TW201508225A - 用於操作多氣體燃燒器的方法與多氣體燃燒器 - Google Patents

Abstract

本發明係關於一種用於操作多氣體燃燒器之方法，該多氣體燃燒器具有至少一個具有第一、第二及第三噴嘴之燃燒器噴槍，且具有第一、第二及第三饋料室。根據本發明，就高熱操作而言，使空氣通過該第一噴嘴饋送至該燃燒室中，O2耗乏氣體通過該第二噴嘴饋送至該燃燒室中，高熱燃燒氣體通過該第三噴嘴饋送至該燃燒室中，該等氣體在該燃燒室中燃燒。此外，本發明係關於一種用低熱及高熱燃燒氣體操作之多氣體燃燒器。

Description

用於操作多氣體燃燒器的方法與多氣體燃燒器

本發明係關於一種用於操作多氣體燃燒器的方法及用低熱及高熱燃燒氣體操作之多氣體燃燒器。

一般的多氣體燃燒器在大多數情況下具有一個燃燒室及至少一個燃燒器噴槍。此燃燒器噴槍設計有第一、第二及第三噴嘴。此外，第一、第二及第三饋料室設置成其各自流體連通至用於向燃燒室中饋送氣體之相應噴嘴。至少一個燃燒器噴槍之噴嘴在一側終止於燃燒室及在另一側終止於相應饋料室。此外，燃燒器馬弗爐(muffle)在燃燒室中設置在噴嘴之末端區域中。具有複數個燃燒器噴槍之燃燒器描述為多噴槍燃燒器。

一般燃燒器已知於例如DE 196 27 203 C2及DE 42 08 951 C2中。

此類氣體燃燒器適用於用以加熱處理氣體之熱氣體產生器，例如在冶煉鐵礦石之範疇內。熱處理氣體為煤之研磨乾燥製程所需的。經研磨及經乾燥之煤另外用於鐵礦石之冶煉中。作為用於熱氣體產生器之燃燒氣體，一般而言，低熱氣體(亦描述為貧氣)與用於燃燒之氧載體(詳言之，空氣)一起通過噴嘴饋送至燃燒室中，其中低熱氣體隨後與氧載體混合、點火且燃燒。

為了提高熱氣體產生器之靈活性及可用性，期望用諸如高熱燃燒氣體之其他燃燒氣體亦能夠替代地操作熱氣體產生器之燃燒器。

歸因於高熱燃燒氣體之熱值較高，與低熱氣體相比，高熱燃燒氣體燃燒的火焰溫度更高。在此認為，在燃燒溫度高於約1300℃之作用下，用於燃燒之氧載體(特別是普通空氣)中之N₂發生熱轉化而形成NO_x。當使用高熱燃燒氣體時，燃燒溫度通常超過此臨界溫度範圍。然而，根據環境保護法規，必須廣泛地避免NO_x之形成。

因此，本發明之目的為指出一種用於操作多氣體燃燒器之方法及此類多氣體燃燒器，使用此類多氣體燃燒器，特別是與煤研磨設備組合，可使高熱燃燒氣體燃燒，同時符合適用的環境保護法規。

根據本發明，此目的係經由具有申請專利範圍第1項之特徵的用於操作多氣體燃燒器之方法及具有申請專利範圍第10項之特徵的多氣體燃燒器來達成。

其他有利具體實例在附屬項、說明書及圖式中指出。

根據申請專利範圍第1項，多氣體燃燒器具有至少一個具有第一、第二及第三噴嘴之燃燒器噴槍，具有各自流體連通至相應噴嘴之第一、第二及第三饋料室，且具有供至少一個燃燒器噴槍伸入其中的燃燒室，該多氣體燃燒器之操作方式應使得高熱操作空氣通過第一噴嘴引入燃燒室中，且同時O₂耗乏氣體通過第二噴嘴引入燃燒室中，且高熱燃燒氣體通過第三噴嘴引入燃燒室中，該等氣體在燃燒室中反應，詳言之燃燒，空氣及O₂耗乏氣體作為氧氣提供者或氧載體用於燃燒。

