專利名稱：燃燒設(shè)備的制作方法
燃燒設(shè)備 發(fā)明領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種用于燃燒燃料介質(zhì)的燃燒設(shè)備，具體涉及但不限于一種熱 力學(xué)系統(tǒng)，其具有用于燃燒一種或多種較低級(jí)燃料介質(zhì)的燃燒設(shè)備和適合接收 來自該燃燒設(shè)備的熱能的熱力學(xué)設(shè)備。
背景技術(shù)：
已知的熱力學(xué)設(shè)備通常具有含內(nèi)置燃燒室的渦輪。該燃燒室用于燃燒較高 級(jí)燃料，如高產(chǎn)煤(high yielding coal)。結(jié)果，有相當(dāng)多的較低級(jí)資源如低級(jí) 煤、生物質(zhì)、城市垃圾等未得到利用，被視為廢料。這些廢料通常敞開堆放， 往往被看作環(huán)境瘡疤。
煤礦通風(fēng)空氣中的甲烷(CH4)約占煤礦CH4排放量的64X，但難以用作 能源，因?yàn)榭諝怏w積大，而其中的甲垸資源稀薄，且濃度和流量變化不定。煤 礦通風(fēng)空氣中的甲烷濃度低是一個(gè)主要的問題，要緩解該問題，就要在其稀釋 狀態(tài)下進(jìn)行處理，或者將其濃縮到可用于常規(guī)甲垸燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的水平。提高甲 烷濃度的有效技術(shù)目前還沒有出現(xiàn)，但在開發(fā)當(dāng)中，而多數(shù)工作集中在極低濃 度的甲烷的氧化。這些方法不僅復(fù)雜，而且成本效益不高。
甲垸是均質(zhì)(homogonous)氣體，當(dāng)它在空氣中的濃度低至<1 %時(shí)，需 要大量的熱能才能氧化。這通常是這樣完成的，也就是將低濃度甲烷置于>1000 。C的很高溫度下.3秒。甲垸的燃燒機(jī)理總體上可用下式表示
CH4+202=C02+2H20 DH(298)=-802.7千焦/摩爾
這是總的簡化形式，因?yàn)閷?shí)際反應(yīng)機(jī)理涉及許多自由基鏈反應(yīng)。甲烷的燃 燒反應(yīng)可產(chǎn)生CO或C02，具體視反應(yīng)的空氣/甲垸之比而定。 CH4+202=C02+2H20 CH4+3/202=CO+2H20
其他反應(yīng)也有可能存在，如CH4+H2OCO+3H2 2H2 + 02 = 2H20 CO+H20= C02+H2
當(dāng)考慮多步表面反應(yīng)時(shí)，就非常需要研究甲烷催化燃燒的動(dòng)力學(xué)機(jī)理。如 文獻(xiàn)Numerical Studies of Methane Catalytic Combustion inside a Monolith Honeycomb Reactor Using Multi-Step Surface Reactions (在整體式蜂窩型反應(yīng)器 中利用多步表面反應(yīng)的甲垸催化燃燒的數(shù)值研究)，Combustion Science and Technology (燃燒科技)，2000， 150: 27 — 28中所述，該文獻(xiàn)作者在對(duì)整體 式蜂窩型反應(yīng)器中甲烷催化燃燒的數(shù)值研究中利用了 23個(gè)不同的反應(yīng)。當(dāng)考 慮多相反應(yīng)時(shí)，情況將變得更加復(fù)雜。

