专利名称：脉动燃烧声团聚的设备和方法
本申请为1991年7月15日向美国专利和商标局提交的序号为07/730,245的申请的部分继续申请。
本发明的领域本发明涉及一种脉动燃烧的设备和方法用来使燃料燃烧产生的微粒声团聚，从而可使这些微粒从燃烧发出的气流中除去。
本发明的背景利用某些燃料(如煤)直接燃烧传统的动力发生系统时，燃料燃烧所产生的微粒是一个重大问题。这些微粒逗留在燃烧气流中。因为使这些系统运行的气流能有害地影响涡轮及类似物的寿命，气流应该基本上不带微粒物质。虽然可用传统装置如旋风除尘器来从燃烧气流中去除一些较大的固体微粒物质，但这些装置一般不能从气流中除去较小的微粒。类似的问题在许多燃气流中同样存在，其中有些物质不是被烧掉而是形成悬浮的微粒。
从燃气流中去除固体微粒对烧煤的高级动力发生系统来说是极其重要的。特别是将燃气轮机与高级煤燃烧器串联耦合而成的直接烧煤的燃气轮机，具有潜力可以达到很高的热力循环效率。但煤基燃料的性质却阻止这些直接烧煤的燃气轮机系统有效地运行并取得效率。传统的燃气轮机系统通常在燃烧系统中采用的是洁净的高级石油馏份。而煤基燃料却产生灰分和化学物如硫和燃料结合氮，这些在石油基燃料中都是不会有显著数量的。这种在煤基燃料中的矿物质会潜在地损害燃气轮机的效率、降低可靠性、增加维修费用并有害地影响环境。由于燃气流中的微粒和其他物质带来的腐蚀、沉积和磨蚀也常会使烧煤燃气轮机的叶型效率降低。
燃气轮机在直接烧煤时需有能够减少或消除涡轮叶片磨蚀的设施，这种磨蚀是由于烧煤时所产生的燃气流中存在着飞灰和其他微粒而造成的。如果这种磨蚀不减少，那么涡轮叶片的寿命就会很短，约为100小时的数量级，这样就会抵销直接烧煤燃气轮机的经济适用性。
直接烧煤除了产生微粒燃烧产物外，还能释放碱蒸汽和硫化合物，这种污染排放物能使涡轮叶片迅速腐蚀。燃料结合氮也可在燃气流中形成氧化氮(NOx)排放物。虽然氧化氮本身对涡轮叶片并无影响，但它们却是大气中不希望有的污染物。因此需要有这样的方法和工艺来从烟道出来的气流中减少氧化氮的产生，或破坏或去除这种污染物，以便满足净化空气法规的要求。但迄今为止还没有找到经济适用的方法可在涡轮废气排放到大气中之前将其中的污染物去除。
曾经做过各种尝试企图克服上述和其他一些困难问题而提出一种经济可行和有效的方法，以便用于直接燃用固体燃料的燃气轮机。也曾尝试提出一种从燃气流中去除细小微粒的方法。例如煤燃料可在燃烧之前进行超净化，借以减小煤基污染物。这样当然会导致相当大的财务负担以及用煤时间的延迟。在一种这样的方法中，煤被大范围地净化，企图在燃烧之前把燃料中的灰分和硫去除。再将微粉深净化的煤制成冷水煤浆，然后用作燃料。这个方法当然是费钱的，但确能从煤制出基本上似油的浆状燃料，不需多大调整便可用于燃气轮机。虽然这样，但煤的净化和浆的制备所必需的费用却是相当高的，以致这个方法基本上已被放弃。
有一种制造洁净燃气流的方法是将中等洁净的燃烧产物连接到一个位在燃气轮机上游的热燃气净化系统上，进行多级净化，为了使载有微粒的燃气流充分净化，大多数微粒控制装置被用在第二级或第三级上。一般地说，这种方法的思路是用结渣燃烧器来去除弥漫的灰粒。燃气轮机的煤燃烧器在足够高的温度下工作，其时燃烧空气的量被化学计量控制到接近化学计算所需的量，并在一个绝热的燃烧室内燃烧，这样灰分便可熔化并以渣滓的形式从烟道气中除去。但这种方法仍在燃气流中保留着显著数量的残余微细灰粒(平均粒度为4微米)，这些灰粒已足够危害涡轮叶片。
结渣燃烧器系统还常利用位在燃气轮机燃烧器下游和燃气轮机本身上游的高温陶瓷过滤器来捕捉残余的微细灰粒，使它们不能进入燃气轮机内磨蚀或损害涡轮叶片。但陶瓷过滤器只允许气体以一很低的表面速度越过，并且在越过过滤器时会造成一个大到不能接受的压力降。这样就会使这种陶瓷过滤器的尺寸变得过大，因此也就很贵。另外，陶瓷过滤器是不可信赖的，因为它们很脆并易感受热震动而产生热应力。而且，这种过滤器容易堵塞，因而需要有能使过滤器保持洁净的设施，以免越过过滤器时由于它“装满”细小微粒而总是有一个不变的压力降。
结渣燃烧器工作时所必须达到的高温还能使燃烧过程中产生的氧化氮的数量增加。这样，便又需要在煤燃烧器的下游设置另外的设施，以便减少氧化氮在发出的燃气流中的浓度。
结渣燃烧器内的高燃烧温度对用干的硫吸附剂如石灰石或白云石来捕捉硫并不合适。因此在燃烧载硫的煤燃料时产生的氧化硫必须在燃烧器下游的某处从燃气流中除去。结渣燃烧器内的高温所造成的另一个副产品是释放在燃气流中的碱蒸汽，这也是为了减少涡轮叶片的腐蚀必须除去的。
其他不结渣的设计利用的是设在燃气轮机上游的干灰排除。在这些设计中，硫分是在一个三级燃烧器中用干的吸附剂捕捉的。这个方法的燃烧设备的多级积木化设计利用了一台为灰分排除和硫分捕捉而改良的改良型三级燃烧器。有一台气动微粒分离器可使灰份排除物分离。但这种系统曾经发现会在燃烧器急冷区带的表面上产生硬而黑的沉积物。这样在急冷区带上生成的意外的结渣，其硬化块破裂后会流向下游而不重新沉积在燃烧器的其他表面上，因此能损坏整个系统。另外在燃烧器的下游还必须对燃气进行净化并对氧化氮进行控制。
还有些其他系统在标准的锅炉操作中应用织物过滤器技术来控制废气排放。但织物过滤器并不能应用于燃气轮机热燃气的净化系统。
总之，由于缺少一种去除微粒、特别是极小微粒的价格可行而又有效的系统，有效地减少燃烧所产生的燃气流中悬浮的微粒仍然是一个头等重要的问题。现有的微粒收集/去除系统已不能满足发电装置运行条件的需要。需要有革新的方法来提供一种系统使产生微粒的燃料能被用来运转需要高净燃气的发电装置。任何这种系统应该具有下列这些属性如高的燃烧效率，高的捕捉硫的能力，高的固体燃料微粒的去除，低的氧化氮的排放，以及高的燃料燃烧产生的碱蒸汽的去除。另外，能够提供上列属性的新的系统还应具有相对地说不贵的价格，并且还应不需对燃烧用的燃料进行重大的制备和预先的净化。
