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CN101815905A - 无焰燃烧加热器 - Google Patents

无焰燃烧加热器 Download PDF

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CN101815905A
CN101815905A CN200880025513A CN200880025513A CN101815905A CN 101815905 A CN101815905 A CN 101815905A CN 200880025513 A CN200880025513 A CN 200880025513A CN 200880025513 A CN200880025513 A CN 200880025513A CN 101815905 A CN101815905 A CN 101815905A
Authority
CN
China
Prior art keywords
conduit
heater
fuel
opening
oxidation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN200880025513A
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English (en)
Inventor
K·G·安德森
A·W·芒施
P·维恩斯特拉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shell Internationale Research Maatschappij BV
Original Assignee
Shell Internationale Research Maatschappij BV
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Application filed by Shell Internationale Research Maatschappij BV filed Critical Shell Internationale Research Maatschappij BV
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    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C99/00—Subject-matter not provided for in other groups of this subclass
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C13/00—Apparatus in which combustion takes place in the presence of catalytic material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
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    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
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Abstract

本发明描述一种无焰燃烧加热器(10)，其包括氧化导管(14)及定位于所述氧化导管内的燃料导管(12)以形成具有入口(26)及出口(30)的氧化区域(13)，燃料导管具有提供自燃料导管内至氧化导管的流体连通的多个开口(20)，其中至少一个开口的纵轴线(22)与氧化导管的内表面形成斜角。本发明描述一种向处理工艺导管提供热量的方法。

Description

无焰燃烧加热器
技术领域
