JP2006017453A - 点火支援燃料ランスを有する多段燃焼システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 炉であって、その中に設けられた熱負荷と燃焼雰囲気を有する炉と;燃料を燃焼雰囲気に噴射するよう適合された1つ又は複数の燃料ランスと;該1つ又は複数の燃料ランスと関連し、該1つ又は複数の燃料ランスによって燃焼雰囲気に噴射された燃料を点火するよう適合された1つ又は複数の点火器とを含む、燃焼システムが提供される。
【選択図】 図1
Description
(a)燃焼システムであって、
(1)炉であって、その中に設けられた熱負荷と燃焼雰囲気を有する炉と;
(2)軸、一次燃料の入口、酸化体ガスの入口、及び燃焼ガスを該炉に導入するよう適合された燃焼ガスの出口を有する中央バーナと;
(3)該中央バーナの軸から半径方向に配置され、多段燃料を該炉の燃焼雰囲気に噴射するよう適合された1つ又は複数の多段燃料ランスと;
(4)該1つ又は複数の多段燃料ランスと関連し、そこから放出された多段燃料を点火するよう適合された1つ又は複数の点火器と
を含む燃焼システムを提供する工程;
(b)酸化体ガスの入口を介して酸化体ガスを導入し、該1つ又は複数の燃料ランスを介して該炉の燃焼雰囲気に燃料を噴射する工程;並びに
(c)該1つ又は複数の点火器を操作し、該燃料ランスからの燃料を点火して燃料と燃焼雰囲気中の酸素を燃焼させる工程
を含む、燃焼方法を含む。
(a)バーナアセンブリであって、
(1)中央火炎ホルダーであって、酸化体ガスの入口手段、一次燃料の入口手段、酸化体ガスと一次燃料を燃焼させる燃焼領域、及び該火炎ホルダーから一次流出物を放出する出口を有する中央火炎ホルダーと;
(2)該中央火炎ホルダーの出口を取り囲む複数の二次燃料噴射器ノズルであって、各二次燃料噴射器ノズルが、
(2a)入口面、出口面、及び入口面と出口面を貫く流入軸を有するノズル本体と;
(2b)該ノズル本体を通って入口面から出口面まで延びる1つ又は複数の溝であって、各溝が溝軸と溝中心面を有する1つ又は複数の溝と;
を含む複数の二次燃料噴射器ノズルと;
(3)該複数の二次燃料噴射器ノズルと関連する1つ又は複数の点火器と;
を含むバーナアセンブリを提供する工程;
(b)一次燃料と酸化体ガスを該中央火炎ホルダーに導入し、該火炎ホルダーの燃焼領域において一次燃料と酸化体ガスの一部を燃焼させ、燃焼生成物と過剰な酸化体ガスを含有する一次流出物を該火炎ホルダーの出口から放出する工程;
(c)二次燃料を該二次燃料噴射器ノズルを介して該火炎ホルダーの出口からの一次流出物に噴射する工程;並びに
(d)該1つ又は複数の点火器を操作し、該二次燃料噴射器ノズルからの燃料を点火して燃料と燃焼生成物中の過剰な酸化体を燃焼させる工程
を含む、燃焼方法に関する。
(a)燃焼システムであって、
(1)エンクロージャを有する炉であって、エンクロージャ内に設けられた熱負荷と燃焼雰囲気を有する炉と;
(2)エンクロージャに取り付けられ、酸素含有ガスを該炉に導入するよう適合された1つ又は複数の酸化体ガス噴射器と;
(3)エンクロージャに取り付けられ、該1つ又は複数の酸化体ガス噴射器から間隔を置いて配置された1つ又は複数の燃料ランスであって、燃料を該炉に噴射するよう適合された1つ又は複数の燃料ランスと;
(4)該1つ又は複数の燃料ランスと関連し、該燃料ランスによって噴射された燃料を点火するよう適合された1つ又は複数の点火器と
を含む燃焼システムを提供する工程;
(b)該1つ又は複数の酸化体ガス噴射器を介して酸素含有ガスを該炉の燃焼雰囲気に噴射する工程;
(c)該1つ又は複数の燃料ランスを介して燃料を該炉の燃焼雰囲気に噴射する工程;並びに
