RU2089785C1 - Burner adapter for reduction of liberation of toxic gases (versions) and method of combustion optimization - Google Patents

Burner adapter for reduction of liberation of toxic gases (versions) and method of combustion optimization Download PDF

Info

Publication number
RU2089785C1
RU2089785C1 RU9494046129A RU94046129A RU2089785C1 RU 2089785 C1 RU2089785 C1 RU 2089785C1 RU 9494046129 A RU9494046129 A RU 9494046129A RU 94046129 A RU94046129 A RU 94046129A RU 2089785 C1 RU2089785 C1 RU 2089785C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
combustion
fuel
burner
air
gaseous products
Prior art date
Application number
RU9494046129A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU94046129A (en
Inventor
М.Лэнг Джерри
В.Скотт Дэвид
Original Assignee
Холман Бойлер Уокс, Инк.
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 Холман Бойлер Уокс, Инк. filed Critical Холман Бойлер Уокс, Инк.
Publication of RU94046129A publication Critical patent/RU94046129A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2089785C1 publication Critical patent/RU2089785C1/en

Links

Images

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 
    • 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
    • F23C6/045—Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers or combustion zones, e.g. for staged combustion in series connection with staged combustion in a single enclosure
    • F23C6/047—Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers or combustion zones, e.g. for staged combustion in series connection with staged combustion in a single enclosure with fuel supply in stages
    • 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 
    • F23C7/00—Combustion apparatus characterised by arrangements for air supply
    • F23C7/002—Combustion apparatus characterised by arrangements for air supply the air being submitted to a rotary or spinning motion
    • F23C7/004—Combustion apparatus characterised by arrangements for air supply the air being submitted to a rotary or spinning motion using vanes
    • 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 
    • F23C9/00—Combustion apparatus characterised by arrangements for returning combustion products or flue gases to the combustion chamber
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L7/00—Supplying non-combustible liquids or gases, other than air, to the fire, e.g. oxygen, steam
    • 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 
    • F23C2202/00—Fluegas recirculation
    • F23C2202/20—Premixing fluegas with fuel

Abstract

FIELD: combustion systems. SUBSTANCE: combustion system includes burner 10 at reduced liberation of NOx which may be adjusted for obtaining optimal rate of combustion, temperature and oxygen level. Burner includes nozzles 34, 36 and 38 for supply of gases through which portion of air is introduced for combustion and bladed swirler 20 for rotating and mixing gases in primary combustion zone. Swirler 20 may be adjusted axially to change distance between swirler 20 and first zone of combustion; blades of swirler 20 may be adjusted by angle of their setting for optimization of rotation and mixing of gases. Air for combustion is fed to air passage 16 to form different zones of combustion to ensure complete combustion. Rate of air flow for combustion is regulated by means of damper 14 in accordance with combustion characteristic. Additional reduction of liberation of toxic effluents may be obtained through recirculation of flue gases and mixing them with fuel for combustion before introducing into combustion chamber through eductor nozzles 34, 36 and 38. Further reduction may be obtained through admixing secondary compound, such as water or chemical agent to recirculated flue gases for optimization of combustion level, thus reducing effluents. EFFECT: reduced liberation of nitric oxides. 20 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к горелке со сниженным выделением NOx, в частности к горелке, в которой скорости протекания и смешивания могут быть изменены в соответствии с характеристиками сгорания и скоростью горения в горелке. Конкретную наладку существующей горелки можно модернизировать, чтобы обеспечить оптимизацию режима, когда это требуется.The invention relates to a burner with reduced NO x emission, in particular to a burner in which flow and mixing rates can be changed in accordance with the combustion characteristics and the burning rate in the burner. The specific setup of an existing burner can be upgraded to optimize performance when required.

Горелки систем сгорания стали предметом особо тщательного изучения ввиду токсичных выделений, являющихся побочными продуктами процесса сгорания. В зависимости от продолжительности сгорания, уровни выделения монооксида углерода и NOx могут быть неприемлемыми. Уровни выделения монооксида углерода можно, как правило, регулировать посредством полного сгорания, в результате которого выделяется диоксид углерода. Тем не менее, в системах сгорания есть три фактора, вносящие вклад и в образование NOx. Первым и наиболее широко признанным фактором является температура пламени. В большинстве современных систем используется способ ступенчатой подачи топлива и воздуха, чтобы уменьшить концентрацию пламени и возникающие вследствие этого высокие температуры. Вторым фактором являются избыточные уровни кислорода. Повышенные уровни кислорода приводят к тому, что большое количество кислорода связывается азотом; однако, повышенные уровни кислорода приводят и к избытку воздуха, что ведет к уравновешиванию влияния более низких температур. В большинстве современных горелок со сниженным выделением NOx ламинарная смесь требует больше кислорода для полного сгорания. Если используют более низкие уровни кислорода, то происходит неполное сгорание с образованием монооксида углерода. Третьим фактором является время нахождения в зоне критической температуры, которым по существу пренебрегают в современных горелках, потому что уменьшенное время означает более высокие скорости, создающие недопустимые температуры.Burners of combustion systems have been the subject of particularly careful study due to toxic emissions, which are by-products of the combustion process. Depending on the duration of the combustion, carbon monoxide and NO x emission levels may not be acceptable. The carbon monoxide emission levels can typically be controlled by complete combustion, resulting in the release of carbon dioxide. However, there are three factors in combustion systems that contribute to NO x formation. The first and most widely recognized factor is flame temperature. Most modern systems use a stepwise fuel and air supply method to reduce flame concentration and the resulting high temperatures. The second factor is excess oxygen levels. Elevated oxygen levels result in a large amount of oxygen being bound by nitrogen; however, elevated oxygen levels also lead to excess air, which balances the effects of lower temperatures. In most modern burners with reduced NO x emissions, the laminar mixture requires more oxygen for complete combustion. If lower oxygen levels are used, incomplete combustion with the formation of carbon monoxide occurs. The third factor is the residence time in the critical temperature zone, which is essentially neglected in modern burners, because reduced time means higher speeds creating unacceptable temperatures.

Одним из общепринятых способов снижения уровней NOx являются использование наружной искусственной или принудительной рециркуляции топочных н газов (РТГ). Общим заблуждением относительно рециркуляции точных газов является представление, будто этот процесс заключается в разрушении NOx в исходном газе. Однако, недавнее исследование выявило, что рециркуляция топочных газов просто уменьшает или ослабляет фронт распространения пламени, уменьшая тем самым образованием NOx. Кроме того, наружная рециркуляция топочных газов приводит к более высокой температуре и повышенному объему воздуха для сгорания, создавая более значительные перепады давления во всей системе и требуя больших энергозатрат, причем возникающие в результате всего этого более высокие скорости также снижают теплопередачу, уменьшая тем самым коэффициент полезного действия горелки.One common way to reduce NO x levels is to use external artificial or forced recirculation of flue gas (RTG). A common misconception regarding the recirculation of precise gases is the idea that this process involves the destruction of NO x in the feed gas. However, a recent study found that flue gas recirculation simply reduces or weakens the flame propagation front, thereby reducing the formation of NO x . In addition, external flue gas recirculation leads to a higher temperature and increased volume of combustion air, creating more significant pressure drops throughout the system and requiring greater energy consumption, and the resulting higher speeds also reduce heat transfer, thereby reducing the efficiency burner action.

Несколько изготовителей горелок разработали системы со сниженным выделением NOx, достигнув смешанных результатов. Хотя выделение NOx из этих систем снижены, многие системы не отвечают ужесточившимся требованиям в отношении уровней выделения. Кроме того, современные горелки разработаны специально для конкретных приложений и не обладают возможностью регулирования выделений в различных системах сгорания или в различных условиях ввиду отсутствия в них гибкости. Дополнительным недостатком известных систем являются повышение уровней выделения монооксида кремния (CO) наряду со снижением уровней выделения NOx.Several burner manufacturers have developed systems with reduced NO x emissions, achieving mixed results. Although NO x emissions from these systems are reduced, many systems do not meet stringent emission requirements. In addition, modern burners are designed specifically for specific applications and do not have the ability to control emissions in various combustion systems or in various conditions due to the lack of flexibility in them. An additional disadvantage of the known systems is an increase in the levels of release of silicon monoxide (CO) along with a decrease in the levels of release of NO x .

