TWI330242B - Remote staged furnace burner configurations and methods - Google Patents

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TWI330242B
TWI330242B TW094109190A TW94109190A TWI330242B TW I330242 B TWI330242 B TW I330242B TW 094109190 A TW094109190 A TW 094109190A TW 94109190 A TW94109190 A TW 94109190A TW I330242 B TWI330242 B TW I330242B
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secondary fuel
burner
array
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TW094109190A
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English (en)
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TW200602593A (en
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Wesley R Bussman
Richard T Waibel
Charles E Baukal Jr
Roberto Ruiz
I-Ping Chung
Sellamutha G Chellappan
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John Zink Co Llc
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Description

rI330242 九、發明說明: 本發明係2004年1月15曰申請之申請案第1〇/758 642號之 部分接續申請案。 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關遠端分級式爐燃燒器配置,且更特定言 之,其係有關相對於燃燒器分開且遠離設置之二次燃料氣 喷嘴’結果可降低氮氧化物產生。 【先前技術】 氣體燃燒器爐已為吾人所熟知且已被使用在重整與裂化 及相似操作中多年。輻射爐壁燃燒器爐一般包括輻射爐壁 燃燒器,爐具有由環狀耐高溫的爐碑所環繞的中置燃料 氣-空氣混合物燃燒器爐管,爐管適於被插入在爐壁中開 口處。燃燒器喷嘴在大致平行方向且鄰接於耐高溫爐磚之 内面排放且燃燒燃料氣-空氣混合物。燃料氣-空氣混合物 之燃燒造成燃燒器爐磚的面輻射熱至諸如工作爐管,且從 而避免在工作爐管上發生不希望存在的火焰衝射。輻射爐 壁燃燒器一般被安裝在沿著爐壁之數個橫列中。此型式配 置為通常設計由包含有輻射爐壁燃燒器陣列之爐壁區域提 供平均加熱至工作爐管。 直立圓形爐、箱爐 '及其他諸如錫爐之相似燃燒爐已為 吾人所熟知。直立圓形爐一般包括在爐之爐底板上的燃燒 器陣列,其垂直地排放且燃燒燃料氣-空氣混合物。工作 爐管繞著燃燒器且鄰接於爐之圓形爐壁直立地定置,由是 來自於燃燒中燃料氣-空氣混合物的熱輻射至工作爐管。 I00454.doc • 6 · 1330242 相爐與其他相似的爐一般包括在矩形爐底板上的二或多 個燃燒器之陣列’其垂直地排放且燃燒燃料氣-空氣混合 物。水平工作爐管被排列在爐之對向爐壁上且平行於燃燒 器陣列。可另增工作爐管在鄰接於爐頂板所排列。輻射來 自於燃燒中燃料氣-空氣混合物的熱至工作爐管。 政府當局持續地施加更為嚴格的環境排放標準,其限制 被排入大氣争諸如氮氧化物"Ν〇χ"氣體的污染量。此等標 準已導致分級式或二次燃料燃燒器裝置與方法,其中全部 空氣與某些燃料在第一區域中被燃燒且餘留燃料在下游第 二區域中被燃燒。在此等分級式燃料燃燒器裝置與方法 中,在第一區域中的過量空氣功能如同稀釋物,其降低燃 燒中氣體之溫度且從而減少氮氧化物之形成。其希望爐煙 道氣功能如同一稀釋物可降低燃燒令二次燃料之溫度從 而降低氮氧化物之形成。 相似地’分級式燃燒器設計亦已發展出燃燒器燃燒燃料 氣與空氣之一次貧燃料混合物,及分級式燃料冒口排放二 次燃料。二次燃料冒口之位置可隨著燃燒器之製造商與型 式而有所變化,但是它們一般繞著且鄰接於一級燃燒器之 周圍所設置。 分級式燃燒器與爐之設計已有所改進,由是燃燒氣體包 含有較低程度的氮氧化物’但進—步的改進仍是必要的。 因此,需要改進燃燒器燃燒燃料氣與空氣之方法由是煙 道氣體產生具有較低強度的氮氧化物。 【發明内容】 I00454.doc 所提供爐燃燒減置利用-個或多個燃燒器燃燒一次貧 !料氣-空氣混合物,及相對於-個或多個燃燒器分開且 运離疋置之'一個或一洗夕!r* «ci ^ ’ 戍夕陣列二次燃料氣喷嘴燃燒二次燃 料氣。被導入二次燃料氣喷嘴之二次燃料氣,在數量方面 ^成 X貧燃料氣·空氣混合物與二次燃料氣所供應至 燃燒區域之全部燃料的大部分。