声团聚(acoustic agglomeration)是利用高强声能来团聚气悬体中亚微米和微米级微粒的一种工艺方法。所谓团聚实质上是一种用来增大被挟带的或悬浮的微粒粒度分布的预处理工艺，以便能够以高的收集/去除效率来应用旋风除尘器或其他传统的分离器。声波可以增强固体微粒间的相对运动，从而可以增加碰撞频率。一旦发生微粒碰撞，它们便容易粘结在一起。声能作用的综合效果是，在气悬体中微粒的粒度分布能显著而又较快地由小粒度向大粒度转移。较大的微粒可用传统的微粒去除装置如旋风除尘器较有效地从挟带它们的燃气流中滤出。用一个声团聚室与一个或多个旋风除尘器串联结合可成为一种有希望的高效系统，可以用来净化载有微粒的燃气如同从加压燃烧室出来的热烟道气。
对热燃气和其他来源发出的载尘气流中细小微粒的声团聚曾进行了多年的断续研究。虽然能够制出较大粒度的微粒(5至20微米)以便较有效地被传统装置去除，但现有技术的声团聚方法由于要求大的功率，一般并不被看作是具有潜力的净化装置。例如，细小的飞灰微粒(粒度小于5微米)曾用具有在1000-4000Hz(赫兹)范围内的高频率的高强声场来团聚。这样的高频率对于细小微粒的解脱以便实现它们之间的碰撞是必需的，因此也是细小微粒的声团聚所必需的。
在这些现有技术的声团聚装置中，声场是由多孔发声器(气笛)、空气扬声器(气喇叭)、电磁扬声器等产生的。进行声团聚所需的最终声波生成功率估计应当在5至2hp/1000cfm的范围。因此存在着严重的附加功率损失，这在后面还要提到，即使所用的扬声器、多孔发声器等很有效也是如此，这些发声器件的效率通常为8至10％。、多孔发声器、空气扬声器等需要辅助的压缩机，以便将空气加压到能起作用的程度。所需的压力通常大大高于燃气轮机压缩机出口处可供的压力，因此如果使用燃气轮机，必须有一设施能提供该项所需压力，或者利用辅助压缩机。至于电磁扬声器则需要有特殊的设计和预防措施，以便使所需的设备具有可靠性、可用性和足够的使用寿命。而且，某些扬声器为了发出160分贝(dB)或以上的声压，还需要有强力的放大器来驱动。因此至少从经济观点来看，所有上述声系统都是不经济的。
按照本发明的设备和方法，由于采用脉动燃烧器装置而可用声能促进燃气流中的微粒团聚，因此可以克服现有技术的上述这些困难问题，并可具有上面列出的所需要的属性。
本发明的综述本发明的一个目的是要提供一种从燃气流中去除微粒的改进设备。
本发明的另一个目的是要提供一种改进的燃烧器，该燃烧器能够烧高硫分的燃料如煤，同时能将燃烧这种燃料所产生的微粒去除并能防止有害气体的排放。
本发明再一个目的是要提供一种高效率的脉动燃烧器系统，以便用声能促进微粒的团聚。
本发明的另一个目的是要提供一种从燃气流中去除微粒的改进方法。
本发明还有一个目的是要提供一种将燃料燃烧过程中产生的碱蒸汽去除的装置。
本发明另一个目的是要在燃气流一次通过时捕捉燃烧产物中污染物质并使微粒团聚。
本发明另一个目的是要提供一种设备，用来产生低频声场，以便促使燃烧时所产生的微粒团聚。
本发明还有一个目的是要提供一种脉动燃烧而能去除污染物的子系统，以便添加在现有燃烧器的排气系统上。
本发明另一个目的是要提供一种脉动燃烧设备，以便去除燃气流中的微粒并降低氧化氮排放物。
本发明另一个目的是要提供一种装置，以便从燃气流中去除硫的衍生物。
本发明还有一个目的是要提供一种改进的方法，以便从燃气流中去除微粒。
本发明另一个目的是要提供一种改进的方法，以便从燃气流中吸收污染物并在一次通过该系统时使微粒团聚。
本发明另外还有一个目的是要提供一种方法，使燃气流达到高度的洁净。
一般地说，按照本发明的设备包括有一个接受燃气流使载有悬浮微粒的燃气流能从其中通过的装置，一个与接受燃气流的装置连通的脉动燃烧器装置，所说脉动燃烧器装置能够产生热燃烧产物的脉动气流并能产生频率大约在20至1500Hz范围内的声波，该声波作用在燃气流上，可用声能促进微粒的团聚，以便在以后促进微粒的去除。
更具体地说，在某些结构中，在脉动燃烧器装置的燃烧产物气流中引入第二种或另一种微粒，并且最好是在燃烧室和谐振管的连接处或附近引入。第二种微粒可以是气流中污染物如硫的衍生物的吸收剂，它能吸收污染物并使悬浮的微粒物质进行双态团聚。在这样一种结构中，在燃烧室和谐振管的连接处或附近引入吸收剂可以得到多孔的吸收剂，便于更好地吸收污染物。
在其他实施例中，有按单一的微粒粒度分布来进行团聚的。换句话说，当单态团聚是较好的选择时，第二种微粒的引入装置可从设备中省掉，充分的团聚可用单态的微粒粒度分布来实现。
在另一个实施例中，可在团聚设备上增添加湿源。特别是当将团聚器加入作为净化系统的一部分时有小的水滴存在是比较好的，但不是绝对必需的。硫分吸收剂和小水滴的相互作用可促进硫的被吸收，因此可增加团聚设备内的管道内脱硫度。
一般地说，按照本发明的方法包括下列步骤使燃烧脉动燃烧，以便产生热的燃烧产物气流和频率范围约从20到1500Hz的声压力波，该声波作用在载有悬浮微粒的燃气流上，用声能促进微粒的团聚，使微粒得以更好地被去除。
更具体地说，在本方法的微粒粒度分布中可引入一种粒度比悬浮微粒大的微粒。这种引入的微粒也可以是一种吸收剂，用来去除燃气流中的污染物如硫化合物。在这种结构中，另一种微粒特别是吸收剂是在燃烧室和谐振管的连接处附近引入到脉动燃烧器装置内的。
