[发明专利]燃烧低级燃料的方法

说明书

本发明涉及使用至少一个工业燃烧器(115)燃烧燃料的方法，向该燃烧器(115)供应低热值(LHV)为8MJ/Nm³或更低的低级气体燃料以及氧化剂。本发明的特征在于，对来自燃料与氧化剂的燃烧的燃烧产物首先实施将热能由燃烧产物传递至燃料并由此对其进行预热的第一热交换步骤(150；201)，然后对如此冷却的燃烧产物实施将热能由冷却的燃烧产物传递至氧化剂并由此对其进行预热的第二热交换步骤(151；203)。本发明还涉及用于预热燃料和氧化剂的系统。

技术领域

本发明涉及使用工业燃烧器燃烧低级燃料的方法和预热系统。更具体而言，本发明涉及用于加热工业炉的此类燃烧。

背景技术

在使用工业炉生产钢材及其他金属的工厂，经常作为副产物产生多种低级气体燃料。一个例子是来自用于钢铁生产的高炉的所谓的炉顶煤气。另一个例子是来自转炉的废气。这些低级燃料通常含有以下物质的混合物，这些物质可以包括例如烃、氮气、氧气、氢气、一氧化碳、二氧化碳和水蒸汽。因为这些燃料中的能量密度经常是受限制的，所以通常用于低温过程，例如加热或发电。替代性地，可以将其混入具有较高能量密度的燃料。也可以将其烧掉，无用排放至大气。

因为这些低级燃料例如在钢铁生产中经常大量产生，因此比较便宜，所以值得期望的是在高温过程中也能够较大程度地加以使用，例如在通常使用更高级燃料的钢材加热炉中。

此外，通过使用来自另一个工业过程的已经作为副产物存在的低级燃料，而不是使用传统的由外部供应的化石燃料，将会减少工厂的碳足迹。

为了能够在这些应用中使用低级燃料，例如第553,731号瑞典专利建议切换在现有的空气燃烧器中燃料和氧化剂的供应，同时使用低级燃料。

在第12/440,520号美国专利申请中描述了通过使用一部分燃烧产物以预热燃料同时将另一部分燃烧产物用于预热氧化剂从而利用来自加热炉的余热的方法。

另一方面，JP 57198913描述了一种通过在热交换器中预热低级燃料和/或空气从而利用燃烧产物中的热能的燃烧器。

发明内容

本发明对于利用可能在加热炉中的低级燃料的上述建议提供了补充或替代方案。此外，本发明解决了在离开燃烧区的燃烧产物非常热时使用燃烧产物预热氧化剂的问题。该预热通常是成问题的，因为若预热设备破裂，热的燃烧产物与氧化剂直接接触，则热的燃烧产物造成安全风险。

因此，本发明涉及使用至少一个工业燃烧器燃烧燃料的方法，向该燃烧器供应具有8MJ/Nm³或更低的低热值(LHV)的低级气体燃料和氧化剂，该方法的特征在于，首先对来自燃料与氧化剂的燃烧的燃烧产物实施第一热交换步骤，在该步骤中将热能由燃烧产物传递至燃料并由此对其进行预热，然后对如此冷却的燃烧产物实施第二热交换步骤，在该步骤中将热能由冷却的燃烧产物传递至氧化剂并由此对其进行预热。

本发明还涉及预热具有8MJ/Nm³或更低的低热值(LHV)的低级气体燃料和氧化剂及将所述预热的低级燃料和所述预热的氧化剂供应至至少一个工业燃烧器的系统，该工业燃烧器用于使燃料与氧化剂燃烧生成热的燃烧产物，该系统的特征在于，该系统包括将热量由热的燃烧产物传递至燃料并由此对其进行预热的第一热交换装置，该系统还包括将热能由在第一热交换步骤中冷却的燃烧产物传递至氧化剂并由此对其进行预热的第二热交换器。

附图说明

下面依照本发明的示例性实施方案及附图详细阐述本发明，其中：

图1为根据本发明的预热系统的简化视图；及

图2为根据本发明的热交换器布置方式的简化视图。

具体实施方式