圖1顯示了以下文獻(xiàn)為甲烷催化氧化提 出的可能的機(jī)理Methane Oxidation over Noble Metal Catalysts as Related to Controlling Natural Gas Vehicle Emissions (與控制天然氣車輛排放相關(guān)的貴金 屬催化劑上的甲垸氧化)，載于Silver JE和Summers編的Catalytic Control of Air Pollution: Mobile and Stationary Sources (對(duì)空氣污染的催化控制移動(dòng)和靜止 源)，美國化學(xué)會(huì)第202屆全國會(huì)議，1991年8月25 — 30日，ACS叢書，第 495巻，第12 — 25頁。在此圖中，"a"表示吸附相，"g"表示氣相。
一般地，催化燃燒是多步過程，涉及反應(yīng)物擴(kuò)散到催化劑表面、吸附到催 化劑上、發(fā)生反應(yīng)以及產(chǎn)物從催化劑表面脫附并通過擴(kuò)散回到體相中。多數(shù)動(dòng) 力學(xué)研究是在甲烷含量超過化學(xué)計(jì)量比的條件下進(jìn)行的，其結(jié)果是，通常發(fā)現(xiàn) 反應(yīng)與氧的濃度無關(guān)?；诩综姆磻?yīng)級(jí)數(shù)通常在0.5與1之間?；罨茈S催 化劑和操作溫度的變化很大。 一般認(rèn)為鉑和鈀是實(shí)現(xiàn)低溫完全氧化的最有效的 催化劑，其他催化劑也已經(jīng)過測試，但活性不及它們。
因此，在削減和利用煤礦通風(fēng)空氣中的甲烷(CH4)的現(xiàn)有和發(fā)展中技術(shù) 領(lǐng)域，特別是CH4氧化領(lǐng)域，需要就技術(shù)可行性、工程應(yīng)用性以及回收CH4 氧化釋放的熱量的可能性解決一個(gè)或多個(gè)問題。
發(fā)明目的
本發(fā)明的目的是提供一種燃燒設(shè)備，它至少能克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的一個(gè) 或多個(gè)缺陷。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種間接點(diǎn)火熱力學(xué)系統(tǒng)，其適合采用較低級(jí) 燃料資源。
發(fā)明概述
因此， 一方面，本發(fā)明涉及用于燃燒一種或多種可燃介質(zhì)的燃燒設(shè)備。該 設(shè)備包括燃燒單元，該單元具有適用于接收所述一種或多種可燃介質(zhì)以在其中 燃燒的燃料進(jìn)口，以及用來讓燃燒形成的燃燒氣體流出所述燃燒單元、為下游 設(shè)備提供熱能的氣體出口。該燃燒單元經(jīng)設(shè)置用于揮發(fā)分釋放反應(yīng)、煤焦燃燒 反應(yīng)和氣相反應(yīng)。
較佳的是，該燃料進(jìn)口經(jīng)設(shè)計(jì)用于接收氣態(tài)和固態(tài)可燃介質(zhì)，該設(shè)備包含 預(yù)熱機(jī)構(gòu)，適用于預(yù)熱氣態(tài)介質(zhì)或所述氣態(tài)介質(zhì)中的任意介質(zhì)。
還較佳的是，該加熱機(jī)構(gòu)經(jīng)設(shè)置用于在燃燒氣體到達(dá)所述下游設(shè)備之前或 之后接收該燃燒氣體。
該設(shè)備可具有安置在所述燃燒單元上游的混合單元。該混合單元適用于混
合氣態(tài)燃料介質(zhì)和來自所述燃燒單元的固態(tài)廢物燃料介質(zhì)，然后將混合介質(zhì)輸 送到燃燒單元。
較佳的是，所述一種或多種燃料介質(zhì)包括低級(jí)煤、生物質(zhì)或城市垃圾形式 的低級(jí)燃料。
更佳的是，所述燃燒單元是窯。所述燃燒單元宜為旋轉(zhuǎn)窯。
