SE529333C2 - The combustion installation - Google Patents
The combustion installationInfo
- Publication number
- SE529333C2 SE529333C2 SE0502571A SE0502571A SE529333C2 SE 529333 C2 SE529333 C2 SE 529333C2 SE 0502571 A SE0502571 A SE 0502571A SE 0502571 A SE0502571 A SE 0502571A SE 529333 C2 SE529333 C2 SE 529333C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- combustion
- inlet
- oxygen
- compartment
- fuel
- Prior art date
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 113
- 238000009434 installation Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 61
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 61
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 60
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 57
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 51
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 48
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 claims abstract description 45
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 4
- 238000002347 injection Methods 0.000 abstract description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 abstract description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 13
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 9
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 8
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 8
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 5
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 4
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000002828 fuel tank Substances 0.000 description 1
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 1
- VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N methane;hydrate Chemical compound C.O VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- -1 oxygen ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C3/00—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid
- F02C3/32—Inducing air flow by fluid jet, e.g. ejector action
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/22—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by diffusion
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C3/00—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid
- F02C3/20—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid using a special fuel, oxidant, or dilution fluid to generate the combustion products
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C3/00—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid
- F02C3/34—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid with recycling of part of the working fluid, i.e. semi-closed cycles with combustion products in the closed part of the cycle
-
- 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
- F23C13/00—Apparatus in which combustion takes place in the presence of catalytic material
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C9/00—Combustion apparatus characterised by arrangements for returning combustion products or flue gases to the combustion chamber
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
- F23L7/00—Supplying non-combustible liquids or gases, other than air, to the fire, e.g. oxygen, steam
- F23L7/007—Supplying oxygen or oxygen-enriched air
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/10—Single element gases other than halogens
- B01D2257/104—Oxygen
-
- 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
- F23C2900/00—Special features of, or arrangements for combustion apparatus using fluid fuels or solid fuels suspended in air; Combustion processes therefor
- F23C2900/09002—Specific devices inducing or forcing flue gas recirculation
-
- 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
- F23C2900/00—Special features of, or arrangements for combustion apparatus using fluid fuels or solid fuels suspended in air; Combustion processes therefor
- F23C2900/13002—Catalytic combustion followed by a homogeneous combustion phase or stabilizing a homogeneous combustion phase
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
- F23L2900/00—Special arrangements for supplying or treating air or oxidant for combustion; Injecting inert gas, water or steam into the combustion chamber
- F23L2900/07001—Injecting synthetic air, i.e. a combustion supporting mixture made of pure oxygen and an inert gas, e.g. nitrogen or recycled fumes
-
- 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
- Y02E20/32—Direct CO2 mitigation
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Combustion Of Fluid Fuel (AREA)
- Pre-Mixing And Non-Premixing Gas Burner (AREA)
- Air Supply (AREA)
Abstract
Description
529 333 2 en spänning är pàlagd. En sådan membrananordning fungerar genom att det partiella trycket av syre är lägre på den sida av membranet till vilken syre transporteras. Syrejoner leds här i den ena riktningen genom membranet och elektroner leds tillba- ka genom membranet i den motsatta riktningen. 529 333 2 a voltage is applied. Such a membrane device works in that the partial pressure of oxygen is lower on the side of the membrane to which oxygen is transported. Here, oxygen ions are conducted in one direction through the membrane and electrons are conducted back through the membrane in the opposite direction.
EP-A-658,367 beskriver också olika typer av sådana membran.EP-A-658,367 also describes various types of such membranes.
Det här dokumentet beskriver olika förbränningsinstallationer med en membrananordning från vilken syre extraheras. Den sy- reutarmade gasen som alstras i membrananordningen leds till en eller flera förbränningsanordningar och förbränningsgaser från förbränningsanordningarna används för att driva en turbin.This document describes various combustion installations with a membrane device from which oxygen is extracted. The oxygen-depleted gas generated in the membrane device is led to one or more combustion devices and combustion gases from the combustion devices are used to drive a turbine.
Den norska publicerade patentansökan NO-A-972,631 beskriver användandet av en MCM i förbränningsprocesser. Enligt de be- skrivna processerna leds komprimerad luft till en MCM-reaktor.Norwegian published patent application NO-A-972,631 describes the use of an MCM in combustion processes. According to the described processes, compressed air is led to an MCM reactor.
MCM-reaktorn innefattar en membrananordning, vilken separe- rar syre från luften. Luften från vilken syre har separerats leds bort via en värmeväxlare. Det separerade syret används under förbränning och förbränning. Förbränningsgaserna innefattar huvudsakligen ånga och koldioxid. Ångan kan kondenseras vil- ket gör det möjligt att separera koldioxiden. Eftersom kväve vä- sentligen inte tar del i förbränningsprocessen undviks utsläpp av oönskade kväveoxider. Den förtunnade luften, uppvärmd av värmeväxlaren, expanderar i turbinen, vilket alstrar kraftutmat- ning.The MCM reactor comprises a membrane device, which separates oxygen from the air. The air from which oxygen has been separated is led away via a heat exchanger. The separated oxygen is used during combustion and combustion. The combustion gases mainly comprise steam and carbon dioxide. The steam can be condensed, which makes it possible to separate the carbon dioxide. Since nitrogen does not significantly take part in the combustion process, emissions of unwanted nitrogen oxides are avoided. The diluted air, heated by the heat exchanger, expands in the turbine, which generates power output.
I PCT-ansökan WO 01/92703 beskrivs en förbrännings- anläggning i vilken bränsle förbränns utan kväve. En kompres- sor är anordnad att komprimera luft för att skapa ett första flöde av komprimerad luft. Det första flödet av komprimerad luft från kompressorn passerar en MCM-reaktor i vilken den komprime- rade luften uppvärms av ett andra flöde av förbränningsgaser, och syre från luften transporteras över till det andra flödet av förbränningsgaser. Förbränningsgaserna som har kylts av och till vilka syre har lagts till leds tillbaka till en förbränningskam- 529 333 mare. I förbränningskammaren tillsätts bränsle som förbränns med syret, vilket tillsattes från luften i MCM-reaktorn. Flödet av luft i MCM-reaktorn är motriktat flödet av förbränningsgaser.PCT application WO 01/92703 describes an incineration plant in which fuel is burned without nitrogen. A compressor is arranged to compress air to create a first flow of compressed air. The first flow of compressed air from the compressor passes through an MCM reactor in which the compressed air is heated by a second flow of combustion gases, and oxygen from the air is transported over to the second flow of combustion gases. The combustion gases which have been cooled and to which oxygen has been added are returned to a combustion chamber 529 333. In the combustion chamber, fuel is burned which is combusted with the oxygen, which is added from the air in the MCM reactor. The flow of air in the MCM reactor is opposite to the flow of combustion gases.
