Горелка, приспособленная для снижения выделения ядовитых газов (варианты) и способ оптимизации сгорания

 

Использование: для снижения выхода окислов азота. Сущность изобретения: cистема 10 сгорания в виде горелки со сниженным выделением NO_x, которую можно отрегулировать для достижения оптимальных скоростей горения, температур и уровней кислорода. Горелка включает в себя сопла 34, 36, 38 для подачи газов, через которые вводят порцию воздуха для сгорания, и лопастной завихритель 20 для вращения и смешения газов в зоне первичного сгорания. Завихритель 20 можно регулировать в осевом направлении, чтобы изменять расстояние между завихрителем 20 и первой зоной сгорания, тогда как лопатки завихрителя 20 можно регулировать по углу установки, чтобы оптимизировать вращение и смешение газов. Воздух для сгорания подают в воздушный канал 16, чтобы образовать различные зоны сгорания для обеспечения полного сгорания. Скорость потока воздуха для сгорания регулируют посредством заслонки 14 в соответствии с характеристиками горения. Дополнительных снижений ядовитых выделений достигают путем рециркуляции топочных газов и смешения их непосредственно с топливом для сгорания перед введением в камеру сгорания через эдукторные сопла 34, 36, 38. Дальнейших снижений достигают путем примешивания вторичного соединения, такого, как вода или химическое вещество, к рециркулированным топочным газам, чтобы оптимизировать уровни сгорания, снижая тем самым выделения. 3 с. и 17 з. п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к горелке со сниженным выделением NO_x, в частности к горелке, в которой скорости протекания и смешивания могут быть изменены в соответствии с характеристиками сгорания и скоростью горения в горелке. Конкретную наладку существующей горелки можно модернизировать, чтобы обеспечить оптимизацию режима, когда это требуется.

Горелки систем сгорания стали предметом особо тщательного изучения ввиду токсичных выделений, являющихся побочными продуктами процесса сгорания. В зависимости от продолжительности сгорания, уровни выделения монооксида углерода и NO_x могут быть неприемлемыми. Уровни выделения монооксида углерода можно, как правило, регулировать посредством полного сгорания, в результате которого выделяется диоксид углерода. Тем не менее, в системах сгорания есть три фактора, вносящие вклад и в образование NO_x. Первым и наиболее широко признанным фактором является температура пламени. В большинстве современных систем используется способ ступенчатой подачи топлива и воздуха, чтобы уменьшить концентрацию пламени и возникающие вследствие этого высокие температуры. Вторым фактором являются избыточные уровни кислорода. Повышенные уровни кислорода приводят к тому, что большое количество кислорода связывается азотом; однако, повышенные уровни кислорода приводят и к избытку воздуха, что ведет к уравновешиванию влияния более низких температур. В большинстве современных горелок со сниженным выделением NO_x ламинарная смесь требует больше кислорода для полного сгорания. Если используют более низкие уровни кислорода, то происходит неполное сгорание с образованием монооксида углерода. Третьим фактором является время нахождения в зоне критической температуры, которым по существу пренебрегают в современных горелках, потому что уменьшенное время означает более высокие скорости, создающие недопустимые температуры.

Одним из общепринятых способов снижения уровней NO_x являются использование наружной искусственной или принудительной рециркуляции топочных н газов (РТГ). Общим заблуждением относительно рециркуляции точных газов является представление, будто этот процесс заключается в разрушении NO_x в исходном газе. Однако, недавнее исследование выявило, что рециркуляция топочных газов просто уменьшает или ослабляет фронт распространения пламени, уменьшая тем самым образованием NO_x. Кроме того, наружная рециркуляция топочных газов приводит к более высокой температуре и повышенному объему воздуха для сгорания, создавая более значительные перепады давления во всей системе и требуя больших энергозатрат, причем возникающие в результате всего этого более высокие скорости также снижают теплопередачу, уменьшая тем самым коэффициент полезного действия горелки.

Несколько изготовителей горелок разработали системы со сниженным выделением NO_x, достигнув смешанных результатов. Хотя выделение NO_x из этих систем снижены, многие системы не отвечают ужесточившимся требованиям в отношении уровней выделения. Кроме того, современные горелки разработаны специально для конкретных приложений и не обладают возможностью регулирования выделений в различных системах сгорания или в различных условиях ввиду отсутствия в них гибкости. Дополнительным недостатком известных систем являются повышение уровней выделения монооксида кремния (CO) наряду со снижением уровней выделения NO_x.