此发明涉及一种无焰燃烧加热器及一种用于向一处理工艺提供热量的方法。
背景技术
在U.S.7,025,940中描述了无焰燃烧加热器。该专利描述了一种利用无焰燃烧的处理工艺加热器，其通过将燃料及燃烧空气预加热至一高于该混合物的自燃温度的温度来实现。该燃料通过一燃料气体导管中的多个孔随时间以相对小的增量引入，所述多个孔在燃料气体导管与一氧化反应室之间提供连通。如在该专利中所述，一处理工艺室与该氧化反应室成热交换关系。
无焰燃烧加热器可遭遇与燃料导管及多个开口有关的问题，这些所述开口自该燃料气体导管内至氧化反应室提供连通。常规的无焰燃烧加热器具有开口，所述开口具有一垂直于氧化导管的内表面的纵轴线。
通过这些垂直开口的燃料具有直接撞击于该氧化导管的内表面上的趋向。因此，通常在燃料导管的外部与该氧化导管的内部之间维持一最小距离以减小该氧化导管壁上的热点。可增加氧化剂流动以解决此撞击趋向的问题，但会导致诸如过多的压力降等缺点。此外，退出这些垂直开口的燃料可能不与氧化剂良好地混合。这种不完全混合可立即在开口下游发生。
由无焰燃烧所提供的热量通常在一定程度上沿相同的径向定向且直接在开口下游集中。这样可导致不均匀地加热加热器的构造材料，从而引起往往会使燃料及氧化导管弯曲的热膨胀。另外，这样导致将由该加热器进行加热的材料的不均匀加热。
发明内容
本发明提供一种无焰燃烧加热器，其包括有氧化导管及具有多个开口的燃料导管，所述多个开口提供自该燃料导管内至所述氧化导管的流体连通，其中至少一个开口的纵轴线与所述氧化导管的内表面形成一斜角。
本发明进一步提供一种用于向一处理工艺导管提供热量的方法，其包括：提供氧化导管；提供具有多个开口的燃料导管，所述多个开口自所述燃料导管内至所述氧化导管提供流体连通，其中至少一个开口的纵轴线与所述氧化导管的内表面形成一斜角；提供与所述氧化导管成热交换关系的处理工艺导管；将燃料引入至所述燃料导管中；将氧化剂引入至该氧化导管中；及通过所述多个开口将该燃料引入至氧化导管中。
附图说明
图1描绘了具有锐角开口的双管无焰燃烧加热器。
图1A描绘了图1的加热器的一截面图。
图1B描绘了图1的加热器的一截面图。
图2描绘了具有锐角开口的三管无焰燃烧加热器。
图2A描绘了图2的加热器的一截面图。
图3描绘了具有锐角开口的四管无焰燃烧加热器。
图3A描绘了图3的加热器的一截面图。
图4描绘了具有钝角开口的双管无焰燃烧加热器。
图4A描绘了图4的加热器的一截面图。
图4B描绘了图4的加热器的一截面图。
图5描绘了一具有钝角开口的三管无焰燃烧加热器。
图5A描绘了图5的加热器的一截面图。
图6描绘了具有钝角开口的四管无焰燃烧加热器。
图6A描绘了图6的加热器的一截面图。
图7描绘了具有正切开口的双管无焰燃烧加热器。
图7A描绘了图7的加热器的一截面图。
图8描绘了具有正切开口的三管无焰燃烧加热器。
图8A描绘了图8的加热器的一截面图。
图9描绘了具有正切开口的四管无焰燃烧加热器。
图9A描绘了图9的加热器的一截面图。
图10描绘了在乙苯脱氢处理工艺中使用一无焰燃烧加热器的实施例。
具体实施方式
本发明提供一用于直接转移由燃料的无焰燃烧所释放热能的无焰燃烧加热器。该加热器具有许多可能的用途及应用，包括加热地下形成物及加热处理工艺流。该无焰燃烧加热器尤其用于与实施吸热反应(例如，烷基芳香烃化合物的脱氢及蒸汽甲烷重整)的处理工艺结合。本发明提供了在燃料导管中具有至少一个开口的无焰燃烧加热器，该至少一个开口与氧化导管的内表面形成一斜角。成角度的开口减小了与氧化导管的内表面上的燃料撞击相关联的问题并改良了燃料与氧化剂在氧化导管中的混合。
加热器中的无焰燃烧可通过如下方式实现：充分预加热氧化剂流及燃料流，以便在该两个流组合时，该混合物的温度超过该混合物的自燃温度，但该混合物的温度小于在如U.S.7,025,940中所述的通过混合速率对混合进行限制时将导致氧化的温度，该专利以引用方式并入本文中。该混合物的自燃温度依赖于燃料及氧化剂的类型及燃料/氧化剂比率。无焰燃烧加热器中使用的混合物的自燃温度可在850℃至1400℃范围中。若在该加热器中采用氧化催化剂，则该自燃温度可降低，这是因为此类型的催化剂有效地降低了该混合物的自燃温度。
