專利名稱：粉碎的固體燃料燃燒器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用包括但是并不局限于氧氣和富氧空氣的氧化劑來燃
燒固體燃料的燃料燃燒器(burner)和方法，特別涉及用于燃燒粉碎 的固體燃料以在用于玻璃、陶瓷材料、金屬制造等的工業(yè)熔爐中來產(chǎn) 生熱量的燃燒器和方法。
然而，本發(fā)明并不限于用于這些工業(yè)熔爐。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn) 識到，本發(fā)明的燃燒器和方法可以用于許多其他燃燒工藝的加熱應(yīng)用 中，包括但是不限制于水泥窯(cement kilns)和蒸汽發(fā)生器(steam generators)。
背景技術(shù)：
用例如氧氣和富氧空氣的氧化劑燃燒固體燃料的固體燃料燃燒器 和方法是已知的。已經(jīng)為不同行業(yè)(例如，玻璃熔融)開發(fā)了各種類 型的這類燃燒器，包括具有供應(yīng)燃料和氧氣的同心或共軸通道的氧-燃料燃燒器。這種燃燒器公開在美國專利5,104,310(Saltin)、 5,743,723 (latrides等人)和6，685,461 ( Rio等人)中。其它這種燃燒器公開在 美國專利3,894,834 (Estes)、 4,797,087 ( Gitman )、 4,902,223 ( Young )、 4,928,605 (S醒等人)、6,843,185 (Taylor)以及美國專利申請公開 2003/0075843 ( Wunsche )中。
例如，在美國專利3,894,834 ( Estes )公開了一種在煤/空氣燃燒 器中軸向設(shè)置的氧-燃料燃燒器以調(diào)節(jié)火焰長度和維持穩(wěn)定性。
美國專利5,743,723 Uatrides等人)公開了 一種三管氧-燃料燃 燒器，包括至少80%氧氣的氧化劑源；外和內(nèi)氧化劑通道，各自都 連接到氧化劑源上；設(shè)置在兩個氧化劑通道之間的燃料運(yùn)送通道；和 調(diào)節(jié)氧化劑通道之間流動的閥門。
美國專利6，685，461 (Rio等人)公開了一種類似于latrides等人 的專利 723中的燃燒器的燃燒器，但是有一些結(jié)構(gòu)和操作上的不同。 例如，燃燒器固定于燃燒器噴火口 (burner quarl);并且控制閥封裝 在燃燒器內(nèi)調(diào)節(jié)兩條氧化劑管之間的氧化劑流動。氧化刑的氧氣濃度 沒有明確限制。
美國專利5,104,310 (Saltin)公開了具有幾種構(gòu)造的氧-燃料燃 燒器，各自需要連接到氧氣接受腔(燃燒器的一部分)的中央氧氣噴 嘴，至少 一個徑向上與中央氧氣噴嘴間隔開的燃料噴嘴以及至少 一個 與中心氧氣噴嘴以更大徑向距離隔開的(相對于燃料噴嘴)的外圍氧 氣噴嘴。幾種變型包括一個或多個以下特征向燃燒器供給氧氣和燃 料的裝置部件是燃燒器的冷卻夾套(cooling jacket);外圍氧氣噴嘴具 有收斂-發(fā)散設(shè)計(converging-diverging design);以及燃料噴嘴僅傳 輸燃料(即，沒有栽氣)。
除了上面提到的氧-燃料燃燒器之外，還為燃燒粉碎的煤和其他
燃料開發(fā)了許多其他的固體燃料燃燒器。這些燃燒器公開在美國專利 4，497，263 ( Vatsky等人)、5，090，339 ( Okiura等人)、6,715,432 ( Tsumura 等人)、6,752,620 (Heier等人)、6,889,619 ( Okazaki等人)以及日本 專利60-194208 ( Takayuki Abe )中。
此外，已經(jīng)發(fā)展了多種裝置以用于燃燒粉碎煤的燃燒器和燃燒 爐，特別是在低負(fù)荷運(yùn)行中。例如，美國專利4,274,343 (Kokkinos) 公開了 一種在低負(fù)荷運(yùn)行下穩(wěn)定燒煤火焰點(diǎn)火的裝置。美國專利 4,448,135 (Dougan等人)和6，475，267 ( Lehn )公開了用于燃燒器的
不同類型的此類裝置。
上述燃燒器和裝置已經(jīng)解決了許多與燃燒固體燃料的燃料燃燒器 和方法相關(guān)的問題。然而，還有許多問題存在，或者沒有得到滿意地解決。
例如，現(xiàn)有技術(shù)中沒有教導(dǎo)燃燒固體燃料的燃燒器和方法其可 以滿意地且同時地獲得穩(wěn)固的火焰穩(wěn)定性、增強(qiáng)的燃燒回落 (turndown )、火焰性質(zhì)的可調(diào)性，以及燃燒性能極其不同的固體燃料， 特別是高揮發(fā)性和低揮發(fā)性固體燃料(包括石油焦炭)的能力。
尤其是在燃燒回落(即降低的燃燒速度)條件下，常規(guī)固體燃料燃 燒器所產(chǎn)生的其它問題包括燃燒器火焰軸動量的弱化、內(nèi)聚 (coherent)火焰結(jié)構(gòu)的喪失以及火焰的縮短。通常，現(xiàn)有技術(shù)中的 燃燒器在整個運(yùn)行期間中不能保持恒定(或者基本恒定)的火焰長度。
存在這樣一些燃料和/或燃燒應(yīng)用，其中氧氣/燃料(所謂的氧/燃 料)燃燒或者富氣空氣/燃料燃燒提供優(yōu)于空氣/燃料燃燒的結(jié)果。雖 然有一些關(guān)于基于氧氣的固體燃料燃燒的現(xiàn)有技術(shù)專利[例如，美國專
