TWI420062B - 採用高溫空氣燃燒技術的反應器 - Google Patents

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TWI420062B
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Tomoyuki Mikuriya
Toshiaki Yoshioka
Ryoichi Kawabata
Eiji Watanabe
Nobuhiro Onda
Takeo Nikkuni
Shuhei Wakamatsu
Susumu Mochida
Tadahiro Araake
Hiroyuki Nakamura
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Chiyoda Corp
Nippon Furnace Co Ltd
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Description

採用高溫空氣燃燒技術的反應器
本發明係有關一種採用高溫空氣燃燒技術的反應器及一適於用在該反應器內的燃料氣燃燒裝置。
日本專利申請案第2005-46753(JP2005-46753A)號公報揭示一採用高溫空氣燃燒技術的習知反應器。用於一採用高溫空氣燃燒技術的反應器內的燃料氣燃燒裝置具有一將燃氣噴入一燃燒室內的燃燒器結構，及交替熱交換式的燃燒空氣供應裝置(下文簡稱燃燒空氣供應裝置)。日本專利申請案第10-205743(JP10-205743A)號公報揭示一用以燃燒低熱量燃料氣例如鼓風爐氣體的燃燒裝置，及用一具可透氣性的再生器(回熱器)來加熱氣體，且設於燃燒空氣供應裝置內以供熱交換。其中顯示的燃燒裝置藉使用一點火燃燒器當引火燃燒器，使用高熱量燃料氣充當燃料氣，來燃燒低熱量燃料氣。所示的引火燃燒器將燃燒空氣與燃料氣一起噴射入反應器內，其中燃燒空氣是由一與一提供燃料氣的燃料氣供應管成同心的設置的燃燒空氣供應管所供應。
引火燃燒器雖是用於當點火燃燒器，但也可用於在例如在緊接著點火之後，反應器內的溫度低至500至600℃時維持穩定的燃燒。當在反應器內的溫度經抵達一高溫後，可將引火燃燒器熄火。然而，低熱量燃料氣並不足以 產生一高溫空氣燃燒狀態。因此，在一連續的供應燃料且藉由再生裝置加熱的燃燒空氣來燃燒該燃料氣的燃料氣燃燒裝置內，自一燃燒器結構噴出的高熱量燃料氣，在一高溫燃燒空間內，與以交替熱交換式的燃燒空氣供應裝置加熱至一高溫的燃燒空氣相混合。
在燃料氣燃燒裝置內，自在使用高熱量燃料氣充當燃料氣的燃燒器結構噴出的高熱量燃料，與以熱交換式的燃燒空氣供應裝置加熱至一高溫的燃燒空氣相混合。低熱量燃料氣可充當燃料氣使用。然而，當低熱量燃料氣被充當燃料氣使用時，需要大量的低熱量燃料氣，且欲將此大量的低熱量燃料氣加熱抵一高溫是相當困難的。因此，在習知的燃料氣燃燒裝置中使用低熱量氣體是相當困難的。
當經以交替熱交換式的燃燒空氣供應裝置加熱的燃燒空氣被供應至燃料氣燃燒裝置時，未燃燒的燃料氣可與待排洩的燃燒廢氣一起被排出。日本專利申請案第9-273741(JP09-273741A)號公報經揭示燃料氣的一噴射開口應比反應器內的燃燒廢氣排洩開口更向內設置。
採用高溫空氣燃燒技術的習知反應器聚焦於產生一高溫空氣燃燒狀態。由於低熱量燃料氣與高熱量燃料氣相較下其熱值太小，因此，一般上並沒有考慮到對在工廠內產生的各種低熱值的低熱量燃料氣施用高溫空氣燃燒技術。當各種燃料氣具有不同的熱值時，在高溫空氣燃燒時無法 完全燃燒，故未燃燒的一氧化碳(CO)需排出。
本發明的一目的是提供一種採用高溫空氣燃燒技術的反應器，可有效的使用低熱量燃料氣及減少廢氣內的CO濃度。
本發明的另一目的是提供一種燃料氣燃燒裝置，當高溫空氣燃燒技術被應用時，可有效的使用低熱量燃料氣。
本發明的再一目的是提供一種燃料氣燃燒裝置，可在沒有降低廢熱回收效能的情形下，減少廢氣內的CO濃度。
依據本發明採用高溫空氣燃燒技術的反應器具有複數的燃料氣燃燒裝置，各包含一連續的將燃料氣噴入燃燒室的燃燒器結構，及一交替熱交換式的燃燒空氣供應裝置。此種燃料氣燃燒裝置稱為連續燃燒及交替熱交換式的燃料氣燃燒裝置。該複數的燃料氣燃燒裝置係以一預定的間隔方式設置。燃燒空氣供應裝置具有兩個通氣開口，其等交替的切換，充當一燃燒廢氣排洩口或一高溫空氣供給口作用。燃燒空氣供應裝置具有一再生裝置及藉將燃燒空氣及廢氣交替的流通過再生裝置，而以再生裝置的顯熱加熱燃燒空氣。一種典型的交替熱交換式的燃燒空氣供應裝置經揭示於日本專利申請案第05-256423(JP05-256423A)號及第06-11121(JP06-11121A)號公報中。交替熱交換式的燃燒空氣供應裝置使用兩個通氣開口的其中一個充當燃 燒廢氣排洩口以將燃燒廢氣經可透氣的再生裝置自燃燒室排出。其使用另一通氣開口充當高溫燃燒空氣供給口，以將經藉該再生裝置的顯熱提升達一高溫的燃燒空氣供應至燃燒室。燃燒空氣一般上是以再生裝置的顯熱加熱抵至少是800℃的高溫。如此加熱抵至少是800℃高溫的部份燃燒空氣可充當待與高熱量燃料氣相混合的預燃空氣來使用。