本發明之認知依據為，為了避免NO_x之形成，需要降低火焰溫度，使得其低於可產生最大量NO_x之範圍。此溫度範圍低於約1300℃。

此可根據本發明達成，原因在於與低熱操作(亦即，低熱燃燒氣體之燃燒)相比，燃燒係在升高之λ值的情況下進行。λ值亦描述成燃燒比或空氣比，且定義為提供給燃燒之氧氣提供者(詳言之空氣)與燃 燒氣體燃燒所必需之最低空氣化學計算量的比率。

若當燃燒高熱氣體時，燃燒係在更多燃燒空氣之情況下，由此在用於燃燒之更大量氧氣提供者之情況下進行，則λ值升高。藉由額外引入更多燃燒空氣，所產生之氣體在燃燒氣體完全燃燒的情況下冷卻。在此可確保，整個燃燒過程在低於針對NO_x產生之臨界溫度範圍之溫度下發生。

具有約21%氧氣含量的普通環境空氣習知用於燃燒之氧氣提供者。歸因於用於燃燒之氧氣提供者量較高，熱處理氣體中之氧氣含量增加。特別是當用於產生處理氣體用於煤研磨設備之熱氣體產生器中使用氣體燃燒器時，此為有問題的。此類煤研磨設備例如用於加工諸如硬煤之碳載體、用於使用粉煤噴射(pulverised coal injection；PCI)方法吹入鼓風爐中或用於煤氣化設備之範疇內。在此類設備中，出於防爆之目的，處理氣體之氧氣含量必須小於10%。因此，不可能藉由增加λ值來促進高熱燃燒氣體之使用。在許多處理氣體用於爆炸風險環境中之情況下，存在同一問題。由此，當使用高熱燃燒氣體時，不僅必需防止NO_x，而且必需確保所產生之熱處理氣體之氧氣含量低於視製程而確定之百分比含量。

本發明之另一核心思想可因此見於不完全使用普通空氣作為燃燒之氧氣提供者，而改為將用於燃燒的氧氣提供者與普通空氣及O₂耗乏氣體混合。此使得用於燃燒之氧氣提供者之整體氧氣含量比普通空氣低。在此，燃燒器可在較高λ值之情況下進行操作，從而有助於火焰溫度發生上述必需的降低。然而，經由降低由此用於燃燒之氧氣提供者的氧氣含量，仍可確保所產生之處理氣體具有減少之氧氣含量，詳言之小於10%之氧氣含量，以使得處理氣體可用於例如煤研磨設備中。

以下將使用例示性具體實例及示意性說明解釋本發明，其 中：圖1展示根據本發明之多氣體燃燒器之簡化結構；及圖2展示具有根據本發明之多氣體燃燒器之煤研磨設備的製程圖。

根據該方法之有利具體實例，在低熱操作期間，空氣作為燃燒之氧氣提供者通過第一噴嘴饋送至燃燒室中，且低熱燃燒氣體同時通過第二噴嘴饋送至燃燒室中，該等氣體在燃燒室中反應，詳言之燃燒。在此，在低熱燃燒氣體及高熱燃燒氣體之情況下，可操作多氣體燃燒器，且不必針對此等操作模式中之每一者提供各別燃燒器。

此組態之認知依據為，在高熱操作中不使用低熱燃燒氣體之低熱操作中所用之噴嘴。此噴嘴可由此用於將O₂耗乏氣體摻合至來自第一噴嘴之空氣中，以獲得用於燃燒之氧氣提供者。與針對O₂耗乏氣體提供另一噴嘴相比，此方案之優勢為在此用於實施例之燃燒器噴槍僅需要具有三個且非四個噴嘴。詳言之，此減少由一或多個此類燃燒器噴槍組成之多氣體燃燒器之構造深度及構造尺寸。

若選擇燃燒器噴槍之外噴嘴作為第一噴嘴，燃燒器噴槍之中心噴嘴作為第二噴嘴，且燃燒器噴槍之內噴嘴作為第三噴嘴，則較佳。通過外噴嘴，可由此始終將空氣吹入燃燒室中，不論低熱或高熱操作。在低熱操作期間，通過中心噴嘴將燃燒氣體吹入，以使得燃燒氣體在吹出噴嘴之後被所吹入之空氣包圍，且可與其有效混合並反應。類似地，在高熱操作中，情況亦如此，其中內噴嘴用於吹入高熱燃燒氣體。藉由使用用於O₂耗乏氣體之中心噴嘴，本文中通過內噴嘴吹入高熱燃燒氣體，與由空氣及O₂耗乏氣體組成之用於燃燒之氧氣提供者有效混合具可能性。

