RU2327927C2 - Способ ступенчатого сжигания жидкого топлива и окислителя в печи - Google Patents
Способ ступенчатого сжигания жидкого топлива и окислителя в печи Download PDFInfo
- Publication number
- RU2327927C2 RU2327927C2 RU2005135857/06A RU2005135857A RU2327927C2 RU 2327927 C2 RU2327927 C2 RU 2327927C2 RU 2005135857/06 A RU2005135857/06 A RU 2005135857/06A RU 2005135857 A RU2005135857 A RU 2005135857A RU 2327927 C2 RU2327927 C2 RU 2327927C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- jet
- liquid fuel
- oxidiser
- injected
- oxidizing agent
- Prior art date
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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B5/00—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
- C03B5/16—Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
- C03B5/235—Heating the glass
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B5/00—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
- C03B5/16—Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
- C03B5/235—Heating the glass
- C03B5/2353—Heating the glass by combustion with pure oxygen or oxygen-enriched air, e.g. using oxy-fuel burners or oxygen lances
-
- 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
-
- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
- Y02P40/50—Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Spray-Type Burners (AREA)
- Nozzles For Spraying Of Liquid Fuel (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу ступенчатого сжигания жидкого топлива и окислителя в печи. Способ ступенчатого сжигания жидкого топлива и окислителя, при котором инжектируют, по меньшей мере, одну струю жидкого топлива в распыленной форме и, по меньшей мере, одну струю окислителя, причем струя окислителя состоит из струи первого окислителя и струи второго окислителя, струю первого окислителя инжектируют вблизи струи жидкого топлива, чтобы добиться первого неполного сжигания, образующиеся при таком первом сжигании газы все еще содержат, по меньшей мере, часть топлива, тогда как струю второго окислителя инжектируют на расстоянии l2 от струи жидкого топлива, которое больше, чем расстояние между струей жидкого топлива и струей первого окислителя, ближе всего расположенной к струе жидкого топлива, для того, чтобы подвергать сжиганию часть топлива, присутствующую в газах, образующихся при первом сжигании, струю первого окислителя разделяют, по меньшей мере, на две первых струи, по меньшей мере, на первую по счету экранированную первую струю, которую инжектируют коаксиально вокруг струи жидкого топлива в распыленной форме, и, по меньшей мере, на вторую по счету окисляющую первую струю, инжектируемую на расстоянии l1 от струи жидкого топлива. Струю жидкого топлива в распыленной форме получают путем коаксиальной инжекции струи распыляющего газа вокруг струи жидкого топлива. Распыляющий газ выбран из газа-окислителя, такого как воздух или кислород, или инертного газа, такого как азот, или водяной пар. Весовая скорость струи распыляющего газа составляет от 5 до 40% весовой скорости струи жидкого топлива. Расстояние l2 между струей второго окислителя и струей топлива составляет от 8D2 до 40D2, где D2 представляет собой диаметр круга с такой же площадью, как площадь инжектора, через который инжектируют второй окислитель. Расстояние l1 между второй по счету струей первого окислителя и струей жидкого топлива составляет от 1,5 DG до l2/2, где DG представляет собой диаметр круга с такой же площадью, как площадь инжектора, через который инжектируют первую по счету экранированную струю первого окислителя. Диаметр круга с такой же площадью, как площадь инжектора, через который инжектируют второй окислитель, то есть D2, составляет от 10 до 60 мм. Диаметр круга с такой же площадью, как площадь инжектора, через который инжектируют вторую по счету струю первого окислителя, то есть D1, составляет от 15 до 70 мм. Суммарное количество второго окислителя составляет от 50 до 90% суммарного количества инжектируемого окислителя. Скорости инжекции второй по счету струи первого окислителя и струи второго окислителя меньше или равны 200 м/с. Способ используют для сжигания стекловидной загрузки, при этом скорости инжекции второй по счету струи первого окислителя и струи второго окислителя меньше или равны 100 м/с. Весовая скорость первой по счету экранированной струи первого окислителя составляет от 10 до 20% весовой скорости суммарной струи первого и второго окислителей. Изобретение позволяет снизить образование NOx, тогда как пламя остается по-прежнему стабильным. 11 з.п. ф-лы, 5 ил.
Description
Настоящее изобретение относится к способу ступенчатого сжигания жидкого топлива и окислителя в печи.
