利用燃料添加进行的热化学再生的制作方法

本发明涉及在诸如玻璃熔化加热炉的加热炉中的燃烧，其中材料被馈送到加热炉中并且通过在加热炉内发生的燃烧的热量被加热和/或熔化。

背景技术：

美国专利no.6,113,874公开了可用于采用再生器的加热炉的热回收方法，其中在加热炉中形成的燃烧产物流通过第一再生器以加热第一再生器并冷却燃烧产物，并且然后冷却的燃烧产物的一部分与燃料组合以形成混合物，该混合物通过第二加热的再生器，并且其中该混合物经历吸热反应以形成合成气，然后该合成气通入加热炉中并被燃烧。

本发明是对该专利中公开的方法的改善，由此出乎意料地发现，可改善由这些方法提供的有效热回收，并且可实现本文所述的其他益处。具体地，本发明鼓励在两个上述再生器中建立和维持还原条件，从而提供本文所述的优点。

技术实现要素：

本发明的一个方面是在加热炉中进行燃烧的方法，该方法包括：

(a)在加热炉中燃烧燃料以产生含有氧气的气态燃烧产物；以及

(b)交替

(1)(i)使一部分气态燃烧产物从加热炉离开通入第一室中，将碳氢化合物燃料馈送到第一室中，并使第一室中的碳氢化合物燃料与气态燃烧产物中存在的氧气反应以减少第一室中的氧气浓度，并产生含氧气和零至20,000ppm的一氧化碳的气态反应混合物；

(ii)使气态反应混合物从第一室离开通入冷却的第一再生器中并通过冷却的第一再生器，以加热第一再生器并冷却所述气态反应混合物；

(iii)使燃料和至少部分来自所述第一再生器的所述冷却的气态反应混合物通入加热的第二再生器中，并且在第二再生器中使气态反应混合物和燃料在第二再生器中以吸热反应进行反应以形成包含氢气和co的合成气；以及

(iv)使在第二再生器中形成的所述合成气通入所述加热炉中，并用喷射到所述加热炉中的一种或多种氧化剂流燃烧合成气；和

(2)(i)使一部分气态燃烧产物从加热炉离开通入第二室中，将碳氢化合物燃料馈送到第二室中，并使第二室中的碳氢化合物燃料与气态燃烧产物中存在的氧气反应以减少第二室中的氧气浓度，并产生含氧气和零至20,000ppm的一氧化碳的气态反应混合物；

(ii)使气态反应混合物从第二室离开通入冷却的第二再生器中并通过冷却的第二再生器，以加热第二再生器并冷却所述气态反应混合物；

(iii)使燃料和至少部分来自所述第二再生器的所述冷却的气态反应混合物通入加热的第一再生器中，并且在第一再生器中使气态反应混合物和燃料在第一再生器中以吸热反应进行反应以形成包含氢气和co的合成气；以及

(iv)使在第一再生器中形成的所述合成气通入所述加热炉中，并用喷射到所述加热炉中的一种或多种氧化剂流燃烧合成气。

在本发明的一个优选方面，交替通入第一室和第二室中的气态燃烧产物含有超过5体积％的氧气，并且在第一室和第二室中交替形成的气态反应混合物含有最高达5体积％的氧气且含有零至3000ppm的一氧化碳。

在本发明的另一个优选方面，在第一室和第二室中交替形成的气态反应混合物含有小于20,000ppm的氧气和至少1000ppm的一氧化碳。

在本发明的另一个优选方面，在第一室和第二室中交替形成的冷却的气态反应混合物在通过排入烟囱中或通入重整床中之前与含氧气气体诸如空气或氧气反应以将在冷却的气态反应混合物中存在的一氧化碳、氢气和碳氢化合物转化为二氧化碳和水，以将一氧化碳的浓度减少至小于500ppm，优选小于200ppm，更优选小于100ppm。