В настоящем изобретении преодоление недостатков известных систем горелок обеспечивается за счет создания горелки со сниженным выделением NO_x, имеющей конструкцию, которую можно регулировать для применения во многих различных системах и в соответствии с различными условиями эксплуатации. В результате этого, горелку согласно настоящему изобретению можно устанавливать в качестве модифицирующего переходного устройства существующих систем горелок.

Горелка со сниженным выделением NO_x согласно настоящему изобретению включает в себя множество коаксиальных накалов, по которым протекают газообразные продукты сгорания. Первичный воздух протекает по внутреннему каналу, в котором расположен быстровращающийся вентилятор. Положение быстровращающегося вентилятора моно регулировать в осевом направлении, чтобы оптимизировать сгорание. Поток первичного воздуха из камеры для принудительного нагнетания воздуха в горелку регулируют с помощью заслонки, имеющей регулируемые жалюзи для дальнейшего улучшения сгорания. Когда первичный воздух проходит через вентилятор, это приводит к быстрому вращению воздуха и смешению его с топливом, подаваемым через ряд эдукторных сопел, разнесенных в радиальном направлении вокруг зоны первичного сгорания. Эти сопла смешивают топливо с воздухом для вторичного сгорания перед впуском в камеру сгорания. Вместо этого можно смешивать рециркулированный топочный газ с топливом в эдукторных соплах. Горловина камеры сгорания, выполненная из огнеупорных материалов, образует зону вторичного сгорания, в которой обратное теплоизлучение от выполненной из огнеупорных материалов горловины нагревает смесь топлива и воздуха и ускоряет процесс сгорания. Окончательное третичное сгорание имеет место в зоне третичного сгорания, находящейся вне выполненной из огнеупорных материалов горловины, и там происходит ламинарное смещение врезультате подачи воздуха для третичного сгорания, который обходит начальные зоны сгорания. Таким образом, имеются три разных зоны сгорания и две области рециркуляции, что и обеспечивает снижение выделения NO_x.

Система согласно настоящему изобретению обеспечивает более значительное снижение выделений NO_x за счет трех различных факторов: 1 рециркуляции топочных газов для смешения с топливом для горения перед впрыскиванием в камеру сгорания; 2 использования эдукторных сопел для смешения топлива для горения с рециркулированными топочными газами перед сгоранием; 3 впрыскивания химического вещества или иного вторичного соединения в канал впуска топочных газов. При температурах топочных газов примерно 400^oF соединение, впрыскиваемое в топочный газ, испаряется и охлаждает топочный газ, в результате чего эдукторы работают более эффективно, а температуры пламени снижаются. К числу приемлемых для впрыскивания соединений относятся такие химические вещества, как метиловый спирт, пар или вода, охлажденный воздух или отходы.

Предлагаемая система снижает выделение NO_x без одновременного увеличения выделений CO, как это происходит в известных горелках, за счет оптимизации объема и примешивания воздуха для горения на ступенях последовательных зон сгорания. В свою очередь температура сгорания и время пребывания газообразных продуктов сгорания в зоне сгорания регулируется посредством различных наладок системы горелки. Поэтому уровни выделения NO_xснижаются путем регулирования уровней кислорода в зонах сгорания, температуры рециркулированных газообразных продуктов сгорания и времени их пребывания в горелке. Регулирование этих параметров проводят путем изменения угла установки лопастей диффузора, длины камеры от лопастного диффузора до топливных жиклеров и соотношения воздуха для первичного сгорания, протекающего по центральному каналу, и воздуха для вторичного и третичного (если оно есть) сгорания, протекающего в последовательно расположенные зоны сгорания. Кроме того, предлагаемая система включает внутреннюю рециркуляцию топочных газов, что поддерживает температуру рециркулированных газов и одновременно обеспечивает полное сгорание. В то время, как регулируемый вентилятор снижает уровни CO, рециркуляция через эдукторные сопла снижает уровни NO_x.

Другие задачи, особенности и преимущества изобретения будут очевидны из нижеследующего подробного описания, приводимого со ссылками на прилагаемые чертежи.

