[其他]用于以高效率产生能量的催化燃烧设施和3阶段催化燃烧设施

说明书

本实用新型涉及用于以高效率产生能量的催化燃烧设施，以及3阶段催化燃烧设施。该催化燃烧设施(CAB)包括至少以下部件：一次空气供给源(AIR1)，用于将催化燃烧(CAB)中所需的空气的至少90％，作为一次空气(AIR1)递送到所述催化燃烧设施(CAB)的前部分(CAS)中；至少两个相继的燃料供给源(FU1、FU2、FU3、FU4)，用于将燃料供给到所述催化燃烧设施(CAB)中；和至少两个相继的催化燃烧阶段(CA1、CA2、CA3、CA4)；至少一个热传递部件(HT1、HT2、HT3)；在所述催化燃烧设施(CAB)的尾部部分(CAL)中的用于排放燃烧生成的气体(EXG)的排气装置(EXH)。

技术领域

本实用新型涉及用于以高效率和极低排放产生能量的方法。本实用新型还涉及适合于该方法的设备，以及该设备的制造和使用。

背景技术

全世界都在约束能量生产中造成的氮氧化物、一氧化碳、二氧化碳和碳氢化合物的排放，以用于抑制温室效应。在欧洲，针对该目的已经为热锅炉、工艺器材、熔炉等提出了几个指令。这些指令包括直接或间接通过效率限定的对于温室气体的排放标准。在美国，EPA(环境保护局)以及尤其是CARB(加州空气资源委员会)已实施对于氮氧化物和碳氢化合物(一些是以化合物特定形式)的严格的法规。二氧化碳排放通过锅炉和熔炉的效率来监测。中国正在经历类似的发展。在北京，例如对于来自锅炉的氮氧化物的限制值已经设置为30mg/m³，并且对于一氧化碳气体的限制值已经设置为80mg/m³。这些是在没有进一步处理的情况下，用当前传统热燃烧设施不能实现的这样严格的标准。在中国的其他工业化领域也将会继续相同的大力紧缩的趋势。

全球气候论坛正在寻求为了阻止温室气体的增长以及实现稳定的下滑趋势的全球协议的方案。最困难的目的是抑制化石燃料特别是煤的燃烧。在燃烧中形成的二氧化碳大量伴随着氮的氧化物，当温度上升至1100℃以上时氮的氧化物的堆积快速地加速，在效率没有下降的情况下，这在气体和液体的热燃烧中是不可以避免的。在美国运行的美国锅炉制造商协会 (ABMA)具有约800名成员公司。较低输出锅炉(<115kW)的制造商不够资格成为其会员。基于此，高度近似地估计全世界存在4000-5000家制造这种大小的公司是4000-5000，并且因此制造的锅炉的数量大约为500.000 pcs/年。

代替烟道气的后处理，超低NO_x(UltraLow NO_x)和无NO_x(Zero NO_x) 燃烧器的商业制造商在其大力混合的燃烧器中采用烟道气再循环、水乳化以及气体的预热。尽管称为无NO_x，但是没有一个热燃烧制造商达到了零 NO_x排放。在3％的氧气水平下最低报导的值都是6ppm(约12mg/m³)。

第二个选项是烟道气的清洁。氮氧化物的移除通常通过使用选择性催化转换器或非选择性催化转换器(SCR，NSCR)来进行。因此在约300℃的温度下获得的最高清洁率为约98％。然而，SCR催化转换器要求单独的还原剂、尿素或氨，这将招致燃料花费中约4％的额外成本。由此可获得的 NO_x排放水平为约5-20ppm。另外，CO排放标准经常需要单独的氧化催化转换器。

作为一种新的产品，市场已经存在了一种汽车中常见的、适合于锅炉中的3效催化转换器，但是空气/燃料比的调整要经受3效催化转换器的严格的规定。这种技术甚至使得能够获得当前相当严格的NO_x和CO限制值。

作为上文的总结，可以推断，热燃烧和与其关联的烟道气的清洁方法不能产生实际上无排放(NO_x、VOC和CO)的热能，而该热能可以用本实用新型的催化燃烧设备以及清洁燃料来产生。因此，即使唯一有害的排放 (即，二氧化碳(CO2))可以被利用在例如植物的施肥中、作为保护气体、工业原材料等。