RU2269060C2 - Plant for burning low-concentration combustible gas at pressure above atmospheric - Google Patents

Plant for burning low-concentration combustible gas at pressure above atmospheric Download PDF

Info

Publication number
RU2269060C2
RU2269060C2 RU2003105467/03A RU2003105467A RU2269060C2 RU 2269060 C2 RU2269060 C2 RU 2269060C2 RU 2003105467/03 A RU2003105467/03 A RU 2003105467/03A RU 2003105467 A RU2003105467 A RU 2003105467A RU 2269060 C2 RU2269060 C2 RU 2269060C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
chamber
air
combustion
heat
pressure
Prior art date
Application number
RU2003105467/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003105467A (en
Inventor
Лоренс Дж. МАКИВОЙ (US)
Лоренс Дж. МАКИВОЙ
Джон Дж. ДЖАКОБСЭН (US)
Джон Дж. ДЖАКОБСЭН
Original Assignee
Фостер Уилер Ю Эс Эй Корпорейшн
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 Фостер Уилер Ю Эс Эй Корпорейшн filed Critical Фостер Уилер Ю Эс Эй Корпорейшн
Publication of RU2003105467A publication Critical patent/RU2003105467A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2269060C2 publication Critical patent/RU2269060C2/en

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/30—Technologies for a more efficient combustion or heat usage
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/34—Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery

Abstract

FIELD: burning combustible gas at pressure above atmospheric.
SUBSTANCE: proposed plant is used for burning lean gases; it consists of unit for burning gas at pressure above atmospheric including lean gas chamber, combustion chamber, heat regeneration section and exhaust; pipe line supplying lean gas to lean gas chamber; heat removal and pressure equalizing chamber and preheated air chamber; plant is also provided with pipe line supplying the compressed surrounding air to heat removal and pressure equalizing chamber, preheated air pipe line for delivery of preheated air to preheated air chamber; provision is made for hole for delivery of lean gas from lean gas chamber to combustion chamber and hole for delivery of preheated air from preheated air chamber to combustion chamber. Heat removal and pressure equalizing chamber is made for heat exchange between lean gas chamber, preheated air chamber and combustion chamber and compressed surrounding air; lean gas and preheated air are burnt in combustion pressure at pressure above atmospheric.
EFFECT: enhanced efficiency; minimum difference in pressure between gas and air chambers.
12 cl, 12 dwg

Description

Это изобретение относится к способу и установке для сжигания горючего газа при низких концентрациях под давлением выше атмосферного, и более конкретно к такой установке для сжигания, которая имеет камеру для отвода тепла и выравнивания давления для защиты камеры сгорания от противодавления, создаваемого во время процесса горения.This invention relates to a method and apparatus for burning combustible gas at low concentrations under atmospheric pressure, and more particularly, to such a combustion apparatus that has a chamber for removing heat and equalizing pressure to protect the combustion chamber from backpressure generated during the combustion process.

ПРЕДПОСЫЛКИ К СОЗДАНИЮ ИЗОБРЕТЕНИЯBACKGROUND OF THE INVENTION

В патенте США №3229746, который полностью включен сюда посредством ссылки, показана установка для регенерации тепла и способ, подходящий для сжигания горючего газа при низких концентрациях. Этот патент, в качестве примера, относится к сжиганию бедных газов, таких как отходящий газ каталитического крекинга, содержащий концентрации окиси углерода менее чем 8%, но не ограничивается этим. Изобретение по этому патенту позволяет стабилизировать воспламенение окиси углерода при температуре в диапазоне от 1200°F до 1500°F. После запуска эта температура может поддерживаться в большинстве случаев посредством сжигания одной окиси углерода. В остальных случаях имеется минимальная потребность во вспомогательном топливе для обеспечения безопасного воспламенения и/или для поддержания желательной величины регенерации тепла.US Pat. No. 3,229,746, which is incorporated herein by reference in its entirety, shows a heat recovery apparatus and method suitable for burning combustible gas at low concentrations. This patent, by way of example, relates to the combustion of lean gases, such as catalytic cracking exhaust gas, containing carbon monoxide concentrations of less than 8%, but is not limited to this. The invention of this patent makes it possible to stabilize the ignition of carbon monoxide at a temperature in the range of 1200 ° F to 1500 ° F. After start-up, this temperature can be maintained in most cases by burning carbon monoxide alone. In other cases, there is a minimal need for auxiliary fuel to ensure safe ignition and / or to maintain the desired amount of heat recovery.

На фиг.1 этой заявки показана установка для регенерации тепла по вышеуказанному патенту США. На фиг.1 установка, в целом обозначенная выноской номер 1, образует зону 2 сгорания и зону 3 регенерации тепла, расположенную горизонтально на нулевой отметке. Газ поступает в зону 2 сгорания через камеру 4 для газа и отверстия 6 для газа. Воздух вводится через камеру 7 для воздуха. Воздух входит в камеру 2 сгорания через отверстия 8 для воздуха. Вторичный воздух для поддержания горения вспомогательного топлива поступает в камеру сгорания через трубопроводы 9. Газ и воздух периодически смешиваются посредством противоположно направленных вихрей, показанных направляющими стрелками 11 и 12, которые создаются направляющим устройством, показанным как наклонные трубопроводы 13, которые подают смесь газов из камеры 4 для газа в отверстия 6 для газа, и короткие трубы 14 для воздуха. Вспомогательные горелки 16 предусмотрены для начального нагрева газов в зоне 2 сгорания до соответствующей температуры воспламенения. Огнеупорный материал 17 облицовывает зону 2 сгорания для вторичного излучения тепла в находящиеся здесь газы.Figure 1 of this application shows the installation for heat recovery according to the above US patent. In figure 1, the installation, generally indicated by callout number 1, forms a combustion zone 2 and a heat recovery zone 3 located horizontally at a zero mark. Gas enters the combustion zone 2 through the gas chamber 4 and the gas hole 6. Air is introduced through the air chamber 7. Air enters the combustion chamber 2 through openings 8 for air. Secondary air to maintain combustion of the auxiliary fuel enters the combustion chamber through pipelines 9. Gas and air are periodically mixed by means of oppositely directed vortices, shown by the guide arrows 11 and 12, which are created by the guide device, shown as inclined pipelines 13, which supply a mixture of gases from the chamber 4 for gas in openings 6 for gas, and short pipes 14 for air. Auxiliary burners 16 are provided for the initial heating of gases in the combustion zone 2 to the corresponding ignition temperature. Refractory material 17 covers the combustion zone 2 for secondary radiation of heat into the gases located here.

Посредством установки, показанной на фиг.1, может сжигаться бедный газ, такой как окись углерода при концентрациях меньше, чем 8%, как например, отходящий газ каталитического крекинга. Газ при более высоких концентрациях, конечно, может сжигаться легче. Характерным признаком конструкции, показанной на фиг.1, является то, что она требует менее чем 1% избыточного кислорода, как измерено в продуктах сгорания.Through the installation shown in FIG. 1, lean gas, such as carbon monoxide, can be burned at concentrations of less than 8%, such as catalytic cracking exhaust gas. Gas at higher concentrations, of course, can be burned more easily. A characteristic feature of the design shown in FIG. 1 is that it requires less than 1% excess oxygen, as measured in combustion products.

В камере 2 сгорания температуру в диапазоне от 1200 до 1500°F можно поддерживать соответствующим образом, так как после разжигания окись углерода обычно может гореть без потребности в дополнительном топливе. Тепло высвобождается путем горения окиси углерода в зоне 2 сгорания. Внутри имеется система высвобождения тепла, действующая в камере 2 сгорания. В смысле окружения зона 2 сгорания спроектирована так, что практически отсутствует подвод тепла или отвод тепла в зону 2 сгорания от окружающей среды. В частности, никакие охлаждающие устройства, такие как теплообменные трубы, не соединены с зоной 2 сгорания.In the combustion chamber 2, a temperature in the range of 1200 to 1500 ° F. can be maintained appropriately, since after ignition, carbon monoxide can usually burn without the need for additional fuel. Heat is released by burning carbon monoxide in combustion zone 2. Inside there is a heat release system operating in the combustion chamber 2. In terms of environment, the combustion zone 2 is designed so that there is practically no heat input or heat removal to the combustion zone 2 from the environment. In particular, no cooling devices, such as heat exchangers, are connected to the combustion zone 2.

