具提高二氧化碳浓度的切换燃烧装置

摘要

本发明是一种具提高二氧化碳浓度的切换燃烧装置，是利用两组燃烧器以切换燃烧的方式，于燃烧室内进行燃料能源转换，而燃烧所产收的烟气会通过另一组燃烧器，利用蓄热体储存热能，并将部分烟气保留，而于下一循环时，导入通过燃烧器的蓄热体预热，并一同进入燃烧室中进行燃烧，通过此方式，可提高所排出的二氧化碳烟气浓度。

说明书

技术领域

本发明是有关于一种燃烧装置，应用于工业能源转换应用，特别是一种具提高二氧化碳浓度的切换燃烧装置。

背景技术

炉子在工业上有广泛的用途，通过由燃料在燃烧器内燃烧以提供各种工业上能源的转换应用。近来，京都议定书的执行及二氧化碳减量的议题下，如何将化石燃料燃烧后的二氧化碳气体从烟气中加以分离并进行后续处理，以降低排放至大气中的二氧化碳浓度，是为大家所努力的目标。传统化石燃料燃烧所产生的二氧化碳浓度约占所排放烟气浓度的3-13％，烟气中低的二氧化碳浓度代表二氧化碳从烟气中加以分离或捕捉的成本将大为提高。本创作结合切换燃烧技术与二氧化碳烟气回流的概念，在燃烧器中导入回流的二氧化碳与燃料及氧气混合燃烧，来达到燃烧后烟气中二氧化碳提浓的目的，通过以降低二氧化碳分离或捕捉的成本。

现有技术如JP 3053914，炉子燃烧所产生的二氧化碳烟气经由二氧化碳回收器后分成两股烟气，一股烟气排出，另一股烟气则经由管路及管路后至混合器与氧气产生器所产生的氧气混合后，送至燃烧器与燃料燃烧，产生二氧化碳及其它烟气。尽管将烟气导引回流，可以增加排放烟气中二氧化碳的浓度，但是因为烟气直接与燃器进行混合，使得氧气浓度相对减少，温度也降低，要进行燃烧得花费较大的能源，如此耗费额外的能源，尽管增加了二氧化碳的浓度，但是却难以称的为有节能的改进。

发明内容

为解决上述问题，本发明目的是提出一种具提高二氧化碳浓度的切换燃烧装置，是可增加排放烟气中，二氧化碳的浓度，且能够有效利用排放烟气的高热，减小燃烧所需要的能量。

根据本发明所揭露的具提高二氧化碳浓度的切换燃烧装置，是于燃烧室上设计有两组燃烧器，燃烧器则分别包含有点火器与蓄热体，并且皆利用管路连接到具有排气口的缓冲气室，当利用其中一个燃烧器点火时，烟气会通过另一组燃烧器，而于蓄热体中储存热能，且部分烟气会保留于缓冲气室内；而于下一个燃烧循环时，缓冲气室内的烟气会配合燃气一同进入燃烧室，且会先通过蓄热体预热，以提高温度，而燃烧后的烟气则同样通过另一组燃烧器，而于蓄热体储存热能，部分烟气又保留于缓冲气室，如此依序反复切换燃烧，不仅可以提高排放烟气的二氧化碳浓度，且通过由蓄热体累积热能，于烟气进入时预热，进而减少燃烧所需能源。