利4,928,605 (Suwa等人)和美國專利4,902,223 (Young)]，但這些 專利也在致力于解決氧氣基燃燒的特有挑戰(zhàn)，但并沒有滿意地、全面 地解決上述問題。這些挑戰(zhàn)主要相關(guān)于，但不局限于氧增強(qiáng)的火焰所
離燃燒器組件和高溫氧;強(qiáng)i焰J常是利用水冷夾套完:的l :管: 些夾套名義上保護(hù)燃燒器組件遠(yuǎn)離許多場合下的高溫?fù)p害，但所述夾 套增加了復(fù)雜性和運(yùn)行成本，同時沒有減緩高溫?fù)p害的任何一個主要 原因，所述主要原因是控制流動分布(即燃燒器噴嘴中的流動剖面) 和反應(yīng)物的混合模式。在固體燃料燃燒的情況下，對反應(yīng)物流動分布 和混合的控制不充分，不但會導(dǎo)致高溫?fù)p害，還會帶來固體粒子沖擊 (impingment)以及隨后對燃燒器和燃燒爐組件的腐蝕。
些以及許多其他的問題，希望有一種燃燒器和燃燒方法，其克服現(xiàn)有 技術(shù)中的困難、問題、局限、不利因素以及缺陷，獲得更好、更有利 的結(jié)果。
進(jìn)一步地，希望有一種更高效的用氧化劑燃燒固體燃料的燃燒器 和燃燒方法。
更進(jìn)一步地，希望有一種燃燒固體燃料的燃燒器和方法，其可以 獲得獲得穩(wěn)固的火焰穩(wěn)定性、增強(qiáng)的燃燒回落(turndown)、火焰性質(zhì) 的可調(diào)性以及燃燒性能極其不同的固體燃料，特別是高揮發(fā)性和低揮 發(fā)性固體燃料兩者的能力。
更進(jìn)一步地，希望有一種燃燒固體燃料的燃燒器和方法，與現(xiàn)有 枝術(shù)中燃燒器和方法相比，其可以獲得比具有較低峰值溫度的更長、 更慢的混合火焰。更進(jìn)一步地，希望有一種燃燒固體燃料的燃燒器和方法， 其可以在比現(xiàn)有技術(shù)中的燃燒器和方法通常能達(dá)到燃燒速度更寬的燃
燒速度范圍有效地運(yùn)行。
更進(jìn)一步地，希望有一種燃燒固體燃料的燃燒器和燃燒方法，其 可以增強(qiáng)燃燒器火焰軸向動量、防止在常規(guī)固體燃料燃燒器和燃燒方 法中發(fā)生的內(nèi)聚火焰結(jié)構(gòu)的喪失。
更進(jìn)一步地，希望有一種燃燒固體燃料的燃燒器和燃燒方法，其 可以在降低負(fù)栽的時候有助于燃燒器火焰長度的增加，從而提供一種
在整個運(yùn)行期間保持基本恒定火焰長度的方式。
更進(jìn)一步地，希望有一種燃燒固體燃料的燃燒器和燃燒方法，可 以穩(wěn)定地燃燒低揮發(fā)性固體燃料如石油焦碳。
更進(jìn)一步地，希望有一種燃燒固體燃料的燃燒器和燃燒方法，其 中可以通過控制反應(yīng)物混合性能來調(diào)節(jié)火焰性能。
同樣也希望有一種燃燒固體燃料的燃燒器和燃燒方法，其能夠承 受氧氣增強(qiáng)的或者氧氣燃料燃燒。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明包括燃燒固體燃料的燃燒器和燃燒方法。存在多個所述燃 燒器和燃燒方法的實(shí)施方案，以及這些實(shí)施方案的多種變型。
在燃燒固體燃料的燃燒器第一實(shí)施方案中存在多個元件。第一元 件是含有第一縱軸、第一氧化劑入口和與所述第一氣化劑入口隔開的
第一氧化劑出口的第一氣化劑導(dǎo)管(conduit)。第一氧化劑導(dǎo)管適于 以第 一 流速傳輸氧化劑第 一物流進(jìn)入第 一氧化劑入口并排出第 一氧化 劑出口 ，該氧化劑的氧氣濃度高于約21vol， ％ 。
第二元件是固體燃料導(dǎo)管，具有基本上平行于所述第一縱軸的第 二縱軸、輸入口以及和輸入口隔開的輸出口。固體燃料導(dǎo)管圍繞第一
氧化劑導(dǎo)管從而在第一氧化劑導(dǎo)管和固體燃料導(dǎo)管之間形成第一套管 (annulus)。第 一套管用來傳輸輸運(yùn)氣體和許多固體燃料粒子的混合
物進(jìn)入輸入口并排出輸出口 。
第三元件是第二氧化劑導(dǎo)管，具有基本上平行于所述第二縱軸的 第三縱軸、第二氧化劑入口和與第二氧化劑入口隔開的第二氧化劑出 口。第二氧化劑導(dǎo)管圍繞著所迷固體燃料導(dǎo)管，從而在固體燃料導(dǎo)管 和第二氧化劑導(dǎo)管之間形成第二套管。第二套管適于以第二流速傳輸 氧氣濃度高于大約21vol。/。的所迷氧化劑或者其它氧化劑第二物流， 所述第二物流進(jìn)入第二氧化劑入口并排出第二氧化劑出口 。
第四元件是將輸出口附近的混合物析離(segregating)成鄰近第 一氧化劑導(dǎo)管的該混合物的稀薄部分流和鄰近固體燃料導(dǎo)管的該混合 物的稠密部分流的裝置。所述稠密部分流包含輸運(yùn)氣體與固體燃料的 第一質(zhì)量比，所述稀薄部分流包含輸運(yùn)氣體與固體燃料的第二質(zhì)量 比，該第二質(zhì)量比大于該第一質(zhì)量比。
燃燒期間，排出第 一氧化劑出口的至少 一部分氧化劑第 一物流與
至少一部分稀薄部分流相結(jié)合，從而形成鄰近輸出口的內(nèi)燃燒區(qū)域。 燃燒期間，排出第二氧化劑出口的至少 一部分所述氧化劑或者另 一氧 化劑第二物流同至少一部分的稠密部分流相結(jié)合，從而形成接近內(nèi)燃 燒區(qū)域的外燃燒區(qū)域。
燃燒器第一實(shí)施方案有多種變型。
一種變型中，第一流速和第二 流速的至少之一是可以改變的。在另外一種變型中，第二氧化劑導(dǎo)管 和固體燃料導(dǎo)管基本是同軸的。在又一種變型中，第一氧化劑導(dǎo)管、 固體燃料導(dǎo)管和第二氧化劑導(dǎo)管中的至少兩個是同軸的。
在另一變型中，析離所述混合物的裝置包括鄰近輸出口設(shè)置在的