На фиг. 1 дан разрез горелки со сниженным выделением NO_x, воплощающей настоящее изобретение; на фиг. 2 увеличенное перспективное изображение эдукторных сопел, показанных внутри круга 2 на фиг.1; на фиг. 3 - разрез альтернативного варианта осуществления горелки со сниженным выделением NO_x; на фиг. 4 вид с торца горелки; на фиг. 5 -увеличенное перспективное изображение эдукторных сопел, показанных на фиг. 3 и предназначенных для впрыскивания топлива для горения; на фиг. 6 увеличенное перспективное изображение эдукторных сопел, показанных на фиг. 3 и предназначенных для впрыскивания рециркулированных топочных газов.

Обращаясь к чертежам, отмечаем что на них изображены усовершенствованные варианты осуществления горелки со сниженным выделением NO_x согласно настоящему изобретению. На фиг.1 показана высокоэффективная горелка 10 со сниженным веделением NO_x, тогда как на фиг. 3 показана альтернативная конструкция, предназначенная для оптимизации рециркуляции и смешения топлива для горения с рециркулированными топочными газами с целью снижения выделения NO_x. С принятием более жестких норм выделения (вредных веществ прим. перев.) для всех типов систем сгорания, исключение или снижение таких ядовитых выделений, как NO_x и CO, становится все более важным делом. Варианты настоящего изобретения обеспечивают создание высокоэффективной горелки, посредством которой можно осуществлять жесткий контроль температуры пламени, скорости горения и т.д. а также существенно снизить нежелательные выделения. Эти варианты осуществления изобретения обеспечивают такие дополнительное уменьшение уровней выделений прежде всего за счет гарантии того, что рециркулированные газы смешиваются с топливом для горения до впрыскивания посредством эдукторов, и за счет введения такого вторичного соединения, как вода или метиловый спирт, перед впрыскиванием в камеру сгорания.

Обращаясь к фиг. 1 и 2, отмечаем, что горелка 10 согласно настоящему изобретению включает в себя наружный корпус 12, приспособленный для прикрепления посредством болтов или сварки к стенке котла или аналогичной конструкции. Корпус 12 направляет воздух для горения из камеры для принудительного нагревания воздуха через регулируемые жалюзи 14 в центральный воздушный канал 16. Вдоль оси в воздушном канале 16 расположена трубка 18, по которой можно подавать топливо для горения, такое, на очищенный дистиллят или природный газ. Лопастной завихритель 20, прикрепленный к трубке 18, производит вращательное перемешивание воздуха для горения, протекающего через завихритель 20, чтобы обеспечить оптимальное смешение воздуха и топлива для сгорания. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения осевое положение лопастного завихрителя 20 и угол установки лопастей вентилятора можно регулировать раздельно, чтобы оптимизировать скорости горения при одновременной минимизации выделений таких веществ, как CO. Кроме того заслону 14 тоже можно регулировать отдельно, чтобы управлять объемом воздуха для горения, поступающего в зоны горения в центральном канале 16, с целью дальнейшей оптимизации сгорания.

В соответствии с настоящим изобретением, было обнаружено, что можно добиться существенного снижения выделений NO_x путем рециркуляции топочных газов для смешения их с топливом для горения перед впрыскиванием в камеру сгорания. Поскольку топливо для горения подается под давлением, смешение следует производить в условиях сжатия, чтобы получить оптимальную смесь топлива для горения и рециркулированных топочных газов. За счет смещения рециркулированных топочных газов с топливом для горения повышают температуру горячей смеси, что дает увеличенную скорость горения и более полное сгорание, уменьшая тем самым ядовитые выделения. С этой целью горелка 10 включается в себя каналы для подачи и топлива для сгорания, и рециркулированных топочных газов в камеру сгорания 16.

Топочные газы рециркулируются через впускной канал 22, который сообщается с газоходом горелки 10. Топочные газы направляются по множеству каналов 24, которые сообщаются с кольцевыми камерами 32 для топочных газов, располагающимися вокруг центрального канала 16. Топливо для сгорания подают через канал 28 впуска топлива и отводят через множество каналов 30 в кольцевые камеры 32 топлива для сгорания, расположенные вокруг центрального канала 16. В предпочтительном варианте осуществления, кольцевые камеры 32 топлива расположены внутри кольцевых камер 26 для топочных газов, чтобы облегчить получение готовых к использованию путей сообщения. Далее, кольцевые камеры разнесены в продольном направлении вдоль центрального канала 16 в соответствии с желаемым расположением зон сгорания в горелке 10. В примере, изображенном на фиг. 1, три разнесенных в продольном направлении камеры используются для образования зон первичного, вторичного и третичного сгорания.