所述下游設(shè)備可以是一種熱力學(xué)設(shè)備，其包括壓縮機(jī)、膨脹機(jī)(expander) 以及通過以開放或封閉循環(huán)形式連接該壓縮機(jī)和膨脹機(jī)的熱交換裝置， 一種 可壓縮工作介質(zhì)在該開放或封閉循環(huán)中流動(dòng)。較佳的是，所述燃燒氣體經(jīng)設(shè)置 用來在熱交換裝置處加熱所述工作介質(zhì)。
膨脹機(jī)可釋放廢氣，然后將該廢氣送到燃燒單元或混合單元，用于加熱那 里的介質(zhì)。
所述固態(tài)燃料介質(zhì)宜為低級(jí)煤，所述窯宜適用于將所述煤轉(zhuǎn)化為燃料氣和 灰分，使其形成為副產(chǎn)物如閉孔或開孔球粒，用作輕質(zhì)建材。可加入石灰石，
將任何二氧化硫轉(zhuǎn)化為硫酸鈣。這應(yīng)當(dāng)至少能減少可引起環(huán)境問題的低級(jí)煤的所述氣態(tài)燃料介質(zhì)的一種形式是甲烷氣體。這是特別有利的，因?yàn)榭梢詫?地下礦井中濃度非常低的甲垸很好地利用起來，同時(shí)將其從礦井中清除。
熱交換裝置的一種形式包括第一熱交換器，經(jīng)設(shè)置用于接收來自所述燃燒 單元的所述燃燒氣體。
因此，本發(fā)明的燃燒設(shè)備不僅減少了礦井中的甲烷，利用了廢煤，.而且可
以回收廢能用于發(fā)電。廢煤可在旋轉(zhuǎn)窯內(nèi)與來自抽排氣(drainagegas)和通風(fēng) 空氣中的礦井甲烷一起燃燒，尤其是抽排氣火焰(drainage gas flame)，'可在 穩(wěn)定窯內(nèi)燃燒過程方面發(fā)揮作用。旋轉(zhuǎn)窯具有"開放結(jié)構(gòu)"，這使其可被指定 用于涉及大塊"粘性"燃料和廢物的大規(guī)模焚燒應(yīng)用。
附圖簡要說明
為了使本發(fā)明更容易理解和投入實(shí)施，下面將參考附圖，其中
圖1是有關(guān)甲垸催化氧化的已知反應(yīng)工藝的示意圖2是本發(fā)明熱力學(xué)系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方式的示意圖3是本發(fā)明熱力學(xué)系統(tǒng)的另一個(gè)實(shí)施方式的示意圖4是圖3所示設(shè)備適合用低級(jí)煤和廢甲烷作燃料源的具體形式；
圖5是顯示氣體溫度隨流量比變化的圖線；
圖6是顯示能量百分?jǐn)?shù)隨流量比變化的圖線；
圖7是顯示效率隨流量比變化的圖線；
圖8是顯示廢煤與通風(fēng)空氣之比隨流量比變化的圖線。
發(fā)明詳述
先看圖2,它顯示了本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的熱力學(xué)系統(tǒng)10的框圖。系統(tǒng) 10具有燃燒設(shè)備12和封閉循環(huán)熱力學(xué)設(shè)備14。在此實(shí)施方式中，設(shè)備14用
于為渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力。
設(shè)備14具有用于壓縮工作介質(zhì)的壓縮機(jī)16，在此情況中，所述工作介質(zhì) 是空氣。在同流換熱器20中，利用來自渦輪18的排出空氣預(yù)熱來自壓縮機(jī)16 的壓縮空氣。然后，將經(jīng)預(yù)熱的壓縮空氣送到高溫?zé)峤粨Q器22,壓縮空氣自熱交換器返回渦輪18后發(fā)生膨脹，在渦輪18處供能(功率輸出)做功。在此情 況中，渦輪驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)(未示出)發(fā)電。
燃燒設(shè)備12具有旋轉(zhuǎn)窯24形式的燃燒單元，該旋轉(zhuǎn)窯具有進(jìn)口 26，該 進(jìn)口具有用于進(jìn)料氣的端口和用于進(jìn)料煤的另一個(gè)端口 27。
