[發明專利]寬焰氧?固體燃料噴燃器

有效

• 申請號: 201410147179.3
• 申請日: 2014-04-14
• 公開（公告）號: CN104100969B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發明（設計）人: M.D.達戈斯蒂尼;S.B.普索
• 申請（專利權）人: 氣體產品與化學公司
• 主分類號: F23D1/00
• 分類號: F23D1/00;F23K3/02;F23L9/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 李強,胡斌

與相關申請的交叉引用

本申請要求2013年4月12日提交的美國臨時申請No.?61/811.194的優先權，該申請通過引用而整體地結合在本文中。

技術領域

本申請涉及用于燃燒固體燃料與氧的平焰噴燃器。

背景技術

由于固體燃料(諸如石油焦炭(石油焦)和無煙煤等)的易揮發物質含量非常低，所以固體燃料是難以在流動的流中點燃的燃料。因此，典型地，固體燃料會經歷顯著的點燃延遲，這會引起基本與燃料噴嘴分開的火焰前鋒。這是內在地不穩定的情形，這種情形可導致高水平的未燃燒碳、不穩定的過程加熱狀況(熱傳遞、熔化等)，而且可能導致火焰熄滅，這可使燃燒非常迅速且不安全地退化。

美國專利No.?7,390,189描述了一種構造成用于燃燒氣態燃料的平焰或寬焰噴燃器，該專利通過引用而整體地結合在本文中。但是，那個噴燃器未構造成以粉狀固體燃料運行，而且特別在燃料和氧噴嘴兩者中都缺乏使得噴燃器能夠在穩定的附連火焰中燃燒固體燃料而可能需要的任何內部幾何結構特征。

發明內容

本文描述一種平焰噴燃器，其構造成燃燒固體燃料(包括(但不限于)石油焦)與氧，以熔化玻璃。本噴燃器允許形成穩定固體燃料火焰前鋒，火焰前鋒附連到噴燃器面上(即，燃料噴嘴末端)，這種狀況會產生合乎需要的熱傳遞、碳燃盡和火焰穩定性。

粉狀固體燃料和運送氣體引入到燃料進口中，并且流過燃料噴嘴。燃料混合物饋送通過成陣列的一個或多個靜態流元件，靜態流元件包括用以產生組合式擴散器/會聚噴嘴的導葉，并且還可包括分流器。分流器用來提高輸送到由導葉限定的中心擴散器的混合物中的燃料的濃度，同時降低在導葉的相對的側的會聚噴嘴中傳送到中心擴散器外部的流動流的其余部分中的燃料的濃度。擴散器中的導葉發散會以受控制的方式降低固體燃料流的被集中部分的速度，而沒有明顯的流分離。在導葉外部流動的固體燃料流的被稀釋部分在擴散器的兩側的會聚噴嘴中加速到較高的速度。在彼此附近流動的較高速流和低速流的組合會產生較大的流再循環型式，較大的流再循環型式基本協助在燃料噴嘴末端處維持穩定的燃燒。

在環帶中引入一級(primary)氧，環帶在噴燃器末端處包圍燃料噴嘴。一級氧可在楔形件上面加速，楔形件使一級氧轉移遠離燃料流，從而在燃料流附近產生再循環區，這進一步幫助實現穩定燃燒。

方面1：一種寬焰固體燃料/氧噴燃器，包括：燃料噴嘴，其具有：上游-下游流向；至少大約2的縱橫比，縱橫比由沿著長軸中心線測量的燃料噴嘴寬度W與沿著短軸中心線測量的燃料噴嘴高度H的比限定；以及基本對稱地與長軸中心線隔開的長壁，燃料噴嘴具有入口寬度WN；以及定位在燃料噴嘴的長軸中心線的兩側的成對的第一導葉，各個第一導葉定位在長軸中心線和長壁中的相鄰一個長壁之間，第一導葉沿流向相對于長軸中心線以第一角度發散，使得第一導葉在上游端處較緊密地在一起，而在下游端處分得較開，從而在第一導葉之間形成中心擴散器，以及在各個第一導葉和一個長壁之間形成外部會聚噴嘴。

方面2：根據方面1的噴燃器，其中，第一導葉定位成關于長軸中心線不對稱。

方面3：根據方面1的噴燃器，其中，第一導葉定位成關于長軸中心線基本對稱。

方面4：根據方面3的噴燃器，進一步包括：定位在成對的第一導葉之間的至少一個第二導葉，第二導葉相對于各個第一導葉發散，從而為各個至少一個第二導葉形成額外的擴散通道。

方面5：根據方面4的噴燃器，其中，兩個第二導葉基本對稱地定位在燃料噴嘴的長軸中心線的兩側，第二導葉相對于長軸中心線以小于第一角度的第二角度發散，從而在第二導葉之間形成一級中心擴散器，以及在各個第二導葉和一個第一導葉之間形成二級(secondary)中心擴散器。

方面6：根據方面1至5中的任一方面的噴燃器，其中，各個第一導葉進一步包括定向成基本平行于燃料噴嘴的中心線長軸的前緣。

方面7：根據方面1至6中的任一方面的噴燃器，其中，各個中心擴散器具有構造成產生非分離流的幾何結構。

方面8：根據方面1至7中的任一方面的噴燃器，其中，第一導葉的上游端隔開距離W1，距離W1是燃料噴嘴入口寬度WN的大約0.15倍至大約0.60倍。

方面9：根據方面8的噴燃器，其中，第一導葉的上游端之間的距離W1是燃料噴嘴入口寬度WN的大約0.20倍至大約0.40倍。