SA1878B1

Compact low NOx gas burner apparatus and methods

Abstract

The present invention relates to a compact low NOx gas burner apparatus and methods for releasing fuel gas and mixed air into furnace spaces where the mixture is burned in a folded flame pattern and forms flue gases with low NOx contents. . The burning device according to the invention mainly includes a housing with a burner tile attached to it and a means of introducing air into it. The burner tile contains a hole formed in it and a wall surrounding the hole that extends into the furnace space. The outer sides of the wall are divided into sections by baffles arranged radially, where alternating sections have the same or different heights and lean towards the opening at the same or different angles. Primary fuel gas mixed with flue gases and air is discharged through the burner tile. While the secondary fuel gas drains next to the external inclined wall sections, thus mixing the fuel gas Secondary fuel gas with flue gases in the furnace space. The resulting streams of fuel gas and flue gases are mixed with the mixture of fuel gas, flue gases, and air drained through the burner tile, and the resulting mixture is burned in the furnace space.

Term

No projected expiry on record.

  1. Priority
  2. Filed
  3. Published
  4. Today

11 claims: 11 independent, 0 dependent

  1. 1
    1- A method for discharging a mixture of fuel gas and air into a furnace space using an opening formed in it, where the mixture is burned in a folded flame pattern and flue gases with low NOx contents are formed. It includes the following steps:(a) Discharging a column of said air into the aforementioned furnace space by means of a cylindrical wall that extends inside the said furnace space and has external sides divided into alternating sections that have different heights and lean toward the aforementioned opening at different angles. The aforementioned wall contains an opening At least one problem involves transferring a first portion of said fuel gas mixed with flue gases from outside the said wall to inside it;(b) Discharging a first part of the aforementioned fuel gas mixed with flue gases from said furnace space to said air column;and (c) discharging a second portion of said fuel gas mixed with the flue gases from said furnace space to said air column containing said first portion of fuel gas mixed with the flue gases in separate streams of locations outside said wall and adjacent to said successive sections, and said separate streams enter said column radially and burn therein In addition to the first part mentioned for the fuel gas mentioned with separate folded flames surrounded by flue gases and air and mixed with them. ١-طريقة لتصريف خليط من غاز وقود fuel gas وهواء في حيز فرن furnace space بواسطة فتحة مشكلة فيه حيث يحرق الخليط بنمط لهبي مطوي folded flame pattern وتتشكل منه غازات مداخن flue gases بها محتويات منخفضة من NOx تتضمن الخطوات التالية: ( أ ) تصريف عمود من الهواء المذكور إلى حيز الفرن furnace space المذكور بواسطة جدار أسطواني cylindrical wall يمتد داخل حيز الفرن furnace space المذكور وله جوانب خارجية مجزأة إلى أقسام متعاقبة alternating sections لها ارتفاعات مختلفة وتميل نحو الفتحة المذكورة بزوايا مختلفة، ويحتوي الجدار المذكور على فتحة واحدة على الأقل مشكلة فيه لنقل جزء أول من غاز وقود fuel gas المذكور المختلط مع غازات المداخن flue gases من خارج الجدار المذكور إلى داخله؛ (ب) تصريف جزء أول من غاز الوقود fuel gas المذكور المختلط مع غازات المداخن flue gases من حيز الفرن furnace space المذكور إلى عمود الهواء المذكور؛ و (ج) تصريف جزء ثاني من غاز الوقود fuel gas المذكور المختلط مع غازات المداخن flue gases من حيز الفرن furnace space المذكور إلى عمود الهواء المذكور الذي يحتوي على الجزء الأول المذكور من غاز الوقود fuel gas المختلط مع غازات المداخن flue gases في تيارات منفصلة من مواقع خارج الجدار المذكور وبجوار الأقسام المتعاقبة المذكورة، وتدخل التيارات المنفصلة المذكورة إلى العمود المذكور بشكل نصف قطري وتحترق فيه بالإضافة إلى الجزء الأول المذكور لغاز الوقود fuel gas المذكور بألهبة مطوية منفصلة محاطة بغازات المداخن flue gases والهواء ومختلطة معهما.
  2. 2
    2- The method in accordance with protection element 1, which optionally also includes the step of draining a portion of the aforementioned first part of the fuel gas into the aforementioned air column before performing step (a). ٢- الطريقة وفقا لعنصر الحماية ١ حيث تتضمن بشكل اختياري أيضا خطوة تصريف قسم من الجزء الأول المذكور لغاز الوقود fuel gas المذكور نحو عمود الهواء المذكور قبل إجراء الخطوة (أ).