Торцевая стенка 18 образована перегородкой 19. Отверстия 8 для воздуха и отверстия 6 для газа проходят через перегородку 19 для образования по существу концентричных угловых групп в торцевой стенке 18.The end wall 18 is formed by a partition 19. The air holes 8 and the gas holes 6 pass through the partition 19 to form substantially concentric angular groups in the end wall 18.

На фиг.1 показана открытая кирпичная стенка 21 с насадкой, как образующее каналы устройство, которое заставляет газы сгорания проходить через ограничивающие каналы 22 для того, чтобы посредством этого повысить смешивание. Зона 3 регенерации тепла образована установкой 1 ниже по потоку после зоны 2 сгорания. Соответствующее устройство для регенерации тепла, такое как паровые трубы, экономайзер, перегреватель, другие потоки текучей среды и тому подобные, может быть предусмотрено в зоне 3 регенерации тепла.Figure 1 shows an open brick wall 21 with a nozzle, as a channel-forming device that causes combustion gases to pass through the restriction channels 22 in order to thereby increase mixing. The heat recovery zone 3 is formed by setting 1 downstream after the combustion zone 2. A suitable device for heat recovery, such as steam pipes, economizer, superheater, other fluid streams and the like, may be provided in the heat recovery zone 3.

Установка 1 образует ограждение для зоны 2 сгорания, имеющее торцевые стенки и боковые стенки, проходящие между торцевыми стенками. Все стенки расположены так, чтобы осуществлять вторичное излучение тепла в зону сгорания через огнеупорный материал 17. Выпускное отверстие, через которое горячие газы проходят в зону 3 регенерации тепла, находится на конце установки 1, напротив отверстий 6 для газа и отверстий 8 для воздуха, и образует достаточно небольшой участок одной из боковых стенок для поддержания вторичного излучения тепла от всех стенок ограждения по возможности на самом высоком уровне.Installation 1 forms a fence for the combustion zone 2 having end walls and side walls extending between the end walls. All walls are arranged so as to provide secondary radiation of heat to the combustion zone through the refractory material 17. An outlet through which hot gases pass into the heat recovery zone 3 is located at the end of the installation 1, opposite the gas openings 6 and the air openings 8, and forms a sufficiently small section of one of the side walls to maintain secondary radiation of heat from all walls of the fence, at the highest possible level.

Кроме того, как показано на фиг.1, зона 3 регенерации тепла, которая является единственной конструкцией для отвода тепла от установки, полностью удалена от воздействия на зону 2 сгорания. Это сопоставимо с традиционными котельными установками для окиси углерода, в которых отвод тепла в форме водяных труб осуществляется либо в зоне горения, либо под воздействием радиационного тепла газов сгорания. Такой внутренний отвод тепла повышает требования во вспомогательном топливе и уменьшает отмеченный диапазон стабильности воспламенения и надежность превращения окиси углерода.In addition, as shown in FIG. 1, the heat recovery zone 3, which is the only structure for removing heat from the installation, is completely removed from the effect on the combustion zone 2. This is comparable to traditional carbon monoxide boiler plants, in which heat removal in the form of water pipes is carried out either in the combustion zone or under the influence of radiation heat from combustion gases. Such internal heat removal increases the requirements in auxiliary fuel and reduces the noted range of stability of ignition and the reliability of the conversion of carbon monoxide.

Установка, показанная на фиг.1, обычно работает при высоких температурах. Например, типичный бедный газ подается в установку при от 600 до 1100°F или выше. В результате процесса сжигания газы сгорания, выходящие из зоны сгорания, могут находиться в диапазоне от 1200 до 1800°F или выше.The apparatus shown in FIG. 1 typically operates at high temperatures. For example, typical lean gas is supplied to the unit at between 600 and 1100 ° F or higher. As a result of the combustion process, the combustion gases leaving the combustion zone may be in the range of 1200 to 1800 ° F or higher.

На фиг.2 и 3 показаны установки по известному уровню техники, в которых адекватно предотвращен перегрев пластин внешнего кожуха, которые соответствующим образом изолированы от камеры для бедного газа и камеры для газов сгорания, путем использования потока сжатого окружающего («холодного») воздуха в камеру для воздуха, которая образована и находится в этих камерах. В подобных устройствах сжатый окружающий воздух используется как источник окислителя для сжигания как бедного газа, так и потока вспомогательного топлива в установке.Figure 2 and 3 shows the installation of the prior art, in which the overheating of the plates of the outer casing, which are appropriately isolated from the chamber for lean gas and the chamber for combustion gases, is adequately prevented by using a stream of compressed ambient ("cold") air into the chamber for air, which is formed and located in these chambers. In such devices, compressed ambient air is used as an oxidizer source to burn both lean gas and auxiliary fuel flow in the installation.

На фиг.2 показано традиционное устройство 200 для сжигания, которое включает камеру 212 для бедного газа, камеру 230 сгорания, зону 240 регенерации тепла и выпуск 250. Окружающий воздух сжимается и подается воздушным насосом 220 через трубопровод 221 подачи в камеру 230 сгорания. Бедный газ 210 подается по трубопроводу 211 подачи в камеру 212 для бедного газа.FIG. 2 shows a conventional combustion device 200, which includes a lean gas chamber 212, a combustion chamber 230, a heat recovery zone 240, and an exhaust 250. Ambient air is compressed and supplied by the air pump 220 through a supply pipe 221 to the combustion chamber 230. Poor gas 210 is supplied via a feed line 211 to the lean gas chamber 212.

На фиг.3 показано более подробно устройство 300 для сжигания. Устройство 300 для сжигания содержит камеру 312 для бедного газа и камеру 330 сгорания. Бедный газ из камеры 312 для бедного газа входит в камеру 330 сгорания через отверстие 317 для газа. Сжатый окружающий воздух 320 входит в камеру 330 сгорания через отверстие 327 для воздуха. Устройство 300 для сжигания изолировано огнеупорной футеровкой 301. Продукты сгорания выходят из камеры 330 сгорания и направляются на участок 340 регенерации тепла, обычно через теплообменник (не показан).Figure 3 shows in more detail the device 300 for combustion. The combustion device 300 includes a lean gas chamber 312 and a combustion chamber 330. Poor gas from the lean gas chamber 312 enters the combustion chamber 330 through the gas hole 317. Compressed ambient air 320 enters the combustion chamber 330 through an air hole 327. The combustion device 300 is insulated by the refractory lining 301. The combustion products exit the combustion chamber 330 and are sent to a heat recovery section 340, usually through a heat exchanger (not shown).

Специалист в данной области техники сможет оценить, что соответствующее число вспомогательных горелок 16 (показанных на фиг.1) может быть предусмотрено как средство для запуска для начального нагрева газов в камере 230 сгорания (фиг.2) или 330 (фиг.3) до желательной температуры воспламенения, или как средство для обеспечения уровня подвода тепла для требуемой регенерации тепла.One skilled in the art will appreciate that the corresponding number of auxiliary burners 16 (shown in FIG. 1) can be provided as a means for starting up the initial heating of gases in the combustion chamber 230 (FIG. 2) or 330 (FIG. 3) to the desired ignition temperature, or as a means to provide a level of heat input for the required heat recovery.