В настоящем изобретении преодоление недостатков известных систем горелок обеспечивается за счет создания горелки со сниженным выделением NOx, имеющей конструкцию, которую можно регулировать для применения во многих различных системах и в соответствии с различными условиями эксплуатации. В результате этого, горелку согласно настоящему изобретению можно устанавливать в качестве модифицирующего переходного устройства существующих систем горелок.In the present invention, the disadvantages of the known burner systems are overcome by creating a burner with reduced NO x emission having a structure that can be adjusted for use in many different systems and in accordance with various operating conditions. As a result of this, the burner according to the present invention can be installed as a modifying adapter for existing burner systems.

Горелка со сниженным выделением NOx согласно настоящему изобретению включает в себя множество коаксиальных накалов, по которым протекают газообразные продукты сгорания. Первичный воздух протекает по внутреннему каналу, в котором расположен быстровращающийся вентилятор. Положение быстровращающегося вентилятора моно регулировать в осевом направлении, чтобы оптимизировать сгорание. Поток первичного воздуха из камеры для принудительного нагнетания воздуха в горелку регулируют с помощью заслонки, имеющей регулируемые жалюзи для дальнейшего улучшения сгорания. Когда первичный воздух проходит через вентилятор, это приводит к быстрому вращению воздуха и смешению его с топливом, подаваемым через ряд эдукторных сопел, разнесенных в радиальном направлении вокруг зоны первичного сгорания. Эти сопла смешивают топливо с воздухом для вторичного сгорания перед впуском в камеру сгорания. Вместо этого можно смешивать рециркулированный топочный газ с топливом в эдукторных соплах. Горловина камеры сгорания, выполненная из огнеупорных материалов, образует зону вторичного сгорания, в которой обратное теплоизлучение от выполненной из огнеупорных материалов горловины нагревает смесь топлива и воздуха и ускоряет процесс сгорания. Окончательное третичное сгорание имеет место в зоне третичного сгорания, находящейся вне выполненной из огнеупорных материалов горловины, и там происходит ламинарное смещение врезультате подачи воздуха для третичного сгорания, который обходит начальные зоны сгорания. Таким образом, имеются три разных зоны сгорания и две области рециркуляции, что и обеспечивает снижение выделения NOx.The NO x burner of the present invention includes a plurality of coaxial filaments through which combustion gases flow. Primary air flows through the internal duct in which the fast-rotating fan is located. Mono adjust axial direction of the fast-rotating fan to optimize combustion. The flow of primary air from the chamber for forced injection of air into the burner is controlled by a damper having adjustable shutters to further improve combustion. When the primary air passes through the fan, this leads to the rapid rotation of the air and its mixing with the fuel supplied through a series of eductor nozzles spaced radially around the primary combustion zone. These nozzles mix fuel with secondary combustion air before being introduced into the combustion chamber. Instead, recirculated flue gas can be mixed with fuel in eductor nozzles. The neck of the combustion chamber made of refractory materials forms a secondary combustion zone in which the reverse heat radiation from the neck made of refractory materials heats the mixture of fuel and air and accelerates the combustion process. The final tertiary combustion takes place in the tertiary combustion zone, which is outside the neck made of refractory materials, and there is a laminar displacement as a result of the tertiary combustion air supply, which bypasses the initial combustion zones. Thus, there are three different combustion zones and two recirculation areas, which ensures a reduction in NO x emission.

Система согласно настоящему изобретению обеспечивает более значительное снижение выделений NOx за счет трех различных факторов:
1 рециркуляции топочных газов для смешения с топливом для горения перед впрыскиванием в камеру сгорания;
2 использования эдукторных сопел для смешения топлива для горения с рециркулированными топочными газами перед сгоранием;
3 впрыскивания химического вещества или иного вторичного соединения в канал впуска топочных газов. При температурах топочных газов примерно 400oF соединение, впрыскиваемое в топочный газ, испаряется и охлаждает топочный газ, в результате чего эдукторы работают более эффективно, а температуры пламени снижаются. К числу приемлемых для впрыскивания соединений относятся такие химические вещества, как метиловый спирт, пар или вода, охлажденный воздух или отходы.The system of the present invention provides a more significant reduction in NO x emissions due to three different factors:
1 flue gas recirculation for mixing with combustion fuel before being injected into the combustion chamber;
2 use of eductor nozzles for mixing combustion fuel with recirculated flue gases before combustion;
3 injection of a chemical or other secondary compound into the flue gas inlet channel. At flue gas temperatures of about 400 ° F, the compound injected into the flue gas evaporates and cools the flue gas, as a result of which the eductors work more efficiently and the flame temperatures decrease. Suitable compounds for injection include chemicals such as methyl alcohol, steam or water, chilled air or waste.

Предлагаемая система снижает выделение NOx без одновременного увеличения выделений CO, как это происходит в известных горелках, за счет оптимизации объема и примешивания воздуха для горения на ступенях последовательных зон сгорания. В свою очередь температура сгорания и время пребывания газообразных продуктов сгорания в зоне сгорания регулируется посредством различных наладок системы горелки. Поэтому уровни выделения NOxснижаются путем регулирования уровней кислорода в зонах сгорания, температуры рециркулированных газообразных продуктов сгорания и времени их пребывания в горелке. Регулирование этих параметров проводят путем изменения угла установки лопастей диффузора, длины камеры от лопастного диффузора до топливных жиклеров и соотношения воздуха для первичного сгорания, протекающего по центральному каналу, и воздуха для вторичного и третичного (если оно есть) сгорания, протекающего в последовательно расположенные зоны сгорания. Кроме того, предлагаемая система включает внутреннюю рециркуляцию топочных газов, что поддерживает температуру рециркулированных газов и одновременно обеспечивает полное сгорание. В то время, как регулируемый вентилятор снижает уровни CO, рециркуляция через эдукторные сопла снижает уровни NOx.The proposed system reduces the emission of NO x without simultaneously increasing the emissions of CO, as is the case with known burners, by optimizing the volume and mixing air for combustion on the steps of successive combustion zones. In turn, the combustion temperature and the residence time of the gaseous products of combustion in the combustion zone is controlled by various adjustments of the burner system. Therefore, NO x emission levels are reduced by controlling the levels of oxygen in the combustion zones, the temperature of the recirculated gaseous products of combustion, and their residence time in the burner. The regulation of these parameters is carried out by changing the angle of installation of the diffuser blades, the length of the chamber from the blade diffuser to the fuel nozzles and the ratio of air for primary combustion flowing through the central channel and air for secondary and tertiary (if any) combustion flowing into sequentially located combustion zones . In addition, the proposed system includes internal flue gas recirculation, which maintains the temperature of the recirculated gases and at the same time ensures complete combustion. While an adjustable fan reduces CO levels, recirculation through eductor nozzles reduces NO x levels.

Другие задачи, особенности и преимущества изобретения будут очевидны из нижеследующего подробного описания, приводимого со ссылками на прилагаемые чертежи. Other objectives, features and advantages of the invention will be apparent from the following detailed description, given with reference to the accompanying drawings.

