混合均质催化燃烧系统
阅读：622发布：2024-02-19
专利汇可以提供混合均质催化燃烧系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种混合燃烧系统(1)，其中，连续地进行富均质燃烧和贫催化燃烧，这导致氮 氧 化物 排放量 为零并被用于获取家用热 水 。本发明涉及一种燃烧系统，其中，位于富均质燃烧单元的出口和贫催化燃烧单元的出口中的两个 串联 连接的换热器单元将在燃烧反应过程中所产生的热量传递到加热水和/或 自来水 的家用 散热 器，用于产生热水。，下面是混合均质催化燃烧系统专利的具体信息内容。
1.一种燃烧系统(1)，主要包括：
-至少一个本体(2)；
-位于所述本体(2)的下方的至少一个表面式燃烧器(3)，其中燃烧富燃料空气混合物；
-点燃所述燃料空气混合物的至少一个点火电极(4)；
-至少一个燃料阀(5)，由此给出所述表面式燃烧器(3)所需的天然气；
-至少一个压缩机(6)，由此提供所述表面式燃烧器(3)所需的空气；
-位于所述压缩机(6)的下游的至少一个空气阀(7)；
其特征在于，
-至少一个主换热器(8)，其中，作为在所述表面式燃烧器(3)中发生的燃烧的结果而产生的废气进入所述主换热器并且加热穿过所述主换热器的水；
-用于使穿过所述主换热器(8)的水增压的至少一个泵(9)；
-位于所述主换热器(8)及测量水流量的至少一个流量计(11)的前方的至少一个换热器阀(10)；
-至少一个管状次级换热器(12)，所述管状次级换热器定位在所述主换热器(8)的上方，穿过所述管状次级换热器的护套部分，从而对被泵送穿过所述管状次级换热器(12)的用于燃烧的次级空气进行加热；
-控制穿过所述次级换热器(12)的空气的至少一个次级换热器空气阀(13)；
-至少一个气体分配器板(14)，所述气体分配器板位于所述次级换热器(12)的上方并通过使所述废气和离开所述次级换热器(12)的空气混合而产生贫气体混合物；
-至少一个水分捕集器(15)，其中，离开所述气体分配器板(14)的所述贫气体混合物进入所述水分捕集器；
-至少一个催化燃烧器(16)，所述催化燃烧器位于所述水分捕集器(15)的上方，并且在所述催化燃烧器中发生无焰燃烧；
-至少一个第三换热器(17)，其中，离开所述催化燃烧器(16)的气体通过穿过护套部分而被释放到大气，并且离开所述主换热器(8)的水穿过所述第三换热器并且在离开所述系统之前最后一次被加热；以及
-至少一个气体出口排放管(18)，在所述气体出口排放管中，所述气体离开所述本体(2)。
2.根据权利要求1所述的燃烧系统(1)，其特征在于，至少一个电离电极(19)，所述电离电极连续地控制火焰在所述表面式燃烧器(3)中的存在。
3.根据权利要求1或2所述的燃烧系统(1)，其特征在于，至少一个热电偶(20)，所述热电偶测量所述表面式燃烧器(3)上的火焰温度。
4.根据权利要求2所述的燃烧系统(1)，其特征在于，至少一个控制单元(21)，所述控制单元触发所述点火电极(4)以便点燃所述表面式燃烧器(3)中的富燃料-空气混合物。
5.根据权利要求1或2所述的燃烧系统(1)，其特征在于，在所述燃烧器(3)中，通过所述燃料阀(5)和所述空气阀(7)产生富天然气-空气混合物并且所述富天然气-空气混合物通过所述点火电极(4)被点燃。
6.根据权利要求1或2所述的燃烧系统(1)，其特征在于，设置有管线(22)，以便在所述主换热器(8)和所述第三换热器(17)之间输送水。
7.根据权利要求1或2所述的燃烧系统(1)，其特征在于，气体分配器板(14)，所述气体分配器板在所述本体(2)的内侧并不从一端完全延伸到另一端，从而因此形成所述气体混合物能够穿过其中贯穿所述本体(2)的开口。
8.根据权利要求7所述的燃烧系统(1)，其特征在于，所述气体分配器板(14)具有中空结构。
9.根据权利要求1或2所述的燃烧系统(1)，其特征在于，水分捕集器(15)，所述气体混合物在所述燃烧系统(1)的启动和正常运行过程中都穿过所述水分捕集器(15)。
