用于產(chǎn)生和處理煙氣的設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種煙氣生產(chǎn)和處理裝置。
[0002]本發(fā)明更具體地涉及一種如下類型的煙氣生產(chǎn)和處理裝置，其至少包括:
[0003]煙氣發(fā)生器，包括:至少一個燃燒器；燃燒室，其具有至少一個燃燒區(qū)或“爐膛”，燃燒器的火焰適于在該至少一個燃燒區(qū)或“爐膛”中延伸；和煙氣排出口，其用于將煙氣從所述燃燒室移除；以及
[0004]用于圍封煙氣發(fā)生器產(chǎn)生的煙氣的圍封外殼，該外殼具有:入口，該入口被連接到用于將煙氣從燃燒室移除的煙氣排出口 ；和出口，該出口經(jīng)由煙氣再循環(huán)回路被連接到煙氣發(fā)生器，從再循環(huán)回路進入煙氣發(fā)生器的燃燒室中的排放部被稱作“煙氣進料頭”。
【背景技術(shù)】
[0005]這樣的裝置已經(jīng)為該領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知，例如專利申請FR2961291、FR2291454和US2009/0060779中所說明的。然而，目前這些裝置效率還很低，并且燃料消耗仍然高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的一個目的是提供一種如上所述類型的裝置，該裝置的設(shè)計使其能夠提高效率并且降低燃燒器的燃料消耗量。
[0007]為此，本發(fā)明提供一種如下類型的煙氣生產(chǎn)和處理裝置，其至少包括:
[0008]煙氣發(fā)生器，所述煙氣發(fā)生器包括:至少一個設(shè)有燃燒套的燃燒器；燃燒室，其具有至少一個燃燒區(qū)或“爐膛”，燃燒器的火焰適于在該至少一個燃燒區(qū)或“爐膛”中延伸；和煙氣排出口，其用于將煙氣從所述燃燒室移除；以及
[0009]用于圍封由煙氣發(fā)生器產(chǎn)生的煙氣的圍封外殼，該外殼具有入口和出口，該入口被連接到用于將煙氣從燃燒室移除的煙氣排出口，并且出口經(jīng)由煙氣再循環(huán)回路被連接到煙氣發(fā)生器，從再循環(huán)回路進入煙氣發(fā)生器的燃燒室中的排放部被稱作“煙氣進料頭”；
[0010]所述煙氣生產(chǎn)和處理裝置的特征在于所述燃燒室具有“火焰-攔阻器”保護屏，用以保護進料頭免受燃燒器的火焰影響，用于保護進料頭免受燃燒器的火焰影響的所述保護屏介于燃燒爐膛和煙氣進料頭之間，并且，用于使煙氣進入圍封外殼的入口被設(shè)置在所述外殼的上部三分之一處，優(yōu)選地在上部四分之一處，并且，除與煙氣發(fā)生器相連的出口以夕卜，圍封外殼還配備有用于排出冷凝物的可關(guān)閉排出口，該可關(guān)閉排出口根據(jù)外殼內(nèi)的冷凝物的液面被關(guān)閉或打開，且所述出口被設(shè)置在圍封外殼的底部處，并且，煙氣進料頭至少部分地由鐵制成，位于燃燒套的背離燃燒器的一側(cè)。
[0011]這樣的裝置提供了高效率，并且在排放煙氣時并不在視覺上或?qū)嵸|(zhì)上對環(huán)境造成傷害，并且由于在所述裝置內(nèi)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)能夠獲得節(jié)約燃料的效果。
[0012]優(yōu)選具有筒狀的形狀并且使所述燃燒器延長的燃燒套能夠引導(dǎo)火焰，具體地，朝向進料頭引導(dǎo)火焰。由此，進料頭位于燃燒套的自由端處，優(yōu)選與所述燃燒套成對準(zhǔn)，這樣使得可以加熱該鐵進料頭。所述鐵進料頭形成吸熱反應(yīng)器，從而利用再循環(huán)煙氣、利用燃燒器的火焰以及利用進料頭的鐵可以產(chǎn)生費托(Fisher-Tropsch)型的再結(jié)合反應(yīng)。