第一套管內(nèi)的旋渦發(fā)生器(swirl generator)和與旋渦發(fā)生器隔開一定 距離設(shè)置在第一套管內(nèi)、設(shè)置在旋渦發(fā)生器和輸出口之間某一位置的 旋渦溢流管(vortex finder),該旋渦溢流管的水力半徑小于第一套管 的第 一水力半徑(first hydraulic radius )。
這個變型有多個變體。在一種變體中，混合物的析離是通過增加 或者降低旋渦溢流管的水力半徑和旋渦發(fā)生器與旋渦溢流管間距的至 少之一來進(jìn)行調(diào)節(jié)。另一種變體中，旋渦溢流管具有適于與稀薄部分 流和稠密部分流的至少之一相接觸的旋流葉片或者整流導(dǎo)葉。在另外 一種變體中，固體燃料導(dǎo)管的輸出口和旋渦溢流器靠近輸出口的一部 分構(gòu)成了噴嘴尖端結(jié)構(gòu)(nozzle tip profile),而且該噴嘴尖端結(jié)構(gòu)通 過輸出口的向外發(fā)散(outward divergence)和旋渦溢流管靠近輸出口 部分的向內(nèi)收斂(inward convergence)至少之一力口以改變。
在另一變體中，輸出口和第一氧化劑出口兩者基本互相平行，并 且基本在第一平面內(nèi)，該第一平面基本垂直于輸出口處的第二縱軸和 第一氧化劑出口處的第一縱軸，氧化劑第一物流的一部分最初在第一 平面附近接觸混合物的稀薄部分流的一部分。在這一變型的變體中， 所述氧化劑或者另 一氧化劑第二物流的一部分最初在與第一平面隔開 的另一平面附近接觸混合物的稠密部分流的一部分。
所述燃燒器的第二實(shí)施方案類似于燃燒器的第一實(shí)施方案，但另 外包括設(shè)置在第 一氧化劑導(dǎo)管內(nèi)的旋流器(swirier )。
所述燃燒器的第三實(shí)施方案類似于燃燒器的第一實(shí)施方案，但另 外包括具有基本平行于第三縱軸的第四縱軸、輔助氣體入口和與輔助 氣體入口隔開的輔助氣體出口的輔助氣體導(dǎo)管。輔助氣體導(dǎo)管圍繞第
二氧化劑導(dǎo)管，從而形成在第二氧化劑導(dǎo)管和輔助氣體導(dǎo)管之間的第 三套管。第三套管適于以第三流速傳輸進(jìn)入輔助氣體入口并排出輔助 氣體出口的輔助氣體流。
燃燒固體燃料的燃燒方法的第一實(shí)施方案中包含多個步驟。第一 步驟是提供第一氧化劑導(dǎo)管，其具有第一縱軸、第一氧化劑入口和與 第 一氧化劑入口隔開的第 一氧化劑出口 。第二步是通過第 一氧化劑導(dǎo)
管以第一流速傳輸氧氣濃度大于約2lvoi。/。的氧化劑第一物流，所述 第一氧化劑從第一氧化劑入口進(jìn)入，從第一氧化劑出口排出。第三步 是提供固體燃料導(dǎo)管，其具有基本平行于第一縱軸的第二縱軸、輸入 口和與輸入口隔開的輸出口，該固體燃料導(dǎo)管圍繞第一氧化刑導(dǎo)管， 從而在第一氧化劑導(dǎo)管和固體燃料導(dǎo)管之間形成第一套管。第四步是 通過第一套管傳輸輸運(yùn)氣體和許多固體燃料粒子的混合物，該混合物 從輸入口進(jìn)入，從輸出口排出。第五步是提供第二氧化劑導(dǎo)管，其具 有基本平行于第二縱軸的第三縱軸、第二氧化劑入口和與第二氧化劑 入口隔開的第二氧化劑出口 ，該第二氧化劑導(dǎo)管圍繞固體燃料導(dǎo)管， 從而在固體燃料導(dǎo)管和第二氧化劑導(dǎo)管之間形成第二套管。第六步是
通過第二套管以第二流速傳輸氧氣濃度大于約21 vol %的所述氧化劑
或者其它氣化劑第二物流，該第二物流從第二氧化劑入口進(jìn)入，從第 二氧化劑出口排出。第七步是將所述輸出口附近的混合物析離成鄰近 第一氧化劑導(dǎo)管的該混合物的稀薄部分流和鄰近固體燃料導(dǎo)管的該混 合物的稠密部分流，稠密部分流包含輸運(yùn)氣體與固體燃料的第一質(zhì)量 比，稀薄部分流包含輸運(yùn)氣體與固體燃料的第二質(zhì)量比，該第二質(zhì)量 比大于該第一質(zhì)量比。第八步是燃燒至少一部分氧化劑第一物流和至 少一部分稀薄部分流，從而形成鄰近輸出口的內(nèi)燃燒區(qū)域。第九步是 燃燒至少 一部分所述氧化劑或另 一氧化劑第二物流和至少 一部分稠密 部分流，從而形成靠近內(nèi)燃燒區(qū)域的外燃燒區(qū)域。
燃燒固體燃料的燃燒方法的第一實(shí)施方案有多個變型。在一種變 型中，第一流速和第二流速的至少之一是可變的。在另一變型中，第 一氧化劑導(dǎo)管和固體燃料導(dǎo)管基本上是共軸的。在又一變型中，第一 氧化劑導(dǎo)管、固體燃料導(dǎo)管和第二氧化劑導(dǎo)管中的至少兩個是共軸 的。在另外一個變型中，在第一氧化劑導(dǎo)管內(nèi)設(shè)置有旋流器。
在另一變型中，旋渦發(fā)生器靠近輸出口設(shè)置在第一套管內(nèi)，旋渦
溢流管設(shè)置在第一套管內(nèi)、與旋渦發(fā)生器隔開一定距離設(shè)置在旋渦發(fā) 生器和輸出口之間的某一位置上，所述旋渦溢流管的水力半徑小于第 一套管的第一水力半徑。在這個變型的變體中，混合物的析離通過增 加或者降低旋渦溢流管的水力半徑和旋渦發(fā)生器與旋渦溢流管間距的 至少之一來進(jìn)行調(diào)節(jié)。另一種變體中，旋渦溢流管具有適于與稀薄部 分流和稠密部分流的至少之一相接觸的旋流葉片或者整流導(dǎo)葉。在另 外一種變體中，固體燃料導(dǎo)管的輸出口和渦旋探測器靠近輸出口的一 部分形成噴嘴尖端結(jié)構(gòu)，而且該噴嘴尖端結(jié)構(gòu)通過輸出口的向外發(fā)散 和旋渦溢流管靠近輸出口的那 一部分的向內(nèi)收斂至少之一加以改變。