Зона первичного сгорания образована первым комплектом эдукторных сопел 34 с возможностью сообщения посредством текучей среды и с камерой 26 для газообразных продуктов сгорания, и с камерой 32 топлива для сгорания. Первые эдукторные сопла 34 расположены по окружности вокруг воздушного канала 16 для подачи смеси топочного газа и топлива в воздушный канал 116 непосредственно после лопастного завихрителя 20 с образованием зоны первичного сгорания.

Зона вторичного сгорания образована вторым комплектом эдукторных сопел 36 с возможностью сообщения посредством текучей среды и с камерой 26 для газообразных продуктов сгорания, и с камерой 32 топлива для сгорания. Вторые эдукторные сопла 36 расположены по окружности вокруг воздушного канала 16 для подачи смеси топочного газа и топлива в вакуумный канал 16 после эдукторных сопел 34 с образованием зоны вторичного сгорания.

Зона третичного сгорания образована третьим комплектом эдукторных сопел 38 с возможностью сообщения посредством текучей среды и с камерой 26 для газообразных продуктов сгорания, и с камерой 32 топлива для сгорания. Третьи эдукторные сопла 38 расположены по окружности у горловины центрального воздушного канала 16 для подачи смеси топочного газа и топлива в зону третичного сгорания. Камера сгорания 16 облицована огнеупорным материалом, чтобы обеспечить надлежащее сгорание с помощью горелки 10.

Работа эдукторных сопел 34, 36, 38 лучше всего показана на увеличенном изображении, соответствующем фиг. 2. Эдукторные сопла содержат трубчатые тела с выпускными отверстиями 42, сообщающимися с камерой сгорания 16, и впускные отверстия 44, сообщающиеся и с камерой 26 для топочных газов, и с камерой 32 топлива для сгорания. Топливо для сгорания подают под давлением в камеру 32. Камера 32 включает в себя отверстие 46, соосное с эдукторным соплом 36 и расположенное в непосредственной близости от впускного отверстия 44. Давление топлива для сгорания направляет это топливо через отверстие 46 в эдукторные сопла 36. Однако, сопла 36 отстоят от камеры 32, образуя зазор, который обеспечивает непосредственное сообщение впускных отверстий с камерой 26 для топочных газов. Поэтому, когда топливо для сгорания попадает в эдуктивные сопла, рециркулированные газообразные продукты сгорания втягиваются в эдуктивные сопла 36 и смешиваются с топливом в условиях сжатия. В результате этого смесь газообразных продуктов сгорания и топлива для сгорания будет впрыскиваться в центральный воздушный канал 16 эдукторными соплами 34, 36, 38. Помимо этого, поскольку температура топочных газов составляет примерно 400^oF, температура топлива для сгорания будет повышаться до его сгорания. Полученные в результате этого смесь и увеличение температуры оптимизируют скорость горения при одновременном существенном снижении ядовитых выделений, таких как выделения NO_x и CO.

Дополнительные уменьшения выделенной стали результатом впрыскивания химического вещества или другого вторичного соединения в камеру для топочных газов с целью смещения с рециркулированным топочным газом. В предпочтительном варианте осуществления вторичное соединение впрыскивают в отверстие канала 22 для впуска топочных газов с целью смешения с рециркулированными топочными газами/испарения в рециркулированных топочных газах. Повышенная температура топочного газа вызывает испарение впрыскиваемого в него вторичного соединения. Примеры возможных впрыскиваемых вторичных соединений включают такие химические вещества как метиловый спирт, водяной пар или вода, а также горючие химические отходы. Впрыскивание воды оказывает на топочный газ охлаждающее воздействие, что сказывается в более эффективной работе в меньшей температуре пламени при более равномерном или полном сгорании. Смесь топочного газа и указанного соединения после этого попадает в кольцевые каналы 26 для смешения с топливом для горения, как указано выше.