低熱燃燒氣體之燃燒較佳在λ值在約1.05至約1.2之範圍內之情況下進行。歸因於低熱值在2000kJ/m_N ³與4000kJ/m_N ³之間，燃燒溫度 低於1300℃。如上文所述，在高熱操作期間，多氣體燃燒器必須在較高λ值之情況下操作，以達成降低火焰溫度之需要。視所使用之高熱氣體之熱值而定，λ值處於約1.5至約2.0之範圍內。舉例而言，當燃燒焦炭氣體時，λ值較佳為約1.6，其中15%與30%之間的用於燃燒之氧氣提供者為O₂耗乏氣體。

為了促進在煤研磨設備或其他爆炸臨界製程中所產生之處理氣體的用途，低熱操作中之λ值及高熱操作中之λ值以及O₂耗乏氣體之混合設定成使得所產生之熱處理氣體(亦描述為熱氣體)具有小於10%之O₂含量。就基於爆炸防護方針之需要而言，經由O₂耗乏氣體之摻合的相應適應，熱處理氣體中較低目標值之O₂含量亦可達成。

在低熱操作中，經由低熱燃燒氣體之相對較低燃燒值，此可在無大量資源之情況下達成。

在高熱操作中，視所選擇之λ值而定，在此方面，需要在作為用於燃燒之氧氣提供者之一部分的O₂耗乏氣體中充分混合。空氣與O₂耗乏氣體在用於燃燒之氧載體中之準確比率基本上視所精確使用之高熱燃燒氣體及隨後所使用之λ值而定。在此亦可能達成所產生之處理氣體中之氧氣含量遠低於10%。

另外，燃燒氣體之量、λ值及空氣與O₂耗乏氣體之用於燃燒之氧氣提供者之組成可設定成使得所量測之火焰溫度不超過約1300℃之值。λ值在此基本上由燃燒氣體之量(亦即，每時間單位之流體體積)及用於燃燒之氧氣提供者之量來確定，因為不與燃燒氣體反應之用於燃燒之氧氣提供者之比例有助於冷卻及降低火焰溫度。

根據該方法之一個有利具體實例，例如來自研磨乾燥製程，詳言之來自煤研磨設備之再循環處理氣體用作O₂耗乏氣體。在用空氣傳輸進行含碳固體燃料之研磨操作的情況下，例如在風掃直立式輥磨機 (air-swept vertical roller mill)之情況下，必須使用氧氣含量小於10%之氣體作為處理氣體。在此，常常進行所謂的研磨乾燥製程，其中待研磨之煤或另一起始物質除減小尺寸之外亦經乾燥。在此方面，如已陳述，熱處理氣體為需要的，但歸因於爆炸防護原因，其氧氣含量必須小於10%。此等處理氣體可自研磨操作轉換成用於多氣體燃燒器之操作之O₂耗乏氣體。若通過多氣體燃燒器所產生之熱處理氣體用於研磨乾燥操作，則其隨後返饋送至研磨製程中，以使得完全無O₂耗乏處理氣體自研磨製程移除。當然亦可能使用來自其他來源之O₂耗乏氣體。

根據一個有利具體實例，焦化爐氣體用作高熱氣體，且鼓風爐氣體用作低熱氣體。具有由多氣體燃燒器建構之熱氣體產生器之煤研磨設備常常用在礦石製備及加工之範疇內，例如冶煉製程。鼓風爐氣體係在鼓風爐之上部邊緣產生，鼓風爐氣體可用作用於研磨乾燥及燃燒器之操作的有利燃料。諸如合成氣體、焦炭氣體或天然氣之任何燃燒氣體可用作高熱燃燒氣體。低熱氣體亦可描述成貧氣，且高熱氣體可描述成富氣。當提及本發明範疇內之空氣時，可理解此特別意謂普通環境空氣具有約21%之氧氣含量。在燃燒製程之範疇內添加至燃燒氣體中之氣體在本發明之範疇內描述為用於燃燒之氧氣提供者。或者，用於燃燒之氧載體或提供者亦可描述為燃燒空氣。