PCT-ansökan WO 2004/094909 beskriver ett förfarande och en anordning för att driva en värmemotors brännare, speciellt en gasturbin. Ett första syreberikat bärgasflöde kallat en första oxi- deringsblandning tillhandahålls, till vilken bränslet blandas i för att bilda en första bränsle/oxideringsblandning, och ett andra syreberikat bärgasflöde kallat en andra oxideringsblandning till- handahålls. Den första bränsle-oxiderings-blandningen kata- lyseras för att bilda en katalyserad första bränsle/oxiderings- blandning i vilken bränslet åtminstone delvis oxideras. Den kata- ' lyserade första bränsle/oxiderings-blandingen blandas med den andra oxideringsblandningen för att bilda en andra bräns- le/oxiderings-blandning, vilken antänds och förbränns.PCT application WO 2004/094909 describes a method and an apparatus for driving a heat engine burner, in particular a gas turbine. A first oxygen-enriched carrier gas stream called a first oxidation mixture is provided, to which the fuel is mixed in to form a first fuel / oxidation mixture, and a second oxygen-enriched carrier gas stream called a second oxidation mixture is provided. The first fuel oxidation mixture is catalyzed to form a catalyzed first fuel / oxidation mixture in which the fuel is at least partially oxidized. The catalyzed first fuel / oxidation mixture is mixed with the second oxidation mixture to form a second fuel / oxidation mixture, which is ignited and burned.
För att bibehålla cirkulation av den här gasblandningen, behövs någon form av pumpanordning. Det är ett tekniskt problem att hitta lämplig utrustning för det här, huvudsakligen på grund av den höga temperaturen på gasen. Ovan nämnda dokument tar inte hänsyn till det här problemet.To maintain circulation of this gas mixture, some form of pumping device is needed. It is a technical problem to find suitable equipment for this, mainly due to the high temperature of the gas. The above documents do not take this issue into account.
Ejektorn i ett system fungerar som en kompressor. En ejektor har inga rörliga delar, det behövs ingen smörjning, vilket betyder att en installation i en högtemperatursmiljö är-gynnsam.The ejector in a system acts as a compressor. An ejector has no moving parts, no lubrication is needed, which means that an installation in a high-temperature environment is favorable.
Ejektorn består av ett sugsamlingsrör, en rörånde med ett mun- stycke, en blandningskammare och en diffusor.The ejector consists of a suction manifold, a tube end with a nozzle, a mixing chamber and a diffuser.
Gasen, vilken skall pumpas, strömmar genom sugsamlingsröret.The gas to be pumped flows through the suction manifold.
Ett smalt rör, i vilket bränslet eller bränsleblandningen ström- mar, placeras företrädesvis koncentriskt i sugsamlingsröret.A narrow pipe, into which the fuel or fuel mixture flows, is preferably placed concentrically in the suction manifold.
Båda de här delarna av ejektorn mynnar ut företrädesvis kon- centriskt i blandningskammaren, varvid det smala röret slutar med ett munstycke. Fäst vid och nedströms blandningskamma- 529 333 4 ren följer diffusorn som den slutgiltiga komponenten på ejektorn.Both of these parts of the ejector open preferably concentrically into the mixing chamber, the narrow tube ending with a nozzle. Attached to and downstream of the mixing chamber follows the diffuser as the final component of the ejector.
Munstycket skulle kunna vara av underljudstyp, ljudhastighets- typ eller överljudstyp (Lavalyp). Ejektorn är den del av ett sy- stem, där det kallare högtrycksbränslet, kallat primärflödet, på- verkansfluid eller sugflöde, blandas med den varma lågtryckså- teranvändningsgasen, vilken kallas sekundärt flöde, inducerad fluid eller injektionsflöde. Huvuduppgifterna för ejektorn är att bibehålla det tryck som erfordras av systemet för att återcirkule- ra ett specifikt sekundärt massflöde för en nybildningsprocess.The nozzle could be of the sub-sound type, sound-speed type or supersonic type (Lavalyp). The ejector is the part of a system where the colder high-pressure fuel, called the primary flow, actuating fluid or suction flow, is mixed with the hot low-pressure recycling gas, which is called secondary flow, induced fluid or injection flow. The main tasks of the ejector are to maintain the pressure required by the system to recirculate a specific secondary mass flow for a new formation process.
Trycket på återanvändningsgasen påverkas av tryckförluster i systemet. De här förlusterna kompenseras av tryckökningen i ejektorn. Den primära högtrycksfluiden expanderar med över- ljudshastighet ut genom munstycket (för munstycket designat som ett Lavalmunstycke) till blandningskammaren. Det här för- orsakar sugning i sugsamlingsröret, vilket drar in det sekundära lågtrycksflödet i blandningskammaren. Nu överför det primära flödet en del av sitt moment (m-v) till det sekundära flödet och de två flödena blandas tills homogenitet med avseende på has- tighet, tryck, temperatur och kemisk sammansättning uppnås.The pressure of the recycling gas is affected by pressure losses in the system. These losses are compensated by the pressure increase in the ejector. The primary high-pressure fluid expands at supersonic speeds out through the nozzle (for the nozzle designed as a Laval nozzle) to the mixing chamber. This causes suction in the suction manifold, which draws the secondary low-pressure flow into the mixing chamber. Now the primary flow transfers part of its torque (m-v) to the secondary flow and the two flows are mixed until homogeneity with respect to speed, pressure, temperature and chemical composition is achieved.
Det här blandade höghastighetsflödet kommer in i diffusorn, där en del av kinetiska energin omvandlas till tryck med syfte att uppnå ett högre tryckvärde än vid återanvändningsinloppet.This mixed high velocity flow enters the diffuser, where some of the kinetic energy is converted into pressure with the aim of achieving a higher pressure value than at the reuse inlet.
Blandningskammaren skulle kunna vara designad baserat på två principer: konstant-area-blandning eller konstant-tryckblandning. l det första fallet hålls tvärsnittsarean på blandningskammaren konstant från inloppet på blandningstuben till diffusorinloppet. l det andra fallet hålls trycket konstant längs blandningskammar- längden vilket förorsakar en konvergent kammarprofil.The mixing chamber could be designed based on two principles: constant-area mixing or constant-pressure mixing. In the first case, the cross-sectional area of the mixing chamber is kept constant from the inlet of the mixing tube to the diffuser inlet. In the second case, the pressure is kept constant along the mixing chamber length, which causes a convergent chamber profile.
Beskrivning av uppfinningen Uppfinningen är att anordna åtminstone en ejektor för att pumpa flödet av en syreinnehållande gas genom den beskrivna för- bränningsinstallationen. 529 353 Enligt en första aspekt av föreliggande uppfinning tillhandahålls en förbränningsinstallation, innefattande en förbrännings- anordning med ett utrymme för förbränning av ett bränsle och en syreinnehàllande gas som förbränningsgas, ett munstycksmedel för injektion av bränsle i det inre utrymmet på förbrännings- anordningen, och en membrananordning för tillhandahållande av syre till förbränningsgaserna för framställning av den syre- innehàllande gasen. Förbränningsanordningen innefattar vidare åtminstone ett första inlopp för den syreinnehàllande gasen, ett utlopp för förbränningsgaserna och en katalysator anordnad mellan munstycksmedlet och förbränningsanordningens utlopp.Description of the invention The invention is to provide at least one ejector for pumping the flow of an oxygen-containing gas through the described combustion installation. According to a first aspect of the present invention, there is provided a combustion plant, comprising a combustion device having a space for burning a fuel and an oxygen-containing gas as the combustion gas, a nozzle means for injecting fuel into the interior space of the combustion device, and a membrane device for supplying oxygen to the combustion gases for producing the oxygen-containing gas. The combustion device further comprises at least a first inlet for the oxygen-containing gas, an outlet for the combustion gases and a catalyst arranged between the nozzle means and the outlet of the combustion device.