优选，进行该方法，其中步骤(a)和(b)中的在加热炉中的燃烧在富氧(oxy-fuel)燃烧条件下进行，即，使用包含至少50体积％氧气的氧化剂。

如本文所用，表示为“ppm”的气体组合物是以体积计，湿基的百万分率。

如本文所用，如果在组合物中检测到氧气，则认为组合物含有氧气，和/或如果热力学平衡计算表明组合物中存在氧气，例如即使在具有显着co浓度的还原条件下也存在小量氧气。

附图说明

图1至图3是本发明的不同方面的示意图。

具体实施方式

本发明在本文中对一个优选类型的加热炉进行了具体的详细描述，即采用从高温烟气废气流中重新捕获可用热量的热回收过程的加热炉。该热回收过程分两个循环进行，这两个循环在本文中称为烟道循环和重整循环。这两个循环在两个或更多个方格填充的再生器中交替执行。热回收过程的进行优选与加热炉和其他燃烧装置相关联，这些装置采用“富氧”燃烧方法，也就是说燃料与包含具有至少50体积％氧气、以及优选至少80体积％氧气、更优选至少90体积％氧气、并甚至至少99体积％氧气的氧气含量的气态氧化剂一起燃烧，因为通过富氧燃烧产生的烟气具有较高的h2o和co2浓度，这两者均促进在本发明方法中利用的吸热重整反应。

在烟道循环期间，根据本发明通过在加热炉中燃烧形成并含燃烧产物(诸如二氧化碳和水蒸气)并含过量的氧气(通常最高达1体积％至5体积％或甚至更高)的烟气经过特殊处理以减少过量的氧气或除去氧气，并将所得的气态反应混合物通入第一再生器中并通过第一再生器，以在该再生器中的方格床中提取和储存热量，从而冷却反应混合物。然后，任选地但优选当除去过量的氧气时，冷却的反应混合物在从方格床出来后通过添加氧气将未完全氧化的化合物诸如一氧化碳转化成二氧化碳和水蒸气进行处理。

然后，在重整循环中，将从第一再生器出来的冷却的和任选地处理的反应混合物的一部分(本文中称为再循环烟气或rfg)馈送到另一(第二)再生器中并与燃料流混合(本文中称为重整燃料或rf)。在下面的描述中，出于说明的目的，纯甲烷(ch4)被描述为重整燃料。其他符合要求的燃料包括任何可燃的气体、气体混合物或汽化液体燃料，包括但不限于天然气、丙烷和lpg(液化石油气)。

在重整循环中，如本文所述，rfg/重整燃料混合物进入其中方格已被加热的第二再生器，并通过第二再生器流向加热炉。通过第二再生器的rfg/rf混合物的温度通过从已预热的方格中提取热量而继续增加。随着rfg/rf混合物通过第二再生器，其达到重整反应开始发生并持续发生的温度，从而产生包括h2和co的产物。重整反应是吸热的，并且促进重整反应所需的热量从加热的方格中吸收。重整反应产生通常包含一种或多种组分诸如诸如h2、co、烟灰和包含h2o、co2和ch4的未反应的气体的产品混合物。由此产生的气态组合物在本文中也称为“合成气”。从第二再生器中出来的气态产物和任何烟灰的混合物到加热炉中，并在加热炉中可燃成分与氧化剂一起燃烧，以提供用于加热和/或熔化加热炉中材料的热能。这种燃烧可燃烧并气化火焰边界内的一部分产品，但最终合成气中的所有可燃产品被喷射的氧化剂直接氧化，和/或被加热炉烟气中过量的o2氧化成co2和h2o，或者首先通过加热炉烟道中的h2o和co2气化成co和h2，然后通过喷射的氧化剂和/或加热炉烟气中过量的o2直接氧化成co2和h2o。

