專利名稱：遠(yuǎn)距離分段輻射壁爐燃燒器的構(gòu)造和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及遠(yuǎn)距離分段輻射壁爐燃燒器構(gòu)造，更具體地，涉及將二次燃?xì)鈬娮爝h(yuǎn)離輻射壁燃燒器噴嘴設(shè)置，從而降低NOx的生成。
背景技術(shù)：
輻射壁爐燃燒器是公知的，且已經(jīng)在重整和裂解操作等中使用多年。輻射壁燃燒器通常包括由環(huán)形耐火磚包圍的中央燃燒氣體-空氣混合物燃燒器管，其適于插入爐壁中的開口中。燃燒器噴嘴沿與耐火磚的內(nèi)表面大體平行且鄰近的方向排放燃料氣體-空氣混合物。燃料氣體-空氣混合物的燃燒使得耐火瓦的表面例如向處理管散熱，從而避免了在處理管上不期望的火焰沖擊。輻射壁燃燒器通常沿爐壁安裝成幾行。這種類型的構(gòu)造通常設(shè)計成從包括輻射壁燃燒器矩陣的壁面向處理提供均勻的熱輸入。政府當(dāng)局不斷實(shí)行更嚴(yán)格的環(huán)境排放標(biāo)準(zhǔn)，這限制了諸如氮氧化物(NOx)的氣體污染物的量。這些標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)致分段或二次燃料燃燒器設(shè)備和方法的發(fā)展，其中在第一區(qū)域中燃燒所有空氣和一些燃料，而在第二下游區(qū)域中燃燒其余的燃料。在這種分段燃料燃燒器設(shè)備和方法中，第一區(qū)域中過量的空氣用作稀釋劑，其降低了燃燒氣體的溫度從而降低了 NOx的形成。期望地，爐廢氣用作稀釋劑，以降低燃燒二次燃料的溫度從而降低了 NOx的形成。同樣，也已經(jīng)發(fā)展了分段輻射壁燃燒器的設(shè)計，其中燃燒器徑向燃燒燃料氣體和空氣的一次貧燃料混合物，并且分段燃料立管向該段頂端供應(yīng)二次燃料。二次燃料噴嘴的位置可根據(jù)燃燒器的制造和類型而變化，但是它們通常位于燃燒器頂端的中央或者在頂端周圍附近。盡管已經(jīng)改進(jìn)了分段輻射壁燃燒器和爐設(shè)計從而生成包含低水平污染物的燃燒氣體，但是還需要其他改進(jìn)。因此，需要改進(jìn)使用輻射壁燃燒器燃燒燃料氣體和空氣從而生成具有低的污染物水平的燃燒氣體的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種輻射壁爐燃燒器構(gòu)造，在具有壁、底部和燃燒器構(gòu)造的輻射壁爐中，采用多行或多列或多行多列的多個輻射壁燃燒器，該輻射壁燃燒器具有基本垂直于爐壁上的縱向軸線并安裝到爐壁上，各輻射壁燃燒器都將可燃的燃料氣體-過量空氣混合物沿相對于其縱向軸線的徑向向外方向引入與耐火瓦相鄰的燃燒區(qū)中，改進(jìn)包括一組二次燃料氣體噴嘴，用于將二次燃料氣體噴入爐中與廢氣在爐中混合并且與過量的空氣一起燃燒，降低燃燒的燃料氣體的溫度，并減少NOx的形成，和用于將二次燃料氣體引入所述二次燃料氣體噴嘴中的裝置，所述二次燃料氣體噴嘴布置成與輻射壁燃燒器分開且遠(yuǎn)離，從而所述二次燃料氣體不會被來自輻射壁燃燒器的燃料氣體-空氣混合物包住或包圍，以使得二次燃料氣體在與燃料氣體-空氣混合物混合之前與爐中的廢氣混合。在優(yōu)選布置中，爐壁至少基本豎直，且輻射壁燃燒器在行和列中大致平行且大致均勻地間隔開，并且二次燃料氣體噴嘴排成單行，使各噴嘴都直接位于上一行的輻射壁燃燒器的下方。在另一優(yōu)選構(gòu)造中，輻射壁燃燒器大致平行，在行和列中的燃燒器大致均勻地間隔開，且上面行和下面行的二次燃料氣體噴嘴位于輻射壁燃燒器的下方，其中上面行的各噴嘴都直接位于上一行中一個燃燒器的下方，且其中下面行的各噴嘴都位于其直接上方的噴嘴的水平位置之間的中途。在又一優(yōu)選構(gòu)造中，輻射壁燃燒器彼此中途偏離成為交錯定位，且二次燃料氣體噴嘴排成直接位于輻射壁燃燒器下方的單行或兩行，使各噴嘴布置成延續(xù)該交錯定位。