混合均质催化燃烧系统
技术领域
背景技术
[0002] 减少在气体燃料热水器中产生的废气排放部内侧的氮氧化物排放量就环境和人类健康而言都是非常重要的。在燃烧系统中，氮氧化物以三种不同的方式形成。这些方式如下：包括在液态或固态燃料内容物中所提供的氮源的氮氧化物的形成、在火焰中即刻但少量产生的氮氧化物的形成以及在高温下热的氮氧化物的形成。
[0003] 由于燃料内容物中所包括的氮与燃烧空气中所提供的氧的反应，导致产生了基于燃料的氮氧化物排放。气体燃料中并不会遇到这种问题。然而，在固态和液态燃料中的约一半的总氮氧化物排放量可源自于在燃料的内容物中所提供的氮。
[0004] 由于在空气中存在的氮与烃基之间所发生的快速反应，导致构成了快速型(prompt)氮氧化物的形成。这些类氮氧化物排放量在总氮氧化物排放量内的份额是相当低的。
[0005] 由于燃烧空气中的氧和氮在超过特别是1200℃的火焰温度下的反应，导致发生热的氮氧化物的形成。随着火焰温度增加，热的氮氧化物排放量非常快速地增加。作为气态燃料的燃烧的结果而释放的绝大多数的氮氧化物排放均以这种方式发生。
[0006] 在商用天然气水加热系统中，均质燃烧过程被用作燃烧技术。在天然气的均质燃烧过程中，在化学计量状况下，达到了高火焰温度。热的氮氧化物的形成依靠这些状况下的高温而发生。减少具有气体燃料的燃烧系统中的氮氧化物排放量的最为有效的方式是减少火焰峰值温度以及缩短这些峰值温度下的停留时间。因此，所使用的系统主要通过过量的空气来操作。此外，可向燃烧室提供次级空气供应，以降低火焰峰值温度。作为选择，可通过借助于合适的设备以合适的吸收速率吸收来自火焰的热能来降低火焰温度，避免氮氧化物的形成。
[0007] 为了减少氮氧化物排放所使用的另一方法是通过富燃料混合物开始该均质燃烧过程，并且随后逐渐地通过贫燃料混合物来完成该燃烧过程。在至少两个区域中，在连续的区域中从富混合物朝向贫混合物连续地执行燃烧过程。通过向连续的燃烧区喷射燃料或燃烧空气实现了逐渐燃烧。美国专利文献No.US5195884、No.US5275552、No.US7198482、No.US6695609和国际专利文献No.WO2010092150可被引用作为与该问题相关的示例。在所述专利文献中，在均质燃烧系统中，燃料供应喷嘴被放置在燃烧室上的不同位置中，以便实现逐渐燃烧。
[0008] 在也被称之为扩散火焰的均质燃烧技术中，燃料和氧化剂被通过扩散而混合并且燃烧反应发生在燃烧室中，其中，同时也从该系统中提取热量。在专利文献No.US4904179和No.EP1310737中描述了具有减少了的氮氧化物排放量的扩散火焰式燃烧器。
[0009] 减少燃烧反应中释放的氮氧化物排放量的另一方法是降低燃烧温度。仅通过催化燃烧来实现低温下的燃烧过程是可能的。也被称之为无焰燃烧的催化燃烧发生在催化剂表面上并且具有远低于均质燃烧的活化能量。通常，使用诸如钯和铂之类的贵金属催化剂。铬、锰、铁、钙、镍、铜、锌和锡氧化物也是具有氧化能力的金属并且它们可出于催化燃烧的目的而被使用。由于作为天然气的中间化合物的甲烷是高度对称分子这一事实；它需要被预加热到约250-400℃的温度，以被催化地燃烧。该预加热过程对燃烧系统的能量平衡产生不利的影响。通常；钯基燃烧催化剂的吸引性由于这些催化剂的氧化钯(PdO)活性部位都被转化为超过800℃的非活性金属相而丧失。
[0010] 美国专利文献No.US5464006和No.US5810577公开了处于多个阶段中的催化燃烧系统。在美国专利文献No.US5464006中，在使气体-燃料-空气的混合物穿过电气预加热区之后，燃烧发生在两个不同的催化燃烧阶段中。约70-90％的燃料在第一催化区(催化间隙燃烧器管)中燃烧，而其余的燃烧发生在第二催化区中并发生在整体式(monolith-type)催化剂上。类似的申请也可在美国专利文献No.US5810577中获得。