較佳地,二次燃料氣喷嘴 被疋置在爐壁上或在爐底板上或者是二者兼有,且導引二 次燃料氣至不同的位置,包括相對於燃燒器在燃燒區域之 對向側邊的位置〇 έ士要,4_罢_分、,Α ,、°果大董減少離開爐之燃燒氣體中的 氮氧化物強度。 在-爐壁燃燒器爐較佳排列中,爐壁為至少大致直立且 輻射爐壁燃燒器為接近平行,在橫列與縱行中近乎平均地 分開,及2次燃料氣喷嘴被冑置在單一财且每一喷嘴被 定置在位於上端成-列中的輻射爐壁燃燒器的正下方。在 另較佳配置中,輻射爐壁燃燒器為近似平行於燃燒器且 在橫列與縱行中近似平均地分開,二次燃料氣喷嘴被定置 在上層列與下層列中的輻射爐壁燃燒器的下端,其中上層 列中的每一喷嘴位於上方列中的燃燒器之正下方且其中下 層列的每一喷嘴位於它正上方喷嘴的水平位置之間的中間 點處。在另-較佳配置中,在分級式定置中的輻射爐壁燃 燒器彼此相互偏移-半位置’及二次燃料氣喷嘴被定置在 輻射爐壁燃燒器正下方之.單一或雙列中,且每一喷嘴被置 放成為連續分級式定置。在另一配置中,二次燃料氣噴嘴 第一列之位置低於全部輻射爐壁燃燒器,且二次氣體噴嘴 100454.doc 1330242 第二列位於輕射爐壁燃燒器之列的上方大約一半位置處、。 在其他較佳排列中,二次燃料氣喷嘴亦位於爐底板上,且 爐可包括底爐燃燒器(亦稱之為爐床燃燒器),在爐底板上 設有或未設有二次燃料氣噴嘴。較佳地,二次燃料氣喷嘴 具有附加有至少一燃料遞送孔之燒嘴’該孔經設計用以在 相對於噴嘴縱軸之一角度喷出燃料氣。更特別是,二次燃 料氣噴嘴具有數個燃料遞送孔。
在一直立圓形爐之較佳排列中具有直立工作爐管,一級 九燒器被定置在爐底板上,其垂直地排放且燃燒貧燃料 乳·空氣混合物。一個或一陣列二次燃料氣喷嘴亦被定置 在爐底板上、在爐壁上、或二者兼具有,由是二次燃料氣 噴嘴相對於-級燃燒器分開且遠離。二次燃料經二次燃料 氣=一個或數個噴嘴導引,在爐中昆合煙道氣體且接著與 過篁空氣燃燒,從而降低燃燒中燃料氣之溫度且降低氮氧 化物之形成。
在葙爐與其他相似爐的較佳排列中具有水平工作爐 管,一級燃燒器被定置在爐底板上,其垂直地排放且燃燒 貧燃料氣-空氣混合物。一個或一陣列二次燃料氣噴嘴亦 被定置在爐底板上、在爐壁上、或二者兼具有,由是二次 燃料氣喷嘴相對於一級燃燒器分開且遠離。二次燃料經二 次燃料氣之一個或數個喷嘴導引,在爐中第一次混合煙道 氣體且接著與過量空氣燃燒,從而降低燃燒中燃料氣之溫 度且降低氮氧化物之形成。 熟習該項技術者在讀取以下敘述之較佳具體實例與連同 100454.doc -9- 1330242 在本發明之遠端分級式燃料技術,來自於或鄰接舞_轄 射爐壁燃燒器ίο之二次燃料氣被略去。取代以二次燃料氣 在一遠端位置被注入爐《如圖2所示,移動二次燃料氣至 位於諸如在燃燒器縱行丨1下端之遠端二次燃料氣喷嘴%, 二次燃料氣22在燃燒區域28中在與燃料氣-空氣混合物18 混合之前可混合爐煙道燃料氣24。頃發現,新技術之輻射 爐壁燃燒器設計’使用在遠端位置定置之一或多個遠端二 次燃料氣喷嘴26且提供二次燃料氣型式,可達到減少氣氧 化物排放物以及改進火焰品質。 參考圖3顯示本發明一項改良式輻射爐壁爐燃燒器配置 且一般以數字30標示》數個輻射爐壁燃燒器1〇之橫列”被 插入在爐之爐壁31中。輻射爐壁燃燒器1〇在橫跨爐壁31面 之徑向方向中排放燃料氣-空氣混合物。來自於爐壁之輕 射熱及來自於熱氣體之熱幅射被傳送至諸如設計用於熱傳 之工作爐管或其他處理裝備。 母一輻射爐壁燃燒器10提供一次燃料氣與空氣之混合, 其中空氣之流動速率在化學計量法方面大於相對之一次氣 體。較佳的’空氣之速率範圍在化學計量法流動速率方面 為需要完全地燃燒一次與二次燃料氣之速率由大約丨05% 至大約120%。二次燃料氣經由二次燃料氣喷嘴26被排放 進入爐中。圖3之燃燒器配置顯示被排列在橫列3 2中的二 次燃料氣喷嘴26,每一二次燃料氣喷嘴被定置在輻射爐壁 燃燒器之縱行34下端。二次燃料氣喷嘴被製成在一大致朝 向輕射爐壁燃燒器方向排放燃料氣,此將詳述於後。 100454.doc 1330242 圖4A 4D顯示較佳型式之別的的範例。輻射爐壁燃燒器 ίο之列可以是幾乎平行,燃燒器10可以是在縱行34中幾乎 平均地分開,及二次燃料氣喷嘴26可被定置在單一橫列32 中,每一噴嘴如圖3所示在上方橫列之輻射爐壁燃燒器1〇 的正下端’或如圖4A所示般偏置。如圖4B所示在另一較 佳配置中’在行中的輻射爐壁燃燒器1〇幾乎平行,輻射爐 壁燃燒器10為幾乎平均分開在縱行34中,且遠端二次燃料 氣喷嘴26成二列(上層列36與下層列38)被置放在輻射爐壁 燃燒器1 〇下端,其中上層列3 6之每一二次燃料氣喷嘴為位 於上層列中燃燒器的下端,且其中下層列38之每一二次燃 料乳喷嘴為在其正上方於上層列36中的二次燃料氣喷嘴之 水平位置的中間點處。圖4C顯示也是本發明之另一較佳配 置’輪射爐壁燃燒器10彼此相互偏置一半位置造成菱形型 式’二次燃料氣喷嘴26被定置在輻射爐壁燃燒器下端且持 續此樣式。圖4D也是顯示另一較佳配置,大約一半的輻射 爐壁燃燒器10幾乎平均地分開在列中,且縱行4〇以二次燃 料氣喷嘴26之橫列42位於正下端。其餘輻射爐壁燃燒器1〇 在二次燃料氣喷嘴之橫列42的下端,且配置在縱行44中。 二次燃料氣噴嘴26之第二橫列46被定置在燃燒器縱行44之 正下端。 爐壁31以及在此連接之輻射爐壁燃燒器1〇與二次燃料氣 喷嘴26已說明如上,該爐壁為直立式但其應瞭解爐壁可以 相對於直立方向成一斜角或爐壁可以是水平的。 