На фиг. 3-6 показана модернизирующая версия горелки 100, воплощающей принципы настоящего изобретения. Модернизируемый узел 100 используют вместо существующих горелок на старых котлах и т.п. Центральный воздушный канал 116 заключает в себе лопастной завихритель 120, установленный на трубе 118. Рециркулированный топочный газ подают через впускной канал 122 в кольцевую камеру 126 для рециркулированных топочных газов, которая выполнена с возможностью сообщения посредством текучей среды и с первыми эдукторными соплами 134, и со вторыми эдукторными соплами 136. Топливо для горения подают через впускной канал 128 в кольцевую камеру 132 для нагнетания топлива для сгорания через отверстия 146 в эдукторные сопла 134, 136, при этом рециркулированный топочный газ втягивается в сопла для впрыскивания в камеру сгорания 116. Таким образом, принципы конструкции новой горелки можно применить к модернизированной версии для установки в существующих конструкциях котлов.

Особенности регулировки системы горелки согласно настоящему изобретению разработаны с учетом потребностей подстройки под конкретную эксплуатируемую систему. Угол установки лопастей диффузора, осевое положение диффузора и раскрытие заслонки все эти параметры можно устанавливать по отдельности в соответствии с известными параметрами системы горелки, а именно в соответствии с типом горелки, желаемой температурой, скоростью горения и т.д. Это важно, в частности, в случае модернизируемой преобразовательной системы, где эксплуатационные параметры уже установлены. В соответствии с настоящим изобретением, первичное сгорание происходит в топливных форсунках 34, 134, где происходит первоначальное смешение топлива и воздуха. Продукты первичного сгорания, степень которого составляет примерно 66% попадают в облицованную огнеупорным материалом зону сгорания 16, где происходит дальнейшее смешение с воздухом для сгорания, поступающим из центрального воздушного канала 16, 116 и от завихрителя 120, 20. Вторичное сгорание обеспечивается именно в этой, жестко контролируемой зоне, где обратное излучение тепла от огнеупорной облицовки нагревает продукты, ускоряя тем самым процесс сгорания, при котором потребляется примерно 80% оставшихся горючих продуктов. Последнее, третичное сгорание имеет место в зоне топки, где происходит ламинарное смешение. Таким образом система имеет три различных зоны сгорания и обеспечивает рециркуляцию в двух зонах, результатом чего является снижение выделений NO_x. Различные зоны сгорания образованы посредством создания областей низкого давления внутри горелки, а именно непосредственно после лопастного завихрителя 20, 120 и на выходе циркуляционно вентилируемого воздуха. Область низкого давления в непосредственной близости от диффузора зависит от угла установки лопастей когда лопастной диффузор открыт, давление за пламенем снижается. Это требует регулировки соотношения первичного и вторичного или третичного воздуха за счет использования заслонки 14, 114. Желательно оптимизировать это соотношение, чтобы регулировать приток воздуха в горелку, регулирую тем самым уровни кислорода, чтобы сделать сгорание оптимальным без избытка кислорода, обуславливающего выделения NO_x.

Отдельные регулировки системы горелки согласно настоящему изобретению в совокупности образуют систему балансировки выделений NO_x, в которой можно автоматически регулировать уровни выделений во всем диапазоне уровней потребления исходных веществ для сгорания модулирующей горелки. Система балансировки NO_x автоматически устанавливает угловое и осевое положение лопастного завихрителя, чтобы изменять показатель завихрения предназначенный для сгорания воздушной смеси, соотношение воздуха, поступающего по центральному прямому воздуховоду, и воздуха, поступающего из кольцевых камер, а также уровни кислорода во всем диапазоне потребления горелки. Эти установки можно определять оптимально во всем диапазоне уровней потребления горелки, так что при достижении этих уровней система балансировки производит установку составных частей системы так чтобы снизить уровни выделения. В типовых известных горелках уровни выделения устанавливают перед началом эксплуатации в номинальном рабочем диапазоне, без учета уровней выделения в тех случаях, когда уровни потребления выпадают за номинальный диапазон. Различные регулировки согласно настоящему изобретению дают возможность непрерывного автоматического регулирования уровней выделения во всем диапазоне уровней потребления. В существующих современных горелках необходим непрерывный оперативный контроль уровней выделения NO_x из горелки. Данные этих систем контроля можно использовать для автоматической настройки системы балансировки выделения NO_\2x согласно настоящему изобретению.