Эксплуатационные характеристики способа сжигания в промышленной печи должны соответствовать двум критериям:
- ограничению выброса атмосферных загрязнителей (NOx, пыли и т.д.), количество которых должно быть ниже предела, установленного законодательством;
- регулированию температуры стенок печи и нагреваемой загрузки для того, чтобы одновременно соответствовать ограничениям в отношении качества продукта, подвергаемого сжиганию, и ограничениям в отношении потребления энергии.
Изменения в законодательстве, касающиеся выбросов атмосферных загрязнителей, особенно оксидов азота, привели к значительному развитию технологий сжигания. Первым способом сжигания, который ограничивает выброс NOx, является колебательное сжигание (EP-A1-0524880), которое заключается в создании колебаний потока топлива и/или окислителя. При удалении от стехиометрии (отношения 1/1) локальная температура уменьшается, что приводит к сокращению NOx. Другим решением является ступенчатое сжигание, при котором реагенты разбавляются в основных областях реакции: это дает возможность удаляться от стехиометрических соотношений и не допускать максимальных температур, благоприятных для образования NOx (WO 02/081967).
Указанные публикации предшествующего уровня техники представляют собой решения, адаптированные в основном к сжиганию газообразного топлива. При двухфазном сжигании, в котором применяется жидкое топливо и газообразный окислитель, способ сжигания содержит дополнительные стадии распыления жидкости с последующим испарением жидких капель для того, чтобы топливо, которое становится газообразным, могло взаимодействовать с газообразным окислителем. Следовательно, на сжигание будут влиять различные дополнительные параметры, то есть, например, тип применяемого распылителя, за исключением случая инжектора с принудительным распылением, скорость потока распыляющего газа, которая будет влиять на размер капель и качество распыления. Не говоря уже о параметрах, напрямую связанных со стадией распыления, на способ сжигания будет влиять смешение реагентов, поскольку смешение влияет на условия сжигания и на образование загрязняющих выбросов. Таким образом, важным параметром является отношение протяженности участка испарения к протяженности участка смешения. Протяженность участка испарения представляет собой расстояние, необходимое для испарения капель жидкого топлива, оно зависит от размера капель, их скорости и природы жидкости. Протяженность участка смешения представляет собой расстояние, необходимое для того, чтобы реагенты, которые инжектируются по отдельности, смешивались в стехиометрическом отношении. Если протяженность участка испарения слишком большая по сравнению с протяженностью участка смешения, сжигание будет неполным; такое сжигание называется «неполным сжиганием» или «браш»-способом (brush). Однако, если протяженность участка испарения слишком короткая по сравнению с протяженностью участка смешения, чрезмерно быстрое смешение приводит к высоким уровням оксида азота; такой способ упоминается как способ «испарения». Следовательно, предпочтительно использовать промежуточный режим между двумя указанными способами (при отношении протяженность участка испарения/протяженность участка смешения, близком к 1).
В патенте EP-B1-0687853 описан способ ступенчатого сжигания жидкого топлива. Такой способ заключается в инжекции жидкого топлива в форме расходящегося конуса с углом распыления на внешней периферии менее 15°, и в инжекции окислителя в форме двух потоков, то есть первого потока и второго потока, при небольшой скорости первого потока, то есть менее 61 м/с. Такой способ имеет несколько недостатков. Во-первых, использование такого малого угла распыления означает использование большой скорости распыления газа, которая приводит к большим потерям напора и может уменьшать устойчивость горения пламени. Во-вторых, из-за малой величины угла распыления способ сжигания относится к типу «испарения» и не позволяет получить оптимальное уменьшение NOx. И, наконец, такая малая величина угла распыления не позволяет плавно изменять геометрические параметры пламени. Однако такой способ в зависимости от загрузки можно применять для изменения геометрии пламени, чтобы, в частности, предотвращать образование локального перегрева.
Поэтому задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы обеспечить способ ступенчатого сжигания жидкого топлива, делающий возможным ограничение образования NOx, тогда как пламя остается по-прежнему стабильным.
Другая задача состоит в том, чтобы обеспечить способ ступенчатого сжигания жидкого топлива, делающий возможным ограничение образования NOx и имеющий высокий уровень перестраиваемости горелки.
