用于喷射流体推动型微粒状固体燃料和氧化剂的方法及其喷射器与流程

文档序号:15737137发布日期:2018-10-23 21:40阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种将流体推动型微粒状固体燃料和氧化剂喷射到燃烧室中的方法,所述方法包括:

·以燃料喷射速度vf经由燃料喷射开口(12)将流体推动型微粒状固体燃料射流喷射到所述燃烧室中,所述燃料喷射开口具有的圆周对应于具有几何中心的第一二维几何轮廓(13),

·以被称为高氧化剂速度的第一氧化剂喷射速度VO1经由n1个第一喷射开口(31)将被称为快速氧化剂射流的n1股第一氧化剂射流喷射到所述燃烧室中,其中n1≥3,

·以被称为低氧化剂速度的第二氧化剂喷射速度VO2经由n2个第二喷射开口(35)将被称为慢速氧化剂射流的n2股第二氧化剂射流喷射到所述燃烧室中,其中n2≥3,

·其中,所述n1个第一氧化剂喷射开口(31)和所述n2个第二氧化剂喷射开口(35)中的每一个与包围所述第一轮廓(13)的第二轮廓(40)相交,所述第二轮廓(40)与所述第一轮廓(13)间隔开,

·其中,沿着所述第二轮廓(40),在所述n1股快速氧化剂射流中的两股连续快速氧化剂射流之间喷射所述n2股慢速氧化剂射流中的至多三股连续的慢速氧化剂射流,并且

·其中,所述高氧化剂速度VO1中的最低速度大于或等于所述低氧化剂速度VO2中的最高速度的1.25倍,优选地大于或等于所述低氧化剂速度VO2中的最高速度的1.30倍,更优选地大于或等于所述低氧化剂速度VO2中的最高速度的1.50倍

2.根据权利要求1所述的方法,其中沿着所述第二轮廓(40),所述n2股慢速氧化剂射流中的至多两股连续的慢速氧化剂射流在所述n1股快速氧化剂射流中的两股连续快速氧化剂射流之间喷射,优选地所述n2股慢速氧化剂射流中的至多一股位于所述n1股快速氧化剂射流中的两股连续快速氧化剂射流之间。

3.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述燃料喷射速度vf小于所述n1股快速氧化剂射流的高氧化剂速度VO1。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述第一轮廓(13)和所述第二轮廓(40)是(a)同心的或基本上同心的和/或同形的或基本上同形的。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述流体推动型微粒状固体燃料是气体推动型微粒状固体燃料,所述微粒状固体燃料优选地由空气、富氧空气、回收的烟道气体或者回收的烟道气体与空气或与富氧氧化剂的组合来推动。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述第一氧化剂射流和所述第二氧化剂射流的氧化剂具有介于50%vol与100%vol之间、优选至少80%vol、更优选至少90%vol的含氧量。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中借助于所述快速氧化剂射流和所述慢速氧化剂射流喷射到燃烧区中的50%以上的氧气是在所述第一轮廓(13)的几何中心下方喷射的。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述燃烧室配备有燃烧空气端口,所述燃烧空气端口将空气喷射到所述燃烧室中,并且其中所述流体推动型微粒状固体燃料和所述氧化剂通过位于所述燃烧空气端口内、在其旁边或下方、优选在所述燃烧空气端口下方的喷射开口进行喷射。

9.一种燃料与氧化剂喷射器,包括:

·第一导管(10),所述第一导管内限定燃料通路(11),以用于供应流体推动型粉状固体燃料,

·第二导管(20),所述第二导管包围所述第一导管(10)并与其横向间隔开,以便在所述第一导管(10)与所述第二导管(20)之间限定氧化剂通路(21),

其中:

·所述燃料通路(11)终止于燃料喷射开口(12),所述燃料喷射开口具有限定第一二维几何轮廓(13)的外圆周,其特征在于:

·所述氧化剂通路(21)终止于包围所述燃料喷射开口(12)并且从所述第一导管(10)延伸到所述第二导管(20)的凸缘(30)中,

·所述凸缘(30)呈现出沿着第二二维轮廓(40)定位的大量穿孔(31,35),所述第二轮廓(40)包围所述第一轮廓(13)并且与所述第一轮廓(13)间隔开,每个所述穿孔(31,35)在所述凸缘(30)中限定与所述氧化剂通路(21)处于流体连通的氧化剂喷射开口(32,36),

·所述大量穿孔(31,35)包括:

i.n1个第一穿孔(31),每个第一穿孔限定具有第一喷射横截面面积S1的第一氧化剂喷射开口(32),其中n1≥3以及

ii.n2个第二穿孔(35),每个第二穿孔限定具有第二喷射横截面面积S2的第二喷射开口(36),其中n2≥3,

其中所述第二喷射横截面面积S2中的最小面积是所述第一喷射横截面面积S1中的最大面积的至少1.12倍,优选地介于1.5倍与58倍之间,

·沿着所述第二轮廓(40),至多三个第二氧化剂喷射开口(36)位于两个连续的第一氧化剂喷射开口(32)之间,优选地至多两个第二氧化剂喷射开口(36)并且更优选地至多一个第二氧化剂喷射开口(36)。

10.根据权利要求9所述的燃料与氧化剂喷射器,其中所述第二轮廓(40)与所述第一轮廓(13)是同形的或基本上同形的和/或同心的或基本上同心的。

11.根据前述权利要求中任一项所述的燃料与氧化剂喷射器,其中所述第二穿孔(35)包括与所述氧化剂通路(11)相邻的上游区段(37)以及与给定的第二穿孔(35)的第二氧化剂喷射开口(36)相邻的下游区段(38),并且其中所述上游区段(37)具有的横截面面积比所述给定的第二穿孔(35)的下游区段(38)的横截面面积小。

12.根据前述权利要求中任一项所述的燃料与氧化剂喷射器,

·其中所述氧化剂通路(21)与氧化剂的源流体地连通,所述氧化剂具有优选地介于50%vol与100%vol之间、更优选地至少80%vol并且最优选地至少90%vol的含氧量,并且

·其中所述燃料通路(11)与流体推动型粉状燃料、优选地气体推动型粉状燃料的源流体地连通。

13.一种使用根据前述权利要求中任一项所述的燃料与氧化剂喷射器将粉状固体燃料喷射到燃烧室中的方法,其中:

·通过所述燃料喷射开口(12)将流体推动型固体粉状燃料喷射到所述燃烧室中并且

·通过所述氧化剂喷射开口(32,36)将氧化剂喷射到所述燃烧室中。

14.一种炉,所述炉包括燃烧室,所述燃烧室具有根据权利要求1至7中任一项所述的燃料与氧化剂喷射器,所述燃料与氧化剂喷射器被安装成使得所述燃料喷射开口(12)和所述氧化剂喷射开口(32,36)面向所述燃烧室的内部。

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