷射口与最近的燃烧器相距至少一个燃烧器喷射口直径，与最远的燃烧器相距几个燃烧器喷射口直径。虽然燃料和空气的混合条件以及单个燃烧器喷射口附近的局部化学计量条件与不使用OFA时类似，但是在燃烧器附近的燃烧空气混合区外会形成较大的富燃料PCZ。由于OFA注入口的物理分离，在富燃料PCZ中的驻留时间比通常在空气动力学分段燃烧器的富燃料的第一区中的驻留时间要长很多。结合使用LNB的和OFA喷射口能够进一步减少NOx的排放。
S.J.Johnson和R.J.Yang(“低NOx燃烧系统小型和中型试验结果的说明(Interpretation of small and Intermediate scale test Results from a low NOxCombustion System)”，国际火焰研究基金会先进燃烧技术会议(InternationalFlame Rdsearch Foundation Advanced Combustion Technology Meeting)，Noordwijkerhout，荷兰，5月12-14日，1980年)发现在燃煤两段燃烧工艺中NOx的排放强烈地取决于第二阶段的温度。他们在小型和中型试验炉中所作的试验结果表明，第二阶段理论温度每下降100°F，NOx的排放量会减少约16％。
烟道气再循环(FGR)至第二阶段是经检验的降低第二阶段温度的方法之一。FGR能在燃烧室内部提供大量冷却。但是，烟道气的体积会因FGR而增加，这会导致对流区内更大的压力降和更大的热传递，还会限制给定锅炉所允许的FGR的最大量。而且处理再循环的烟道气需要非常大的维护。根据烟道气从系统中排出的位置，它可能含有飞灰和/或能腐蚀再循环设备的硫酸蒸气。它还有残余热量以及通常还有需要较大管道来控制流速的低压力，氧气含量可能会高于所需值，这取决于渗入烟道系统的空气量和锅炉运行的总化学计量值。如果需要将空气稀释至某一氧气含量，则后一情况还要求更大的所需烟道气的体积。气体不清洁的性质也会使得测量和控制困难；当系统损坏时，对其进行维修比较昂贵，因此不可能经常进行修理。此外，锅炉进行任何不规范运行(如高CO含量)都会将这些不需要的污染物带回锅炉室，如果泄漏继续发展则会造成操作者的安全问题，或者如果再循环流中存在可燃气体则会造成工艺的安全问题。此外，再循环烟道气的组成将取决于锅炉运行条件，在锅炉发生瞬变或处于不规范运行状态时会发生变化。
低NOx燃烧器和过热空气代表了一种相当成熟的技术，因而在专利和档案文献中被广泛讨论。已经提出了许多想法旨在提高LNB和OFA的效果，同时使如火焰稳定性差和灰分中含碳量高等有害影响降到最低。在这些想法中，有两种特别相关：将空气预热至第一阶段，将燃烧器转换到氧-燃料燃烧。
通过提高第一燃烧区的温度而不提高化学计量比，预热空气和氧-燃料燃烧都能提高用于减少燃料NOx的分段燃烧的效率。氧-燃料燃烧会带来其它优点，即由于气体流速较低，在富燃料区的驻留时间更长，显示出减少NOx的排放量。如上所述，分段燃烧利用富燃料阶段来促进N2而非NOx的生成。由于生成N2的反应得到动力学控制，因此温度和烃自由基浓度对于减少NOx的生成都很关键。例如，如果温度高而自由基浓度低，比如在不分段或轻度分段情况下，NOx的生成量就会增加。如果自由基浓度高而温度低，比如在深度分段情况下，中间体物质如HCN向N2的转化就会受阻。当加入空气以完成燃烧时，中间体氧化而形成NOx，因此净NOx的生成量增加。
Sarofim等人“含氮燃料燃烧过程中控制氧化氮排放的策略(Strategies forControllg Nitrogen Oxide Emissions During Combustion of Nitrogen bearingfuels”，69th AIChE年度会议，芝加哥，IL，1976年11月，以及其他人都提出通过将燃烧空气预热至相当高的温度可以提高第一阶段动力学。一种替代方案是，Kobayashi等人(“在富氧燃烧条件下，工业燃烧的NOx排放特性和控制方法(NOx Emission Characteristics of Industrial Bumers and Control MethodsUnder Oxygen-Enriched Combustion Conditions”国际燃烧研究基金会9th成员会议(International Flame Research Foundation 9th Members’Conference)，Noordwijkerhout，1989年5月)提出在燃烧时用氧气代替空气也可以提高动力学。当通过燃烧器的设计来控制火焰温度时，氧_燃料燃烧会通过将燃烧空气中的N2基本清除而进一步减少热NOx的生成。在这两种情况下，净效果是第一阶段中的气体温度提高，使得NOx的生成量减少。而且，同时采用预热空气和燃烧氧-燃料将使第一阶段更深度分段，而不减弱火焰的稳定性。这能够进一步减少NOx的生成。
燃烧氧-燃料为LNB提供了进一步的优势。Timothy等人(“单一粒子煤燃烧的特性”，19th燃烧专题讨论会(国际)，燃烧学会，1983)证实：当煤在富氧条件下燃烧时，脱挥发分的次数显著减少，挥发物的产率增加。这些试验是在高度贫燃料条件下进行的单一粒子燃烧试验，这些试验没有提供在更为实际的燃烧条件下实现这一实验需要多少氧气的信息。挥发物产率较高表明：同基准线相比，气相中的可燃物增多，导致更富燃料的气相，它会抑制易挥发的氮类物质生成NOx。另外，燃料挥发物会迅速引燃、并使火焰固定在燃烧器上，这已证实可减少NOx的生成。挥发物产率提高也会导致燃尽时间缩短，这是因为残留的碳减少了。
尽管现有技术描述了多种对于分段燃烧和LNB精心的改善，但是仍有几个现实问题限制了它们的应用。第一，将燃烧空气预热至能够提高动力学所需要的温度，需要同时对系统和空气管线作出多项改进。必须改进空气加热器和节热器区以使注入的空气能够加热到更高的温度，这需要对其余的蒸汽循环部件作出改良。风道和风箱及燃烧器本身也必须作出改进以处理热空气。所有的改进都可能是昂贵的，而且可能给锅炉的运行带来负面影响。
在锅炉中利用氧-燃料燃烧的主要障碍是氧气的成本。为了经济地使用氧气，通过提高工艺效率而节省的燃料费用必须高于所供给氧气的费用。对于高温运行，如无需大量热回收的炉子，这易于实现。但是，为了更有效地运行，例如锅炉，通过使用氧-燃料燃烧所节约的燃料费用一般大大低于氧气的成本。例如，如果将一个一般的燃煤公用锅炉由空气燃烧改造为氧气燃烧，那么需要将该锅炉输出功率的大约15-20％用来制备必需的氧气。显然，这对于大多数锅炉来说并不经济。
在锅炉中进行氧-燃料燃烧或富氧燃烧的另一个潜在问题是：锅炉的辐射区和对流区内的传热不平衡。当在为空气燃烧而设计的锅炉炉膛中进行富氧燃烧时，烟道气的体积会减少，更多的热量可被利用并在辐射区内传递，而对流区内传递的热量则更少。为了保持向锅炉不同的传热区(例如，水冷壁、过热器、再热器、节热器和给水加热器)进行合理传热，烟道气再循环可能变为必要。但是，处理再循环烟道气需要非常大量的维护，并且需要有备用的清洁的稀释流。
由于锅炉的燃烧条件会随蒸汽涡轮机所需的输出功率而变化，因此从燃煤锅炉排放NOx的控制问题更为复杂。在锅炉关停的状态下，必须维持燃烧器和磨煤机所需的最小空气流，也需要维持足够的通过锅炉的质量流量以平衡锅炉辐射区(炉膛)和对流区之间的蒸汽生产。为了实现这一点，一般要用过量空气运行燃烧器，这是一种低效运行状态，通常会增加总化学计量比，这通常会导致每MMBtu燃烧时NOx的排放量提高。虽然烟道气再循环可以用于减少过剩空气的需要量，但是它使得锅炉的运行复杂化，还提高了维护成本。
因此，目前需要一种在含有一种或多种含氮化合物的燃料(特别是煤)燃烧时能够减少NOx排放量的方法，特别是在现有的炉子中不需要很大的结构改动或维修就能实施的方法。
发明内容
本发明的一个方面是一种减少NOx排放量的燃烧方法，其包括：
(A)提供一种燃烧装置；