Поставленная задача достигается посредством способа сжигания жидкого топлива и окислителя, при котором инжектируют, по меньшей мере, одну струю жидкого топлива в распыленной форме и, по меньшей мере, одну струю окислителя; струя окислителя состоит из струи первого окислителя и струи второго окислителя; струю первого окислителя инжектируют вблизи струи жидкого топлива, чтобы добиться первого неполного сжигания; образующиеся при первом сжигании газы, все еще содержат, по меньшей мере, часть топлива; тогда как струю второго окислителя инжектируют на расстоянии l2 от струи жидкого топлива, которое больше, чем расстояние между струей жидкого топлива и струей первого окислителя, ближе всего расположенной к струе жидкого топлива, чтобы подвергать сжиганию часть топлива, присутствующую в образующихся при первом сжигании газах;
причем струю первого окислителя разделяют, по меньшей мере, на две первых струи:
- по меньшей мере, на первую по счету экранированную первую струю, которую инжектируют коаксиально вокруг струи жидкого топлива в распыленной форме; и
- по меньшей мере, на вторую по счету окисляющую первую струю, инжектируемую на расстоянии l1 от струи распыляемого жидкого топлива.
Другие отличительные признаки и преимущества изобретения станут очевидными после прочтения следующего описания. Варианты и способы осуществления изобретения приводятся в виде не ограничивающих примеров, проиллюстрированных на фиг.1 и 2, которые представляют собой схематическое изображение устройства для осуществления способа согласно изобретению.
Таким образом, изобретение относится к способу сжигания жидкого топлива и окислителя, при котором инжектируют, по меньшей мере, одну струю жидкого топлива в распыленной форме, и, по меньшей мере, одну струю окислителя; струя окислителя состоит из струи первого окислителя и струи второго окислителя; струю первого окислителя инжектируют вблизи струи жидкого топлива, чтобы добиться первого неполного сжигания; образующиеся при таком первом сжигании газы все еще содержат, по меньшей мере, часть топлива; тогда как струю второго окислителя инжектируют на расстоянии l2 от струи жидкого топлива, которое больше, чем расстояние между струей жидкого топлива и струей первого окислителя, ближе всего расположенной к струе жидкого топлива, чтобы подвергать сжиганию часть топлива, присутствующую в газах, образующихся при первом сжигании;
причем струю первого окислителя разделяют, по меньшей мере, на две первых струи:
- по меньшей мере, на первую по счету экранированную первую струю, которую инжектируют коаксиально вокруг струи жидкого топлива в распыленной форме; и
- по меньшей мере, на вторую по счету окисляющую первую струю, инжектируемую на расстоянии l1 от струи жидкого топлива.
Один из существенных признаков способа согласно изобретению состоит в том, что он относится к способу сжигания жидкого топлива, которое в распыленной форме эжектируют из сопла горелки. Такую струю жидкого топлива в распыленной форме можно получать любым способом распыления, таким как эжекция жидкого топлива под давлением или смешение топлива с распыляющим газом до его эжекции или во время эжекции. Таким образом, согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения струю жидкого топлива в распыленной форме можно получать с помощью коаксиальной инжекции струи распыляющего газа вокруг струи жидкого топлива. Распыляющий газ можно выбрать из газа-окислителя, такого как воздух или кислород, или инертного газа, такого как азот, или водяного пара. Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения весовая скорость струи распыляющего газа предпочтительно составляет от 5 до 40%, еще более предпочтительно от 15 до 30% весовой скорости струи жидкого топлива.
Согласно другому существенному признаку изобретения, струю первого окислителя разделяют, по меньшей мере, на две струи, по меньшей мере, одна из которых представляет собой экранированную первую окисляющую струю. Такую экранированную первую окисляющую струю инжектируют коаксиально вокруг струи жидкого топлива в распыленной форме. Вторую по счету первую окисляющую струю инжектируют на расстоянии l1 от струи распыляемого жидкого топлива. Предпочтительно, если указанное расстояние l1 между второй по счету первой окисляющей струей и струей жидкого топлива составляет от 1,5 DG до l2/2, где DG представляет собой диаметр круга с такой же площадью, как площадь инжектора, через который инжектируется экранированная первая окисляющая струя.
Например, величина DG может составлять от 30 до 60 мм.
Расстояние l2 между струей второго окислителя и струей топлива может составлять от 8D2 до 40D2, где D2 представляет собой диаметр круга с такой же площадью, как площадь инжектора, через который инжектируется второй окислитель. Указанный диаметр D2 может составлять от 10 до 60 мм.
Диаметр круга с такой же площадью, как площадь инжектора, через который инжектируется вторая струя первого окислителя, то есть D1, может составлять от 15 до 70 мм. Предпочтительно, если диаметр D1 больше, чем диаметр D2.