燃料导管以提供一期望的热释放的方式提供进入氧化导管中的燃料引入的受控速率。热释放部分地由开口的位置及数目确定，这种开口可经修整以用于每一加热器应用。热释放可在加热器的长度上恒定，或其可在加热器的长度上减少或增加。
由于不存在与燃料的无焰燃烧相关联的可见火焰，故无焰燃烧反应在比在常用明火加热器中所观察到的温度低的温度下发生。由于观察到的较低温度，及直接加热的效率，故可使用较低成本材料设计该加热器，从而导致减小的资本支出。
无焰燃烧加热器具有两个主要组件：即，氧化导管及燃料导管。该氧化导管可为管子或管，其具有用于氧化剂的入口、用于氧化产物的出口及在该入口与出口之间的流动路径。适宜的氧化剂包含空气、氧气及氧化亚氮。引入至氧化导管中的氧化剂可经预加热，以便在与燃料混合时，混合物处于一高于该混合物的自燃温度的温度。该氧化剂可在该无焰燃烧加热器外部加热。另一选择为，该氧化剂可通过与该加热器内部流中的任意一种进行热交换而在该加热器内部被经加热。该氧化导管可具有约2cm至约20cm的内径。然而，氧化剂导管可视加热器需求而大于或小于此范围。
燃料导管将燃料传输至加热器中并将其引入至氧化导管中。该燃料导管可为管子或管，其具有燃料的入口及提供自该燃料导管内至氧化导管的流体连通的多个开口。该燃料导管可位于氧化导管内并由其环绕。燃料通过所述开口并进入氧化导管中，在此处燃料与氧化剂混合并导致无焰燃烧。燃料导管可具有约1cm至约10cm，优选约1.5cm至约5cm的内径。然而，根据设计要求，燃料导管可具有大于10cm或小于1cm的直径。
燃料导管中的多个开口的几何形状、定向及位置可经设计以克服由于加热器系统的流体及混合动力学而引起的问题。这些开口可经钻入或切入至燃料导管的壁中。燃料导管的壁通常具有约0.25cm至约2.5cm的厚度。所述开口可具有圆形、椭圆形、矩形、另一形状或甚至不规则形状的截面。所述开口优选具有圆形截面。
所述开口可具有约0.001cm2至约2cm2，优选约0.03cm2至约0.2cm2的截面积。所述开口的大小是由进入至氧化导管中的燃料引入的期望速率来决定，但太小的开口会导致堵塞。所述开口可沿燃料导管定位，沿轴向方向离开任一其它开口1cm至100cm的距离。所述开口优选沿轴向方向间隔开15cm至50cm。所述开口可沿燃料导管的长度以不同的定向沿其相应的径向平面定位。举例来说，所述开口的位置可沿燃料导管的长度沿径向平面交替180度，或其可交替120度或90度。因此，所述开口在燃料导管中的定位可使得其沿燃料导管的长度在径向平面中交替定向，并使其定向交替隔开30度至180度。所述开口的径向定向优选沿燃料导管的长度以60度至120度的角度交替。
在一个实施例中，除开口的外亦可使用一烧结板来提供燃料导管至氧化区域的流体连通，且烧结板中的开口可具有大约为10-100微米的直径。
沿加热器长度的不同的开口通常具有相同的截面积。在替代实施例中，开口的截面积可不同以提供期望的热释放。另外，沿燃料导管的开口之间的间隔可不同以提供期望的热释放。所述开口通常具有相同的形状。在替代实施例中，开口可具有不同的形状。
所述开口各自具有一纵轴线，该纵轴线由在该开口每一端处连接截面中心的线界定。该燃料导管也具有一纵轴线，该纵轴线由连接该导管的截面中心的线界定。
如在本文中使用的术语锐角为界定在0与90度之间的角度。如在本文中使用的术语钝角为界定在90与180度之间的角度。如在本文中使用的术语斜角为界定为锐角或钝角的角度。
该无焰燃烧加热器可另外包括携载处理工艺流体的处理工艺导管，其中该处理工艺导管与该氧化导管成热交换关系。在该加热器中包含处理工艺导管则允许处理工艺流的直接加热。该处理工艺导管可选择地用于实施一化学反应。该处理工艺导管可含有催化剂以促进该化学反应。该加热器对实施吸热反应尤其有益，这是因为热量在该反应期间直接添加至该处理工艺。举例而言，此加热器可并入至脱氢反应器中以直接加热乙苯转换至苯乙烯的脱氢反应。
该无焰燃烧加热器可选择地包括一氧化剂导管。该氧化剂导管具有用于氧化剂的入口及用于经预加热的氧化剂的出口，该出口与氧化导管的入口流体连通。该氧化剂导管与氧化导管和/或处理工艺导管成热交换关系，其提供直接热量以将氧化剂预加热至一足够的温度，以便在与燃料于氧化导管中混合时，该混合物处于或高于自燃温度。