Как указано выше, такие устройства наиболее типично используются в процессах, где бедный газ подается в установку под определенным давлением выше атмосферного (например, от 0,1 psig до 5,0 psig или выше), и газы сгорания обычно выходят в атмосферу после регенерации тепла, и в некоторых случаях после систем очистки выпускаемого газа. Это, однако, в результате приводит к противодавлению внутри зоны сгорания. Как отмечено на фиг.2, воздух подается в установку посредством насоса, чтобы соответствовать требованиям к давлению. Установка, конечно, сконструирована так, чтобы удерживать внутреннее давление и противостоять ему. Преимущество такой конфигурации установки заключается в экономичности ее конструкции в связи с указанным выше удерживаемым в ней давлением, что является результатом объединения камеры для газа и камеры для воздуха внутри общей емкости под давлением. Таким образом, только номинальные перепады давления имеют место между соответствующими камерами.As indicated above, such devices are most typically used in processes where lean gas is supplied to the unit at a certain pressure above atmospheric (for example, from 0.1 psig to 5.0 psig or higher), and the combustion gases usually escape into the atmosphere after heat recovery , and in some cases after exhaust gas purification systems. This, however, results in backpressure within the combustion zone. As noted in FIG. 2, air is supplied to the installation through a pump to meet pressure requirements. The installation, of course, is designed to withstand and withstand internal pressure. The advantage of such a configuration of the installation is the cost-effectiveness of its design in connection with the pressure kept therein, which is the result of combining the gas chamber and the air chamber inside a common pressure vessel. Thus, only nominal pressure differences occur between the respective chambers.

Было обнаружено, однако, что в традиционном устройстве, показанном на фиг.3, возникает проблема. В этом конструктивном исполнении окружающий воздух используется для охлаждения огнеупорной футеровки 301 камеры 330 сгорания. Таким образом, камера 312 для бедного газа и камера 330 сгорания находятся в контакте с окружающим воздухом 320. Тем не менее, для некоторых применений требуется, чтобы окружающий воздух 320 был предварительно подогрет перед сжиганием. Когда это происходит, температура окружающего воздуха 320 не может более быть достаточной, чтобы охладить огнеупорную футеровку 301. В свою очередь проблемы, возникающие при охлаждении камер, приводят в результате к расширению и конструкционной неустойчивости этих камер.It has been found, however, that a problem arises in the conventional apparatus shown in FIG. 3. In this embodiment, ambient air is used to cool the refractory lining 301 of the combustion chamber 330. Thus, the lean gas chamber 312 and the combustion chamber 330 are in contact with ambient air 320. However, for some applications, it is required that the ambient air 320 be preheated before being burned. When this occurs, the ambient temperature 320 can no longer be sufficient to cool the refractory lining 301. In turn, problems arising from the cooling of the chambers result in the expansion and structural instability of these chambers.

Действительно, было обнаружено, что по причинам, связанным с процессом и сохранением энергии, подаваемый воздух должен быть предварительно подогрет до от примерно 200 до 600°F или выше. В этих случаях было обнаружено, что содержимое камеры для воздуха, как определено выше, не может больше обеспечить достаточное охлаждение, чтобы избежать технических проблем. Соответственно, имеется необходимость в создании устройства для сжигания под давлением выше атмосферного, имеющего внутреннюю камеру для отвода тепла и выравнивания давления.Indeed, it has been found that for reasons related to the process and energy conservation, the feed air must be preheated to from about 200 to 600 ° F or higher. In these cases, it was found that the contents of the air chamber, as defined above, can no longer provide sufficient cooling to avoid technical problems. Accordingly, there is a need to create a device for combustion under pressure above atmospheric, having an internal chamber for heat removal and pressure equalization.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

Задачей данного изобретения является обеспечение использования предварительно подогретого воздуха для горения, и в то же время сохранение преимуществ конструкции в виде минимальных перепадов давления между соответствующими камерами для газа и для воздуха.The objective of the invention is to ensure the use of preheated combustion air, while at the same time maintaining the design advantages in the form of minimal pressure drops between the respective gas chambers and for air.

Другой задачей этого изобретения является создание устройства для сжигания под давлением выше атмосферного, имеющего внутреннюю камеру для отвода тепла и выравнивания давления. Еще одной задачей изобретения является создание такого устройства для сжигания, которое используется с предварительно подогретым воздухом для горения.Another objective of this invention is to provide a device for combustion under pressure above atmospheric, having an internal chamber for heat removal and pressure equalization. Another objective of the invention is the creation of such a device for combustion, which is used with preheated combustion air.

В одном аспекте настоящее изобретение предусматривает установку для сжигания под давлением выше атмосферного горючего газа при низких концентрациях - бедного газа, которая включает устройство для сжигания под давлением выше атмосферного, имеющее камеру для бедного газа, камеру сгорания, участок регенерации тепла и выпуск, трубопровод подачи бедного газа для подвода бедного газа в камеру для бедного газа, камеру для отвода тепла и выравнивания давления и камеру для предварительно подогретого воздуха внутри устройства для сжигания, трубопровод подачи сжатого окружающего воздуха для подвода сжатого окружающего воздуха в камеру для отвода тепла и выравнивания давления, трубопровод подачи предварительно подогретого воздуха для подвода предварительно подогретого воздуха в камеру для предварительно подогретого воздуха, отверстие для бедного газа для подвода бедного газа из камеры для бедного газа в камеру сгорания и отверстие для предварительно подогретого воздуха для подвода предварительно подогретого воздуха из камеры для предварительно подогретого воздуха в камеру сгорания. В камере для отвода тепла и выравнивания давления происходит теплообмен от камеры для бедного газа, камеры для предварительно подогретого воздуха и камеры сгорания к сжатому окружающему воздуху в камере для отвода тепла и выравнивания давления, и бедный газ и предварительно подогретый воздух сжигаются в камере сгорания под давлением выше атмосферного.In one aspect, the present invention provides an installation for burning above atmospheric combustible gas at low concentrations of lean gas, which includes a device for burning above atmospheric pressure having a lean gas chamber, a combustion chamber, a heat recovery section and an outlet, a lean supply line gas for supplying lean gas to the chamber for poor gas, a chamber for heat removal and pressure equalization and a chamber for preheated air inside the combustion device, pipes compressed air supply conduit for supplying compressed ambient air to the chamber for heat removal and pressure equalization, preheated air supply conduit for supplying preheated air to the preheated air chamber, a poor gas hole for supplying poor gas from the poor gas chamber to combustion chamber and preheated air hole for supplying preheated air from the preheated chamber to the chambers near combustion. In the chamber for heat removal and pressure equalization, heat is exchanged from the lean gas chamber, the preheated air chamber and the combustion chamber to the compressed ambient air in the heat removal and pressure equalization chamber, and the lean gas and preheated air are burned in the combustion chamber under pressure above atmospheric.

В настоящем изобретении камера для предварительно подогретого воздуха может быть встроена внутрь камеры для отвода тепла и выравнивания давления.In the present invention, a preheated air chamber may be integrated inside the chamber to remove heat and equalize pressure.

Настоящее изобретение включает сжатие окружающего воздуха до давления от примерно 0,1 psig до примерно 10,0 psig, и, более предпочтительно, до давления от примерно 0,1 psig до примерно 5,0 psig.The present invention includes compressing ambient air to a pressure of from about 0.1 psig to about 10.0 psig, and more preferably, to a pressure of from about 0.1 psig to about 5.0 psig.

Изобретение также включает предварительный подогрев предварительно подогретого воздуха до температуры от примерно 200 до примерно 1000°F, и, более предпочтительно, до температуры от примерно 200 до примерно 600°F.The invention also includes preheating the preheated air to a temperature of from about 200 to about 1000 ° F, and, more preferably, to a temperature of from about 200 to about 600 ° F.