圖5 A-5F顯示依據本發明之附加有或未附加底爐燃燒器 100454.doc • 12- 1330242 54(亦稱之為爐床燃燒器)的二次燃料氣喷嘴26之另一種配 置。如圖5A與5B所示,數個輻射爐壁燃燒器10之橫列被 插入在爐之爐壁31中。如前所述’燃燒器1〇在橫跨爐壁31 之面的方向中排放燃料氣-空氣混合物。每一輻射爐壁燃 燒器提供一次燃料氣與空氣之混合,其中空氣之流動速率 在化學計量法方面大於相對之一次氣體’也就是說在化學 計量法流動速率由大約i〇5%至大約120%範圍中。二次燃 料氣經由二次燃料氣喷嘴26被排放進入爐中,二次燃料氣 喷嘴26被配置在輻射氣燃燒器! 〇之下端。此外,二次燃料 氣噴嘴26被配置在爐底板中以提供額外的二次燃料氣,其 混*合過量空氣與爐煙道氣體由是降低氮氧化物強度。 參考圖5C與5D顯示輻射爐壁燃燒器10與二次燃料氣喷 嘴2 6之相似排列。此外,底爐燃燒器5 4被設置在鄰接於爐 壁3 1 ’其混合燃料氣與過量空氣,二次燃料氣喷嘴26排放 燃料氣朝向輻射爐壁燃燒器與底爐燃燒器二者,由是二次 燃料氣可輕易地與爐煙道氣及過量空氣混合,以致降低所 產生氛氧化物強度。 如圖5E與5F所示,替代提供二次燃料氟喷嘴26成為朝向 輻射爐壁燃燒器與底爐燃燒器二者排放燃料氣,可在爐底 板提供額外的的二次燃料氣喷嘴以混合爐煙道氣與底爐燃 燒器所提供之過量空氣’由是降低所產生氮氧化物強度。 因此對於熟悉此項發明者應瞭解,輻射爐壁燃燒器1〇以 及分開且遠離的二次燃料氣喷嘴的多種變化組合可被利用 在依據本發明之輻射爐壁氣體燃燒器爐,以降低在爐煙道 100454.doc •13 1330242 氣中的氮氧化物。 任何輻射爐壁燃燒器可被使用在本發明配置中與方法。 對於熟悉此項發明者應瞭解輻射爐壁燃燒器設計與操作。 可利用之輻射爐壁燃燒器的範例包括但不限於1993年 19曰頒予Schwartz等人之美國專利公開案第5,18〇3〇2號及 頒予Venizelos等人2001年9月7曰申請之美國專利申請案第 09/949,007號標題為"高容量/低氣氧化物輻射爐壁燃燒器”, 該等揭示内容以引用的方式併入本文中參考。 圖6A、6B、及6C顯示本發明之改良式直立圓形爐燃燒 器配置》圖6八顯示之直立圓形爐56具有在爐之圓形爐壁6〇 周圍且相鄰接配置之直立工作爐管58。四個一級燃燒器Μ 被配置在爐之爐底板64上,對於熟悉此項發明者應瞭解可 使用更少或更多的燃燒器62。燃燒器62垂直地排放且燃燒 貧燃料氣-空氣混合物。圖6A顯示二次燃料氣噴嘴66被設 置在爐底板上,其位置相對於一級燃燒器62所分開且遠 離。當需要時,可在底爐64上設置額外的二次燃料氣喷嘴 66如箭頭67顯示二次燃料氣被二次燃料氣喷嘴66垂直地 導引,以致其在爐中混合煙道氣體接著與過量空氣燃燒, 從而降低燃燒中燃料氣之溫度,且降低氮氧化物之形成。 在圖6B顯示之一種替代配置,所提供之二次燃料氣噴嘴 68被繫結於在燃燒器62上端之爐%的圓形爐壁⑽之對向侧 邊田需要時,可在爐壁60上提供僅有一個或多於二個二 次燃料氣噴嘴68。如箭頭69顯示二次燃料氣被二次燃料氣 噴嘴68在问於燃燒器62之向上角度所導引由是二次燃料 100454.doc •14· 1330242 氣在爐中混合煙道氣體接著與過量空氣燃燒,從而降低燃 燒中燃料氣之溫度,且降低氮氧化物之形成。 圖6C顯示當需要降低氮氧化物之形成時,可使用二次燃 料氣噴嘴66與68二者》 圖7A、7B、及7C顯示本發明之改良式箱爐及其他相似 爐燃燒器配置。圖7A顯示之箱爐70具有在對向側邊74與頂 部76配置之水平工作爐管72。三個一級燃燒器78被配置在 爐之底爐80上,但可使用更少或更多的燃燒器。燃燒器78 垂直地排放且燃燒貧燃料氣-空氣混合物。垂直地導引如 箭頭83顯示二次燃料氣之二次燃料氣喷嘴82被設置在燃燒 器78之相對側邊上之爐底板上。二次燃料氣在爐中混合煙 道氣體接著與過量空氣燃燒,從而降低燃燒中燃料氣之溫 度,且降低氮氧化物之形成。 在圖7B顯示之一種替代配置,略去在爐70之爐底板80上 之二次燃料氣喷嘴。取代為在工作爐管72之間的相對爐壁 74上提供二次燃料氣喷嘴84。如箭頭86顯示二次燃料氣在 高於燃燒器78之向上角度所導引,由是二次燃料氣在爐中 混合煙道氣體接著與過量空氣燃燒,降低燃燒中燃料氣之 溫度且降低氮氧化物之形成。 圖7C顯示當需要降低氮氧化物之形成時,可使用二次燃 料氣喷嘴82與84二者。 雖然在此文中已說明不同型式的爐,對於熟悉此項發明 者應瞭解本發明之爐燃燒器配置可在任何燃燒爐中被利用 以降低氮氧化物形成。 100454.doc 1330242 較佳的,流過爐燃燒器之全部燃料氣_空氣混合物包含 大,力小於全部供應至燃燒區域28的燃料之。 被配置在爐底板或爐壁上之二次燃料氣喷嘴凸出大約i 至大約12英吋進入爐内部。燃料氣較佳地在壓力範圍由大 約20至大約5〇 psig所供應。 被定置在爐壁上且在圖〗至5中顯示之二次燃料氣喷嘴, 在圖8與9中詳細說明。喷嘴可在其内具有單一燃料氣遞送 用於排放一次燃料氣進入爐内側。遞送孔4 8在相對 於縱軸由大約60度至大約120度範圍的〇角度,朝向或遠 離爐之壁面排放二次燃料氣。二次燃料氣喷嘴亦可包括另 增的側邊遞送孔52,用於在不同的角度排放二次燃料氣, 其角度β範圍由大約i 〇度至大約18〇度貫穿縱軸橫跨垂直面 之二側邊,且更佳的在角度範圍由大約20度至大約15〇 度。 