На фиг. 1 дан разрез горелки со сниженным выделением NOx, воплощающей настоящее изобретение; на фиг. 2 увеличенное перспективное изображение эдукторных сопел, показанных внутри круга 2 на фиг.1; на фиг. 3 - разрез альтернативного варианта осуществления горелки со сниженным выделением NOx; на фиг. 4 вид с торца горелки; на фиг. 5 -увеличенное перспективное изображение эдукторных сопел, показанных на фиг. 3 и предназначенных для впрыскивания топлива для горения; на фиг. 6 увеличенное перспективное изображение эдукторных сопел, показанных на фиг. 3 и предназначенных для впрыскивания рециркулированных топочных газов.In FIG. 1 is a sectional view of a burner with reduced NO x emission embodying the present invention; in FIG. 2 is an enlarged perspective view of the eductor nozzles shown inside circle 2 in FIG. 1; in FIG. 3 is a sectional view of an alternative embodiment of a burner with reduced NO x emission; in FIG. 4 view from the end of the burner; in FIG. 5 is an enlarged perspective view of the eductor nozzles shown in FIG. 3 and designed to inject fuel for combustion; in FIG. 6 is an enlarged perspective view of the eductor nozzles shown in FIG. 3 and intended for injection of recirculated flue gases.

Обращаясь к чертежам, отмечаем что на них изображены усовершенствованные варианты осуществления горелки со сниженным выделением NOx согласно настоящему изобретению. На фиг.1 показана высокоэффективная горелка 10 со сниженным веделением NOx, тогда как на фиг. 3 показана альтернативная конструкция, предназначенная для оптимизации рециркуляции и смешения топлива для горения с рециркулированными топочными газами с целью снижения выделения NOx. С принятием более жестких норм выделения (вредных веществ прим. перев.) для всех типов систем сгорания, исключение или снижение таких ядовитых выделений, как NOx и CO, становится все более важным делом. Варианты настоящего изобретения обеспечивают создание высокоэффективной горелки, посредством которой можно осуществлять жесткий контроль температуры пламени, скорости горения и т.д. а также существенно снизить нежелательные выделения. Эти варианты осуществления изобретения обеспечивают такие дополнительное уменьшение уровней выделений прежде всего за счет гарантии того, что рециркулированные газы смешиваются с топливом для горения до впрыскивания посредством эдукторов, и за счет введения такого вторичного соединения, как вода или метиловый спирт, перед впрыскиванием в камеру сгорания.Turning to the drawings, we note that they depict improved embodiments of a burner with reduced NO x emission according to the present invention. 1 shows a highly efficient burner 10 with reduced NO x management, while FIG. 3 shows an alternative design for optimizing the recirculation and mixing of combustion fuel with recirculated flue gases in order to reduce NO x emission. With the adoption of stricter emission standards (harmful substances approx. Transl.) For all types of combustion systems, the elimination or reduction of toxic emissions such as NO x and CO, is becoming increasingly important. Embodiments of the present invention provide a highly efficient burner through which it is possible to tightly control flame temperature, burning rate, etc. and also significantly reduce unwanted discharge. These embodiments of the invention provide such an additional reduction in emission levels, primarily by ensuring that the recirculated gases are mixed with the combustion fuel prior to being injected by eductors, and by introducing a secondary compound such as water or methyl alcohol before being injected into the combustion chamber.

Обращаясь к фиг. 1 и 2, отмечаем, что горелка 10 согласно настоящему изобретению включает в себя наружный корпус 12, приспособленный для прикрепления посредством болтов или сварки к стенке котла или аналогичной конструкции. Корпус 12 направляет воздух для горения из камеры для принудительного нагревания воздуха через регулируемые жалюзи 14 в центральный воздушный канал 16. Вдоль оси в воздушном канале 16 расположена трубка 18, по которой можно подавать топливо для горения, такое, на очищенный дистиллят или природный газ. Лопастной завихритель 20, прикрепленный к трубке 18, производит вращательное перемешивание воздуха для горения, протекающего через завихритель 20, чтобы обеспечить оптимальное смешение воздуха и топлива для сгорания. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения осевое положение лопастного завихрителя 20 и угол установки лопастей вентилятора можно регулировать раздельно, чтобы оптимизировать скорости горения при одновременной минимизации выделений таких веществ, как CO. Кроме того заслону 14 тоже можно регулировать отдельно, чтобы управлять объемом воздуха для горения, поступающего в зоны горения в центральном канале 16, с целью дальнейшей оптимизации сгорания. Turning to FIG. 1 and 2, we note that the burner 10 according to the present invention includes an outer casing 12 adapted for fastening by bolts or welding to a boiler wall or similar structure. The housing 12 directs the combustion air from the chamber for forced heating of the air through the adjustable louvers 14 to the central air channel 16. Along the axis in the air channel 16 there is a pipe 18, through which it is possible to supply combustion fuel, such as purified distillate or natural gas. The blade swirl 20 attached to the tube 18 rotationally mixes the combustion air flowing through the swirl 20 to provide optimal mixing of air and fuel for combustion. In one embodiment of the present invention, the axial position of the blade swirl 20 and the angle of installation of the fan blades can be adjusted separately to optimize combustion rates while minimizing emissions of substances such as CO. In addition, the shutter 14 can also be adjusted separately to control the volume of combustion air entering the combustion zones in the central channel 16, in order to further optimize combustion.

В соответствии с настоящим изобретением, было обнаружено, что можно добиться существенного снижения выделений NOx путем рециркуляции топочных газов для смешения их с топливом для горения перед впрыскиванием в камеру сгорания. Поскольку топливо для горения подается под давлением, смешение следует производить в условиях сжатия, чтобы получить оптимальную смесь топлива для горения и рециркулированных топочных газов. За счет смещения рециркулированных топочных газов с топливом для горения повышают температуру горячей смеси, что дает увеличенную скорость горения и более полное сгорание, уменьшая тем самым ядовитые выделения. С этой целью горелка 10 включается в себя каналы для подачи и топлива для сгорания, и рециркулированных топочных газов в камеру сгорания 16.In accordance with the present invention, it was found that it is possible to achieve a significant reduction in NO x emissions by recirculating the flue gases to mix them with the combustion fuel before being injected into the combustion chamber. Since the combustion fuel is supplied under pressure, the mixing should be done under compression conditions in order to obtain an optimal mixture of combustion fuel and recirculated flue gases. Due to the displacement of the recirculated flue gases with combustion fuel, the temperature of the hot mixture is increased, which gives an increased burning rate and more complete combustion, thereby reducing toxic emissions. To this end, the burner 10 includes channels for supplying both fuel for combustion and recycled flue gases to the combustion chamber 16.

Топочные газы рециркулируются через впускной канал 22, который сообщается с газоходом горелки 10. Топочные газы направляются по множеству каналов 24, которые сообщаются с кольцевыми камерами 32 для топочных газов, располагающимися вокруг центрального канала 16. Топливо для сгорания подают через канал 28 впуска топлива и отводят через множество каналов 30 в кольцевые камеры 32 топлива для сгорания, расположенные вокруг центрального канала 16. В предпочтительном варианте осуществления, кольцевые камеры 32 топлива расположены внутри кольцевых камер 26 для топочных газов, чтобы облегчить получение готовых к использованию путей сообщения. Далее, кольцевые камеры разнесены в продольном направлении вдоль центрального канала 16 в соответствии с желаемым расположением зон сгорания в горелке 10. В примере, изображенном на фиг. 1, три разнесенных в продольном направлении камеры используются для образования зон первичного, вторичного и третичного сгорания. The flue gases are recycled through the inlet channel 22, which communicates with the gas duct of the burner 10. The flue gases are directed through a plurality of channels 24, which are in communication with the annular flue gas chambers 32 located around the central channel 16. The fuel for combustion is supplied through the fuel inlet channel 28 and exhaust through a plurality of channels 30 to the annular combustion chambers 32 located around the central channel 16. In a preferred embodiment, the annular fuel chambers 32 are located inside the annular chambers p 26 for flue gases to facilitate ready-to-use communication routes. Further, the annular chambers are spaced longitudinally along the central channel 16 in accordance with the desired arrangement of the combustion zones in the burner 10. In the example shown in FIG. 1, three longitudinally spaced chambers are used to form primary, secondary, and tertiary combustion zones.