在本發明之範疇內，低熱氣體可視為燃燒值或熱值在約2,000至4,000kJ/m_N ³之範圍內的氣體，且高熱氣體可視為燃燒值或熱值在約10,000至40,000kJ/m_N ³之範圍內的氣體。就本發明而言，低熱及高熱氣體具有哪種燃燒值在此並不完全重要，而是高熱氣體具有比低熱氣體更高之燃燒值。

本發明進一步係關於一種用低熱及高熱燃燒氣體操作之多氣體燃燒器。在此方面，一般燃燒器具有燃燒室，至少一個具有第一、第 二及第三噴嘴之燃燒器噴槍，具有第一、第二及第三饋料室，饋料室各自流體連通至相應噴嘴以使氣體饋送至燃燒室中，其中噴嘴在一端終止於燃燒室中且在另一端終止於相應饋料室中，且燃燒室在噴嘴之末端區域中具有燃燒器馬弗爐，燃燒器進一步開發成其中第一饋料室經設計用於饋送用於燃燒之氧氣提供者。第二饋料室經設計用於饋送低熱燃燒氣體及O₂耗乏氣體。第三饋料室經設計用於饋送高熱燃燒氣體。此外，饋料單元經提供用於向第二饋料室中饋送低熱燃燒氣體及O₂耗乏氣體。饋料單元設計成根據多氣體燃燒器之操作模式而向第二饋料室中引入低熱燃燒氣體或O₂耗乏氣體。

在一般燃燒器噴槍具有至少三個噴嘴之情況下，在大多數情況下，用於燃燒之氧氣提供者的噴嘴及用於第一燃燒氣體之第二噴嘴用於第一操作中，且第三噴嘴在第二操作中用於第二燃燒氣體及另外用於燃燒之氧氣提供者的第一噴嘴。根據本發明，考慮到與低熱操作相比，在高熱氣體之燃燒中需要在增加λ值之情況下操作多氣體燃燒器，且因此為了使經加熱之處理氣體維持最大氧氣含量，需要向空氣中混合O₂耗乏氣體，在此認為相比於低熱操作期間，在高熱操作期間不使用燃燒器噴槍之第二噴嘴，且從而此可表現雙重功能。此雙重功能可見於在低熱操作中饋送低熱燃燒氣體及在高熱操作中饋送O₂耗乏氣體中。

相比於四個噴嘴之用途，各噴嘴僅實現單一功能，在此存在以下優勢：根據本發明之多氣體燃燒器具有較小之構造尺寸，節約空間及投資成本，且可更靈活地使用。由於具有四個噴嘴之燃燒器噴槍之構造比具有三個噴嘴之燃燒器噴槍之使用需要更多資源，所以亦可節約物料成本及支出。

具有三個噴嘴之燃燒器噴槍在此可具有外管、中心管及配置在外管與中心管之間的中間管。管道相對於彼此分別同軸定向，且相互間 隔配置，以形成環形間隙或流體橫截面。由此，燃燒器由三個互相同軸插入之管道建構，從而將進而所產生之各流體橫截面連接至獨立饋料室。在外管與中間管之間的環形間隙形成外噴嘴，在中間管與中心管之間的環形間隙形成中心噴嘴，且中心管形成內噴嘴。

根據本發明之具體實例，第一噴嘴為燃燒器噴槍之外噴嘴，第二噴嘴為燃燒器噴槍之中心噴嘴，且第三噴嘴為燃燒器噴槍之內噴嘴。其另外限制條件為第一噴嘴關於流體連接至第一饋料室，第二噴嘴連接至第二饋料室，且第三噴嘴連接至第三饋料室。在此確保使在低熱及高熱操作中之空氣通過外噴嘴引入。低熱燃燒氣體在低熱操作中通過鄰接之中心噴嘴引入，且由此有助於在燃燒氣體與作為用於燃燒之氧氣提供者之空氣之間的有效混合。