燃燒單元24中的燃燒氣體從出口 28出來，為高溫?zé)峤粨Q器22提供熱能， 加熱壓縮氣體。然后，壓縮氣體繼續(xù)行進(jìn)到低溫?zé)峤粨Q器，預(yù)熱來自煤礦或產(chǎn) 生甲垸的任何地方的通風(fēng)空氣或抽排空氣(drain air)，然后將其送往煙道。 經(jīng)預(yù)熱的通風(fēng)空氣與來自窯24的固伴廢物在混合單元32中混合，然后在同流 換熱器34處進(jìn)一步加熱混合材料，再將其送入燃燒單元24。
燃燒單元24代表著進(jìn)料煤與經(jīng)預(yù)熱的進(jìn)料氣之間發(fā)生的反應(yīng)，包括揮發(fā) 分釋放、煤焦燃燒和氣相反應(yīng)。利用下面的方程給出的與反應(yīng)溫度相關(guān)的經(jīng)驗(yàn) 關(guān)系式估計(jì)煤焦是否燒去。此關(guān)系適用于任何窯，但對(duì)于具體的窯、操作條件 和進(jìn)料煤，應(yīng)當(dāng)對(duì)其加以修正，以與實(shí)驗(yàn)結(jié)果關(guān)聯(lián)起來。來自窯的產(chǎn)物氣體在 窯出口處視為達(dá)到平衡。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)估算窯的熱損失。有兩種產(chǎn)物離開窯， 一種是熱的燃燒氣體，另一種是包含煤焦和灰分的固體廢物。這些固體廢物用 于預(yù)熱進(jìn)料氣體，具體做法是混合這些固體和氣體，然后再分離；
Xc=—32 + 0.1168xT — 2.596E-5xT2
系統(tǒng)10的凈功率輸出這樣計(jì)算從渦輪產(chǎn)生的功率中減去壓縮機(jī)和風(fēng)扇 所需的功率。效率這樣計(jì)算用凈功率輸出除以進(jìn)料煤和通風(fēng)空氣的熱值之和。
對(duì)于圖示系統(tǒng)，計(jì)算得到的效率是26.1%，其中煤含50%的灰分(熱值 10.1MJ/kg)，通風(fēng)空氣含0.37%的甲烷。
看圖3，所示熱力學(xué)設(shè)備10的第二個(gè)實(shí)施方式基本上類似于圖2所示設(shè) 備，并且相同的部分釆用相同的附圖標(biāo)記。示意圖中所示的一些部分只是象征 性的，用來將該過程分解成更容易顯示的子過程。例如，圖的左邊有該模型采 用的8個(gè)單元，用來再現(xiàn)真窯中存在的不同過程。下面描述該模型如何通過這 些獨(dú)立的單元操作說明窯。
"MIX-100"是指將窯的所有進(jìn)料，即空氣流、煤和液化石油氣(LPG) 混合起來的混合器；
"揮發(fā)分燃燒"是指將煤的揮發(fā)性組分轉(zhuǎn)化為氣相并允許揮發(fā)分與其他
8氣體反應(yīng)的反應(yīng)器。揮發(fā)分的釋放通常是煤燃燒的第一階段，也是唯一可能與 LPG競爭耗氧的階段；
"燒去煤焦"是指在給定反應(yīng)溫度下，估計(jì)將與剩余氧反應(yīng)的煤焦比例 的反應(yīng)器，其中溫度和煤焦燒去比例通過迭代計(jì)算。用下面給出的基于反應(yīng)過 程中所達(dá)峰溫的二次方程估計(jì)煤焦燒去的百分?jǐn)?shù)，其中Xc是煤焦燒去的百分 數(shù)，T是所達(dá)到的溫度，單位為開爾文。該方程完全是經(jīng)驗(yàn)性的，其設(shè)計(jì)基礎(chǔ)
是轉(zhuǎn)化率在低溫下較低(300K時(shí)約為0X)，而在2000K時(shí)達(dá)到100%。該方 程適用于任何窯，但對(duì)于具體的窯、操作條件和進(jìn)料煤，應(yīng)當(dāng)對(duì)其加以修正， 以與實(shí)驗(yàn)結(jié)果關(guān)聯(lián)起來；