、當二次燃料氣喷嘴被置放在直立圓形爐、箱爐與其他相 φ彳乂爐之爐壁或爐底板,它們可包括在其内之燃料氣遞送 孔,其可在數個方向中排放二次燃料氣。 本發明具有爐壁與爐底板之產生低氮氧化物的爐, 含: 在爐之一爐壁或爐底板上之一個或一陣列燃燒器,導入 可燃燒貧燃料氣-空氣混合物進入鄰接於燃燒器或數個燃 燒器之燃燒區域;及 相對於燃燒器或數個燃燒器所分開且遠離定置之一個或 或夕陣列二次燃料氣喷嘴,其導入二次燃料氣進入爐, 100454.doc -16- 1330242 由是二次燃料氣在爐中混合煙道氣與過量空氣燃燒,降低 燃燒中燃料氣之溫度且降低氮氧化物之形成。 本發明一種在爐中燃燒燃料氣與空氣之方法,由是降低 煙道氣體氮氧化物内容物,包含以下步驟: (a) 提供一貧燃料氣-空氣混合物至一個或一陣列燃燒 器’燃燒器被配置在爐之爐壁或爐底板上; (b) 致使燃燒器或數個燃燒器排放貧燃料氣-空氣混合 物,由是混合物在一相對低溫中被燃燒且由此形成 之煙道氣具有低氮氧化物内容物;及 (c) 提供二次燃料氣至一個或一或多陣列之分開且遠離 的二次燃料氣喷嘴,由是由二次燃料氣喷嘴排放二 次燃料氣在爐中與煙道氣混合,與來自於燃燒器之 過量空氣燃燒,降低燃燒中燃料氣之溫度,且降低 氮氧化物之形成。 為了進一步舉例本發明之爐燃燒器的配置與方法,提供 以下範例。 範例 輻射壁面燃燒器在附加有與未附加遠端分級式之燃燒 器’對於排放氮氧化物進行比較。測試爐使用12個轄射爐 壁燃燒器陣列,配置成為三個縱行每一縱行有四個燃燒 器。在每一行中的燃燒器被分開間隔5〇英吋,且每一行被 分開間隔36.5英对。爐在操作時同時供應二次氣體至輻射 爐壁燃燒器之中央,且測量離開爐之氣體的氮氧化物一段 時間。在由燃燒器中央除去二次氣體爐接著操作,且導引 100454.doc 1330242 二次氣體至鄰接於輻射爐壁燃燒器之行中定置的遠端喷 嘴。 比較來自於附加有或未附加遠端分級式配置之爐的氮氧 ①㈣放物’如圖8所示1數據顯示使用遠端分級式配 «置,可減少氮氧化物排放物。 •因此本發明令人滿意的完成所述及之目的與優點以及其 所固有的熟1該項技術者在未違反本發明之精神與範圍 之内可完成多種變化。 • 【圖式簡單說明】 圖1為在一輻射爐壁爐中使用傳統分級且在每一燃燒器 中心提供有二次燃料氣的氣體流動型式。 圖2為本發明在—附加有遠端分級式燃料氣之輻射爐壁 爐的氣體流動型式。 圖3為位於輻射爐壁爐之爐壁上的一項較佳遠端分級式 燃燒器配置。 圖4A_4D圖示位於輻射爐壁爐之爐壁上的另一項較佳遠 • 端分級式配置。 圖5A-5F圖示在一輻射爐壁爐中之遠端分級式配置,其 包括在爐底板上之附加有或未附加有底爐燃燒器之另加^ 次燃料氣排放喷嘴。 一 圖6A-6C圖示在一直立圓形爐中的較佳遠端分級 置。 圖7A-7C圖示在一箱爐中的較佳遠端分級式配置。 圖8為依據本發明使用之較佳的二次燃料氣排放噴嘴之 100454.doc 1330242 側視圖》 圖9為圓8之二次燃料氣排放喷嘴的俯視圖。 圖10為在-附加有與未附加有本發明之遠端分級式技術 測試爐之氮氧化物排放之比較圖。 【主要元件符號說明】 10 分級式燃料輻射爐壁 11 燃燒器縱行 12 輻射爐壁燃燒器燒嘴 14 一次燃料氣冒口 16 二次燃料氣燒嘴 18 燃料氣-空氣混合物 20 熱障 22 二次燃料氣 24 燃料氣 26 运端二次燃料氣噴嘴 28 燃燒區域 31 爐壁 32 橫橫列 34 縱行 36 上層列 38 下層列 40 縱行 42 列 46 第二橫列 100454.doc • 19- 1330242
48 燃料氣遞送孔 52 側邊遞送孔 54 底爐燃燒器 56 直立圓形爐 58 直立工作爐管 60 圓形爐壁 62 一級燃燒器 62 燃燒器 64 底爐 66 二次燃料氣喷嘴 67 箭頭 68 二次燃料氣喷嘴 69 箭頭 70 箱爐 72 水平工作爐管 74 對向側邊 76 頂部 78 燃燒器 80 底爐 82 二次燃料氣喷嘴 100454.doc ^20-

Claims (1)

1330242 第094109190號專利申請案 中文申請專利範圍替換本(99年4月) 十、申請專利範圍: 1. 一種具有數個爐壁與一爐底板之產生低氮氧化物之爐, 包含: 在該爐之一爐壁或爐底板上之一燃燒器,其用於導入 一尚效可燃燒燃料空氣混合物進入鄰接於該燃燒器之— • 燃燒區域;及 二次燃料氣喷嘴,其用於導入二次燃料氣進入該爐, 在該爐中與燃料氣混合且與過量空氣燃燒,以降低燃料 氣之燃燒溫度且降低氮氧化物之形成,該二次燃料氣噴 觜係疋置於與6亥燃燒器分開且遠離處,使得該二次燃料 氣不會被來自該燃燒器之該燃料空氣混合物囊封或圍 繞,藉此允許二次燃料氣在與該燃料空氣混合物混合之 前與該爐中之燃料氣混合。 士吻求項1之產生低氮氧化物之爐,其中該二次燃料氣 喷嘴係定置在該爐之該爐壁上或在該爐底板上。 如月求項1之產生低氮氧化物之爐,其中該二次燃料氣 唷嘴導引二次燃料氣至該爐中位於該燃燒器之該燃燒區 域的相對側邊上之一位置。 ° 月求項1之產生低氮氧化物之爐,其中該爐包含至少 一橫列或縱行樣式之一陣列燃燒器及一或一陣列二次燃 料氣喷嘴。 … 月求項4之產生低氮氧化物之爐,其中該等燃燒器係 配置在該爐底板上的一陣列中,且該二次燃料氣由在該 爐底板上料—或—陣列三:欠燃料氣噴嘴所排放。 