[发明专利]通过热化学再生在加热炉中进行燃烧的方法

权利要求书

1.一种在加热炉中进行燃烧的方法，包括：

(A)在加热炉中燃烧燃料以产生气态燃烧产物；以及

(B)进行以下步骤(1)至(4)的序列：

(1)(i)将所述气态燃烧产物的一部分通入冷却的第一再生器中并穿过所述冷却的第一再生器，以加热所述第一再生器并冷却所述气态燃烧产物的所述部分，

(ii)将气态燃料和来自所述第一再生器的气态燃烧产物的所述冷却部分的至少一部分通入经加热的第二再生器中，并且在所述第二再生器中，使所述气态燃烧产物和所述气态燃料在所述第二再生器中以吸热反应形式发生反应，以形成包括氢气和CO的合成气，

(iii)将在所述第二再生器中形成的所述合成气以小于50英尺/秒的速度通入具有连接至所述加热炉的内部的出口的第一管道中，

(iv)将具有至少100英尺/秒速度的至少一个动力气体流从所述第一管道中的第一喷嘴注入所述加热炉的所述内部上游的所述第一管道中的所述合成气中，从而将所述合成气夹带到所述第一管道中的所述动力气体流中，并且在所述第一管道中形成包含所述合成气和所述动力气体的混合物并且具有大于50英尺/秒速度的混合流，以及(v)将所述混合流以大于50英尺/秒的速度从所述第一管道通入所述加热炉中，并且使所述混合流与注入所述加热炉中的一个或多个氧化剂流一起燃烧；以及然后

(2)(i)停止使气态燃料进入所述第二再生器，继续使经冷却的气态燃烧产物进入并通过所述第二再生器，从而从所述第二再生器去除燃料和合成气，并降低所述第二再生器中的燃料和合成气的浓度，将燃料和气态氧化剂从所述第一管道中的所述第一喷嘴进料出并燃烧它们以产生燃烧热，所述燃烧热加热所述加热炉的所述内部，以及此后停止在所述第一管道中从所述第一喷嘴注入所述气态氧化剂，使得仅燃料从所述第一喷嘴流出，并且用注入所述加热炉中的所述一种或多种氧化剂流燃烧所述燃料；以及此后(ii)停止燃料流出所述第一喷嘴进入所述第一管道，并且停止燃料从所述第一喷嘴燃烧，并且停止来自所述加热炉的气态燃烧产物通过所述第一再生器；以及然后

(3)(i)将所述气态燃烧产物的一部分通入冷却的第二再生器中并穿过所述冷却的第二再生器，以加热所述第二再生器并冷却所述气态燃烧产物的所述部分，

(ii)将气态燃料和来自所述第二再生器的气态燃烧产物的所述冷却部分的至少一部分通入第一第二再生器中，并且在所述第一再生器中，使所述气态燃烧产物和所述气态燃料在所述第一再生器中以吸热反应形式发生反应，以形成包括氢气和CO的合成气，

(iii)将在所述第一再生器中形成的所述合成气以小于50英尺/秒的速度通入具有连接至所述加热炉的所述内部的出口的第二管道中，

(iv)将具有至少100英尺/秒速度的至少一个动力气体流从所述第二管道中的第二喷嘴注入所述加热炉的所述内部上游的所述第二管道中的所述合成气中，从而将所述合成气夹带到所述第二管道中的所述动力气体流中，并且在所述第二管道中形成包含所述合成气和所述动力气体的混合物并且具有大于50英尺/秒速度的混合流，以及(v)将所述混合流以大于50英尺/秒的速度从所述第二管道通入所述加热炉中，并且使所述混合流与注入所述加热炉中的一个或多个氧化剂流一起燃烧；以及然后

(4)(i)停止使气态燃料进入所述第一再生器，继续使经冷却的气态燃烧产物进入并通过所述第一再生器，从而从所述第一再生器去除燃料和合成气，并降低所述第一再生器中的燃料和合成气的浓度，将燃料和气态氧化剂从所述第二管道中的所述第二喷嘴进料出并燃烧它们以产生燃烧热，所述燃烧热加热所述加热炉的所述内部，以及此后停止在所述第二管道中从所述第二喷嘴注入所述气态氧化剂，使得仅燃料从所述第二喷嘴流出，并且用注入所述加热炉中的所述一种或多种氧化剂流燃烧所述燃料；以及此后(ii)停止燃料流出所述第二喷嘴进入所述第二管道，并且停止燃料从所述第二喷嘴燃烧，并且停止来自所述加热炉的气态燃烧产物通过所述第二再生器；以及然后

(C)重复步骤(B)至少一次。

2.根据权利要求1所述的方法，其中每个动力喷射喷嘴具有内径D，并且位于距所述加热炉的内壁的上游距离L处，并且(L/D)×(N/R)的值为4至25，其中N是注入管道中的合成气中的动力气体流的数量，并且R是通入管道中的合成气的总质量流率与注入管道中的动力气体流或所有动力气体流的总质量流率的比率。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述动力气体包括氧气。