本發明的燃燒器結構具有一可連續噴射預燃高熱量燃料氣的噴射口及複數可連續噴射低熱量燃料氣的噴射口。高熱量燃料氣及預燃空氣相混合，以形成部分燃燒的高溫預燃高熱量燃料氣，而預燃高熱量燃料氣經由噴射口被連續的噴射入燃燒室內，以預燃該高熱量燃料氣。低熱量燃料氣的該噴射口係在一環繞用以預燃該高熱量燃料氣的噴射口的區域內，相互隔開設置。在低熱量燃料氣抵達燃燒室內的混合起動空間(預燃高熱量燃料氣及燃燒空氣在此空間內相互混合)之前，先利用預燃高熱量燃料氣的熱來預熱該低熱量燃料氣，而後該預燃的高熱量燃料氣及低熱量燃料氣在該混合起動空間內大規模的一起燃燒。為達此目的，需適當的設置用以預燃高熱量燃料氣的噴射口及預燃低熱量燃料氣的噴射口，或是適當的設定該氣口的相對位置關係。燃料氣不只在混合起動空間燃燒，也在高溫空氣燃燒的空間內燃燒。待由交替熱交換式的燃燒空氣供應裝置所供應的燃燒空氣的流速也需適當的設定之。
由於高熱量燃料氣係與預燃空氣相混合，且係部分的 燃燒，故在其抵達燃燒室內的混合起動空間之前，高熱量燃料氣的溫度經被提升。然而，低熱量燃料氣的體積係比高熱量燃料氣的體積大。不同於高熱量燃料氣，藉簡單的將低熱量燃料氣與一般溫度的預燃空氣相混合及讓低熱量燃料氣部分的燃燒，是難以提升低熱量燃料氣的溫度的。為克服此問題點，在本發明中，該低熱量燃料氣的噴射口是環繞該用以預燃高熱量燃料氣的噴射口相互隔開設置，使得低熱量燃料氣可與預燃高熱量燃料氣一起流至混合起動空間。低熱量燃料氣在抵達混合起動空間前經被預燃高熱量燃料氣的熱所加熱。因此，在本發明中，已經由預燃空氣及低熱量燃料氣所加熱的高熱量燃料氣可在混合起動空間內與燃燒空氣相混合，而後有效率的一起燃燒。依據本發明的，即使是採用高溫空氣燃燒技術，也可有效的使用低熱量燃料氣。
尤其是，在本發明的反應器中，交替熱交換式的燃燒空氣供應裝置以每秒80至200公尺(m/sec)的流速供應燃燒空氣及排洩燃燒廢氣。當經由該複數燃料氣燃燒裝置的高溫空氣供給口供應的燃燒空氣的空氣量被界定為Q1而由燃料氣燃燒裝置所供應，待與高熱量燃料氣相混合的預燃空氣的空氣量被界定為Q2時，經確定總空氣量(Q1+Q2)是比燃燒所需的理論空氣量QS大上1.02至110倍，且Q2/(Q1+Q2)的比值是0.011至0.047。當使用上述交替熱交換式的燃燒空氣供應裝置時，如果空氣量及空氣比值係如上述般確定的話，可達到穩定的燃燒且減 低CO濃度，因此可比以前更有效的使用燃氣。其中CO濃度可減低且燃料氣可被有效使用的空氣量及空氣比值的數值範圍，經藉由在應達到一穩定燃燒條件的測試中獲得。因此，針對數值範圍的個別臨界限制加以討論是無意義的。
當該複數低熱量燃料氣的噴射口沿一相對於用以預燃高熱量燃料氣的噴射口的中心界定的假想圓的圓周方向以等距間隔設置時，低熱量燃料氣能以均衡的方式環繞預燃高熱量燃料氣流動。低熱量燃料氣的流動沒有顯著的妨礙或阻擾預燃高熱量燃料氣的流動。因此，可達成穩定的高溫空氣燃燒。
較佳者，用以預燃高熱量燃料氣的噴射口及預燃低熱量燃料氣的噴射口在燃燒室內係比兩個通氣開口更向內伸突。藉此配置，預燃高熱量燃料氣及低熱量燃料氣可簡易的抵達燃燒室內的混合起動空間。因此，低熱量燃料氣可較之前更有效的被應用。在此，用以預燃高熱量燃料氣的噴射口的中心線及任一通氣開口的中心線之間的距離L1，及由兩個通氣開口至用以預燃高熱量燃料氣的噴射口及低熱量燃料氣的噴射口之間的高度L2係被界定成可滿足下列條件。第一條件是由用以預燃高熱量燃料氣的噴射口噴射出的一部份預燃高熱量燃料氣及/或由低熱量燃料氣的噴射口噴射出的一部份低熱量燃料氣應被抑制為，在預燃高熱量燃料氣及低熱量燃料氣抵達混合起動空間之前，不會經由充當燃燒廢氣排洩口的通氣開口排出。第二 條件是由於存有自用以預燃高熱量燃料氣的噴射口噴出的預燃高熱量燃料氣及自低熱量燃料氣的噴射口噴出的低熱量燃料氣的關係，可防止一部分燃燒廢氣被抽入燃燒廢氣排洩口內。當滿足第一條件時，可防止預燃高熱量燃料氣及低熱量燃料氣經由通氣開口排洩及在燃燒室外側燃燒。當滿足第二條件時，流向充當燃燒廢氣排洩口的通氣開口的一部份燃燒廢氣可與燃料氣一起回到混合起動空間再次燃燒，進而抑制存在於燃燒廢氣內的未燃燒氣體(例如CO及H)的排洩量。因此，在反應器內的循環得以提升且在反應器內的溫度可較以前更為均勻化。
較佳者，由上方觀察，兩個通氣開口及用以預燃高熱量燃料氣的噴射口可配置在一線上，其中該用以預燃高熱量燃料氣的噴射口係設於該線的中央。供應燃燒空氣及排洩燃燒廢氣。在此，當以每秒80至200公尺(m/sec)的流速供應燃燒空氣及排洩燃燒廢氣時，用以預燃高熱量燃料氣的噴射口的中心線及任一通氣開口的中心線之間的距離L1較佳者為350至500mm之間，而防火圓柱體部分的高度L2(詳下文)為50至600mm之間。當距離L1決定為350至500mm之間時，兩個通氣開口的中心線之間的距離PCD(其為距離L1的兩倍長)，及各通氣開口的直徑Da可較佳的決定成使得PCD/Da的比值是3至6.5之間。此處，假設在距離PCD是700mm且流速是在80至200公尺/秒的範圍內變動時，PCD/Da比值及流速的可能設定關係是界定為下限對應關係；而假設在距離PC1D是 1000mm且流速是在80至200公尺/秒的範圍內變動時，PCD/Da比值及流速的可能設定關係是界定為上限對應關係，則PCD/Da比值及直徑Da是被設定成使得PCD/Da比值及流速之間的關係是落入一由該下限對應關係及上限對應關係所界定的範圍內。藉此等定義(界定)，上述第一及第二條件得以滿足。預燃高熱量燃料氣及低熱量燃料氣得以在燃燒室內的高溫空氣燃燒空間內穩定的燃燒。