Membrananordningen är anordnad mellan förbränningsanord- ningens utlopp och förbränningsanordningens första inlopp så att förbränningsgaserna är anordnade att ledas från för- bränningsanordningens utlopp in i membrananordningen, förses med syre och ledas tillbaka till förbränningsanordningens första inlopp som den syreinnehàllande gasen. Förbrännings- installationen kännetecknas av att den innefattar åtminstone en första ejektor anordnad att pumpa flödet av förbränningsgaser.The membrane device is arranged between the outlet of the combustion device and the first inlet of the combustion device so that the combustion gases are arranged to be led from the outlet of the combustion device into the membrane device, supplied with oxygen and led back to the first inlet of the combustion device as the gas content. The combustion installation is characterized in that it comprises at least one first ejector arranged to pump the flow of combustion gases.
Med en förbränningsinstallation enligt föreliggande uppfinning tillhandahålls strömning av den syreinnehàllande gasen genom injektion av bränsle eller en blandning av bränsle och en bärgas.With a combustion plant according to the present invention, flow of the oxygen-containing gas is provided by injection of fuel or a mixture of fuel and a carrier gas.
Sålunda erfordras ingen ytterligare anordning för att tillhanda- hålla flödet av den syreinnehàllande gasen genom förbrännings- anordningen.Thus, no additional device is required to provide the flow of the oxygen-containing gas through the combustion device.
Användandet av en ejektor för att injicera bränslet in i förbrän- ningsanordningens inre utrymme tillhandahåller också en snabb och effektiv blandning av bränslet med den syreinnehàllande gasen.The use of an ejector to inject the fuel into the internal space of the combustor also provides a rapid and efficient mixing of the fuel with the oxygen-containing gas.
Förbränningsanordningen kan vara anordnad att injicera en bär- gas tillsammans med bränslet in i förbränningsanordningens inre utrymme. Genom att anordna munstycksmedlet på det här sättet är det möjligt att ändra hastigheten på flödet utan att ändra 529 333 6 mängden bränsle som injiceras genom munstycksmedlet. Bär- gasen är företrädesvis en gas som inte tar del i förbränningen och kan exempelvis vara ånga.The combustion device may be arranged to inject a carrier gas together with the fuel into the internal space of the combustion device. By arranging the nozzle means in this way, it is possible to change the speed of the flow without changing the amount of fuel injected through the nozzle means. The carrier gas is preferably a gas that does not take part in the combustion and can be, for example, steam.
Om munstycksmedlet innefattar ett flertal munstycken, kan varje munstycke bilda del av en ejektor. Flödet från de olika ejekto- rerna kombineras då i ett gemensamt flöde genom förbrännings- anordningen.If the nozzle means comprises a plurality of nozzles, each nozzle may form part of an ejector. The flow from the different ejectors is then combined in a common flow through the combustion device.
Det inre utrymmet mellan katalysatorn och förbrännings- anordningens utlopp kan bilda en förbränningsavdelning för för- bränning av bränslet och den syreinnehållande gasen.The internal space between the catalyst and the outlet of the combustion device can form a combustion compartment for the combustion of the fuel and the oxygen-containing gas.
Förbränningsanordningen kan innefatta ett andra inlopp som är kopplat till membrananordningens utlopp, varvid det andra in- loppet är anordnat intill förbränningsanordningen. Med ett andra inlopp kan en mera effektiv förbränning av bränslet och den sy- reinnehållande gasen uppnås. Det är då möjligt att tillåta att en- dast en del av den syreinnehållande gasen blandas med bräns- let och att passera katalysatorn.The combustion device may comprise a second inlet which is connected to the outlet of the membrane device, the second inlet being arranged next to the combustion device. With a second inlet, a more efficient combustion of the fuel and the oxygen-containing gas can be achieved. It is then possible to allow only a part of the oxygen-containing gas to be mixed with the fuel and to pass the catalyst.
Förbränningsinstallationen kan innefatta åtminstone en andra ejektor innefattande det andra inloppet. På det här sättet kan flödet av den syreinnehållande gasen från det andra inloppet drivas genom flödet av gas från den första ejektorn.The combustion installation may comprise at least a second ejector comprising the second inlet. In this way, the flow of the oxygen-containing gas from the second inlet can be driven by the flow of gas from the first ejector.
Förbränningsanordningen kan innefatta en längdaxel som sträcker sig från förbränningsanordningens andra inlopp till för- bränningsanordningens utlopp, varvid det andra inloppet är ring- formigt och omsluter längdaxeln.The combustion device may comprise a longitudinal axis extending from the second inlet of the combustion device to the outlet of the combustion device, the second inlet being annular and enclosing the longitudinal axis.
Det första inloppet och det andra inloppet kan vara anordnade så att åtminstone hälften av gasen från membrananordningen leds in i det andra inloppet. Detta har visat sig vara fördelaktigt för den katalytiska reaktionen i katalysatorn. 529 333 7 Det första inloppet och det andra inloppet är företrädesvis an- ordnade så att 50 till 80 procent och mest föredraget 55 till 65 procent av gasen från membrananordningen leds in i det andra inloppet.The first inlet and the second inlet may be arranged so that at least half of the gas from the membrane device is led into the second inlet. This has been found to be beneficial to the catalytic reaction in the catalyst. The first inlet and the second inlet are preferably arranged so that 50 to 80 percent and most preferably 55 to 65 percent of the gas from the membrane device is led into the second inlet.
Membrananordningen kan innefatta en första avdelning med ett inlopp och ett utlopp och en andra avdelning med ett inlopp och ett utlopp, vilken membrananordning är anordnad att tillåta syre att passera mellan den första avdelningen och den andra avdel- ningen. Det finns också andra sätt attanordna membrananord- ningar men det beskrivna sättet att anordna membrananord- ningen är det konventionella sättet att anordna membrananord- ningar på. Ändamålet med membrananordningen är, emellertid, att separera den första avdelningen från en syrereservoar med användning av ett syregenomsläppligt membran. Anordnande av den andra avdelningen med ett inlopp och ett utlopp gör det möjligt att anordna så att den syreinnehållande gasen strömmar genom det andra utrymmet och därigenom tillåter syre att trans- porteras över till utrymmet.The diaphragm device may comprise a first compartment with an inlet and an outlet and a second compartment with an inlet and an outlet, which diaphragm device is arranged to allow oxygen to pass between the first compartment and the second compartment. There are also other ways of arranging diaphragm devices, but the described way of arranging the diaphragm device is the conventional way of arranging diaphragm devices. The purpose of the membrane device is, however, to separate the first compartment from an oxygen reservoir using an oxygen-permeable membrane. Arranging the second compartment with an inlet and an outlet makes it possible to arrange so that the oxygen-containing gas flows through the second space and thereby allows oxygen to be transported over to the space.