Согласно варианту осуществления изобретения струя второго окислителя и струя первого окислителя, расположенная на расстоянии l1 от струи жидкого топлива, состоят из множества струй. Таким образом, струя первого окислителя, расположенная на расстоянии l1 от струи жидкого топлива, может состоять из двух идентичных струй, расположенных на одинаковом расстоянии l1 от струи жидкого топлива, трех струй, лежащих по существу в одной плоскости; и струя второго окислителя может состоять из двух идентичных струй, расположенных на одинаковом расстоянии l2 от струи жидкого топлива, трех струй, лежащих по существу в одной плоскости, предпочтительно, из пяти струй, лежащих по существу в одной плоскости.
Количество второго окислителя обычно составляет не более 90%, предпочтительно от 10 до 90%, от суммарного количества инжектируемого окислителя. Более предпочтительно, если количество второго окислителя составляет от 50 до 90%, или даже от 60 до 80% от суммарного количества инжектируемого окислителя; количество первого окислителя (которое соответствует как экранированному окислителю, так и второй струе первого окислителя) составляет от 10 до 50%, или даже от 20 до 40% от суммарного количества окислителя.
Предпочтительно, если весовая скорость экранированной первой струи первого окислителя составляет от 10 до 20% от весовой скорости суммарной струи окислителя (первый окислитель+второй окислитель).
Первый окислитель и второй окислитель могут иметь одинаковый состав; в таком случае, в частности, существует преимущество, состоящее в использовании только одного источника окислителя с разделением окислителя между разными точками инжекции первого или второго окислителя. Однако предпочтительно, если концентрация кислорода в первом окислителе выше, чем концентрация кислорода во втором окислителе.
Состав окислителя может варьироваться в зависимости от условий или результатов, которые требуется получить. В общем случае окислитель может состоять из газовой смеси, содержащей:
- от 5 до 100 об.%, предпочтительно от 30 до 100 об.% кислорода;
- от 0 до 95 об.%, предпочтительно от 0 до 90 об.% CO2;
- от 0 до 80 об.%, предпочтительно от 0 до 70 об.% N2; и
- от 0 до 90 об.% Ar.
Смесь также может содержать другие составляющие, в частности, водяной пар и/или NOx, и/или SOx. В общем случае за счет воздуха обеспечивается от 0 до 90 об.% суммарного количества кислорода в потоке окислителя; соотношение обеспечивается с помощью воздуха, обогащенного кислородом, или с помощью по существу чистого кислорода. Предпочтительно, если воздух составляет от 15 до 40 об.% суммарного количества окислителя, и в частности, от 15 до 40 об.% кислорода в окислителе.
Согласно предпочтительному способу осуществления скорости инжекции второй струи первого окислителя и струи второго окислителя меньше или равны 200 м/с, а когда способ согласно изобретению осуществляют для сжигания стекловидной загрузки, скорости инжекции второй струи первого окислителя и струи второго окислителя предпочтительно меньше или равны 100 м/с. Кроме того, предпочтительно, если скорость струи второго окислителя будет больше, чем скорость второй струи первого окислителя.
На фиг.1 показан частичный схематический вид (вид сверху) агрегата для сжигания, относящегося к примеру осуществления способа согласно изобретению, а на фиг.2 показан соответствующий схематический вид сечения. Агрегат для сжигания помещен в огнеупорный блок 1 с тремя цилиндрическими отверстиями 2, 3 и 4, в которые вдвигаются три блока 21, 31 и 41 соответственно.
Блок 21 содержит:
- канал (или инжектор) 211, который проходит до точки 22. Через этот канал 211 подают жидкое топливо 212;
- канал (или инжектор) 221, который проходит до точки 22 и расположен концентрично вокруг канала 211, через который инжектируют жидкое топливо 212. Через этот канал 221 подают распыляющий газ 222; и
- канал (или инжектор) 231, который проходит до точки 22 и расположен концентрично вокруг канала 221, через который инжектируют распыляющий газ 222. Указанный канал в точке 22 имеет диаметр DG. По нему подают экранированный первый окислитель 232.
Предпочтительно, через цилиндрический блок 31 проходит канал (или инжектор) 32, выходное отверстие которого находится в точке 33 на блоке. Этот канал (или инжектор) 32 имеет диаметр в точке 33, равный D1, а центр канала 32 расположен на расстоянии l1 от центра канала 211. Через канал 32 подают первый окислитель 34, который отличается от экранированного первого окислителя.
Предпочтительно, через цилиндрический блок 41 проходит канал (или инжектор) 42, выходное отверстие которого находится в точке 43 блока. Этот канал (или инжектор) 42 имеет диаметр в точке 43, равный D2, а центр канала 42 расположен на расстоянии l2 от центра канала 211. Через канал 42 подают второй окислитель 44.