在燃燒固體燃料的燃燒方法另一變型中，所述輸出口和第一氧化 劑出口兩者基本互相平行，并且基本在第一平面內(nèi)，該第一平面基本
垂直于輸出口處的第二縱軸和氧化劑出口處的第一縱軸，并且氧化刑 第一物流的一部分最初在第一平面附近接觸混合物的稀薄部分流的一 部分。在這一變型的變體中，所述氧化劑或者另一氧化劑第二物流的 一部分最初在與第一平面隔開的另一平面附近接觸混合物的稠密部分 流的一部分。
燃燒固體燃料的燃燒方法的第二實(shí)施方案類似于第一實(shí)施方案， 但包括兩個附加的步驟。第一附加步驟是提供具有基本平行于第三縱 軸的第四縱軸、輔助氣體入口和與輔助氣體入口隔開的輔助氣體出口 的輔助氣體導(dǎo)管，該輔助氣體導(dǎo)管圍繞第二氧化劑導(dǎo)管，從而形成第 二氧化劑導(dǎo)管和輔助氣體導(dǎo)管之間的第三套管。第二附加步驟是通過 第三套管以第三流速傳輸輔助氣體，輔助氣體進(jìn)入輔助氣體入口并從 輔助氣體出口排出。
附圖簡述
下面參考附圖，通過實(shí)施例對本發(fā)明加以說明，其中 附

圖1是本發(fā)明一個實(shí)施方案的側(cè)視圖； 附圖2是本發(fā)明一個實(shí)施方案的正視附圖3是例示使用固體燃料旋渦發(fā)生器和旋渦溢流管的本發(fā)明一 個實(shí)施方案的側(cè);現(xiàn)圖。
附圖4A和4B是使用各自都具有相對半徑差的不同旋渦溢流管的
本發(fā)明幾個實(shí)施方案的側(cè)視圖。
附圖5A是使用具有旋流葉片的旋渦溢流管的本發(fā)明一個實(shí)施方
案的側(cè)視圖。
附圖5B是使用具有整流葉片的旋渦溢流管的本發(fā)明一個實(shí)施方 案的側(cè)視圖。
附圖6A是使用具有向內(nèi)收斂尖端的旋渦溢流管的本發(fā)明一個實(shí)
施方案的側(cè)視圖。
附圖6B是使用具有向外發(fā)散尖端的固體燃料噴嘴的本發(fā)明另一
實(shí)施方案的側(cè)視圖。
附圖7是例示本發(fā)明一個實(shí)施方案的固體燃料/外氧化劑界面和兩
個燃燒區(qū)域，即內(nèi)燃燒區(qū)域和外燃燒區(qū)域的示意圖。 附圖8是例示常規(guī)粉碎煤燃燒器的火焰的示意圖。 附圖9是例示常規(guī)粉碎煤燃燒器的旋渦火焰的示意圖。 附圖10是例示夾帶入高動量中心氧化劑射流的粉碎固體燃料的
示意圖；和
附圖11是例示在內(nèi)氧化劑導(dǎo)管內(nèi)使用旋流器的本發(fā)明一個實(shí)施 方案的示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明包括用氧化劑燃燒固體燃料的燃燒器和燃燒方法。這里所 用的術(shù)語"固體燃料"意指任何適合于燃燒目的固體燃料。盡管本發(fā) 明在粉碎煤燃燒器的范圍內(nèi)進(jìn)行討論，但各種類型的煤和其他固體燃 料也可以應(yīng)用于本發(fā)明的燃燒器和燃燒方法。
例如，本發(fā)明可以用于各種含碳燃料，包括但是不局限于無煙 煤、煙煤、亞煙煤、褐煤、焦油、瀝青、石油焦炭、造紙廠污泥固體 物和污水固體物、木材、泥煤、草以及所有這些燃料的組合和混合物。
此處所用的術(shù)語"氧化劑"是指氧氣、富氧空氣或者任何其他氧 氣濃度大于約21體積％的適合氧化劑。 一種可能的氧化劑是用低溫 空氣分離設(shè)備、膜或者吸附過程制備的工業(yè)純氧。這種氧化劑的氧氣 濃度濃度通常大于90體積％。
此處所用的術(shù)語"輔助氣體"是指氧氣濃度與本發(fā)明特定實(shí)施方 案中所用的主要或次要氧化劑中的氧氣濃度不同的氣體或者氣體混合 物(例如，空氣、氮?dú)狻⒀鯕饣蛘呷紵傺h(huán)產(chǎn)物)。
附圖1和2所示的富氧粉碎固體燃料燃燒器10，實(shí)現(xiàn)了增強(qiáng)的燃 燒回落、火焰穩(wěn)定性和火焰溫度、長度以及形狀的控制，特別是對于
低揮發(fā)性的固體燃料而言。該燃燒器包括三條通道一一內(nèi)氧化劑通道
12和圍繞環(huán)形固體燃料/輸運(yùn)氣體通道16的環(huán)形氧化劑通道14。任選 的外套管通道18可以用于輔助氣體。相對于常規(guī)固體燃料燃燒器技 術(shù)，可通過調(diào)節(jié)內(nèi)和外氧化劑流動、控制反應(yīng)物流動分布以及調(diào)節(jié)反 應(yīng)物速度，可以獲得增強(qiáng)的性能。
參照附圖1,氧化劑流20進(jìn)入內(nèi)氧化劑通道12的入口 22,并被 傳輸?shù)降剿鐾ǖ赖某隹?24。該氧化劑(或者另一氧化劑)的另一流 26進(jìn)入環(huán)形氧化劑通道14的入口 28，并被傳輸?shù)剿鐾ǖ赖某隹?30。 任選的輔助氣體流32可從任選的外環(huán)形通道18的入口 34傳輸?shù)剿?述通道的出口 36。輸運(yùn)氣體(例如空氣、氮?dú)?、燃燒再循環(huán)產(chǎn)物、天 然氣、富氧空氣)和固體燃料(例如粉碎煤)的混合物流38進(jìn)入環(huán) 形固體燃料/輸運(yùn)氣體通道16的輸入口 40，并被傳輸?shù)剿鐾ǖ赖妮?出口 42。
如附圖1和3所示，固體燃料分層器(stratifier) 44和分離器 (separator) 46設(shè)置在環(huán)形固體燃料/輸運(yùn)氣體通道16中。固體燃料 分層器和分離器的組合將燃料和輸運(yùn)氣體混合物分成兩個不同性狀的流。