Xc=—32 + 0.1168xT — 2.596E-5xT2
"氣體平衡"是指供氣體發(fā)生反應(yīng)，以計(jì)算窯出口處的平衡組成和溫度 的反應(yīng)器。僅當(dāng)窯的進(jìn)料接近化學(xué)計(jì)量比，使得一氧化碳和氫少量產(chǎn)生時(shí)，這 個(gè)操作才有意義。在典型的燃燒條件下，氣體將會(huì)得到充分氧化，形成二氧化 碳和水蒸氣；
"MIX-107"是指重新混合固相和氣相的混合器；
"E-113"是指熱交換器，它從窯轉(zhuǎn)移一些熱量，預(yù)熱正被鼓吹通過窯 的外部夾套的空氣，用作窯內(nèi)額外的燃燒空氣；
"窯HL"是指假想的熱交換器(fictional exchanger)，它代表窯和相 關(guān)管道向大氣中散失的熱。這可用來調(diào)節(jié)窯的出口溫度，使之與通過實(shí)驗(yàn)得到 的數(shù)值相匹配;
"分離器"代表在窯的出口分離來自窯的氣體產(chǎn)物中的固體物質(zhì)。 間接點(diǎn)火渦輪系統(tǒng)構(gòu)成該工藝圖的右半部分。它包含兩個(gè)將熱從窯的氣體 產(chǎn)物轉(zhuǎn)移到壓縮空氣的熱交換器，用來將空氣加熱到所需溫度的頂部燃燒器 (topping combustor)，以及渦輪一壓縮機(jī)組(圖中示為分開的渦輪和壓縮機(jī) 單元)。該圖還包含許多假想的熱交換器，用來表示管道以及設(shè)備的單元部件 的熱損失。頂部燃燒器燒掉壓縮空氣中的甲垸，將渦輪入口溫度保持在目標(biāo)溫 度。該系統(tǒng)的凈功率輸出這樣計(jì)算，即從渦輪產(chǎn)生的功率中減去壓縮機(jī)和風(fēng)扇 所需功率。
通過輸入進(jìn)料流量、溫度和氣體組成的測定值，可調(diào)整該模型，以確定主
9要組件的熱損失、旋轉(zhuǎn)設(shè)備的性能以及使用該模型的未知流速。除了可用來確 認(rèn)系統(tǒng)性能、鑒定實(shí)驗(yàn)設(shè)備中存在的缺陷外，該模型還可用作工具，用來預(yù)計(jì) 實(shí)驗(yàn)設(shè)備在不同操作條件下的性能，為改進(jìn)系統(tǒng)的構(gòu)造進(jìn)行開發(fā)設(shè)計(jì)。
設(shè)備12的燃燒單元24是旋轉(zhuǎn)窯的形式，適合接收已研磨成大小約為6 — 8mm的低級(jí)煤。旋轉(zhuǎn)窯24還經(jīng)過一定的設(shè)計(jì)，使得低級(jí)煤在其中具有較長的 停留時(shí)間和較大的高溫表面積，以確保濃度很低的礦井甲烷燃燒。
因此，圖2和3所示設(shè)備24可用于燃燒廢棄的煤(低級(jí)煤)和礦井廢甲
烷o ,
煤燃燒產(chǎn)生的灰分可加工成有用的副產(chǎn)物，如閉孔或開孔球粒，它是制造 輕質(zhì)建材和沙礫替代品的理想材料。這樣，灰分含量極高的低級(jí)煤燃燒后，產(chǎn) 生的飛灰或礦渣很少或沒有。
可加入石灰石，將任何硫的化合物轉(zhuǎn)化為硫酸鈣。
若適當(dāng)選擇工廠規(guī)模，將礦井通風(fēng)空氣和廢棄物全部利用起來，則可在抑 制溫室效應(yīng)方面帶來最大的效益，因?yàn)樗褂玫氖呛紡U物，若將含碳廢物堆 放在地表，它將發(fā)生自燃，最終變成二氧化碳排放物。由于該系統(tǒng)具有獨(dú)立的 流動(dòng)通道，所以可靈活地改變通風(fēng)空氣與渦輪氣體的流量比例。通過設(shè)定氣體
從高溫?zé)峤粨Q器排出的溫度，即可對(duì)此加以控制。圖4顯示了通風(fēng)空氣與渦輪 氣體的流速比隨主熱交換器出口溫度變化的函數(shù)關(guān)系。此值的實(shí)用范圍是0.5 一2.5，最小值由廢煤的能值決定。
