燃烧机组、工件处理机组和用于运行燃烧机组的方法_2

文档序号:9354853阅读:来源:国知局
62]在本发明的一种设计方案中规定,在为了加热燃料、氧化剂和/或废气而将载热介质向一个传热器或多个传热器输送之前,载热介质借助太阳热能设备被加热到最高约5000C,尤其加热到最高约400°C。
[0063]可以有利的是,将热量从载热介质传递至添加剂介质,除了燃料和氧化剂,也将该添加剂介质向燃烧设备输送。
[0064]添加剂介质尤其是水。
[0065]可以有利的是,添加剂介质借助燃料输送部和/或借助氧化剂输送部连同燃料一起和/或连同氧化剂一起借助一个传热器或多个传热器来加热,并且紧接着向燃烧设备输送。
[0066]可以有利的是,添加剂介质呈液态的形式向燃料输送部和/或氧化剂输送部输送。优选地,在借助一个传热器或多个传热器来加热添加剂介质时,添加剂介质蒸发。
[0067]优选地,用于输送添加剂介质的添加剂设备是喷入设备、喷雾设备和/或蒸发设备。
[0068]此外,根据本发明的燃烧机组、根据本发明的工件处理机组和/或根据本发明的用于运行燃烧机组的方法具有其中单个或其中多个以下所述的特征和/或优点:
[0069]优选地,太阳热能用作为附加热源。
[0070]尤其可以规定,太阳热能设备是整合到现有的加热系统中的,尤其是整合到热排气净化器和/或微型燃气透平中的。
[0071]通过使用添加剂设备可以增大在其中可以借助太阳热能设备进行加热的区域,即,增大加热窗口。由此,优选提高了燃烧机组的效率。
[0072]优选地,借助太阳热能设备能利用在高于约100°C的温度范围内的热量。尤其是在高于用于制备热水、支持供暖或加热泳池的应用温度的温度范围内的热量。
[0073]优选地,借助太阳热能设备能利用直至约400°C的温度范围内的热量。该温度范围远低于对于用于发电的太阳热能发电站来说常见的温度范围(800°C以及更高)。
[0074]然而也可以规定,借助太阳热能设备能利用在高于约400°C,尤其是高于约800°C的温度范围内的热量。
[0075]优选地,过程介质在使用太阳能的情况下被预加温或预加热。
[0076]优选地,提供支持,而非完全地替换用于运行过程的燃料。
[0077]然而也可以规定,例如暂时完全地替换用于运行过程的燃料。
[0078]优选地,燃烧设备包括微型燃气透平。这种微型燃气透平尤其是发电机组,其不仅可以以气体来运行,而且可以以液态燃料来运行。优选地,所产生或可供使用的热能借助这种微型燃气透平转化成转动运动,借助转动运动可以驱动用于发电的发电设备。
[0079]例如可以借助用于将热能转化成动能的透平设备使存在于燃烧设备的燃烧室设备中的废气,尤其是烟气发生膨胀。
[0080]优选地,来自燃烧室设备的废气具有余氧和在约250°C至约1000°C之间的温度。
[0081]燃气透平设备的优点可以是,在质量流恒定的情况下在很高的温度水平上经由废气将热量完全排出。
[0082]有利的可以是,燃烧设备包括余热利用设备。借助这种余热利用设备可以利用来自燃烧室设备和/或来自透平设备的废气中的热能,以便尤其在借助压缩设备将氧化剂和/或燃料压缩之前或之后,对要向燃烧室设备输送的氧化剂和/或燃料进行预热。由此,优选可以降低所需的燃料量并且/或者提高燃烧设备的效率,尤其是电效率。
[0083]优选地,与传统工业燃气透平相比并且/或者与部分负荷运行下的燃气马达相比,微型燃气透平由于余热利用而仅具有很小的效率损失。
[0084]可以有利的是,燃烧设备包括余热利用式的热排气净化器(TAR)。
[0085]优选地,这种排气净化器包括燃烧室设备、燃烧器和尤其是整合的和/或可调节的热交换器(传热器),该热交换器用于预热来自工件处理机组的处理区域的排气。
[0086]尤其当燃烧设备包括微型燃气透平时可以规定,燃烧机组的电功率最高约为1MW,例如最高约为500kW。这种燃烧机组尤其适合于分散式供电和热电联产。
[0087]太阳热能设备例如可以包括用于使太阳辐射汇聚的汇聚式太阳能系统(太阳能集热器)。
[0088]太阳能系统例如可以包括菲涅耳集热器和/或抛物槽集热器。
[0089]优选地,载热介质在集热器中受引导,以便使其被加热。
[0090]尤其是当太阳热能设备包括菲涅耳集热器时,太阳热能设备适合于顶部装配,这是因为基于菲涅耳集热器的面式的镜设施而优选出现非常小的风载荷。
[0091]可以有利的是,工件处理机组围着建筑物或布置在建筑物中和/或在其上。优选地,尤其是工件处理机组的表面处理设备布置在建筑物的内部,而尤其是太阳热能设备,至少是太阳能集热器布置在建筑物的顶部上,在另一建筑物上或者说与表面处理机组在空间上分开地布置。