本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到，存在多種實(shí)施分層和分離過程的設(shè)備 和方法(其組合下面稱為析離)。此處所述的實(shí)施方案之一使用旋渦 發(fā)生器作為固體燃料分層器44、旋渦溢流管作為分離器46。旋渦發(fā) 生器利用離心力將固體燃料/輸運(yùn)氣體流分層為外稠密部分流48和內(nèi) 稀薄部分流50，如附圖2和3中所示。稀薄部分流中的固體燃料與輸 運(yùn)氣體的質(zhì)量比低于稠密部分流中的固體燃料與輸運(yùn)氣體的質(zhì)量比。 離心力也影響基于粒子尺寸的分層，使得稠密部分流通常比稀薄部分 流包含更大百分比的粗粒子。
實(shí)現(xiàn)這種析離的一個優(yōu)點(diǎn)在于，由于缺少輸運(yùn)氣體，該氣體否則 將吸收大量的局部可利用的熱能，所以外稠密部分流更快加熱48。因 此，與該流更稀釋時相比，固體燃料中的揮發(fā)物種以更高的速度驅(qū)出 并且燃燒得更加迅速。這樣，燃燒器火焰在靠近燃燒器尖端的位置自 動點(diǎn)火，而且比燃燒器10沒有這種析離能力時內(nèi)在地更穩(wěn)定。也就 是說，燃燒器火焰前部會更接近燃燒器的離開平面形成，并且不太可 能顯示由于工藝擾動而出現(xiàn)的不穩(wěn)定或者熄滅。而且，由于揮發(fā)物質(zhì)
的燃燒靠近燃燒器尖端發(fā)生，因此與揮發(fā)物質(zhì)延遲燃燒相比局部氣態(tài)
環(huán)境更加富含燃料。相對于未析離流，這會有利于減少NOx排放。
稀薄部分流50， 一般由表面積體積比稠密部分流48中存在的粒 子高的更細(xì)小固體粒子組成，鄰近內(nèi)氧化劑流20排出燃燒器10。具 有單位體積高表面積的細(xì)小固體粒子和富氧內(nèi)氧化劑流增強(qiáng)的氧化能 力加速稀薄部分流的燃燒。稀薄部分流的燃燒產(chǎn)物因而貢獻(xiàn)進(jìn)一步有 助于稠密部分流的點(diǎn)火和穩(wěn)定的熱能和化學(xué)活性物種(自由基)。
外稠密部分流48和內(nèi)稀薄部分流50中的固體粒子的析離性能， 可通過改變旋渦溢流管(分離器46)的尺寸和/或徑向設(shè)置來改變， 如附圖4A和4B所示。為例示的目的，附圖4A表示了一種基本情況， 其中旋渦溢流管具有特定的水力半徑，稠密部分流48和稀薄部分流50 的固體粒子與輸運(yùn)氣體的相對質(zhì)量流量比由該基本情況中那些流的陰 影的相對差異加以表示(較黑的陰影代表較高的固體粒子與輸運(yùn)氣體 質(zhì)量流量比)。在附圖4B中所示的實(shí)施方案中，相對于所述基本情況， 旋渦溢流管具有更大的水力半徑。該圖中，稠密部分流48的更高的 固體粒子與輸運(yùn)氣體質(zhì)量流量比用更黑的陰影表示(相對于基本情況 中的稠密部分流48)，而附圖4B中的稀薄部分流50與基本情況中的
稀薄部分流相比也具有更黑的陰影。
此處所用的術(shù)語"水力半徑"等于旋渦溢流管邊界內(nèi)橫截面積與 旋渦溢流管周長的比值的兩倍。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到，分離設(shè)備 (在該情況下指旋渦溢流管)可呈現(xiàn)不同的截面形狀，包括但是不限 制于圓形、橢圓形、多邊形或者其他不規(guī)則形狀或者它們的組合。此 外，固體粒子與輸運(yùn)氣體質(zhì)量流量比的調(diào)節(jié)也可以通過改變分層和分 離設(shè)備的軸向間距d來實(shí)現(xiàn)(參見附圖5A)。
如附圖5A和5B中所示，固體燃料和輸運(yùn)氣體混合物流38 (參 見附圖1)的空氣動力性能可以通過使用在旋渦溢流管(分離器46) 內(nèi)的設(shè)備如旋流葉片52或整流葉片54進(jìn)行改變。附圖5A例示了具 有旋流葉片的旋渦溢流管，而附圖5B例示了具有整流葉片的旋渦溢 流管。旋流葉片用于增加燃料和氧化劑之間的的混合速率，從而縮短 火焰，而整流葉片可以使固體燃料/輸運(yùn)氣體流呈流線型，從而降低混 合速率、降低峰值溫度以及增長火焰。所述葉片，或者類似的設(shè)備， 可用作固體燃料/輸運(yùn)氣體混合物的稀薄部分流50或稠密部分流48，
或者該兩者的流動改變器，從而調(diào)節(jié)反應(yīng)物的混合達(dá)到希望的火焰性
這兩種流(稠密部分流48和稀薄部分流50)的流動和混合性能 也可通過燃燒器10的噴嘴尖端結(jié)構(gòu)的改變而改變，如圖6A和6B中 所示。圖6A例示了旋渦溢流管尖端60向內(nèi)收縮，這使稀薄部分流50 同內(nèi)氧化劑在燃燒器噴嘴出口處更快速地混合。附圖6B例示了固體 燃料噴嘴62的向外發(fā)散，這使流出燃燒器噴嘴的稠密部分流48產(chǎn)生 徑向膨脹，從而導(dǎo)致在燃燒器噴嘴出口下游的逆流或者再循環(huán)流動低 壓核心。這種流動有利于提高火焰的穩(wěn)定性。附圖6A和6B的特點(diǎn)可 以結(jié)合，使噴嘴尖端具有向內(nèi)收縮旋渦溢流管尖端和向外發(fā)散的固體 燃料噴嘴。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到，還可通過調(diào)節(jié)多種反應(yīng)物流的 出口面的相對軸向位置來改變流動和混合性能。