100454-990430.doc 1330242 6. 如請求1之產生低氮氧化物之爐,其中該等燃燒器俾 配置在該爐底板上的一陣列中’且該二次燃料氣由在該 爐壁上該等一個或一陣列二次燃料氣噴嘴所排放。 7. 如請求⑹之產生低氮氧化物之爐,其中該等燃燒器係 配置在該爐底板上的一陣列中’且該二次燃料氣由在該 爐底板上該等一個或一陣列二次燃料氣噴嘴以及在該爐 壁上該等一個或一陣列二次燃料氣噴嘴所排放。 8. 如請求項丨之產生低氮氧化物之爐,其中該二次燃料氣 喷嘴具有在其中之至少-燃料遞送孔,該孔朝向或遠離 该爐之該爐底板或該爐壁排放該二次燃料氣。 9. 如請求項1之產生低氮氧化物之爐,其中該二次燃料氣 噴嘴具有複數個燃料遞送孔,該等孔係定置在朝向或遠 離該爐之該爐底板或該爐壁,或者是二者兼有而排放該 一次燃料氣。 10·如請求項1之產生低氮氧化物之爐,其中該爐為一輻射 壁爐。 11.如請求項1之產生低氮氧化物之爐,其中該爐為一直立 圓柱爐。 12·如請求項1之產生低氮氧化物之爐,其中該爐為一箱 爐、一鋼爐、或其他相似的爐。 13. —種在一爐中燃燒燃料氣與空氣之方法,藉此產生低氮 氧化物内容物之燃料氣體,包含以下步驟: (a)提供一高效燃料氣空氣混合物至一燃燒器中,該燃 燒器係配置在該爐之一爐壁或爐底板上; 100454-990430.doc • 2· (b) 致使該燃燒器排放該燃料氣空氣混合物,藉此在一 燃燒區域中以一相對低的溫度燃燒該混合物且由此形 成具有低氮氧化物内容物之燃料氣;及 (c) 提供二次燃料氣至一二次燃料氣噴嘴,藉由該二次 燃料氣噴嘴排放該二次燃料氣,在該爐中與燃料氣混合 且與來自該燃燒器中之過量空氣燃燒以降低燃料氣之燃 凡’皿度且降低氮氧化物之形成,該二次燃料氣噴嘴係 定置於與該燃燒器分開且遠離處,使得該二次燃料氣不 會被來自4燃丈堯器之該燃_氣空氣混合物囊封或圍繞, 藉此允許該二次燃料氣在與該燃料氣空氣混合物混合之 前與該爐中之燃料氣混合。 14. 15. 16. 17. 如請求項13之方法’其中該二次燃料氣喷嘴排放二次燃 料軋至該爐中位於該燃燒器之燃燒區域的相對側邊上之 一位置。 如請求項13之方法,其中該爐包括配置在該爐底板上一 陣列^之複數個燃燒器,且該二次燃料氣由在該爐底板 上該等一或一陣列二次燃料氣噴嘴所排放。 如睛求項13之方法,其中該爐包括配置在該爐底板上一 陣列中之複數個燃燒器,且該二次燃料氣由在該爐壁上 «亥等一個或一陣列二次燃料氣噴嘴所排放。 如4求項13之方法,其中該爐包括配置在該爐底板上一 陣列中之複數個燃燒器,且該二次燃料氣由在該爐底板 上省等一個或一陣列二次燃料氣喷嘴,以及在該爐壁上 該等一個或一陣列二次燃料氣喷嘴所排放。 100454-990430.doc 1^30242 燃料氣喷嘴具有在其中 離該爐之爐底板或爐壁 1 8.如請求項13之方法,其中該二次 之至少一燃料遞送孔以朝向或遠 排放該二次燃料氣。 如《月求項13之方法,其中該二次燃料氣嗜嘴具有複數個 嶋送孔,該等孔係定置在朝向或遠離該爐之爐底板 或爐壁,或者是二者兼有而排放該二次燃料氣。 20.如請求項丨3之方法,其中該爐為一輻射爐壁爐。 21·如請求項13之方法,其中該爐為一直立圓桎爐。 22.如請求項13之方法,其中該爐為一箱爐、—鍋爐、或其 他相似的爐。 100454-990430.doc
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070231761A1 (en) * 2006-04-03 2007-10-04 Lee Rosen Integration of oxy-fuel and air-fuel combustion
US7878798B2 (en) * 2006-06-14 2011-02-01 John Zink Company, Llc Coanda gas burner apparatus and methods
US8113825B2 (en) * 2007-02-06 2012-02-14 Neal Ormond Computer-controlled pyrotechnic matrix display
US7819656B2 (en) * 2007-05-18 2010-10-26 Lummus Technology Inc. Heater and method of operation
US8573965B2 (en) * 2007-11-28 2013-11-05 Air Products And Chemicals, Inc. Method of operating a pyrolysis heater for reduced NOx
US9222410B2 (en) 2011-04-13 2015-12-29 General Electric Company Power plant
US11927345B1 (en) 2019-03-01 2024-03-12 XRG Technologies, LLC Method and device to reduce emissions of nitrogen oxides and increase heat transfer in fired process heaters