[0011] 欧洲专利文献No.EP0256322和No.EP0356709公开了一种被浸入到催化剂床中的换热系统。天然气-空气的混合物被加热到催化燃烧通过电加热器或电子点火系统而开始，从而首先实现均质燃烧的温度(320-390℃)。在催化燃烧开始之后，燃烧温度达到400-700℃，并且所述预加热系统停用。当温度下降到低于400℃时，催化燃烧反应结束。预加热系统被临时重新使用用于再次启动。亚铬酸铜被用作催化剂。
[0012] 在德国专利文献No.DE3332572中，在两个连续的燃烧阶段中使用组合表面和催化型燃烧器。在第一阶段中，一次燃烧发生在位于与第二阶段燃烧器平行的位置中的组合式(表面-催化)燃烧器上。该燃烧系统完成，其中，通过位于同一反应器的下方的相同的第二表面-催化组合式燃烧器系统向离开第一区的燃烧气体供应辅助的次级空气供应。供给到位于串联连接的两个燃烧器对的出口上的换热器单元的水被通过燃烧气体的热量加热。
[0013] 德国专利文献No.DE4308017、No.DE422711、No.DE4412714和欧洲专利文献No.EP0671586公开了具有三个燃烧区的系统，其中表面式燃烧器和催化燃烧器一起使用。通过将气体燃料-空气混合物的一部分供给到表面式燃烧器中来均质地执行燃烧。而被供给到催化燃烧器中的气体燃料-空气混合物在加热护套上通过表面式燃烧器中产生的热量被预加热到300-350℃的温度。因此，启动了间隙式催化燃烧器。最后，来自这两个燃烧器(表面式燃烧器、间隙式催化燃烧器)的组合废气进入该整体式催化燃烧器并且完成了该燃烧过程。具有约13kW的热能的燃料在均质表面式燃烧器上燃烧，而燃料-空气混合物的其余部分被通过调制在6-12kW的热能范围中催化地燃烧。通过在环绕全部三个燃烧器的腔室中提供水循环来获得热水。
[0014] 在德国专利文献No.DE19739704中，连续地使用两个催化燃烧器。第一催化燃烧器单元是陶瓷块，并且它同时也被用作表面燃烧器。在表面和催化燃烧器的入口和出口上，存在串联的两个换热器单元。位于燃烧器入口中的换热器被设计成，用以接收通过辐射发出的热量，以防止火焰回火。此外，通过环绕在燃烧块的外侧的冷却水循环从该燃烧室获取所包含的热量。
[0015] 在欧洲专利文献No.EP0789188中，两个催化燃烧器以类似的方式连续地定位。在位于两个催化燃烧器之间的腔室中存在一个点火电极。燃烧过程通过借助于点火电极首先发生在第一催化剂表面上的均质燃烧开始。为了防止催化剂过热，具有红外辐射吸收层的冷却板被放置在定位有点火电极的腔室的两侧上。通过在具有整体几何形状的第二催化燃烧器中燃烧在第一催化燃烧器中并未燃烧的燃料馏分来完成燃烧。在所述专利文献中描述的用于首次点火的点火电极可被定位在位于两个催化燃烧器之间的区域中，并且它也可被定位在被放置到位于气体供应侧的冷却分配板与第一催化燃烧板之间的区域中。作为选择，在该专利文献中，所描述的是，将包括被定位在介于这两个催化燃烧器之间的该区域中的点火电极和催化燃烧器在内的该系统的两个单元彼此平行地放置是可能的。
[0016] 在德国专利文献No.DE4324012中，接连地进行均质燃烧和催化燃烧。作为均质燃烧的结果而产生的废气和未燃烧的碳氢化合物在催化式燃烧器板上通过，并因此排放量减少的废气被从该单元向排放管排出。实际燃烧发生在均质燃烧器中。使用催化燃烧器，目的是氧化挥发性有机化合物以便在废气排放方面提供改进。在所提议的该系统中，不存在用于热水生产的换热器。
[0017] 美国专利文献No.US5851489公开了一种扩散式催化燃烧系统。燃料被从内部部分扩散到充满了催化剂的支撑结构中，而空气被从同一结构上的外表面扩散。催化燃烧发生在催化剂支撑结构上并且温度达到400-750℃。液体(例如：水)可被通过放置于位于这些表面之间的区段的加热护套进行加热。
[0018] 在美国专利文献No.US6431856中，燃料-空气的预混混合物被供给到燃烧室中。通过位于该燃烧室的入口中的点火电极开始均质燃烧并且催化剂块被预加热到所需温度。在将催化剂块加热到催化燃烧将开始的温度之后，燃料-空气的混合被中断，并且确保火焰被熄灭。在点火电极停用的同时，通过相继地再次供给燃料-空气的混合物，催化燃烧在热的催化表面上开始。而位于催化燃烧器之后且位于废气管线中的从换热器循环的水被通过废气进行加热。