類似地，在高熱操作中，空氣係通過外噴嘴引入，且O₂耗乏氣體係通過中心噴嘴引入，從而此等氣體可互相預混合。高熱燃燒氣體係通過內噴嘴引入。再次，燃燒氣體與包含空氣及O₂耗乏氣體之用於燃燒之氧載體之有效混合在此為可能的。

此外，提供控制單元，其在低熱操作中經設計以使空氣引入第一饋料室中，使低熱燃燒氣體引入第二饋料室中，且阻斷向第三饋料室之供應。控制單元另外設計成使得在高熱操作中，空氣引入第一饋料室中，O₂耗乏氣體引入第二饋料室中，且高熱燃燒氣體引入第三饋料室中。經由此類控制單元，確保除低熱燃燒氣體之外，O₂耗乏氣體不會在低熱操作中錯誤地引入第二饋料室中。此可引起燃燒室中不可控的燃燒特性。

第一噴嘴之橫截面積與第二噴嘴及第三噴嘴之比率較佳在4.4至5.0：5.9至6.3：1，尤其4.7：6.2：1之範圍內。橫截面比率亦可根據所使用之氣體經設計以自其背離，且視所使用之λ值、低熱及高熱燃燒氣體、氣體之相應化學計算量空氣需求及/或操作或吹入壓力而定。經由此類橫截面 積之配置，其基本上確定可能的相應氣體之通流，確保在兩種操作模式中由此所形成之多氣體燃燒器之情況下產生足夠熱氣體。詳言之，第二噴嘴之設計對於此目的而言具顯著性，由於其用於兩種不同氣體，一方面為低熱燃燒氣體，及在另一操作狀態中為O₂耗乏氣體。

若提供複數個燃燒器噴槍，且各燃燒器噴槍之第一噴嘴流體連通至第一饋料室，各第二噴嘴流體連通至第二饋料室，且各第三噴嘴流體連通至第三饋料室，則為有利的。在最小情況下，一個燃燒器噴槍組成一個完整多氣體燃燒器。經由選擇燃燒器噴槍之數目，達成所需之燃燒器輸出。將個別燃燒器噴槍標準化成某一輸出，以使得在燃燒器之放大的情況下，無需按比例擴大。在此方面，提及「編號」(numbering-up)，亦即關於幾何形狀、流體特性等之經修改之準則並不必須考慮在各燃燒器配置中。藉由在多氣體燃燒器中使用複數個燃燒器噴槍，整體上可能達成多氣體燃燒器之較高輸出。另外藉由使用燃燒器噴槍，可達成較好的調節特性。由於此基本原因為燃燒器噴槍束之「相互支持」，亦即輸出可向下調節，且大量燃燒器噴槍反覆地充當「點火源」，以使得個別火焰不會熄滅。由此，即使在低熱氣體之情況下，1：15之調節比率亦具可能性，儘管涉及燃燒之組分的預壓處於低壓範圍內。

因為僅設置三個饋料室，所以將多氣體燃燒器之結構作為整體進行簡化。

本發明另外係關於一種加工設備，其具有根據本發明之多氣體燃燒器及用於固體燃料之研磨設備，例如煤研磨設備。詳言之，其可為輥磨機，其中設置煤研磨設備作為用作O₂耗乏氣體之來源的構件。O₂耗乏氣體可為來自研磨製程，詳言之研磨/乾燥製程之再循環處理氣體。當然，此類配置亦可用於任何其他熱製程，亦即使用複數種氣體(處理氣體中O₂含量低)及使用其作為再循環氣體(高調節比率)，等。

藉助於可設計成控制及調節單元之控制單元，不同氣體、高熱燃燒氣體、低熱燃燒氣體、空氣及O₂耗乏氣體之流量可相應地視操作模式而設定。控制或調節在此以如此方式發生，即在高熱操作中，在火焰溫度為1300℃以下及最大氧氣含量為詳言之熱處理氣體之10%以下的情況下達成所需熱值。類似地，藉由控制及調節單元，可以如此方式控制低熱操作中之流量，即在未達到過高之火焰溫度之情況下達到足夠熱值。當使用低熱氣體時，低熱值需要低燃燒溫度，以使得在本文中之處理氣體中不出現顯著的O₂問題。詳言之，藉由設定所使用之氣體之量及氣體與彼此的比率，可解決相應特性。