(B)将一次空气和燃料通过燃烧器供入所述装置，燃烧器包括向所述燃烧装置内供给二次空气的设备，可任选地包括向所述燃烧装置内供给三次空气的设备；
(C)将该燃烧装置外的空气分离为富氧气流和富氮气流；
(D)在火焰中燃烧所述燃料，同时向所述火焰中供给至少一部分所述的富氧气流，
(E)向所述燃烧装置内供给至少一部分所述富氮气流，优选通过所述供给二次空气的设备和供给三次空气的设备中的一种或全部进行。
本发明的一个优选实施方案是一种降低NOx排放量的燃烧方法，其包括：
(A)提供一种燃烧装置，它具有第一燃烧区和燃尽区；
(B)将空气和燃料通过燃烧器供入所述第一燃烧区；
(C)将空气分离为富氧气流和富氮气流；
(D)在第一燃烧区的火焰中燃烧该燃料，同时向所述第一燃烧区内供给至少一部分所述富氧气流；
(E)从该燃烧器之外的源头向所述燃尽区内添加空气，所添加的空气的量应使其所含的氧气足以使得供入所述装置的氧气总量至少为该燃料完全燃烧所需要的化学计量的量，在所述燃尽区中燃烧来自所述第一燃烧区的残余可燃物；以及
(F)向所述燃烧装置内添加至少一部分所述富氮气流。
本发明的这个实施方案优选包括如下工艺步骤：将煤喷入锅炉、通过燃烧空气向该锅炉供给少于需求总量的空气流。将燃烧所需的其余空气送入空气分离装置，在该装置中将其分离为其组分：富氧气流和富氮副产物气流。在供煤口附近，将富氧气流注入锅炉中的富燃料火焰区以使燃料NOx的生成最少化，将富氮气流和二次或三次燃烧空气或和过热空气(OFA)一起注入下一燃烧阶段，以降低燃烧温度和氧气浓度，使得燃料氮类物质向NOx的转化减少，也减少了热NOx的生成量。锅炉燃烧系统优选装备有用于还原NOx的OFA喷射口，且富氮气体同OFA预先混合再注入或单独从OFA喷射口注入，或在OFA喷射口附近，优选在OFA喷射口下方注入。
从燃烧装置转移到空气分离装置的空气量一般是燃烧所需空气的1vol.％-25vol.％，但优选2vol.％-15vol.％范围内。
本申请中使用的术语“化学计量比”，当其出现在含氧气流和可以同该气流中的氧气燃烧的物质供给流的上下文中时，表示含氧气流中的氧气同将含有该供给流的物质中存在的所有碳、硫和氢完全转化为二氧化碳、二氧化硫和水所必需的全部氧气量的比值。
在本申请中使用的术语“富燃料”表示化学计量比低于1.0，术语“贫燃料”表示化学计量比高于1.0。
在本申请中使用的术语“结合氮”表示存在于非N2分子中的氮。
在本申请中使用的术语“第一燃烧区”表示在燃烧装置中紧挨着燃烧器出口的区域，该区主要被来自一个或多个燃烧器的火焰所占据。
在本申请中使用的术语“燃尽区”表示在燃烧装置中位于第一燃烧区和烟道之间的区域、它位于第一燃烧区的火焰之外，在该区域中注入过热空气，用过热空气燃烧来自第一燃烧区的残余燃料和可燃物。
在本申请中使用的术语“一次燃烧空气”或“一次空气”表示当燃料同空气例如通过燃烧器的孔口注入燃烧装置中时已经同燃料混合的空气。
在本申请中使用的术语“二次燃烧空气”或“二次空气”表示经过燃烧器的一个或多个孔口注入燃烧装置的空气，但是该空气注入燃烧装置时不与燃料混合。
具有二次空气孔口的燃烧器还可以具有用于供给空气的附加孔口，这些附加孔口与经由该燃烧器的燃料入口点的距离大于二次空气孔口与入口点的距离。在本申请中使用的术语“三次燃烧空气”或“三次空气”表示通过上述附加孔口注入燃烧装置的空气。如果燃烧器还有同燃料入口点的距离大于同三次空气孔口的距离的孔口，那么经过这些更远孔口供给的空气在本申请中称为“四次燃烧空气”或“四次空气”。
在本申请中使用的术语“过热空气”(或“OFA”)表示为了提供大的富燃料的第一燃烧区和燃尽区、分别从该燃烧装置中的一个或多个燃烧器注入燃烧装置的空气，在燃尽区中通过将OFA同未燃燃料和来自第一燃烧区的部分燃烧产物混合而进行完全燃烧。
在本申请中提及的供给“氧气”、供给的“氧气”以及其它在类似上下文中提及的“氧气”，都表示含有O2的气流。氧气是优选作为含有至少50vol.％O2的气流供应，更优选含有至少80vol.％的O2，甚至更优选含有至少90vol.％的O2的气流。
本申请中使用的术语“空气分离装置”表示这样一种装置或系统，它用含有O2和N2的混合气体供给流如空气生产一种富氧而贫氮的产物气流和一种富氮而贫氧的产物气流。“富”表示该组分在产物气流中的体积百分比高于供给气流中的体积百分比，“贫”表示该组分在产物气流中的体积百分比低于供给气流中的体积百分比。空气分离装置的例子包括使用蒸馏和/或精馏的低温空气分离系统、变压吸附系统和真空变压吸附系统。
在本申请中使用的术语“间接热交换”表示流体之间不进行任何物理接触也不相互混合就能够实现从第一流体向第二流体的传热。传热可以通过通道直接从第一流体传递至第二流体，例如通过分离流体的分隔物，或通过将热量从第一流体传递至中间对象或换热器或炉墙等，随后从中间对象或物质传递至第二流体。
附图说明
图1是表示实施本发明的装置的一个实施方案的截面图。
图2是表示实施本发明所用的一种燃烧器的截面图。
图3a-3d是用于向本发明的燃烧器供给氧气的喷枪的截面图。
图4A是本发明可以使用的另一种锅炉炉膛的截面图，其中燃料和氧化剂从不同的喷射口以切线方向供入炉膛。
图4B是图4A所示炉子的俯视图，示出了进入炉膛的燃料和氧化剂的切线流。
图4C是从炉子内部向孔口前端看的主视图。
具体实施方式
下面将参考附图详述本发明，但参考附图进行的说明并不在于限定本发明的保护范围。
图1示出燃烧装置1，它可以是任何能在装置内部2进行燃烧的装置。优选的燃烧装置包括通过常规方法用于产生蒸汽以发电的炉子和锅炉，图中未示出。在燃烧装置中进行的燃烧产生烟道气，烟道气通过顶部的烟囱排出燃烧装置。
位于燃烧装置1的侧壁或端壁中的每个燃烧器3都从燃烧装置1外的源头向燃烧装置1的内部2供给燃料、空气和氧气。合适的燃料包括液态烃如燃料油、还包括粉状烃固体，一个优选的例子是粉煤或石油焦炭。
从图1可以看到，从图2可以更清楚地看到，燃烧器3优选包括多个同轴排列的通道，但也可使用能产生相同效果的其它结构。燃料通过环形通道4注入燃烧装置1，环形通道同轴地布置在喷枪5周围，如此处所述，通过喷枪5供给氧气。优选的是，在燃料是液体如燃料油的情况下，用合适的泵设备，在燃料是烃固体如粉煤的情况下，用常规设计的鼓风机和叶轮推进器，将燃料从供给源20运送到一个或多个燃烧器3，经由燃烧器3推进到燃烧装置1的内部2，传统上是在输送空气(“一次空气”)的帮助下供入该燃烧装置的。为了使供给燃烧室的液体燃料处于带有雾化空气的离散、弥散的液滴状态，液态烃类燃料优选通过一个或多个常规设计的雾化喷嘴来供给。运送1lb煤所用一次空气的有效量一般为大约1.5-2.0lb，这相当于烟煤完全燃烧所需燃烧空气的化学计量的大约20％。燃烧重油时，雾化1lb油需要大约0.5-1.0lb的一次空气。
从空气分离装置30中延伸出两条产物线路：线路32将富氧而贫氮的气流运送至燃烧器，线路34将富氮而贫氧的气流运送至一个或多个过热空气喷射口7。富氧气流的组成优选为：至少50vol.％的氧气、更优选至少80vol.％的氧气、甚至更优选至少90vol.％的氧气，少于50vol.％的氮气、更优选少于20vol.％的氮气。富氮气流的组成优选为至少85vol.％的氮气、更优选至少90vol.％的氮气、甚至更优选至少95vol.％的氮气，少于15vol.％的氧气、更优选少于10vol.％的氧气。
希望用于本发明的空气分离法集中于制备高纯度氧气(＞90vol.％)作为其主产物，伴有副产物或废气即富氮气体。也可以使用伴随富氧副产物流的标准氮气装置，但从工艺条件方面考虑并不可取。
虽然附图演示的是将富氮而贫氧的气流供给过热空气喷射口的优选实施方案，但是在供给二次或三次空气处供给该气流同样能够实现这些优点。