在又一構(gòu)造中，二次燃料氣體噴嘴的第一行位于所有的輻射壁燃燒器的下方，且二次燃料氣體噴嘴的第二行大致位于多行輻射壁燃燒器上方的中間位置。在另一優(yōu)選布置中，二次燃料氣體噴嘴還位于爐底上，且該爐可包括底部燃燒器 (也稱作爐膛燃燒器)，在底部上可具有或者沒有二次燃料氣體噴嘴。 優(yōu)選地，二次燃料氣體噴嘴具有至少一個燃料供應(yīng)開口的頂端，該開口設(shè)計成以相對于噴嘴的縱軸成向上的角度噴射燃料氣體。更具體地，二次燃料氣體噴嘴具有多個燃料供應(yīng)開口。本發(fā)明還提供了一種用于在輻射壁燃燒爐中燃燒燃料的方法，包括(a)向沿著爐壁布置成多行的各輻射壁燃燒器提供燃料氣體和空氣的貧燃料混合物；(b)使該混合物從各輻射壁燃燒器越過爐壁徑向向外流動，從而使得該混合物包含過量空氣且以相對較低溫度燃燒，并且由此形成具有低NOx含量的廢氣；和(c)從二次燃料氣體噴嘴供應(yīng)二次燃料氣體，用于將二次燃料氣體與廢氣在爐中混合且與來自輻射壁燃燒器的過量空氣燃燒，降低燃燒的燃料氣體的溫度，并減少NOx的形成，所述二次燃料氣體噴嘴定位為與輻射壁燃燒器分開且遠(yuǎn)離，從而所述二次燃料氣體不會被來自燃燒器的燃料氣體和空氣混合物包住或包圍，以使得二次燃料氣體在與來自所述燃燒器的所述燃料氣體和空氣的混合物混合之前與爐中的廢氣混合。在閱讀了下面結(jié)合附圖的優(yōu)選實(shí)施例后，本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易地明白本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)。


圖1示出了使用傳統(tǒng)分段的氣流形式，其中二次燃料氣體處于各燃燒器的中央。圖2示出了本發(fā)明的氣流形式，其具有燃料氣體的遠(yuǎn)距離分段形式。圖3是在輻射燃料氣體點(diǎn)火爐壁上的優(yōu)選的遠(yuǎn)距離分段燃燒器構(gòu)造。圖4A-4D示出了在輻射燃料氣體點(diǎn)火爐壁上的另一優(yōu)選的遠(yuǎn)距離分段構(gòu)造。圖5A-5F示出了遠(yuǎn)距離分段構(gòu)造，其在具有和沒有底部燃燒器的爐底上包括附加的二次燃料氣體排放噴嘴。圖6是在本發(fā)明中使用的優(yōu)選的二次燃料氣體排放噴嘴的側(cè)視圖。圖7是圖6的二次燃料氣體排放噴嘴的俯視圖。圖8是比較采用和不采用本發(fā)明的遠(yuǎn)距離分段技術(shù)的試驗(yàn)爐的NOx排放物的曲線圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的優(yōu)選輻射壁爐燃燒器構(gòu)造采用多行多個輻射壁燃燒器和一排二次燃料氣體噴嘴，該輻射壁燃燒器包括環(huán)形耐火磚且燃燒燃料氣體貧燃料氣體-空氣混合物，該輻射壁燃燒器以規(guī)則的間隔與爐壁相連，并且所述一排二次燃料氣體噴嘴以隔開和遠(yuǎn)離所述輻射壁燃燒器的方式布置，并具有用于將二次燃料氣體引入二次燃料氣體噴嘴中的裝置，且其中二次燃料氣體構(gòu)成了由燃料氣體-空氣混合物和二次燃料氣體供應(yīng)給燃燒區(qū)的總?cè)剂系慕^大部分。優(yōu)選地，二次燃料氣體噴嘴位于與多行輻射壁燃燒器相鄰的爐壁上或爐底上或者兩者上，且將二次燃料氣體引到多個位置，包括從輻射壁燃燒器的燃燒區(qū)的相對側(cè)的位置。結(jié)果，降低了離開爐的燃燒氣體中NOx的水平?，F(xiàn)在參考附圖，圖1示出了傳統(tǒng)的分段燃料輻射壁燃燒器10的燃燒器列11。分段燃料輻射壁燃燒器10包括輻射壁燃燒器頂端12，向其提供一次燃料氣體和空氣的燃料氣體貧混合物。二次燃料氣體立管14向二次燃料氣體頂端16供應(yīng)燃料氣體。二次燃料氣體頂端16通常位于輻射壁燃燒器頂端12的中央(如圖1所示)，或者位于輻射壁燃燒器頂部12周邊的周圍。