[发明专利]空气－氧－燃料燃烧的方法及设备

权利要求书

1.一种燃烧燃料的方法，包括：

将燃料和氧气通入第一燃烧阶段区，使燃料和氧气在化学计量上富含燃料的条件下燃烧，产生出未燃烧的燃料和燃烧产物；以及

将第一燃烧阶段区中所得的未燃烧燃料和用空气或富氧空气作为的氧化剂通入第二燃烧阶段区，使燃料在化学计量上燃料较少的条件下燃烧完全；

燃料和氧气是通过形成会聚的燃料和氧气气流通入第一燃烧阶段区；

未燃烧的燃料和氧化剂是通过以切向和轴向的动量使氧化剂围绕燃料和氧气气流打旋而通入第二燃料阶段区；

氧化剂的切向动量足以能在第一燃烧阶段区中形成再循环区，在此再循环区中加热的燃烧产物以与氧化剂打旋垂直的角度进行循环；以及

氧化剂的轴向动量足以能使氧化剂延伸并因而能使第二燃烧阶段区延伸到第一燃烧阶段区的下游。

2.根据权利要求1所述的方法，其中氧化剂是空气。

3.根据权利要求1所述的方法，在此方法中还使燃料和氧气都打旋以增加第一燃烧阶段区中的循环。

4.一种空气-氧-燃料燃烧器，包括：

一种燃料燃烧器，它有用来形成会聚的燃料和氧气气流的装置，并使燃料和氧气是在化学计量上富含燃料的条件下通入第一燃烧阶段区，结果生成未燃烧的燃料及燃烧产物；再有一个空气氛围，它环绕着燃料燃烧器，它是提供空气或富氧空气作为氧化剂，使未燃烧的燃料在化学计量上燃料少的第二燃烧阶段区中燃烧完全；为此，空气氛围备有一个装置，它使空气以足够的切线速度围绕燃料和氧气气流打旋，从而在第一燃烧区中建立一个再循环区，在此再循环区中燃烧产物以与打旋的氧化剂成直角的方向再循环，打旋的空气并有足够的轴向速度，使氧化剂延伸并因而使第二燃烧阶段区延伸到紧接在第一燃烧阶段区的下游。

5.根据权利要求4所述的空气-氧-燃料燃烧器，其中的空气氛围由炉子砌体在外形上限定之。

6.根据权利要求4所述的空气-氧-燃料燃烧器，其中燃料燃烧器有相对的末端和近端，有中央通道和环状通道连接近端和末端，在末端有外环形配置的一些孔与环状通道相连，在末端还有内环形配置的一些孔与中央通道相连，有氧化剂入口与中央通道相连，使得氧化剂气流能由那些靠近中部的孔发射出去，有燃料入口与环形通道相通，使得燃料气流能从那些外环形配置的喷射出来。

7.根据权利要求4所述的燃烧器，其中燃料燃烧器是一个具有共轴的内部氧气通道和外部燃料通道的伸长体以及在氧气和燃料通道中用来使氧气和燃料打旋的装置，后者就增强了在第一燃烧阶段区中的再循环。