Family Cites Families (64)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5270432A (en) * 1975-12-08 1977-06-11 Hitachi Zosen Corp Method of two-stage burning for suppressing generation of nitrogen oxi des
US4496306A (en) * 1978-06-09 1985-01-29 Hitachi Shipbuilding & Engineering Co., Ltd. Multi-stage combustion method for inhibiting formation of nitrogen oxides
JPS6119304Y2 (zh) * 1980-12-29 1986-06-11
JPS57139015U (zh) * 1981-02-25 1982-08-31
JPS59147913A (ja) * 1983-02-14 1984-08-24 Inax Corp 熱交換装置
US4652232A (en) * 1983-05-16 1987-03-24 John Zink Co. Apparatus and method to add kinetic energy to a low pressure waste gas flare burner
US4781578A (en) * 1984-01-24 1988-11-01 John Zink Company Pilot burner apparatus
US4702691A (en) * 1984-03-19 1987-10-27 John Zink Company Even flow radial burner tip
US4686352B1 (en) * 1984-04-27 1993-12-14 Sunbeam Corporation Electronic pressing iron
US4900244A (en) * 1984-08-29 1990-02-13 John Zink Company Gas flaring method and apparatus
USD290215S (en) * 1984-10-19 1987-06-09 John Zink Company Coffeemaker
USD290218S (en) * 1984-11-13 1987-06-09 John Zink Company Food processor base
USD289600S (en) * 1985-03-21 1987-05-05 John Zink Company Can opener housing
USD289963S (en) * 1985-03-21 1987-05-26 John Zink Company Carving knife housing
USD290889S (en) * 1985-05-31 1987-07-14 John Zink Company Steam iron
US4902484A (en) * 1985-07-18 1990-02-20 John Zink Company Oxygen injector means for secondary reformer
US4661685A (en) * 1985-09-06 1987-04-28 John Zink Company Electronic pressing iron
US4664617A (en) * 1985-11-26 1987-05-12 John Zink Company Method and burner apparatus for flaring inert vitiated waste gases
US4975042A (en) * 1985-11-26 1990-12-04 John Zink Company Method and burner apparatus for flaring inert vitiated waste gases
US4683369A (en) * 1986-02-05 1987-07-28 John Zink Company Hand held electric hair dryer
US4673798A (en) * 1986-04-02 1987-06-16 John Zink Company Dual temperature electric curling iron having a safety shut-off circuit
US4737100A (en) * 1986-04-30 1988-04-12 John Zink Company Duct burner apparatus
US4663849A (en) * 1986-07-21 1987-05-12 John Zink Company Combination can opener/knife sharpener with pivotal mounting
US4952137A (en) * 1986-09-08 1990-08-28 John Zink Company Flare gas burner
