[发明专利]通过燃料燃烧产生热流体的优化方法和系统

说明书

描述了一种用于产生通过燃料燃烧而加热的热交换流体的优化方法和系统，所述方法包括以下步骤：在燃烧室内燃烧燃料，从而产生废气流，所述废气流包含固体颗粒物和/或燃烧或未燃烧的颗粒；将所述废气流引入适于固体颗粒物和/或燃烧和未燃烧的颗粒强制减排的单元中，从而获得净化的废气流和包含固体颗粒物的固体沉淀物；将净化的气体流转移至加热的热交换流体的发生器，热交换流体在该发生器内流动；进行间接热交换，从而获得冷却的净化的废气流和加热的热交换流体。

技术领域

本发明涉及一种通过燃料燃烧产生热能的优化方法，该方法包括使旋风分离器内的固体颗粒物和粉尘的减排步骤。根据本发明的一个方面，这种方法被应用于所有燃料。

本发明还涉及一种适于执行上述方法的系统。

背景技术

在本领域中，用于产生热能的方法是已知的，这些方法使用包括固体、液体或气体燃料热发生器的设备来获得加热的热交换流体。

这样的设备可以小规模生产，在这种情况下，它们由设计用于产生热水的家用或民用的常规锅炉组成，或者可以工业规模制造并设计用于产生热水、过热水(温度约为110℃)和饱和或过热蒸汽(用于发电)。

在用于工业用途的热发生器的情况下，用于产生饱和或过热蒸汽的方法通常包括通过输送机将燃料输送到燃烧室的第一步骤。

然后，在进入燃烧室时，燃料分布在点火系统的表面上，在该点火系统的附近具有燃烧器。

一旦点燃燃烧器，燃料便开始在燃烧室内部进行燃烧，从而产生高温废气流，该废气流向燃烧室顶部上升。

过热单元或库(banks)位于燃烧室的顶部，或者位于相邻的燃烧室内，并与之连通。这些过热单元通常为热交换器的形式，在热交换器中通常流动有热交换液体(通常是水)。常规地，所述液体被废气流加热(以及在过热单元也位于燃烧室顶部的情况下，被辐射加热)。通常，过热单元在约650℃的平均工作温度下与气流接触，所述温度还取决于所使用的燃料的类型。

为了使污染排放最小并且在必要时回收未燃烧的燃料颗粒，在与上述过热单元进行热交换之后，可以借助于旋风分离器或多级旋风分离器对废气流进行减排(abatement)步骤。洗涤器、静电除尘器和/或袋式除尘器、反应器或设备所需的其他装置可以安装在所述设备的下游。

在设备的生命周期中，燃烧过程中产生的大量固体颗粒物和灰尘积聚在形成交换和过热单元、并暴露于所产生的废气流中的管道外表面。

固体物质在这些管道上的积累首先且最重要地导致从这些管道的壁(通过与气流的接触而加热)到热交换流体的热传导效率降低，从而降低了锅炉的整体效率。

此外，在极端情况下，可能形成永久性障碍物，其阻止气体流穿过布置有过热单元的区域，从而对整个设备的运行产生负面影响。

为了避免灰尘过多地积聚在过热单元的管道上，在一些设备中安装了吹灰机；借助于这种类型的机械，可以产生压缩空气流。

这些吹灰机被周期性地并且通常是自动地启动，并且加压空气流被引导朝向过热单元的管束，以去除一部分固体物质和沉积在其上的燃烧灰。

在任何情况下，使用吹灰机以及去除积聚在过热单元的管道上的物质的步骤都不能解决上游的问题，在任何情况下都需要经常定期地清洁设备，导致停工期。

为了减少在燃烧过程中产生的固体物质与热交换和过热库之间的接触，可以在它们之间设置沉降室。沉降室可以保留/存储灰尘。

因此，根据现有技术，绝热燃烧室可以是以下两种类型：

单体型，包括焚化室和灰尘存储装置；或

焚化室和单独的灰尘存储室，通过膨胀(expansion)使灰尘沉淀，从而降低温度(可以通过壁回收热量)。