Изобретение также может включать повышение температуры сжатого окружающего воздуха, выходящего из камеры для отвода тепла, и выравнивания давления до температуры не более чем примерно 500°F, и, более предпочтительно, до температуры не более чем примерно 300°F.The invention may also include raising the temperature of the compressed ambient air leaving the heat removal chamber, and equalizing the pressure to a temperature of not more than about 500 ° F, and, more preferably, to a temperature of not more than about 300 ° F.

Изобретение также может включать теплообменник на участке регенерации тепла устройства для сжигания для предварительного подогрева предварительно подогретого воздуха, причем в этом случае сжатый окружающий воздух может выходить из камеры для отвода тепла и выравнивания давления и подаваться в теплообменник. По другому аспекту источник тепла, внешний по отношению к устройству для сжигания, может быть использован для предварительного подогрева предварительно подогретого воздуха, причем в этом случае сжатый окружающий воздух из камеры для отвода тепла и выравнивания давления может выходить и подаваться к внешнему источнику тепла.The invention may also include a heat exchanger in the heat recovery section of the combustion device for preheating preheated air, in which case compressed ambient air may exit the chamber to remove heat and equalize pressure and be supplied to the heat exchanger. In another aspect, a heat source external to the incinerator can be used to preheat the preheated air, in which case compressed ambient air from the chamber to remove heat and equalize the pressure can exit and be supplied to an external heat source.

Вышеуказанные и другие признаки, задачи и преимущества изобретения становятся очевидными при изучении следующего подробного описания изобретения, прилагаемой формулы изобретения и нескольких вариантов изобретения, которые показаны на чертежах.The above and other features, objects, and advantages of the invention become apparent upon examination of the following detailed description of the invention, the appended claims, and several embodiments of the invention, which are shown in the drawings.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Фиг.1 представляет собой вертикальную проекцию в разрезе установки для регенерации тепла по известному уровню техники для сжигания горючего газа при низких концентрациях.Figure 1 is a vertical projection in section of the installation for heat recovery according to the prior art for burning combustible gas at low concentrations.

Фиг.2 представляет собой схематический вид традиционного устройства для сжигания под давлением выше атмосферного.Figure 2 is a schematic view of a conventional apparatus for burning above atmospheric pressure.

Фиг.3 представляет собой схематический вид в разрезе, на котором показаны детали традиционного устройства для сжигания под давлением выше атмосферного.Figure 3 is a schematic sectional view showing parts of a conventional apparatus for burning above atmospheric pressure.

Фиг.4 представляет собой схематический вид устройства для сжигания под давлением выше атмосферного по настоящему изобретению.Figure 4 is a schematic view of a device for combustion under pressure above atmospheric according to the present invention.

Фиг.5 представляет собой схематический вид в разрезе, на котором показаны детали устройства для сжигания под давлением выше атмосферного по настоящему изобретению.FIG. 5 is a schematic sectional view showing details of an atmospheric pressure combustion apparatus of the present invention.

Фиг.6 представляет собой схематический вид другого конструктивного исполнения устройства для сжигания под давлением выше атмосферного по настоящему изобретению.6 is a schematic view of another structural embodiment of a device for burning above atmospheric pressure according to the present invention.

Фиг.7 представляет собой схематический вид еще одного конструктивного исполнения устройства для сжигания под давлением выше атмосферного по настоящему изобретению.FIG. 7 is a schematic view of yet another embodiment of a higher pressure atmospheric combustion apparatus of the present invention.

Фиг.8 представляет собой схематический вид традиционной установки из двух устройств для сжигания, работающих параллельно.Fig. 8 is a schematic view of a conventional installation of two combustion devices operating in parallel.

Фиг.9 представляет собой схематический вид еще одной традиционной установки из двух устройств для сжигания, работающих параллельно.Fig.9 is a schematic view of another traditional installation of two combustion devices operating in parallel.

Фиг.10 представляет собой схематический вид другого конструктивного исполнения устройства для сжигания под давлением выше атмосферного по настоящему изобретению.Figure 10 is a schematic view of another design of a device for burning under pressure above atmospheric according to the present invention.

Фиг.11 представляет собой схематический вид еще одного конструктивного исполнения устройства для сжигания под давлением выше атмосферного по настоящему изобретению.11 is a schematic view of another design of a device for burning under pressure above atmospheric according to the present invention.

Фиг.12 представляет собой схематический вид еще одного конструктивного исполнения устройства для сжигания под давлением выше атмосферного по настоящему изобретению.12 is a schematic view of yet another embodiment of a higher pressure atmospheric combustion apparatus of the present invention.

Подобные номера ссылочных позиций использованы для подобных или соответствующих элементов на всех фигурах чертежей.Similar reference numerals are used for similar or corresponding elements in all figures of the drawings.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ПРИМЕРОВ ВОПЛОЩЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS OF THE INVENTION

Фиг.4 представляет собой схематический вид устройства 400 для сжигания под давлением выше атмосферного в соответствии с первым конструктивным исполнением по настоящему изобретению. Устройство 400 для сжигания включает камеру 412 для бедного газа, камеру 430 сгорания, участок 440 регенерации тепла, теплообменник 460 и выпуск 450. Бедный газ 410 подается через трубопровод 411 подачи в камеру 412 для бедного газа. Воздушный насос 420 подает сжатый входящий воздух через трубопровод 421 подачи в камеру 425 для отвода тепла и выравнивания давления. Воздушный насос 420 подает окружающий воздух, который имеет температуру и давление окружающей среды. Воздушный насос 420 повышает давление окружающего воздуха до от примерно 0,1 psig до примерно 10,0 psig, более предпочтительно до от примерно 0,1 psig до примерно 5,0 psig. Этот сжатый воздух проходит через камеру 425 для отвода тепла и выравнивания давления и выпускается через трубопровод 455. Этот сжатый воздух обеспечивает поддержание охлажденным металла в зоне 430 сгорания путем обеспечения достаточной изоляции и скорости потока.FIG. 4 is a schematic view of a device for burning above atmospheric pressure in accordance with a first embodiment of the present invention. The combustion device 400 includes a lean gas chamber 412, a combustion chamber 430, a heat recovery section 440, a heat exchanger 460, and an outlet 450. The lean gas 410 is supplied through a feed line 411 to the lean gas chamber 412. The air pump 420 delivers compressed inlet air through a supply line 421 to a chamber 425 to remove heat and equalize pressure. Air pump 420 delivers ambient air that has ambient temperature and pressure. The air pump 420 increases the ambient air pressure from about 0.1 psig to about 10.0 psig, more preferably from about 0.1 psig to about 5.0 psig. This compressed air passes through a chamber 425 to remove heat and equalize the pressure and is discharged through conduit 455. This compressed air ensures that the metal is kept cooled in the combustion zone 430 by providing sufficient insulation and flow rate.

Было обнаружено, что относительно малое количество тепла переходит в сжатый воздух в камере 425 для отвода тепла и выравнивания давления. Таким образом, перепад температуры является минимальным. Фактически, предпочтительно, чтобы температура воздуха, выходящего из камеры 425 для отвода тепла и выравнивания давления через трубопровод 455, была не больше чем примерно 500°F и, более предпочтительно, не превышала примерно 300°F. Таким образом, было обнаружено, что устройство остается конструкционно устойчивым. Теперь нагретый воздух в трубопроводе 455 подается в теплообменник 460 и выходит из него как предварительно подогретый воздух 465 для подачи в камеру 430 сгорания. Температура предварительно подогретого воздуха в трубопроводе 465 составляет от примерно 200°F до примерно 1000°F, и, более предпочтительно, от примерно 200°F до примерно 600°F.It has been found that a relatively small amount of heat passes into the compressed air in chamber 425 to remove heat and equalize pressure. Thus, the temperature difference is minimal. In fact, it is preferable that the temperature of the air leaving the chamber 425 to remove heat and equalize the pressure through conduit 455 is not more than about 500 ° F and, more preferably, does not exceed about 300 ° F. Thus, it was found that the device remains structurally stable. Now the heated air in the pipe 455 is supplied to the heat exchanger 460 and leaves it as pre-heated air 465 for supplying to the combustion chamber 430. The preheated air temperature in conduit 465 is from about 200 ° F to about 1000 ° F, and more preferably from about 200 ° F to about 600 ° F.