用FD风机将燃烧空气22注入一个或多个风箱21中，再供给一个或多个燃烧器3的空气通道。二次燃烧空气15经由燃烧器3注入燃烧装置1，优选通过在环形空间4周围同轴排列的环形通道11注入，烃类燃料是通过环形空间4供给的。三次燃烧空气16优选通过燃烧器3注入燃烧装置1，优选通过在二次空气通道周围同轴排列的环形通道12注入。优选燃烧空气也可通过过热空气喷射口7(见图1)注入燃烧装置1。优选的是，除二次和三次燃烧空气外，将氧气注入该装置的内部2。也就是说，根据本发明所述，经过燃烧器3供给的氧气优选在其注入燃烧装置1以前或在刚刚注入后、在有机会同二次和/或三次燃烧空气混合前，就完全消耗于与燃料一起的燃烧中，特别是在不使用过热空气时。
优选的低NOx燃烧器具有一次(燃料供给)、二次和三次空气通道可进行良好的空气动力学调整。但是，也可以使用其它仅使用一次和二次空气供给的低NOx燃烧器设计。一旦确定了使用三个通道的优化设置，二次空气涡流器叶片和通道就可以设计成能产生与三通道设计相同的空气动力学混合特性。作为另一种选择，也可以使用具有一个附加(四次)通道的燃烧器(如美国专利5960724中所述的RSFCTM燃烧器)。
使用来自同一空气分离装置的富氮气流可以使使用来自空气分离装置的富氧气流的燃煤锅炉排放的NOx进一步减少，而通常该富氮气流都排放至大气中而浪费了。
在锅炉炉膛的燃尽区(BOZ)9中，来自第一燃烧区(PCZ)10的残留可燃物与过热空气7混合并燃烧，形成所说的热NOx，且在PCZ中由燃料结合氮生成的一些氮类物质也转化为NOx。如在背景技术中所述，热NOx的形成和BOZ中氮类物质向NOx的转化都取决于该区域的温度。该区域温度较低和过剩氧气较少会减少BOZ中NOx的生成。
通过限制炉膛中贫燃料燃烧区的火焰温度和过剩氧气来控制热NOx。烟道气在BOZ中的再循环能同时影响热NOx的形成机理和PCZ中生成的燃料氮类物质的转化率。这可以通过稀释燃烧空气(即降低氧气浓度)、提供额外体积的气体作为吸热物质、以及降低燃烧过程中产生的温度来实现。通常使用烟道气再循环直到可以达到实际限制水平。当使用的烟道气再循环比率增加，热传递就会转移到锅炉的对流区，这是因为此时必定有更大体积的热气体通过该区域。这种影响锅炉蒸汽平衡的传热效应对烟道气再循环的应用来说是一个局限。另一个局限是：当烟道气的体积随FGR而增加时锅炉中的压力降会增大。
可以将来自空气分离装置气体的富氮气流有利地加以应用，用于稀释过热空气中的氧气浓度和提供额外的气体作为吸热物质，而不会存在FGR方法的一些局限。根据一般锅炉炉膛条件下的热平衡计算，每1％化学计量的空气被纯氧代替，所得的富氮气体使炉内气体温度降低大约11.7°F。这意味着如果10％化学计量的空气被纯氧代替，通过使用来自空气分离装置的富氮气流可以使炉内气体的温度降低大约117°F。
虽然大量富氮气体注入锅炉会进一步降低气体温度、减少NOx排放，但是额外氮气的成本和从辐射区转移至对流区的热传递会限制可以注入的最大量。一般来说，富氮气体只有应用于为控制NOx而已经使用了氧气的锅炉中才是经济的。可获得的富氮气体的体积与从空气中除去以提供富氧气流的氮气的体积直接相关。注入锅炉BOZ中的富氮气流的优选量为用于产生富氧气流的空气分离装置所产生的富氮气流的10-100％。注入锅炉BOZ中的富氮气流更优选的量是用于产生富氧气流的空气分离装置所产生的富氮气流的50-100％。
如果空气分离装置产生的所有富氧气流和富氮气流都注入锅炉，那么对锅炉产生的净效应为：部分预热燃烧空气(一般为600°F)被来自空气分离装置的等量的处于环境温度的“空气”所代替。由于失去了部分空气预热能，在这种情况下会对锅炉造成轻微的效率损失。但是在该工艺中，假如该过程中最多只有25％的燃烧空气被富氧气流代替，则可以预见这种影响不大。
通过用热烟道气进行热交换来预热富氮气体，可以消除这种较小的效率损失。如果锅炉现有的空气加热器是同流换热型，那么可以改进该同流换热器，以同时在同一同流换热器的两个不同区域中预热燃烧空气和富氮气流。
作为另一种选择，所述较小的效率损失可以通过限制注入锅炉的富氮气体量，以使注入锅炉的富氧气流和富氮气流的混合物中的平均氧浓度约为23.5％来避免。
富氮气流供给点的选择可以产生不同的成本和操作优势。
例如，可以用管子将全部或部分富氮气流输送到位于风箱前的预热空气燃烧管道中，风箱通常供给二次空气、三次空气和过热空气。在这种情况下，全部预热燃烧空气流会同等地被富氮气流稀释。尽管安装成本比较低，但下面的可选方法能更好地还原NOx。
作为一种选择，可以用管子将全部或部分富氮气流分别输送进每个燃烧器的二次空气通道、三次空气通道、或同时输入二次和三次空气通道。虽然输送成本会比前一个方法高，但是注入每个燃烧器的富氮气流的量可以调节(每个燃烧器单独调节)以优化NOx的还原。
作为另一种选择，全部或部分富氮气流可以经过燃烧器中其本身的通道注入，以便在燃料从燃烧器排出的位置与二次和三次空气从燃烧器排出的位置之间，富氮气流会从燃烧器排出。富氮气流的速度优选等于或低于一次燃料流和二次空气流的速度。这种可选方法延缓了二次和三次空气同燃料的混合，因而扩大了富燃料区，这将有助于减少NOx的排放。同样作为另一种选择，全部或部分富氮气流可以注入该燃烧装置的内部2，注入处于第一燃烧区之外(下游)和燃尽区上游的区域。采用这种布置时，富氮气流同来自PCZ的可燃物混合，并降低BOZ内的气体温度，减少NOx的排放。同样作为另一种选择，全部或部分富氮气流可以在OFA喷射口或其附近供给。采用这种布置时，富氮气流同OFA气流部分混合，并降低BOZ内的气体温度，减少NOx的排放。
当通过大量烟道气时锅炉没有压力或传热方面的限制，那么可以将再循环烟道气的注入同富氮气体的注入相结合，以在前述任一方法中进一步减少NOx。
作为对注入再循环烟道气或注入富氮气体的替代或补充，可以注入液态水雾。水雾可以使用常规雾化喷嘴来形成，通过所谓的压力雾化(其中，用由其压入液流的雾化喷嘴对进入雾化喷嘴的液流上游施压，不用雾化气体即可实现雾化)或通过气体雾化来形成，气体雾化需要使用压缩气体的伴生流，压缩气体优选为压缩空气或压缩富氮气体。水雾喷射的优选方法包括水雾进入燃烧室的位置基本上同前述喷射富氮气流的位置相似。
根据一般锅炉炉膛条件下的热平衡计算，为使燃尽区中烟道气的温度降低100°F，煤的燃烧速率应为每磅大约0.17lb水雾或0.61lb氮气，认识到这点后，有利于确定喷射入燃烧室的水量。由于水的蒸发潜热，水所需的特定喷射质量流率仅为氮的约28％。在设计喷射水雾时，保证水滴在BOZ内蒸发是十分重要的。在大多数应用中，水滴的最大尺寸优选小于500微米，更优选小于150微米。
还可以将水雾的注入同注入再循环烟道气和/或注入的富氮气体结合起来。所有这些流体都用作冷却剂，且它们的效果都是可以附加的。
在过热空气(OFA)喷射口或其附近注入富氮气流的另一个优点是能改善混合。一般通过采集从现有的风箱中排出的燃烧空气的支流来供给OFA，因此，OFA气流的最大速度受风箱中可用的燃烧空气的压力所限。由于锅炉的尺寸较大、OFA的量和压力有限，因此与来自PCZ的炉内气体相混合是一个缓慢的问题。这种混合不充分会导致CO排放量高、灰分中未燃的碳量高。如果为弥补高CO而调整锅炉的总化学计量比，则NOx的排放量可能增加，这与将OFA设置在第一位的理由相反。在这种情况下，经由OFA喷射口或其附近高速(如至少100英尺每秒，且优选高于200英尺每秒)注入富氮气流是有利的，因为这在更高的压力下也能实现。较高的压力允许向炉膛喷射的速度更高，喷射速度较高会促进OFA和来自PCZ的炉内气体之间的混合，而同时稀释烟道气以吸收热量并且降低氧气浓度以避免火焰温度升高。较高的压力也允许使用较小的管道，与大管道相比，小管道更容易对现有的锅炉进行改进。清洁的气体也有助于简化气体监测和控制，以保证该系统一直如设计的那样运行。富氮气流可以经由所有OFA喷射口注入从而促进OFA和炉内气体的混合，或者分别从一个或多个OFA喷射口注入，而其它OFA喷射口仅用来注入空气。