本發(fā)明的 一個重要優(yōu)點(diǎn)在于，通過將內(nèi)和外氧化劑流與稀釋和稠 密部分流相分別混合，來產(chǎn)生兩個不同的燃燒區(qū)域的能力。附圖7例 示了本發(fā)明的一個實(shí)施方案，其中，這個優(yōu)點(diǎn)可通過將內(nèi)稀薄部分流 50徑向向內(nèi)地引導(dǎo)向內(nèi)氧化劑流20而實(shí)現(xiàn)。因此鄰近燃燒器噴嘴出 口產(chǎn)生較小的且穩(wěn)定的內(nèi)火焰64。還形成了外火焰65，其主要包括 稠密部分流48、外氧化劑流26和再循環(huán)燃燒產(chǎn)物66。將旋渦賦予外 火焰，導(dǎo)致形成逆流68區(qū)域。來自該逆流區(qū)域的再循環(huán)材料66直接 與內(nèi)火焰64相互作用，使再循環(huán)材料被加熱和/或點(diǎn)火。隨后該被加 熱(或點(diǎn)火)的再循環(huán)材料再次轉(zhuǎn)向，攜帶其熱能和/或點(diǎn)火源進(jìn)入外 火焰，進(jìn)一步增加外火焰的揮發(fā)物種的釋放速率和燃燒，提高火焰穩(wěn) 定性并降低NOx排放。此外，富燃料的稠密部分流48的外界面從與 富氧氣的外氧化刑流26的相互作用中受益。該界面處的加速加熱進(jìn) 一步提高穩(wěn)定性，同時增加來自外火焰的熱輻射并降低碳攜帶(carbon carryover )。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會意識到可以存在其它使用本發(fā)明混合 反應(yīng)物流的方法，以及可以由其獲得的各種益處。
本發(fā)明一個重要特征是，固體燃料/輸運(yùn)氣體流38與兩個氧化劑 流(20， 26)在兩個不同半徑的兩個界面上接觸。這增加燃料/輸運(yùn)氣 體和氧化劑之間的表面接觸面積，同時也減少氧化劑和燃料互相擴(kuò)散 經(jīng)過的燃料/輸運(yùn)氣體流的有效厚度。這與其中燃料和氧化劑僅共有單 一界面的常規(guī)燃燒器相比，加速了燃料的反應(yīng)。
這種結(jié)構(gòu)的另外一個優(yōu)點(diǎn)在于，改變氧化劑流(20， 26)的流量 和速度，從而控制燃料/輸運(yùn)氣體流38內(nèi)外界面的剪切力。因此，例 如，如果使用低揮發(fā)的固體燃料或者期望得到較短的火焰，那么可將 燃燒器噴嘴出口處內(nèi)和外氧化劑流(20， 26)的速度設(shè)計成不同于與 稀釋和稠密部分流(48， 50)的速度。特別地，如果外氧化劑流26 的速度顯著大于稠密部分流48的速度，且內(nèi)氧化刑流20的速度顯著 小于稀薄部分流50的速度，那么剪切速率將較高，促進(jìn)快速混合和 軸向動量的耗散，結(jié)果獲得較短、穩(wěn)定的火焰。相反，如果要使用高 揮發(fā)性的固體燃料或者預(yù)期得到較低溫度的長火焰，那么燃燒器噴嘴 出口處氧化劑流和燃料流的速度將保持在大致相同的數(shù)量級，從而減 小剪切速率，降低軸向動量的耗散速率和反應(yīng)物混合。
許多現(xiàn)有技術(shù)的固體燃料燃燒器的一個限制在于十分不利的窄燃 料燃燒速率范圍。這通常因為在燃燒回落情況下固體燃料/輸運(yùn)氣體流 軸向動量的破壞而發(fā)生。如圖8中所示，在相對靠近燃燒器噴嘴出口 面72的位置，火焰70傾向于變得非常松散(lazy)，導(dǎo)致火焰結(jié)構(gòu)破 壞。而旋渦74，如附圖9中所示，能夠加入到粉碎燃料/輸運(yùn)氣體流 中以保持內(nèi)聚的火焰結(jié)構(gòu)，這具有縮短和增寬火焰76的增加的效果， 總不總是所需要的。
本發(fā)明通過向內(nèi)氧化劑通道12增加流體而增加火焰動量來在燃 燒回落時保持內(nèi)聚火焰結(jié)構(gòu)。如附圖IO所示，粉碎的固體燃料78被 帶入高動量中央氧化劑射流80中。這個行為加強(qiáng)了燃燒器的火焰結(jié) 構(gòu)，從而使火焰更大地穿透進(jìn)入工藝加熱區(qū)域，而不會屈服于紊流燃 燒環(huán)境中內(nèi)在地難以控制的浮力導(dǎo)致的變形。本發(fā)明的這一方面在喪 失對火焰形狀、長度或者軌跡控制會對工藝安全或效率產(chǎn)生有害影響 的應(yīng)用中特別重要。
本領(lǐng)域技術(shù)人員將會意識到，內(nèi)氧化劑通道12和環(huán)狀氧化劑通 道14之間的氧化劑流速的分歧可以以幾種方法改變。例如，可使用 閥來改變向兩條通道的流動。另一種方法是使用自動流量控制器和兩 個單獨(dú)進(jìn)行控制的計量管線來向兩條通道供應(yīng)氧化劑。
取決于固體燃料性能和工藝限制，有時期望通過使用內(nèi)氧化刑通 道12內(nèi)的旋渴發(fā)生器(或者旋流器)84進(jìn)一步增強(qiáng)火焰穩(wěn)定性，如 附圖11所示。使用時，該內(nèi)氧化劑旋流器84會沿燃燒器軸向產(chǎn)生小
的再循環(huán)區(qū)域，該區(qū)域依靠其量級和位置，通過促進(jìn)粉碎固體燃料的 夾帶和再循環(huán)，以及通過在燃燒器噴嘴出口緊接的下游處增加停留時 間和熱釋放，來幫助固定火焰。
本發(fā)明通過在固體燃料/輸運(yùn)氣體混合物流即將從燃燒器噴嘴排出 之前析離固體燃料/輸運(yùn)氣體混合物流，增加粒子加熱和脫揮發(fā)分速率 以及通過氧化劑流圍繞固體燃料/輸運(yùn)氣體混合物流兩側(cè)，來提高燃燒 器火焰的穩(wěn)定性。此外，通過以可控的方式改變外和內(nèi)氧化劑通道的 氧化劑流量比例，來擴(kuò)大燃燒器燃燒回落范圍。因此，在燃燒回落(即 燃燒速率下降)的情況下，增加內(nèi)與外氧化劑的比例，從而加強(qiáng)燃燒 器火焰的軸向動量，防止在常規(guī)固體燃料燃燒器技術(shù)中發(fā)生的內(nèi)聚火 焰結(jié)構(gòu)的喪失。通過相同的機(jī)理，本發(fā)明也有助于在負(fù)荷降低時增長 火焰。因此，本發(fā)明提供了一種在整個運(yùn)行期間里維持幾乎恒定的火 焰長度的方式。