較佳者，燃燒器結構可具有一如下文所述般建構的防火圓柱體部分。在本案中，防火圓柱體部分並不侷限於具有圓形橫截面的圓柱體。防火圓柱體部分在其中央位置具有用以預燃高熱量燃料氣的噴射口及具有一與用以預燃高熱量燃料氣的噴射口相通的預燃室。防火圓柱體部分在預燃室的底部上具有一高熱量燃料氣的噴射口及一預燃空氣的噴射口。防火圓柱體部分也將該複數低熱量燃料氣的噴射口沿一周圍方向成一預定間隔方式設置，以圍繞該用以預燃高熱量燃料氣的噴射口，及將低熱量燃料氣通路設置成圍繞該預燃室及分別與低熱量燃料氣的噴射口相連通。由於燃燒器結構設有此種防火圓柱體部分，故用以預燃高熱量燃料氣的噴射口及預燃低熱量燃料氣的噴射口可以簡單的結構以預定的位置被簡易的配置。
本發明的燃料氣燃燒裝置包含一連續的將燃料氣噴入燃燒室的燃燒器結構，及一交替熱交換式的燃燒空氣供應裝置。交替熱交換式的燃燒空氣供應裝置具有兩個通氣開口，且交替的使用兩個通氣開口的其一充當燃燒廢氣排洩 口及另一通氣開口充當高溫空氣供給口。燃燒空氣供應裝置使用兩個通氣開口的其中一個充當燃燒廢氣排洩口以將燃燒廢氣經可透氣的再生裝置自燃燒室排出。燃燒空氣供應裝置使用另一通氣開口充當高溫燃燒空氣供給口，以供應經藉該再生裝置的顯熱提升達一高溫的燃燒空氣至燃燒室。
在本發明中，預燃空氣可藉自交替熱交換式的燃燒空氣供應裝置排出的燃燒廢氣的熱來加熱。因此，並非是冷的預燃空氣，而是加熱的預燃空氣被供給入燃燒室，進而提升反應器的效能。具體言之，一供預燃空氣通過的預燃空氣通路可設於配置在兩個通氣開口及兩再生裝置之間的兩個流動通路之間，使得可在預燃空氣通路及兩流動通路之間進行熱傳遞。
下文請參見各附圖以對本發明一實施例加以敘述。圖1A及1B分別顯示當為了改良而將一燃料氣燃燒裝置應用在一反應器上時，具有一燃燒器及通氣開口的複合結構1，及在反應器內的反應管P的範例配置。圖2是具有一燃燒器及通氣開口的複合結構1的頂視圖。圖3是具有一燃燒器及通氣開口的複合結構1的部分透視圖。複合結構1具有一燃燒器及通氣開口；其具有可充當一燃燒廢氣排洩口及一高溫空氣供給口來使用的兩個通氣開口2、3，及一燃燒器結構4。通氣開口2、3及燃燒器結構4在結構中 是組合在一起且藉一防火結構性構件5來支撐。
在圖1A及1B中，一反應器本體以標號6標示，其內具有一燃燒室7。反應器本體6具有一底壁(或反應器底板)6a及一頂壁(或反應器天花板)6b，一對沿一橫方向設置的側壁6c、6d，及一對沿一寬度方向設置的側壁6e、6f。反應器本體6的底壁(或反應器底板)6a是藉一支撐結構(未顯示)所支撐。複數的反應管P是設置成貫穿反應器本體6的底壁6a及頂壁6b。在此實施例中，各具有多數反應管(在圖中有12管)的兩反應管排8A、8B以一間隔L相互成平行配置。在此實施例中，反應管在各反應管排中是等距間隔開。易言之，兩相鄰的反應管P、P之間的距離在各反應管排中是大致相等的。在此實施例中，具有一燃燒器及通氣開口的六個複合結構係設置於反應器本體6的底壁6a上。
圖4是沿圖2的線IV-IV截取得的，具有一燃燒器及通氣開口的複合結構1的部分剖視圖，且顯示具有一燃燒器及通氣開口的複合結構1與設於其下方的交替熱交換式的燃燒空氣供應裝置9的一主要部位之間的關係。交替熱交換式的燃燒空氣供應裝置9將燃燒室7的燃燒廢氣，經由兩個流體通路F1、F2及兩個可透氣的再生裝置10、11的其中之一，排出反應器的外側。燃燒空氣供應裝置也沿反應管P的一延伸方向(或軸向方向)，將已經藉再生裝置10或11的顯熱提升達一高溫的燃燒空氣供應至燃燒室7。分別連接至通氣開口2、3的供氣/排氣通路2A、3A係 連接至設於一導管結構(未具體顯示)內的流體通路F1、F2。流體通路F1、F2將流動通過供氣/排氣通路2A,3A的燃燒廢氣導引至再生裝置10、11。其也將經再生裝置10、11加熱的燃燒空氣導引至供氣/排氣通路2A、3A。如圖4所示，導管結構係建構成能以流動通過該兩流體通路F1、F2的燃燒廢氣或燃燒空氣來加熱流動通過一預燃空氣通路19的空氣(詳下文)。導管結構可在預燃空氣通路19及兩流體通路F1、F2之間熱傳遞。藉此結構，燃燒廢氣及燃燒空氣的熱能也可用來加熱預燃空氣，而後該受熱的預燃空氣進入燃燒室7內，藉此提升反應器的效能。
圖4中，通氣開口3係充當一高溫空氣供給口，而通氣開口2充當一燃燒廢氣排洩口，且箭頭顯示流體的流動。哪一再生裝置10、11需用以加熱燃燒空氣，或是兩者均應用於儲存燃燒廢氣的熱能，是純由一可控制設於導管結構中途的切換控制閥12、13的開關的切換控制裝置15來決定。切換閥12、13係用以將再生裝置10、11連接至壓力風扇16及吸力風扇17的任一者。