在用选择性非催化还原(“SNCR”)系统减少NOx排放的情况下，向BOZ内注入富氮气流特别有利。该方法是通过下述步骤减少从锅炉和炉膛排放的NOx的：向燃烧室内注入还原剂如氨、尿素、三聚氰酸或碳酸铵，该还原剂在高温下形成胺基(-NH2)后同燃烧室内的高温燃烧气体中存在的NO发生反应生成N2。这个方法是众所周知的，在现有技术中有多方面的阐述。在SNCR工艺中最突出的是Lyon在美国专利3900554和Arand等人在美国专利4208386和4325924中所述的那些，而近来SNCR工艺的改进包括美国专利6030204和美国公开申请US2002/0025285A1中所述的那些。此处引入上述五篇文献作为参考。氨和尿素是优选的还原剂。为了有效地还原NOx，在每个燃烧过程中的有效空间和驻留时间内，还原剂必须同含有NOx的燃烧气体均匀混合。因为对于含100-1000ppmNOx的烟道气来说，还原剂与烟道气的摩尔比为1000至10000数量级，因此均匀混合是一个困难的现实问题。
文献中的数据表明将气体温度从一般锅炉条件下降低到最佳温度可以显著改善NOx的还原反应，因而在相同的还原剂用量下产生较少的NOx，或是产生相同的NOx时消耗较少的还原剂。
大多数锅炉在每天低需能时期(从大约晚11时至大约早5时)都会关停。当锅炉关停、燃烧速度降低时，锅炉运行条件变化很大。虽然气体速度降低会改变火焰的空气动力学特性，继而导致NOx排放量升高或火焰稳定性变差，但是大多数煤燃烧器的运行能够令人满意地降至完全燃烧速度的约70％。大多数磨煤机需要一个最小的气流速度以进行适当的粉碎和传送煤。因此，当输入磨机的煤减少时、输送空气与煤的比率提高，除非二次和三次空气的流速降低，否则会使得第一阶段燃烧的化学计量比更加倾斜。进一步降低燃烧速度一般需要关停一部或多部磨煤机，并且使相应的燃烧器停止运行。一般关闭较低位置的燃烧器以保持蒸汽温度。在低载荷下，锅炉热量输入中的更多部分在辐射区内传递，并且炉内气体的出口温度(FEGT)降低，这会减少在对流层传递的热量。在低载荷下保持蒸汽的过热温度通常很困难。为了提高FEGT，燃烧速度中的更大部分转向较高位置的燃烧器，为了向对流层转移更多热量，过剩空气也有所增加。但是，关停的燃烧器必须通过一定量燃烧空气的流动来冷却，这就为较高位置的燃烧器提供了额外的燃烧空气。它会提高第一燃烧区中的化学计量比，并趋向增加特定的NOx排放量(lbs NOx/MMBtu)。这些变化一般会导致非优化的燃烧状态、降低锅炉效率、并增加特定锅炉的排放量。锅炉操作者只有有限的选择来解决这些问题，通常使锅炉在每天的关停期间于非优化状态下运行。
在其运行中的这一处，将富氮气体添加至供给磨煤机的一次燃烧空气中、或供给燃烧器(即供给风箱)的二次和三次燃烧空气中，可以通过降低燃烧空气的氧含量来降低锅炉中的氧气量、这样有助于减少产生的NOx。富氮气体的附加热载荷也需要稍高的燃烧速度以加热多余的气体，能供给对流区更大体积的热气体以产生更多的过热蒸汽。在这种低燃烧状态下，质量流量增加有助于使锅炉的运行更接近其设计点，并且较低的氧气浓度有助于控制NOx的排放。用过量的空气燃烧会产生同样的传热效应，但这是以NOx的高排放为代价的，NOx的排放量高同锅炉中的氧含量较高有关。如果配置好系统，FGR能够产生相似的效果，但是由于返回的烟道气会含有一些残余氧气，而这些残余氧气必须在控制工艺时予以补偿，因此控制过剩氧气的量也是一个难题。
虽然通常在低燃烧速率下火焰的稳定性更为关键，并且燃烧空气中氧含量的降低会进一步减弱火焰稳定性，但是向煤流直接喷射富氧气流会提供良好的火焰稳定性、并且可以同时稀释燃烧空气。
当锅炉关停时，可以改变用来供给富氧气流的空气分离装置的运行。由于关停期通常短于八小时，氧气装置可以保持满负荷状态以产生比注入锅炉所需的更多的氧气。这些多余的氧气可以排出或送入液化器回收。
从该装置获得的富氮气体的体积会高于最初从燃烧空气中可获得的，因此在锅炉中可以获得氮量的净增加。由于锅炉的低效率运行状态，如果向燃烧器区域注入氮气，氮气就会对锅炉运行产生更为显著的积极效果。这取代了过剩空气中所含的氧气，并且能保持通过其它情况下关停的燃烧器的体积流量。图4示出了低载荷运行下的这种其它实施方案。
希望可使用的富氮气体量高于基于工艺所需氧气量和生产所能得到的的富氮气体所能获得的量。如果经济状况允许使用更多氮气，那么可以采用一个附加氮气源。安装多台锅炉的另一种方法是，制造足够用于两个或更多锅炉的氧气，随后向少于总数的锅炉分配氮气，这样使用富氮气体的锅炉就能获得更多的富氮气体。当一台锅炉关停而另一台继续满负荷工作时，这种设计特别有效。关停的锅炉能获得更多的富氮气体，从而使应用氮气的优势最大化，尽管在关停状态下氧气的需要量会下降。如果氧气装置没有与锅炉一起关停，那么这也不会成为问题，因为过剩的氧气可以被排出或者收集起来另作他用，而氮气的产量则不会减少。
关停期内在使用燃烧器退出运行(BOOS)技术的燃烧器中，可以优先喷射位于关停燃烧器附近的风箱中的氮气，从而用富氮气体而非燃烧空气冷却该退出运行的燃烧器。这将进一步限制锅炉热焰区域中的过剩氧气量。另一种可行的模拟OFA的结构的设计是关闭最高处的燃烧器，使得冷却的燃烧空气充当OFA、向较低处燃烧器的风箱内喷射氮气，以阻止在这些条件下一次区域的化学计量比因加入额外空气而提高。
如上所述，本发明的优选实施方案适合于燃煤燃烧装置(公用锅炉)，因而能产生较少的NOx。燃烧是在烃类燃料同燃烧空气中的氧气之间进行的，结果形成了火焰6。最靠近燃烧器3末端的火焰的区域8，即烃类燃料从燃烧器排出的位置，是该火焰的富燃料区。在其周围的火焰6的区域比较稀薄，这是因为二次和三次燃烧空气没有同燃料充分反应。当加入燃烧器3的燃烧空气22的量减少、而有足够量的用于整体燃烧阶段的空气从过热空气喷射口7上部供给时，除了燃烧器3附近的注入空气而该空气尚未同燃料充分反应的区域外，位于过热空气喷射口7下方的炉膛的整个较低区域或第一燃烧区(PCZ)10，都变得富含燃料。
然后，在实施本发明的这个实施方案时，添加用于注入附加氧气的喷枪5。附加氧气可以改为用其他方式供给，例如将其添加到一次空气中。或者，用如图所示的燃烧器来代替供给燃料和燃烧空气的燃烧器。
优选的是，空气也经由过热空气喷射口7上部供入燃烧装置1的内部，以使第一燃烧区10更加不贫燃料或更加富燃料，并提供有助于使燃尽区9中的燃料完全燃烧的附加氧气。经由燃烧器3供给的燃烧空气中的氧气，再结合出口7处供给的空气中所含的氧气(如果使用的话)，足够使燃料完全燃烧，而且一般含有的额外氧气量高于燃料完全燃烧需要量的10-25vol.％。
优选，二次和三次燃烧空气在燃烧器3处供给，以使其绕轴向旋流，从而在每个燃烧器附近形成一个再循环区、并促进空气与燃料的混合。可以通过已知技术实现旋流，例如在燃烧器的二次和三次空气流的环形通道中设置挡流板13和14，该挡流板会以期望的旋动方向引导气流。优选形成一个强旋流，如J.M.Beer和N.A.Chigier，Robert E.Krieger Publishing Company，Inc.，1983，的“燃烧动力学(Combustion Aerodynamics)”中所述，旋流数优选为0.6至2.0。
在用过热空气实施本发明时，优选经由燃烧器3供给的空气总量，即一次、二次和三次空气的总和，为完全燃烧所需的化学计量空气的60-99％。最优选经由燃烧器3供给的空气总量为完全燃烧所需化学计量的空气的约70-85％。
在排放空气的喷嘴出口处，一次、二次和三次燃烧空气中每个气流的速度优选为50至150英尺每秒。在排放氧气的喷嘴出口处，经由喷枪5喷射的氧气的速度优选是一次空气速度的10％-900％，更优选在25％-400％。
试验表明优选的方法是，将至少一部分燃料颗粒或液滴暴露在高浓度的氧气中，这与全部的燃烧空气均匀富化相反。向低NOx燃烧器的风箱21中喷射氧气以使富化的空气供给整个燃烧器，包括关键的第一阶段空气，这一简单方法被认为并不有效。
当用20％化学计量的空气将氧气向煤输送流(一次空气流)中快速预混合或混合和总燃烧化学计量比为1.15时，假定空气是干燥的并含有21.0vol.％O2，计算出以下输送空气流中和整个燃烧空气中的平均氧浓度。
用O2代替的化学计量空气的百分比(*) 输送空气中的O2浓度(vol.％)   全部燃烧空气中的平均O2浓度(vol.％)