如圖1所示，從燃燒器頂端12排出的燃料氣體-空氣流形成屏障 (barrier) 18和20并包住或包圍二次燃料氣體22。在二次燃料氣體22周圍的燃料氣體-空氣屏障18和20阻止帶走足夠的廢氣M而導(dǎo)致NOx排放物的增加。在本發(fā)明的遠(yuǎn)距離分段燃料技術(shù)中，除去了來自或鄰近各輻射壁燃燒器10的二次燃料氣體。相反，在較遠(yuǎn)位置將二次燃料氣體注入爐中。如圖2所示，通過將二次燃料氣體移動到例如位于燃燒器列11下方的遠(yuǎn)距離二次燃料氣體噴嘴26，二次燃料氣體22能夠在與燃燒區(qū)觀中的燃料氣體-空氣混合物18混合之前與爐廢氣M混合。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過使用一個或多個位于較遠(yuǎn)位置且提供二次燃料氣體的遠(yuǎn)距離二次燃料氣體噴嘴26，與現(xiàn)有技術(shù)的輻射壁燃燒器設(shè)計相比，可降低NOx排放物，并改善了火焰質(zhì)量。參考圖3，示出了本發(fā)明的改進(jìn)的輻射壁爐燃燒器構(gòu)造，其總體上用附圖標(biāo)記30 表示。多個輻射壁燃燒器10的多行32插在爐壁31中。輻射壁燃燒器10沿徑向跨過爐壁 31的表面排放燃料氣體-空氣混合物。來自壁的輻射熱以及來自熱氣體的熱輻射傳遞到例如為熱傳遞設(shè)計的處理管或其他處理設(shè)備。向各輻射壁燃燒器10供應(yīng)一次燃料氣體和空氣的混合物，其中空氣的流速大于相對于一次氣體的化學(xué)計量法流速。優(yōu)選地，空氣的流速在用于完成燃燒一次和二次燃料氣體所需的化學(xué)計量流速的約105%至約120%的范圍內(nèi)。二次燃料氣體通過二次燃料氣體噴嘴沈排進(jìn)爐中。圖3的燃燒器構(gòu)造示出了排成一行32的二次燃料氣體噴嘴沈，每個二次燃料氣體噴嘴都位于輻射壁燃燒器的列34的下方。二次燃料氣體噴嘴沿著大體朝向輻射壁燃燒器的方向排放燃料氣體，下面將詳細(xì)地解釋。在圖4A-4D中示出了優(yōu)選形式的附加示例。多行輻射壁燃燒器10可大致平行，在列34中燃燒器10可大致均勻地間隔開，且二次燃料氣體噴嘴沈可排成單獨(dú)一行32，各噴嘴如圖3所示直接位于上一行中輻射壁燃燒器10的下方，或者如圖4A所示與上一行中輻射壁燃燒器10偏離。如圖4B所示，在另一優(yōu)選構(gòu)造中，輻射壁燃燒器10大致平行地排成多列，在列34中輻射壁燃燒器10大致均勻地間隔開，且位于輻射壁燃燒器10下方的二次燃料氣體噴嘴26排成兩行，即上面行36和下面行38，其中上面行36的各二次燃料氣體噴嘴位于上一行燃燒器的下方，且其中下面行38的各二次燃料氣體噴嘴位于其直接上面行 36中的二次燃料氣體噴嘴的水平位置之間的中途。在如圖4C所示的又一優(yōu)選構(gòu)造中，輻射壁燃燒器10彼此中途偏離，形成菱形圖案并使二次燃料氣體噴嘴沈位于輻射壁燃燒器的下方而延續(xù)該圖案。在又一優(yōu)選構(gòu)造中，如圖4D所示，約一半的輻射壁燃燒器10在排和列 40中大致均勻地間隔開，二次燃料氣體噴嘴沈的一行42直接位于下方。其余輻射壁燃燒器10位于二次燃料氣體噴嘴的行42下方并布置成多列44。二次燃料氣體噴嘴沈的第二行46位于燃燒器列44的直接下方。上面描述了輻射壁燃燒器10和二次燃料氣體噴嘴沈連接到其上的爐壁31，該壁基本為豎直的，但應(yīng)理解所述壁也可以與豎直成一角度或者所述壁可以是水平的?，F(xiàn)在參考圖5A-5F，示出了本發(fā)明的二次燃料氣體噴嘴沈的，具有及沒有底部燃燒器M (也稱作爐膛燃燒器)的替換結(jié)構(gòu)。參考圖5A和5B，將多行多個輻射壁燃燒器10 插入爐壁31中。如前所述，燃燒器10沿越過爐壁31表面的方向排放燃料氣體-空氣混合物。向各輻射壁燃燒器供應(yīng)一次燃料氣體和空氣的混合物，其中空氣的流速大于相對于一次氣體的化學(xué)計量方法流速，即，空氣流速在化學(xué)計量流速的約105%至約120%的范圍內(nèi)。