如圖4所示，當通氣開口3充當高溫空氣供給口而通氣開口2充當燃燒廢氣排洩口使用時，切換控制閥12將再生裝置11連接至壓力風扇16，而切換控制閥13將再生裝置10連接至吸力風扇17。當通氣開口2充當高溫空氣供給口而通氣開口3充當燃燒廢氣排洩口時，切換控制閥12將再生裝置11連接至吸力風扇17，而切換控制閥13 將再生裝置10連接至壓力風扇16。在此實施例中，燃燒空氣藉再生裝置的顯熱加熱至至少是800℃。
燃燒器結構4具有一用以預燃高熱量燃料氣的噴射口20及四個用以預燃低熱量燃料氣的噴射口21。高熱量燃料氣及預燃空氣被相互混合以形成高溫的預燃高熱量燃料氣，且預燃高熱量燃料氣經用以預燃高熱量燃料氣的噴射口20被連續的噴射入燃燒室。低熱量燃料氣經該四個低熱量燃料氣的噴射口21被連續的噴射入燃燒室。用以預燃高熱量燃料氣的噴射口20及該四個低熱量燃料氣的噴射口21係以防火材料一體的形成，以形成一防火圓柱體部分23。防火圓柱體部分23在其中央位置具有用以預燃高熱量燃料氣的噴射口20及具有一與用以預燃高熱量燃料氣的噴射口20相通的預燃室24。防火圓柱體部分23在預燃室24的底部25上具有一高熱量燃料氣的噴射口26及一預燃空氣的噴射口18。在此實施例中，一雙管貫穿底部25。雙管具有一可供預燃空氣流通的外管27，及一可供高熱量燃料氣流通的內管28。外管27及內管28係同心的設置。雖然圖4未顯示，但如圖2所示，一預燃空氣噴嘴29被嵌入外管27末端及內管28末端之間。在預燃室24中，預燃空氣及高熱量燃料氣相混合，以形成部分燃燒的高溫預燃高熱量燃料氣。一部份的預燃高熱量燃料氣是因為預燃空氣的存在而燃燒，但其大部分並未燃燒。在此條件下，預燃高熱量燃料氣抵達燃燒室7內的混合起動空間CA(詳下文)。外管27及內管28延伸進入防火結構 性構件5內。在燃燒之際，高熱量燃料氣經由一高熱量燃料氣(例如天然氣)源(未示)，利用流率控制裝置如節流閥來連續的供應至內管28。
防火圓柱體部分23也將四個低熱量燃料氣的噴射口21沿一周圍方向成一預定間隔方式設置，以圍繞該用以預燃高熱量燃料氣的噴射口20，及將四個低熱量燃料氣通路30設置成圍繞預燃室24及分別與低熱量燃料氣的噴射口21相連通。該四個低熱量燃料氣通路30係連接至四個設置在防火結構性構件5內的低熱量燃料氣延伸通路31。在一工廠內產生的各種低熱量燃料氣利用流率控制裝置如節流閥來連續的供應至低熱量燃料氣延伸通路31。當反應器是一氫產生工廠時，在氫產品經由重組氣體提煉出以淨化氫之後殘留的變質氣體(或是包含氫的淨化氫)可充當低熱量燃料氣使用。在此實施例中，該四個低熱量燃料氣的噴射口21係沿一圓周方向相互成90度的角度間隔設置。其等可在一環繞該用以預燃高熱量燃料氣的噴射口20的區域內相互隔開設置。低熱量燃料氣的噴射口21也可以非等距間隔方式設置。
預燃高熱量燃料氣與由在上述界定的混合起動空間CA(參見圖1)內的通氣開口2或3所供應的燃燒空氣相混合。由噴射口21噴出的低熱量燃料氣先藉預燃高熱量燃料氣加以預熱，而後在抵達燃燒室的混合起動空間之前進行部分燃燒。燃燒器結構各別部分的尺寸及各別氣體及燃燒空氣的噴射速度是設定成，使得在抵達混合起動空間 CA時，預燃高熱量燃料氣及低熱量燃料氣可與混合起動空間CA內的燃燒空氣相混合，然後開始大規模的燃燒。
下文將敘述用以預燃高熱量燃料氣的噴射口20的中心線及任一通氣開口2、3的中心線之間的距離L1，及由兩個通氣開口2、3至用以預燃高熱量燃料氣的噴射口20及低熱量燃料氣的噴射口21之間的高度L2的較佳關係式。較佳者，距離L1及高度L2可被界定成可滿足下列條件。第一條件是由用以預燃高熱量燃料氣的噴射口20噴射出的一部份預燃高熱量燃料氣及/或由低熱量燃料氣的噴射口21噴射出的一部份低熱量燃料氣應被抑制為，在預燃高熱量燃料氣及低熱量燃料氣抵達位於高溫燃燒空間下方的混合起動空間CA之前，不會經由充當燃燒廢氣排洩口的通氣開口2或3排出。本文中，「高溫燃燒空間」乙詞表示一設置得比混合起動空間為高，其內是藉高溫空氣來燃燒的空間。第二條件是由於存有自用以預燃高熱量燃料氣的噴射口20噴出的預燃高熱量燃料氣及自低熱量燃料氣的噴射口21噴出的低熱量燃料氣的關係，可防止一部分燃燒廢氣被抽入燃燒廢氣排洩口內。當距離L1被界定成可滿足上述第一及第二條件時，流向充當燃燒廢氣排洩口的通氣開口的一部份燃燒廢氣可與燃料氣一起回到高溫燃燒空間再次燃燒，進而抑制存在於燃燒廢氣內的未燃燒氣體(例如CO及H)的排洩量。
具體言之，應以每秒80至200公尺的流速供應燃燒空氣及排洩燃燒廢氣，而用以預燃高熱量燃料氣的噴射口 20的中心線及任一通氣開口2、3的中心線之間的距離L1應為350至500mm之間，防火圓柱體部分23的高度應為50至600mm之間。此外，L1/L2的比值應在1至10之間。尤其是，當L1/L2的比值是介於2至5的範圍內時，少許數量的燃燒廢氣會在燃燒室7內循環，而後再次燃燒。此再循環現象可有效的降低燃燒廢氣內的CO量。較佳者，兩個通氣開口2、3的中心之間的距離PCD(其為距離L1的兩倍；即PCD=2L1)，及各通氣開口的直徑Da可設定成，使得PCD/Da的比值是在3至6.5之間。藉此種數據設定，預燃高熱量燃料氣及低熱量燃料氣在高溫空氣燃燒空間內的穩定燃燒是可期待的。
下文將敘述上述數據設定的理由。