    0     21.0     21.0
    5     24.9     21.7
    10     28.5     22.5
    15     31.7     23.4
    20     34.7     24.3
    25     37.4     25.4
(*例如用1.95cf纯O2代替5cf空气以提供等量的O2)
在这个实例中，由于氧气用量小，当均匀混合甚至当氧气仅同该输送空气混合时，空气中氧气的浓度仅能有适度增长。一个优选方法是在喷枪的喷嘴尖端向煤/空气输送流中喷射氧气。在这种情况下，部分煤粒与氧气喷射流混合，并在局部形成煤高O2混合区。同氧气与输送空气流预混合的情况相比，这种情况可以形成快速点火来源区域，并有助于更早点火和脱挥发分。
另一种优选方法是从邻近煤流的内部或外部的环形区域喷射氧气。在这种情况下，在煤和氧气流的界线处形成有利的富氧燃烧条件。
如Farmayan等人所述，当氧气以平行于燃料流单独高速喷射时，氧气喷射流可以快速被周围气体稀释，其效力也会减弱。因此，必须仔细设计喷射氧气的方法。
如此处所述通过向注入的烃类燃料流中供给氧气，本发明能改善即减少燃烧装置中NOx的生成。更为明确和优选的是，以优选含有至少80vol.％O2、最优选含有至少90vol.％O2的浓缩氧气流的形式供给氧气，当燃料从燃烧器排出和进入燃烧装置1的内部2时，直接将该氧气流注入该烃类燃料。因此，在含有高浓度氧的气态氛围中，至少一部分固体燃料微粒或液体燃料液滴视使用燃料的情况会进入该燃烧装置和火焰6的富燃料部分。
当过热空气用于整体燃烧阶段时，优选使用安装有三个或四个分开的空气通道的空气燃烧器，在燃烧器3的气体通道中使用合适的分布器，可能将氧气同一次或二次空气预混合或同这二者都预混合。
优选经由喷枪5或类似的给料管道供给氧气，给料管道可以是末端开口并开向燃烧装置1的、或是末端封闭而在邻近封闭端的周边上有多个开口，使得通过这些开口流出的氧气直接流进从燃烧器注入燃烧装置的烃类燃料。
图3a至3d所示为可以采用的多种喷枪结构。也可以使用其它喷枪结构。在图3a中，喷枪5的末端有单个孔口31，该孔口优选在沿喷枪轴线的方向上。
在图3b中，喷枪5的末端是封闭的，在喷枪的热端附近、沿喷枪的圆周方向有两个或多个、优选2至16个、更优选4至8个喷嘴，用于径向喷射氧气。该喷枪末端也可以有1至4个或更多个喷嘴。
在图3c中，在喷枪5的封闭的下游端附近，径向分布有两个或更多、优选2至16、更优选4至8个喷嘴32，还有两个或更多、优选2至16、更优选4至8个喷嘴33，每个喷嘴同氧气流入喷枪5的轴向成大于0度而小于90度的角。
在图3d中，在喷枪5的热端附近、沿喷枪5的圆周方向有两个或更多、优选2至8个喷嘴34，每个喷嘴同氧气流入喷枪5的反方向成30至60度角。
在这些和其它喷枪的实施方案中，通过喷枪侧壁的喷嘴可以排列在一个或多个圆周上。
氧气如此处所说喷入燃烧装置1时，经由燃烧器3供给的燃烧空气的流速同时下降，以维持或降低第一燃烧区的化学计量比。当使用过热空气时，如果喷射氧气，第一燃烧区的化学计量比优选占完全燃烧所需化学计量空气的60-99％、更优选约70-85％。用这种方式供给的氧气的量应当足以使火焰6的富燃料区8中建立小于约0.85、优选远小于0.85，如0.65或更低的化学计量比。通过线路5供给的氧气的量应当小于燃料完全燃烧所需化学计量量的25％。更为优选是，该量对应于小于燃料完全燃烧所需化学计量量的15％。甚至更优选的是，该量对应于小于燃料完全燃烧所需化学计量量的8％。
NOx的排放量强烈地依赖于局部的化学计量状况。由于注入氧气使得该处的化学计量状况稀薄，必须考虑到注入氧气后该处化学计量状况发生的变化。例如，在不改变所供给的燃烧空气流速的情况下，将相当于化学计量空气10％的氧气注入到化学计量比为0.4(SR＝0.4)的局部富燃料区，会使该处的化学计量状况改变为SR＝0.5，并可期望充分地减少NOx的排放。但是，这是因为SR＝0.4对于最优化还原NOx来说过于富燃料了。当将该处的化学计量条件保持在SR＝0.4时，这种效果大大好于“用氧气代替10％的空气”。如果将等量的氧气喷入局部化学计量状况为SR＝0.95的富燃料区，而不改变燃烧空气的流速，那么由于局部化学计量状况增加到SR＝1.05，预期NOx的排放量会显著增加。
因此，一般优先将氧气喷射到火焰的最丰富区域。
在不使用OFA的空气动力学分段燃烧器中，应当避免将氧气喷射或混合到三次空气和四次空气(如果使用)中。这是因为所有的三次空气和所有的四次空气会在火焰的较薄弱区域中混合。从理论上讲，用包括空气的任何氧化剂都可以优化局部的化学计量条件。但是氧气更为有效，因为仅需要少量体积，从而可以在不会对火焰的整个空气动力学混合状态产生大的影响的情况下改变局部化学计量条件。
另一个重要的要求是，富集氧气的方法必须能保持或增加空气动力学分段火焰的富燃料区(“N2形成区”)的物理尺寸。喷射氧气和随后进行的在燃烧器的某些空气通道中降低空气流量的方法会影响燃烧器的空气动力学分段情况，且因而会影响其物理尺寸和局部化学计量状况。如果因喷射氧气使得富燃料区的尺寸减小、富燃料区中平均气体驻留时间缩短，这样的变化会使NOx增加。例如，氧气经由轴向喷枪如图3a所示的喷枪高速喷射时，能有效增加煤/空气流周围的轴向动量，而这反过来会促进与二次和三次空气的混合。结果火焰的富燃料NOx还原区的尺寸可能会减小，而NOx可能增加。另一方面，当氧气流从轴向定位的氧气喷枪如图3b所示的喷枪在燃烧器顶端附近径向喷射时，可能有效扩大燃烧器附近的再循环区，并因而会增大富燃料区的尺寸，并通过富集氧气而进一步促进NOx的还原反应。为了达到还原NOx，对于具体的燃烧器来说，必须认真评估喷射氧气对燃烧器空气动力学条件的综合影响。
本发明出人预料的性能不愿受到任何特殊解释的束缚，根据本发明运行的燃烧装置的性能与下述机理是一致的：喷射的氧气会提高距燃烧器最近的火焰部分的温度，这反过来会使存在于烃类燃料中的挥发性较大的组分从燃料进入气相、并同周围的氧气发生部分反应，从而产生还原性较大的气氛，该气氛能够使从正在燃烧的燃料中释放出来的含氮类物质转变为分子氮即N2、而不转变为NOx和其它含氮化合物如HCN和NH3。
一般来说，燃料和氧气所进入的富燃料区的温度是2500°F量级或更高。用这种方式供给氧气会导致火焰6的底部更靠近燃烧器3的开口，或者甚至同燃烧器3相接。但是，即使火焰同燃烧器相接，也将用此处所说的方式将氧气供入以同样的方式排出燃烧器的烃类燃料。在稳定状态下运行时，例如根据本申请的教导对燃烧装置作出改进之后，燃烧装置继续运行，运行的基础为将氧气供入燃料，该氧气量低于燃烧完全燃烧所需氧气的化学计量量的25％、优选低于15％、更优选低于8％，而经由燃烧器所供给的燃烧空气量低于其他情况下合适的值，因此供给该装置的氧气总量至少为该燃料完全燃烧所需的化学计量量。
使用就地氧气装置生产的副产物富氮气流能简化惰性气体向锅炉的供给，这是因为富氮气流清洁、并且组成相对恒定。这与较高的有效压结合时，就能够使富氮气流非常容易地控制和测量，并且同再循环烟道气相比能应用更小的管道和喷射系统，而这能降低系统的投资成本。全部这些因素合起来，就能形成一个富氮喷射系统，它所需的维护费用少、需要修理时相当容易维修，因此能提高对于锅炉运行的可用性。
当富氮气体喷射与烟道气再循环相比较时，需要了解它们有很重要的差别。其一是富氮气体喷射需要采集本应输入该工艺的空气，并且用两种不同的方式将空气喷射以产生有利的工艺变化。从整个热力学的观点来看，在混合良好的燃烧室中，无论空气是直接注入燃烧室还是在被分离为富氧气流和富氮气流之后才进入燃烧室，最终的气体温度应该是相同的。当将此工艺应用于锅炉时，通过本发明，有两个因素会导致第二阶段温度降低。在富燃料燃烧阶段，伴随富氧燃烧而产生的较高的火焰温度和较长的气体驻留时间会增加向炉墙的热传递并冷却燃烧产物，该燃烧产物会因加入氮气而进一步冷却。(如果整个热传递没有发生变化，富氧燃烧气体会比当量空气情况下更热，如果用空气进行燃烧，再将氮气注入回来，会使其恢复冷却至其应当处于的相同的温度。)