另外，在本方法中可用脉动燃烧器发出的热燃气流中的悬浮微粒进行单态团聚。特别是当燃料及/或吸收剂具有广阔的粒度分布时，可采用单态微粒粒度分布来进行声团聚和微粒收集。如上所术，增添增湿源也可使本方法的效率提高。
附图的简要说明为实现本发明而设计的结构将结合其他特点在后面予以说明。在阅读下面关于本发明实施例的说明并参照作为其一部分的附图后当可对本发明有更清楚的了解。在附图中
图1为按照本发明用来去除燃气流中所挟带微粒的设备的概略示意图。
图2为按照本发明用来去除燃气流中所挟带微粒的设备的另一实施例的概略示意图。
图3为按照本发明用来去除燃气流中所挟带微粒的设备作为一个在现有燃烧器的排气系统上添加的净化系统时的概略示意图。
图4为用来去除燃气流中所挟带微粒的设备作为在现有的燃烧器和被驱动的燃气轮机中加入的系统时的概略示意图。
图5为一个较优的脉动燃烧器设计的示意图。
图6为按照本发明用来去除燃气流中所挟带微粒的另一个设备的概略示意图。
图7为按照本发明用来去除燃气流中所挟带微粒的另一个设备的概略示意图。
图8为按照本发明用来去除燃气流中所挟带微粒的另一个设备的概略示意图。
图9为按照本发明用来去除燃气流中所挟带微粒的另一个设备；作为一个在现有燃烧器的排气系统上添加的净化系统时的概略示意图。
图10为按照本发明用来去除燃气流中所挟带微粒的另一个设备作为一个在现有燃烧器的排气系统上添加的净化系统时的概略示意图。
图11为按照本发明用来去除燃气流中所挟带微粒的另一个设备作为一个在现有燃烧器的排气系统上添加的净化系统时的概略示意图。
优选实施例的说明按照本发明用来去除燃气流中所挟带微粒的一个较优的设备是将一个脉动燃烧器装置与一个微粒收集/去除装置结合在一起，放在燃气引入到涡轮发电机之前，如图1所示。在图1中，总体用10标出的脉动燃烧器装置用管道与总体用20标出的微粒收集/去除装置连通，因此在燃气流中形成的团聚物能够通过管道被微粒收集/去除装置20从燃气流中去除。在微粒收集/去除装置将微粒从燃气流中分开后，在这个具体的实施例中，燃气流继续前进，这样就驱动用燃气工作的涡轮40。涡轮40产生的旋转机械能供应到发电机50和空气压缩机60上。因为供应到涡轮40的燃气流按照本发明曾经接受过声团聚并被去除掉微粒，因此燃气流是充分洁净的，足可用来驱动涡轮40而不会对涡轮40产生显著有害的影响。
脉动燃烧器装置10包括一个最好是气动阀(射流二极管，flu-idic diode)的燃料阀装置12，虽然机械阀或类似物也是可以用的。燃烧室14与阀装置12连通并按需要从后者接受燃料和空气的混合物。有一谐振管或尾管16与燃烧室14连通。本发明的设备还包括将第二微粒引入到团聚器内的装置15。这种添加的微粒最好如图所示引入到脉动燃烧器装置10内，以便与热燃烧产物内的微粒结合形成团聚物，这在后面还要说明。另外，脉动燃烧室10可包括一个空气增压室18和一个推力增强器(未示出)。谐振管16可以是一根单管式尾管，如图所示，或者为多根管，并且在一较优的方案中是从燃烧室14连续向外张开的。具有张开外形的谐振管16，其作用如同一个扩散器，可使燃气从燃烧室14排出的速度放慢，并可提供燃烧产物的再循环及增加微粒在脉动燃烧器装置10内的谐振时间。
在图1所示的实施例中，压缩空气从压缩机60出来被送到增压室18内，以便加强送到脉动燃烧器装置109内的燃料混合物的推力，但这样做并不是非要不可的。安排谐振室16时须使其外面的自由端能让燃烧室内产生的燃烧产物进入到接受燃气流的装置例如部分19内，虽然如同后面提到的可有多种不多的布置，但都属于本发明的范围内。燃气流经接受装置19并在其内进行所述的微粒的团聚。
在图1所示的具体实施例中，脉动燃烧器设备为一自成一套的直接燃烧的系统，这与图3所示的添加的排放控制的子系统不同。因此，燃气流为从燃烧室出来的燃烧产物，其中含有不需要的微粒，需要按照本发明加以净化后再供给涡轮40。
与脉动燃烧器装置10连通的微粒收集/去除装置20可采用旋风除尘器72袋滤室、涤气器或其他传统的固体分离器装置。如图1所示，在旋风除尘器72上设有一个通道斗74，其上有一开口76，以便排除固体废弃物。收集/去除装置还与燃气轮机40连通，以便净化后的燃气流能用适当的操作方式直接作用在涡轮上。整个设备可用耐火材料衬砌或者可用水冷，这要看系统的热要求而定。
在图1所示的实施例中，空气增压室18与旁路空气导管17连通，通过这些导管可使额外的空气进入到燃气流接受装置内，以便进一步增加微粒的团聚作用。
在本发明中优选采用的脉动燃烧器通常包括至少一个气动阀或射流二极管、一个燃烧室和至少一个谐振管。一种适当的燃料和空气的混合物通过阀门来到燃烧室内并被爆燃。在起动时并有辅助点燃装置可以应用。燃料混合物的爆燃引起燃烧产物体积的突然增加和发展，使燃烧室增压。当热燃气膨胀时，优先在谐振管方向进行的气流具有相当大的动量。由于在谐振管内的气体的惯性，于是在燃烧室内造成真空。只有一小部分排气被许可返回到燃烧室内，其余的燃气都从谐振管排出。因为这时燃烧室的压力低于大气压力，另一份空气和燃料的混合物就被抽吸到燃烧室内并自动点燃。其后阀门装置再一次限制往回流动并重新开始循环。一旦第一循环起动，此后的运行就能自己维持下去。在许多脉动燃烧系统中应用的燃料阀为“活瓣阀”装置。活瓣阀实际上是一种允许流向燃烧室但却用阀座的机械结构限制返回流动的止回阀。虽然这种机械阀能够用在本系统上，但最好采用没有运动部件的气动阀。采用气动阀，在排气行程期内可在阀上形成一个界面层并产生紊动性涡流，将大部分返回流动止住。另外，排气具有比进气高得多的温度。因此，气体的粘度也高得多，且进口直径对返回流动的阻力又要比对通过同一孔眼向前流动的阻力高得多。这种现象与排气在谐振管内巨大的惯性结合，便产生出从进口到排出的优先的和平均的流动。这样，较优的脉动燃烧器便是一台自吸气式发动机，它能将它所需的空气和燃料吸入到燃烧室内，然后自动点燃。