Förbränningsanordningens första inlopp och förbränningsanord- ningens utlopp kan vara kopplade till membrananordningens för- sta avdelnings utlopp respektive membrananordningens första avdelnings inlopp, varvid membrananordningen är anordnad på ett sådant sätt att en syreinnehållande gas, vilken passerar den andra membrananordningens andra avdelning värms upp av för- bränningsgasen som passerar membrananordningens första av- delning och vilken har värmts upp under förbränning av bränslet i nämnda förbränningsanordning och på ett sådant sätt att syret passerar från membrananordningens andra avdelning till mem- brananordningens första avdelning.The first inlet of the combustion device and the outlet of the combustion device may be connected to the outlet of the first compartment of the membrane device and the inlet of the first compartment of the membrane device, the membrane device being arranged in such a way that an oxygen-containing gas passing the second compartment of the second membrane device is heated which passes the first compartment of the diaphragm device and which has been heated during combustion of the fuel in said combustion device and in such a way that the oxygen passes from the second compartment of the diaphragm device to the first compartment of the diaphragm device.
Förbränningsanordningen kan innefatta en första värmeväxlare innefattande en första och en andra avdelning, varvid förbrän- ningsanordningens utlopp är kopplat till membrananordningens första avdelnings inlopp via den första värmeväxlarens första 529 333 8 utrymme. Genom att anordna en sådan värmeväxlare är effektiv värmeväxling möjlig mellan den första avdelningen och den and- ra avdelningen på samma gång som en del av värmeväxlingen kan äga rum utanför membrananordningen. Eftersom membra- , nen, som används i membrananordningar, vanligtvis är mycket dyra är det önskvärt att begränsa storleken på membranet. Ef- tersom effektiviteten på membranet vanligtvis är beroende på temperaturen och eftersom alltför höga temperaturer kan skada membranet är det önskvärt att undvika överdrivet höga eller överdrivet låga temperaturer i membrananordningen. Genom att anordna den första värmeväxlaren kopplad till förbränningsan- ordningens utlopp kommer förbränningsgaserna att kylas av in- nan de når membrananordningen. Detta minskar risken för allt- för höga temperaturer i membrananordningen.The combustion device may comprise a first heat exchanger comprising a first and a second compartment, the outlet of the combustion device being connected to the inlet of the first compartment of the membrane device via the first space of the first heat exchanger. By arranging such a heat exchanger, efficient heat exchange is possible between the first compartment and the second compartment at the same time as a part of the heat exchange can take place outside the membrane device. Since the membranes used in membrane devices are usually very expensive, it is desirable to limit the size of the membrane. Since the efficiency of the membrane is usually dependent on the temperature and since too high temperatures can damage the membrane, it is desirable to avoid excessively high or excessively low temperatures in the membrane device. By arranging the first heat exchanger connected to the outlet of the combustion device, the combustion gases will be cooled by before they reach the membrane device. This reduces the risk of excessive temperatures in the membrane device.
Förbränningsinstallationen kan innefatta en andra värmeväxlare innefattande en första och en andra avdelning, varvid förbrän- ningsanordningens första inlopp är kopplat till membrananord- ningens första avdelnings utlopp via den andra värmeväxlarens första avdelning. På det här sättet uppnås en högre temperatur i membrananordningen och därmed uppnås en ökad effektivitet av syretransport i membrananordningen.The combustion installation may comprise a second heat exchanger comprising a first and a second compartment, the first inlet of the combustion device being connected to the outlet of the diaphragm device first compartment via the first compartment of the second heat exchanger. In this way a higher temperature is achieved in the membrane device and thus an increased efficiency of oxygen transport in the membrane device is achieved.
Det är möjligt att ha endast den andra värmeväxlaren och att ta bort den första värmeväxlaren. t Den första värmeväxlarens andra avdelning kan vara kopplat till membrananordningens andra avdelnlngs utlopp. På det här sät- tet kommer förbränningsgaser att strömma i motsatt riktning till luften som värms upp av förbränningsgaserna och vilka passerar värmeväxlarens andra avdelning.It is possible to have only the second heat exchanger and to remove the first heat exchanger. t The second compartment of the first heat exchanger may be connected to the outlet of the second compartment of the diaphragm device. In this way, combustion gases will flow in the opposite direction to the air heated by the combustion gases and which pass through the second compartment of the heat exchanger.
De följande föredragna utföringsformerna av uppfinningen kom- mer att beskrivas med hänvisning till de vidhängande ritningar- na. 529 333 9 Kort beskrivning av ritningarna Fig. 1 visar schematiskt en förbränningsinstallation med en kompressor, turbin och en generator enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning.The following preferred embodiments of the invention will be described with reference to the accompanying drawings. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 schematically shows a combustion installation with a compressor, turbine and a generator according to an embodiment of the present invention.
Fig. 2 visar i större detalj en förbränningsanordning.Fig. 2 shows in greater detail a combustion device.
Fig. 3 visar schematiskt en förbränningsinstallation med en kompressor, en turbin och en generator enligt en alternativ utfö- ringsform av föreliggande uppfinning.Fig. 3 schematically shows a combustion installation with a compressor, a turbine and a generator according to an alternative embodiment of the present invention.
Fig. 4 visar en schematisk bild av en ejektor och dess huvud- komponenter.Fig. 4 shows a schematic view of an ejector and its main components.
Beskrivning av föredragen utföringsform l den följande beskrivningen av föredragna utföringsformer av uppfinningen kommer liknande delar i de olika figurerna att be- tecknas med samma hänvisningsbeteckning. l Fig. 1 visas en förbränningsinstallation 1 delvis i tvärsnitt. För- bränningsinstallationen 1 innefattar en förbränningsanordning 2 med ett inre utrymme 3 för förbränning av bränslet och en syre- innehållande gas till en förbränningsgas för att alstra värme. Ett bränsleförsörjningsrör 4 är kopplat till förbränningsanordningen.Description of the Preferred Embodiment In the following description of preferred embodiments of the invention, similar parts in the various figures will be designated by the same reference numerals. Fig. 1 shows a combustion installation 1 partly in cross section. The combustion installation 1 comprises a combustion device 2 with an internal space 3 for burning the fuel and an oxygen-containing gas to a combustion gas for generating heat. A fuel supply pipe 4 is connected to the combustion device.