另一个区别是用于燃煤锅炉的燃烧空气一般要预热至约500-600°F，且富氧和富氮气流一般处于环境温度，因此输入锅炉的总热量减少，这会降低燃烧产物的温度。
虽然本发明主要是参照壁墙燃烧(wall-fired)锅炉如图1和2所示类型的锅炉进行的描述，但是本申请的说明书并不表示本发明仅仅局限于应用在这种燃烧系统中。本发明也适用于其它燃料和空气燃烧的系统，包括但不限于：参考图4A至4C中所述的那种切向燃烧系统、本领域公知为“旋风”炉的燃烧系统，其中，炉子的第一燃烧区包括一个或多个壳体，每个壳体具有圆柱形壁、封闭的端壁和一个经由炉壁通往炉子主室的开口端，在该系统中，燃料、燃烧空气和氧化剂(以本申请教导的量供入燃料)经由圆柱形壁和端壁以一定的方向供入壳体，该方向应使得这些物料围着外壳的旋转中心轴旋转，并进行燃烧以形成火焰和燃烧热量，该热量通过开口端排放到炉子的主室中。
除了此处所述的例子外，还可以采用其它类型的燃烧器，例如所谓的分流燃烧器，在这种燃烧器中，当燃料进入燃烧室时，燃料流分成多条相互分离的燃料流、甚至是彼此离散的燃料流。采用这种类型的燃烧器时，氧气从相应的多个喷枪供入每条燃料流、或是从一个具有多个喷嘴的喷枪供给，喷嘴的方向指向每一条燃料流，并且氧气的化学计量需要量取决于供给的燃料和氧气的总量。

Claims (8)

1.一种减少NOx排放量的燃烧方法，其包括：
(A)提供一种燃烧装置；
(B)将一次空气和燃料通过燃烧器供入所述装置，该燃烧器包括向所述燃烧装置内供给二次空气的设备，并且非必要地包括向所述燃烧装置内供给三次空气的设备；
(C)将该燃烧装置外的空气分离为富氧气流和富氮气流；
(D)在火焰中燃烧所述燃料，同时向所述火焰中供给至少一部分所述的富氧气流；
(E)向所述燃烧装置中供给至少一部分所述的富氮气流。
2.如权利要求1所述的方法，其中，在将所述富氮气流通过所述燃烧器供入以前，通过与烟道气进行间接热交换加热所述富氮气流，该烟道气是通过在所述燃烧装置中进行所述燃烧而产生的。
3.如权利要求1所述的方法，其中，在步骤(E)中，在所述燃烧装置中通过所述燃烧而产生的烟道气中的一部分同所述富氮气流一起供给。
4.一种降低NOx排放量的燃烧方法，其包括：
(A)提供一种燃烧装置，它具有第一燃烧区和燃尽区；
(B)将空气和燃料通过燃烧器供入所述第一燃烧区；
(C)将该燃烧装置外的空气分离为富氧气流和富氮气流；
(D)在第一燃烧区的火焰中燃烧该燃料，同时向所述第一燃烧区内供给至少一部分所述富氧气流；
(E)从所述燃烧器之外的源中向所述燃尽区添加空气，所添加的空气量应含有足够的氧气使得供入所述装置的氧气总量至少为所述燃料完全燃烧所需要的化学计量的量，并且在所述燃尽区燃烧来自所述第一燃烧区的残余可燃物，
(F)向所述燃烧装置中供给至少一部分所述富氮气流。
5.如权利要求4所述的方法，其中，将所述富氮气流供入所述燃尽区以前，通过与烟道气进行间接热交换加热所述富氮气流，该烟道气是通过在所述燃烧装置中进行所述燃烧而产生的。
6.如权利要求4所述的方法，其中，在步骤(E)中，在所述燃烧装置中进行所述燃烧所产生的烟道气的一部分同所述富氮气流一起供给。
7.如权利要求4所述的方法，进一步包括向所述燃尽区内部或下游喷射还原剂，该还原剂与NOx反应形成N2，从而减少NOx的量，否则所述NOx将被排出所述炉子。
8.一种减少NOx排放量的燃烧方法，其包括：
(A)提供一种燃烧装置；
(B)将一次空气和燃料通过燃烧器供入所述装置，该燃烧器包括向所述燃烧装置内供给二次空气的设备，以及非必要地包括向所述燃烧装置内供给三次空气的设备；
(C)在火焰中燃烧所述燃料，同时向所述火焰中供给富氧气流；以及
(D)向所述燃烧装置内喷射液态水雾。
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TW (1) TW200523509A (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1317526C (zh) * 2005-04-08 2007-05-23 清华大学 一种化石燃料的燃烧方法及装置
CN101910724B (zh) * 2008-01-17 2012-09-05 乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司 燃烧器和用于实施氧燃烧的方法
CN101737212B (zh) * 2009-12-10 2013-01-16 吉林大学 进气组分局部富氮燃烧和NOx排放控制方法
CN106765216A (zh) * 2017-02-27 2017-05-31 洛阳明远石化技术有限公司 燃烧器和尾气焚烧设备
CN110616079A (zh) * 2019-09-27 2019-12-27 中冶焦耐(大连)工程技术有限公司 一种源头减排二氧化硫的装煤工艺
CN111678122A (zh) * 2020-06-08 2020-09-18 苏州臻越流体设备有限公司 一种基于ccd的旋风炉低nox燃烧系统

Families Citing this family (44)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8246343B2 (en) * 2003-01-21 2012-08-21 L'air Liquide Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Device and method for efficient mixing of two streams
FR2869673B1 (fr) * 2004-04-30 2010-11-19 Alstom Technology Ltd Procede pour la combustion de residus de raffinage
US7168947B2 (en) * 2004-07-06 2007-01-30 General Electric Company Methods and systems for operating combustion systems
US7472657B2 (en) 2005-05-19 2009-01-06 Fuel And Furnace Consulting, Inc. Apparatus for reducing NOx emissions in furnaces through the concentration of solid fuel as compared to air
JP2006347847A (ja) * 2005-06-20 2006-12-28 Nippon Oil Corp 石油コークスの燃焼および炭酸ガス回収方法および装置
US20070144415A1 (en) * 2005-11-29 2007-06-28 Varagani Rajani K Coal Upgrading Process Utilizing Nitrogen and/or Carbon Dioxide
US20070119749A1 (en) * 2005-11-29 2007-05-31 Varagani Rajani K Coal upgrading utilizing nitrogen
US20070119753A1 (en) * 2005-11-29 2007-05-31 Varagani Rajani K Coal upgrading utilizing carbon dioxide
WO2007063386A1 (en) * 2005-12-02 2007-06-07 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude METHODS AND SYSTEMS FOR REDUCED NOx COMBUSTION OF COAL WITH INJECTION OF HEATED NITROGEN-CONTAINING GAS