二次燃料氣體通過位于多列輻射壁燃燒器10下方的二次燃料氣體噴嘴沈排進(jìn)爐中。 此外，二次燃料氣體噴嘴26布置在爐底中，以提供混合有過量空氣和爐廢氣的附加二次燃料氣體，從而生成低的NOx水平。現(xiàn)在參考圖5C和5D，示出了輻射壁燃燒器10和二次燃料氣體噴嘴沈的類似結(jié)構(gòu)。此外，將燃料氣體和過量空氣混合的底部燃燒器M設(shè)置在壁31附近，且二次燃料氣體噴嘴26向輻射壁燃燒器和底部燃燒器排放燃料氣體，從而二次燃料氣體容易地混合有爐廢氣和過量空氣，以生成低的NOx水平?，F(xiàn)在參考圖5E和5F，未設(shè)有向輻射壁燃燒器和底部燃燒器排放燃料氣體的二次燃料氣體噴嘴26，而是在爐底中設(shè)置附加的二次燃料氣體噴嘴，以與由底部燃燒器生成的爐廢氣和過量空氣混合，從而生成低的NOx水平。因此，現(xiàn)在本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解，在根據(jù)本發(fā)明的輻射壁氣體燃燒器爐中可采用輻射壁燃燒器10和分離且遠(yuǎn)距離的二次燃料氣體噴嘴的多種組合，從而降低爐廢氣中的NOx水平。在本發(fā)明的構(gòu)造和方法中可使用任何的輻射壁燃燒器。本領(lǐng)域的技術(shù)人員熟知輻射壁燃燒器的設(shè)計和操作?？刹捎玫妮椛浔谌紵鞯氖纠?但并不限于)1993年1月 19日授予^Awartz等人的美國專利No. 5，180，302中描述的壁燃燒器，和由Venizelos等人在2001年9月7日提出的美國專利申請序列號No. 09/949，007題目為“High Capacity/ Low NOx Radiant Wall Burner (大容量/低NOx輻射壁燃燒器)”中描述的壁燃燒器，這兩個公開結(jié)合于此作為參考。優(yōu)選地，流過輻射壁燃燒器的總的燃料氣體-空氣混合物占供應(yīng)到燃燒區(qū)觀的總?cè)剂系牡陀诩s80%。二次燃料噴嘴沈插入穿過爐壁和底部，延伸進(jìn)爐內(nèi)部約1到約12英寸。優(yōu)選地在從約20到約50磅/平方英寸的范圍內(nèi)的壓力下供應(yīng)燃料氣體。在圖6和7中示出的二次燃料氣體噴嘴沈具有頂端16，其中具有二次燃料氣體供應(yīng)開口 48，用于將二次燃料氣體引入爐空間50中。開口 48以角度α將二次燃料朝向爐壁和遠(yuǎn)離爐壁引導(dǎo)二次燃料，該角度α在與縱向軸線成約60°至約120°范圍內(nèi)。在一個優(yōu)選實(shí)施例中，二次燃料氣體噴嘴頂端16包括附加的側(cè)供應(yīng)開口 52，用于沿角度β的各方向排放二次燃料氣體，該角度β在離通過縱向軸線的豎直面兩側(cè)約10° 至約180°范圍內(nèi)，更優(yōu)選地在約20°至約150°的范圍內(nèi)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，二次燃料氣體噴嘴頂端可包括多個開口 48和52，它們布置成根據(jù)使用的輻射壁和其他燃燒器構(gòu)造以及其他因素朝向和/或遠(yuǎn)離爐壁排放燃料氣體。用于在輻射壁爐中燃燒燃料氣體和空氣從而形成降低NOx含量的廢氣的本發(fā)明的方法包括以下步驟(a)向沿著爐壁布置成多行的各輻射壁燃燒器提供燃料氣體和空氣的貧燃料混合物；(b)使燃料氣體和空氣的混合物從各輻射壁燃燒器越過爐壁徑向向外流動，從而使得該混合物包含過量空氣且以相對較低溫度燃燒，并且由此形成具有低NOx含量的廢氣；和(c)向遠(yuǎn)距離且分離的二次燃料氣體噴嘴供應(yīng)二次燃料氣體，從而使二次燃料氣體與廢氣在爐中混合且與來自輻射壁燃燒器的過量空氣燃燒，這降低了燃燒的燃料氣體的溫度，從而減少了 NOx的形成。為了進(jìn)一步解釋本發(fā)明的爐燃燒器構(gòu)造和方法，下面給出示例。示例使用具有和沒有遠(yuǎn)距離分段的輻射壁燃燒器來比較NOx排放物。