Параметры, описанные выше, относящиеся к повышению давления окружающего воздуха, температуре воздуха, выходящего из камеры для отвода тепла и выравнивания давления, и температуре предварительно подогретого воздуха для горения, являются совместимыми с конструктивными примерами исполнения, описанными выше.The parameters described above relating to the increase in ambient pressure, the temperature of the air leaving the chamber to remove heat and equalize the pressure, and the temperature of the preheated combustion air are compatible with the design examples described above.

На фиг.5 показаны дополнительные подробности устройства 500 для сжигания по настоящему изобретению. Устройство 500 для сжигания включает камеру 512 для бедного газа и камеру 530 сгорания. Газ из камеры 512 для бедного газа подается через отверстие 517 для газа в камеру 530 сгорания. Сжатый окружающий воздух 521 подается под давлением в камеру 525 для отвода тепла и выравнивания давления, где, как описано выше, сжатый воздух 521 отводит часть тепла от камеры 512 для бедного газа и камеры 530 сгорания. Сжатый воздух выходит из камеры 525 для отвода тепла и выравнивания давления через выход 555 и подается в теплообменник (не показан). Предварительно подогретый воздух из теплообменника подается через трубопровод 565 в камеру 526 для предварительно подогретого воздуха, откуда предварительно подогретый воздух подается через отверстие 527 для воздуха в камеру 530 сгорания. Камера 526 для предварительно подогретого воздуха изолирована для того, чтобы сохранить тепло и свести к минимуму перепады давления. Камера 526 для предварительно подогретого воздуха образует промежуточную камеру для нагретого воздуха, которая размещена внутри камеры 525 для отвода тепла и выравнивания давления, и охлаждается посредством нее.5 shows further details of the incinerator 500 of the present invention. The combustion device 500 includes a lean gas chamber 512 and a combustion chamber 530. Gas from the lean gas chamber 512 is supplied through the gas port 517 to the combustion chamber 530. Compressed ambient air 521 is supplied under pressure to the chamber 525 to remove heat and equalize pressure, where, as described above, compressed air 521 removes part of the heat from the lean gas chamber 512 and the combustion chamber 530. Compressed air leaves chamber 525 to remove heat and equalize pressure through outlet 555 and is supplied to a heat exchanger (not shown). The preheated air from the heat exchanger is supplied through a conduit 565 to the preheated air chamber 526, from where the preheated air is supplied through the air port 527 to the combustion chamber 530. The preheated air chamber 526 is insulated in order to retain heat and minimize pressure drops. The chamber 526 for preheated air forms an intermediate chamber for heated air, which is located inside the chamber 525 for heat removal and pressure equalization, and is cooled by it.

В каждом из конструктивных примеров исполнения по фиг.4-12 обычный специалист в данной области техники легко поймет, хотя это и не показано, что соответствующий ряд вспомогательных горелок 16 (показанных на фиг.1) может быть предусмотрен или как механизм запуска для начального нагрева газов в зоне сгорания до желаемой температуры воспламенения, и/или для поддержания горения в случае работы при различных вариантах состава или уровня тепла топливных смесей.In each of the structural examples of FIGS. 4-12, one of ordinary skill in the art will readily understand, although it is not shown that the corresponding series of auxiliary burners 16 (shown in FIG. 1) can be provided or as a trigger mechanism for initial heating gases in the combustion zone to the desired ignition temperature, and / or to maintain combustion in the case of operation with various variations in the composition or heat level of the fuel mixtures.

В конструктивных примерах исполнения, показанных на фиг.4 и 5, тепло для предварительно подогретого воздуха поступает из самого устройства 400/500 для сжигания. На фиг.6 показано другое конструктивное исполнение настоящего изобретения, в котором тепло для предварительно подогретого воздуха поступает из вспомогательного источника тепла.In the design examples shown in FIGS. 4 and 5, heat for preheated air comes from the combustion device 400/500 itself. Figure 6 shows another design of the present invention, in which heat for preheated air comes from an auxiliary heat source.

На фиг.6 показано устройство 600 для сжигания в соответствии с другим конструктивным исполнением настоящего изобретения. Устройство 600 для сжигания включает камеру 612 для бедного газа, камеру 630 сгорания, участок 640 регенерации тепла и выпуск 650. Бедный газ 610 подается через трубопровод 611 в камеру 612 для бедного газа. Окружающий воздух сжимается и подается воздушным насосом 620 через трубопровод 621 подачи в камеру 625 для отвода тепла и выравнивания давления. Отсюда нагретый воздух выходит через трубопровод 674 и нагревается посредством источника 675 тепла, чтобы стать предварительно подогретым воздухом в трубопроводе 676 для сжигания в камере 630 сгорания. Источник 675 тепла может быть любым подходящим источником тепла, как например, снабженным паром или электричеством, например, из внешнего источника, чтобы сохранить тепло и выработать больше регенерированного тепла.6 shows a combustion device 600 in accordance with another embodiment of the present invention. The combustion device 600 includes a lean gas chamber 612, a combustion chamber 630, a heat recovery section 640, and an exhaust 650. The lean gas 610 is supplied through a conduit 611 to the lean gas chamber 612. Ambient air is compressed and supplied by an air pump 620 through a supply pipe 621 to a chamber 625 to remove heat and equalize pressure. From here, the heated air exits through a conduit 674 and is heated by a heat source 675 to become preheated air in a conduit 676 for combustion in the combustion chamber 630. The heat source 675 may be any suitable heat source, such as supplied with steam or electricity, for example, from an external source, to retain heat and generate more regenerated heat.

На фиг.7 показано другое конструктивное исполнение устройства 700 для сжигания в соответствии с настоящим изобретением. Устройство 700 для сжигания включает камеру 712 для бедного газа, камеру 730 сгорания, участок 740 регенерации тепла и выпуск 750. Бедный газ 710 подается через трубопровод 711 подачи в камеру 712 для бедного газа. В этом конструктивном исполнении предусмотрены два отдельных трубопровода для подачи воздуха. Окружающий воздух сжимается и подается воздушным насосом 720 через трубопровод 721 подачи в камеру 725 для отвода тепла и выравнивания давления. Нагретый воздух выходит через трубопровод 777. Регулятор 778 давления предусмотрен для регулирования давления в камере 725 для отвода тепла и выравнивания давления. Нагретый воздух в этом конструктивном исполнении в конце концов выходит через трубопровод 779 в атмосферу. Тем не менее, воздушный насос 770 подает сжатый окружающий воздух через трубопровод 772 во вспомогательный источник тепла 775. Предварительно подогретый воздух в трубопроводе 776 затем подается в камеру сгорания 730.7 shows another design of a device 700 for combustion in accordance with the present invention. The combustion device 700 includes a lean gas chamber 712, a combustion chamber 730, a heat recovery section 740, and an exhaust 750. The lean gas 710 is supplied through a supply pipe 711 to the lean gas chamber 712. In this design, two separate air lines are provided. Ambient air is compressed and supplied by an air pump 720 through a supply line 721 to a chamber 725 to remove heat and equalize pressure. Heated air exits through a conduit 777. A pressure regulator 778 is provided to control the pressure in the chamber 725 to remove heat and equalize the pressure. The heated air in this embodiment ultimately exits through line 779 to the atmosphere. However, the air pump 770 delivers compressed ambient air through conduit 772 to an auxiliary heat source 775. The preheated air in conduit 776 is then supplied to the combustion chamber 730.