При эксплуатации этой системы для первого окислителя 34 и 232 и второго окислителя 44 можно применять один и тот же источник окислителя, диаметры соответствующих каналов 32, 231 и 42 выбирают так, чтобы в зависимости от типа требуемого сжигания установить скорости инжекции, отличающиеся друг от друга или идентичные друг другу.
Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения концы каналов для инжектируемых окислителей находятся в задней части огнеупорного впускного канала.
При осуществлении способа согласно изобретению жидкое топливо можно подвергать сжиганию, тогда как образование NOx по-прежнему ограничено. Кроме того, способ согласно изобретению имеет преимущество, состоящее в возможности регулирования стабильности пламени и перестраиваемости теплового режима. Это связано с тем, что в зависимости от природы загрузки и геометрии печи, предпочтительно можно применять пламя небольшого или большого объема, или регулировать теплопередачу в определенных точках печи, или делать температуру свода печи однородной и т.д. Согласно изобретению такая перестраиваемость достигается путем регулирования распределения суммарного потока окислителя между струей второго окислителя (кислорода) и струями первого окислителя, и предпочтительно между струей второго окислителя (кислорода) и второй струей первого окислителя, которая отличается от экранированной струи первого окислителя. Такое регулирование, при котором распределяется суммарный поток окислителя, также называется разделением по ступеням.
ПРИМЕР
Применяли горелку с конфигурацией, показанной на фиг.1 и 2, которая дополнительно содержит:
- второй инжектор для первого окислителя, расположенный на расстоянии l1 от струи жидкого топлива 211, и симметричный с первым инжектором 31 для первого окислителя относительно инжектора топлива 211; и
- второй инжектор для второго окислителя, расположенный на расстоянии l2 от инжектора 211 жидкого топлива, и симметричный с первым инжектором для второго окислителя 42 относительно инжектора топлива 211.
Все пять струй лежали в одной плоскости. Мощность горелки составляла 2 МВт. Горелку помещали в печь, имеющую длину 6 м и поперечное сечение от 1,5 м до 2 м. Отношение l2/D2 составляло 14,6, отношение l1/DG составляло 2, и отношение l1/l2 составляло 0,26.
Инжектируемое топливо представляло собой котельное топливо следующего состава:
87,9 мас.% C;
10,02 мас.% H;
0,67 мас.% O;
0,39 мас.% N; и
0,98 мас.% S.
Его динамическая вязкость составляла 39 мм2/с при 100°C, его плотность составляла 980 кг/м3 и его низшая теплотворная способность составляла 9631 ккал/кг.
Распыляющий газ представлял собой либо кислород, либо воздух.
При осуществлении способа согласно изобретению геометрию пламени можно изменять путем регулирования распределения суммарного потока окислителя между несколькими первыми и вторыми инжекторами. Таким образом, пламя большого объема получали путем инжекции 75% суммарного потока окислителя через инжекторы для второго окислителя. Аналогично объем пламени можно уменьшать путем изменения процентного соотношения во время инжекции. Таким образом, в зависимости от природы загрузки и места нахождения горелки в печи способ согласно изобретению можно применять для регулирования объема пламени.
На фиг.3 показана мощность, передаваемая топке печи пламенем, как функция расстояния от горелки для различных долей суммарного потока окислителя, инжектируемых через вторые инжекторы (50, 65 и 75% суммарного потока окислителя, инжектируемые через вторые инжекторы). Можно видеть, что значительное разделение по ступеням (инжекция большего количества окислителя через вторые инжекторы, чем через первые инжекторы) уменьшает мощность вблизи горелки и увеличивает передачу вдали от инжекторов. Таким образом, во время осуществления способа согласно изобретению можно изменять профиль теплопередачи. Это является одним из преимуществ способа согласно изобретению, поскольку этот способ можно адаптировать для различных типов геометрии печи. В случае примеров, показанных на фиг.3, распыляющий газ представлял собой кислород.
На фиг.4 показана температура свода печи вдоль продольной оси печи как функция расстояния от горелки для различных долей суммарного потока окислителя, инжектируемых через вторые инжекторы (50, 65 и 75% суммарного потока окислителя, инжектируемых через вторые инжекторы). Можно видеть, что значительное разделение по ступеням улучшает равномерность температуры свода. В случае примеров, показанных на фиг.4, распыляющий газ представлял собой воздух.