圖5A及5B分別顯示依據一分析模式的模擬來分析的燃燒狀態，其中設定以每秒80至200公尺的流速供應燃燒空氣及排洩燃燒廢氣，距離L1是500mm，而防火圓柱體部分23的高度L2分別是0mm(無圓柱體部分)及200mm。將圖5A與圖5B相比較下，可知當沒有圓柱體部分23(L2=0mm)時，一部份的燃料氣被抽入通氣開口內。下列圖表顯示圓柱體部分23的高度尺寸及排放出的燃燒廢氣內的CO濃度。
由圖表1可知，當防火圓柱體部分23的高度L2是400mm時，CO濃度減少。就實務觀點上，高度L2較佳者可在50至600mm的範圍內。防火圓柱體部分的較佳高度是取決於如何為減少的CO濃度決定一目標值。當防火圓柱體部分23的高度是50mm時，與當高度是0mm時的相較，CO濃度至少是減少30%.就實務觀點上此水平也是足夠的。圖表1沒有指出L2大於600mm的高度。當高度L2進一步增加時，一部分流向充當燃燒廢氣排洩口的通氣開口之燃燒廢氣並未隨燃料氣一起回流到高溫空氣燃燒空間以供再燃燒。因此，高度L2最高限制在600mm。
圖6A,6B及6C分別顯示以圖5的同一條件下模擬，在燃燒室7內的氣體流動。如圖所示，當防火圓柱體部分23的高度是200mm或400mm時，會發生一現象(再循環)，其中將被抽入燃燒廢氣排洩口的燃燒廢氣會隨著燃料氣的流動回流。當防火圓柱體部分23的高度是600mm時，再循環現象難以發生，且大部分的燃燒廢氣開始被排洩。當沒有防火圓柱體部分23時，一部份的燃料氣經由燃燒廢氣排洩口直接排出，而CO濃度顯著的增加。
當用以預燃高熱量燃料氣的噴射口20的中心線及任一通氣開口2或3的中心線之間的距離L1太短或太長時，由於防火圓柱體部分23的存在所獲得的效應是難以達成的，即是再循環現象不太可能會發生。距離L1的適 當數值範圍是350至500mm之間。此數值範圍設定是經實驗確認而決定的，在實驗中，PCD/Da的較佳比值是介於3至6.5(其中PCD代表兩個通氣開口2、3的中心之間的距離，比距離L1大上兩倍(PCD=2L1)且Da為各通氣開口的直徑)，且L1/L2的較佳比值是1至10之間。
圖7所示的曲線C1、C2及C3分別顯示在下列條件下PCD/Da的可能設定關係：其中防火圓柱體部分23的高度是200mm；距離PCD(=2L1)是700mm、870mm及1000mm；及在距離PCD係固定的情形下，供應燃燒空氣及排洩燃燒廢氣的流速是在80至200m/sec(公尺/秒)的範圍內變化。曲線C1顯示當距離PCD是700mm且流速是在80至200公尺/秒的範圍內變動時，PCD/Da比值及流速的可能設定的下限對應關係。在下限對應關係下方的區域R1中，即是在顯示下限對應關係的曲線C1的下方區域R1中，當燃料氣及空氣相互接近時，其等被快速的混合，藉此造成加速的燃燒且增加燃燒廢氣內的Nox。曲線C3顯示當距離PCD是1000mm且流速是在80至200公尺/秒的範圍內變動時，PCD/Da比值及流速的可能設定的上限對應關係。在圖7中，一垂直延伸的直線SL1顯示當燃燒廢氣在通氣開口處的流速是定速在80m/sec，且距離PCD是在700至1000mm的範圍內變動時，PCD/Da比值的可能設定的適當範圍。在直線SL1左側及曲線C3上方的區域R2中，燃料氣及空氣並未充分的相混合，因此造成不穩定的燃燒。此外，在圖7中，一垂直延伸的直線 SL2顯示當燃燒廢氣在通氣開口處的流速是定速在200m/sec，且距離PCD是在700至1000mm的範圍內變動時，PCD/Da比值的可能設定的適當範圍。在直線SL2右側的區域R4中，流速甚快且火焰很有可能會被吹掉，因此造成不穩定的燃燒。曲線C2顯示PCD/Da比值及流速的關係式掉落在由該下限對應關係及該上限對應關係所界定的一範圍內。當PCD/Da比值及流速的關係式掉落在由區域R1、R2及R4所界定的區域R3時，上述第一及第二條件即滿足，且優良的燃燒得以達成。當防火圓柱體部分23的高度被改變時，圖7所示的趨勢也被仔細的觀察紀錄。
當考慮到以有效的方式使用低熱量燃料氣時，再循環現象的發生並不必然的重要。易言之，有鑑於低熱量燃料氣的有效使用，只需可靠的加熱低熱量燃料氣且讓其在高溫燃燒空間內燃燒即已足夠。將高熱量燃料氣先早期的與預燃空氣相混合且使其部分燃燒。因此，當高熱量燃料氣抵達高溫空氣燃燒空間內的混合起動空間CA時，其溫度經被提升至一預定溫度。然而，低熱量燃料氣的體積係比高熱量燃料氣的體積大。不同於高熱量燃料氣，藉簡單的將低熱量燃料氣與預燃空氣相混合及讓低熱量燃料氣部分的燃燒，是難以提升低熱量燃料氣的溫度的。之後，在此實施例中，低熱量燃料氣的噴射口21是在一環繞該用以預燃高熱量燃料氣的噴射口20的區域內相互隔開設置，使得低熱量燃料氣可隨著預燃高熱量燃料氣的流動，流至 高溫空氣燃燒空間內的混合起動空間CA。低熱量燃料氣在抵達混合起動空間前經被預燃高熱量燃料氣的熱加熱。因此，由於預燃空氣而部分燃燒的高溫高熱量燃料氣，及低熱量燃料氣係與燃燒空氣在高溫空氣燃燒空間內的混合起動空間CA內相混合，而後在該處有效的燃燒。在此實施例中，即使是採用高溫空氣燃燒技術，也可在不致影嚮到高溫燃燒的情形下，有效的利用低熱量燃料氣。