На фиг.8 показана традиционная установка, в которой два устройства 800 и 801 для сжигания работают параллельно. Устройство 800 для сжигания включает камеру 812 для бедного газа, камеру 830 сгорания, участок 840 регенерации тепла и выпуск 850. Бедный газ 810 подается через трубопровод 811 подачи в камеру 812 для бедного газа. Устройство 801 для сжигания включает камеру 832 сгорания и выпуск 852. Топливо 814 подается через трубопровод 815 в камеру 832 сгорания устройства 801 для сжигания. Окружающий воздух подается из воздушного насоса 820 в оба устройства 800 и 801 для сжигания. Воздушный насос 820 подает сжатый воздух через трубопровод 821, который разветвляется на трубопроводы 822 и 823 подачи. Трубопровод 822 подачи подает воздух для горения в камеру 830 сгорания устройства 800 для сжигания, в то время как трубопровод 823 подачи подает воздух для горения в камеру 832 сгорания устройства 801 для сжигания.On Fig shows a traditional installation in which two devices 800 and 801 for combustion work in parallel. The combustion device 800 includes a lean gas chamber 812, a combustion chamber 830, a heat recovery section 840, and an exhaust 850. The lean gas 810 is supplied through a supply line 811 to the lean gas chamber 812. The combustion device 801 includes a combustion chamber 832 and an exhaust 852. Fuel 814 is supplied through a pipe 815 to the combustion chamber 832 of the combustion device 801. Ambient air is supplied from the air pump 820 to both incinerators 800 and 801. The air pump 820 delivers compressed air through a conduit 821 that branches out into supply conduits 822 and 823. The supply pipe 822 supplies combustion air to the combustion chamber 830 of the combustion device 800, while the supply pipe 823 supplies the combustion air to the combustion chamber 832 of the combustion device 801.

На фиг.9 показана другая традиционная установка из устройств 900 и 901 для сжигания, работающих параллельно. В этом конструктивном исполнении устройство 901 для сжигания имеет установку для регенерации тепла для предварительного подогрева воздуха для самого устройства.FIG. 9 shows another conventional installation of combustion devices 900 and 901 operating in parallel. In this embodiment, the combustion device 901 has a heat recovery unit for preheating the air for the device itself.

Устройство 900 для сжигания включает камеру 912 для бедного газа, камеру 930 сгорания, участок 940 регенерации тепла и выпуск 950. Бедный газ 910 подается через трубопровод 911 подачи в камеру 912 для бедного газа. Устройство 901 для сжигания включает камеру 932 сгорания, теплообменник 962 и выпуск 952. Топливо 914 подается через трубопровод 915 подачи в камеру 932 сгорания. Сжатый окружающий воздух подается из воздушного насоса 920 через трубопровод 921 подачи, который разделяется на трубопроводы 922 и 923 подачи. Трубопровод 922 подачи подает воздух для горения в камеру 930 сгорания, в то время как трубопровод 923 подачи подает воздух в теплообменник 962. Теплообмен происходит в теплообменнике 962 для создания предварительно подогретого воздуха 965 для сжигания в камере 932 сгорания.The combustion device 900 includes a lean gas chamber 912, a combustion chamber 930, a heat recovery section 940, and an exhaust 950. The lean gas 910 is supplied through a supply pipe 911 to the lean gas chamber 912. The combustion device 901 includes a combustion chamber 932, a heat exchanger 962, and an exhaust 952. Fuel 914 is supplied through a supply pipe 915 to the combustion chamber 932. Compressed ambient air is supplied from the air pump 920 through a supply pipe 921, which is divided into supply pipes 922 and 923. The supply pipe 922 supplies combustion air to the combustion chamber 930, while the supply pipe 923 supplies air to the heat exchanger 962. Heat is exchanged in the heat exchanger 962 to create preheated combustion air 965 in the combustion chamber 932.

На фиг.10 показано другое конструктивное исполнение по настоящему изобретению, которое относится к двум устройствам 1000 и 1001 для сжигания. Устройство 1000 для сжигания включает камеру 1012 для бедного газа, камеру 1030 сгорания, участок 1040 регенерации тепла, теплообменник 1060 и выпуск 1050. Бедный газ 1010 подается через трубопровод 1011 подачи в камеру 1012 для бедного газа. Устройство 1001 для сжигания включает камеру 1032 сгорания и выпуск 1052. Топливо 1014 подается через трубопровод 1015 подачи в устройство для сжигания 1001 для сжигания его в камере 1032 сгорания. Воздушный насос 1020 подает сжатый окружающий воздух через трубопровод 1021, который разделяется на трубопроводы 1022 и 1023 подачи. Трубопровод 1023 подачи подает окружающий воздух в камеру 1032 сгорания. Трубопровод 1022 подачи подает воздух в камеру 1025 для отвода тепла и выравнивания давления. Слегка нагретый воздух выходит из камеры 1025 для отвода тепла и выравнивания давления через трубопровод 1055 и направляется в теплообменник 1060. Предварительно подогретый воздух выходит из теплообменника 1060 в трубопровод 1065 и подается в камеру 1030 сгорания.Figure 10 shows another design of the present invention, which relates to two devices 1000 and 1001 for combustion. The combustion device 1000 includes a lean gas chamber 1012, a combustion chamber 1030, a heat recovery section 1040, a heat exchanger 1060, and an exhaust 1050. The lean gas 1010 is supplied through a supply line 1011 to the lean gas chamber 1012. The combustion device 1001 includes a combustion chamber 1032 and an exhaust 1052. Fuel 1014 is supplied through a feed line 1015 to the combustion device 1001 to burn it in the combustion chamber 1032. The air pump 1020 delivers compressed ambient air through a conduit 1021 that is divided into supply conduits 1022 and 1023. A supply pipe 1023 supplies ambient air to the combustion chamber 1032. A supply line 1022 supplies air to a chamber 1025 to remove heat and equalize pressure. Lightly heated air exits the chamber 1025 to remove heat and equalize pressure through conduit 1055 and is directed to the heat exchanger 1060. Preheated air exits the heat exchanger 1060 into conduit 1065 and is supplied to the combustion chamber 1030.

На фиг.11 показана установка, в которой два устройства 1100 и 1101 для сжигания работают параллельно. Устройство 1100 для сжигания включает камеру 1112 для бедного газа, камеру 1130 сгорания, участок 1140 регенерации тепла, теплообменник 1160 и выпуск 1150. Бедный газ 1110 подается через трубопровод 1111 подачи в камеру 1112 для бедного газа. Устройство 1101 для сжигания включает камеру 1132 сгорания и выпуск 1152. Топливо 1114 подается через трубопровод 1115 в камеру 1132 сгорания.11 shows a plant in which two combustion devices 1100 and 1101 operate in parallel. The combustion device 1100 includes a lean gas chamber 1112, a combustion chamber 1130, a heat recovery section 1140, a heat exchanger 1160, and an outlet 1150. The lean gas 1110 is supplied through a supply pipe 1111 to the lean gas chamber 1112. The combustion device 1101 includes a combustion chamber 1132 and an exhaust 1152. Fuel 1114 is supplied through a pipe 1115 to the combustion chamber 1132.

Воздушный насос 1120 подает сжатый окружающий воздух через трубопровод 1121 в камеру 1125 для отвода тепла и выравнивания давления. Слегка нагретый воздух выходит из камеры 1125 для отвода тепла и выравнивания давления через трубопровод 1155 и направляется в теплообменник 1160. Теплообменник 1160 обеспечивает предварительно подогретый воздух для трубопроводов 1165 и 1166. Предварительно подогретый воздух в трубопроводе 1165 направляется в камеру 1130 сгорания. Предварительно подогретый воздух в трубопроводе 1166 направляется в камеру 1132 сгорания.The air pump 1120 delivers compressed ambient air through line 1121 to the chamber 1125 to remove heat and equalize pressure. Lightly heated air exits the chamber 1125 to remove heat and equalize the pressure through conduit 1155 and is directed to the heat exchanger 1160. The heat exchanger 1160 provides preheated air for conduits 1165 and 1166. The preheated air in conduit 1165 is directed to the combustion chamber 1130. Preheated air in the pipe 1166 is directed into the combustion chamber 1132.