На фиг.5 показано количество выбросов NOx как функция доли суммарного окислителя, инжектируемой через вторые инжекторы (разделение по ступеням) и типа распыляющего газа, то есть кислорода и воздуха. С помощью неокрашенных ромбов обозначена кривая, соответствующая применению в качестве распыляющего газа кислорода, и с помощью черных квадратов обозначена кривая, соответствующая применению в качестве распыляющего газа воздуха. Можно видеть, что при значительном разделении по ступеням выброс NOx составляет 200 ч/млн., если распыляющий газ представляет собой кислород, и 300 ч/млн., если распыляющий газ представляет собой воздух.
Claims (12)
1. Способ ступенчатого сжигания жидкого топлива и окислителя, при котором инжектируют, по меньшей мере, одну струю жидкого топлива в распыленной форме и, по меньшей мере, одну струю окислителя, причем струя окислителя состоит из струи первого окислителя и струи второго окислителя, струю первого окислителя инжектируют вблизи струи жидкого топлива, чтобы добиться первого неполного сжигания, образующиеся при таком первом сжигании газы все еще содержат, по меньшей мере, часть топлива, тогда как струю второго окислителя инжектируют на расстоянии l2 от струи жидкого топлива, которое больше расстояния между струей жидкого топлива и струей первого окислителя, ближе всего расположенной к струе жидкого топлива, для того, чтобы подвергать сжиганию часть топлива, присутствующую в газах, образующихся при первом сжигании, отличающийся тем, что струю первого окислителя разделяют, по меньшей мере, на две первых струи: по меньшей мере, на первую по счету экранированную первую струю, которую инжектируют коаксиально вокруг струи жидкого топлива в распыленной форме, и по меньшей мере, на вторую по счету окисляющую первую струю, инжектируемую на расстоянии l1 от струи жидкого топлива.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что струю жидкого топлива в распыленной форме получают путем коаксиальной инжекции струи распыляющего газа вокруг струи жидкого топлива.
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что распыляющий газ выбран из газа-окислителя, такого как воздух или кислород, или инертного газа, такого как азот, или водяной пар.
4. Способ по п.2 или 3, отличающийся тем, что весовая скорость струи распыляющего газа составляет от 5 до 40% весовой скорости струи жидкого топлива.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что расстояние l2 между струей второго окислителя и струей топлива составляет от 8D2 до 40D2, где D2 представляет собой диаметр круга с такой же площадью, как площадь инжектора, через который инжектируют второй окислитель.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что расстояние l1 между второй по счету струей первого окислителя и струей жидкого топлива составляет от 1,5 DG до l2/2, где DG представляет собой диаметр круга с такой же площадью, как площадь инжектора, через который инжектируют первую по счету экранированную струю первого окислителя.
7. Способ по п.1, отличающийся тем, что диаметр круга с такой же площадью, как площадь инжектора, через который инжектируют второй окислитель, то есть D2, составляет от 10 до 60 мм.
8. Способ по п.1, отличающийся тем, что диаметр круга с такой же площадью, как площадь инжектора, через который инжектируют вторую по счету струю первого окислителя, то есть D1 составляет от 15 до 70 мм.
9. Способ по п.1, отличающийся тем, что суммарное количество второго окислителя составляет от 50 до 90% суммарного количества инжектируемого окислителя.
10. Способ по п.1, отличающийся тем, что скорости инжекции второй по счету струи первого окислителя и струи второго окислителя меньше или равны 200 м/с.
11. Способ по п.1, отличающийся тем, что его используют для сжигания стекловидной загрузки, при этом скорости инжекции второй по счету струи первого окислителя и струи второго окислителя меньше или равны 100 м/с.