脉动燃烧器系统可在它们的燃烧范围内调节它们内部的化学计量关系，而可不需过多的控制去调节燃料送入速率和燃烧空气质量流率之间的比率。当燃料送入速率增加时，在燃烧室内压力脉动的强度也增加，而这一点又可使气动阀吸入的空气量增加，这样就可使燃烧器在其所被设计的燃烧范围内自动保持在一个基本上恒定的化学计量关系上。引起的化学计量关系可通过气动阀射流二极管特性(fluidic diodicity)的修改来加以改变。
这里所用的烧煤的较优脉动燃烧器是以带有一气动阀的亥姆霍兹(Helmholtz)构成为依据的。在具有亥姆霍兹构形谐振器的燃烧器内，由于燃烧引起的压力波动与气动阀的射流二极管特性的偶合，可在从燃烧器的进口到谐振管出口的空气和燃烧产物中造成一个偏压流。结果燃烧空气就被燃烧器自动吸入并在燃烧室内形成一个平均的压力猛增，驱使燃烧产物以很高的平均流速(超过1000呎/秒)通过谐振管。
产生强烈的声波是脉动燃烧固有的特征。在燃烧器壁邻近的声强通常在110-190dB的范围内，并可根据所需声场频率加以改变，以便适应脉动燃烧器所承担的具体用途。
通过燃烧室的迅猛的压力振荡产生一个强烈的振荡流场。在燃煤的情况下，该振荡流场可使燃烧产物从起反应的固体煤上驱走，这样便可使固体煤与氧接近而很少或不受扩散的限制。其次，脉动燃烧器在燃烧区带内经历着很高的质量转移率和热量转移率。一方面这种燃烧器往往有着很高的热释放率(通常为传统燃烧器的十倍)，但另一方面在燃烧区域内的活跃的质量转移和强烈的热量转移却能造成一个更为均匀的温度。因此，所达到的高峰温度要比传统的系统小得多，结果氧化氮(NOx)的形成可显著减少。很高的热释放率还有这样的好处就给定的燃烧率而言，只要较小的燃烧器尺寸，并且所需的谐振时间也可减少。
当脉动燃烧器单元燃烧廉价的高硫高灰分标准磨碎(粉碎)煤燃料时，本发明是特别有用的。本发明的微粒团聚及其有效的去除，使本燃烧装置得以使用标准的磨碎煤。这种煤，虽然所产生的灰粒粒度比燃烧微粒化燃料所产生的来得大，同时不象后者那样能够给燃气流中的细小飞灰微粒提供较多的核心，以便如同本文所说过的那样在低频的声能下团聚。但显然可以获得经济上的利益，因为标准磨碎煤要比微粒化煤便宜的得多。同样有利的是采用那些并不经过深度处理也就是并不要求大范围减少灰分的煤。燃烧经过中等处理的燃料所产生的中到大的灰粒虽然增加了质量载荷，却也显示了按照本发明的双态动力过滤器在团聚微粒上的效果。当然，采用标准磨碎煤也会生成高含量的污染物，如硫的衍生物特别是二氧化硫，还会释放碱蒸汽，如氯化钠、氯化钾和硫酸钠。但按照本发明，这些另外的污染物都是可以从燃气流中有效地去除的，并且从标准磨碎煤中生成的燃烧产物也可以有效地团聚并去除。
由脉动燃烧器产生的振荡流场可在物相间和微粒间提供高的物质转移率。由于合理高的温度，细燃料的燃烧基本上可在脉动燃烧器的谐振管的出口完成。并且当优先采用不结渣方法时，可将温度维持在灰分熔化所需温度之下。但如果希望用结渣方法，那么温度也可提高到灰份融化温度。另外，在向外张开的谐振管内增加停留的时间，可保证高碳分的转化，从而，还可保证高的燃烧效率。
粉煤在脉动燃烧器内的脱挥发分和燃烧也能使燃料内相当一部份的硫在粉煤离开尾管或谐振室时释出。按照本发明在后面还要更具体地限定的那样，引入的另一种微粒能够是而且最好是一种硫的吸收剂，该吸收剂的微粒具有很高的捕捉硫的能力。由于谐振管的设计使粉煤可再循环这一点也有助于以低的Ca/S克分子送入比来达到高的硫分捕捉效率，从而可在吸收剂和废渣处理上使费用降低。脉动燃烧器本来就是低NOx的装置。在脉动流中的热转移率比传统的稳定流系统来得高，结果在燃烧室内就造成一个较低的总体温度。并且在热的燃烧产物及上一燃烧循环残留的较冷产物和新来的冷的作用剂之间的高混合率，可在高温下使谐振时间缩短，这样就可使NOx急冷。这些互补的机制创造出一个生成低NOx的环境。因此，从本发明的系统中排放出来的NOx肯定比传统的燃烧器来得低。
图1所示的直接点燃脉动燃烧微粒去除系统是以下列方式运行的。燃料和空气的混合物被许可进入到增压室18内，然后通过一个或多个阀门装置12来到燃烧室14。进入燃烧室14的最初混合物用一点燃装置如火花塞、气体燃烧器或类似物14′点燃。生成的燃烧产物然后通过谐振管16谐振。如上所述，一旦最初的燃烧循环启动，脉动燃烧便可自己保持下去。
脉动燃烧器装置10在燃烧合适的燃料时由于燃烧引起的压力振荡因而产生强烈的声波。燃烧所产生的声场通过谐振管16谐振后直接作用在挟带微粒的燃气流上。这时还不需要压缩空气(如用来驱动多孔发声器或空气扬声器)或电(用来驱动电磁扬声器)参与。但正如上面说明过的，增加的压缩空气(可再循环)可供应到空气增压室18，以便使推力进一步增强。这样脉动燃烧器就可不需另行增加产生声场所需的功率。
在按照本发明的直接燃烧煤的设备和方法中，脉动燃烧器装置所产生的热燃烧产物的脉动气流中挟带着微粒。这种第一种微粒通常为燃料和空气混合物燃烧后生成的细小飞灰，其粒度约为4微米。当另一种或第二种具有不同粒度分布的微粒存在时，脉动燃烧器装置10所产生的声波便作用在燃气流上，使其中的微粒实行用声能增强的双态团聚。微粒的双态团聚使微粒的综合粒度增大，从而可使团聚物更易用传统装置来去除。团聚过程的效率可通过弥散在燃气流中的微粒的总质量载荷的增加来提高。对于一个给定的粒度分布，较高的质量载荷能在每单位体积内提供较多的微粒，因此也就提高了在微粒间相互碰撞导致团聚的可能性。而将第二种物态加入，这里称为在将第二种微粒引入到热燃烧产物流或其他气流中时，可增加总质量。因此，双态团聚是较有效的团聚方法。