На фиг.12 показано еще одно конструктивное исполнение по настоящему изобретению, в котором используются два устройства 1200 и 1201 для сжигания, работающие параллельно. Устройство 1200 для сжигания включает камеру 1212 для бедного газа, камеру 1230 сгорания, участок 1240 регенерации тепла и выпуск 1250. Устройство 1201 для сжигания включает камеру 1232 сгорания, теплообменник 1262 и выпуск 1252. Топливо 1214 для устройства 1201 для сжигания подается через трубопровод 1215 подачи в камеру 1232 сгорания.12 shows yet another embodiment of the present invention, which uses two combustion devices 1200 and 1201 operating in parallel. The combustion device 1200 includes a lean gas chamber 1212, a combustion chamber 1230, a heat recovery section 1240, and an exhaust 1250. The combustion device 1201 includes a combustion chamber 1232, a heat exchanger 1262, and an exhaust 1252. Fuel 1214 for the combustion device 1201 is supplied through a supply line 1215 into the combustion chamber 1232.

Бедный газ 1210 для сжигания в устройстве 1200 для сжигания подается через трубопровод 1211 в камеру 1212 для бедного газа. Воздушный насос 1220 подает сжатый окружающий воздух через трубопровод 1221 подачи в камеру 1225 для отвода тепла и выравнивания давления. Слегка нагретый воздух из камеры 1225 для отвода тепла и выравнивания давления направляется через трубопровод 1255 в теплообменник 1262 устройства 1201 для сжигания. Предварительно подогретый воздух в трубопроводе 1280 выходит из теплообменника 1262. Этот предварительно подогретый воздух подается по трубопроводу 1281 подачи в камеру 1230 сгорания устройства 1200 для сжигания и по трубопроводу 1282 подачи в камеру 1232 сгорания устройства 1201 для сжигания соответственно.Poor gas 1210 for combustion in the device 1200 for combustion is supplied through a pipe 1211 to the chamber 1212 for poor gas. An air pump 1220 delivers compressed ambient air through a supply line 1221 to a chamber 1225 to remove heat and equalize pressure. Lightly heated air from the chamber 1225 for heat removal and pressure equalization is sent through a pipe 1255 to the heat exchanger 1262 of the device 1201 for combustion. Preheated air in conduit 1280 exits heat exchanger 1262. This preheated air is supplied through a conduit 1281 to the combustion chamber 1230 of the combustion apparatus 1200 and a conduit 1282 to the combustion chamber 1232 of the combustion apparatus 1201, respectively.

За исключением описанных здесь иным способом различные компоненты, показанные контуром или в форме квадрата на фигурах, по отдельности хорошо известны, и их внутренняя конструкция и работа не являются решающими ни в изготовлении или в использовании этого изобретения, ни для описания наилучшего способа осуществления изобретения.Except as otherwise described herein, the various components shown in outline or in the shape of a square in the figures are individually well known, and their internal construction and operation are not critical either in the manufacture or use of this invention, or to describe the best mode for carrying out the invention.

В то время как настоящее изобретение было описано с учетом того, что в данный момент считается предпочтительными конструктивными примерами исполнения, необходимо понять, что изобретение не ограничено описанными здесь примерами. Наоборот, изобретение предназначено для того, чтобы защитить различные модификации и эквивалентные устройства, включенные в сущность и объем прилагаемых пунктов формулы изобретения. Объем следующих пунктов должен соответствовать самой широкой интерпретации для того, чтобы охватить все такие модификации и эквивалентные конструкции и функции.While the present invention has been described in view of what is currently considered to be preferred design examples, it is to be understood that the invention is not limited to the examples described here. On the contrary, the invention is intended to protect various modifications and equivalent devices included in the essence and scope of the attached claims. The scope of the following paragraphs should be accorded the broadest interpretation so as to encompass all such modifications and equivalent constructions and functions.

ПРОМЫШЛЕННОЕ ПРИМЕНЕНИЕINDUSTRIAL APPLICATION

Установка для сжигания под давлением выше атмосферного и способ ее работы, которые описаны здесь, могут быть использованы для сжигания горючего газа при низких концентрациях. Установка включает устройство для сжигания под давлением выше атмосферного горючего газа при низких концентрациях - бедного газа, имеющее камеру для бедного газа, камеру сгорания, участок регенерации тепла и выпуск, трубопровод подачи бедного газа для подвода бедного газа в камеру для бедного газа, камеру для отвода тепла и выравнивания давления и камеру для предварительно подогретого воздуха внутри устройства для сжигания, трубопровод подачи сжатого окружающего воздуха для подвода сжатого окружающего воздуха в камеру для отвода тепла и выравнивания давления, трубопровод подачи предварительно подогретого воздуха для подвода предварительно подогретого воздуха в камеру для предварительно подогретого воздуха, отверстие для бедного газа для подвода бедного газа из камеры для бедного газа в камеру сгорания; отверстие для предварительно подогретого воздуха для подвода предварительно подогретого воздуха из камеры для предварительно подогретого воздуха в камеру сгорания. В камере для отвода тепла и выравнивания давления происходит теплообмен от камеры для бедного газа, камеры для предварительно подогретого воздуха и камеры сгорания к сжатому окружающему воздуху в камере для отвода тепла и выравнивания давления. Бедный газ и предварительно подогретый воздух сжигаются в камере сгорания под давлением выше атмосферного.Installation for burning under atmospheric pressure and the method of its operation, which are described here, can be used for burning combustible gas at low concentrations. The installation includes a device for burning under pressure above atmospheric combustible gas at low concentrations of lean gas, having a lean gas chamber, a combustion chamber, a heat recovery section and an outlet, a lean gas supply pipe for supplying lean gas to the lean gas chamber, an exhaust chamber heat and pressure equalization and a chamber for preheated air inside the combustion device, a compressed air supply pipe for supplying compressed ambient air to the heat removal chamber and pressure equalization, a preheated air supply conduit for supplying preheated air to the preheated air chamber, a lean gas hole for supplying lean gas from the lean gas chamber to the combustion chamber; a hole for preheated air for supplying preheated air from the chamber for preheated air to the combustion chamber. In the chamber for heat removal and pressure equalization, heat exchange takes place from the lean gas chamber, the pre-heated air chamber and the combustion chamber to the compressed ambient air in the chamber for heat removal and pressure equalization. Poor gas and preheated air are burned in the combustion chamber under atmospheric pressure.