US4788918A (en) * 1987-11-20 1988-12-06 John Zink Company Solids incineration process and system
US4798150A (en) * 1987-11-25 1989-01-17 John Zink Company Apparatus for handling ash
EP0317692A1 (de) * 1987-11-26 1989-05-31 Franz Plasser Bahnbaumaschinen-Industriegesellschaft m.b.H. Stopfpickel für Gleisstopfmaschinen
US4838184A (en) * 1988-05-23 1989-06-13 John Zink Company Method and apparatus for disposing of landfill produced pollutants
US4922838A (en) 1988-10-11 1990-05-08 John Zink Company Thermal processor for solid and fluid waste materials
JPH06103083B2 (ja) * 1988-10-14 1994-12-14 日立造船株式会社 ラジアントガスバーナ
US4870910A (en) * 1989-01-25 1989-10-03 John Zink Company Waste incineration method and apparatus
US4901652A (en) * 1989-04-10 1990-02-20 John Zink Company Accumulating and conveying incinerator ash
US5195844A (en) * 1989-10-19 1993-03-23 Oil Stop, Inc. Floating barrier method and apparatus
US5154735A (en) * 1990-03-29 1992-10-13 John Zink Company, A Division Of Koch Engineering Co., Inc. Process for recovering hydrocarbons from air-hydrocarbon vapor mixtures
US5098282A (en) * 1990-09-07 1992-03-24 John Zink Company Methods and apparatus for burning fuel with low NOx formation
US5154596A (en) * 1990-09-07 1992-10-13 John Zink Company, A Division Of Koch Engineering Company, Inc. Methods and apparatus for burning fuel with low NOx formation
JP2613146B2 (ja) * 1991-11-26 1997-05-21 旭化成工業株式会社 スラリー触媒用管型反応器
US5180302A (en) * 1992-02-28 1993-01-19 John Zink Company, A Division Of Koch Engineering Company, Inc. Radiant gas burner and method
US5238395A (en) * 1992-03-27 1993-08-24 John Zink Company Low nox gas burner apparatus and methods
US5195884A (en) * 1992-03-27 1993-03-23 John Zink Company, A Division Of Koch Engineering Company, Inc. Low NOx formation burner apparatus and methods
US5345771A (en) * 1993-03-25 1994-09-13 John Zink Company, A Division Of Koch Engineering Company, Inc. Process for recovering condensable compounds from inert gas-condensable compound vapor mixtures
US5573391A (en) * 1994-10-13 1996-11-12 Gas Research Institute Method for reducing nitrogen oxides
US5718573A (en) * 1994-12-27 1998-02-17 Carrier Corporation Flashback resistant burner
US5688115A (en) * 1995-06-19 1997-11-18 Shell Oil Company System and method for reduced NOx combustion