除了这种与质量有关的现象外，由于在两个物态之间同向移动相互作用的加强还可使微粒相互碰撞增加，从而使团聚增加。另外，流体动力的相互作用也有发生。最好，引入到热燃烧产物气流中的第二种微粒比原先挟带在燃气流中的微粒具有较大的粒度分布，这样更多的相对运动就会在微粒中发生，从而可促进团聚。
第二种微粒材料特别是当第二种微粒为硫或其他的吸收剂时，最好在谐振管16和燃烧室14之间的界面或附近引入，因为这是一个具有高的热释放和高的热转移的区域。巨大的热使吸收剂快速煅烧，在煅烧过的吸收剂上造成许多孔眼，这一点又产生高的表面对质量的比率而可不需使吸收剂微粒化。连同振荡流场在气体质量转移上的作用，因此在声波可以作用到的某一点引入微粒可使吸收剂以较低的钙对硫的克分子比提高其利用率。
按照本发明的脉动燃烧器所产生的低频声场的频率约在20至1500Hz的范围内。较高的频率虽然可使在燃气流内的微粒在每单位的时间内有较多次循环被声场所作用。但较高的频率会使每次循环内微粒间的相对运动产生较小的运动幅度。
前面曾说明过，较高的频率通常可使在燃气流内的细小微粒在相当大的程度解除被挟带。但是正象在本文中说明过的，由于引入到热燃烧产物气流中的第二种微粒的粒度是优选地选择为比燃气流中已经存在的微粒的粒度来得大，因此解除被挟带所需的频率就可减少。例如在1600°F和10大气压的燃气流内的100微米的微粒在频率仅为100Hz的条件下所具有的气卷因数约为0.1。这就是说，微粒振荡位移的幅度只是在燃气流和微粒间存在着巨大的(大约为燃气本身位移幅度的90％)相对位移的燃气流的振幅的十分之一。但细小的灰粒在频率约为100Hz的条件下将会基本上全部地被挟带在振荡燃气流场内，其气卷因数超过0.99。在有第二种微粒参与时的情况就不一样，100Hz的频率可在细小灰粒和较大的吸收剂团聚核心之间导致碰撞，使细小灰粒团聚到第二种微粒上。因为在燃气流所挟带的细小灰粒和第二种微粒之间的相对运动的幅度可以达到振荡燃气位移幅度的80-90％的程度，而这种位移对低频率反而较高，因此每一振荡循环中的碰撞次数就大为增加。基本涵义为将两种具有不同粒度分布的微粒团聚在一起的双态微粒团聚方法等于给我们提供一种动态的过滤器，它可把细小灰粒收集到引入燃气流内的第二种较大的微粒上。
脉动燃烧器所产生的声场的频率最好约为从50到250Hz。高强的声场最好还要有一般大于160dB的声压水平，以便具有显著较高的质量迁移性能。它可增加硫衍生物迁移到吸收剂微粒表面的速率，并可使穿入到煅烧过的吸收剂微粒多孔结构内的硫衍生物增加，从而提高吸收剂的利用率。高强声场还可促进声团聚，改变微粒的粒度分布，使细小的微米和亚微米的微粒团聚成为较大的微粒，这样就能用传统的微粒去除装置更为有效地去除微粒。
按照本发明，捕捉污染物如硫衍生物是与燃气流内微粒的团聚同时进行的。引入到燃气流内的第二种微粒，特别是在烧煤的情况下，最好是一种硫的吸收剂，如石灰石、白云石、熟石灰或类似物，其微粒粒度最好选择为比所要团聚的微粒的粒度大。第二种微粒的粒度分布最好约为从100到150微米的范围内。较大的第二种微粒可使燃气流中的微粒显著地解除被挟带所需的频率降低。这会导致微粒和较大的吸收剂微粒之间的碰撞从而使微粒团聚到吸收剂上。本文所用微粒粒度和粒度分布是以一个分布方案图内的微粒粒度为依据的。因此，微粒的较大的粒度或粒度分布应以存在着较大粒度的那条粒度分布标尺为依据。
在强烈的声场影响下，多孔的氧化钙吸收剂微粒会立即与热燃气内含有的硫衍生物如SO2作用在吸收剂的孔内、孔周围以及表面上，生成固体的硫酸钙(CaSO4)。这种硫酸钙的微粒和从燃烧过程来的灰粒团聚在一起，从而可容易地从燃气流中去除。
当吸收剂的粒度增大时，微粒团聚的声促进的有效作用将变得更为显著。这是因为较大的微粒粒度所遇到的增大的对扩散的限制将由于声促进的微粒内的流动而得到改善。强化的脱硫及有效的微粒团聚和去除都可同时完成，而不必付出采用昂贵的吸收剂材料的代价。本文所称的同时进行的污染物的捕捉和微粒的团聚，一般不仅是指在同一时间内，而且还在同一通路内。
一旦形成团聚物，含有团聚物的燃气流便流经收集/去除装置20，在那里团聚物从燃气流中解脱出来并被去除。净化的燃气流于是便可用来驱动燃气轮机40，而该机又可将动力供给压缩机60及/或发电机50。如果燃气轮机40或有些其他用燃气驱动的装置需要加热的燃气时，那么收集/去除装置可以被加热，以便将燃气流保持在所需的较高温度。净化的燃气流含有基本上为气态的燃烧产物，其中不含显著的污染物如硫衍生物和氧化氮，因此可不带显著的污染物而排放到大气中。
本发明的设备的另一个实施例在图2中示出，并包括图1所示的元件，具有相同标号的元件表示相同的元件。在阀门装置12之外，另有一个喷入口23与脉动燃烧器10的燃烧室14连通，以便另外添加燃料。而且，在本例中不用图1所示那样连续张开的谐振室16而是采用如图2所示那样比较直只是在端头有一扩散器部分21的谐振室16。扩散器部分使粉煤进行再循环，以便减少NOx的排放。