Зона первичного сгорания образована первым комплектом эдукторных сопел 34 с возможностью сообщения посредством текучей среды и с камерой 26 для газообразных продуктов сгорания, и с камерой 32 топлива для сгорания. Первые эдукторные сопла 34 расположены по окружности вокруг воздушного канала 16 для подачи смеси топочного газа и топлива в воздушный канал 116 непосредственно после лопастного завихрителя 20 с образованием зоны первичного сгорания. The primary combustion zone is formed by the first set of eductor nozzles 34 with the possibility of communication through a fluid and with a chamber 26 for gaseous products of combustion, and with a chamber 32 of fuel for combustion. The first eductor nozzles 34 are arranged around the circumference around the air channel 16 for supplying the mixture of flue gas and fuel to the air channel 116 immediately after the blade swirl 20 to form a primary combustion zone.

Зона вторичного сгорания образована вторым комплектом эдукторных сопел 36 с возможностью сообщения посредством текучей среды и с камерой 26 для газообразных продуктов сгорания, и с камерой 32 топлива для сгорания. Вторые эдукторные сопла 36 расположены по окружности вокруг воздушного канала 16 для подачи смеси топочного газа и топлива в вакуумный канал 16 после эдукторных сопел 34 с образованием зоны вторичного сгорания. The secondary combustion zone is formed by a second set of eductor nozzles 36 with the possibility of communication through a fluid and with a chamber 26 for gaseous products of combustion, and with a chamber 32 of fuel for combustion. The second eductor nozzles 36 are arranged around the circumference around the air channel 16 for supplying the mixture of flue gas and fuel to the vacuum channel 16 after the eductor nozzles 34 to form a secondary combustion zone.

Зона третичного сгорания образована третьим комплектом эдукторных сопел 38 с возможностью сообщения посредством текучей среды и с камерой 26 для газообразных продуктов сгорания, и с камерой 32 топлива для сгорания. Третьи эдукторные сопла 38 расположены по окружности у горловины центрального воздушного канала 16 для подачи смеси топочного газа и топлива в зону третичного сгорания. Камера сгорания 16 облицована огнеупорным материалом, чтобы обеспечить надлежащее сгорание с помощью горелки 10. The tertiary combustion zone is formed by a third set of eductor nozzles 38 with the possibility of communication through a fluid and with a chamber 26 for gaseous products of combustion, and with a chamber 32 of fuel for combustion. The third eductor nozzles 38 are located around the circumference at the neck of the central air channel 16 for supplying a mixture of flue gas and fuel into the tertiary combustion zone. The combustion chamber 16 is lined with refractory material to ensure proper combustion using the burner 10.

Работа эдукторных сопел 34, 36, 38 лучше всего показана на увеличенном изображении, соответствующем фиг. 2. Эдукторные сопла содержат трубчатые тела с выпускными отверстиями 42, сообщающимися с камерой сгорания 16, и впускные отверстия 44, сообщающиеся и с камерой 26 для топочных газов, и с камерой 32 топлива для сгорания. Топливо для сгорания подают под давлением в камеру 32. Камера 32 включает в себя отверстие 46, соосное с эдукторным соплом 36 и расположенное в непосредственной близости от впускного отверстия 44. Давление топлива для сгорания направляет это топливо через отверстие 46 в эдукторные сопла 36. Однако, сопла 36 отстоят от камеры 32, образуя зазор, который обеспечивает непосредственное сообщение впускных отверстий с камерой 26 для топочных газов. Поэтому, когда топливо для сгорания попадает в эдуктивные сопла, рециркулированные газообразные продукты сгорания втягиваются в эдуктивные сопла 36 и смешиваются с топливом в условиях сжатия. В результате этого смесь газообразных продуктов сгорания и топлива для сгорания будет впрыскиваться в центральный воздушный канал 16 эдукторными соплами 34, 36, 38. Помимо этого, поскольку температура топочных газов составляет примерно 400oF, температура топлива для сгорания будет повышаться до его сгорания. Полученные в результате этого смесь и увеличение температуры оптимизируют скорость горения при одновременном существенном снижении ядовитых выделений, таких как выделения NOx и CO.The operation of the eductor nozzles 34, 36, 38 is best shown in an enlarged image corresponding to FIG. 2. The eductor nozzles comprise tubular bodies with outlet openings 42 communicating with the combustion chamber 16 and inlet 44 communicating with both the flue gas chamber 26 and the combustion fuel chamber 32. The fuel for combustion is supplied under pressure to the chamber 32. The chamber 32 includes a hole 46 coaxial with the eductor nozzle 36 and located in close proximity to the inlet 44. The pressure of the fuel for combustion directs this fuel through the opening 46 to the eductor nozzles 36. However, the nozzles 36 are separated from the chamber 32, forming a gap that provides direct communication of the inlets with the chamber 26 for flue gases. Therefore, when the fuel for combustion enters the eductive nozzles, the recirculated gaseous products of combustion are drawn into the eductive nozzles 36 and mixed with the fuel under compression conditions. As a result, a mixture of gaseous products of combustion and fuel for combustion will be injected into the central air channel 16 with eductor nozzles 34, 36, 38. In addition, since the temperature of the flue gases is about 400 ° F, the temperature of the fuel for combustion will rise before it is burned. The resulting mixture and an increase in temperature optimize the burning rate while significantly reducing toxic emissions, such as emissions of NO x and CO.

Дополнительные уменьшения выделенной стали результатом впрыскивания химического вещества или другого вторичного соединения в камеру для топочных газов с целью смещения с рециркулированным топочным газом. В предпочтительном варианте осуществления вторичное соединение впрыскивают в отверстие канала 22 для впуска топочных газов с целью смешения с рециркулированными топочными газами/испарения в рециркулированных топочных газах. Повышенная температура топочного газа вызывает испарение впрыскиваемого в него вторичного соединения. Примеры возможных впрыскиваемых вторичных соединений включают такие химические вещества как метиловый спирт, водяной пар или вода, а также горючие химические отходы. Впрыскивание воды оказывает на топочный газ охлаждающее воздействие, что сказывается в более эффективной работе в меньшей температуре пламени при более равномерном или полном сгорании. Смесь топочного газа и указанного соединения после этого попадает в кольцевые каналы 26 для смешения с топливом для горения, как указано выше. Further reductions in the steel produced are due to the injection of a chemical or other secondary compound into the flue gas chamber for displacement with the recirculated flue gas. In a preferred embodiment, a secondary compound is injected into the opening of the flue gas inlet 22 for mixing with the recycled flue gases / vapor in the recycled flue gases. The increased temperature of the flue gas causes the injection of the secondary compound injected into it. Examples of possible injectable secondary compounds include chemicals such as methyl alcohol, water vapor or water, as well as combustible chemical waste. Injection of water has a cooling effect on the flue gas, which results in more efficient operation at a lower flame temperature with more uniform or complete combustion. The mixture of flue gas and said compound then enters the annular channels 26 for mixing with the combustion fuel, as described above.

