本发明专利技术提供了一种远距离分级式炉子燃烧器结构，包括远离燃烧器布置的二级燃料气喷嘴。该结构增进了二级燃料气在炉内与废气的混合，从而降低了燃料气的燃烧温度并减少ＮＯ↓［ｘ］的生成。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种远距离分级式炉子燃烧器结构，更具体地涉及与燃烧器相分离并远离该燃烧器的二级燃料气喷嘴的布置方式，该布置方式可减少NOx的生成。本申请是2004年1月15日提交的申请号为10/758642的申请的部分继续申请。
技术介绍
气体燃烧炉已是众所周知，并且多年来已应用于重整和裂化等操作。辐射壁燃烧炉通常包括具有被环形耐火砖所围绕的中央燃料气-空气混合物喷烧管的辐射壁燃烧器，上述耐火砖用于插入炉壁上的开口中。燃烧器喷嘴通常沿着平行并接近于耐火砖内表面的方向喷出并燃烧燃料气-空气混合物。该燃料气-空气混合物的燃烧使得耐火砖的表面例如向工作管道辐射热量，从而避免所不希望的火焰对工作管道的侵蚀。通常沿着炉壁安装多行辐射壁燃烧器。这类结构通常设计成从包括辐射壁燃烧器阵列的侧壁区域向工作管道提供均匀的热量输入。垂直圆筒炉、舱式炉以及其它类似的炉子(例如，锅炉)也是众所周知的。垂直圆筒炉通常包括位于炉子底壁的燃烧器阵列，该燃烧器阵列使燃料气-空气混合物垂直排放和燃烧。工作管道垂直地环绕燃烧器布置并邻近于炉子的圆筒壁，从而使燃料气-空气混合物燃烧所产生的热量辐射到工作管道上。舱式炉以及其它类似的炉子通常包括位于炉子矩形底壁上的由两个或两个以上燃烧器组成的阵列，这些燃烧器使燃料气-空气混合物垂直排放和燃烧。水平的工作管道设置在炉子相对的侧壁上，该工作管道与燃烧器阵列相平行。在邻近炉顶处还可以设置附加的工作管道。将由燃料气-空气混合物燃烧所产生的热量辐射到工作管道上。政府主管机关不断地施行更为严格的环境排放标准，用于限制排入大气中的诸如氮的氧化物(NOx)等气体污染物的数量。这些标准促进了分级式或二级燃料燃烧器设备以及方法的发展，在上述设备或方法中，使所有空气和部分燃料在第一区域内燃烧，而剩余的燃料在下游的第二区域燃烧。在这种分级式燃料燃烧器设备和方法中，第一区域中的过剩空气起到稀释剂的作用，所述空气能够降低燃烧气体的温度并由此减少NOx的生成。理想地，炉内废气也能起到稀释剂的作用，以降低二级燃料的燃烧温度，并由此减少NOx的生成。类似地，已经开发出分级式燃烧器结构，其中，燃烧器燃烧由燃料气和空气组成的贫一级燃料混合物，而分级式燃料立管排放二级燃料。该二级燃料立管的位置可以根据生产厂家以及燃烧器的类型而变化，但是，通常将其环绕并邻近一级燃烧器的周边设置。虽然已经改进了分级式燃烧器和炉子的结构，从而使产生的燃烧气中NOx的含量较低，但是，有必要进行进一步的改进。因此，需要有这样一种改进的方法，该方法利用燃烧器使燃料气和空气燃烧，从而由此生成具有较低NOx含量的废气。
技术实现思路
本专利技术利用一个和多个燃烧器以及一个或者一个阵列或多个阵列的二级燃料气喷嘴而提供了一种炉子燃烧器的结构，该一个或多个燃烧器用于燃烧贫一级燃料气-空气混合物，而该一个或一个阵列或多个阵列的二级燃料气喷嘴用于燃烧二级燃料气，并且与所述一个或多个燃烧器相分离并远离定位。被导入二级燃料气喷嘴的二级燃料气的数量构成了由贫一级燃料气-空气混合物及二级燃料气供给燃烧区的燃料总量的主要部分。优选地，该二级燃料气喷嘴位于炉壁上或者炉底上，或同时位于二者之上，并且从所述燃烧器将二级燃料气导引至不同的区域，这些区域包括与燃烧区相对的侧的区域。从而，使离开炉子的燃气中的NOx的含量显著下降。在侧壁燃烧炉的优选配置中，炉壁至少基本垂直，并且使辐射壁燃烧器大致平行并大致均匀地分布成行和列，并且将二级燃料气喷嘴排成一行，并使每个喷嘴均位于上行各个辐射壁燃烧器的正下方。在另一优选结构中，使辐射壁燃烧器大致彼此平行并大致均匀地分布成行和列，并使二级燃料气喷嘴位于辐射壁燃烧器的下方并且分成上行和下行，其中上行的每个喷嘴均位于其上行各个辐射壁燃烧器的正下方，而其中下行的每个喷嘴则位于其上方喷嘴的水平位置的中间。在另一优选结构中，将辐射壁燃烧器彼此之间错开一半距离且交错定位，并且使二级燃料气喷嘴在辐射壁燃烧器的正下方排成一行或两行，每个喷嘴延续上述交错定位。