12. Способ по п.1, отличающийся тем, что весовая скорость первой по счету экранированной струи первого окислителя составляет от 10 до 20% весовой скорости суммарной струи первого и второго окислителей.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR0304867 | 2003-04-18 | ||
FR0304867A FR2853953B1 (fr) | 2003-04-18 | 2003-04-18 | Procede de combustion etagee d'un combustible liquide et d'un oxydant dans un four |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2005135857A RU2005135857A (ru) | 2006-06-10 |
RU2327927C2 true RU2327927C2 (ru) | 2008-06-27 |
Family
ID=33041967
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005135857/06A RU2327927C2 (ru) | 2003-04-18 | 2004-04-07 | Способ ступенчатого сжигания жидкого топлива и окислителя в печи |
Country Status (12)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP1618334B1 (ru) |
JP (2) | JP2006523817A (ru) |
KR (1) | KR101163233B1 (ru) |
CN (1) | CN1791767A (ru) |
BR (1) | BRPI0409502B1 (ru) |
ES (1) | ES2457044T3 (ru) |
FR (1) | FR2853953B1 (ru) |
MY (1) | MY137855A (ru) |
PL (1) | PL202976B1 (ru) |
PT (1) | PT1618334E (ru) |
RU (1) | RU2327927C2 (ru) |
WO (1) | WO2004094902A1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2492389C2 (ru) * | 2009-01-16 | 2013-09-10 | Эр Продактс Энд Кемикалз, Инк. | Многорежимное устройство для осуществления горения и способ использования этого устройства |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2863692B1 (fr) * | 2003-12-16 | 2009-07-10 | Air Liquide | Procede de combustion etagee avec injection optimisee de l'oxydant primaire |
FR2863690B1 (fr) * | 2003-12-16 | 2006-01-20 | Air Liquide | Procede de combustion etagee mettant en oeuvre un gaz riche en oxygene et un gaz pauvre en oxygene |
FR2879283B1 (fr) | 2004-12-13 | 2007-01-19 | Air Liquide | Procede de combustion avec alimentation cyclique du comburant |
FR2880408B1 (fr) | 2004-12-31 | 2007-03-16 | Air Liquide | Procede d'oxycombustion d'un combustible liquide |
FR2889578B1 (fr) * | 2005-08-04 | 2007-09-21 | Air Liquide | Procede de combustion d'un combustible liquide a atomisation etagee |
FR2892497B1 (fr) * | 2005-10-24 | 2008-07-04 | Air Liquide | Procede de combustion mixte dans un four a regenerateurs |
FR2918657B1 (fr) | 2007-07-10 | 2010-11-12 | Air Liquide | Four et procede oxy-combustible pour la fusion de matieres vitrifiables. |
EP2141412A1 (fr) | 2008-07-02 | 2010-01-06 | L'Air Liquide Société Anonyme pour l'Etude et l'Exploitation des Procédés Georges Claude | Oxy-brûleur à combustion étagée |
JP5564041B2 (ja) * | 2008-07-02 | 2014-07-30 | エージーシー グラス ユーロップ | 熱い酸素バーナのための出力供給装置 |
EP2500640A1 (en) | 2011-03-16 | 2012-09-19 | L'AIR LIQUIDE, Société Anonyme pour l'Etude et l'Exploitation des Procédés Georges Claude | Low NOx combustion process and burner therefor |
SE537347C2 (sv) * | 2012-08-31 | 2015-04-07 | Reformtech Heating Holding Ab | Apparat för förbränning |
ES2933119T3 (es) * | 2018-11-12 | 2023-02-02 | Ws Waermeprozesstechnik Gmbh | Procedimiento y dispositivo para la combustión escalonada sin llama |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0124146A1 (en) * | 1983-03-30 | 1984-11-07 | Shell Internationale Researchmaatschappij B.V. | Method and apparatus for fuel combustion with low NOx, soot and particulates emission |
FR2679626B1 (fr) | 1991-07-23 | 1993-10-15 | Air Liquide | Procede et installation de combustion pulsee. |
DE4328130A1 (de) * | 1993-08-20 | 1995-02-23 | Saacke Gmbh & Co Kg | Verfahren und Vorrichtung zum emissionsarmen Verbrennen von fließfähigen und/oder gasförmigen Brennstoffen mit interner Rauchgasrezirkulation |
US5601425A (en) * | 1994-06-13 | 1997-02-11 | Praxair Technology, Inc. | Staged combustion for reducing nitrogen oxides |
JP3781332B2 (ja) * | 1998-12-15 | 2006-05-31 | 株式会社タクマ | サイクロン形燃焼装置 |
JP4323686B2 (ja) * | 2000-06-16 | 2009-09-02 | 大陽日酸株式会社 | 低NOxバーナ及びその運転方法 |