一段时间之后，颠倒两个再生器的操作(包括处理烟气以除去任何过量的氧气)，即将在烟道循环中使用的再生器切换到重整循环，并且将在重整循环中使用的再生器切换到烟道循环。又一段时间之后，再次颠倒两个再生器的操作。颠倒的时机可由经过的时间，或者由其他标准诸如从在烟道循环中的再生器离开的气流的温度来确定。颠倒过程根据预定的机制和计划进行，其中基于具体的时机按顺序打开和关闭阀门。

首先下文结合图1至图3描述了本发明的操作和控制。用在端壁(3)上配有两个再生器的马蹄焰烧制玻璃加热炉(10)作为示例。然而，本发明可在配备有至少两个本发明的热化学再生器和其他不同设计的燃烧器和再生器的加热炉中实施，包括但不限于空气加热再生器。

如图1所示，马蹄焰玻璃加热炉(10)具有馈送站(20)，在该馈送站中包括固体玻璃制造材料的馈送材料(30)(称为批料和/或碎玻璃)被填装到加热炉中进行加热和熔化。熔化的玻璃从加热炉(10)的流出表示为(90)。加热炉(10)在加热炉左侧配备有第一再生器(100)，并在加热炉右侧配备有第二再生器(200)。两个再生器的垂直剖面图在图2和图3中详细示出。

如图2所示，再生器(200)处于烟道循环中，其中气态燃烧产物，如来自加热炉(10)内部的烟气流(50)进入端口颈部(240)，并且然后流入再生器(200)通过可选的氧气分析仪(250)的室(530)中。

烟气流包括主要燃烧产物co2和h2o，并且在一些应用中一些过量的氧气通常为1体积％至5体积％且高于5体积％。通过向加热炉中馈送足够的氧气以提供相对于加热炉中可燃产物的化学计量过量的氧气，可提供这种水平的氧气。为了在进入室(530)之后减少烟气(50)中的氧气的量同时仍然保持一些氧气存在，或者确定室(200)中的方格床环境处于还原条件下，合适量的燃料馈送到方格组(520)上方的室(530)中或到端口颈部(240)中。令人满意的馈送燃料包括任何液态或气态碳氢化合物，优选甲烷或天然气。燃料的馈送如(562)所示。燃料可通过例如通过位于穿过室的顶部表面(冠部)(563)或通过室壁(564)或两者的组合，或通过围绕方格组上方和端口颈部中室(530)的任何其他可接触壁的喷枪喷射来馈送燃料。优选使用在设计上优化的燃料喷射器，使得在减少烟气的氧气含量的所需的程度下，喷射的燃料的量最小化。由于进入的烟气(50)的温度通常超过1800f，当喷射的燃料与室(530)中的进入的烟气流混合时，烟气(50)中的氧气通过在烟气的高温下喷射的燃料和氧气之间的自发氧化反应被部分或完全消耗。所得的气态反应混合物(566)进入方格组(520)的顶部。

对于相对于进入的气态燃烧产物(50)减少但不消除气态反应混合物(566)中的氧气含量的情况，将足够的燃料添加到室(530)中使得氧气含量减少到小于5体积％氧气，优选0.5体积％至2体积％氧气。如果在混合物(566)中形成或存在一氧化碳，其量可最高达3000ppm，优选最高达1000ppm。

对于在方格组(520)中产生还原条件的情况，将足够的燃料添加到室(530)中，使得存在的氧气含量减少至小于20,000ppm，并且一氧化碳也以大于1000ppm的量存在。存在氢和其他碳氢化合物物质。还可存在一定量的未反应的燃料。在这种情况下，一氧化碳浓度优选为介于1000ppm与50,000ppm之间，更优选为介于1000ppm与10,000ppm之间。优选存在的氧气含量减少至小于1,000ppm。因此，即使tcr再生器(200)此时正在经历烟道循环，整个方格组(520)也处于还原条件下。由于另一个再生器(100)的方格床(此时处于如本文所述的重整循环中)也处于还原条件下，结果是热回收方格处于重整和烟道循环的还原条件下。