在另一优选结构中，第一行二级燃料气喷嘴位于所有辐射壁燃烧器的下方，并且第二行二级燃料气喷嘴位于所有辐射壁燃烧器行的大约中间位置。在另一优选的布置方式中，二级燃料气喷嘴同样位于炉底壁上，并且该炉子可以包括在底壁上带有或不带有二级燃料气喷嘴的底壁燃烧器(也称作炉床燃烧器)。优选二级燃料气喷嘴具有带至少一个燃料输出口的末端，该燃料输出口设计成以相对于喷嘴纵轴线的一定角度喷射燃料气体。更优选二级燃料气喷嘴具有多个燃料输出口。在具有垂直工作管道的垂直圆筒炉的优选结构中，将一级燃烧器置于炉子的底壁，该炉子垂直地放出并燃烧贫燃料气-空气混合物。将一个或一个阵列的二级燃料气喷嘴同样置于炉子底壁或炉子侧壁，或者同时置于二者之上，并使该二级燃料气喷嘴与一级燃烧器互相分离并彼此远离。二级燃料气由一个或多个二级燃料气喷嘴导引并在炉内与废气混合，然后与过量空气燃烧，由此降低燃料气的燃烧温度，从而减少NOx的生成。在具有水平工作管道的舱式炉或其它类似的炉子的优选结构中，将一级燃烧器置于炉子的底壁，该炉子垂直地放出并燃烧贫燃料气-空气混合物。将一个或一个阵列的二级燃料气喷嘴同样置于炉子底壁或炉子侧壁，或者同时置于二者之上，由此使该二级燃料气喷嘴与一级燃烧器相互分离并彼此远离。二级燃料气由一个或多个二级燃料气喷嘴导引并在炉内与废气混合，然后与过量空气燃烧，由此降低燃料气的燃烧温度，从而减少NOx的生成。通过结合附图阅读对优选实施方式的描述，则本专利技术的其它特征和优点对本领域技术人员是显而易见的。附图说明图1表示采用传统分级方式的辐射壁燃烧器中的气流图，其中二级燃料气位于每个燃烧器的中央。图2表示本专利技术的辐射壁燃烧器中的气流图，该燃烧器采用燃料气远距离分级。图3是优选的位于辐射壁加热炉的侧壁上的远距离分级式燃烧器的结构。图4A～4D表示其它优选的位于辐射壁加热炉的侧壁上的远距离分级式结构。图5A～5F表示辐射壁加热炉内的远距离分级式结构，该辐射壁加热炉包括位于炉子底壁上的附加的二级燃料气喷嘴，该炉子底壁可以具有或不具有底壁燃烧器。图6A～6C表示优选的垂直圆筒炉内的远距离分级式结构。图7A～7C表示优选的舱式炉内的远距离分级式结构。图8是用于本专利技术的优选的二级燃料气喷嘴的侧视图。图9是图8中所示二级燃料气喷嘴的俯视图。图10是对采用和未采用本专利技术的远距离分级技术的测试炉的NOx排放情况进行比较的曲线图。具体实施例方式本专利技术的优选辐射壁加热炉燃烧器的结构采用数行多个以固定的间距连接在炉壁上的辐射壁燃烧器和二级燃烧喷嘴的阵列，该辐射壁燃烧器具有环形耐火砖并燃烧贫燃料气-空气混合物；而该二级燃料器喷嘴与所述辐射壁燃烧器相互分离并彼此远离布置，并带有向所述二级燃料气喷嘴导入二级燃料气的装置；其中，被导入二级燃料气喷嘴的二级燃料气的数量构成了由燃料气-空气混合物及二级燃料气提供给燃烧区的燃料总量的主要部分。优选地，将二级燃料气喷嘴置于邻近各行辐射壁燃烧器的炉侧壁上，或置于炉底壁上，或同时置于二者之上，并且将二级燃料气导向不同的区域，这些区域包括远离燃烧器的、与燃烧区相对的侧的区域。从而，使离开炉子的燃气中的NOx的含量降低。现在参照附图，图1表示传统的分级式燃本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种具有侧壁和底壁的低ＮＯ↓［ｘ］生成炉，该低ＮＯ↓［ｘ］生成炉包括：位于炉的侧壁或底壁上的一个或一个阵列的燃烧器，所述燃烧器将可燃性贫燃料气－空气混合物导入至邻近所述燃烧器的燃烧区；和与所述燃烧器相分离并远离所述燃烧器的一个或者一个阵列或多个阵列的二级燃料气喷嘴，所述二级燃料气喷嘴将二级燃料气导入炉内，由此使所述二级燃料气在炉内与废气相混合，且与过剩空气一起燃烧，以降低燃料气的燃烧温度，从而减少ＮＯ↓［ｘ］的生成。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：韦斯利R布斯曼，理查德T韦贝尔，查尔斯E小鲍卡尔，罗伯托鲁伊斯，钟一萍，萨拉木莎G切拉潘，
申请(专利权)人：约翰津克有限责任公司，
类型：发明
国别省市：US[]
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