改變窯/渦輪的流量比，就會(huì)改變從通風(fēng)空氣與廢煤得到的能量之比，這 種情況示于圖5，其中顯示了多個(gè)不同的甲垸濃度。圖5還說明了該系統(tǒng)的靈 活性是如何使它用于0% — 100%的通風(fēng)空氣的。這使該系統(tǒng)的性能與礦井的要 求相匹配。在此圖中，甲烷濃度的變化出現(xiàn)在平行于該圖縱坐標(biāo)軸的平面內(nèi)。 甲烷濃度的變化可通過增大煤的流速來補(bǔ)償，而不是改變渦輪/窯的流量比。
若充分利用廢棄物不是主要考慮的問題，則可通過增大窯/渦輪流量比， 減小燃?xì)鉁u輪的尺寸、輸出，從而降低其資本費(fèi)用。由于HTH和燃?xì)鉁u輪在 尺寸上是相關(guān)聯(lián)的，并且是該系統(tǒng)的主要資本費(fèi)用項(xiàng)目，所以對(duì)于給定的通風(fēng) 流速，該系統(tǒng)的總資本費(fèi)用降低了。然而，圖6顯示，窯/渦輪流量比的增大導(dǎo) 致該系統(tǒng)的效率下降，因?yàn)樵诋a(chǎn)生的電量一定的情況下，更多的能量通過窯的同流換熱器跑出去了。
或者，若最大程度利用廢煤是優(yōu)先考慮的問題，則煤的流速也可通過改變 窯/渦輪比例達(dá)到最大。圖7顯示了煤與通風(fēng)空氣的重量比隨窯/渦輪流量比的 變化情況。該圖表明，在沒有通風(fēng)空氣可用或礦井停止運(yùn)行的應(yīng)用中，該設(shè)施 也可通過只用煤的方式運(yùn)行。該系統(tǒng)是治理老礦井廢煤堆的備選工具。
雖然上面已經(jīng)通過示例性實(shí)例對(duì)本發(fā)明作出了說明，但是對(duì)于本領(lǐng)域的技 術(shù)人員來說，對(duì)它們的許多變化和改進(jìn)是顯而易見的，只要不背離下面的權(quán)利 要求書為本發(fā)明設(shè)定的寬闊范圍。
權(quán)利要求
1.用于燃燒一種或多種可燃介質(zhì)的燃燒設(shè)備，其包括燃燒單元，該單元具有適用于接收所述一種或多種可燃介質(zhì)以在其中燃燒的燃料進(jìn)口，以及用來讓燃燒形成的一種或多種燃燒氣體流出所述燃燒單元、為下游設(shè)備提供熱能的氣體出口；該燃燒單元經(jīng)設(shè)置用于揮發(fā)分釋放反應(yīng)、煤焦燃燒反應(yīng)和氣相反應(yīng)。
2. 如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述一種或多種可燃介質(zhì)包括氣態(tài) 燃料介質(zhì)和固態(tài)廢物燃料介質(zhì)，該設(shè)備還包括安置在所述燃燒單元上游的混合單元， 該混合單元適用于混合氣態(tài)燃料介質(zhì)和固態(tài)廢物燃料介質(zhì)，并將其輸送到所述燃燒單 元。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其特征在于，所述下游設(shè)備是一種熱力學(xué)設(shè) 備，其包括壓縮機(jī)、膨脹機(jī)以及通過開放或封閉循環(huán)形式連接該壓縮機(jī)和膨脹機(jī)的熱 交換裝置， 一種可壓縮工作介質(zhì)在該開放或封閉循環(huán)中流動(dòng)。
4. 如權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其特征在于，所述一種或多種燃燒氣體經(jīng)設(shè)置用 來在熱交換裝置處加熱所述工作介質(zhì)。
5. 如權(quán)利要求3或4所述的設(shè)備，其特征在于，膨脹機(jī)可經(jīng)設(shè)置用于釋放廢氣， 然后將該廢氣送到燃燒單元或混合單元，用于加熱那里的介質(zhì)。