FR2823290B1 (fr) | 2001-04-06 | 2006-08-18 | Air Liquide | Procede de combustion comportant des injections separees de combustible et d oxydant et ensemble bruleur pour la mise en oeuvre de ce procede |
-
2003
- 2003-04-18 FR FR0304867A patent/FR2853953B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
2004
- 2004-04-07 BR BRPI0409502A patent/BRPI0409502B1/pt not_active IP Right Cessation
- 2004-04-07 KR KR1020057019724A patent/KR101163233B1/ko active IP Right Grant
- 2004-04-07 PL PL378149A patent/PL202976B1/pl unknown
- 2004-04-07 WO PCT/FR2004/050149 patent/WO2004094902A1/fr active Application Filing
- 2004-04-07 JP JP2006505870A patent/JP2006523817A/ja not_active Withdrawn
- 2004-04-07 ES ES04742836.2T patent/ES2457044T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2004-04-07 PT PT47428362T patent/PT1618334E/pt unknown
- 2004-04-07 CN CNA2004800136044A patent/CN1791767A/zh active Pending
- 2004-04-07 RU RU2005135857/06A patent/RU2327927C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2004-04-07 EP EP04742836.2A patent/EP1618334B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 2004-04-16 MY MYPI20041421A patent/MY137855A/en unknown
-
2009
- 2009-10-23 JP JP2009244341A patent/JP2010014402A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2492389C2 (ru) * | 2009-01-16 | 2013-09-10 | Эр Продактс Энд Кемикалз, Инк. | Многорежимное устройство для осуществления горения и способ использования этого устройства |
US8727767B2 (en) | 2009-01-16 | 2014-05-20 | Air Products And Chemicals, Inc. | Multi-mode combustion device and method for using the device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
PL378149A1 (pl) | 2006-03-06 |
MY137855A (en) | 2009-03-31 |
EP1618334A1 (fr) | 2006-01-25 |
ES2457044T3 (es) | 2014-04-24 |
FR2853953B1 (fr) | 2007-02-09 |
PT1618334E (pt) | 2014-04-17 |
EP1618334B1 (fr) | 2014-01-15 |
JP2006523817A (ja) | 2006-10-19 |
BRPI0409502A (pt) | 2006-04-18 |
RU2005135857A (ru) | 2006-06-10 |
JP2010014402A (ja) | 2010-01-21 |
WO2004094902A1 (fr) | 2004-11-04 |
BRPI0409502B1 (pt) | 2015-12-22 |
KR101163233B1 (ko) | 2012-07-06 |
FR2853953A1 (fr) | 2004-10-22 |
CN1791767A (zh) | 2006-06-21 |
PL202976B1 (pl) | 2009-08-31 |
KR20060009851A (ko) | 2006-02-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN1171032C (zh) | 减少氮氧化物生成的分阶段燃烧 | |
JP2010014402A (ja) | 液体燃料と酸化剤の段階燃焼方法 | |
US4842509A (en) | Process for fuel combustion with low NOx soot and particulates emission | |
JP4976357B2 (ja) | 含酸素燃料バーナー用途のためのエマルジョン噴霧器ノズル、バーナー及び方法 | |
CN1140718C (zh) | 燃烧用窄喷射角液体燃料雾化装置及雾化方法 | |
JP6022531B2 (ja) | 分散燃焼のプロセスおよびバーナ | |
US4245980A (en) | Burner for reduced NOx emission and control of flame spread and length | |
JP2942336B2 (ja) | 燃焼器および燃焼設備 | |
JPH0765731B2 (ja) | 結合窒素を含む燃料を燃焼させるための方法 | |
US7363867B2 (en) | Method and apparatus for adding reducing agent to secondary overfire air stream | |
CN1122780C (zh) | 颗粒喷射燃烧器 | |
CN101233377B (zh) | 用于煅烧具有低NOx排放物的材料的方法 | |
JPH0727305A (ja) | 酸素含有液体燃料燃焼装置と室の高温加熱用低NOx火炎発生法 | |
US6893255B2 (en) | Spray burner for the thermal decomposition of sulphur-containing residues | |
JP2001263608A (ja) | 酸素富化液体燃料バーナー | |
US20100215864A1 (en) | Method of high intensity cooling of permeable burner block of a flame spray apparatus | |
US5216968A (en) | Method of stabilizing a combustion process | |
WO1994029645A1 (fr) | Bruleur pour combustible liquide | |
KR100363765B1 (ko) | 유류버너용 2단 와류 압력분사식 노즐 | |
RU2201319C1 (ru) | Горелка для резки металлического материала и обработки поверхности | |
JPH05106806A (ja) | 燃焼方法及び燃焼器 | |
JPH04356606A (ja) | 液体燃料の燃焼方法及び燃焼器 | |
KR100372143B1 (ko) | 저질소산화물버너 | |
JPH0233506A (ja) | NOxおよび煤じん低減バーナ | |
Hasenack et al. | Process for fuel combustion with low NOx soot and particulates emission |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190408 |