(d)該1つ又は複数の点火器を操作し、該燃料ランスからの燃料を点火して燃料と燃焼雰囲気中の酸素を燃焼させる工程
を含む、燃焼方法に関する。
3 外管
5 中間管
7 内管
9、11 環状空間
13 燃料注入管
14 炉壁
15 酸化体ガス又は一次燃料
17、19、21 燃焼ゾーン
23 燃焼ガス
25 炉内部
27 注入管
29 マニホールド
31 多段燃料ランス
33 噴射ノズル
35 多段燃料
37 多段燃料流
Claims (37)
- (a)炉であって、その中に設けられた熱負荷と燃焼雰囲気を有する炉と;
(b)燃料を燃焼雰囲気に噴射するよう適合された1つ又は複数の燃料ランスと;
(c)該1つ又は複数の燃料ランスと関連し、該1つ又は複数の燃料ランスによって燃焼雰囲気に噴射された燃料を点火するよう適合された1つ又は複数の点火器と
を含む、燃焼システム。 - 前記1つ又は複数の点火器が、断続火花点火器、連続火花点火器、DCアークプラズマ、マイクロ波プラズマ、RFプラズマ、高エネルギーレーザービーム、及び酸化体−燃料パイロットバーナから成る群より選択された、請求項1に記載の燃焼システム。
- 前記点火器の少なくとも1つが、燃料ランスに隣接して配置され、そこから放出された燃料を点火するよう適合された、請求項1に記載の燃焼システム。
- 前記点火器の少なくとも1つが、燃料ランスと一体化され、そこから放出された燃料を点火するよう適合された、請求項1に記載の燃焼システム。
- 前記燃料ランスの数が、前記点火器の数に等しいか又はそれよりも少ない、請求項1に記載の燃焼システム。
- (a)入口面、出口面及び入口面と出口面を貫く流入軸を有するノズル本体であって、2つ以上の溝が該ノズル本体を通って入口面から出口面まで延び、各溝が溝軸を有し、該溝の少なくとも1つの溝軸が該ノズル本体の流入軸に平行でなく、かつ該溝が該ノズル本体の出口面で燃料を放出するよう適合されたノズル本体と;
(b)該ノズル本体と関連し、該ノズル本体の出口面で放出された燃料を点火するよう適合された点火器と
を含む、燃料ランス。 - 前記点火器が、前記ノズル本体の出口面に隣接して配置された、請求項6に記載の燃料ランス。
- 前記点火器が、前記ノズル本体と一体化され、該ノズル本体の出口面を貫いている、請求項6に記載の燃料ランス。
- (a)入口面、出口面及び入口面と出口面を貫く流入軸を有するノズル本体であって、2つ以上の溝が該ノズル本体を通って入口面から出口面まで延び、各溝が溝軸と溝中心面を有し、該溝のいずれも他の溝と交差せず、該溝の全てが共通の燃料供給導管と流体の流れが通じるノズル本体と;
(b)該ノズル本体と関連し、該ノズル本体の出口面で放出された燃料を点火するよう適合された点火器と
を含む、燃料ランス。 - 前記点火器が、前記ノズル本体の出口面に隣接して配置された、請求項9に記載の燃料ランス。
- 前記点火器が、前記ノズル本体と一体化され、該ノズル本体の出口面を貫いている、請求項9に記載の燃料ランス。
- (a)入口面、出口面及び入口面と出口面を貫く流入軸を有するノズル本体であって、2つ以上の溝が該ノズル本体を通って入口面から出口面まで延び、各溝が溝軸と溝中心面を有し、2つ以上の溝のうち第1の溝が他の溝のそれぞれと交差し、該溝の少なくとも1つの溝中心面が該ノズル本体の流入軸と交差するノズル本体と;
(b)該ノズル本体と関連し、該ノズル本体の出口面で放出された燃料を点火するよう適合された点火器と
を含む、燃料ランス。 - 前記点火器が、前記ノズル本体の出口面に隣接して配置された、請求項12に記載の燃料ランス。
- 前記点火器が、前記ノズル本体と一体化され、該ノズル本体の出口面を貫いている、請求項12に記載の燃料ランス。
- (a)エンクロージャとその中に配置された熱負荷とを含む炉と;