US20070298357A1 (en) 2006-06-27 2007-12-27 Laux Stefan E F Oxygen to expand burner combustion capability
US7966801B2 (en) * 2006-12-07 2011-06-28 General Electric Company Apparatus and method for gas turbine active combustion control system
US20080145281A1 (en) * 2006-12-14 2008-06-19 Jenne Richard A Gas oxygen incinerator
KR101022734B1 (ko) * 2006-12-29 2011-03-22 건국대학교 산학협력단 농후연소 가스 산출방법
US9651253B2 (en) * 2007-05-15 2017-05-16 Doosan Power Systems Americas, Llc Combustion apparatus
PL2209920T3 (pl) * 2007-11-01 2017-01-31 Self-Screen B V Nowy sposób wykrywania hpv szyjki macicy
JP5022248B2 (ja) * 2008-01-23 2012-09-12 三菱重工業株式会社 ボイラ構造
EP2251596B1 (en) * 2008-03-06 2016-08-03 IHI Corporation Method and facility for feeding carbon dioxide to oxyfuel combustion boiler
US8578892B2 (en) * 2008-06-13 2013-11-12 Air Products And Chemicals, Inc. Oxygen control system for oxygen enhanced combustion of solid fuels
US8478446B2 (en) 2008-06-13 2013-07-02 Air Products And Chemicals, Inc. Oxygen control system for oxygen enhanced combustion
US20090320725A1 (en) * 2008-06-25 2009-12-31 Alstom Technology Ltd. Furnace system with internal flue gas recirculation
CN102224378B (zh) 2008-09-22 2014-07-23 达塞尔·卡尔灵顿 燃烧器
US8327779B2 (en) * 2008-09-26 2012-12-11 Air Products And Chemicals, Inc. Combustion system with steam or water injection
WO2010036877A2 (en) * 2008-09-26 2010-04-01 Air Products And Chemicals, Inc. Combustion system with precombustor for recycled flue gas
US20100077968A1 (en) * 2008-09-26 2010-04-01 Air Products And Chemicals, Inc. Oxy/fuel combustion system having combined convective section and radiant section
EP2180252B1 (en) 2008-10-24 2016-03-23 L'Air Liquide Société Anonyme pour l'Etude et l'Exploitation des Procédés Georges Claude Method for injecting ballast into an oxycombustion boiler
KR101135642B1 (ko) * 2009-12-15 2012-04-16 한국생산기술연구원 산소 분리 모듈을 포함하는 재연소 장치
MY164718A (en) * 2010-11-16 2018-01-30 General Electric Technology Gmbh Apparatus and method of controlling the thermal performance of an oxygen-fired boiler
US8915731B2 (en) * 2010-12-30 2014-12-23 L'air Liquide Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Flameless combustion burner
US20130089823A1 (en) * 2011-10-07 2013-04-11 General Electric Company Combustor
US8911538B2 (en) 2011-12-22 2014-12-16 Alstom Technology Ltd Method and system for treating an effluent stream generated by a carbon capture system
CN102692013B (zh) * 2012-05-15 2015-04-08 上海锅炉厂有限公司 空气分级燃烧技术下的切向燃烧系统
WO2015005350A1 (ja) * 2013-07-09 2015-01-15 バブコック日立株式会社 燃焼装置
JP5972847B2 (ja) * 2013-10-21 2016-08-17 三菱日立パワーシステムズ株式会社 バーナチップ及び燃焼バーナ並びにボイラ
EP2962743A1 (en) * 2014-07-04 2016-01-06 Alstom Technology Ltd A boiler and a method for NOx emission control from a boiler with SNCR
CN104456607B (zh) * 2014-11-27 2019-03-22 江苏太湖锅炉股份有限公司 生物质锅炉的二次风、给药组合结构
JP6655947B2 (ja) * 2015-11-02 2020-03-04 三菱日立パワーシステムズ株式会社 バーナユニットの改造方法、バーナユニット及びボイラ
CN105783025B (zh) * 2016-03-11 2018-08-10 国网山东省电力公司电力科学研究院 一种监测低NOx切向燃煤锅炉炉内风粉分布的方法
KR101907396B1 (ko) 2016-10-20 2018-10-18 한국에너지기술연구원 산소제조기능을 갖는 순산소 가열로 및 그의 작동방법
CN108870365A (zh) * 2017-05-15 2018-11-23 通用电气公司 锅炉及其改进方法
JP6950464B2 (ja) * 2017-11-02 2021-10-13 株式会社Ihi ボイラ
CN107940446B (zh) * 2017-12-08 2024-01-16 东方电气集团东方锅炉股份有限公司 一种大卷吸射流燃尽风系统及喷射方法
CN110397949A (zh) * 2019-07-24 2019-11-01 杭州涌复科技有限公司 一种电站锅炉燃烧智能配风模型的确立方法