在喷射的燃料(562)和烟气(50)中的过量的氧气之间发生的放热氧化反应可预期导致所得气态反应混合物(566)的温度高于烟气(50)的温度。这种附加的热量的大部分可通过方格组(520)通过方格材料中的热量储存来回收。

另外，烟气流(50)中的氮氧化物(也称为nox)可通过与喷射的燃料或与方格组(520)中的还原气氛的化学相互作用在再生器(200)中还原。

当气态反应混合物(566)流过在再生器(200)内的方格之间的通道时，加热方格组(520)中的方格，并且作为流(567)通过支撑在拱(510)上的气体通道(515)进入室底部空间(500)，该拱也支撑整个方格床的重量。用于玻璃熔化加热炉的再生器通常在相对于大气压的负压下操作。一些环境空气可泄漏到再生器(200)中并与气态反应混合物(566)中的可氧化组分反应，并且流(567)中可氧化组分的浓度可小于气态反应混合物(566)中的可氧化组分的浓度。

对于流(567)正在还原的情况，优选完全氧化该流(567)中的可氧化组分，以最小化并优选完全燃尽，特别是存在的co，之后该流的任何部分被排出到导管(201)中。优选，该氧化或燃尽步骤将气流的一氧化碳含量减少至小于500ppm，优选小于200ppm，并且更优选小于100ppm。实现该结果的优选方式是在该方法的交替循环中在环境温度或高温下将氧化剂(569)喷射拱(510)下方的底部空间(500)和图3所示的相应空间(400)中。该燃尽氧化剂应以足够的量供应，以便完全氧化(燃尽)甚至低浓度的co和流(567)中所含的过量的燃料，这通过与气流(567)紧密混合而得到增强。如果气流(567)的温度太低而不能充分燃尽一氧化碳、h2和燃料，则可将氧化剂(569)预热至高于环境温度，诸如100c至500c。例如，可使用如美国专利no.8,425,870中所述的热氧枪，其具有优异的混合能力并且适合于破坏一氧化碳和未燃烧的燃料的ppm水平。用于该步骤的优选氧化剂(569)包括空气，且更优选含至少90体积％氧气的组合物。

应仔细计量喷射的燃料(562)的流量，使得其量足以将过量的氧气的量减少到所需的量，或者使得对于在方格组中产生还原条件的情况，其量超过足以与馈送到室(530)中的烟气(50)中的所有过量的氧气反应。氢气、其他碳氢化合物和附加的未反应的燃料(即“过量的燃料”)可存在于流(566)中，并且这种过量的燃料的量由富含燃料的燃料如何打算呈现方格床环境来确定。例如，如果方格组(520)中的所需的环境是更富燃料的条件，则喷射更多的过量的燃料(562)。或者，如果优选略微富燃料的环境，则设定喷射的燃料的流量，使得在燃尽流中的所有过量的氧气之后仅留下少量的燃料(566)。

为了更精确地控制燃料(562)和氧化剂(569)的喷射速率，可在室(530)内的冠部处或在空间(500)中的合适的壁位置处安装高温氧气传感器以分别监测在室(530)中或空间(500)中的氧气浓度。另外，气体分析器可安装在空间(500)中以测量气流(567)中的一氧化碳和未燃烧的燃料浓度。可通过使用氧气分析仪处测量的o2浓度来估算所需的燃料的量(562)，并通过观察由气体分析仪测量的一氧化碳和燃料浓度进行微调。还可应用由气体分析仪测量的一氧化碳和燃料浓度以及其他过程信息，以确定需要馈送的氧化剂(569)的量。

如图1所示，在加热炉(10)中产生的烟气的一部分(52)可通过部分打开的阀(350)分流至管道(70)，然后进入烟囱(340)以排出，这意味着这部分烟气不重新进入加热炉，而是排放到大气中和/或传送至用于储存和/或进一步处理的一个或多个其他站或这些目的地的任何组合。为了实现最大热回收，优选的是关闭阀(350)，使得基本上全部加热炉烟气(50)进入再生器(200)和(100)。