盡管參照某些具體的實(shí)施方案做了說明描述，但本發(fā)明并不限于 所公開的細(xì)節(jié)。相反，在權(quán)利要求的范疇和等價范圍之內(nèi)，可以進(jìn)行 各種細(xì)節(jié)變化并且不脫離本發(fā)明的精神。
權(quán)利要求
1.一種用于燃燒固體燃料的燃燒器，包括第一氧化劑導(dǎo)管，其具有第一縱軸、第一氧化劑入口和與第一氧化劑入口隔開的第一氧化劑出口，所述第一氧化劑導(dǎo)管適于以第一流速傳輸氧化劑第一物流進(jìn)入第一氧化劑入口和排出第一氧化劑出口，該氧化劑具有大于約21vol％的氧氣濃度；固體燃料導(dǎo)管，其具有基本上平行于第一縱軸的第二縱軸、輸入口和與輸入口隔開的輸出口，該固體燃料導(dǎo)管圍繞所述第一氧化劑導(dǎo)管，從而在第一氧化劑導(dǎo)管和該固體燃料導(dǎo)管之間形成第一套管，所述第一套管適于傳輸輸運(yùn)氣體和多個固體燃料粒子的混合物進(jìn)入輸入口和排出輸出口；第二氧化劑導(dǎo)管，其具有基本上平行于第二縱軸的第三縱軸、第二氧化劑入口和與第二氧化劑入口隔開的第二氧化劑出口，該第二氧化劑導(dǎo)管圍繞所述固體燃料導(dǎo)管，從而在固體燃料導(dǎo)管和第二氧化劑導(dǎo)管之間形成第二套管，所述第二套管適于以第二流速傳輸氧氣濃度大于約21vol％的所述氧化劑或其它氧化劑的第二物流，所述第二物流進(jìn)入第二氧化劑入口和排出第二氧化劑出口；和將輸出口附近的混合物析離成鄰近第一氧化劑導(dǎo)管的該混合物的稀薄部分流和鄰近固體燃料導(dǎo)管的該混合物的稠密部分流的裝置，所述稠密部分流包含輸運(yùn)氣體與固體燃料的第一質(zhì)量比，所述稀薄部分流包含輸運(yùn)氣體與固體燃料的第二質(zhì)量比，該第二質(zhì)量比大于該第一質(zhì)量比，其中，排出第一氧化劑出口的至少一部分氧化劑第一物流在燃燒期間與至少一部分稀薄部分流結(jié)合，從而形成鄰近輸出口的內(nèi)燃燒區(qū)域，和其中，排出第二氧化劑出口的至少一部分所述氧化劑或者另一氧化劑第二物流在燃燒期間和至少一部分稠密部分流結(jié)合，從而形成接近內(nèi)燃燒區(qū)域的外燃燒區(qū)域。
2. 權(quán)利要求l所述的燃燒器，進(jìn)一步包括輔助氣體導(dǎo)管，其具有基本平行于第三縱軸的第四縱軸、輔助氣 體入口和與輔助氣體入口隔開的輔助氣體出口 ，所迷輔助氣體導(dǎo)管圍繞第二氧化劑導(dǎo)管，從而在第二氧化劑導(dǎo)管和輔助氣體導(dǎo)管之間形成 第三套管，所述第三套管適于以第三流速傳輸輔助氣體，所述輔助氣 體進(jìn)入輔助氣體入口并排出輔助氣體出口 。
3. 權(quán)利要求1所述的燃燒器，進(jìn)一步包括設(shè)置在第一氧化劑導(dǎo)管內(nèi)的旋流器。
4. 權(quán)利要求1所述的燃燒器，其中所述用于析離混合物的裝置 包括旋渦發(fā)生器，靠近輸出口設(shè)置在第一套管內(nèi)；和旋渦溢流管，設(shè)置在第一套管內(nèi)，與旋渦發(fā)生器隔開一定距離設(shè)置在旋渦發(fā)生器和輸出口之間某一位置，所述旋渦溢流管的水力半徑小于第一套管的第一水力半徑。
5. 權(quán)利要求4所述的燃燒器，其中通過增加或者降低旋渦溢流 管的水力半徑和旋渦發(fā)生器與旋渦溢流管間距的至少之一來調(diào)節(jié)所述 混合物的析離。
6. 權(quán)利要求4所述的燃燒器，其中所述旋渦溢流管具有適于與 稀薄部分流和稠密部分流的至少之一相接觸的旋流葉片或者整流葉片。
7. 權(quán)利要求4所述的燃燒器，其中所述固體燃料導(dǎo)管的輸出口 和旋渦溢流管靠近輸出口的一部分形成噴嘴尖端結(jié)構(gòu)，該噴嘴尖端結(jié) 構(gòu)通過輸出口的向外發(fā)散和靠近輸出口的旋渦溢流管部分的向內(nèi)收斂 至少之一加以改變。
8. 權(quán)利要求1所述的燃燒器，其中第一流速和第二流速的至少 之一是可變的。
9. 權(quán)利要求1所述的燃燒器，其中第一氧化劑導(dǎo)管和固體燃料 導(dǎo)管基本同軸。
10. 權(quán)利要求1所述的燃燒器，其中第一氧化劑導(dǎo)管、固體燃料 導(dǎo)管和第二氧化劑導(dǎo)管中的至少兩個同軸。
11.權(quán)利要求1所迷的燃燒器，其中所述輸出口和第一氧化劑出 口基本互相平行并且基本在第一平面內(nèi)，所迷第一平面基本垂直于輸 出口處的第二縱軸和第一氧化劑出口處的第一縱軸，且其中，氧化劑第 一物流的 一部分最初在該第 一平面附近與混合物 的稀薄部分流的一部分相接觸。
12.權(quán)利要求11所述的燃燒器，其中所迷氧化劑或者另一氧化劑第二物流的一部分，最初在和該第一平面隔開的另一平面附近與混合 物的稠密部分流的一部分相接觸。