一预加热器可用于在氧化剂进入该加热器之前对其进行预加热。一预加热器可为提供热量的任一装置或方式。该预加热器可(例如)为常用的热交换器或无焰燃烧加热器。
下面将相对于此申请案中所提供的附图进一步描述该无焰燃烧加热器的优选实施例。
图1-3描绘了具有在下文中称为锐角开口的无焰燃烧加热器的实施例。图1描绘了一无焰燃烧加热器10，其具有由燃料导管12形成的燃料区域11及由氧化导管14形成的氧化区域13。此类型的加热器称为双管加热器。在此实施例中，燃料导管12为一圆柱形管，其具有用于燃料的入口24及多个开口20。所述开口的纵轴线22与氧化导管14的内表面形成锐角34。氧化导管14为围绕燃料导管12同心定位的圆柱形管，氧化导管14具有用于经预加热的氧化剂的入口26及用于燃烧产物的出口30。在替代实施例中，氧化剂可在附图标记30指示处引入，且燃烧产物可在在附图标记26指示处退出该加热器，这样提供了燃料与氧化剂的反向流动。燃料与氧化剂的反向流动与同向流动相比能够提供燃料与氧化剂的更好的混合。这种流动的方向可改变以适于具体加热器应用的期望的混合及热释放。在运作期间，燃料经由入口24进入燃料区域11并接着在其通过成角度的开口20之后在氧化区域13中与经预加热的氧化剂混合。开口20沿与燃料入口24相对的方向成角度。
在从燃料导管12的燃料入口24进行测量时，所述开口设置成使得开口的纵轴线与氧化导管的内表面形成小于九十度的角度。这些开口在下文中称为锐角开口。开口的纵轴线优选与氧化导管的内表面形成二十度至八十度的角度，更优选形成三十度至七十五度的角度，且最优选形成五十度至七十度的角度。
图1A为沿线A-A提取的图1的截面图。此图描绘了其中开口的纵轴线与燃料导管的纵轴线相交的一个实施例。
图1B为沿线B-B提取的图1的一截面图。此图描绘了其中开口的纵轴线离开燃料导管的纵轴线一段距离40以便上述两轴线不相交的另一实施例。在这些开口在下文中称为锐角正切开口。
加热器可具有如图1A中所描绘的截面图(锐角开口)或如图1B中所描绘的截面图(锐角正切开口)。在替代实施例中，加热器可具有锐角开口及锐角正切开口的组合且图1A及图1B的截面图将代表相同的加热器在该加热器的不同点处的截面图。
锐角开口的角度形成为使退出该开口的燃料沿与燃料导管入口相对的方向指向。锐角开口导致较低峰值温度，这样减小了对加热器材料的危险并允许将在加热器构造中使用较不昂贵的材料。此外，锐角开口允许燃料导管与氧化导管之间的距离减小，从而导致加热器较小及减小资本支出。
锐角正切开口沿径向方向提供更均匀的热释放。使用锐角正切开口还提供更均匀的加热轮廓及燃料与氧化剂的改良混合。使用锐角正切开口还允许该无焰燃烧加热器将在比具有典型垂直开口的无焰燃烧加热器更高的燃料/空气比率下运作。在需要较少空气时，氧化导管可较小，因此减小资本支出。
图2描绘了一无焰燃烧加热器10，其具有燃料导管12、氧化导管14及处理工艺导管16。此类型的加热器称为三管加热器且可用于对处理工艺流体的直接加热。图2中所描绘的三管加热器类似于图1，且燃料导管及氧化导管相同。然而，在图2中，一处理工艺区域15系由处理工艺导管16形成。处理工艺导管16为圆柱形管，其具有用于处理工艺流的入口32及用于经加热的处理工艺流的出口28。另一选择为，该处理工艺流可于附图标记28指示处进入处理工艺导管，并于附图标记32指示处退出处理工艺导管以提供与氧化导管流动同向的处理工艺流动。
图2A为沿线2A-2A提取的图2的一截面图。图2A描绘了其中开口的纵轴线与燃料导管的纵轴线相交的一实施例。另一实施例(未显示)包括有开口，其中所述开口开口的纵轴线离开燃料导管的纵轴线一段距离以便所述两轴线不相交。