На фиг. 3-6 показана модернизирующая версия горелки 100, воплощающей принципы настоящего изобретения. Модернизируемый узел 100 используют вместо существующих горелок на старых котлах и т.п. Центральный воздушный канал 116 заключает в себе лопастной завихритель 120, установленный на трубе 118. Рециркулированный топочный газ подают через впускной канал 122 в кольцевую камеру 126 для рециркулированных топочных газов, которая выполнена с возможностью сообщения посредством текучей среды и с первыми эдукторными соплами 134, и со вторыми эдукторными соплами 136. Топливо для горения подают через впускной канал 128 в кольцевую камеру 132 для нагнетания топлива для сгорания через отверстия 146 в эдукторные сопла 134, 136, при этом рециркулированный топочный газ втягивается в сопла для впрыскивания в камеру сгорания 116. Таким образом, принципы конструкции новой горелки можно применить к модернизированной версии для установки в существующих конструкциях котлов. In FIG. 3-6, an upgrade version of a burner 100 embodying the principles of the present invention is shown. The upgraded unit 100 is used instead of existing burners on old boilers, etc. The central air duct 116 encloses a blade vortex 120 mounted on the pipe 118. The recirculated flue gas is supplied through the inlet channel 122 to the annular chamber 126 for recirculated flue gases, which is arranged to communicate by means of the fluid and with the first eductor nozzles 134, and second eductor nozzles 136. Combustion fuel is supplied through inlet channel 128 to annular chamber 132 to inject fuel for combustion through openings 146 into eductor nozzles 134, 136, with recirculated pochny gas is drawn into the nozzles for injection into the combustion chamber 116. Thus, a new burner design principles can be applied to the updated version for installation in existing boiler construction.

Особенности регулировки системы горелки согласно настоящему изобретению разработаны с учетом потребностей подстройки под конкретную эксплуатируемую систему. Угол установки лопастей диффузора, осевое положение диффузора и раскрытие заслонки все эти параметры можно устанавливать по отдельности в соответствии с известными параметрами системы горелки, а именно в соответствии с типом горелки, желаемой температурой, скоростью горения и т.д. Это важно, в частности, в случае модернизируемой преобразовательной системы, где эксплуатационные параметры уже установлены. В соответствии с настоящим изобретением, первичное сгорание происходит в топливных форсунках 34, 134, где происходит первоначальное смешение топлива и воздуха. Продукты первичного сгорания, степень которого составляет примерно 66% попадают в облицованную огнеупорным материалом зону сгорания 16, где происходит дальнейшее смешение с воздухом для сгорания, поступающим из центрального воздушного канала 16, 116 и от завихрителя 120, 20. Вторичное сгорание обеспечивается именно в этой, жестко контролируемой зоне, где обратное излучение тепла от огнеупорной облицовки нагревает продукты, ускоряя тем самым процесс сгорания, при котором потребляется примерно 80% оставшихся горючих продуктов. Последнее, третичное сгорание имеет место в зоне топки, где происходит ламинарное смешение. Таким образом система имеет три различных зоны сгорания и обеспечивает рециркуляцию в двух зонах, результатом чего является снижение выделений NOx. Различные зоны сгорания образованы посредством создания областей низкого давления внутри горелки, а именно непосредственно после лопастного завихрителя 20, 120 и на выходе циркуляционно вентилируемого воздуха. Область низкого давления в непосредственной близости от диффузора зависит от угла установки лопастей когда лопастной диффузор открыт, давление за пламенем снижается. Это требует регулировки соотношения первичного и вторичного или третичного воздуха за счет использования заслонки 14, 114. Желательно оптимизировать это соотношение, чтобы регулировать приток воздуха в горелку, регулирую тем самым уровни кислорода, чтобы сделать сгорание оптимальным без избытка кислорода, обуславливающего выделения NOx.The adjustment features of the burner system according to the present invention are designed to fit the needs of the particular operating system. The installation angle of the diffuser blades, the axial position of the diffuser and the opening of the damper can all be set individually in accordance with the known parameters of the burner system, namely in accordance with the type of burner, the desired temperature, burning speed, etc. This is important, in particular, in the case of a retrofit converter system where operational parameters have already been set. In accordance with the present invention, primary combustion occurs in fuel nozzles 34, 134, where the initial mixing of fuel and air takes place. Primary combustion products, the degree of which is approximately 66%, fall into the combustion zone 16 lined with refractory material, where further mixing with the combustion air coming from the central air channel 16, 116 and from the swirler 120, 20. Secondary combustion is provided in this, in a tightly controlled area, where the reverse radiation of heat from the refractory lining heats the products, thereby accelerating the combustion process, in which approximately 80% of the remaining combustible products are consumed. Last, tertiary combustion takes place in the furnace zone, where laminar mixing takes place. Thus, the system has three different combustion zones and provides recirculation in two zones, resulting in a reduction in NO x emissions. Various combustion zones are formed by creating low pressure areas inside the burner, namely immediately after the blade swirler 20, 120 and at the outlet of the circulated ventilated air. The low-pressure area in the immediate vicinity of the diffuser depends on the angle of the blades; when the blade diffuser is open, the pressure behind the flame decreases. This requires adjusting the ratio of primary and secondary or tertiary air by using a damper 14, 114. It is desirable to optimize this ratio to regulate the flow of air into the burner, thereby controlling oxygen levels, so that combustion is optimal without excess oxygen causing NO x emissions.

Отдельные регулировки системы горелки согласно настоящему изобретению в совокупности образуют систему балансировки выделений NOx, в которой можно автоматически регулировать уровни выделений во всем диапазоне уровней потребления исходных веществ для сгорания модулирующей горелки. Система балансировки NOx автоматически устанавливает угловое и осевое положение лопастного завихрителя, чтобы изменять показатель завихрения предназначенный для сгорания воздушной смеси, соотношение воздуха, поступающего по центральному прямому воздуховоду, и воздуха, поступающего из кольцевых камер, а также уровни кислорода во всем диапазоне потребления горелки. Эти установки можно определять оптимально во всем диапазоне уровней потребления горелки, так что при достижении этих уровней система балансировки производит установку составных частей системы так чтобы снизить уровни выделения. В типовых известных горелках уровни выделения устанавливают перед началом эксплуатации в номинальном рабочем диапазоне, без учета уровней выделения в тех случаях, когда уровни потребления выпадают за номинальный диапазон. Различные регулировки согласно настоящему изобретению дают возможность непрерывного автоматического регулирования уровней выделения во всем диапазоне уровней потребления. В существующих современных горелках необходим непрерывный оперативный контроль уровней выделения NOx из горелки. Данные этих систем контроля можно использовать для автоматической настройки системы балансировки выделения NO\2x согласно настоящему изобретению.The individual adjustments of the burner system of the present invention together form a NO x emission balancing system in which emission levels can be automatically adjusted over the entire range of input levels for the combustion of the modulating burner. The NO x balancing system automatically sets the angular and axial position of the blade swirl to change the swirl index intended for combustion of the air mixture, the ratio of air entering through the central direct duct, and air coming from the annular chambers, as well as oxygen levels over the entire burner consumption range. These settings can be optimally determined over the entire range of burner consumption levels, so that when these levels are reached, the balancing system installs the components of the system so as to reduce the levels of emission. In typical known burners, the emission levels are set before operating in the nominal operating range, excluding the emission levels in those cases where the consumption levels fall outside the nominal range. Various adjustments according to the present invention enable continuous automatic control of emission levels over the entire range of consumption levels. In existing modern burners, continuous operational monitoring of the levels of NO x emission from the burner is necessary. The data from these monitoring systems can be used to automatically adjust the NO \ 2x emission balancing system according to the present invention.

Помимо особенностей регулировки, которые можно использовать с целью оптимизации уровней сгорания, можно предпринять шаги для дальнейшего снижения выделения или, вместо этого, снижать уровни выделения в негибких или нерегулируемых системах горелок. В то время, как в известных системах были предприняты попытки рециркулировать топочные газы через камеру сгорания, обнаружено, что сгорание оптимизируется, когда топочные газы смешивают с топливом для сгорания перед вводом в зоны сгорания. В настоящем изобретении это смешение происходит за счет эдукторных сопел, которые сообщаются и с камерой топлива для сгорания, и с камерой рециркуляции топочных газов. In addition to the adjustment features that can be used to optimize combustion levels, steps can be taken to further reduce emissions or, instead, reduce emissions in inflexible or unregulated burner systems. While attempts have been made in known systems to recycle flue gases through a combustion chamber, it has been found that combustion is optimized when the flue gases are mixed with the combustion fuel before entering the combustion zones. In the present invention, this mixing occurs due to eductor nozzles that communicate with both the combustion chamber and the flue gas recirculation chamber.

