[发明专利]一种燃料的燃烧方法

说明书

本发明关于燃烧一种燃料的燃烧方法，其中至少一个燃料喷流和与其相隔一定距离的至少一个氧化剂喷流喷入燃烧区。

从USP 4988285可知一种燃烧方法，它能减少NOx型的氮氧化物的形成，其中如天然气的燃料喷流和如空气或富氧空气的氧化剂主喷流喷入燃烧区，氧化剂主喷流安置在离燃料喷流一个较短的距离上，该距离优选在主氧化剂喷流直径的4～20倍之间。

本申请人已经发现，当燃料和主氧化剂喷流安置成离得较近时，这种已知的燃烧方法会导致产生大量的氮氧化物。

而当为了减少氮氧化物的散发而将燃料和主氧化剂喷流移得较远时，又会出现维持燃烧的稳定性(火焰时常跑出)的问题，同时在烟中有未燃烧的燃料，这也对环境有害。

本发明有助于缓解上述缺陷，采用一种燃烧方法，尽管氧化剂和燃料喷流之间的距离比先有技术USP 4988285中描述的要大，但能够得到稳定的燃料，氮氧化物的散发比较低。

因此，本发明的主题是一种燃烧燃料的燃烧方法，其中至少一个燃料喷流和至少一个离燃料喷流有一段距离的主氧化剂喷流同时喷入主燃烧区，其特征在于：每个主氧化剂喷流的喷射点相对于离它最近的燃料喷流的喷射点安置成离它为一距离D，距离D至少满足下列一个关系式：(及最好＞10)，和/或(及最好＞10)，D定义为在相应的喷射点上相应氧化剂喷流的外边缘和离它最近的燃料喷流的外边缘之间的最小距离，A和B分别是氧化剂主喷流和燃料喷流的横截面积，该横截面被认为是在喷流的喷射点上，这样，在上述至少一个氧化剂喷流和/或燃料喷流在携带一定量的周围流体的基本为惰性的气体之前，燃料和主氧化剂喷流保持分开状态，所携带的周围的流体的量优选大于它自己流速的5倍，最好达10倍。

按照一个优选的改型，本发明的特征在于：至少一个氧化剂的辅助喷流喷入位于上述主燃烧区上游的辅助燃烧区，从而稳定上述主燃烧区中的燃烧，上述辅助氧化剂的喷射点安置成离相关的燃料喷流的距离为D_s，D_s满足下列关系式： D s A s < 5 ]]>D_s是相应的辅助氧化剂喷流的外边缘和相关的燃料喷流的外边缘之间在相应喷射点上的最小距离，A_s是相应辅助氧化剂喷流在其喷射点的横截面积，由此可得到基本均匀的燃烧。

采用满足上述两个关系式中至少一个的距离D能使主氧化剂喷流和燃料喷流携带一定量的周围流体、尤其是在它们相互反应之前的基本为惰性的气体。以主氧化剂喷流和燃料喷流相遇它们相交的开始点(即主燃烧区的开始点)作为参考点，对于基本平行的喷流来说，每个关系都意味着喷流中的总的流速至少是携带时喷流的初始流速的1.8倍。比率(喷流流速/初始流速)随着比率(携带流体时的密度/已携带流体后的密度)的减小而增大。通过满足两个不等式中的每一个，就能稀释每个燃料和主氧化剂喷流。本发明将采用至少满足上述两个关系中的一个的距离D来实施，最好满足D/A^0.5＞10和/或D/B^0.5＞10，这样使至少一个喷流并最好是每个喷流(初始流速加上周围流体的惰性气体)的流速至少是携带时喷流的初始流速的3.6倍。

按照一个优选实施例，该方法的特征在于：由上述主、辅氧化剂喷流喷射的氧化剂的总流速调节到高于燃烧由上述至少一个燃料喷流喷入燃烧区的所有燃料所要求的氧化剂的化学当量的流速值。同样由上述至少一个辅助喷流喷射的氧化剂流速调节到低于喷入燃烧区氧化剂的总流速的30％，最好在2％～15％之间。

另外本发明的方法还可包括下列一个或多个特征：

-多个主氧化剂喷流绕上述至少一个燃料喷流对称喷射，

-两个相对于至少一个中部燃料喷流的径向相对安置的氧化剂喷流喷入上述燃烧区，

-三个中部燃料喷流与相对于该三个中部燃料喷流径向相对安置的两个主氧化剂喷流同在一个平面，它们一起喷入上述燃烧区，

-至少一个例如天然气的第一燃料喷流，和至少一个例如燃料油的第二燃料喷流喷入上述燃烧区(燃料在任何情况下可以是固态、液态和/或气态)。