如图1和图2所示，经冷却的气流(201)离开管道(260)中的再生器(200)，通过打开阀(210)和氧气传感器(310)，并且然后进入鼓风机(300)的吸入侧。离开鼓风机压力侧的该气流(301)的大部分通过阻尼器(330)，然后通过流量计(332)，并且最终被引导进入烟囱(340)中，如本文所定义这部分气体通过该烟囱离开系统以排出。任选地，可用空气污染控制装置处理气流，以在被引导到烟囱(340)中之前减少灰尘，nox和sox。气流的一部分(303)通过管道(320)和阀(360)再循环至再生器(100)的底部。这是再循环烟气(rfg)。其流量由流量计(322)计量。

如图1和图3所示，待馈送至第二再生器(100)的重整燃料由管道(130)通过阀(120)供应。合适的重整燃料包括甲烷(优选)以及任何其他可燃的气体、气体混合物或汽化液体燃料，包括但不限于天然气、丙烷和lpg(液化石油气)。

如图3所示，来自流(130)的重整燃料(rf)在管道(128)的位置(127)处与rfg(303)相交并混合，该管道还与再生器(100)的底部空间(400)连通。该rfg/rf混合物通过拱(410)上的气体通道(415)进入再生器(100)内已预热的方格组(420)。再生器(100)已经在前一循环中通过烟气(含氧气)从加热炉到室(430)中而被加热，在前一循环中，烟气与到室空间(430)中的碳氢化合物燃料(562)以上述方式相对于再生器(200)和室(530)反应，然后将所得的反应混合物产物通过方格组(420)以加热方格组(420)，任选地随后与作为(569)馈送的氧气反应到空间(400)中，再次以上面关于空间(500)描述的方式。

rfg/rf混合物的温度随着其流过再生器(100)的方格组(420)而增加。当rfg/rf的温度达到重整温度时发生吸热重整反应，其中重整燃料(例如，ch4)与rfg中的co2和h2o反应并形成一氧化碳、h2、其他碳氢化合物和烟灰。吸热重整反应所需的热量取自加热的方格。重整反应随着rfg/rf混合物继续朝室(430)行进而继续。气态流(425)(本文中称为“重整”或“合成气”气流)从方格组(420)的顶部离开。流(425)具有高温并且可包括诸如co、h2、烟灰、未反应的ch4以及未反应的co2和h2o的物质。流(425)通过端口颈部(140)通过氧气传感器(150)，并进入加热炉(10)。该流在例如1800f至2500f范围内的温度下离开方格组(420)。

燃烧合成气的氧化剂通过打开阀(115)由导管(135)供应。该氧化剂可以是空气，或者其可以具有高于空气的氧气含量，即至少21体积％，并且优选等于或高于80体积％，更优选等于或高于90体积％，或甚至至少99体积％。

通常，当一个再生器在烟道循环中且另一个再生器在重整循环中(如图1所示)时，热回收过程进行约20分钟至40分钟或者直到重整再生器中的方格太冷而不能提供足够的热量来促进所需的吸热化学反应。此时，并且现在本文继续描述再生器(200)在烟道循环中且再生器(100)在重整循环中的情况，加热炉(10)发生颠倒，其中再生器(200)转换至重整循环用于热量回收，并且再生器(100)转换到烟道循环中用于热量积聚。在颠倒之前，再生器(100)中剩余的合成气将被吹扫到加热炉(10)。在这种情况下，首先通过关闭阀(120)终止向再生器供应重整燃料，同时让来自鼓风机(300)的rfg继续流动。再生器(100)中剩余的合成气被rfg吹扫规定的时间的量，使得再生器中几乎全部的合成气被驱逐到加热炉并完全燃烧。