Еще более значительные снижения отмечены при впрыскивании вторичного соединения в камеру рециркуляции топочных газов для смешения с топливом для сгорания. Вторичные соединения, впрыскивание которых дало заметные снижения ядовитых выделений, включают такие химические вещества, как метиловый спирт, водяной пар или воду, соединения отходов и охлажденный воздух. Эти вторичные соединения испаряются под воздействием топочных газов, имеющих температуру 400oF. Результирующее охлаждающее воздействие на топочный газ приводит к более эффективной работе эдукторов и более низкой температуре пламени. Кроме этого, смешение вторичного соединения и/или рециркулированных топочных газов с воздухом для сгорания приводит в значительно более низким уровням выделения NOx. Однако, рециркуляция с топливом требует более высоких уровней сжатия, чем рециркуляция с воздухом для сгорания. Эдуктивные сопла согласно настоящему изобретению облегчают осуществление этого за счет использования перепада давлений сжатого топлива для того, чтобы вызвать желаемое смешение. Таким образом, различные аспекты настоящего изобретения обеспечивают существенные снижения ядовитых выделений, включая выделения NOx и CO, давая потребителям возможность удовлетворять все более ужесточившиеся требования, касающиеся критериев выделений ядовитых веществ.Even more significant reductions were noted when injecting the secondary compound into the flue gas recirculation chamber for mixing with the combustion fuel. Secondary compounds, the injection of which gave noticeable reductions in toxic emissions, include chemicals such as methyl alcohol, water vapor or water, waste compounds, and chilled air. These secondary compounds evaporate under the influence of flue gases having a temperature of 400 ° F. The resulting cooling effect on the flue gas leads to more efficient operation of eductors and a lower flame temperature. In addition, the mixing of the secondary compound and / or recirculated flue gas with combustion air results in significantly lower levels of NO x emission. However, recirculation with fuel requires higher compression levels than recirculation with combustion air. The eductive nozzles of the present invention facilitate this by utilizing the pressure differential of the compressed fuel in order to induce the desired mixing. Thus, various aspects of the present invention provide significant reductions in toxic emissions, including emissions of NO x and CO, allowing consumers to meet increasingly stringent requirements regarding toxic emission criteria.

Вышеизложенное подробное описание приведено лишь для того, чтобы обеспечить ясность понимания изобретения, и его не следует рассматривать как накладывающее какие-либо необязательные ограничения, поскольку для специалистов в данной области очевидна возможность некоторых модификаций изобретения без отступления от объема и духа прилагаемой формулы изобретения. The foregoing detailed description is provided merely to provide a clear understanding of the invention, and should not be construed as imposing any unnecessary limitations, since it is obvious to those skilled in the art that certain modifications of the invention may be made without departing from the scope and spirit of the appended claims.

Claims (20)