[0013]優(yōu)選的，將煙氣通過再循環(huán)回路供應(yīng)到燃燒器火焰的最熱部分，火焰由燃燒套引導(dǎo)。由于費托效應(yīng)，未燃燒的碳在由進料頭形成的鐵催化劑的作用下與氫再次結(jié)合，并且通過這種方式再結(jié)合的碳氫化合物被燃燒器的火焰燃燒。
[0014]換句話說，該燃燒套位于燃燒器和鐵進料頭之間，使得再循環(huán)煙氣與火焰的軸線對準(zhǔn)地地排放，優(yōu)選在火焰的藍焰區(qū)，也就是，最熱的部分。
[0015]有利的是，圍封外殼的容積不小于燃燒器在一個小時內(nèi)能夠接收的吸入空氣的體積。
[0016]這樣，煙氣被再噴射到燃燒器的爐膛中，即被再噴射到燃燒器的在吸入的新鮮空氣下游的火焰中，而不像在本領(lǐng)域已知方案中那樣被噴射到吸入的新鮮空氣中。
[0017]通過本發(fā)明的解決方案，由于吸入的新鮮空氣未被污染，所以幾乎不排放煙氣，并且所述少量排放的煙氣在燃燒器的火焰中再次燃燒。本發(fā)明的解決方案從而可以實現(xiàn)燃料消耗的大約15%的降低。
[0018]相反的，在專利文獻FR2291454中，如本領(lǐng)域現(xiàn)有技術(shù)所知的，通過將煙氣供應(yīng)到吸入該燃燒器中的新鮮空氣中來再循環(huán)該煙氣，因此進入的空氣被污染，降低了裝置的效率。在本領(lǐng)域現(xiàn)有技術(shù)所知的專利文獻US2009/0060779中，該循環(huán)煙氣也被輸送回到燃燒器的新鮮空氣中，從而導(dǎo)致燃燒器被堵塞。
[0019]優(yōu)選的，圍封外殼沒有通向外部空氣的煙道。
[0020]在本發(fā)明的具體方面中，圍封外殼的管道不對圍封外殼的第一個三分之一中排放，即不對用于容納來自煙氣的冷凝物的區(qū)域排放。
[0021]相反，在專利文獻FR2291454中，煙氣被排放到圍封外殼的底部的水中，從而水被CO2和氮氧化物污染，而在本發(fā)明中，煙氣僅排放到圍封外殼的頂部中，使得來自冷凝物的水具有高的純度，能夠直接使用，例如用于灌溉。
[0022]優(yōu)選的，圍封外殼的體積不小于能夠由燃燒器接收的空氣的體積。
[0023]有利的，圍封外殼的任何管道不對圍封外殼的第一個三分之一中排放。
[0024]優(yōu)選的，保護屏由耐火材料制成。
[0025]通常，保護屏在所述燃燒室內(nèi)部延伸，面向燃燒器的壓頭，該壓頭由噴射區(qū)形成，燃料和氧化劑的混合物在該噴射區(qū)中從燃燒器被噴射到所述燃燒室中，并且該噴射區(qū)與焰底對應(yīng)。
[0026]優(yōu)選的，該保護屏具有曲面板的形狀，至少部分地包圍送料頭，所述送料頭為管道形式，在該管道在其長度的至少一部分上設(shè)有多個孔，該多個孔被定向為朝向保護屏引導(dǎo)煙氣的流動。
[0027]具體地，該板繞著與燃燒器的火焰的軸線大致垂直的軸線彎曲。類似的，該送料頭在第一管道的燃燒室是封閉的，該第一管道排放到與第一管道大致垂直地延伸的第二管道，所述第二管道是設(shè)有孔的管道，并且繞與燃燒器的火焰的軸線大致垂直的軸線延伸。
[0028]優(yōu)選的，用立方米(m3)表示的該圍封外殼的體積基本與用立方米每小時(m3/h)表示的該燃燒器的流率相等。因而，由于燃料和氧化劑的混合物的燃燒器流率被設(shè)定為15m3/h，因此圍封外殼的體積等于15m3。