反转后，来自加热炉的烟气通入室(430)中，并在转化成反应混合物后，通过再生器(100)且优选在空间(400)中氧化。该产品的一部分通过排出(如本文所定义)，同时将一部分或余量与燃料混合，并使混合物通过再生器(200)并到加热炉中。打开曾关闭的阀(110)，关闭阀(210)，并且关闭阀(360)且打开阀(380)，以允许加热的烟气从再生器(100)朝鼓风机(300)传送并通过鼓风机，并且允许该烟气的一部分(303)在与重整燃料(230)混合后到再生器(200)中，该重整燃料通过曾关闭但现打开的阀(220)进入。由于在此阶段不发生由通过阀(115)的氧化剂辅助的燃烧，关闭曾打开的阀(115)，并且打开阀(225)。所得的重整燃料与经处理的再循环烟气的混合物在再生器(200)中发生如本文所述在先前循环的再生器(100)中发生的吸热重整反应，以产生合成气的流(425)，该合成气流通入加热炉(10)中，在该加热炉中其与通过阀(225)馈送的氧化剂(235)一起燃烧。氧化剂(235)的可能和优选的氧气组成如上对氧化剂(135)所述。

在热回收过程期间，加热炉(10)可与其他燃烧器诸如(60)和(65)共烧，使得合成气火焰(40)和燃烧器火焰(62)和(64)并存。此外，当重整再生器(即(100)或(200)视情况而定)正在经历上述吹扫顺序时，燃烧器(60)和(65)在颠倒过程中可能烧制或者可能不烧制。为了实现最大热回收，优选的是，燃烧器(60)和(65)不与合成气火焰(40)共烧。还优选的是，在吹扫序列期间，燃烧器(60)和(65)不进行烧制。

在前面的部分中描述了本发明的操作和控制，作为示例，用于在端壁(3)中装有两个热化学再生器的马蹄焰烧制玻璃加热炉(10)。或者，本发明可在配备有多对(通常为三至七对)本发明的热化学再生器的交叉烧制加热炉中实施，该热化学再生器位于加热炉的相对侧。本发明还可在配备有至少两个本发明的热化学再生器的加热炉和不同设计的其他燃烧器和再生器中实施，包括但不限于空气-燃料燃烧器(通过其意味着燃料与加热炉中的空气燃烧的燃烧器)和空气加热再生器(这是指再生器，通过这些再生器，在交替循环中，烟气从加热炉内部抽出以加热再生器，并且然后用于燃烧加热炉中燃料的空气从加热炉外通过加热的再生器到加热炉中。然而，当本发明在也配备有空气加热再生器或空气-燃料燃烧器的加热炉中实施时，来自空气-燃料燃烧器和/或空气再生器的烟气与来自热化学再生器的烟气混合并稀释进入到热化学再生器中的烟气中的co2和h2o的浓度。在这种情况下，进入热化学再生器的烟气中的co2和h2o的组合浓度应为至少35体积％，优选大于50体积％，以便促进重整床中良好的重整反应。

本发明提供了许多益处。由喷射的燃料(562)和烟气(50)中的过量的氧气交替通入室(530)和(430)之间发生的放热氧化反应产生的热量储存在各个方格包(520)和(420)的上部。发明人意外地发现，由于在高温下的快速吸热化学反应，在重整循环期间储存在方格包的最高温度区域中的这种附加的热被有效地回收。加热炉和再生器的单独能量平衡计算表明，在再生器中喷射并与过量的氧气反应的1mmbtu燃料可使加热炉中的燃料消耗减少超过1mmbtu，这取决于加热炉的热效率。这个令人惊讶的结果可通过以下示例来解释。具有热化学再生器的富氧烧制的玻璃加热炉具有80％的燃料效率，因为再生器之后烟气的显热中20％的燃料输入损失。当1mmbtu的附加的热量作为合成气的能量被回收并被引入加热炉中时，加热炉所需的燃料输入通过整体加热炉能量平衡减少1/0.8＝1.25mmbtu。单独的热化学再生器计算表明，在再生器中喷射并与再生器中的过量的氧气反应的超过1mmbtu(lhv)燃料的90％可在重整循环期间储存和回收。在该示例中，0.9mmbtu的回收热量使进入加热炉的燃料减少0.9/0.8＝1.125mmbtu(lhv)。