Förbränningsanordningen 2 innefattar ett första inlopp 5 för den syreinnehållande gasen och ett utlopp 6 för förbränningsgaser. I Fig. 1 visas också ett valbart andra inlopp 30 till förbrännings- anordningen 2. Förbränningsinstallationen 1 innefattar också en membrananordning 7, vilken visas i tvärsnitt i Fig. 1. Membran- anordningen 7 innefattar en första avdelning 8 med ett inlopp 9 och ett utlopp 10 och en andra avdelning 11 med ett inlopp 12 och ett utlopp 13. Ett syregenomsläppligt membran 29 avdelar membrananordningens 7 första avdelning 8 från membranan- ordningens 7 andra avdelning 11. Membrananordningens 7 för- sta avdelnings 8 utlopp 10 är kopplat till förbrännings- anordningens 2 första inlopp 5 via ett förbränningsgasrör 15.The combustion device 2 comprises a first inlet 5 for the oxygen-containing gas and an outlet 6 for the combustion gases. Fig. 1 also shows a selectable second inlet 30 to the combustion device 2. The combustion installation 1 also comprises a membrane device 7, which is shown in cross section in Fig. 1. The membrane device 7 comprises a first compartment 8 with an inlet 9 and an outlet 10 and a second compartment 11 with an inlet 12 and an outlet 13. An oxygen-permeable membrane 29 separates the first compartment 8 of the diaphragm device 7 from the second compartment of the diaphragm device 7 7. The first compartment 10 of the diaphragm device 7 is connected to the combustion device 2 first inlet 5 via a combustion gas pipe 15.
Förbränningsanordningens 2 utlopp 6 är på motsvarande sätt 529 335 kopplat till membrananordningens 7 första avdelnings 8 inlopp 9 via ett syrgasrör 14. Förbränningsinstallationen 1 innefattar en kompressor 16 som är kopplad till membrananordningens 7 and- ra avdelnings 11 inlopp 12 via ett luftförsörjningsrör 17. För- bränningsinstallationen innefattar vidare en turbin 18, vilken är kopplad till membrananordningens 7 andra avdelnings 11 utlopp 13 via ett rör 19. Kompressorn 16 innefattar ett kompressorin- lopp 20. Turbinen 18 innefattar en axel 21, vilken är anordnad att driva kompressorn 16 och en generator 22. Ett avtappnings- rör 23 för dränering av en del av förbränningsgaserna är kopplat till förbränningsröret 14 och till en kylare 24. Kylaren 24 innefat- tar ett kylvatteninlopp 25 och ett kylvattenutlopp 26. Kylaren 24 innefattar också ett kondenserat-vatten-utlopp 28 för vatten i förbränningsgaserna som har kondenserat i kylaren 24 och ett koldioxidutlopp 27 för koldioxid som har separerats från förbrän- ningsgaserna. Kylarens 24 funktion kommer inte att beskrivas i detalj här eftersom kylaren 24 i vilka koldioxid och vatten sepa- reras är välkända sedan tidigare.The outlet 6 of the combustion device 2 is correspondingly 529 335 connected to the inlet 9 of the first compartment 8 of the membrane device 7 via an oxygen pipe 14. The combustion installation 1 comprises a compressor 16 which is connected to the inlet 12 of the second compartment 11 of the membrane device 7 via an air supply pipe 17. the combustion installation further comprises a turbine 18, which is connected to the outlet 13 of the second device 11 of the diaphragm device 7 via a pipe 19. The compressor 16 comprises a compressor inlet 20. The turbine 18 comprises a shaft 21, which is arranged to drive the compressor 16 and a generator 22 A drain pipe 23 for draining a part of the combustion gases is connected to the combustion pipe 14 and to a cooler 24. The cooler 24 comprises a cooling water inlet 25 and a cooling water outlet 26. The cooler 24 also comprises a condensed-water outlet 28 for water. in the combustion gases which have condensed in the radiator 24 and a carbon dioxide outlet 27 for carbon dioxide which h have been separated from the combustion gases. The function of the cooler 24 will not be described in detail here since the cooler 24 in which carbon dioxide and water are separated are well known in the art.
Under drift driver turbinen 18 kompressorn 16 och generatorn 22. Kompressorn 16 tar in luft genom kompressorinloppet 20.During operation, the turbine 18 drives the compressor 16 and the generator 22. The compressor 16 takes in air through the compressor inlet 20.
Luften komprimeras i kompressorn 16 och leds av luftförsörj- ningsröret 17 till membrananordningens 7 andra avdelnings 11 inlopp 12. När den komprimerade luften passerar membranan- ordningens 7 andra avdelning 11 kommer luften att värmas upp av förbränningsgaserna som passerar membrananordningens 7 första avdelning 8. När den komprimerade luften passerar mem- brananordningens 7 andra avdelning 11 kommer syre i luften att passera membranet 29 in i membrananordningens 7 första av- delning 8. Förbränningsgaser som transporteras in i membran- anordningens 7 första avdelning 8 via inloppet 9 kommer att för- ses med syre och därmed omvandlas till en syreinnehàllande gas medan den samtidigt kyls av luften som passerar igenom membrananordningens 7 andra avdelning 11. 529 333 11 Den syreinnehållande gasen transporteras frän membrananord- ningens 7 första avdelning 8 utlopp 10 via röret 15 till förbrän- ningsanordningen 2. Bränsle transporteras in i förbränningsan- ordningen 2 genom bränsleförsörjningsröret 4. Bränslet vilket injiceras in i förbränningsanordningen 2 genom bränsleförsörj- ningsröret 4, injiceras in i en första ejektor, vilken pumpar den syreinnehållande gasen in i förbränningsanordningen 2. Efter att den syreinnehållande gasen har blandats med bränsle som har transporterats genom bränsleförsörjningsröret 4 äger förbrän- ning av bränslet med syret rum så att förbränningsgasen bildas.The air is compressed in the compressor 16 and led by the air supply pipe 17 to the inlet 12 of the second compartment 11 of the diaphragm device 7. When the compressed air passes the second compartment 11 of the diaphragm device 7, the air will be heated by the combustion gases passing the first compartment 8 of the diaphragm device 7. compressed air passes the second compartment 11 of the diaphragm device 7, oxygen in the air will pass the diaphragm 29 into the first compartment 8 of the diaphragm device 7. Combustion gases transported into the first compartment 8 of the diaphragm device 7 via the inlet 9 will be supplied with oxygen. and thereby converted to an oxygen-containing gas while it is simultaneously cooled by the air passing through the second compartment 11 of the membrane device 7. 529 333 11 The oxygen-containing gas is transported from the outlet 10 of the membrane device 7 via the pipe 15 to the combustion device 2. Fuel is transported into the combustion device 2 through a fuel test The fuel which is injected into the combustion device 2 through the fuel supply pipe 4 is injected into a first ejector, which pumps the oxygen-containing gas into the combustion device 2. After the oxygen-containing gas has been mixed with fuel which has been transported through the fuel supply - the fuel with the oxygen room so that the combustion gas is formed.
Huvuddelen av förbränningsgaserna leds via förbränningsgasrö- ret 14 tillbaka in i membrananordningen 7 genom membranan- ordningens 7 första avdelnings 8 inlopp 9. Emellertid läggs ämne till förbränningsgaserna genom injiceringen av bränsle i förbränningsanordningen 2. För att hålla trycket i förbrännings- gasröret 14 konstant över tiden måste en del av förbränningsga- serna ledas bort genom avtappningsröret 23. Förbränningsgas i avtappningsröret 23 leds till kylaren 24, där förbränningsgaserna kyls av med användning av kylvatten, vilket passerar kylaren 24 från kylvattnet till kylvattenutloppet 26.The main part of the combustion gases is led via the combustion gas pipe 14 back into the membrane device 7 through the inlet 9 of the first device 8 of the membrane device 7, however, substance is added to the combustion gases by injecting fuel into the combustion device 2. To keep the pressure in the combustion gas pipe 14 constant over time some of the combustion gases must be led away through the drain pipe 23. Combustion gas in the drain pipe 23 is led to the cooler 24, where the combustion gases are cooled using cooling water, which passes the cooler 24 from the cooling water to the cooling water outlet 26.