  3. 3
    3- The method is according to protection element 1, where the aforementioned mixture of fuel gas and air drained into the aforementioned furnace space contains an excess amount of air at a rate ranging from 0% to about 100%. ٣- الطريقة وفقا لعنصر الحماية ١ حيث يحتوي الخليط المذكور من غاز الوقود fuel gas والهواء المصرف داخل حيز الفرن furnace space المذكور على كمية زائدة من الهواء بنسبة تتراوح من صفر% إلى حوالي 100%.
  4. 4
    4- The method according to protection element 1, where the first mentioned part of the aforementioned fuel gas constitutes a percentage ranging from about 2% to about 40% of the total volume of fuel gas drained into the aforementioned air column. ٤- الطريقة وفقا لعنصر الحماية ١ حيث يشكل الجزء الأول المذكور من غاز الوقود fuel gas المذكور نسبة تتراوح من حوالي 2% إلى حوالي 40% من حجم غاز الوقود fuel gas الكلي المصرف إلى عمود الهواء المذكور.
  5. 5
    5- The method according to protection element 1, where the aforementioned second part of the fuel gas constitutes a percentage ranging from about 60% to about 98% of the total fuel gas volume drained into the aforementioned air column. ٥- الطريقة وفقا لعنصر الحماية ١ حيث يشكل الجزء الثاني المذكور من غاز الوقود fuel gas المذكور نسبة تتراوح من حوالي 60% إلى حوالي 98% من حجم غاز الوقود fuel gas الكلي المصرف إلى عمود الهواء المذكور.
  6. 6
    6- A method for discharging a mixture of fuel gas and air into a furnace space using an opening formed in it, where the mixture burns in a folded flame pattern and forms flue gases with low NOx contents. It includes the following steps:(a) Discharging the aforementioned air into the mixing zone inside and next to a wall that extends into the aforementioned furnace space and has external sides that are drawn into successive alternating sections by means of several baffles arranged in a radial manner connected to them, and the successive sections have different heights and tend toward the aforementioned opening. At different angles, one or more of the aforementioned successive sections contains passageways formed in it to transport a mixture of primary fuel gas and flue gases from outside the aforementioned section to inside. The aforementioned wall;(b) Discharging an initial portion of the said fuel gas from locations outside the said wall and adjacent to one or more of the said wall sections that contain passages formed in it such that the said initial portion of the said fuel gas is mixed with the flue gases in a space The aforementioned furnace space, and the resulting mixture of primary fuel gas and flue gases formed within the aforementioned mixing area flows inside the aforementioned wall through the aforementioned passages to form a mixture of primary fuel gas. fuel gas, flue gases, and air flowing into the aforementioned furnace space;and (c) discharging a secondary portion of said fuel gas from two or more locations outside said wall and adjacent to two or more sections of said wall having different heights and inclined toward said opening at different angles such that said secondary portions of fuel gas are mixed with the flue gases. flue gases in the aforementioned furnace space and mixtures of secondary fuel gas and flue gases are discharged into the mixture The aforementioned primary fuel gas, flue gases, and air are in two or more separate streams formed by the aforementioned beams arranged radially, where they enter and mix with the aforementioned mixture of primary fuel gas, flue gases, and air to form a fuel gas mixture. gas, flue gases, and highly mixed air that burn in the aforementioned folded flame pattern. ٦-طريقة لتصريف خليط من غاز وقود fuel gas وهواء في حيز فرن furnace space بواسطة فتحة مشكلة فيه حيث يحترق الخليط بنمط لهبي مطوي folded flame pattern وتتشكل منه غازات مداخن flue gases بها محتويات منخفضة من NOx تتضمن الخطوات التالية: ( أ ) تصريف الهواء المذكور إلى منطقة خلط mixing zone داخل وبجوار جدار يمتد داخل حيز الفرن furnace space المذكور وله جوانب خارجية مجرأة إلى أقسام متعاقبة alternating sections بواسطة عدة عوارض baffles مرتبة بشكل نصف قطري متصلة بها، ويكون للأقسام المتعاقبة ارتفاعات مختلفة وتميل نحو الفتحة المذكورة بزوايا مختلفة ويحتوي قسم واحد أو أكثر من الأقسام المتعاقبة المذكورة على ممرات passageways مشكلة فيه لنقل خليط من غاز وقود أولي primary fuel gas وغازات مداخن flue gases من خارج القسم المذكور إلى داخل الجدار المذكور؛ (ب) تصريف جزء أولي من غاز الوقود fuel gas المذكور