图3描绘了一无焰燃烧加热器100，其具有燃料导管102、氧化导管104、处理工艺导管108及氧化剂导管106。燃料区域111是由圆柱形管或管子形式的燃料导管102形成，沿该圆柱形管具有成角度的开口126。氧化区域113由氧化导管104形成，氧化导管104为圆柱形且与该燃料导管同心。处理工艺区域117由处理工艺导管108形成，且该处理工艺区域可为圆柱形管或一壳及管子热交换器的壳侧。氧化剂区域115系由氧化剂导管106形成，氧化剂导管106为圆柱形且与所述氧化导管同心。在运作期间，燃料于入口110处进入燃料导管并于成角度的开口126处退出该燃料导管。成角度的开口126沿远离燃料入口110的方向成角度。氧化剂于氧化剂入口114处进入氧化剂导管并于氧化导管入口120处退出该氧化剂导管。氧化剂在氧化剂区域115中进行预加热。经预加热的氧化剂与来自开口126的燃料混合且燃烧产物于氧化导管出口112处退出该加热器。一处理工艺流可于附图标记116指示处进入且于附图标记118指示处退出或其可于附图标记118指示处进入且可于附图标记116指示处退出。
此实施例在某些方面不同于图1及2中所示的实施例。氧化剂在加热器内部进行预加热，这是因为其被引入至与氧化导管及处理工艺导管成热交换关系的氧化剂导管中。该氧化剂亦可在被引入至氧化剂导管中之前进行预加热。处理工艺导管与氧化剂及氧化导管的一部分成热交换关系。这些不同的实施例为设计加热器应用提供更多的自由以满足处理工艺的要求，并结合设计特征以从无焰燃烧的燃烧产物重新获得额外的热。
图3A系沿线3A-3A提取的图3的一截面图。此图描绘了其中开口的纵轴线与燃料导管的纵轴线相交的一实施例。另一实施例(未图示)包括有开口，其中所述开口的纵轴线距燃料导管的纵轴线一段距离，以致所述两轴线不相交。
图4-6描绘了具有在下文中称为钝角开口的无焰燃烧加热器的实施例。图4描绘了一类似于图1中所描绘的双管无焰燃烧加热器的无焰燃烧加热器10，虽然开口为沿不同方向成角度。成角度的开口20为沿朝向燃料导管入口的方向成角度。
当从燃料导管的入口端进行测量时，这些开口具有使得开口的纵轴线与氧化导管的内表面形成大于九十度的角度。这些开口在下文中称为钝角开口。开口的纵轴线优选与氧化导管的内表面形成100°至160°的角度，更优选形成105°至145°的角度，且最优选形成110°至130°的角度。
开口的纵轴线可与燃料导管的纵轴线相交，如图4A中所描绘。在替代实施例中，开口的纵轴线可距燃料导管的纵轴线一段距离40，以致所述两轴线不相交，如图4B中所描绘，且这种开口在下文中称为钝角正切开口。钝角正切开口提供与锐角正切开口类似的益处。
钝角开口通常导致增加的燃料流动湍流及在氧化导管中与氧化剂的混合，从而改良无焰燃烧反应。另外，钝角开口提供锐角开口提供的许多相同的益处，例如，允许燃料导管与氧化导管之间的距离减小，从而导致加热器较小及减小资本支出。
图5描绘了类似于图2中所描绘的三管无焰燃烧加热器的无焰燃烧加热器10。然而，图5描绘了如上所述的加热器中的钝角开口。图5A为沿线5A-5A提取的图5的一截面图。
图6描绘了一类似于图3中所描绘的四管无焰燃烧加热器的无焰燃烧加热器100。然而，图6描绘了该加热器中的钝角开口。图6A为沿线6A-6A提取的图6的一截面图。
图7-9描绘了在下文中称为正切开口的无焰燃烧加热器的实施例。图7描绘了一类似于图1中所描绘的双管无焰燃烧加热器的无焰燃烧加热器10，虽然开口沿不同的方向成角度。正切开口20不沿燃料导管入口或出口的方向成角度。图7A为沿线7A-7A提取的图7的一截面图。
这些正切开口形成为使得开口的纵轴线离开燃料导管的纵轴线一段距离40，以便所述两轴线不相交。所述开口的纵轴线与燃料导管的纵轴线之间的距离可大于该燃料导管的内半径的四分之一，优选大于该燃料导管的内半径的一半，且更优选大于该燃料导管的内半径的四分之三。
正切开口类似于锐角正切开口及钝角正切开口而沿径向方向提供更均匀的热释放。
图8描绘了一类似于图2中所描绘的三管无焰燃烧加热器的无焰燃烧加热器10。然而，图8描绘了如上所述的加热器中的正切开口。图8A为沿线8A-8A提取的图8的一截面图。
图9描绘了一类似于图3中所描绘的四管无焰燃烧加热器的无焰燃烧加热器100。然而，图9描绘了该加热器中的正切开口。图9A为沿线9A-9A提取的图9的一截面图。
该无焰燃烧加热器可根据该加热器的特定构造及该加热器应用而在多种条件下运作。在U.S.5,255,742及U.S.7,025,940中描述各种实例及条件，这些专利以引用方式并入本文中。