Luften som passerar membrananordningens 7 andra avdelning 11 kommer att värmas upp av förbränningsgaserna som passe- rar membrananordningens 7 första avdelning 8. Flödesriktningen på luft i membrananordningen 7 är företrädesvis motriktad för- bränningsgasernas flödesriktning. Sålunda finns den högsta temperaturen i den första avdelningen 8 och den högsta tempe- raturen i den andra avdelningen 11 i samma ände av membran- anordningen 7. Flödena i de olika avdelningarna av membran- anordningen 7 är företrädesvis valda så att de är väsentligen lika stora. Detta betyder att förbränningsgaserna kyls ner till en temperatur av samma ordning som temperaturen på den kom- primerade luften vid membrananordningens 7 andra avdelnings 11 inlopp 12. Den uppvärmda luften som lämnar membranan- ordningens 7 andra avdelnings 11 utlopp 13 leds via turbinröret 529 335 12 19 till turbinen 18, där den uppvärmda luften driver turbinen 18, som i sin tur driver kompressorn 16 och generatorn 22.The air passing through the second compartment 11 of the diaphragm device 7 will be heated by the combustion gases passing through the first compartment 8 of the diaphragm device 7. Thus, the highest temperature in the first compartment 8 and the highest temperature in the second compartment 11 are at the same end of the membrane device 7. The flows in the different compartments of the membrane device 7 are preferably selected so that they are substantially equal. . This means that the combustion gases are cooled to a temperature of the same order as the temperature of the compressed air at the inlet 12 of the second compartment 11 of the membrane device 7. The heated air leaving the outlet 13 of the second compartment 11 of the membrane device 7 is led via the turbine pipe 529 335 12 19 to the turbine 18, where the heated air drives the turbine 18, which in turn drives the compressor 16 and the generator 22.
Den syreinnehållande gasen som lämnar membrananordningens 7 första avdelnings 8 utlopp 10 leds till förbränningsanordning- ens 7 första inlopp 5 och förbränningsanordningens andra inlopp om ett sådant finns. Förbränningsanordningen 2 kommer nu att beskrivas i ytterligare detalj med hänvisning till Fig. 2.The oxygen-containing gas leaving the outlet 10 of the membrane device 7 is led to the first inlet 5 of the combustion device 7 and the second inlet of the combustion device, if any. The combustion device 2 will now be described in further detail with reference to Fig. 2.
I Fig. 2 visas förbränningsanordningen 2 i tvärsnitt. Ett mun- stycksmedel 31 i form av ett munstycke är anordnat vid det för- sta inloppet 5. Munstycksmedlet 31 är kopplat till bränsleförsörj- ningsröret 4, vilket i sin tur är kopplat till bränsletanken (ej vi- sad). Det första inloppet 5 och det andra inloppet 30 är kopplade till röret 15 för den syreinnehållande gasen. En katalysator 32 är anordnad efter diffusorn 33. Röret 37 är blandningskammare för blandning av bränsle och den syreinnehållande gasen. Innan utloppet 6 finns ett förbränningsrum 34 för förbränning av bräns- let och den syreinnehållande gasen. Förbränningsarrangemang- et som beskrivits bildar en ejektor 46 som en pumpanordning.Fig. 2 shows the combustion device 2 in cross section. A nozzle means 31 in the form of a nozzle is arranged at the first inlet 5. The nozzle means 31 is connected to the fuel supply pipe 4, which in turn is connected to the fuel tank (not shown). The first inlet 5 and the second inlet 30 are connected to the tube 15 for the oxygen-containing gas. A catalyst 32 is arranged after the diffuser 33. The tube 37 is a mixing chamber for mixing fuel and the oxygen-containing gas. Before the outlet 6 there is a combustion chamber 34 for combustion of the fuel and the oxygen-containing gas. The combustion arrangement described describes an ejector 46 as a pumping device.
Det är möjligt att anordna munstycksmedlet för att injicera en bärgas tillsammans med bränslet. Bärgasen är företrädesvis en gas som inte tar del i reaktionen. Bärgasen kan exempelvis vara ånga. Genom att ändra flödet av bärgas kan ejektorns 46 pump- effekt ändras utan att ändra mängden av bränsle som injiceras i förbränningsanordningen 2. Sålunda kan flödeshastigheten i förbränningsanordningen 2 ändras oberoende av mängden bränsle som injiceras i förbränningsanordningen 2.It is possible to arrange the nozzle means for injecting a carrier gas together with the fuel. The carrier gas is preferably a gas which does not take part in the reaction. The carrier gas can be, for example, steam. By changing the flow of carrier gas, the pumping power of the ejector 46 can be changed without changing the amount of fuel injected into the combustion device 2. Thus, the flow rate in the combustion device 2 can be changed regardless of the amount of fuel injected into the combustion device 2.
Det andra inloppet 30 är anordnat nedströms katalysatorn 32 mellan katalysatorn 32 och förbränningsanordningens 2 utlopp 6. Mellan katalysatorn 32 och förbränningsrummet 34 finns en utloppsavdelning 50 som har ett utlopp 36. 529 333 13 Förbränningsinstallationen bildar en andra ejektor 47 innefat- tande utloppet 36 och det andra inloppet 30.The second inlet 30 is arranged downstream of the catalyst 32 between the catalyst 32 and the outlet 6 of the combustion device 2. Between the catalyst 32 and the combustion chamber 34 there is an outlet compartment 50 which has an outlet 36. The combustion installation forms a second ejector 47 comprising the outlet 36 and second inlet 30.
Det första inloppet 5 och det andra inloppet 30 är anordnade på ett sådant sätt att 50 till 80 procent och företrädesvis 35 till 65 procent av den syreinnehållande gasen leds in i det andra inlop- pet. Följaktligen leds 20 till 50 procent och företrädesvis 35 till 45 procent av den syreinnehållande gasen in i det första inlop- pet 5.The first inlet 5 and the second inlet 30 are arranged in such a way that 50 to 80 percent and preferably 35 to 65 percent of the oxygen-containing gas are led into the second inlet. Consequently, 20 to 50 percent and preferably 35 to 45 percent of the oxygen-containing gas is led into the first inlet 5.
Fig. 3 visar en alternativ konfiguration av förbränningsinstalla- tionen 1, där värmeväxlingen mellan den komprimerade luften och den cirkulerande gasen från förbränningsanordningen 2 vi- sas som separata värmeväxlare. Endast skillnader mellan för- bränningsinstallationen 1 i Fig. 1 och förbränningsinstallationen 1 i Fig. 3 kommer att beskrivas.Fig. 3 shows an alternative configuration of the combustion installation 1, where the heat exchange between the compressed air and the circulating gas from the combustion device 2 is shown as separate heat exchangers. Only differences between the combustion installation 1 in Fig. 1 and the combustion installation 1 in Fig. 3 will be described.