試驗(yàn)爐采用一組 12個輻射壁燃燒器，布置成3列每列各4個燃燒器。在各列中燃燒器間隔開50英寸，且各列間隔開36. 5英寸。在向輻射壁燃燒器的中央供應(yīng)二次氣體的同時操作該爐，且隨著時間的過去來測量爐中廢氣中的NOx。然后在從燃燒器中央去除二次氣體且將二次氣體引向位于輻射壁燃燒器的列附近的遠(yuǎn)距離噴嘴后操作該爐。圖8是比較來自具有和沒有遠(yuǎn)距離分段構(gòu)造的爐的NOx排放物的曲線圖。數(shù)據(jù)表明使用遠(yuǎn)距離分段構(gòu)造可使NOx排放物減少50%。因此，本發(fā)明確實(shí)適于獲得上述以及其固有的目的和優(yōu)點(diǎn)。盡管本領(lǐng)域的技術(shù)人員可作出各種改變，但是這些改變都包括在由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種改進(jìn)的爐燃燒器構(gòu)造，在具有壁、底部和燃燒器構(gòu)造的輻射壁爐中，采用多行或多列或多行多列的多個輻射壁燃燒器，該輻射壁燃燒器具有基本垂直于爐壁上的縱向軸線并安裝到爐壁上，各輻射壁燃燒器都將可燃的燃料氣體-過量空氣混合物沿相對于其縱向軸線的徑向向外方向引入與耐火瓦相鄰的燃燒區(qū)中，改進(jìn)包括一組二次燃料氣體噴嘴，用于將二次燃料氣體噴入爐中與廢氣在爐中混合并且與過量的空氣一起燃燒，降低燃燒的燃料氣體的溫度，并減少NOx的形成，和用于將二次燃料氣體引入所述二次燃料氣體噴嘴中的裝置，所述二次燃料氣體噴嘴布置成與輻射壁燃燒器分開且遠(yuǎn)離，從而所述二次燃料氣體不會被來自輻射壁燃燒器的燃料氣體-空氣混合物包住或包圍，以使得二次燃料氣體在與燃料氣體-空氣混合物混合之前與爐中的廢氣混合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)的爐燃燒器構(gòu)造，其特征在于，所述一組二次燃料氣體噴嘴布置為至少一行，并位于多行的輻射壁燃燒器的附近。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)的爐燃燒器構(gòu)造，其特征在于，所述二次燃料氣體噴嘴將二次燃料氣體從輻射壁燃燒器引入爐中燃燒區(qū)的相對側(cè)的位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)的爐燃燒器構(gòu)造，其特征在于，所述多行或多列或多行多列的輻射壁燃燒器大致平行，所述輻射壁燃燒器大致均勻地間隔開，且所述二次燃料氣體噴嘴排成一行或兩行，每個二次燃料氣體噴嘴位于一個輻射壁燃燒器附近或從一個輻射壁燃燒器偏離。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)的爐燃燒器構(gòu)造，其特征在于，所述多行輻射壁燃燒器大致平行，在列中所述輻射壁燃燒器相對均勻地間隔開，且所述二次燃料氣體噴嘴排成中間第一行和外部第二行，其中使中間第一行的每個二次燃料氣體噴嘴都鄰近一個輻射壁燃燒器，且其中外部第二行的每個二次燃料氣體噴嘴都從一個輻射壁燃燒器偏離。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)的爐燃燒器構(gòu)造，其特征在于，所述輻射壁燃燒器的各行大致平行，且各行從鄰近行的規(guī)則間隔偏離半個間隔。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)的爐燃燒器構(gòu)造，其特征在于，一行或多行二次燃料氣體噴嘴位于多行輻射壁燃燒器附近，且附加的一行或多行二次燃料氣體噴嘴位于多行輻射壁燃燒器中的中間位置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)的爐燃燒器構(gòu)造，其特征在于，各二次燃料氣體噴嘴都具有一頂端，該頂端中具有至少一個燃料供應(yīng)開口，用于以相對于二次燃料氣體噴嘴的軸線成角α朝向或遠(yuǎn)離爐壁噴射燃料氣體。