尤其是，如此實施例一般，當該低熱量燃料氣的噴射口21沿一相對於用以預燃高熱量燃料氣的噴射口20的中心界定的假想圓的圓周方向以等距間隔設置時，低熱量燃料氣能以均衡的方式環繞預燃高熱量燃料氣流動。低熱量燃料氣的多數流動沒有顯著的妨礙或阻擾預燃高熱量燃料氣的流動。因此，可達成穩定的高溫空氣燃燒。
在圖1所示的反應器實施例中，當交替熱交換式的燃燒空氣供應裝置9以每秒80至200公尺(m/sec)的流速供應燃燒空氣及排洩燃燒廢氣時，燃燒廢氣內的CO排洩量得以減少，且可依據下文所述般決定燃燒空氣及預燃空氣的空氣比值，而得以更有效的使用燃料氣。燃料氣燃燒裝置所用的獨特條件係與上述模擬中所採用的相同。
較佳者，當經由該複數燃料氣燃燒裝置的高溫空氣供給口2、3供應的燃燒空氣的空氣量被界定為Q1，而由燃料氣燃燒裝置所供應，待與高熱量燃料氣相混合的預燃空氣的空氣量被界定為Q2時，總空氣量(Q1+Q2)可能是比燃燒所需的理論空氣量QS大上1.02至1.10倍，且Q2/ (Q1+Q2)的比值是0.011至0.047。當使用上述燃料氣燃燒裝置時，經模擬及測試/試驗證實，藉如上述般界定空氣量及空氣比值，可達到穩定的燃燒，因此可減少CO的排洩量及提升燃氣的有效使用。
圖8是一圖表，顯示在Q2/(Q1+Q2)的預燃空氣比值是0、0.0038、0.0075、0.011、0.015、0.023、0.035及0.047，且(Q1+Q2)/Qs的空氣比值λ是可變的條件下，經被觀察到的燃燒狀態。由該圖表可知，為了達到圖8中以一圓形符號○所示的穩定的燃燒，總空氣量(Q1+Q2)較佳者是比燃燒所需的理論空氣量QS大上1.02至1.10倍，且Q2/(Q1+Q2)的比值可為0.011至0.047之間，其中Q1表示燃燒空氣的空氣量，而Q2表示待與來自燃料氣燃燒裝置的高熱量燃料氣相混合的預燃空氣的空氣量。此外，由圖8可知，在該數值範圍中，圖8的三角形符號△顯示有可能會發生的不完全燃燒或不穩定燃燒，而圖8的打叉符號×顯示經發生的不完全燃燒或不穩定燃燒。當不完全或不穩定的燃燒傾向於發生時，燃燒廢氣內的CO濃度會增加。此外，當不完全或不穩定的燃燒發生時，燃燒廢氣內的CO濃度會進一步增加。
在上述燃燒條件中，經確認可獲得目標效率的至少60%的輻射部分熱效率η。輻射部分熱效率η係藉η=Qd/Qf×100=(Qf-Qw-Q1)/Qf×100計算出，其中Qf代表一燃燒量，Qd為在輻射部分內的吸收熱量，Qw為來自反應器的壁的輻射量，而Q1為被廢氣所帶走的熱量。
當增加所需的燃料氣燃燒裝置的數量以達成高溫空氣燃燒，上述燃燒條件也適用，可在當反應器的燃燒室擴大時，依據燃燒室的尺寸而決定。
產業利用性
依據本發明，總空氣量(Q1+Q2)被界定為比燃燒所需的理論空氣量QS大上1.02至1.10倍，且Q2/(Q1+Q2)的比值被界定為0.011至0.047，其中，經由該複數燃料氣燃燒裝置的高溫空氣供給口所供應的燃燒空氣的空氣量被界定為Q1，而由燃料氣燃燒裝置所供應，待與高熱量燃料氣相混合的預燃空氣的空氣量被界定為Q2。因此，可達到穩定的燃燒，藉此減少CO排洩量且提升燃料氣有效的使用。
依據本發明的燃料氣燃燒裝置，高熱量燃料氣與預燃空氣相混合且部分燃燒；在該低熱量燃料氣抵達高溫空氣燃燒空間內的混合起動空間之前，先利用高溫的預燃高熱量燃料氣的熱來加熱該低熱量燃料氣；預燃的高熱量燃料氣及預燃的低熱量燃料氣在混合起動空間內與燃燒空氣相混合；且該高熱量燃料氣及低熱量燃料氣大規模的一起燃燒。因此，燃料氣可有效的燃燒。依據本發明，當採用高溫空氣燃燒技術時，也可在不致影嚮到高溫燃燒的情形下，有效的利用低熱量燃料氣。此外，依據本發明，藉使用一獨特的燃燒器結構可大幅減少燃燒廢氣內的CO濃度。
1‧‧‧複合結構
2‧‧‧通氣開口
2A‧‧‧供氣/排氣通路
3‧‧‧通氣開口
3A‧‧‧供氣/排氣通路
4‧‧‧燃燒器結構
5‧‧‧防火結構性構件
6‧‧‧反應器本體
6a‧‧‧底壁/反應器底板
6b‧‧‧頂壁/反應器天花板
6c‧‧‧側壁
6d‧‧‧側壁
6e‧‧‧側壁
6f‧‧‧側壁
7‧‧‧燃燒室
8A‧‧‧反應管排
8B‧‧‧反應管排
9‧‧‧燃燒空氣供應裝置
10‧‧‧再生裝置
11‧‧‧再生裝置
12‧‧‧切換控制閥
13‧‧‧切換控制閥
15‧‧‧切換控制裝置
16‧‧‧壓力風扇
17‧‧‧吸力風扇
18‧‧‧預燃空氣的噴射口
19‧‧‧預燃空氣通路
20‧‧‧噴射口
21‧‧‧噴射口
23‧‧‧防火圓柱體部分
24‧‧‧預燃室
25‧‧‧預燃室的底部
26‧‧‧噴射口
27‧‧‧外管
28‧‧‧內管
29‧‧‧預燃空氣噴嘴
30‧‧‧低熱量燃料氣通路
31‧‧‧低熱量燃料氣延伸通路
CA‧‧‧混合起動空間
L‧‧‧間隔
L1‧‧‧預燃高熱量燃料氣的噴射口的中心線及任一通氣開口的中心線之間的距離
L2‧‧‧由通氣開口至用以預燃高熱量燃料氣的噴射口及低熱量燃料氣的噴射口之間的高度
P‧‧‧反應管
C1‧‧‧曲線
C2‧‧‧曲線
C3‧‧‧曲線
F1‧‧‧流體通路
F2‧‧‧流體通路
R1‧‧‧區域
R2‧‧‧區域
R3‧‧‧區域
R4‧‧‧區域
SL1‧‧‧垂直延伸的直線
SL2‧‧‧垂直延伸的直線
圖1A及1B分別顯示當為了改良而將一燃料氣燃燒裝置應用在一反應器上時，具有一燃燒器及通氣開口的複合結構，及在反應器內的反應管的範例配置。