图10描绘了无焰燃烧加热器在乙苯脱氢单元中的使用。含有蒸汽及乙苯的处理工艺给料经由导管202喂入脱氢反应器204。脱氢反应器204含有适宜的脱氢催化剂(可为基于氧化铁的催化剂)，并提供用于使该处理工艺给料与该脱氢催化剂接触的构件。脱氢反应器流出物通过导管206自脱氢反应器204排出并通过处理工艺流体入口210引入至无焰燃烧加热器208中。
由于脱氢反应为吸热反应，因此脱氢反应器流出物将具有比到达脱氢反应器204的处理工艺给料的温度低的温度。无焰燃烧加热器208用于在脱氢反应器流出物被引入至第二级脱氢反应器212之前对其进行加热。被加热的处理工艺流体将从无焰燃烧加热器208通过其排放出口214及导管216而作为给料被引入第二级脱氢反应器212中。脱氢反应器流出物通过导管218自第二级反应器212排出。脱氢处理工艺可借助多于两个反应器实施，在此情形下，无焰燃烧加热器可置于每一额外反应器前面。
燃料通过导管220且通过燃料入口222引入至无焰燃烧加热器208。氧化剂通过导管224且通过氧化剂入口226引入至加热器208中。燃烧产物通过导管228自无焰燃烧加热器208排出。
在此实施例中显示一预加热器230用于在氧化剂进入加热器208中之前对其进行预加热。该预加热器为该加热器系统的一可选部分。
借助所描述的开口位置及几何形状的细节的任一变更，本文中所描述的无焰燃烧加热器可用于任一应用中。

Claims (15)

1.一种无焰燃烧加热器，包括氧化导管及具有多个开口的燃料导管，所述多个开口提供自所述燃料导管内至所述氧化导管的流体连通，其中，至少一个开口的纵轴线与所述氧化导管的内表面形成斜角。
2.如权利要求1所述的加热器，其中，当从所述燃料导管的入口端进行测量时，所述至少一个开口的纵轴线与所述氧化导管的内表面形成锐角。
3.如权利要求1所述的加热器，其中，当从所述燃料导管的所述入口端进行测量时，所述至少一个开口的纵轴线与所述氧化导管的内表面形成钝角。
4.如权利要求1-3中任一项所述的加热器，其中，所述开口中的大部分与所述氧化导管的内表面形成斜角。
5.如权利要求1-4中任一项所述的加热器，其中所述至少一个开口的纵轴线不与所述燃料导管的纵轴线相交。
6.如权利要求5所述的加热器，其中，所述开口的纵轴线与所述燃料导管的纵轴线之间的距离大于所述燃料导管的内半径的四分之一。
7.如权利要求1-6中任一项所述的加热器，其中，一个开口的纵轴线与所述氧化导管的内表面形成一第一角度，且另一开口的纵轴线与所述氧化导管的内表面形成一不等于所述第一角度的第二角度。
8.如权利要求1-7中任一项所述的加热器，其中，至少一个开口具有圆形截面。
9.如权利要求1-8中任一项所述的加热器，其中，一个开口具有大于另一开口的截面积的截面积。
10.如权利要求1-9中任一项所述的加热器，其进一步包括有氧化剂导管，所述氧化剂导管具有氧化剂的入口及经预加热的氧化剂的出口，所述出口与所述氧化导管的入口流体连通。
11.如权利要求1-10中任一项所述的加热器，其进一步包括与所述氧化导管成热交换关系的处理工艺导管。
12.如权利要求1-11中任一项所述的加热器，其进一步包括与所述无焰燃烧加热器流体连通的预加热器，其中所述预加热器能够将所述氧化剂预加热至当所述氧化剂与燃料在所述氧化导管中混合时所处的温度，所述氧化剂与燃料的混合物的温度超过所述混合物的自燃温度。
13.如权利要求11-12中任一项所述的加热器，其中，所述氧化剂导管与所述处理工艺导管成热交换关系。
14.如权利要求1-13中任一项所述的加热器，其中，所述加热器进一步包括氧化催化剂。
15.一种向处理工艺导管提供热量的方法，其包括：
提供氧化导管；
提供具有多个开口的燃料导管，所述多个开口提供自所述燃料导管内至所述氧化导管的流体连通，其中至少一个开口的纵轴线与所述氧化导管的内表面形成斜角；
提供与所述氧化导管成热交换关系的处理工艺导管；
将燃料引入至所述燃料导管中；
将氧化剂引入至所述氧化导管中；及
通过所述多个开口将所述燃料引入至所述氧化导管中，以致在所述氧化导管中发生无焰燃烧。
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