如同图1的设备那样，图2中也可看到有一个第二种微粒的引入装置15，以便将第二种微粒添加到热的燃烧产物气流中。第二种微粒的引入口15可象图1和2那样沿着谐振室16设置，或者也可以设在微粒去除设备内的任何地方，只要在那里微粒能被脉动燃烧器所产生的声波作用到即可。例如，第二种微粒可在谐振管16之外的某一点引入到设备内。在这样一个设备内，第二种微粒引入装置应该位在声波能够作用到燃气流的地方，以便促进微粒之间的团聚。如同上面说明过的，第二种微粒最好是一种能够吸收各种污染物如硫衍生物的吸收剂。而且，因为本发明涉及一种双物态的设备和方法，引入到燃气流内的第二种微粒的粒度分布应该不同于原先包含在燃气流内的微粒的粒度分布。在最优的实施例中，第二种颗粒应该具有较大的粒度。
图2的设备还采用另一个进口装置27，以便将第三种材料引入到燃气流内。碱蒸汽如同氯化钠、氯化钾和硫酸钠常会在燃烧固体燃料时生成。这些碱蒸汽可与载硫的吸收剂微粒作用，在吸收剂表面上生成碱的硫化物并阻止吸收剂进一步继续进行有效的吸收。碱吸气材料如硅藻土、酸性白土硅石、铝矾土、蛭石、锂蒙脱石和高岭土可通过第三引入装置27喷入，以便捕捉这些碱蒸汽。碱吸气材料的喷入还可进一步提高双态团聚法中动态过滤器的效率，这是因为从燃气流中去除细小微粒的较大团聚核心的质量载荷进一步增加的原故。另外，在图2所示的实施例中，补充空气可通过进口33喷入，以便在团聚过程中进一步增加微粒间碰撞的速率。
图2示出的脉动燃烧器装置10也象图1所示的那样与一微粒收集/去除装置20连通。微粒收集/去除装置20包括一个旋风除尘器72，一个通道斗74，另外，还可包括一个固态物保持斗76，以便继续保持从燃气流中去除的微粒。旋风除尘器72有一输出口73，净化的燃气流可通过该口送到涡轮(未示出)或其他用燃气驱动的装置。旋风除尘器72如前所述可以被加热，它可在大气环境下操作，也可水冷，哪一种方式都可以。
在上面本发明是就一个燃气驱动装置的操作系统来说明的，同样的概念可应用到任何需要或有利地应用净化燃气流，或在燃气流引出到大气之前净化的系统上。这时，可将其他设备如锅炉、加热器或类似物设在脉动燃烧器系统和微粒去除系统之间。
图3示出本设备用作排放控制子系统的一个实施例，这个子系统被添加在现有的例如来自燃烧器的燃气流的通道上。相同的标号表示图1、2和3中相同的零件。例中的燃烧器(未示出)排放出的燃气流通过通道100。有一总体地用10标出的脉动燃烧器设在通道100内，或者其他与通道连通的地方，只要声场能够作用到通道100内的燃气流即可。从燃烧系统(未示出)出来沿着通道100流动的含有微粒的燃气流与脉动燃烧器10产生的热燃烧产物气流汇合成为一个组合的带有微粒的燃气流。脉动燃烧器装置10可包括以前说过的那些元件，但至少应有基本的阀门装置燃烧室和谐振管。
如前所述，通过第二种微粒引入装置15将第二种微粒引入到从脉动燃烧器10发出的热燃烧产物气流内。第二种微粒最好在燃烧室14和谐振管16的连接处附近引入，这样可使高温效应作用在第二种微粒上。当通道100内原有的微粒与脉动燃烧器10所产气流中的微粒之间已有适当的微粒粒度分布差异时，可不需另外添加微粒。
由通道100内的排放产物和脉动燃烧器单元10的燃烧产物汇合而成的组合的带有微粒的燃气流导致通道100内团聚的形成。脉动燃烧器10所产生的声场促进这种团聚，于是团聚物可沿着规定路线流到一个传统的收集/去除装置(未示出)。在微粒去除后，净烟气可用来驱动涡轮或其他装置，或被作为洁净排出物释放到大气中。
通道100内有一喷射器110，它一般设在现有燃烧器的排放产物与脉动燃烧器的燃烧产物汇合成为组合气流的地方。喷射器110可用传统的型式，它可使气体混合，应该设在一个区域内，在该区域内气流首先加速接着又减速，以便进一步促使微粒解除被挟带并转移质量。这时由于较大微粒与较小微粒(通常容易被挟带的固体灰粒)在解除被挟带的程度上的差异，喷射器可促进微粒的团聚。采用喷射器110还可使空气容易实施提高的NOx排放控制，使谐振室16与通道100内发生声团聚的区域之间有优良的声连接，并可使气流内的固相与气相之间进行良好的混合。
图4概略地示出结合图3曾说明过的用作添加物的子系统的脉动燃烧微粒去除设备。用200总体标出的本发明的微粒去除设备设在现有的燃烧系统210与燃气驱动装置240之间，包括一个脉动燃烧装置220和一个微粒收集/去除装置230。该系统可象图3那样布置或按其他方法布置。如同上面提到过的，对于某些操作，净化可放在操作系统如锅炉之后，主要理由是为了要使排放物净化。
在本发明的其他一些布置中，第二种微粒引入装置也有可从设计中省略的情况，特别是当喷射进系统的燃烧及/或吸收剂具有广阔的粒度分布，单态的微粒粒度分布被接受用来进行声团聚以便以后进行微粒的收集/去除时。具有单态团聚设备的这样一个系统的设计在图6中示出，其中相同的标号代表相同的零件。在图6中，喷入燃料脉动燃烧所产生的热燃烧产物气流从其微粒粒度分布情况看足可使它进行有效的微粒团聚。如同图1所示的设备那样，微粒被从系统中去降，洁净燃气被送往涡轮40。
图7示出本发明的脉动燃烧团聚设备的另一种布置。具体地说，脉动燃烧装置14与一接受燃气流的装置例如部分19连通。再进一步与旋风除尘器装置72和收集装置如通道斗74连通。图7所示的设备在功能上与图1所示的设备等同，只是第二种微粒装置15被省略掉了，另外加上一些其他增强装置。具体地说，设有一个喷射装置320，以便将燃料如煤、油、燃气、废气等供给脉动燃烧器14。用来去除酸性气或捕捉碱的各种吸收剂可通过开口23加入。但开口23对于团聚方法的实施并不是必需的。
