[实用新型]用于燃烧烃或其它可燃液体和气体的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及用于燃烧烃或其它可燃液体和气体的装置。

背景技术

在能量的产生中，热燃烧总是产生氮氧化合物(NOx)，因为在高温下(>1000℃)燃料中所含的大气氮或有机氮与燃料中所含的燃烧空气或氧气反应。温度越高，燃烧时间越长，就产生了更多的NOx排放。另一个问题在于，热燃烧从来都不完全，但由于不完全燃烧，烟道气总是留有未燃烧的烃(VOC)或一氧化碳(CO)。产生的这些化合物的量越高，温度就越低，燃烧时间就越短，即由于还原(NOx)和氧化(HC和CO)反应需要的条件是相互矛盾的，因此产生排放。官方基于在欧洲的BAT(最佳可用技术(Best Available Technology))解决方案和在USA的BAC(最佳可用控制(Best Available Control))标准，已经开始引入更严格的排放法规。

由于二氧化碳(CO₂)的温室效应，公开辩论中的主题近来已经聚焦在二氧化碳排放上。在某种程度上已经被忽略的是，烃排放是比CO₂强大一个数量级的温室气体。同样，氮氧化合物是温室气体和导致酸雨的原因，并且与VOC气体联合起来成为对植物和人类高度有害的对流层臭氧的来源。由于这些原因，NOx和VOC排放法规也与CO₂排放同时被收紧。氮氧化合物排放的消除是昂贵的，因为这需要通常损害效率(提高CO₂排放)并且还提高投资和运营成本的二次方法。目前所采用的最有效的二次NOx去除手段是SCR(选择性催化还原)催化转换器和与其相容的选择性还原剂(氨或尿素)。从烟道气中去除VOC和CO排放较为容易。对此所需要的仅是氧化催化剂。此外，所有上述化合物需要高于250℃的温度和随后的热量回收。烟道气的清除就投资和运营成本而言是昂贵的。供选择的解决方案是氧化有机燃料，以实际上完全不产生上述的排放。这对于催化燃烧以及热和催化燃烧的组合是可能的，因为气体温度可以维持在足够低的水平上，反应时间与热燃烧相比非常短。另外一种可能是在化学计量的空气 -燃料比下热地燃烧气态或液态燃料。在热燃烧之后，在热燃烧中产生的NOx可以在催化转换器中还原。

二氧化碳总是在燃烧有机化合物时产生。利用在燃烧中产生的二氧化碳的一个可能是温室，其不仅为了热能而且还为了替代在光合成中消耗的二氧化碳以及为了给植物施肥而需要二氧化碳。关于空气传播的二氧化碳(约380mg/Nm³)的双倍-三倍过量可以加速多达40％的生长。

温室成为用于减少CO₂排放的好的目标，特别是如果能量是用无排放的生物燃料产生的。在该情况下，温室将作为碳汇(carbon sinks)起作用。催化燃烧，单独地或与热燃烧共同地，可以特别好地应用到用于温室的能量的产生，因为植物既不耐受氮氧化合物，也不耐受乙烯。同样地，关于这些排放，植物需要的空气比人类清洁约一百倍。

在工业、交通和居住供暖所需要的能量的产生中所生成的NOx和VOC是一个主要问题。它们与阳光一起产生对于植物和人类有害的对流层臭氧。从2012年2月1日起，NOx排放按照加利福尼亚BAC标准被限制到约15mg/Nm³(1.4-3MW设施)的水平。较大的设施被要求具有较低的值：对于NOx排放，为5mg/Nm³，对于VOC和CO排放，为20mg/Nm³。然而，州和州之间的标准是不同的。这些值不能仅通过热燃烧达到。然而，在不用随后处理烟道气的情况下，所有这些限值可以通过催化燃烧或催化和热燃烧的新的组合来达到。

发明内容

现在发明了用于燃烧烃或其它可燃气体和液体的装置，借此燃烧可以以特别有效的方式来进行。

本实用新型的装置APP已设有或安置成包括至少一个用于液态和/或气态燃料和空气的入口，和至少一个用于除去在所述装置中生成的气体的气体出口，以及至少一个用于调节燃料和空气量的测量和调节单元，并且所述装置APP已设有至少一个用于气体的部分燃烧的预燃烧区，所述装置包括至少一个用于燃烧在预燃烧中生成的气体的后燃烧区以还原在预燃烧中产生的NOx，和/或以氧化烃和一氧化碳排放物。

根据本实用新型的一个目的，预燃烧区和/或后燃烧区中的至少一个是催化区。