[0019] 美国专利文献No.US7444820公开了一种用于燃气轮机的两级催化燃烧过程。通过来自第一催化燃烧单元的富混合物执行催化燃烧。从压缩机离开的热空气的温度是足够高的，以便达到催化燃烧通过富混合物开始的温度。作为在第一催化燃烧器中通过富混合物发生的燃烧的结果，由于完全燃烧并未发生这一事实，导致包括可燃碳氢化合物组分的热的气体燃料(具有H2、CO含量)出现。作为富燃烧的结果而产生的一部分热量被越过换热器传递到燃烧空气并且次级燃烧空气由于贫燃烧而被加热。部分氧化的碳氢化合物与次级燃烧空气混合，使得将形成贫混合物并且完全燃烧在次级催化燃烧单元中进行。
[0020] 在美国专利文献No.US5052919中，实现两级均质燃烧。在煤炭气化过程中，具有高氨含量的气体在该煤炭气化过程中出现。由于在化学计量状况下燃烧该含氨气体，导致出现了高氮氧化物排放量。为了减少该氮氧化物排放量，在所述专利中描述了两级均质燃烧。该燃料的大部分以富燃烧状况下的λ值为0.6到0.9进行燃烧。
发明内容
[0021] 本发明的目的是实现一种燃烧系统，其中，在位于第一区域中的富均质燃烧单元中的富燃烧和在位于第二区域中的贫催化燃烧单元中的贫燃烧被连续地进行，并由此确保了氮氧化物排放量为零。
[0022] 本发明的另一目的是实现一种燃烧系统，其中，换热器单元位于富均质燃烧单元的出口和贫催化燃烧单元的出口中，所述单元被串联地相互连接，并且燃烧反应中所产生的热量被传递到加热水和/或自来水的家用散热器中。
[0023] 本发明的另一目的是实现一种燃烧系统，其中，还存在不止一个换热器单元，以便将贫混合物的次级空气供应预加热到发生催化燃烧的温度。
[0024] 本发明的另一目的是实现一种燃烧系统，该燃烧系统具有在该燃烧系统的初始阶段在冷的催化剂表面上捕获水蒸气冷凝物的水分保持单元，并且其中，防止由于蒸汽冷凝对催化剂结构造成的损坏。
[0025] 本发明的另一目的是实现一种燃烧系统，该燃烧系统构成了对于家用水加热系统的替代方案。
[0027] 被实现以达到本发明的目的的“混合均质催化燃烧系统(A Hybrid Homogenous-Catalytic Combustion System)”在附图中示出，附图中：
[0028] 图1是本发明的混合均质催化燃烧系统的示意图。
[0029] 在附图中所图示的部件被逐个标记出，其中，附图标记指的是下列部件：
[0030] 1.燃烧系统
[0031] 2.本体
[0032] 3.表面式燃烧器
[0033] 4.电极
[0034] 5.燃料阀
[0035] 6.压缩机
[0036] 7.空气阀
[0037] 8.主换热器
[0038] 9.泵
[0039] 10.换热器阀
[0040] 11.流量计
[0041] 12.次级换热器
[0042] 13.次级换热器空气阀
[0043] 14.气体分配器板
[0044] 15.水分捕集器
[0045] 16.催化燃烧器
[0046] 17.第三换热器
[0047] 18.排放管
[0048] 19.电离电极
[0049] 20.热电偶
[0050] 21.控制单元
[0051] 22.管线
具体实施方式
[0052] 本发明的混合均质催化燃烧系统(1)主要包括：
[0053] -至少一个本体(2)；
[0054] -位于该本体(2)的下方的至少一个表面式燃烧器(3)，并且其中燃烧富燃料空气混合物；
[0055] -点燃该燃料空气混合物的至少一个电极(4)；
[0056] -至少一个燃料阀(5)，由此给出该表面式燃烧器(3)所需的天然气；
[0058] -位于该压缩机(6)的下游的至少一个空气阀(7)；
[0059] -至少一个管状主换热器(8)，其中，作为在该表面式燃烧器(3)中发生的燃烧的结果而产生的废气进入该主换热器并且加热的水穿过该主换热器；