在图7所示的具体实施例中，脉动燃烧室14四周设有水套，其上有一冷水进口315和一热水/汽出口325。另外，功能犹如团聚室的燃气流接受部19有一内环部335和一外环部345，其中谐振管16大约在内环部135中延伸一半的距离。有一声反射器310横向设置，以便调整脉动燃烧器的频率。这种谐振器和团聚室的特殊布置被用来使内环部335和外环部345内有一驻波(半波)，这样声损失可降为最小。团聚室的作用如同压力波腹而其中心则相当于速度波腹/压力波节。谐振管16当设在靠近燃气流接受装置19的中心以便取得匹配的边界条件并使声衰减降为最小时，构成一个速度波腹。另外，设有收集装置300，以便从团聚室中去除解脱的团聚物。最后的微粒去除如同上面对图1所示的设备说明过的那样进行。
图8所示的另一个实施例是一个采用双态团聚法的设备。该设备与图7所示的设备等同，并与图1和2所示的设备基本等同。该设备设有第二种微粒引入装置15，以便供应双态团聚用的第二种微粒，有如上述。这个开口15可任意选择用来添加补充空气、燃料或控制氧化氮、酸性气去除、碱蒸汽吸收用的吸收剂，或作其他用途。例如空气去污或燃气重烧的添加物可用于氧化氮的控制。白云石、石灰石或熟石灰可用于硫的捕捉，硅藻土、高岭土或锂蒙脱石可用于碱的吸气。
其他布置也可用在团聚设备中，例如在U形管的布置，可安排一个具有单一部分的团聚室，使在室内有一全波而将谐振管16设在靠近四分之一波长的地方。这种设备显然仍在本发明的范围内，但本发明并不仅限于此。
图9示出团聚微粒的另一种设备。该设备与图3所示的净化添加系统等同，只是省略了第二种微粒的引入装置。在这个具体的系统中，所发生的是单态团聚，因此不需具有第二粒度的微粒。
图10示出与图3和9所示相似的另一个净化系统。但设有一个喷射装置400，以便将水分引入到系统内。具体地说，可用水作为加湿剂喷洒到系统内。导管内的脱硫在有水的条件下可以增强，这是由于硫吸收剂和小水滴能相互作用，从而增强硫的捕捉。
图11示出另一个净化系统。但在这个具体的实施例中，加湿喷射装置400的旁边还并排设有其他喷射装置401和402。通过这些喷射装置可以引入各种药剂，如各种吸收剂、还原剂或碱吸气材料。当用在这个具体的布置中时，加速喷射装置400的位置应有效地贴近喷射装置401，以便使任何引入系统内的硫吸收剂都能促进硫吸收剂与小水滴的相互作用。喷射装置401可正好位在加湿喷射装置的上游，以便使烧结的可能性和应用吸收剂时的有害作用降为极小。在这种方式下，与图10所说的单态团聚不同，双态团聚可以实现。
对于图6-11所示的所有设备，微粒团聚方法都与上面说明过的相同，只是在某些实施例中实现的是单态团聚并不引入具有第二粒度的微粒。
在本发明的某些具体的实施例中，图5所示型式的脉动燃烧室设计是比较好的。这个设计采用二次形式的母线来限定一个轴对称的几何形状，该形状可普遍适应多个设计和燃烧室性能属性。
图5示出的脉动燃烧器上的字母加数字代号相当于下面列出的尺寸，该尺寸属于一个造渣燃烧器的设计(如同后面要说明的)，其热输出量为7.5MM Btu/hr，该设计并可用来确定其他脉动燃烧器的设计。进入口100的直径为5.69英寸，输出口101的直径为5.06英寸。燃烧室各段的长度如下L1为16.17英寸，L2为4.15英寸，L3为4.31英寸，L4为3.40英寸，燃烧室从进入口100到输出口101的总长度为28.03英寸。角α为40°，长度R1为25.15英寸，长度R2为6.46英寸，长度R3为4.31英寸，长度R4为3.40英寸。
曾经发现某些范围对本申请专利的脉动燃烧微粒去除设备的操作是比较好的。伴随脉动燃烧器单元所产生的压力波出现的声压水平虽然有时可能低些，但最好至少达到在一个大气压时为160dB，在10个大气压时为180dB，在20大气压时为200dB。如前所述，脉动燃烧器所产生的声波振荡，其合适的频率应该大约在从20到1500Hz的范围内，最好大约在从50到250Hz的范围内。在燃气流所挟带的要去除的微粒和第二种引入微粒之间的粒度分布差，应该最好使引入的第二种微粒的粒度大于燃气流原先挟带的微粒的粒度。较小的微粒所拥有的重量最好不要超过总微粒重量的50％。最好，固体物的质量载荷应不小于10g/km3。微粒在谐振管16内的停留时间最好大约为从2到5秒。系统的气体燃烧温度最好应该维持在一个比团聚微粒开始结渣的温度还要低的温度。这个较低的温度可以防止熔化材料(渣)的生成，这样就可确保连续地将团聚前后的微粒挟带在燃气流内。最好系统的燃气温度应该维持在一个比固体微粒的软化或初始变形的温度还要至少低200°F的温度。另外，脉动燃烧器释放热的范围最好应该大约为从1到6MM Btu/hr。
虽然本发明的较优实施例已经用特定的名称、装置、浓度和方法加以说明，但这种说明只是为了阐明的目的。所用的词语是描述性的而不是限制性的。应该理解在不离开下面权利要求的精神或范围的前提下，本发明是可以作出各种改变和变化的。
权利要求
1.用来去除燃气流所挟带的微粒的改进的设备，它包括用来接受带有微粒的燃气流并使所说燃气流在其中通过的装置；与所说接受燃气流的装置连通的脉动燃烧器装置，它用来产生一个热燃烧产物的脉动气流和一个频率大约为从20以1500Hz的声波，该声波作用在所说燃气流上，使燃气流所挟带的微粒材料发生声促进的团聚，从而使所说团聚起来的微粒材料得以容易去除。
2.如权利要求1所限定的设备，其中，所说脉动燃烧器装置设在所说接受燃气流的装置之内。
3.如权利要求2所限定的设备，其中，所说脉动燃烧器装置具有一个燃烧室，与所说燃烧室连通的燃料阀门装置，和一个与所说燃烧室连通的谐振管，并在所说接受燃气流的装置内设有一个出口，而所说谐振管的出口则位在所说接受燃气流装置的大约中心部位。
4.如权利要求1所限定的设备，其中，该设备还具有从所说燃气流中去除所说团聚物的装置。
5.如权利要求4所限定的设备，其中，所说去除装置为一旋风除尘器。
6.如权利要求5所限定的设备，其中，所说旋风除尘器是加热的。