(b)エンクロージャに取り付けられ、酸化体ガスを該炉に導入するよう適合された1つ又は複数の酸化体ガス噴射器と;
(c)エンクロージャに取り付けられ、該1つ又は複数の酸化体ガス噴射器と間隔を置いて配置された1つ又は複数の燃料ランスであって、燃料を該炉に噴射するよう適合された1つ又は複数の燃料ランスと;
(d)該1つ又は複数の燃料ランスと関連し、該燃料ランスによって噴射された燃料を点火するよう適合された1つ又は複数の点火器と
を含む、燃焼システム。 - 前記1つ又は複数の点火器が、断続火花点火器、連続火花点火器、DCアークプラズマ、マイクロ波プラズマ、RFプラズマ、高エネルギーレーザービーム、及び酸化体−燃料パイロットバーナから成る群より選択された、請求項15に記載の燃焼システム。
- 前記点火器の少なくとも1つが、燃料ランスに隣接し、そこから放出された燃料を点火するよう適合された、請求項15に記載の燃焼システム。
- 前記点火器の少なくとも1つが、燃料ランスと一体化され、そこから放出された燃料を点火するよう適合された、請求項15に記載の燃焼システム。
- 前記燃料ランスの数が、前記点火器の数に等しいか又はそれよりも少ない、請求項15に記載の燃焼システム。
- 前記1つ又は複数の酸化体ガス噴射器の1つの周囲と隣接する燃料ランスの周囲との間の距離が2〜50インチの範囲にある、請求項15に記載の燃焼システム。
- (a)炉であって、その中に設けられた熱負荷と燃焼雰囲気を有する炉と;
(b)軸、一次燃料の入口、酸化体ガスの入口、及び燃焼ガスを該炉に導入するよう適合された燃焼ガスの出口を有する中央バーナと;
(c)該中央バーナの軸から半径方向に配置され、該炉の燃焼雰囲気に多段燃料を噴射するよう適合された1つ又は複数の多段燃料ランスと;
(d)該1つ又は複数の多段燃料ランスと関連し、そこから噴射された多段燃料を点火するよう適合された1つ又は複数の点火器と
を含む、燃焼システム。 - 前記1つ又は複数の点火器が、断続火花点火器、連続火花点火器、DCアークプラズマ、マイクロ波プラズマ、RFプラズマ、高エネルギーレーザービーム、及び酸化体−燃料パイロットバーナから成る群より選択された、請求項21に記載の燃焼システム。
- 前記点火器の少なくとも1つが、多段燃料ランスに隣接し、そこから放出された燃料を点火するよう適合された、請求項21に記載の燃焼システム。
- 前記点火器の少なくとも1つが、多段燃料ランスと一体化され、そこから放出された燃料を点火するよう適合された、請求項21に記載の燃焼システム。
- 前記多段燃料ランスの数が、前記点火器の数に等しいか又はそれよりも少ない、請求項21に記載の燃焼システム。
- 前記一次燃料を前記中央バーナに提供するよう適合された主燃料用配管と、前記多段燃料を前記1つ又は複数の多段燃料ランスに提供するよう適合された多段燃料用配管とをさらに含む、請求項21に記載の燃焼システム。
- 前記中央バーナへの一次燃料と前記1つ又は複数の多段燃料ランスへの多段燃料が同一の組成である、請求項26に記載の燃焼システム。
- 前記中央バーナへの一次燃料と前記1つ又は複数の多段燃料ランスへの多段燃料が異なる組成である、請求項26に記載の燃焼システム。
- 前記1つ又は複数の多段燃料ランスが、前記中央バーナの外側に配置され、該中央バーナの軸から半径方向に配置された、請求項21に記載の燃焼システム。
- (a)燃焼システムであって、
(1)炉であって、その中に設けられた熱負荷と燃焼雰囲気を有する炉と;
(2)軸、一次燃料の入口、酸化体ガスの入口、及び燃焼ガスを該炉に導入するよう適合された燃焼ガスの出口を有する中央バーナと;
(3)該中央バーナの軸から半径方向に配置され、多段燃料を該炉の燃焼雰囲気に噴射するよう適合された1つ又は複数の多段燃料ランスと;