CN113757646B (zh) * 2021-08-13 2022-12-13 西安交通大学 一种利用文丘里管引射天然气与氧气的烟气循环利用燃烧系统
CN116379426B (zh) * 2023-06-06 2023-08-08 佛山仙湖实验室 一种逆向喷射氨燃烧器

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3699903A (en) * 1971-02-25 1972-10-24 Oliver F King Method for improving fuel combustion in a furnace and for reducing pollutant emissions therefrom
US3900554A (en) * 1973-03-16 1975-08-19 Exxon Research Engineering Co Method for the reduction of the concentration of no in combustion effluents using ammonia
US4208386A (en) * 1976-03-03 1980-06-17 Electric Power Research Institute, Inc. Urea reduction of NOx in combustion effluents
CA1092897A (en) * 1977-09-16 1981-01-06 Arun K. Mehta Fuel firing method
US4586443A (en) * 1977-09-27 1986-05-06 Trw Inc. Method and apparatus for in-flight combustion of carbonaceous fuels
US4325924A (en) * 1977-10-25 1982-04-20 Electric Power Research Institute, Inc. Urea reduction of NOx in fuel rich combustion effluents
US4257763A (en) * 1978-06-19 1981-03-24 John Zink Company Low NOx burner
DE3331989A1 (de) * 1983-09-05 1985-04-04 L. & C. Steinmüller GmbH, 5270 Gummersbach Verfahren zur verminderung der no(pfeil abwaerts)x(pfeil abwaerts)-emission bei der verbrennung von stickstoffhaltigen brennstoffen
US4773846A (en) * 1985-07-30 1988-09-27 Michael Munk Combustion system and method with fog injection and heat exchange
JPS6358007A (ja) * 1986-08-27 1988-03-12 Kawasaki Heavy Ind Ltd 微粉炭燃焼ボイラ
DE3807214A1 (de) * 1988-03-02 1989-09-14 Koerting Ag Brenner
JPH0356011U (zh) * 1989-10-03 1991-05-29
ATE168759T1 (de) * 1990-10-05 1998-08-15 Massachusetts Inst Technology Verbrennungsanlage mit vermindertem ausstoss von stickstoffoxiden
US5809910A (en) * 1992-05-18 1998-09-22 Svendssen; Allan Reduction and admixture method in incineration unit for reduction of contaminants
CA2161135A1 (en) * 1993-05-07 1994-11-24 Joseph R. Comparato Process and apparatus for enhancing distribution of nox -reducing chemicals in a high-solids environment
JP3338555B2 (ja) * 1994-05-24 2002-10-28 電源開発株式会社 二酸化炭素回収型排ガス再循環ボイラ設備の燃焼バーナ
US5724897A (en) * 1994-12-20 1998-03-10 Duquesne Light Company Split flame burner for reducing NOx formation
AU713124B2 (en) * 1996-06-19 1999-11-25 Alstom Power Inc. A method for effecting control over an RSFC burner
US6030204A (en) * 1998-03-09 2000-02-29 Duquesne Light Company Method for NOx reduction by upper furnace injection of solutions of fixed nitrogen in water
US6282901B1 (en) * 2000-07-19 2001-09-04 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Integrated air separation process
JP2003254510A (ja) * 2002-02-28 2003-09-10 Babcock Hitachi Kk 燃焼装置ならびにウインドボックス

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1317526C (zh) * 2005-04-08 2007-05-23 清华大学 一种化石燃料的燃烧方法及装置
CN101910724B (zh) * 2008-01-17 2012-09-05 乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司 燃烧器和用于实施氧燃烧的方法
CN101737212B (zh) * 2009-12-10 2013-01-16 吉林大学 进气组分局部富氮燃烧和NOx排放控制方法
CN106765216A (zh) * 2017-02-27 2017-05-31 洛阳明远石化技术有限公司 燃烧器和尾气焚烧设备
CN110616079A (zh) * 2019-09-27 2019-12-27 中冶焦耐(大连)工程技术有限公司 一种源头减排二氧化硫的装煤工艺
CN111678122A (zh) * 2020-06-08 2020-09-18 苏州臻越流体设备有限公司 一种基于ccd的旋风炉低nox燃烧系统

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AU2010224349A1 (en) 2010-10-14
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JP2005134102A (ja) 2005-05-26

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