Förbränningsinstallationen 1 innefattar en första värmeväxlare 40 med en första avdelning 41 och en andra avdelning 42. För- bränningsanordningens 2 utlopp 6 är kopplat till membrananord- ningens 7 första avdelnings 8 inlopp 9 via värmeväxlarens 40 första avdelning 41. På motsvarande sätt är membrananord- ningens 7 andra avdelnings 11 utlopp 13 kopplat till turbinröret 19 via den första värmeväxlarens 40 andra avdelning 42.The combustion installation 1 comprises a first heat exchanger 40 with a first compartment 41 and a second compartment 42. The outlet 6 of the combustion device 2 is connected to the inlet 9 of the first compartment of the membrane device 7 via the first compartment 4 of the heat exchanger 40. Correspondingly, the membrane device 7 second compartment 11 outlet 13 connected to the turbine pipe 19 via the second compartment 42 of the first heat exchanger 40.
Förbränningsinstallationen 1 innefattar en andra värmeväxlare 43 med en första avdelning 44 och en andra avdelning 45. För- bränningsanordningens 2 första inlopp 5 är kopplat till mem- brananordningens 7 första avdelnings 8 utlopp 9 via den andra värmeväxlarens 43 första avdelning 44. På motsvarande sätt är membrananordningens 7 andra avdelnings 11 inlopp 12 kopplat till luftförsörjningsröret 17 via värmeväxlarens 43 andra avdel- ning 45.The combustion installation 1 comprises a second heat exchanger 43 with a first compartment 44 and a second compartment 45. The first inlet 5 of the combustion device 2 is connected to the outlet 9 of the first device 8 of the membrane device 7 via the first compartment 44 of the second heat exchanger 43. the inlet 12 of the second device 11 of the membrane device 7 is connected to the air supply pipe 17 via the second compartment 45 of the heat exchanger 43.
När förbränningsgaserna passerar den första värmeväxlarens 40 första avdelning 41 kommer förbränningsgaserna att kylas ner 529 353 14 då värme överförs till luften som passerar den första värmeväx- larens 40 andra avdelning 42. Förbränningsgaserna som kom- mer i kontakt med membranet 29 kyls därmed av. På motsva- rande sätt kommer värme att överföras från förbränningsgaserna som passerar den andra värmeväxlarens första avdelning 44 av luft som passerar den andra värmeväxlarens 43 andra avdelning 45.As the combustion gases pass through the first compartment 41 of the first heat exchanger 40, the combustion gases will be cooled down as heat is transferred to the air passing through the second compartment 42 of the first heat exchanger 40. The combustion gases which come into contact with the membrane 29 are thus cooled. Correspondingly, heat will be transferred from the combustion gases passing through the second compartment 44 of the second heat exchanger to air passing through the second compartment 45 of the second heat exchanger 43.
De ovan beskrivna utföringsformerna kan modifieras på många sätt utan att frångå andan och omfattningen av föreliggande uppfinning. Exempelvis är det inte nödvändigt att ha både ett första inlopp och ett andra inlopp i förbränningsanordningen.The embodiments described above can be modified in many ways without departing from the spirit and scope of the present invention. For example, it is not necessary to have both a first inlet and a second inlet in the combustion device.
Fig. 4 visar huvudkomponenterna för en ejektor. Bränsleinlopps- röret 51 slutar i flödesriktningen med ett munstycke 52. Det pri- mära flödet av en ejektor går genom det här röret och mun- stycket. Den syreinnehållande gasen i den ovan beskrivna för- bränningsinstallationen är det sekundära flödet för en ejektor och går genom sugsamlingsröret 53. Blandningen av det primära flödet och det sekundära flödet äger rum i blandningskammaren 54. Tryckåterhämtningen av gasblandningen från blandnings- kammaren 54 äger rum i diffusorn 55.Fig. 4 shows the main components of an ejector. The fuel inlet pipe 51 terminates in the flow direction with a nozzle 52. The primary flow of an ejector passes through this pipe and the nozzle. The oxygen-containing gas in the combustion plant described above is the secondary flow of an ejector and passes through the suction manifold 53. The mixing of the primary flow and the secondary flow takes place in the mixing chamber 54. The pressure recovery of the gas mixture from the mixing chamber 54 takes place in the diffuser 55.
Claims (7)
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE0502571A SE529333C2 (en) | 2005-11-23 | 2005-11-23 | The combustion installation |
| CNA2006800438556A CN101365911A (en) | 2005-11-23 | 2006-11-23 | Combustion installation |
| PCT/EP2006/068851 WO2007060209A1 (en) | 2005-11-23 | 2006-11-23 | Combustion installation |
| EP06819726A EP1952060A1 (en) | 2005-11-23 | 2006-11-23 | Combustion installation |
| JP2008541748A JP2009516817A (en) | 2005-11-23 | 2006-11-23 | Combustion equipment |
| US12/085,398 US20100031859A1 (en) | 2005-11-23 | 2006-11-23 | Combustion Installation |
| NO20082856A NO326803B1 (en) | 2005-11-23 | 2008-06-23 | Combustion Sinn Talla board |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE0502571A SE529333C2 (en) | 2005-11-23 | 2005-11-23 | The combustion installation |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SE0502571L SE0502571L (en) | 2007-05-24 |
| SE529333C2 true SE529333C2 (en) | 2007-07-10 |
Family
ID=37811282
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SE0502571A SE529333C2 (en) | 2005-11-23 | 2005-11-23 | The combustion installation |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20100031859A1 (en) |
| EP (1) | EP1952060A1 (en) |
| JP (1) | JP2009516817A (en) |
| CN (1) | CN101365911A (en) |
| NO (1) | NO326803B1 (en) |
| SE (1) | SE529333C2 (en) |
| WO (1) | WO2007060209A1 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9249687B2 (en) | 2010-10-27 | 2016-02-02 | General Electric Company | Turbine exhaust diffusion system and method |
| US9518734B2 (en) | 2013-01-28 | 2016-12-13 | General Electric Technology Gmbh | Fluid distribution and mixing grid for mixing gases |
Family Cites Families (27)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2110209A (en) * | 1934-10-13 | 1938-03-08 | Baker Perkins Co Inc | Furnace |
| US3655448A (en) * | 1969-05-22 | 1972-04-11 | United Aircraft Corp | Hydrogen generator desulfurizer employing feedback ejector |
| US3739553A (en) * | 1971-06-14 | 1973-06-19 | H Aine | Exhaust emission control means for internal combustion apparatus |
| US3921397A (en) * | 1972-02-14 | 1975-11-25 | G Emilio Guarderas | Silencer against toxic gases |
| GB1402207A (en) * | 1972-03-03 | 1975-08-06 | Siemens Ag | Catalyst and its use in hydrocarbon cracking processes |