(4)該1つ又は複数の多段燃料ランスと関連し、そこから放出された多段燃料を点火するよう適合された1つ又は複数の点火器と
を含む燃焼システムを提供する工程;
(b)酸化体ガスの入口を介して酸化体ガスを導入し、該1つ又は複数の燃料ランスを介して該炉の燃焼雰囲気に燃料を噴射する工程;並びに
(c)該1つ又は複数の点火器を操作し、該燃料ランスからの燃料を点火して燃料と燃焼雰囲気中の酸素を燃焼させる工程
を含む、燃焼方法。 - 前記燃料が、天然ガス、製油所オフガス、原油生産からの関連ガス、及び可燃性プロセス廃ガスから選択される、請求項30に記載の燃焼方法。
- 複数の燃料ランスが使用され、異なる組成の燃料が該複数の燃料ランスで使用される、請求項30に記載の燃焼方法。
- (a)バーナアセンブリであって、
(1)中央火炎ホルダーであって、酸化体ガスの入口手段、一次燃料の入口手段、酸化体ガスと一次燃料を燃焼させる燃焼領域、及び該火炎ホルダーから一次流出物を放出する出口を有する中央火炎ホルダーと;
(2)該中央火炎ホルダーの出口を取り囲む複数の二次燃料噴射器ノズルであって、各二次燃料噴射器ノズルが、
(2a)入口面、出口面、及び入口面と出口面を貫く流入軸を有するノズル本体と;
(2b)該ノズル本体を通って入口面から出口面まで延びる1つ又は複数の溝であって、各溝が溝軸と溝中心面を有する1つ又は複数の溝と;
を含む複数の二次燃料噴射器ノズルと;
(3)該複数の二次燃料噴射器ノズルと関連する1つ又は複数の点火器と;
を含むバーナアセンブリを提供する工程;
(b)一次燃料と酸化体ガスを該中央火炎ホルダーに導入し、該火炎ホルダーの燃焼領域において一次燃料と酸化体ガスの一部を燃焼させ、燃焼生成物と過剰な酸化体ガスを含有する一次流出物を該火炎ホルダーの出口から放出する工程;
(c)二次燃料を該二次燃料噴射器ノズルを介して該火炎ホルダーの出口からの一次流出物に噴射する工程;並びに
(d)該1つ又は複数の点火器を操作し、該二次燃料噴射器ノズルからの燃料を点火して燃料と燃焼生成物中の過剰な酸化体を燃焼させる工程
を含む、燃焼方法。 - 前記一次燃料と前記二次燃料が、異なる組成を有するガスである、請求項33に記載の燃焼方法。
- 前記一次燃料が、天然ガス又は製油所オフガスであり、前記二次燃料が、圧力スウィング吸着システムから得られる水素、メタン、一酸化炭素及び二酸化炭素を含む、請求項33に記載の燃焼方法。
- 前記一次燃料と前記二次燃料が、同じ組成を有するガスである、請求項35に記載の燃焼方法。
- (a)燃焼システムであって、
(1)エンクロージャを有する炉であって、エンクロージャ内に設けられた熱負荷と燃焼雰囲気を有する炉と;
(2)エンクロージャに取り付けられ、酸素含有ガスを該炉に導入するよう適合された1つ又は複数の酸化体ガス噴射器と;
(3)エンクロージャに取り付けられ、該1つ又は複数の酸化体ガス噴射器から間隔を置いて配置された1つ又は複数の燃料ランスであって、燃料を該炉に噴射するよう適合された1つ又は複数の燃料ランスと;
(4)該1つ又は複数の燃料ランスと関連し、該燃料ランスによって噴射された燃料を点火するよう適合された1つ又は複数の点火器と
を含む燃焼システムを提供する工程;
(b)該1つ又は複数の酸化体ガス噴射器を介して酸素含有ガスを該炉の燃焼雰囲気に噴射する工程;
(c)該1つ又は複数の燃料ランスを介して燃料を該炉の燃焼雰囲気に噴射する工程;並びに
(d)該1つ又は複数の点火器を操作し、該燃料ランスからの燃料を点火して燃料と燃焼雰囲気中の酸素を燃焼させる工程
を含む、燃焼方法。
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