[發明專利]控制燃燒產物的方法與裝置

有效

• 申請號: 200980140346.9
• 申請日: 2009-08-31
• 公開（公告）號: CN102177326A
• 公開（公告）日: 2011-09-07
• 發明（設計）人: F·F·米特里克爾;L·K·斯塔爾切爾;C·拉斯馬森;R·A·亨廷頓;F·赫什科維茨
• 申請（專利權）人: 埃克森美孚上游研究公司
• 主分類號: F02C9/00
• 分類號: F02C9/00;F23R3/26;F02C7/057;F02G3/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 趙蓉民;陸惠中

1.一種燃燒系統，其包括：

高濃度二氧化碳(CO₂)流；

至少一個CO₂流量調節裝置，其被配置以調整所述高濃度CO₂流的總流速，并將所述高濃度CO₂流分成具有一定流速的初級稀釋劑流和具有一定流速的次級稀釋劑流，其中所述至少一個流量調節裝置進一步被配置以調整初級稀釋劑流的流速，這獨立于所述高濃度CO₂流的總流速；

具有一定流速的氧供給流；

至少一個氧流量調節裝置，其被配置以調整氧供給流的流速；

混合裝置，其被配置以組合初級稀釋劑流和氧供給流，以形成氧化流，所述氧化流具有一定的流速和一定的氧與CO₂的比例；

燃料流，其具有一定的流速和組成；以及

燃燒室，其至少由初級燃燒區和燃盡區組成，其中所述燃燒室被配置以在所述初級燃燒區內混合所述氧化流和所述燃料流并使之在一定的火焰溫度和足以產生近似平衡狀態的熱產物流的初級停留時間下燃燒。

2.權利要求1所述的系統，其中所述燃燒室被配置以在所述燃盡區用所述次級稀釋劑稀釋所述熱產物流，以形成溫度低于所述產物流的燃燒產物流。

3.權利要求2所述的系統，還包括：

控制系統，其包括：

第一控制器，其被配置以調節所述氧供給流的流速與所述燃料流的流速成正比，以便在所述初級燃燒區內產生近似化學計量的燃燒；

第二控制器，其被配置以通過控制所述初級稀釋劑流的流速調節所述氧化流中氧與CO₂的比例，以產生一定的初級燃燒區火焰溫度，所述火焰溫度被配置以為燃燒室平均速度，所述燃燒室的排氣極限和在所述燃燒室內足以產生近似平衡狀態下燃燒產物流的的所述初級停留時間之間提供足夠的余量。

4.權利要求3所述的系統，還包括膨脹裝置，所述膨脹裝置被配置以使燃燒產物流膨脹，形成溫度低于所述燃燒產物流的膨脹后產物流。

5.權利要求4所述的系統，所述控制系統還包括至少一個溫度傳感器，其與所述控制系統和所述CO₂流速調節裝置有效連接并且被配置以測量所述燃燒產物流的溫度并向所述控制系統發送信號，所述控制系統被配置以根據所述燃燒產物流的溫度調整所述次級稀釋劑的流速，以在所述燃燒系統出口后方一定位置形成具有所需溫度的次級燃燒產物流。

6.權利要求5所述的系統，還包括至少一個氧傳感器，所述至少一個氧傳感器位于所述膨脹后產物流中，離所述膨脹裝置出口有一定距離，所述至少一個氧傳感器被配置以測量所述膨脹后產物流中氧含量并向所述控制系統發送信號，其中所述控制系統被配置以調整所述氧化流中氧與所述燃料流中燃料的氧與燃料的比例，以達到基本化學計量燃燒，所述基本化學計量燃燒的標志為所述膨脹后產物流中氧含量接近0，以及當少量增加氧比例時，所述膨脹后產物流中氧含量是可檢測的。

7.權利要求6所述的系統，還包括：

至少一個負載控制器，其被配置以控制所述燃料流的流速，以維持所述膨脹裝置中所需的負載條件。

8.權利要求1所述的系統，其中，根據所述高濃度CO₂流和所述次級稀釋劑流流徑中至少一個節流器的壓降，被動地控制所述次級稀釋劑流的流速。

9.權利要求6所述的系統，還包括中央控制器，所述中央控制器被有效連接至：

所述至少一個溫度傳感器和所述至少一個氧分析儀；

控制所述初級稀釋劑流的第一流速控制器；

控制所述氧供給流流速的第二流速控制器；

控制所述燃料流流速的第三流速控制器；和

控制所述次級稀釋劑流的第四流速控制器。

10.權利要求4所述的系統，其中所述燃燒產物流主要由水和二氧化碳(CO₂)組成，并且所述高濃度CO₂流至少部分地由所述膨脹后產物流的CO₂部分組成。

11.權利要求10所述的系統，其中所述膨脹后產物流的CO₂部分的至少一部分被用于提高采收率法采油(EOR)。