[0029]優(yōu)選的，送料頭中的孔的面積的總和等于所述送料頭的管道的截面積，以防止任何的過壓。
[0030]優(yōu)選的，被設(shè)置在保護屏的熱輻射區(qū)中的送料頭與保護屏間隔開不超過20厘米(cm)的距離。
[0031]保護屏與燃燒器的噴射區(qū)被間隔開不超過20cm的距離。
[0032]通常，當(dāng)燃燒器在點燃狀態(tài)時，保護屏與火焰的頂端被間隔開不超過1cm的距離。
[0033]為了便于通過增大壓頭損失來冷凝，燃燒室經(jīng)由包括至少一個導(dǎo)流體的循環(huán)回路與圍封外殼的入口連通。
[0034]優(yōu)選的，煙氣再循環(huán)回路在其長度的至少一部分上在煙氣循環(huán)回路內(nèi)延伸，以實現(xiàn)整體的緊湊，該煙氣循環(huán)回路用于將來自燃燒室的煙氣朝著圍封外殼循環(huán)。
[0035]同樣優(yōu)選的，再循環(huán)回路在循環(huán)回路內(nèi)部延伸的區(qū)域被設(shè)置成靠近所述回路的送料頭，以通過使再循環(huán)煙氣與從燃燒室移除的煙氣接觸而使再循環(huán)煙氣被加熱。
[0036]優(yōu)選的，該圍封外殼的入口配備有封閉翻板閥，該封閉翻板閥在燃燒器處于熄滅狀態(tài)時關(guān)閉所述入口，所述翻板閥在自重的作用下保持關(guān)閉狀態(tài)。所述翻板閥適于通過燃燒器在煙氣循環(huán)回路內(nèi)產(chǎn)生的壓力的作用下從關(guān)閉狀態(tài)到達打開狀態(tài)。
[0037]通常，該圍封外殼是半掩埋式外殼。這樣的構(gòu)造進一步利于冷凝物的產(chǎn)生。
【附圖說明】
[0038]本發(fā)明可以通過閱讀以下參照附圖給出的實施例描形成的述來很好地理解，其中:
[0039]圖1是本發(fā)明裝置的示意圖；
[0040]圖2是送料頭和保護屏的簡化透視圖，該送料頭和保護屏面向燃燒器的火焰定位；
[0041]圖3是圖2的示意截面圖；并且
[0042]圖4是送料頭和保護屏的示意平面圖。
【具體實施方式】
[0043]如上所述，本發(fā)明的裝置更具體地被設(shè)計成能夠產(chǎn)生煙氣并處理所述煙氣，以在具有良好的燃燒效率和減少燃料消耗的情況下限制所述煙氣向環(huán)境的排放。
[0044]因此，這樣的裝置包括煙氣發(fā)生器1，例如鍋爐。所述煙氣發(fā)生器I包括燃燒器2，該燃燒器2適于按根據(jù)將執(zhí)行的燃燒選出的比例混合燃料，例如燃料油，以及氧化劑，例如空氣。
[0045]該燃燒器2至少被部分地設(shè)置在燃燒室3內(nèi)部。具體地，噴射燃料和氧化劑的混合物的噴射區(qū)或“燃燒器壓頭”被設(shè)置在燃燒室3中，所述燃燒室3也是煙氣發(fā)生器I的一部分。
[0046]燃燒室3的燃燒器火焰在其中延伸的部分已知為燃燒室的“爐膛”31。該爐膛可以通過罐形成，稱為“燃燒罐”或“燃燒套”，并具有由燃燒器的噴射頭形成的底部。燃燒室的一部分延伸超過爐膛。在本實例中，燃燒室的周側(cè)壁圍繞罐的周側(cè)壁延伸。形成的管狀主體的一端接收罐，而在其另一端處被壁封閉，稍后描述的送料頭穿過該壁突出。
[0047]所述燃燒室3設(shè)有煙氣排出口 32，該煙氣排出口 32經(jīng)由煙氣循環(huán)回路被連接到圍封外殼4，并且具體的是被連接到所述圍封外殼4的入口 41。所述煙氣排出口 32由在燃燒室的管狀主體的一端處在燃燒室的周側(cè)壁和燃燒罐的周側(cè)壁之間余留的間隙形成。
[0048]所述圍封外殼4具有第一煙氣排出口 42，該第一煙氣排出口 42經(jīng)