US5709541A (en) 1995-06-26 1998-01-20 Selas Corporation Of America Method and apparatus for reducing NOx emissions in a gas burner
US5813849A (en) * 1996-08-07 1998-09-29 John Zink Company, A Division Of Koch-Glitshc, Inc. Flame detection apparatus and methods
US5810575A (en) * 1997-03-05 1998-09-22 Schwartz; Robert E. Flare apparatus and methods
US6000930A (en) * 1997-05-12 1999-12-14 Altex Technologies Corporation Combustion process and burner apparatus for controlling NOx emissions
US5951741A (en) * 1998-03-27 1999-09-14 John Zink Company Hydrocarbon vapor recovery processes and apparatus
US6062848A (en) * 1998-05-29 2000-05-16 Coen Company, Inc. Vibration-resistant low NOx burner
JP2002518656A (ja) * 1998-06-17 2002-06-25 ジョン ジンク カンパニー,エルエルシー 低NOx及び低COバーナ並びにその作動方法
US6231334B1 (en) * 1998-11-24 2001-05-15 John Zink Company Biogas flaring unit
US6383461B1 (en) * 1999-10-26 2002-05-07 John Zink Company, Llc Fuel dilution methods and apparatus for NOx reduction
US6383462B1 (en) * 1999-10-26 2002-05-07 John Zink Company, Llc Fuel dilution methods and apparatus for NOx reduction
US6478239B2 (en) * 2000-01-25 2002-11-12 John Zink Company, Llc High efficiency fuel oil atomizer
ATE278153T1 (de) * 2000-03-13 2004-10-15 John Zink Co Llc Wandstrahlungsbrenner mit niedriger nox-emission
US6524098B1 (en) * 2000-05-16 2003-02-25 John Zink Company Llc Burner assembly with swirler formed from concentric components
US6796790B2 (en) * 2000-09-07 2004-09-28 John Zink Company Llc High capacity/low NOx radiant wall burner
US6422858B1 (en) * 2000-09-11 2002-07-23 John Zink Company, Llc Low NOx apparatus and methods for burning liquid and gaseous fuels
US6616442B2 (en) * 2000-11-30 2003-09-09 John Zink Company, Llc Low NOx premix burner apparatus and methods
US6379146B1 (en) * 2001-04-09 2002-04-30 Zeeco, Inc. Flow divider for radiant wall burner
US6464492B1 (en) * 2001-04-26 2002-10-15 John Zink Company, Llc Methods of utilizing boiler blowdown for reducing NOx
US6486375B1 (en) * 2001-05-02 2002-11-26 John Zink Company, Llc Process for recovering hydrocarbons from inert gas-hydrocarbon vapor mixtures
US6565361B2 (en) * 2001-06-25 2003-05-20 John Zink Company, Llc Methods and apparatus for burning fuel with low NOx formation

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