圖2是具有一燃燒器及通氣開口的複合結構的頂視圖。
圖3是具有一燃燒器及通氣開口的複合結構的部分透視圖。
圖4是具有一燃燒器及通氣開口的複合結構的部分剖視圖，且顯示具有一燃燒器及通氣開口的複合結構與設於其下方的交替熱交換式的燃燒空氣供應裝置之間的關係。
圖5A及5B分別顯示依據一分析模式的模擬來分析的燃燒狀態，其中設定以每秒80至200公尺的流速供應燃燒空氣及排洩燃燒廢氣，距離L1是500mm，而防火圓柱體部分的高度L2分別是0mm及200mm。
圖6A、6B及6C分別顯示在燃燒室內的模擬的氣體流動。
圖7顯示當在通氣開口處的流速是在80至200公尺/秒的範圍內變動時，PCD/Da及流速的可能設定關係。
圖8是一圖表，顯示當空氣比值及預燃空氣比值變動時的燃燒狀態。
1‧‧‧複合結構
2‧‧‧通氣開口
2A、3A‧‧‧供氣/排氣通路
3‧‧‧通氣開口
4‧‧‧燃燒器結構
5‧‧‧防火結構性構件
9‧‧‧燃燒空氣供應裝置
10、11‧‧‧再生裝置
12、13‧‧‧切換控制閥
15‧‧‧切換控制裝置
16‧‧‧壓力風扇
17‧‧‧吸力風扇
18‧‧‧預燃空氣的噴射口
19‧‧‧預燃空氣通路
20、21‧‧‧噴射口
23‧‧‧防火圓柱體部分
24‧‧‧預燃室
25‧‧‧預燃室的底部
26‧‧‧噴射口
27‧‧‧外管
28‧‧‧內管
30‧‧‧低熱量燃料氣通路
31‧‧‧低熱量燃料氣延伸通路
L1‧‧‧預燃高熱量燃料氣的噴射口的中心線及任一通氣開口的中心線之間的距離
L2‧‧‧由通氣開口至用以預燃高熱量燃料氣的噴射口及低熱量燃料氣的噴射口之間的高度
F1‧‧‧流體通路
F2‧‧‧流體通路

Claims (14)

  1. 一種採用高溫空氣燃燒技術的反應器，具有一燃燒室及複數以一預定的間隔方式設置的燃料氣燃燒裝置，該複數的燃料氣燃燒裝置各包含：一燃燒器結構，連續的將燃料氣噴入該燃燒室內，及一交替熱交換式的燃燒空氣供應裝置，該燃燒空氣供應裝置具有兩個通氣開口，及具有可透氣的再生裝置，該燃燒空氣供應裝置使用該兩個通氣開口的其中一個充當一燃燒廢氣排洩口，以將燃燒廢氣經該再生裝置自該燃燒室排洩出，及使用另一通氣開口充當一高溫空氣供給口，以將經以該再生裝置的顯熱提升達一高溫的燃燒空氣供給該燃燒室，該兩個通氣開口交替的切換，充當燃燒廢氣排洩口或高溫空氣供給口，該燃燒器結構具有一用以預燃高熱量燃料氣的噴射口及複數低熱量燃料氣的噴射口，該低熱量燃料氣的噴射口是在一環繞該用以預燃高熱量燃料氣的噴射口的區域內相互隔開設置，其中高熱量燃料氣及預燃空氣相混和以形成部分燃燒的高溫的預燃高熱量燃料氣，該預燃高熱量燃料氣係經由該用以預燃高熱量燃料氣的噴射口被連續的噴射入該燃燒室，而該低熱量燃料氣係經由該複數低熱量燃料氣的噴射口被連續的噴射入該燃燒室；在該低熱量燃料氣抵達該燃燒室內預燃的高熱量燃料氣及燃燒空氣開始相互混合的混合起動空間之前，先利用 預燃的高熱量燃料氣的熱來預熱該低熱量燃料氣，而後該預燃的高熱量燃料氣及低熱量燃料氣在該混合起動空間內大規模地一起燃燒；交替熱交換式的燃燒空氣供應裝置以每秒80至200公尺的流速供應燃燒空氣及排洩燃燒廢氣；及當經由該複數燃料氣燃燒裝置的高溫空氣供給口所供應的燃燒空氣的空氣量被界定為Q1，而由該燃料氣燃燒裝置所供應，待與高熱量燃料氣相混合的預燃空氣的空氣量被界定為Q2時，總空氣量(Q1+Q2)是比燃燒所需的理論空氣量QS大上1.02至1.10倍，且Q2/(Q1+Q2)的比值是0.011至0.047。
  2. 如申請專利專利範圍第1項的採用高溫空氣燃燒技術的反應器，其中：在該燃料氣燃燒裝置中，用以預燃高熱量燃料氣的噴射口的中心線及任一通氣開口的中心線之間的距離L1，及由兩個通氣開口至用以預燃高熱量燃料氣的噴射口及低熱量燃料氣的噴射口之間的高度L2係被界定成，使得由用以預燃高熱量燃料氣的噴射口噴射出的一部份預燃高熱量燃料氣及/或由低熱量燃料氣的噴射口噴射出的一部份低熱量燃料氣應被抑制為，在預燃高熱量燃料氣及低熱量燃料氣抵達混合起動空間之前，不會經由充當燃燒廢氣排洩口的通氣開口排出，且由於存有自用以預燃高熱量燃料氣的噴射口噴出的預燃高熱量燃料氣及自低熱量燃料氣的噴射口噴出的低熱量燃料氣的關係，可防止一部分燃燒廢 氣被抽入燃燒廢氣排洩口內。
  3. 如申請專利專利範圍第2項的採用高溫空氣燃燒技術的反應器，其中：該燃料氣燃燒裝置的燃燒器結構具有一防火圓柱體部分，該防火圓柱體部分在其中央位置具有用以預燃高熱量燃料氣的噴射口及具有一與用以預燃高熱量燃料氣的噴射口相通的預燃室；該防火圓柱體部分也將該複數低熱量燃料氣的噴射口沿一周圍方向成一預定間隔方式設置，以圍繞該用以預燃高熱量燃料氣的噴射口，及將低熱量燃料氣通路設置成圍繞該預燃室及分別與低熱量燃料氣的噴射口相連通；及該防火圓柱體部分另在該預燃室的底部上具有一高熱量燃料氣的噴射口及一預燃空氣的噴射口。
  4. 如申請專利專利範圍第2項的採用高溫空氣燃燒技術的反應器，其中：高度L2是在50至600mm之間。