[0092]优选地,借助载热介质可以将优选在建筑物的顶部上收集的太阳热能传递至布置在该建筑物的内部或另一建筑物的内部的燃烧设备。
[0093]可以有利的是,要向燃烧机组的燃烧设备的燃烧室设备输送的氧化剂和/或燃料能通过借助尤其位于压缩设备之后的添加剂设备输送添加剂来冷却。在向传热器输送的载热介质的预定的温度水平的情况下,借助在后面布置的传热器可以将更多的热量传递至向燃烧室设备和优选最终是向透平设备输送的由燃料、氧化剂和/或添加剂构成的混合物。由此,可以利用更多太阳能,用以运行燃烧机组。
[0094]例如可以规定,位于(压缩机的)压缩设备之后的微型燃气透平的供气的温度约为220°C。通过例如构造为喷水部的添加剂设备以及将添加剂输送给供气,可以使温度例如降低约40K直至约180°C。优点在于,再生式输送的能量的份额可以在预加温的范围内提高,例如提高约30%。由此,加热窗口,S卩,如下的范围可以从起初的约220°C至例如约360°C扩大到约180°C至约360°C,在该范围中,借助加热了的载热介质可以加热用于燃烧室设备的供气。
[0095]尤其是当水用作添加剂介质时,通过水的蒸发可以产生附加的容积进而附加的功率。在此,热能转化成容积功。
[0096]有利地,添加剂输送部(添加剂设备),尤其是喷水部,也可以例如通过减少氮氧化物的排放来影响到燃烧机组的有害物质排放。
[0097]有利地,压缩机排气(压缩设备之后的供气)经由传热器的预加温借助太阳热能设备来实现。
[0098]优选地,余热利用器用于调节来自透平设备之后的燃烧室设备中的废气的温度。
[0099]优选地,通过预加温和余热利用的相分离可以使所需燃料降低如下的能量值,其等效于利用借助太阳热能设备的预加温的所输送的能量。除了节约燃料之外,还可以提供如下优点,即,来自透平设备的废气保持了很高的温度水平。
[0100]尤其可以规定,将微型燃气透平与太阳能预加温和恒定的(固定的)余热利用或可变的(可调的)余热利用进行组合。
[0101]尤其当使用低热量的燃料,例如生物质气体作为燃料时,可以规定,借助太阳热能设备,尤其是借助载热介质和一个或多个传热器来加热燃料。
[0102]燃烧机组优选以如下方式设计,S卩,其不仅可以在有太阳能预加温下运行而且可以在无太阳能预加温下运行。
[0103]可以有利的是,燃烧机组包括引回部,尤其是净气引回部或废气引回部。
[0104]尤其可以有利的是,净气或废气的对于过程所需的热量首先是不够的。
[0105]净气引回部或废气引回部可以实现的是,将过程排气的质量流和因此是净气或废气的质量流提高了所引回的净气的质量流或废气的质量流。因此,可以提供具有如下温度的附加的热量流,该温度相应于燃烧设备之后的排出温度。
[0106]优选地,向大气排放的质量流,尤其是废气质量流保持恒定,从而排放的热能并且因此是向大气排放的热量损失优选也保持不变。
[0107]此外可以规定,通过净气引回部或废气引回部可以提高可利用的太阳能(热量)的贡献。尤其是在应用太阳能(热量)的情况下能附加地加热附加的(引回的)质量流。
[0108]根据本发明的燃烧机组适合于所有存在有足够高的年均太阳直射量(例如DNI>500kWh/(m2a),尤其是DNI>1500kWh/(m2a))的地方。优选地,在此可以实现在平均的过程热范围内(直至约400°C)的太阳能预加温。
[0109]空气,尤其是供气可能含有有害物质。有害物质例如是如下物质,它们在工件处理机组的处理区域中,例如在涂漆机组的涂漆区域内向穿过处理区域的空气排放。
[0110]有害物质尤其是可热分解和/或可热利用的物质,例如可燃烧和/或可氧化的物质,它们不允许排放到环境中或者仅允许以极少的量排放到环境中。
[0111]优选地,燃烧设备包括燃气透平设备,尤其是微型燃气透平(微型燃气透平设备),和/或余热利用式的热排气净化器。
[0112]可以有利的是,燃烧机组包括吸收式冷却机。
[0113]优选地,借助吸收式冷却机能冷却要借助氧化输送装置向燃烧设备输送的氧化剂。
[0114]可以有利的是,用于冷却要借助氧化输送装置向燃烧设备输送的氧化剂的吸收式冷却机关于氧化剂的流动方向地布置在燃烧设备的压缩设备之前。优选地,以这种方式可以将具有提高的质量流的氧化剂流向压缩设备输送。
[0115]在本发明的一种实施方式中规定,吸收式冷却机可借助太阳热能设备来驱动和/或可借助来自太阳热能设备的热量来运行。
[0116]尤其可以规定,能将来自太阳
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