圖1展示根據本發明之多氣體燃燒器1之簡化結構。本文所示之多氣體燃燒器1具有兩個燃燒器噴槍10，其分別設計成三噴槍燃燒器或三噴嘴噴槍，且具有第一噴嘴11、第二噴嘴12及第三噴嘴13。燃燒器噴槍10分別終止於燃燒室3中。

根據本發明之多氣體燃燒器1另外具有第一饋料室21、第二饋料室22及第三饋料室23。燃燒器噴槍10之噴嘴11、12、13由相對於彼此同軸定向之三個管道形成。第一噴嘴11終止於第一饋料室21中。第二噴嘴12終止於第二饋料室22中，且第三噴嘴13終止於第三饋料室23中。噴嘴11、12、13或末端管道在此可分別用凸緣狀連接物固定至相應饋料室21、22、23之內壁。此外，起始燃燒器17設置在多氣體燃燒器1之中心中，且用於起始多氣體燃燒器1。

此外，設置饋料31用於第一饋料室21，饋料32用於第二饋料室22，且饋料33用於第三饋料室23。另外，設置亦終止於第二饋料室22中之附加第四饋料34。饋料31、32、33、34具有可經由控制單元36控制之閥。

饋料31連接至空氣源。在此其係關於普通環境空氣。饋線 32連接至低熱燃燒氣體之來源。此可例如為鼓風爐氣體。此類低熱燃燒氣體亦成為貧氣。饋線33連接至高熱燃燒氣體之來源，其亦可描述成富氣。饋線34反過來連接至O₂耗乏氣體之來源。此可具有詳言之小於10%之O₂含量。

就低熱操作而言，控制單元36以如此方式控制饋料31、32、33及34之閥，即空氣通過饋線31流入第一饋料室21中，且低熱燃燒氣體通過饋料32流入第二饋料室22中。另外兩條饋線33及34在此經封閉。通過噴嘴11流入燃燒室3之空氣與通過噴嘴12流入只燃燒室3之低熱氣體的比率經調節，以使得λ值處於1.1之範圍內。

就高熱操作而言，控制單元36打開饋線31、33及34之閥。空氣在此流入饋料室21中，O₂耗乏氣體流入饋料室22中，且高熱氣體流入饋料室23中。藉助於噴嘴11、12、13，此等氣體可流入燃燒室3中，且在其中相互反應。

控制單元36在此以如此方式控制空氣、O₂耗乏氣體及高熱燃燒氣體之流量，即設定λ值在1.6之區域中，從而用於燃燒之氧載體之大約30%為O₂耗乏氣體。位於在燃燒室側之燃燒器噴槍11之末端，渦旋構建可設置在噴嘴之相應末端之區域中，以使流出之氣體彼此有效混合。

或者，對於饋料34而言，其他具體實例亦具可能性，其中室22可提供有低熱燃燒氣體及O₂耗乏氣體兩者。舉例而言，可設想能夠通過饋料32將低熱氣體引入，且O₂耗乏氣體亦如此。此可由相應饋線及三通閥來促進。在此情況下，饋線34可忽略。

圖2展示具有使用根據本發明之多氣體燃燒器10之熱氣體產生器之煤研磨設備的製程圖。

本文所述之加工設備之中心元件一方面為研磨分類器組合52，例如其可為具有再循環空氣操作之直立式輥磨機，詳言之LOESCHE輥 研磨機。另一方面，熱氣體產生器51設置成具有根據本發明之多氣體燃燒器10。熱氣體產生器51用以生產熱處理氣體或分別將其加熱，藉以此等處理氣體用於研磨分類器組合52中之研磨製程的範疇內，以除研磨製程之外乾燥待研磨物料，在此情況下為原煤。為此目的，熱氣體饋料54設置在熱氣體產生器51與研磨分類器組合52之間。

本文中，煤研磨設備僅視作用於加工設備之實施例，其中使用熱氣體產生器51。代替研磨分類器組合52，亦可設置其他組件，其中使用所產生之熱處理氣體。

待研磨之原煤通過煤艙61饋送至研磨分類器組合52中。在研磨分類器組合52中，原煤經研磨成粉塵，且藉助於通過饋料54流入研磨分類器組合52中之熱氣體進行乾燥，藉助於空氣流進行脫水且沿過濾器62之方向傳輸。