Помимо особенностей регулировки, которые можно использовать с целью оптимизации уровней сгорания, можно предпринять шаги для дальнейшего снижения выделения или, вместо этого, снижать уровни выделения в негибких или нерегулируемых системах горелок. В то время, как в известных системах были предприняты попытки рециркулировать топочные газы через камеру сгорания, обнаружено, что сгорание оптимизируется, когда топочные газы смешивают с топливом для сгорания перед вводом в зоны сгорания. В настоящем изобретении это смешение происходит за счет эдукторных сопел, которые сообщаются и с камерой топлива для сгорания, и с камерой рециркуляции топочных газов.

Еще более значительные снижения отмечены при впрыскивании вторичного соединения в камеру рециркуляции топочных газов для смешения с топливом для сгорания. Вторичные соединения, впрыскивание которых дало заметные снижения ядовитых выделений, включают такие химические вещества, как метиловый спирт, водяной пар или воду, соединения отходов и охлажденный воздух. Эти вторичные соединения испаряются под воздействием топочных газов, имеющих температуру 400^oF. Результирующее охлаждающее воздействие на топочный газ приводит к более эффективной работе эдукторов и более низкой температуре пламени. Кроме этого, смешение вторичного соединения и/или рециркулированных топочных газов с воздухом для сгорания приводит в значительно более низким уровням выделения NO_x. Однако, рециркуляция с топливом требует более высоких уровней сжатия, чем рециркуляция с воздухом для сгорания. Эдуктивные сопла согласно настоящему изобретению облегчают осуществление этого за счет использования перепада давлений сжатого топлива для того, чтобы вызвать желаемое смешение. Таким образом, различные аспекты настоящего изобретения обеспечивают существенные снижения ядовитых выделений, включая выделения NO_x и CO, давая потребителям возможность удовлетворять все более ужесточившиеся требования, касающиеся критериев выделений ядовитых веществ.

Вышеизложенное подробное описание приведено лишь для того, чтобы обеспечить ясность понимания изобретения, и его не следует рассматривать как накладывающее какие-либо необязательные ограничения, поскольку для специалистов в данной области очевидна возможность некоторых модификаций изобретения без отступления от объема и духа прилагаемой формулы изобретения.

Формула изобретения

1. Горелка, приспособленная для снижения выделения ядовитых газов при сгорании топлива и воздуха, включающая в себя источник воздуха для сгорания и источник топлива для сгорания, причем по меньшей мере часть воздуха для сгорания протекает по центральному воздуховоду, в который подают топливо для сгорания для обеспечения сгорания в зоне сгорания горелки с образованием газообразных продуктов сгорания, отличающаяся тем, что она содержит средство для смешивания топлива для сгорания с газообразными продуктами сгорания, рециркулированными из зоны сгорания, причем топливо для сгорания и газообразные продукты сгорания смешивают перед смешением с воздухом для сгорания и введением в зону сгорания для обеспечения оптимального сгорания и снижения ядовитых выделений.

2. Горелка по п. 1, отличающаяся тем, что указанное средство содержит множество эдукторных сопл, разнесенных в радиальном направлении вокруг центрального воздушного канала, причем эдукторные сопла выполнены с возможностью обеспечения смешивания топлива для сгорания с рециркулированными газообразными продуктами сгорания и подачи этой смеси в центральный воздушный канал для сгорания.

3. Горелка по п.2, отличающаяся тем, что включает в себя по меньшей мере один кольцевой канал для подачи топлива для сгорания и по меньшей мере один кольцевой канал для рециркуляции газообразных продуктов сгорания, причем эдукторные сопла выполнены с возможностью сообщения посредством текучей среды и с каналом топлива для сгорания и с каналом газообразных продуктов сгорания.

4. Горелка по п.3, отличающаяся тем, что включает в себя множество ступенчатых зон сгорания, разнесенных в осевом направлении вдоль центрального воздушного канала, причем каждая из зон сгорания имеет комплект разнесенных радиально эдукторных сопл для введения смеси топлива для сгорания и газообразных продуктов сгорания.

5. Горелка по п.3, отличающаяся тем, что дополнительно содержит средство для введения вторичного соединения в смесь топлива для сгорания и газообразных продуктов сгорания перед сгоранием в зоне сгорания для оптимизации температуры пламени при сгорании и дополнительного снижения ядовитых выделений.