| US4459126A (en) * | 1982-05-24 | 1984-07-10 | United States Of America As Represented By The Administrator Of The Environmental Protection Agency | Catalytic combustion process and system with wall heat loss control |
| EP0141594A3 (en) * | 1983-10-21 | 1986-03-05 | Air Products And Chemicals, Inc. | Heating apparatus |
| US4545787A (en) * | 1984-07-30 | 1985-10-08 | Air Products And Chemicals, Inc. | Process for producing by-product oxygen from turbine power generation |
| US4633029A (en) * | 1985-02-07 | 1986-12-30 | Phillips Petroleum Company | Apparatus and method for use in thermoelectric power generation |
| US4781907A (en) * | 1985-12-04 | 1988-11-01 | Mcneill John M | Production of membrane-derived nitrogen from combustion gases |
| ES2064538T3 (en) * | 1990-06-29 | 1995-02-01 | Wuenning Joachim | PROCEDURE AND DEVICE FOR COMBUSTION OF FUEL IN A COMBUSTION ENCLOSURE. |
| US5235804A (en) * | 1991-05-15 | 1993-08-17 | United Technologies Corporation | Method and system for combusting hydrocarbon fuels with low pollutant emissions by controllably extracting heat from the catalytic oxidation stage |
| US5263325A (en) * | 1991-12-16 | 1993-11-23 | United Technologies Corporation | Low NOx combustion |
| US5326254A (en) * | 1993-02-26 | 1994-07-05 | Michael Munk | Fog conditioned flue gas recirculation for burner-containing apparatus |
| EP0658367B2 (en) * | 1993-12-17 | 2005-02-09 | Air Products And Chemicals, Inc. | Integrated high temperature method for oxygen production |
| US5624253A (en) * | 1994-07-11 | 1997-04-29 | Ilya Zborovsky | Radiation burner |
| GB9611235D0 (en) * | 1996-05-30 | 1996-07-31 | Rolls Royce Plc | A gas turbine engine combustion chamber and a method of operation thereof |
| US5888272A (en) * | 1997-06-05 | 1999-03-30 | Praxair Technology, Inc. | Process for enriched combustion using solid electrolyte ionic conductor systems |
| US6383461B1 (en) * | 1999-10-26 | 2002-05-07 | John Zink Company, Llc | Fuel dilution methods and apparatus for NOx reduction |
| US6595003B2 (en) * | 2000-08-31 | 2003-07-22 | Ralph A. Dalla Betta | Process and apparatus for control of NOx in catalytic combustion systems |
| DK1197257T3 (en) * | 2000-10-13 | 2010-03-22 | Alstom Technology Ltd | Method and apparatus for providing hot working gases |
| CA2325072A1 (en) * | 2000-10-30 | 2002-04-30 | Questair Technologies Inc. | Gas separation for molten carbonate fuel cell |
| CH695793A5 (en) * | 2001-10-01 | 2006-08-31 | Alstom Technology Ltd | Combustion method, in particular for methods of generation of electric power and / or heat. |
| CA2468769A1 (en) * | 2001-12-03 | 2003-06-12 | Clean Energy Systems, Inc. | Coal and syngas fueled power generation systems featuring zero atmospheric emissions |
| US20040255588A1 (en) * | 2002-12-11 | 2004-12-23 | Kare Lundberg | Catalytic preburner and associated methods of operation |
| WO2004094909A1 (en) * | 2003-04-24 | 2004-11-04 | Alstom Technology Ltd | Method and device for operating a burner of a heat engine, especially a gas turbine plant |
| US7104787B2 (en) * | 2004-05-06 | 2006-09-12 | Eclipse, Inc. | Apparatus for radiant tube exhaust gas entrainment |
-
2005
- 2005-11-23 SE SE0502571A patent/SE529333C2/en not_active IP Right Cessation
-
2006
- 2006-11-23 WO PCT/EP2006/068851 patent/WO2007060209A1/en active Application Filing
- 2006-11-23 EP EP06819726A patent/EP1952060A1/en not_active Withdrawn
- 2006-11-23 US US12/085,398 patent/US20100031859A1/en not_active Abandoned
- 2006-11-23 JP JP2008541748A patent/JP2009516817A/en active Pending
- 2006-11-23 CN CNA2006800438556A patent/CN101365911A/en active Pending
-
2008
- 2008-06-23 NO NO20082856A patent/NO326803B1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| NO20082856L (en) | 2008-06-23 |
| CN101365911A (en) | 2009-02-11 |
| EP1952060A1 (en) | 2008-08-06 |
| NO326803B1 (en) | 2009-02-16 |
| WO2007060209A1 (en) | 2007-05-31 |
| US20100031859A1 (en) | 2010-02-11 |
| JP2009516817A (en) | 2009-04-23 |
| SE0502571L (en) | 2007-05-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2957835B1 (en) | Method for recirculation of exhaust gas from a combustion chamber of a combustor of a gas turbine and gas turbine for conducting said method | |
| CN102953818B (en) | Power apparatus and operational approach | |
| US9869279B2 (en) | System and method for a multi-wall turbine combustor | |
| KR102297668B1 (en) | Power generation system and method with partially recuperated flow path | |
| US6532744B1 (en) | Method for cooling a gas turbine system and a gas turbine system for performing this method | |
| US9822703B2 (en) | Fuel supply system | |
| JP2019031979A (en) | System and method for oxidant compression in stoichiometric exhaust gas recirculation gas turbine system | |
| JP4562129B2 (en) | Method and apparatus for operating a gas turbine engine | |
| JP2008208833A (en) | Mixer for cooling and sealing air system for turbomachine | |
| SE531220C2 (en) | Energy recovery system for a process device | |
| JP2009138748A (en) | Combined cycle power plant for recirculating exhaust gas and separating co2 and operation method of such a combined cycle power plant | |
| JP2018508735A (en) | System and method for high volume oxidant flow in a gas turbine engine with exhaust recirculation | |
| US10968781B2 (en) | System and method for cooling discharge flow | |
| SE529333C2 (en) | The combustion installation | |
| US20190101028A1 (en) | Combined cycle power plant having condensate recirculation pump using venturi effect | |
| RU2002118569A (en) | Oxygen-kerosene liquid propellant rocket engine with thermal module, thermal module and method for producing carbon-free gas in a thermal module | |
| US20060090447A1 (en) | Device for injecting water or water vapor into the working medium of a gas turbine plant | |
| SE530793C2 (en) | The combustion installation | |
| RU2278286C2 (en) | Gas-turbine plant | |
| CN112455642A (en) | Condensate water supercharging device and condensate water system based on steam injection | |
| US11306634B2 (en) | Arrangement with internal combustion engine and heat exchanger | |
| RU2144145C1 (en) | Method of operation of heat generating plant and jet heat generating plants for implementing this method | |
| US9527736B2 (en) | System and method for generating nitrogen from a gas turbine | |
| RU2238418C2 (en) | By-pass gas turbine engine | |
| TWI602987B (en) | System and method for diffusion combustion with fuel-diluent mixing in a stoichiometric exhaust gas recirculation gas turbine system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| NUG | Patent has lapsed |