在過濾器62中，所產生之碳粉塵經分離且饋送至粉塵艙63。碳粉塵可隨後自粉塵艙63移除，且經饋送用於其用途，例如用於PCI製程。自粉塵經純化之處理氣體，該處理氣體亦同時經冷卻，再次經由處理氣體再循環構件56饋送至熱氣體產生器51。其在本文中由燃燒能量加熱，且通過熱氣體饋料54返饋送至研磨分類器組合52。

熱氣體產生器51之多氣體燃燒器10具有四種不同饋料。饋料71用於例如鼓風爐氣體之低熱燃燒氣體之饋送，饋料72用於空氣之饋送，饋料73用於例如焦炭氣體之高熱燃燒氣體之饋送，且饋料74用於將氣體饋送至起始燃燒器。天然氣可用於為此目的之實施例。

根據如本發明之方法，當用高熱氣體點燃多氣體燃燒器時，為了亦能夠使O₂耗乏氣體與空氣混合，在處理氣體再循環56中另外設置再循環氣體分支元件57。此分支元件57終止於在低熱燃燒氣體之饋線中終止之再循環氣體饋料76。

視所選擇之熱氣體產生器1之多氣體燃燒器10之操作模式而定，由此可能通過饋料71或回收自再循環處理氣體之如O₂耗乏氣體之再循環氣體饋送低熱燃燒氣體。此再循環處理氣體亦稱為再循環氣體。

用根據本發明之方法及根據本發明之多氣體燃燒器，由此使在遵守熱處理氣體之產生之環境及安全法規的同時使用低熱燃燒氣體及亦高熱燃燒氣體具可能性。

1‧‧‧多氣體燃燒器

3‧‧‧燃燒室

10‧‧‧燃燒器噴槍

11‧‧‧第一噴嘴

12‧‧‧第二噴嘴

13‧‧‧第三噴嘴

21‧‧‧第一饋料室

22‧‧‧第二饋料室

23‧‧‧第三饋料室

31‧‧‧饋線

32‧‧‧饋線

33‧‧‧饋線

34‧‧‧饋線

36‧‧‧控制單元

Claims (15)