7.如权利要求3所限定的设备，其中，所说接受燃气流的装置具有两个不同的部分，所说部分中至少有一个部分成为环状环绕着所说谐振管。
8.从燃气流中去除微粒的改进的方法，它包括下列步骤，使挟带微粒的燃气流接受脉动燃烧产生的、频率范围约从20到1500Hz的声压力波的影响，以实行声促进的微粒团聚。
9.如权利要求8所限定的方法，其中，所说脉动燃烧产生的声压力波伴随着一股含有要团聚的微粒物质的热燃烧产物气流，该燃气流与另一股挟带其他微粒的燃气流汇合。
10.如权利要求8所限定的方法，它还包括去除所说团聚物以便增强净化所说燃气流的步骤。
11.如权利要求9所限定的方法，它还包括去除所说团聚物以便增强净化所说燃气流的步骤。
12.如权利要求8所限定的方法，其中，一种微粒燃料和空气的混合物被脉动燃烧。
13.如权利要求8所限定的方法，其中，在所说燃气流中的所说微粒是燃烧煤所产生的飞灰。
14.如权利要求8所限定的方法，其中，所说声压力波的频率约在从50到250的范围内。
15.如权利要求8所限定的方法，其中，所说脉动燃烧产生的热所具有的温度小于所说燃气流中微粒开始结渣的温度。
16.如权利要求8所限定的方法，其中，已被净化的所说燃气流被供应到应用燃气流来驱动的装置上。
17.如权利要求16所限定的方法，其中，所说应用燃气流来驱动的装置为气轮机。
18.如权利要求8所限定的方法，其特征为所说方法产生的热被保持在约从1到6MM Btu/hr的范围内。
19.如权利要求8所限定的方法，其中，含有微粒的燃气流是一股由所说压力波伴随着的热脉动燃烧产物气流。
20.用来从燃气流中去除微粒的改进的方法，它包括下列步骤使燃料脉动燃烧，以便产生一股热燃烧产物气流和频率范围约为从20到1500Hz的声压力波；使所说产物气流和压力波与一股挟带有微粒的独立的燃气流汇合，这样说会发生声促进的微粒团聚，从所说汇合的燃气流中去除所说的微粒团聚物；然后送出所说汇合的燃气流，以便驱动在下游的设备。
21.如权利要求3所限定的设备，它还包括用于将燃料喷射到所说燃料阀门装置内的装置。
22.如权利要求3所限定的设备，它还包括一个环绕在所说燃烧室上的水套，它可使冷却液环绕所说燃烧室进行循环。
23.如权利要求7所限定的设备，其中，所说谐振管约为所说环部的一半长度。
24.如权利要求23所限定的设备，它还包括一个环绕着所说环部的第二个环部。
25.如权利要求24所限定的设备，它还包括一个声反射器，安排在相对于所说第二环部的横向上，以便调整频率，使所说脉动燃烧器装置在所说环部和所说第二环部内有一个驻波，从而可以减少所说脉动燃烧器的声损失。
26.如权利要求1所限定的设备，它还包括一个用于将水分引入到所说微粒去除设备内的装置。
27.如权利要求26所限定的设备，其中，所说引入水分的装置具有一个水滴喷洒口，位在所说脉动燃烧器装置旁，以便使所说湿度直接作用在所说热燃烧产物的脉动气流上。
28.用来去除燃气流中挟带的微粒的改进的设备，它包括a)用来接受含有微粒的燃气流并使所说燃气流从其中通过的装置；b)脉动燃烧器装置，它包括一个燃烧室，与所说燃烧室连通的燃料阀门装置，和一个与所说燃烧室连通并在所说接受燃气流的装置内有一出口的谐振管，并且所说脉动燃烧器装置与所说接受燃气流的装置连通，用来产生热燃烧产物的脉动气流和声波，该声波作用在所说燃气流上，使被挟带在所说燃气流中的微粒材料发生声促进的团聚，从而可使所说团聚起来的微粒材料容易被去除；c)用来将捕捉硫的吸收剂喷射到所说热燃烧产物气流内的装置；以及d)用来将水分引入到所说设备内，使它作用在所说热燃烧产物上，以便增强硫的捕捉和所说微粒的去除的装置。
29.如权利要求8所限定的方法，它还包括将水分引入到所说带微粒的燃气流内的步骤。
30.用来从燃气流中去除微粒的改进的方法，它包括下列步骤a)使燃料脉动燃烧，以便产生热燃烧产物气流和声压力波；b)使所说热燃烧产物气流作用在所说带微粒的燃气流上；c)将水分引入到所说热燃烧产物气流内，以便促进所说微粒的去除。
31.如权利要求30所限定的方法，其中，将吸收剂加入到所说热燃烧产物气流内，以便捕捉污染物，所说吸收剂是从石灰石、白云石、生石灰和熟石灰中选取的。
32.如权利要求31所限定的方法，其中，被所说吸收剂捕捉的所说污染物包括硫衍生物。
33.如权利要求31所限定的方法，其中，将水分加入到所说热燃烧产物气流内。
34.如权利要求30所限定的方法，其中，将碱吸气剂加入到所说热燃烧产物气流内，所说碱吸气剂是从硅藻土、酸性白土、硅石、铝矾土、蛭石、锂蒙脱石和高岭土中选取的。
35.如权利要求30所限定的方法，其中，所说燃气流在从其中去除所说微粒时仍保留热的状态。
36.如权利要求31所限定的方法，其中，所说声压力波伴随着所说热燃烧产物气流。
37.如权利要求30所限定的方法，它还包括将吸收剂引入到所说热燃烧产物气流中的步骤。
全文摘要
为去除燃气流中所挟带的微粒提供了一种改进的设备和方法。该去除方法采用一个脉动燃烧器来产生声压力波，以便用声能来促进微粒的团聚，团聚后的微粒可用传统的分离设备收集并去除。该设备可用作直接燃烧的系统，以便改进燃气驱动设备，如燃气轮机的运行；或者也可用作为添加的子系统，以便净化燃烧后的废气。另外，可以加入吸收剂微粒，以便吸收其他污染物如硫。去除污染物用的各种其他微粒也可引入到该系统内，如碱吸气剂。
文档编号F23J15/00GK1120319SQ94191648
公开日1996年4月10日 申请日期1994年3月28日 优先权日1993年3月29日
发明者曼特泽·N·莽瑟, 雷威·查德瑞 申请人:制造和技术转化国际公司