6. 如權(quán)利要求3 — 5中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述熱交換裝置包括第 一熱交換器，經(jīng)設(shè)置用于接收來自所述燃燒單元的所述燃燒氣體。
7. 如權(quán)利要求1一6中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，燃料進(jìn)口經(jīng)設(shè)計(jì)用于接 收氣態(tài)和固態(tài)可燃介質(zhì)，該設(shè)備還包括預(yù)熱機(jī)構(gòu)，適用于預(yù)熱氣態(tài)介質(zhì)或所述氣態(tài)介 質(zhì)中的任意介質(zhì)。
8. 如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其特征在于，預(yù)熱機(jī)構(gòu)經(jīng)設(shè)置用于在所述一種或 多種氣體到達(dá)所述下游設(shè)備之前或之后接收所述一種或多種燃燒氣體。
9. 如權(quán)利要求1一8中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述一種或多種可燃介 質(zhì)包括較低級(jí)煤和/或生物質(zhì)和/或城市垃圾形式的較低級(jí)燃料。
10. 如權(quán)利要求2 — 9中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述燃燒單元是窯或 旋轉(zhuǎn)窯。
11. 如權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其特征在于，所述固態(tài)燃料介質(zhì)是較低級(jí)煤， 所述窯或旋轉(zhuǎn)窯適用于將所述煤轉(zhuǎn)化為燃料氣和灰分，使其形成為副產(chǎn)物。
12. 如權(quán)利要求10或11所述的設(shè)備，其特征在于，所述氣態(tài)燃料介質(zhì)是甲烷氣體。
13. 如權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其特征在于，所述甲烷氣體是礦井甲烷，低級(jí)煤是可與礦井甲烷燃燒的廢煤。
14. 如權(quán)利要求10—12中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)窯具有"開 放結(jié)構(gòu)"，用于涉及大塊"粘性"燃料和廢物的大規(guī)模焚燒應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種燃燒設(shè)備(10)，用于燃燒一種或多種可燃介質(zhì)，如礦井甲烷和廢煤。該設(shè)備具有帶燃料進(jìn)口(26，27)和氣體出口(28)的燃燒單元(24)，其中可燃介質(zhì)通過燃料進(jìn)口進(jìn)入燃燒單元以便在其中燃燒，氣體出口供燃燒形成的氣體流出燃燒單元，為下游設(shè)備如渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)(14)提供熱能。該燃燒單元經(jīng)設(shè)置用于揮發(fā)分釋放反應(yīng)、煤焦燃燒反應(yīng)和氣相反應(yīng)。
文檔編號(hào)C10J3/00GK101631845SQ200780051161
公開日2010年1月20日 申請日期2007年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月15日
發(fā)明者P·J·格林 申請人:伊斯泰克股份有限公司