من مواقع خارج الجدار المذكور وبجوار قسم واحد أو أكثر من أقسام الجدار المذكورة التي تحتوي على ممرات مشكلة فيها بحيث يخلط الجزء الأولي المذكور من غاز الوقود fuel gas المذكور مع غازات المداخن flue gases في حيز الفرن furnace space المذكور ويتدفق الخليط الناتج من غاز الوقود الأولي primary fuel gas وغازات المداخن flue gases المتشكل داخل منطقه الخلط المذكورة داخل الجدار المذكور عبر الممرات المذكورة لتشكيل خليط من غاز وقود أولي primary fuel gas وغازات مداخن flue gases وهواء يتدفق داخل حيز الفرن furnace space المذكور؛ و (ج) تصريف جزء ثانوي من غاز الوقود fuel gas المذكور من موقعين أو أكثر خارج الجدار المذكور وبجوار قسمين أو أكثر من أقسام الجدار المذكورة التي لها ارتفاعات مختلفة وتميل نحو الفتحة المذكورة بزوايا مختلفة بحيث تختلط الأجزاء الثانوية المذكورة لغاز الوقود fuel gas مع غازات المداخن flue gases في حيز الفرن furnace space المذكور وتصرف مخاليط غاز الوقود الثانوي secondary fuel gas وغازات المداخن flue gases إلى الخليط المذكور من غاز الوقود الأولي primary fuel gas وغازات المداخن flue gases والهواء في تيارين منفصلين أو أكثر مشكلين بواسطة العوارض المذكورة المرتبة بشكل نصف قطري حيث يدخلان ويختلطان مع الخليط المذكور من غاز الوقود الأولي primary fuel gas وغازات المداخن flue gases والهواء لتشكيل خليط من غاز وقود fuel gas وغازات مداخن flue gases وهواء مختلط بدرجة عالية يحترق بالنمط اللهبي المطوي المذكور.
  7. 7
    7- The method is according to protection element 6, where the aforementioned wall is made of refractory material and is part of a refractory tile that contains an opening inside the aforementioned wall. ٧- الطريقة وفقا لعنصر الحماية ٦ حيث يشكل الجدار المذكور من مادة حرارية refractory material وهو جزء من بلاطة حرارية refractory tile تحتوي على فتحة داخل الجدار المذكور .
  8. 8
    8- The method according to protection element 7, where the first section of the aforementioned alternating wall sections has a lower height and leans toward the aforementioned opening at a small angle, while the second of the aforementioned alternating wall sections has a higher height and leans toward the aforementioned opening at a greater angle, and the following successive sections have higher heights and angles. Identical to those of the first and second sections mentioned. ٨- الطريقة وفقا لعنصر الحماية ٧ حيث يكون لقسم أول من أقسام الجدار المتعاقبة alternating wall sections المذكورة ارتفاع منخفض ويميل نحو الفتحة المذكورة بزاوية صغيرة، بينما يكون للقسم الثاني من أقسام الجدار المذكورة ارتفاع أعلى ويميل نحو الفتحة المذكورة بزاوية أكبر ويكون للأقسام المتعاقبة التالية ارتفاعات وزوايا مطابقة لتلك للقسمين الأول والثاني المذكورين.
  9. 9
    9- The method according to protection element 6, where the aforementioned mixture of fuel gas, flue gases, and the air drained into the furnace space mentioned in accordance with step (b) contains an excess amount of air at a rate ranging from about 0% to about 100%. ٩- الطريقة وفقا لعنصر الحماية ٦ حيث يحتوي الخليط المذكور من غاز الوقود fuel gas، غازات المداخن flue gases والهواء المصرف داخل حيز الفرن furnace space المذكور وفقا للخطوة (ب) على كمية زائدة من الهواء بنسبة تتراوح من حوالي صفر% إلى حوالي 100%.
  10. 10
    10- The method according to protection element 6, where the aforementioned primary portion of the aforementioned fuel gas used to form the aforementioned mixture of primary fuel gas and air according to step (b) constitutes a percentage ranging from about 2 to about 40% of the volume of fuel gas. The total drained into the aforementioned furnace space. 10- الطريقة وفقا لعنصر الحماية ٦ حيث يشكل الجزء الأولي المذكور من غاز الوقود fuel gas المذكور المستخدم لتشكيل الخليط المذكور من غاز الوقود الأولي primary fuel gas والهواء وفقا للخطوة (ب) نسبة تتراوح من حوالي ٢ا إلى حوالي 40% من حجم غاز الوقود fuel gas الكلي المصرف داخل حيز الفرن furnace space المذكور.
  11. 11
    11- The method according to protection element 6, whereby the aforementioned secondary portion of the said fuel gas used to form the aforementioned mixtures of secondary fuel gas and flue gases, according to step (c), constitutes a percentage ranging from about 60% to about 98% of the volume The total fuel gas drained into the aforementioned furnace space. 11- الطريقة وفقا لعنصر الحماية ٦ حيث يشكل الجزء الثانوي المذكور من غاز الوقود fuel gas المذكور المستخدم لتشكيل المخاليط المذكورة من غاز الوقود الثانوي secondary fuel gas وغازات المداخن flue gases وفقا للخطوة (ج) نسبة تتراوح من حوالي 60% إلى حوالي ٩٨% من حجم غاز الوقود fuel gas الكلي المصرف داخل حيز الفرن furnace space المذكور.