1. Горелка, приспособленная для снижения выделения ядовитых газов при сгорании топлива и воздуха, включающая в себя источник воздуха для сгорания и источник топлива для сгорания, причем по меньшей мере часть воздуха для сгорания протекает по центральному воздуховоду, в который подают топливо для сгорания для обеспечения сгорания в зоне сгорания горелки с образованием газообразных продуктов сгорания, отличающаяся тем, что она содержит средство для смешивания топлива для сгорания с газообразными продуктами сгорания, рециркулированными из зоны сгорания, причем топливо для сгорания и газообразные продукты сгорания смешивают перед смешением с воздухом для сгорания и введением в зону сгорания для обеспечения оптимального сгорания и снижения ядовитых выделений. 1. A burner adapted to reduce the emission of toxic gases during combustion of fuel and air, including a source of combustion air and a fuel source for combustion, wherein at least a portion of the combustion air flows through a central duct into which combustion fuel is supplied to provide combustion in the combustion zone of the burner with the formation of gaseous products of combustion, characterized in that it contains means for mixing fuel for combustion with gaseous products of combustion, recycled and h of the combustion zone, and the combustion fuel and gaseous products of combustion are mixed before mixing with the combustion air and introduced into the combustion zone to ensure optimal combustion and reduce toxic emissions. 2. Горелка по п. 1, отличающаяся тем, что указанное средство содержит множество эдукторных сопл, разнесенных в радиальном направлении вокруг центрального воздушного канала, причем эдукторные сопла выполнены с возможностью обеспечения смешивания топлива для сгорания с рециркулированными газообразными продуктами сгорания и подачи этой смеси в центральный воздушный канал для сгорания. 2. A burner according to claim 1, characterized in that said means comprises a plurality of eductor nozzles spaced radially around a central air channel, and the eductor nozzles are arranged to mix fuel for combustion with recycled gaseous products of combustion and supply this mixture to the central air duct for combustion. 3. Горелка по п.2, отличающаяся тем, что включает в себя по меньшей мере один кольцевой канал для подачи топлива для сгорания и по меньшей мере один кольцевой канал для рециркуляции газообразных продуктов сгорания, причем эдукторные сопла выполнены с возможностью сообщения посредством текучей среды и с каналом топлива для сгорания и с каналом газообразных продуктов сгорания. 3. The burner according to claim 2, characterized in that it includes at least one annular channel for supplying fuel for combustion and at least one annular channel for recirculating gaseous products of combustion, and eductor nozzles are arranged to communicate by means of a fluid and with a channel of fuel for combustion and with a channel of gaseous products of combustion. 4. Горелка по п.3, отличающаяся тем, что включает в себя множество ступенчатых зон сгорания, разнесенных в осевом направлении вдоль центрального воздушного канала, причем каждая из зон сгорания имеет комплект разнесенных радиально эдукторных сопл для введения смеси топлива для сгорания и газообразных продуктов сгорания. 4. The burner according to claim 3, characterized in that it includes a plurality of stepwise combustion zones spaced axially along the central air channel, each of the combustion zones having a set of spaced apart radially eductor nozzles for introducing a mixture of fuel for combustion and gaseous products of combustion . 5. Горелка по п.3, отличающаяся тем, что дополнительно содержит средство для введения вторичного соединения в смесь топлива для сгорания и газообразных продуктов сгорания перед сгоранием в зоне сгорания для оптимизации температуры пламени при сгорании и дополнительного снижения ядовитых выделений. 5. The burner according to claim 3, characterized in that it further comprises a means for introducing a secondary compound into the mixture of fuel for combustion and gaseous products of combustion before combustion in the combustion zone to optimize the temperature of the flame during combustion and further reduce toxic emissions. 6. Горелка по п.5, отличающаяся тем, что вторичное соединение смешано с рециркулированными газообразными продуктами сгорания перед смешением с топливом для сгорания. 6. The burner according to claim 5, characterized in that the secondary compound is mixed with recycled gaseous products of combustion before mixing with the fuel for combustion. 7. Горелка по п.5, отличающаяся тем, что вторичное соединение выбирают из группы, состоящей из метилового спирта, воды и водяного пара. 7. The burner according to claim 5, characterized in that the secondary compound is selected from the group consisting of methyl alcohol, water and water vapor. 8. Горелка по п. 5, отличающаяся тем, что вторичное соединение представляет собой вещество из числа химических отходов. 8. The burner according to claim 5, characterized in that the secondary compound is a chemical waste substance. 9. Горелка, приспособленная для снижения выделения ядовитых газов при сгорании топлива и воздуха, включающая в себя источник воздуха для сгорания и источник топлива для сгорания, причем по меньшей мере часть воздуха для сгорания протекает по центральному воздушному каналу, в который подают топливо для сгорания для обеспечения сгорания в зоне сгорания горелки с образованием газообразных продуктов сгорания, отличающаяся тем, что содержит средство для введения вторичного соединения в газообразные продукты сгорания и рециркуляции продуктов сгорания в зону сгорания, средство для смешения рециркулированных продуктов сгорания и вторичного соединения с топливом для сгорания, причем газообразные продукты сгорания смешивают с вторичным соединением перед смешиванием с топливом для сгорания, а топливо для сгорания, рециркулированные продукты сгорания и вторичное соединение смешивают перед смешением с воздухом для сгорания и введением в зону сгорания для обеспечения сгорания, оптимизируя тем самым сгорание и снижая ядовитые выделения. 9. A burner adapted to reduce the emission of toxic gases during the combustion of fuel and air, including a source of air for combustion and a source of fuel for combustion, wherein at least a portion of the air for combustion flows through a central air passage into which fuel for combustion is supplied for providing combustion in the combustion zone of the burner with the formation of gaseous products of combustion, characterized in that it contains means for introducing a secondary compound into the gaseous products of combustion and recirculation of the product into the combustion zone, a means for mixing the recirculated combustion products and the secondary compound with the combustion fuel, the gaseous combustion products being mixed with the secondary compound before being mixed with the combustion fuel, and the combustion fuel, the recirculated combustion products and the secondary compound are mixed before mixing with combustion air and introduction into the combustion zone to ensure combustion, thereby optimizing combustion and reducing toxic emissions. 10. Горелка по п.9, отличающаяся тем, что включает в себя камеру циркуляции топочных газов для рециркуляции газообразных продуктов сгорания из газохода горелки, причем вторичное соединение вводят в камеру рециркуляции топочных газов. 10. The burner according to claim 9, characterized in that it includes a flue gas circulation chamber for recirculating the combustion gases from the burner duct, the secondary connection being introduced into the flue gas recirculation chamber. 11. Горелка по п.10, отличающаяся тем, что вторичное соединение представляет собой метиловый спирт. 11. The burner of claim 10, wherein the secondary compound is methyl alcohol. 12. Горелка по п.10, отличающаяся тем, что вторичное соединение представляет собой воду. 12. The burner of claim 10, wherein the secondary compound is water. 13. Горелка по п.10, отличающаяся тем, что вторичное соединение представляет собой вещество из числа химических отходов. 13. The burner of claim 10, wherein the secondary compound is a chemical waste substance. 14. Горелка по п.10, отличающаяся тем, что средство для смешивания рециркулированных газообразных продуктов сгорания и вторичного соединения с топливом для сгорания содержит множество эдукторных сопл, разнесенных радиально вокруг центрального воздушного канала, причем эти воздушные сопла выполнены с возможностью направления указанной смеси рециркулированных газообразных продуктов сгорания, вторичного соединения и топлива для сгорания в центральный воздушный канал для обеспечения сгорания в зоне сгорания. 14. The burner according to claim 10, characterized in that the means for mixing the recirculated gaseous products of combustion and the secondary connection with the fuel for combustion contains many eductor nozzles spaced radially around the central air channel, and these air nozzles are arranged to direct the specified mixture of recirculated gaseous products of combustion, secondary compounds and fuel for combustion in the Central air channel to ensure combustion in the combustion zone. 15. Горелка по п.14, отличающаяся тем, что включает в себя по меньшей мере один кольцевой канал для подачи топлива для сгорания и по меньшей мере один кольцевой канал, сообщающийся с камерой рециркуляции топочных газов, причем эдукторные сопла выполнены с возможностью сообщения посредством текучей среды и с каналом топлива для сгорания, и с каналом газообразных продуктов сгорания. 15. The burner according to 14, characterized in that it includes at least one annular channel for supplying fuel for combustion and at least one annular channel in communication with the flue gas recirculation chamber, and the eductor nozzles are arranged to communicate via fluid environment with a channel of fuel for combustion, and with a channel of gaseous products of combustion. 16. Способ оптимизации сгорания в горелке при одновременном снижении выделений NOx в результате сгорания, причем горелка включает в себя центральный воздушный канал и множество сопл для подачи топлива для сгорания в центральный воздуховод для обеспечения сгорания в зоне сгорания горелки, отличающийся тем, что осуществляют рециркуляцию газообразных продуктов сгорания, образующихся в результате сгорания в зоне сгорания, в камеру рециркуляции топочных газов, смешивают рециркулированные топочные газы с топливом для сгорания перед подачей в центральный воздушный канал для обеспечения сгорания, в результате чего выделения NOx из горелки снижаются.16. A method of optimizing combustion in a burner while reducing NO x emissions from combustion, the burner including a central air channel and a plurality of nozzles for supplying fuel for combustion to the central duct to provide combustion in the combustion zone of the burner, characterized in that it recirculates gaseous products of combustion resulting from combustion in the combustion zone into the flue gas recirculation chamber, recirculated flue gases are mixed with the fuel for combustion before being fed central air passage for combustion whereby NO x discharge from the burner are reduced. 17. Способ по п.16, отличающийся тем, что сопла являются эдукторными соплами, сообщающимися с камерой рециркуляции топочных газов и подающими топливо для сгорания, и указанное смешение осуществляется в эдукторных соплах перед подачей в центральный воздуховод. 17. The method according to clause 16, wherein the nozzles are eductor nozzles in communication with the flue gas recirculation chamber and supplying fuel for combustion, and said mixing is carried out in the eductor nozzles before being fed into the central duct. 18. Способ по п.17, отличающийся тем, что дополнительно включает введение вторичного соединения в камеру рециркуляции топочных газов для смешения его с указанными рециркулированными газообразными продуктами сгорания перед смешением с топливом для сгорания. 18. The method according to 17, characterized in that it further includes introducing a secondary compound into the flue gas recirculation chamber to mix it with said recirculated combustion gases before mixing with the combustion fuel. 19. Способ по п.18, отличающийся тем, что вторичное соединение представляет собой метиловый спирт. 19. The method according to p, characterized in that the secondary compound is methyl alcohol. 20. Способ по п.18, отличающийся тем, что вторичное соединение представляет собой воду. 20. The method according to p, characterized in that the secondary compound is water.
RU9494046129A 1993-03-22 1994-03-22 Burner adapter for reduction of liberation of toxic gases (versions) and method of combustion optimization RU2089785C1 (en)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US3432793A 1993-03-22 1993-03-22
US08/034327 1993-03-22
US08/034,327 1993-03-22
PCT/US1994/003072 WO1994021357A1 (en) 1993-03-22 1994-03-22 LOW NOx BURNER

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU94046129A RU94046129A (en) 1996-11-10
RU2089785C1 true RU2089785C1 (en) 1997-09-10

Family

ID=21875732

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU9494046129A RU2089785C1 (en) 1993-03-22 1994-03-22 Burner adapter for reduction of liberation of toxic gases (versions) and method of combustion optimization

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP0640003A4 (en)
JP (1) JPH08501143A (en)
CA (1) CA2135772A1 (en)
RU (1) RU2089785C1 (en)
WO (1) WO1994021357A1 (en)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6383462B1 (en) * 1999-10-26 2002-05-07 John Zink Company, Llc Fuel dilution methods and apparatus for NOx reduction
US6383461B1 (en) * 1999-10-26 2002-05-07 John Zink Company, Llc Fuel dilution methods and apparatus for NOx reduction
WO2008087134A1 (en) * 2007-01-17 2008-07-24 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. High capacity burner
DE102008007186A1 (en) 2008-02-01 2009-08-06 Trw Automotive Gmbh Steering wheel actuator i.e. electric motor, controlling method for steer by wire steering system in vehicle, involves determining modified self aligning and tracking torques, determining correcting variable and controlling actuator
CN101818900A (en) * 2010-04-19 2010-09-01 王平 Rotary fan mixer of blast type combustor
CN107726314A (en) * 2017-09-25 2018-02-23 江苏河海新能源股份有限公司 A kind of low nitrogen combustion apparatus