Claims (12)

1. Установка для сжигания под давлением выше атмосферного горючего газа при низких концентрациях - бедного газа, содержащая1. Installation for burning under pressure above atmospheric combustible gas at low concentrations of lean gas containing устройство для сжигания под давлением выше атмосферного, включающее камеру для бедного газа, камеру сгорания, участок регенерации тепла и выпуск;a device for burning under atmospheric pressure, including a lean gas chamber, a combustion chamber, a heat recovery section, and an exhaust; трубопровод подачи бедного газа для подвода бедного газа в камеру для бедного газа;a lean gas supply line for supplying lean gas to the lean gas chamber; камеру для отвода тепла и выравнивания давления и камеру для предварительно подогретого воздуха внутри устройства для сжигания;a chamber for heat removal and pressure equalization and a chamber for preheated air inside the combustion device; трубопровод подачи сжатого окружающего воздуха для подвода сжатого окружающего воздуха в камеру для отвода тепла и выравнивания давления;compressed air supply pipe for supplying compressed ambient air to the chamber for heat removal and pressure equalization; трубопровод подачи предварительно подогретого воздуха для подвода предварительно подогретого воздуха в камеру для предварительно подогретого воздуха;a preheated air supply pipe for supplying preheated air to the preheated air chamber; отверстие для бедного газа для подвода бедного газа из камеры для бедного газа в камеру сгорания иa poor gas hole for supplying lean gas from the lean gas chamber to the combustion chamber and отверстие для предварительно подогретого воздуха для подвода предварительно подогретого воздуха из камеры для предварительно подогретого воздуха в камеру сгорания,a hole for preheated air for supplying preheated air from the chamber for preheated air to the combustion chamber, в которой камера для отвода тепла и выравнивания давления выполнена с возможностью теплообмена от камеры для бедного газа, камеры для предварительно подогретого воздуха и камеры сгорания к сжатому окружающему воздуху в камере для отвода тепла и выравнивания давления, и бедный газ и предварительно подогретый воздух сжигаются в камере сгорания под давлением выше атмосферного.in which the chamber for heat removal and pressure equalization is configured to heat exchange from the lean gas chamber, the preheated air chamber and the combustion chamber to compressed ambient air in the heat removal and pressure equalization chamber, and the lean gas and preheated air are burned in the chamber combustion under pressure above atmospheric. 2. Установка по п.1, в которой камера для предварительно подогретого воздуха встроена внутрь камеры для отвода тепла и выравнивания давления.2. The installation according to claim 1, in which a chamber for preheated air is built into the chamber to remove heat and equalize pressure. 3. Установка по п.1, дополнительно содержащая воздушный насос для сжатия окружающего воздуха до давления от примерно 0,1 до примерно 10,0 psig.3. The apparatus of claim 1, further comprising an air pump for compressing the ambient air to a pressure of from about 0.1 to about 10.0 psig. 4. Установка по п.3, в которой окружающий воздух сжимается до давления от примерно 0,1 до примерно 5,0 psig.4. The installation according to claim 3, in which the ambient air is compressed to a pressure of from about 0.1 to about 5.0 psig. 5. Установка по п.1, дополнительно содержащая подогреватель для предварительного подогрева предварительно подогретого воздуха до температуры от примерно 200 до примерно 1000°F.5. The apparatus of claim 1, further comprising a heater for preheating the preheated air to a temperature of from about 200 to about 1000 ° F. 6. Установка по п.5, в которой предварительно подогретый воздух предварительно подогревается до температуры от примерно 200 до примерно 1000°F.6. The apparatus of claim 5, wherein the preheated air is preheated to a temperature of from about 200 to about 1000 ° F. 7. Установка по п.1, в которой в камере для отвода тепла и выравнивания давления температура сжатого окружающего воздуха, выходящего из камеры для отвода тепла и выравнивания давления, повышается до температуры не более чем примерно 500°F.7. The apparatus of claim 1, wherein in the chamber for heat removal and pressure equalization, the temperature of the compressed ambient air leaving the chamber for heat removal and pressure equalization is raised to a temperature of not more than about 500 ° F. 8. Установка по п.1, в которой в камере для отвода тепла и выравнивания давления температура сжатого окружающего воздуха, выходящего из камеры для отвода тепла и выравнивания давления, повышается до температуры не более чем примерно 300°F.8. The apparatus of claim 1, wherein in the chamber for heat removal and pressure equalization, the temperature of the compressed ambient air leaving the chamber for heat removal and pressure equalization is raised to a temperature of not more than about 300 ° F. 9. Установка по п.1, дополнительно содержащая теплообменник на участке регенерации тепла устройства для сжигания для предварительного подогрева предварительно подогретого воздуха.9. The apparatus of claim 1, further comprising a heat exchanger in the heat recovery section of the combustion device for preheating the preheated air. 10. Установка по п.9, дополнительно содержащая выход для выхода сжатого окружающего воздуха из камеры для отвода тепла и выравнивания давления и подачу для подвода вышедшего воздуха в теплообменник.10. The installation according to claim 9, additionally containing an outlet for the exit of compressed ambient air from the chamber for heat removal and pressure equalization, and a supply for supplying the exhaust air to the heat exchanger. 11. Установка по п.1, дополнительно содержащая источник тепла, внешний по отношению к устройству для сжигания для предварительного подогрева предварительно подогретого воздуха.11. The apparatus of claim 1, further comprising a heat source external to the combustion apparatus for preheating the preheated air. 12. Установка по п.11, дополнительно содержащая выход для выхода сжатого окружающего воздуха из камеры для отвода тепла и выравнивания давления и подачу для подвода вышедшего воздуха к внешнему источнику тепла.12. The installation according to claim 11, further comprising an outlet for the exit of compressed ambient air from the chamber to remove heat and equalize the pressure, and a supply for supplying the exhaust air to an external heat source.
RU2003105467/03A 2000-07-27 2001-07-26 Plant for burning low-concentration combustible gas at pressure above atmospheric RU2269060C2 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US22113700P 2000-07-27 2000-07-27
US60/221,137 2000-07-27
US09/905,877 2001-07-17

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2003105467A RU2003105467A (en) 2004-06-27
RU2269060C2 true RU2269060C2 (en) 2006-01-27

Family

ID=31714847

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003105467/03A RU2269060C2 (en) 2000-07-27 2001-07-26 Plant for burning low-concentration combustible gas at pressure above atmospheric

Country Status (3)

Country Link
RU (1) RU2269060C2 (en)
TW (1) TW552373B (en)
ZA (1) ZA200300395B (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101241922B1 (en) * 2005-06-22 2013-03-11 어드밴스드 테크놀러지 머티리얼즈, 인코포레이티드 Apparatus and process for integrated gas blending

Also Published As

Publication number Publication date
TW552373B (en) 2003-09-11
ZA200300395B (en) 2003-10-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2791985B2 (en) Waste heat treatment equipment and method of operating the equipment
KR100644124B1 (en) Oxygen Separation and Combustion Apparatus and Method
US6832480B1 (en) Power generation system utilizing oxidized gases from waste combustion
US7762807B2 (en) Gas-fired radiant tube with internal recuperator
PL179614B1 (en) Improved method of and apparatus for combusting and using gaseous fuels
CN102165046A (en) Generating clean syngas from biomass
US4706612A (en) Turbine exhaust fed low NOx staged combustor for TEOR power and steam generation with turbine exhaust bypass to the convection stage
RU2013152436A (en) METHOD AND DEVICE FOR THERMAL BURNING OF HYDROCARBON-CONTAINING GASES
JPH0481693B2 (en)
JP6653862B2 (en) Method and ignition device for combustion management in an ignition device
JPH11148316A (en) Refuse power plant, garbage-processing system and fuel-reforming device used therefor
KR950019379A (en) Devices that increase the efficiency of power plants using fossil fuels
RU2657561C2 (en) Method for combustion of low-grade fuel
RU2269060C2 (en) Plant for burning low-concentration combustible gas at pressure above atmospheric
RU2506495C1 (en) Device for combustion of fuels and heating of process media, and fuel combustion method
US6814568B2 (en) Superatmospheric combustor for combusting lean concentrations of a burnable gas
US7249946B2 (en) Thermal generator and combustion method for limiting nitrogen oxides emissions by re-combustion of fumes
EP2065570B1 (en) Burner for generating reductive atmosphere of exhaust gas in engine cogeneration plant having denitrification process
JPH11159741A (en) Fuel modifying device
KR100392702B1 (en) Hot air generator using catalytic combustion
JP2774751B2 (en) Ultra low calorific value gas combustion device
RU2092757C1 (en) Thermal module for preparation of carbon sorbents
JP4266879B2 (en) Gasification furnace and combined recycling equipment
JP3969285B2 (en) Heat recovery equipment
RU2185323C2 (en) Method of flue gases utilization in combustion of liquid, gaseous or dust hydrocarbon fuel

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200727