1. 一種用低熱及高熱燃燒氣體操作多氣體燃燒器(1)之方法，其中該多氣體燃燒器(1)具有至少一個燃燒器噴槍(10)，其具有第一(11)、第二(12)及第三噴嘴(13)，第一饋料室(21)、第二饋料室(22)及第三饋料室(23)，該等饋料室各自流體連通至相應噴嘴(11、12、13)，及燃燒室(3)，讓該至少一個燃燒器噴槍(10)伸入其中，其特徵在於在高熱操作中，空氣係通過該第一噴嘴(11)，且同時O₂耗乏氣體係通過該第二噴嘴(12)及高熱燃燒氣體係通過該第三噴嘴(13)饋送至該燃燒室(3)中，該等氣體在該燃燒室(3)中反應，詳言之燃燒，該空氣及該O₂耗乏氣體用作用於燃燒之氧載體。
2. 如申請專利範圍第1項之方法，其特徵在於在低熱操作中，作為用於燃燒之氧載體之操作空氣係通過該第一噴嘴(11)饋送至該燃燒室(3)中，且同時低熱燃燒氣體係通過該第二噴嘴(12)饋送至該燃燒室(3)中，該等氣體在該燃燒室(3)中反應，詳言之燃燒。
3. 如申請專利範圍第1項或第2項之方法，其特徵在於外噴嘴係選擇作為第一噴嘴(11)，中心噴嘴係選擇作為第二噴嘴(12)，且內噴嘴係選擇作為第三噴嘴(13)。
4. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項之方法，其特徵在於該多氣體燃燒器(1)係在λ值在約1.05至約1.2之範圍內之情況下以低熱操作進行操作。
5. 如申請專利範圍第1項至第4項中任一項之方法，其特徵在於該多氣體燃燒器(1)係在λ值為約1.4至約2.0之情況下以高熱操作進行操作，其中約15%至30%之該氧氣提供者來自該O₂耗乏氣體。
6. 如申請專利範圍第1項至第5項中任一項之方法，其特徵在於低熱操作中之該λ值及高熱操作中之該λ值以及O₂耗乏氣體之該混合設定成使得該等熱氣體之O₂含量小於10%。
7. 如申請專利範圍第1項至第6項中任一項之方法，其特徵在於該燃燒氣體之量、該λ值及來自空氣及O₂耗乏氣體之用於燃燒之該氧載體之該組成設定成使得火焰溫度不超過1300℃。
8. 如申請專利範圍第1項至第7項中任一項之方法，其特徵在於來自研磨操作，詳言之用於固體燃料之研磨設備之再循環處理氣體係用作O₂耗乏氣體。
9. 如申請專利範圍第1項至第8項中任一項之方法，其特徵在於焦炭鍋爐氣體係用作高熱氣體，且鼓風爐氣體係用作低熱氣體。
10. 一種用低熱及高熱燃燒氣體操作之多氣體燃燒器(1)，其具有燃燒室(3)，至少一個燃燒器噴槍(10)，其具有第一噴嘴(11)、第二噴嘴(12)及第三噴嘴(13)，第一饋料室(21)、第二饋料室(22)及第三饋料室(23)，其各自流體連通至用於將氣體饋送至該燃燒室之相應噴嘴(11、12、13)， 其中該等噴嘴(11、12、13)在一端終止於該燃燒室(3)且在另一端終止於相應饋料室(21、22、23)，其中該燃燒室(3)在該等噴嘴(11、12、13)之末端區域中具有燃燒器馬弗爐，其特徵在於該第一饋料室(21)經設計用於饋送用於燃燒之氧載體，該第二饋料室(22)經設計用於饋送該低熱燃燒氣體及O₂耗乏氣體，該第三饋料室(23)經設計用於饋送該高熱燃燒氣體，饋料單元用於饋送該低熱燃燒氣體及該O₂耗乏氣體至該第二饋料室(22)中，視該多氣體燃燒器(1)之操作模式而定，其經設計以將該低熱燃燒氣體或該O₂耗乏氣體引入該第二饋料室(22)中。
11. 如申請專利範圍第10項之多氣體燃燒器(1)，其特徵在於該第一噴嘴(11)為該燃燒器噴槍(10)之外噴嘴，該第二噴嘴(12)為該燃燒器噴槍(10)之中心噴嘴，且該第三噴嘴(13)為該燃燒器噴槍(10)之內噴嘴，該第一噴嘴(11)流體連通至該第一饋料室(21)，該第二噴嘴(12)流體連通至該第二饋料室(22)，該第三噴嘴(13)流體連通至該第三饋料室(23)。
12. 如申請專利範圍第10項或第11項之多氣體燃燒器(1)，其特徵在於控制單元設置成在低熱操作期間，經設計以引入空氣至該第一饋料室(21)中，引入該低熱燃燒氣體至該第二饋料室(22)中，且阻斷向該第三饋料室(23)中之饋送，且該控制單元經設計以在高熱操作期間引入空氣至該第一饋料室(21)中，引入O₂耗乏氣體至該第二饋料室(22)中，且 引入該高熱燃燒氣體至該第三饋料室(23)中。
13. 如申請專利範圍第10項至第12項中任一項之多氣體燃燒器(1)，其特徵在於該第一噴嘴(11)及該第二噴嘴(12)及該第三噴嘴(13)之橫截面積之比率取決於所使用之該等λ值、該低熱及該高熱燃燒氣體及/或該相應化學計算空氣需要量，且詳言之處於約4.5至4.9：6.0至6.4：1之區域中。
14. 如申請專利範圍第1項至第13項中任一項之多氣體燃燒器(1)，其特徵在於提供複數個燃燒器噴槍(10)，且各第一噴嘴(11)流體連通至該第一饋料室(21)，各第二噴嘴(12)流體連通至該第二饋料室(22)，且各第三噴嘴(13)流體連通至該第三饋料室(23)。
15. 一種加工設備，其具有根據申請專利範圍第10項至第14項中任一項之多氣體燃燒器(1)及熱製程，其中來自該熱製程之再循環處理氣體用作O₂耗乏氣體。