[发明专利]用于使燃料燃烧的方法以及燃烧装置

说明书

本发明涉及一种用于使燃料在燃烧装置中燃烧的方法和一种用于执行该方法的燃烧装置，所述方法中，在形成燃烧用空气混合流的情况下以至少为0.5的混合强度使惰性气体与燃烧用空气混合，将燃烧用空气混合流成涡流地与燃料流混合，燃烧用空气混合流与燃料流围成35°至90°的角度并且燃烧用空气混合流的脉冲流与燃料流的脉冲流成15：1至2：1的比例，其中，在绝热的火焰稳定‑和点火区中，在形成废气流的情况下将燃料流带到与燃烧用空气混合流燃烧，燃料在火焰稳定‑和点火区中的停留时间不低于0.01秒，在与火焰稳定‑和点火区局部分离的热排放区中从废气流中提取热，并且其中，在废气中氧含量为3%体积百分数的情况下实现废气流中小于30mgNO_x/m³的氮氧化物含量。

技术领域

本发明涉及一种用于使燃料与燃烧用空气在燃烧装置中燃烧的方法，其中，在第一步骤中在形成燃烧用空气混合流的情况下以至少为0.5的混合强度使惰性气体与燃烧用空气混合，在第二步骤中，使燃烧用空气混合流成涡流地与燃料流混合，其中，燃烧用空气混合流与燃料流围成从35°至90°的角度并且燃烧用空气混合流的脉冲流与燃料流的脉冲流成15：1至2：1的比例，其中，在第三步骤中，在绝热的或近似绝热的火焰稳定-和点火区中，在形成废气流的情况下将燃料流带到与燃烧用空气混合流燃烧，其中，燃料在火焰稳定-和点火区中的停留时间不低于0.01秒，其中，在第四步骤中，在与火焰稳定-和点火区局部分离的热排放区中从废气流中提取热，并且其中，在氧含量在废气中为3%体积百分数时实现在废气流中小于30mgNOx/m³的氮氧化物含量。

发明内容

该方法致使在放慢的燃烧反应和更低的火焰温度的情况下气态的、液态的或固态的燃料在低氧分压下在锅炉或燃烧室中稳定地燃烧。由于反应速度、反应温度和氧分压是在产生氮氧化物时的主要影响因素，利用该方法可在燃烧时实现小于30mgNO_x/m³(在废气中O₂为3%体积百分数时)的氮氧化物排放。

该方法基于以下的结合：

1. 通过均匀地混入(部分的)惰性气体减小燃烧用空气中的氧分压，

2. 使空气和燃料高涡流地混合，以及

3. 通过使火焰稳定-和点火区与热排放区局部地分离来稳定火焰源(Flammenwurzel)。

混合强度IM可计算成Im=1-√IS，其中，IS为分离强度：

方差σ²确定成物质量浓度在被考虑的横截面的平均值周围的分散宽度的度量：

n表示在横截面(测量平面)上的测量面数量

V_Zelle,ges表示在横截面上的测量面的总体积

V_Zelle,i表示在横截面上的单个测量面的体积

c_i表示在各个单元中的物质量浓度

表示在横截面中的物质量浓度的平均值

如下得到最大可实现的系统方差：

可设置成，使用废气流的一部分作为惰性气体。

可使用气态的、液态的或固态的燃料。

尤其地可设置成，在第二步骤之前或在第二步骤中使燃烧用空气混合流成涡流。涡流可强地来使得在点火-和火焰稳定区的区域中形成内部的再循环区。