6. Горелка по п.5, отличающаяся тем, что вторичное соединение смешано с рециркулированными газообразными продуктами сгорания перед смешением с топливом для сгорания.

7. Горелка по п.5, отличающаяся тем, что вторичное соединение выбирают из группы, состоящей из метилового спирта, воды и водяного пара.

8. Горелка по п. 5, отличающаяся тем, что вторичное соединение представляет собой вещество из числа химических отходов.

9. Горелка, приспособленная для снижения выделения ядовитых газов при сгорании топлива и воздуха, включающая в себя источник воздуха для сгорания и источник топлива для сгорания, причем по меньшей мере часть воздуха для сгорания протекает по центральному воздушному каналу, в который подают топливо для сгорания для обеспечения сгорания в зоне сгорания горелки с образованием газообразных продуктов сгорания, отличающаяся тем, что содержит средство для введения вторичного соединения в газообразные продукты сгорания и рециркуляции продуктов сгорания в зону сгорания, средство для смешения рециркулированных продуктов сгорания и вторичного соединения с топливом для сгорания, причем газообразные продукты сгорания смешивают с вторичным соединением перед смешиванием с топливом для сгорания, а топливо для сгорания, рециркулированные продукты сгорания и вторичное соединение смешивают перед смешением с воздухом для сгорания и введением в зону сгорания для обеспечения сгорания, оптимизируя тем самым сгорание и снижая ядовитые выделения.

10. Горелка по п.9, отличающаяся тем, что включает в себя камеру циркуляции топочных газов для рециркуляции газообразных продуктов сгорания из газохода горелки, причем вторичное соединение вводят в камеру рециркуляции топочных газов.

11. Горелка по п.10, отличающаяся тем, что вторичное соединение представляет собой метиловый спирт.

12. Горелка по п.10, отличающаяся тем, что вторичное соединение представляет собой воду.

13. Горелка по п.10, отличающаяся тем, что вторичное соединение представляет собой вещество из числа химических отходов.

14. Горелка по п.10, отличающаяся тем, что средство для смешивания рециркулированных газообразных продуктов сгорания и вторичного соединения с топливом для сгорания содержит множество эдукторных сопл, разнесенных радиально вокруг центрального воздушного канала, причем эти воздушные сопла выполнены с возможностью направления указанной смеси рециркулированных газообразных продуктов сгорания, вторичного соединения и топлива для сгорания в центральный воздушный канал для обеспечения сгорания в зоне сгорания.

15. Горелка по п.14, отличающаяся тем, что включает в себя по меньшей мере один кольцевой канал для подачи топлива для сгорания и по меньшей мере один кольцевой канал, сообщающийся с камерой рециркуляции топочных газов, причем эдукторные сопла выполнены с возможностью сообщения посредством текучей среды и с каналом топлива для сгорания, и с каналом газообразных продуктов сгорания.

16. Способ оптимизации сгорания в горелке при одновременном снижении выделений NO_x в результате сгорания, причем горелка включает в себя центральный воздушный канал и множество сопл для подачи топлива для сгорания в центральный воздуховод для обеспечения сгорания в зоне сгорания горелки, отличающийся тем, что осуществляют рециркуляцию газообразных продуктов сгорания, образующихся в результате сгорания в зоне сгорания, в камеру рециркуляции топочных газов, смешивают рециркулированные топочные газы с топливом для сгорания перед подачей в центральный воздушный канал для обеспечения сгорания, в результате чего выделения NO_x из горелки снижаются.

17. Способ по п.16, отличающийся тем, что сопла являются эдукторными соплами, сообщающимися с камерой рециркуляции топочных газов и подающими топливо для сгорания, и указанное смешение осуществляется в эдукторных соплах перед подачей в центральный воздуховод.

18. Способ по п.17, отличающийся тем, что дополнительно включает введение вторичного соединения в камеру рециркуляции топочных газов для смешения его с указанными рециркулированными газообразными продуктами сгорания перед смешением с топливом для сгорания.

19. Способ по п.18, отличающийся тем, что вторичное соединение представляет собой метиловый спирт.

20. Способ по п.18, отличающийся тем, что вторичное соединение представляет собой воду.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6