  5. 如申請專利專利範圍第4項的採用高溫空氣燃燒技術的反應器，其中：該兩個通氣開口及用以預燃高熱量燃料氣的噴射口係配置在一線上，其中該用以預燃高熱量燃料氣的噴射口係設於該線的中央；距離L1是在350至500mm之間；一介於兩個通氣開口的中心之間，為距離L1的兩倍長的距離PCD，及各通氣開口的直徑Da係設定成使得 PCD/Da比值是在3至6.5之間；及假設在距離PCD是700mm且流速是在80至200公尺/秒的範圍內變動時，PCD/Da比值及流速的可能設定關係是界定為下限對應關係；而假設在距離PCD是1000mm且流速是在80至200公尺/秒的範圍內變動時，PCD/Da比值及流速的可能設定關係是界定為上限對應關係，則PCD/Da比值及直徑Da是被設定成使得PCD/Da比值及流速之間的關係是落入一由該下限對應關係及上限對應關係所界定的範圍內。
  6. 一種燃料氣燃燒裝置，包含：一燃燒器結構，連續的將燃料氣噴入燃燒室內，及一交替熱交換式的燃燒空氣供應裝置，該燃燒空氣供應裝置具有兩個通氣開口及具有可透氣的再生裝置，該燃燒空氣供應裝置使用該兩個通氣開口的其中一個充當燃燒廢氣排洩口，以將燃燒廢氣經該再生裝置自該燃燒室排洩出，及使用另一通氣開口充當一高溫空氣供給口，以將經藉該再生裝置的顯熱提升達一高溫的燃燒空氣供應至該燃燒室，該兩個通氣開口交替的切換以充當該燃燒廢氣排洩口或高溫空氣供給口，該燃燒器結構具有一用以預燃高熱量燃料氣的噴射口及複數低熱量燃料氣的噴射口，該低熱量燃料氣的噴射口是在一環繞該用以預燃高熱量燃料氣的噴射口的區域內相互隔開設置，其中高熱量燃料氣及預燃空氣被相混合，以形成部分燃燒 的高溫預燃高熱量燃料氣，預燃高熱量燃料氣經由用以預燃高熱量燃料氣的噴射口被連續的噴射入該燃燒室，且低熱量燃料氣經由該複數低熱量燃料氣的噴射口被連續的噴射入該燃燒室；在該低熱量燃料氣抵達該燃燒室內預燃的高熱量燃料氣及燃燒空氣開始相互混合的混合起動空間之前，先利用預燃的高熱量燃料氣的熱來預熱該低熱量燃料氣，而後該預燃的高熱量燃料氣及低熱量燃料氣在該混合起動空間內大規模地一起燃燒。
  7. 如申請專利專利範圍第6項的燃料氣燃燒裝置，其中：該複數低熱量燃料氣的噴射口是沿一相對於用以預燃高熱量燃料氣的噴射口的中心界定的假想圓的圓周方向以相互成等距間隔的方式設置。
  8. 如申請專利專利範圍第6項的燃料氣燃燒裝置，其中：用以預燃高熱量燃料氣的噴射口及預燃低熱量燃料氣的噴射口在該燃燒室內係比兩個通氣開口更向內伸突。
  9. 如申請專利專利範圍第8項的燃料氣燃燒裝置，其中：用以預燃高熱量燃料氣的噴射口的中心線及任一通氣開口的中心線之間的距離L1，及由兩個通氣開口至用以預燃高熱量燃料氣的噴射口及低熱量燃料氣的噴射口之間的高度L2係被界定成，使得由用以預燃高熱量燃料氣的 噴射口噴射出的一部份預燃高熱量燃料氣及/或由低熱量燃料氣的噴射口噴射出的一部份低熱量燃料氣應被抑制為，在預燃高熱量燃料氣及低熱量燃料氣抵達該混合起動空間之前，不會經由充當燃燒廢氣排洩口的通氣開口排出，且由於存有自用以預燃高熱量燃料氣的噴射口噴出的預燃高熱量燃料氣及自低熱量燃料氣的噴射口噴出的低熱量燃料氣的關係，可防止一部分燃燒廢氣被抽入燃燒廢氣排洩口內。
  10. 如申請專利專利範圍第7項的燃料氣燃燒裝置，其中：該燃燒器結構具有一防火圓柱體部分，該防火圓柱體部分在其中央位置具有用以預燃高熱量燃料氣的噴射口及具有一與用以預燃高熱量燃料氣的噴射口相連接的預燃室；該防火圓柱體部分也將該複數低熱量燃料氣的噴射口沿一周圍方向成一預定間隔方式設置，以圍繞該用以預燃高熱量燃料氣的噴射口，及將低熱量燃料氣通路設置成圍繞該預燃室及分別與低熱量燃料氣的噴射口相連通；及該防火圓柱體部分另在該預燃室的底部上具有一高熱量燃料氣的噴射口及一預燃空氣的噴射口。
  11. 如申請專利專利範圍第9項的燃料氣燃燒裝置，其中：高度L2是在50至600mm之間。
  12. 如申請專利專利範圍第6項的燃料氣燃燒裝置， 其中：該兩個通氣開口及用以預燃高熱量燃料氣的噴射口係配置在一線上，其中該用以預燃高熱量燃料氣的噴射口係設於該線的中央；距離L1是在350至500mm之間；一介於兩個通氣開口的中心之間，為距離L1的兩倍長的距離PCD，與各通氣開口的直徑Da係決定成使得PCD/Da的比值是在3至6.5之間；及假設在距離PCD是700mm且流速是在80至200公尺/秒的範圍內變動時，PCD/Da比值及流速的可能設定關係是界定為下限對應關係；而假設在距離PCD是1000mm且流速是在80至200公尺/秒的範圍內變動時，PCD/Da比值及流速的可能設定關係是界定為上限對應關係，則PCD/Da比值及直徑Da是被設定成使得PCD/Da比值及流速之間的關係是落入一由該下限對應關係及上限對應關係所界定的範圍內。
  13. 如申請專利專利範圍第6項的燃料氣燃燒裝置，其中：預燃空氣是藉由該交替熱交換式的燃燒空氣供應裝置排出的燃燒廢氣的熱來加熱。
  14. 如申請專利專利範圍第13項的燃料氣燃燒裝置，其中：該交替熱交換式的燃燒空氣供應裝置具有一供預燃空氣通過的預燃空氣通路，該預燃空氣通路係設於配置在兩 個通氣開口及兩再生裝置之間的兩個流動通路之間，使得可在預燃空氣通路及兩流動通路之間進行熱傳遞。
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