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的改進(jìn)的爐燃燒器構(gòu)造，其特征在于，所述角α在從所述軸線約60°至約120°的范圍內(nèi)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)的爐燃燒器構(gòu)造，其特征在于，各二次燃料氣體噴嘴都具有一頂端，該頂端中具有一個或多個燃料供應(yīng)開口，所述開口布置成朝向或遠(yuǎn)離爐壁噴射燃料氣體或者既朝向又遠(yuǎn)離爐壁噴射燃料氣體。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的改進(jìn)的爐燃燒器構(gòu)造，其特征在于，各二次燃料氣體噴嘴頂端中都具有多個燃料供應(yīng)開口，它們定位在向外的角β方向中，該角β在離一豎直面兩側(cè)約10°至約180°范圍內(nèi)，該豎直面通過二次燃料氣體噴嘴的縱向軸線。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)的爐燃燒器構(gòu)造，其特征在于，所述爐還包括一組位于爐底上的二次燃料氣體噴嘴。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的改進(jìn)的爐燃燒器構(gòu)造，其特征在于，其上安裝有輻射壁燃燒器的壁以及每個所述二次燃料氣體噴嘴都具有頂端，這些頂端中具有多個燃料供應(yīng)開口，這些開口布置成沿多個方向朝向或遠(yuǎn)離所述壁噴射燃料氣體。
14.一種在輻射壁爐中燃燒燃料氣體和空氣從而形成降低的NOx含量的廢氣的方法， 包括步驟(a)向沿著爐壁布置成多行的各輻射壁燃燒器提供燃料氣體和空氣的貧燃料混合物；(b)使燃料氣體和空氣的混合物從各輻射壁燃燒器越過爐壁徑向向外流動，從而使得該混合物包含過量空氣且以相對較低溫度燃燒，并且由此形成具有低NOx含量的廢氣；和(c)從二次燃料氣體噴嘴供應(yīng)二次燃料氣體，用于將二次燃料氣體與廢氣在爐中混合且與來自輻射壁燃燒器的過量空氣燃燒，降低燃燒的燃料氣體的溫度，并減少NOx的形成， 所述二次燃料氣體噴嘴定位為與輻射壁燃燒器分開且遠(yuǎn)離，從而所述二次燃料氣體不會被來自燃燒器的燃料氣體和空氣混合物包住或包圍，以使得二次燃料氣體在與來自所述燃燒器的所述燃料氣體和空氣的混合物混合之前與爐中的廢氣混合。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，從鄰近多行輻射壁燃燒器的至少一行中的二次燃料氣體噴嘴排放所述二次燃料氣體。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述二次燃料氣體噴嘴將二次燃料氣體從輻射壁燃燒器引入爐中燃燒區(qū)的相對側(cè)的位置。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述多行輻射壁燃燒器大致平行，在列中所述輻射壁燃燒器大致均勻地間隔開，且二次燃料氣體噴嘴排成一行或兩行，每個二次燃料氣體噴嘴位于一個輻射壁燃燒器附近或從其偏離。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述多行輻射壁燃燒器大致平行，在列中所述輻射壁燃燒器大致均勻地間隔開，且二次燃料氣體噴嘴排成中間第一行和外部第二行，其中使中間第一行的每個二次燃料氣體噴嘴都鄰近一個輻射壁燃燒器，且其中外部第二行的每個二次燃料氣體噴嘴都從一個輻射壁燃燒器偏離。
19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述輻射壁燃燒器行大致平行，且各行從相鄰行的規(guī)則間隔偏離半個間隔。