此外，烟气流(50)中的一部分氮氧化物(也称为nox)可通过与喷射的燃料或在室(530)和床(520)(并且类似地，当如本文所述颠倒再生器的操作使得烟气(50)从加热炉通入室(430)和再生器(100))中的还原气氛的化学相互作用在再生器(200)中还原。当含高浓度过量的氧气的烟气再循环并与燃料混合并通入重整循环中的再生器中时，过量的氧气在方格组中加热后与燃料发生放热反应，然后发生明显的吸热重整反应。这种放热反应加热了方格组的下部中间部分。

具体地，对于除去完全过量的氧气的情况，本发明在两个循环(即烟道循环和重整循环)中在两个再生器床中提供还原气氛。这与预期的情况形成对比，在预期的情况下，当床在烟气循环中操作时，每个床交替地暴露于氧化气氛，并且然后当床在重整循环中操作时暴露于还原气氛。这种气氛的交替(特别是在每个循环中采用的高温下)预期会加速材料的老化和变质，从而构成方格床和再生器壁以及端口颈部。因此，除了与这些材料接触的气态流的循环温度变化之外，操作者必须使用能够承受两种气氛的材料；这些材料更难以识别，而且更昂贵。本发明通过在两个循环中提供还原气氛减少了还原和氧化气氛之间变化而劣化的风险，并且允许操作者更自由地选择更耐用的方格材料，其耐受还原气氛而不必耐受氧化气氛。

实施例

在本实施例和下面的附表中(为了说明而非限制的目的)提供了本发明对于除去完全过量的氧气的情况的有效性。

使用如上所述的热化学热回收(tcr)工艺将380吨/天的空气再生器玻璃加热炉转化为富氧烧制。转化后，在加热炉护壁的每一侧上有两个tcr再生器室。

基于单独的质量和能量平衡模型的结果，计算在烟气加热循环中进入tcr室的总烟气流量为269,562scfh。假设烟气为2700f，并且气体组成如表1所示。烟气中过量的氧气为0.80％湿基。为了燃尽烟气中的所有过量的o2并且还为方格提供总体富燃料还原条件，需要将总共1082scfh的甲烷燃料喷射到热烟气废气中并与热烟气废气混合。

通过两个喷枪进行燃料喷射，每个喷枪具有一个喷射喷嘴。喷嘴孔尺寸为0.25英寸内径，因此，燃料喷射速度约为441ft/sec。在完成喷射之后，喷射的燃料与烟气过量的o2燃烧，使得除去所有过量的氧气。因此烟气温度增加至2768f，表示温度升高68f。表1中还显示了燃料喷射后的烟气流量及其组成。可看出，方格顶部上方的压力通风系统中的烟气现在处于还原条件，在40ppm时具有非常小量的过量的燃料并且co浓度为2000ppm。计算流体动力学(cfd)软件可用于优化燃料喷射的位置和设计。

在最终燃尽区并如表i所示，co和残余燃料燃尽所需的化学计量氧气流量计算为292scfh。由于这种氧气与烟气的完全混合对于ppm水平的co燃尽是必不可少的，因此co燃尽的氧气流的量从292scfh增加到1087scfh，这相当于co燃尽区后过量的o2为0.4％，以便放大氧气射流的动量进行混合。如果方格拱区域附近的烟气温度对于co燃尽太低而不能喷射冷氧气，则可安装热氧枪以将co浓度减少到小于200ppm或比200ppm小得多，以便符合co排放法规。

表1