13. —種燃燒固體燃料的方法，包括以下步驟 提供第一氧化劑導(dǎo)管，其具有第一縱軸、第一氧化劑入口和與第一氧化劑入口隔開的第 一 氧化劑出口 ；通過第一氧化劑導(dǎo)管以第一流速傳輸氧氣濃度大于約21vol. %的 氧化劑第 一物流，該第 一氧化劑進(jìn)入第 一氧化刑入口并排出第 一氧化 劑出口 ；提供固體燃料導(dǎo)管，其具有基本平行于第一縱軸的第二縱軸、輸 入口和與輸入口間隔的輸出口 ，固體燃料導(dǎo)管圍繞著第一氧化刑導(dǎo)管 從而在第一氧化劑導(dǎo)管和固體燃料導(dǎo)管之間形成第一套管；通過第一套管傳輸輸運(yùn)氣體和許多固體燃料粒子的混合物，混合 物從輸入口進(jìn)入，從輸出口排出；提供第二氧化劑導(dǎo)管，其具有基本平行于第二縱軸的第三縱軸、第二氧化劑入口和與第二氧化劑入口隔開的第二氧化劑出口 ，第二氧 化劑導(dǎo)管圍繞固體燃料導(dǎo)管從而在固體燃料導(dǎo)管和第二氧化劑導(dǎo)管之 間形成第二套管；通過第二套管以第二流速傳輸氧氣濃度大于約21vol。/。的所述氧 化劑或另 一 氧化劑的第二物流，該第二物流進(jìn)入第二氧化劑入口并排 出第二氧化劑出口；將輸出口附近的混合物析離成鄰近第 一 氧化劑導(dǎo)管的該混合物的 稀薄部分流和鄰近固體燃料導(dǎo)管的該混合物的稠密部分流，所迷稠密 部分流具有輸運(yùn)氣體與固體燃料的第一質(zhì)量比，所述稀薄部分流具有 輸運(yùn)氣體與固體燃料的第二質(zhì)量比，該第二質(zhì)量比大于該第一質(zhì)量比；使至少一部分所述氧化劑第一物流和至少一部分稀薄部分流進(jìn)行 燃燒，從而鄰近輸出口形成內(nèi)燃燒區(qū)域；和使至少 一部分所述氧化劑或另 一氧化劑第二物流和至少一部分的 稠密部分流進(jìn)行燃燒，從而在內(nèi)燃燒區(qū)域附近形成外燃燒區(qū)域。
14. 權(quán)利要求13所述的方法，還包括以下步驟 提供輔助氣體導(dǎo)管，其具有基本平行于第三縱軸的第四縱軸、輔助氣體入口和與輔助氣體入口隔開的輔助氣體出口 ，該輔助氣體導(dǎo)管圍繞第二氧化劑導(dǎo)管從而在第二氧化劑導(dǎo)管和輔助氣體導(dǎo)管之間形成第三套管；通過第三套管以第三流速傳輸輔助氣體流，所述輔助氣體流進(jìn)入 輔助氣體入口并排出輔助氣體出口 。
15. 權(quán)利要求13所述的方法，其中，將旋流器設(shè)置在第一氧化劑導(dǎo)管內(nèi)。
16. 權(quán)利要求13所述的方法，其中，將旋渦發(fā)生器靠近輸出口設(shè) 置在第一套管內(nèi)；和其中將旋渦溢流管設(shè)置在第一套管內(nèi)，與旋渦發(fā)生器隔開一定距 離設(shè)置在旋渦發(fā)生器和輸出口之間某一位置，所述旋渦溢流管的水力 半徑小于第一套管的第一水力半徑。
17. 權(quán)利要求16所述的方法，其中，通過增加或者降低旋渦溢流管的水力半徑和旋渦發(fā)生器與旋渦溢流管間距的至少之一來調(diào)節(jié)所迷 混合物的析離。
18. 權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述旋渦溢流管具有適于與 稀薄部分流和稠密部分流的至少之一相接觸的旋流葉片或者整流葉 片。
19. 權(quán)利要求16所述的方法，其中所述固體燃料導(dǎo)管的輸出口和 旋渦溢流管靠近輸出口的一部分形成噴嘴尖端結(jié)構(gòu)，且所述噴嘴尖端 結(jié)構(gòu)通過輸出口的向外發(fā)散和靠近輸出口的旋渦溢流管部分的向內(nèi)收 斂的至少之一加以改變。
20. 權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述第一流速和第二流速的至少之一是可變的。
21. 權(quán)利要求13所述的方法，其中，所迷第一氧化劑導(dǎo)管和固體燃料導(dǎo)管基本同軸。
22. 權(quán)利要求13所述的方法，其中，所迷第一氧化劑導(dǎo)管、固體燃料導(dǎo)管和第二氧化劑導(dǎo)管中的至少兩個同軸。
23. 權(quán)利要求13所述的方法，其中，輸出口和第一氧化劑出口兩 者基本互相平行，并且基本在第一平面內(nèi)，所述第一平面基本垂直于 輸出口處的第二縱軸和第一氧化劑出口處的第一縱軸，且其中氧化劑第 一物流的一部分最初在該第 一平面附近與混合物的 稀薄部分流的一部分相接觸。
24.權(quán)利要求23所述的方法，其中，所述氧化劑或者另一氧化劑 第二物流的一部分，最初在和所迷第一平面隔開的另一平面附近與混 合物的稠密部分流的一部分相接觸。
全文摘要
一種燃燒器，包括傳輸氧化劑第一物流的第一氧化劑導(dǎo)管；具有輸出口并圍繞第一氧化劑導(dǎo)管的固體燃料導(dǎo)管，從而形成用來傳輸輸運(yùn)氣體和固體燃料粒子混合物的第一套管；圍繞固體燃料導(dǎo)管的第二氧化劑導(dǎo)管，從而形成傳輸所述氧化劑或其它氧化劑流第二物流的第二套管；以及將輸出口附近的混合物析離成稀薄部分流和稠密部分流的裝置。排出第一氧化劑導(dǎo)管的氧化劑第一物流在燃燒期間與稀薄部分流相結(jié)合，從而鄰近輸出口形成內(nèi)燃燒區(qū)域，排出第二氧化劑導(dǎo)管的所述氧化劑或另一氧化劑第二物流在燃燒期間與稠密部分流相結(jié)合，從而形成外燃燒區(qū)域。
文檔編號F23D1/00GK101169243SQ20071018167
公開日2008年4月30日 申請日期2007年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月24日
發(fā)明者F·A·米爾切蒂奇, M·D·達(dá)戈斯蒂尼 申請人:氣體產(chǎn)品與化學(xué)公司