有关本发明的详细内容及技术，兹就配合图式说明如下：

附图说明

图1是为本发明具提高二氧化碳浓度的切换燃烧装置的示意图；

图2是为本发明具提高二氧化碳浓度的切换燃烧装置的第一燃烧循环示意图；

图3是为本发明具提高二氧化碳浓度的切换燃烧装置的第二燃烧循环示意图；

图4是为本发明具提高二氧化碳浓度的切换燃烧装置的烟气切换控制装置示意图；

图5A、图5B是为本发明具提高二氧化碳浓度的切换燃烧装置的烟气切换控制装置示意图。

【主要组件符号说明】

11                  第一燃烧器

111                 第一点火器

112                 第一蓄热体

12                  第二燃烧器

121                 第二点火器

122                 第二蓄热体

13                  燃烧室

14                  缓冲气室

141                 排气口

151                 第一管路

152                 第二管路

161                 第一氧气入口

162                 第二氧气入口

171                 第一燃料入口

172                 第二燃料入口

18                  烟气切换控制装置

181、182、183、184  开关阀

191、192            风车

具体实施方式

根据本发明所揭露的具提高二氧化碳浓度的切换燃烧装置，请参阅图1，包含有两组燃烧器，分别为第一燃烧器11以及第二燃烧器12，每一组燃烧器分别包含有点火器以及蓄热体，也就是说，第一燃烧器11包含有第一点火器111与第一蓄热体112，第二燃烧器12包含有第二点火器121以及第二蓄热体122，而该第一燃烧器11与该第二燃烧器12分设于一燃烧室13两侧，气体可由一第一管路151进入该燃烧室13，经燃烧后的气体经由一第二管路152、一烟气控制切换装置18及一缓冲气室14而由该排气口141排出，其中该第一燃烧器11一侧还包含有第一氧气入口161与第一燃料入口171，而第二燃烧器12一侧具有第二氧气入口162、第二燃料入口172。

第一燃烧器11与第二燃烧器12装设于燃烧室13，并以第一点火器111与第二点火器121连接于燃烧室13，第一点火器111与第二点火器121后端分别为第一蓄热体112与第二蓄热体122，并利用第一管路151与第二管路151连通到该烟气控制装置18而到该缓冲气室14，而缓冲气室14则具有一个向外连通的排气口141。

实际运作时，利用两个燃烧循环交替进行，首先第一燃烧循环，如图2所示，通过由第一燃烧器11作动，将燃气引入，如图所示，为利用第一氧气入口161通入氧气(可为纯气、富气或空气)，而第一燃料入口171通入燃料(可为气态、液态或固态)，并通过由第一燃烧器11的第一点火器111点火而于燃烧室13进行燃烧，燃烧所产生的烟气则通过第二燃烧器12(包含第二点火器121、第二蓄热体122)进入第二管路152，因为此烟气是高温状态，通过第二蓄热体122时，会预热第二蓄热体122，最后烟气经该烟气箜装置18来到缓冲气室14，而使部分烟气由排气口141排出，部分留置于缓冲气室14内。

接着进行第二燃烧循环，如图3所示，通过由第二燃烧器12作动，利用第二氧气入口161通入氧气，而第二燃料入口172通入燃料，并通过由第二燃烧器12的第二点火器121点火而于燃烧室13进行燃烧，而导引氧气与燃料的同时，前一循环滞留缓冲气室14的烟气，也会通过由第二管路152而通过第二蓄热体122进行预热而提高温度，最后进入燃烧室13共同燃烧，而燃烧所产生的烟气则通过第一燃烧器11(包含第一点火器111、第一蓄热体112)进入第一管路151，因为此烟气是高温状态，通过第一蓄热体112时，会预热第一蓄热体112，以供下一个第一燃烧循环进气的加热。最后烟气来到该烟气控制装置18而到该缓冲气室14，而使部分烟气由排气口141排出，部分留置于缓冲气室14内其中，为了使空气能顺利通过，故蓄热体以采用多孔性材质为佳。

如此依序交替燃烧，通过由烟气预热的效果，大幅减少能源的使用，且利用两组加热器的原理，配合导引烟气回流重复燃烧，将大幅增加烟气的二氧化碳浓度。而如图1所示，第一燃烧器11与第二燃烧器12分别设置在燃烧室13的相对上下两侧，然而就本案的相同概念，为减少温度不均的问题，第一燃烧器11与第二燃烧器12其实仅需设置于不同两处、或相对的两侧即可。

请参阅图4是为本发明具提高二氧化碳浓度的切换燃烧装置的烟气切换控制装置示意图，该烟气切换控制装置18具有四个开关阀181、182、183、184，其间以管件相连通。当阀181、184开启时，阀182、183关闭。当第二循环时，阀181、184关闭时，阀182、183开启，如此依序循环作动。

请同时参阅图5A、图5B是为本发明具提高二氧化碳浓度的切换燃烧装置的烟气切换控制装置示意图，是为一四向阀烟气切换装置，其是利用第5A图与第5B图互相切换。

虽然本发明以前述的较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。