Family Cites Families (44)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1920186A (en) * 1930-12-10 1933-08-01 Western Electric Co Heating system
US1987400A (en) * 1933-01-07 1935-01-08 Charles B Hillhouse Method of burning oil as city gas
US2247768A (en) * 1936-08-06 1941-07-01 Huwyler Eugen Firing equipment for the combustion of liquid fuels
US2210428A (en) * 1939-01-19 1940-08-06 Peabody Engineering Corp Air register control
US2660230A (en) * 1948-10-23 1953-11-24 Charles T Denker Oil burner
US3391981A (en) * 1966-06-13 1968-07-09 Coen Company Forced air draft burner construction for combustible gases
GB1410923A (en) * 1971-12-15 1975-10-22 Hotwork Ltd Fluid fuel burners
CA953160A (en) * 1972-02-01 1974-08-20 Clifford G. Otway Method and apparatus for mixing and turbulating particulate fuel with air for subsequent combustion
US3837813A (en) * 1973-02-01 1974-09-24 Black Sivalls & Bryson Inc Waste gas incinerator
US3918886A (en) * 1973-09-10 1975-11-11 Dunham Bush Inc Secondary air control arrangement for fuel oil burner
US3904349A (en) * 1974-05-22 1975-09-09 Babcock & Wilcox Co Fuel burner
US4013399A (en) * 1974-07-12 1977-03-22 Aqua-Chem, Inc. Reduction of gaseous pollutants in combustion flue gas
US3932110A (en) * 1974-09-12 1976-01-13 Foster Wheeler Energy Corporation Intervane burners
US4004875A (en) * 1975-01-23 1977-01-25 John Zink Company Low nox burner
US4007001A (en) * 1975-04-14 1977-02-08 Phillips Petroleum Company Combustors and methods of operating same
US4141505A (en) * 1976-06-07 1979-02-27 Reich Richard B Heavy fuel oil nozzle
US4144017A (en) * 1976-11-15 1979-03-13 The Babcock & Wilcox Company Pulverized coal combustor
US4106890A (en) * 1977-03-07 1978-08-15 The Babcock & Wilcox Company Air deflector
US4217132A (en) * 1977-09-27 1980-08-12 Trw Inc. Method for in-flight combustion of carbonaceous fuels
US4347052A (en) * 1978-06-19 1982-08-31 John Zink Company Low NOX burner
US4257762A (en) * 1978-09-05 1981-03-24 John Zink Company Multi-fuel gas burner using preheated forced draft air
JPS5623615A (en) * 1979-08-06 1981-03-06 Babcock Hitachi Kk Burning method for low nox
GB2060158A (en) * 1979-10-02 1981-04-29 Shell Int Research Solid fuel combustion
JPS5714106A (en) * 1980-06-27 1982-01-25 Kawasaki Steel Corp Method and apparatus for combustion with low nox in radiant tube burner
US4551090A (en) * 1980-08-25 1985-11-05 L. & C. Steinmuller Gmbh Burner
US4389185A (en) * 1980-10-31 1983-06-21 Alpkvist Jan A Combustor for burning a volatile fuel with air
US4412810A (en) * 1981-03-04 1983-11-01 Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha Pulverized coal burner
US4572084A (en) * 1981-09-28 1986-02-25 University Of Florida Method and apparatus of gas-coal combustion in steam boilers
US4597342A (en) * 1981-09-28 1986-07-01 University Of Florida Method and apparatus of gas-coal combustion in steam boilers
US4504216A (en) * 1982-09-15 1985-03-12 Eagleair, Inc. Burner register assembly
US4569295A (en) * 1983-01-18 1986-02-11 Stubinen Utveckling Ab Process and a means for burning solid fuels, preferably coal, turf or the like, in pulverized form
DE3327597A1 (en) * 1983-07-30 1985-02-07 Deutsche Babcock Werke AG, 4200 Oberhausen METHOD AND BURNER FOR BURNING LIQUID OR GASEOUS FUELS WITH REDUCED NOX PRODUCTION
US4462788A (en) * 1983-08-01 1984-07-31 Southern California Edison Method for using alcohol to reduce nitrogen oxides in a fuel gas
JPS60235910A (en) * 1984-05-09 1985-11-22 Nippon Furnace Kogyo Kaisha Ltd Burner for low load combustion countermeasure
US4602571A (en) * 1984-07-30 1986-07-29 Combustion Engineering, Inc. Burner for coal slurry
US4629413A (en) * 1984-09-10 1986-12-16 Exxon Research & Engineering Co. Low NOx premix burner
JPS61173016A (en) * 1985-01-25 1986-08-04 ドウマツク・オツフエネ・ハンデルスゲゼルシヤフト・ドクトル・テヒニツシエ・ルードヴイツヒ・カルーツア・ウント・コンパニー Combustion apparatus for fluid combustible medium and nozzle
FR2625295B1 (en) * 1987-12-24 1990-04-13 Gaz De France METHOD AND APPARATUS FOR PROVIDING THE STAGE COMBUSTION OF A FUEL-FUEL MIXTURE REDUCING THE PRODUCTION OF NITROGEN OXIDES
US4983118A (en) * 1988-03-16 1991-01-08 Bloom Engineering Company, Inc. Low NOx regenerative burner
US4836772A (en) * 1988-05-05 1989-06-06 The Babcock & Wilcox Company Burner for coal, oil or gas firing
US4915619A (en) * 1988-05-05 1990-04-10 The Babcock & Wilcox Company Burner for coal, oil or gas firing
US4995807A (en) * 1989-03-20 1991-02-26 Bryan Steam Corporation Flue gas recirculation system
US5044932A (en) * 1989-10-19 1991-09-03 It-Mcgill Pollution Control Systems, Inc. Nitrogen oxide control using internally recirculated flue gas
US5257927A (en) * 1991-11-01 1993-11-02 Holman Boiler Works, Inc. Low NOx burner

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
US, патент, 3837813, кл. F 23 D 14/00, 1974. *

Also Published As

Publication number Publication date
WO1994021357A1 (en) 1994-09-29
EP0640003A4 (en) 1997-06-04
CA2135772A1 (en) 1994-09-29
RU94046129A (en) 1996-11-10
EP0640003A1 (en) 1995-03-01
JPH08501143A (en) 1996-02-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5603906A (en) Low NOx burner
RU2091669C1 (en) Burner (design versions), method of optimization of combustion process and conversion of conventional burner
JP3696645B2 (en) Gas turbine combustion equipment
KR910006234B1 (en) Apparatus for coal combustion
EP0766045B1 (en) Working method for a premix combustor
EP0672868B1 (en) Means for reducing unburned fuel in a gas turbine combustor
CN1161558C (en) Low emission swirl burner
US5081844A (en) Combustion chamber of a gas turbine
EP0717237B1 (en) Process and apparatus for burning oxygenic constituents in process gas
US4559009A (en) Aggregate dryer burner
US5807094A (en) Air premixed natural gas burner
US5154059A (en) Combustion chamber of a gas turbine
US5636977A (en) Burner apparatus for reducing nitrogen oxides
US6558153B2 (en) Low pollution emission burner
US4050877A (en) Reduction of gaseous pollutants in combustion flue gas
US6024083A (en) Radiant tube burner nozzle
CA2164482A1 (en) Combustion chamber
JP2001510885A (en) Burner device for combustion equipment, especially for gas turbine combustors
EP1207344B1 (en) Combustor
RU2089785C1 (en) Burner adapter for reduction of liberation of toxic gases (versions) and method of combustion optimization
US5649494A (en) Burner for the combustion of fuel
US4013399A (en) Reduction of gaseous pollutants in combustion flue gas
US5486108A (en) Gas burner
US6145450A (en) Burner assembly with air stabilizer vane
US7524186B2 (en) Low emissions burner with premix flame stabilized by a diffusion flame