20.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，一行或多行二次燃料氣體噴嘴位于多行輻射壁燃燒器附近，且附加的一行或多行二次燃料氣體噴嘴位于多行輻射壁燃燒器中的中間位置。
21.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，各二次燃料氣體噴嘴都具有頂端，該頂端中具有至少一個燃料供應(yīng)開口，以沿著相對于二次燃料氣體噴嘴的軸線成角α朝向或遠(yuǎn)離爐壁噴射燃料氣體。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，所述角α在離所述軸線約60°至約120°的范圍內(nèi)。
23.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，各二次燃料氣體噴嘴都具有頂端，該頂端中具有一個或多個燃料供應(yīng)開口，所述開口布置成朝向或遠(yuǎn)離爐壁噴射燃料氣體或者既朝向又遠(yuǎn)離爐壁噴射燃料氣體。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于， 各二次燃料氣體噴嘴頂端中都具有多個燃料供應(yīng)開口，它們定位在向外的角β中，該角β在離一豎直面的兩側(cè)約10°至約180°范圍內(nèi)，該豎直面通過二次燃料氣體噴嘴的縱向軸線。
25.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述爐還包括一組位于爐底上的二次燃料氣體噴嘴。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于，每個所述二次燃料氣體噴嘴都具有頂端，這些頂端具有多個燃料供應(yīng)開口，這些開口布置成沿多個方向朝向或遠(yuǎn)離所述壁噴射燃料氣體。
27.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述二次燃料氣體噴嘴僅位于所述輻射壁燃燒器的下方，并與輻射壁燃燒器分開且遠(yuǎn)離，從而所述二次燃料氣體不會被來自所述輻射壁燃燒器的燃料氣體-空氣混合物包住或包圍，以使得二次燃料氣體在與所述燃料氣體-空氣混合物混合之前與爐中的廢氣混合。
28.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述二次燃料氣體噴嘴僅位于所述輻射壁燃燒器的下方，并與輻射壁燃燒器分開且遠(yuǎn)離，從而所述二次燃料氣體不會被來自所述燃燒器的燃料氣體和空氣的混合物包住或包圍，以使得二次燃料氣體在與來自所述燃燒器的所述燃料氣體和空氣的混合物混合之前與爐中的廢氣混合。
全文摘要
一種遠(yuǎn)距離分段輻射壁爐燃燒器構(gòu)造，在具有壁、底部和燃燒器構(gòu)造的輻射壁爐中采用多行和/或多列的多個輻射壁燃燒器，輻射壁燃燒器具有垂直于爐壁的縱向軸線并安裝到爐壁上，將燃料氣體-過量空氣混合物沿相對于縱向軸線的徑向向外方向引入與耐火瓦相鄰的燃燒區(qū)中，一組二次燃料氣體噴嘴用于將二次燃料氣體噴入爐中與廢氣在爐中混合并且與過量的空氣一起燃燒，降低燃燒的燃料氣體的溫度，并減少NOx的形成，其布置成與輻射壁燃燒器分開且遠(yuǎn)離，從而二次燃料氣體不會被來自輻射壁燃燒器的燃料氣體-空氣混合物包住或包圍，以其在與燃料氣體-空氣混合物混合之前與爐中的廢氣混合，還包括將二次燃料氣體引入二次燃料氣體噴嘴中的裝置。
文檔編號F23J7/00GK102353078SQ201110252570
公開日2012年2月15日 申請日期2005年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月15日
發(fā)明者塞拉姆沙·G·切拉潘, 查爾斯·E·小鮑卡爾, 理查德·T·韋貝爾, 羅伯托·魯伊斯, 鐘一萍, 韋斯利·R·布斯曼 申請人:約翰津克有限責(zé)任公司