[0060] -用以使穿过该主换热器(8)的水增压的至少一个泵(9)；
[0062] -定位在该主换热器(8)的上方的至少一个管状次级换热器(12)，其中，离开该主换热器(8)的废气从加热护套穿过并且被泵送用于燃烧的空气通过穿过该加热护套而被加热；
[0063] -控制穿过该次级换热器(12)的空气的至少一个次级换热器空气阀(13)；
[0064] -至少一个气体分配器板(14)，其位于次级换热器(12)的上方并通过使废气与离开次级换热器(12)的空气混合而产生贫气体混合物；
[0065] -至少一个水分捕集器(15)，其中，离开气体分配器板(14)的贫气体混合物进入该水分捕集器；
[0066] -至少一个催化燃烧器(16)，其位于水分捕集器(15)的上方，并且在其中发生无焰燃烧；
[0067] -至少一个第三换热器(17)，其中，离开催化燃烧器(16)的气体通过穿过该护套部分而被释放到大气，并且离开主换热器(8)的水在离开该系统之前穿过该第三换热器并且最后一次被加热；以及
[0068] -至少一个气体出口排放管(18)，其中，气体离开本体(2)。
[0069] 本发明的燃烧系统(1)还包括控制火焰在表面式燃烧器(3)中的存在的至少一个电离电极(19)。除此之外，该燃烧系统(1)包括测量表面式燃烧器(3)上的火焰温度的至少一个热电偶(20)。该系统(1)还包括触发该点火电极(4)以便在表面式燃烧器(3)中点燃富燃料-空气混合物的至少一个控制单元(21)。
[0070] 在本发明的优选实施例中，燃烧以在化学计量状况下的λ值发生在表面式燃烧器(3)中。在所述燃烧器(3)中，通过燃料阀(5)和空气阀(7)产生富天然气-空气混合物并且该富天然气-空气混合物被通过点火电极(4)点燃。在表面式燃烧器(3)中，实现位于λ为1的化学计量燃烧和λ为0.6的富燃烧的范围中的富燃烧。作为在表面式燃烧器(3)中发生的均质富燃烧(部分氧化)的结果，获得了一种一氧化碳的体积含量最低为4％且氢的体积含量最低为4％的气体混合物。
[0071] 在本发明的燃烧系统(1)中，存在管线(22)，其被提供以便在主换热器(8)和第三换热器(17)之间输送水。由此，在主换热器(8)中通过表面式燃烧器(3)加热的水被输送到第三换热器(17)，以便通过催化燃烧器(16)实现进一步加热。在优选实施例中，在水穿过主换热器(8)的管道和第三换热器(17)的管道的同时，产生贫气体混合物的空气被通过与废气混合从次级换热器(12)供应到催化燃烧器(16)。
[0072] 在本发明中，在主换热器(8)和第三换热器(17)中通过燃烧气体加热的水流被用作家用热水。5kWt到20kWt的热负荷被传递到主换热器(8)中的所述水。
[0073] 在本发明的优选实施例中，气体分配器板(14)在本体(2)的内侧并不从一端完全延伸到另一端，并且形成气体混合物可穿过其中的开口。此外，所述板(14)具有中空结构。由此，气体混合物容易从这些孔和孔隙(aperture)到达水分捕集器(15)并且通过这里前进到催化燃烧器(16)。到达催化燃烧器(16)的气体混合物含有作为表面式燃烧器(3)中的富燃烧的结果而产生的氢气和一氧化碳(H2-CO)。催化燃烧器的废气包括由于在催化燃烧器(16)中发生的无焰燃烧而产生的二氧化碳、氧气和氮气。通过气体分配器板(14)的具有贫燃料含量的气体所获得的温度为开始催化反应所需的最低温度。
[0074] 在本发明的优选实施例中，气体混合物在系统(1)的启动和正常运行过程中均穿过水分捕集器(15)。该水分捕集器(15)捕获在系统(1)的启动过程中冷凝的水。而在连续运转过程中，由环境温度所保持的水分蒸发并且再生。
[0075] 通过催化燃烧器(16)中的无焰燃烧所燃烧的气体混合物给予本发明的燃烧系统(1)介于5kWt和15kWt之间的热能。通过串联互连的主换热器单元(8)和第三换热器单元(17)，水流通过提取介于10kWt和30kWt之间的热能而离开该混合燃烧系统(1)。在本发明的优选实施例中，主换热器(8)、次级换热器和第三换热器(17)的热能根据向燃烧系统(1)供应的燃料量、空气量和水量而不同。本发明的燃烧系统(1)提供了10kWt到30kWt的调制范围。根据燃烧系统(1)的使用位置和使用目的，该调制范围和所提取的最小/最大热负荷可以不同，并且这被包括在本发明的范围内。
[0076] 在本发明的燃烧系统(1)中，首先通过燃料阀(5)向该系统(1)供应天然气。而燃烧所需的空气被通过压缩机(6)和位于压缩机(6)的上游的空气阀(7)向表面式燃烧器(3)发送。使用燃料阀(5)和空气阀(7)，在燃烧器(3)的入口中产生富天然气-燃料混合物。该混合物在表面式燃烧器(3)中燃烧并且产生了部分氧化的气体，该气体包括H2、CO和少量未燃烧的甲烷。通过点火电极(4)确保了燃烧的开始。在本发明中，通过电离电极(19)控制连续火焰的存在，而通过热电偶(20)测量火焰温度。在表面式燃烧器(3)中产生的废气对穿过管道的水流进行加热，同时它穿过主换热器(8)的护套部分。水被通过泵(9)向主换热器(8)泵送并且流动由阀(10)进行控制。流向换热器(8)的水的流量由流量计(11)调节并且加热过的水被经过管线(22)向第三换热器(17)传送。离开主换热器(8)的废气穿过次级换热器(12)的护套部分。废气对通过压缩机(6)向次级换热器(12)供应的空气进行加热，并且所供应的量通过次级换热器空气阀(13)进行调节。加热过的空气与穿过次级换热器(12)的可燃废气混合，并且由此具有贫燃料含量的气体混合物被包含在位于气体下分配器板(14)下方的区域中。气体混合物通过穿过分配器板(14)的孔和孔隙(aperture)到达水分捕集器(15)。穿过水分捕集器(15)的具有H2和CO含量的气体混合物通过无焰燃烧而燃烧，所产生的废气穿过第三换热器(17)的护套部分并通过排放管释放到大气。
[0077] 在本发明的系统(1)中，在被释放到大气的废气中的在表面式燃烧器(3)中发生的均质式燃烧反应的氮氧化物排放量减少到微量，这是由于它从化学计量燃烧(λ值为1)继续进行到富燃烧(λ值为0.6)。而在第三换热器(17)中被进一步加热之后，离开主换热器(8)的水流就离开该系统(1)。
[0078] 由本发明的燃烧系统(1)作为富燃烧的结果而释放的热量的一部分被用于使用换热器(8、17)来获得热水，换句话说用于获得50℃的家用散热器和/或自来水。在表面式燃烧器(3)的出口和催化燃烧器(16)的出口，存在串联地互连的换热器(8、17)。被出于家用加热的目的输送到散热器的水流被从主换热器(8)和第三换热器(17)平均提取20kWt的热量。该热负荷的约一半由部分氧化产品的气体的作为富燃烧的结果而产生的热量提供，并且该热量被越过主换热器(8)传递到水。而在燃烧系统(1)中获得的热负荷的一半在催化燃烧器(16)中获得，并且所获得的热量被越过被串联地连接到主换热器(8)的第三换热器(17)传递到散热器侧。在本发明的燃烧系统(1)中，主换热器(8)和第三换热器(17)被出于加热水的目的而使用，而同时存在用于在气体和次级空气之间进行换热的次级换热器(12)。穿过次级换热器(12)的燃烧空气在管式换热器中被通过离开富燃烧区的部分氧化产品的热量进行加热。
[0079] 作为富燃烧的结果而通过本发明的燃烧系统(1)所释放的具有H2-CO含量的气体在次级换热器(12)的出口中与通过压缩机(6)泵送的燃烧空气混合，并且获得了贫燃料燃烧混合物。通过调节用于对水进行加热的主换热器(8)的散热能力，可以调节用于对空气进行加热的次级换热器(12)的热负荷，以获得被传递到催化燃烧器(16)的空气-燃料混合物的最低温度，催化燃烧可以在催化燃烧器(16)中开始。
[0080] 此外，根据需求，可通过燃烧系统(1)提供入口/出口温度介于30-50℃/60-80℃之间运转的散热器家用加热系统所需的热水。除了产生家用热水之外，本发明也在通过催化重整法利用天然气产生氢气的系统中被用作初始燃烧器或用作一对初始燃烧器-最终燃烧器。
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