專利名稱：一種用于工業(yè)窯爐的采用煙氣再循環(huán)的旋流煤粉燃燒器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種煤粉燃燒器。
背景技術(shù)：
中國是一個以煤為主要能源的國家。煤炭使用過程產(chǎn)生的污染是中國最大的大 氣環(huán)境污染問題，全國氮氧化物排放量的67%來自于燃煤。根據(jù)中國環(huán)境規(guī)劃院的研究預(yù) 測，二氧化氮排放量將從1995年的1065. 5萬噸增加到2010年的2500萬噸，2010年以后 的NOx排放量將更大。如果不加以控制，NOx將對我國大氣環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。目前我 國的工業(yè)窯爐領(lǐng)域采取NOx控制措施的比例還較低，早期的一些工業(yè)窯爐上使用的煤粉燃 燒器，例如實(shí)用新型專利《雙旋流式煤粉燃燒器》(中國專利號為ZL 03241135. 9、授權(quán)公告 日為2004年7月7日、授權(quán)公告號為CN2624060Y，下稱“文件一”)和實(shí)用新型專利《混合 式煤粉燃燒器》(中國專利號為ZL 97214077. 8、授權(quán)公告日為1998年11月4日、授權(quán)公告 號為CN2296451Y，下稱“文件二” )。他們僅設(shè)置一次風(fēng)道和二次風(fēng)道，不能有效地控制一、 二次風(fēng)的混合；近期的用于工業(yè)窯爐上的煤粉燃燒器，例如實(shí)用新型專利《一種多旋流多風(fēng) 道煤粉燃燒器》(中國專利申請?zhí)枮?00920091463. 8、授權(quán)公告日為2010年5月12日、授 權(quán)公告號為CN201462824U，下稱“文件三”)采用了多風(fēng)道布置用于控制一、二次風(fēng)的混合， 改善燃燒特性。從現(xiàn)有研究成果看來，“文件一”、“文件二”和“文件三”提出的煤粉燃燒器 普遍沒有采用燃料分級燃燒和空氣分級燃燒等先進(jìn)的低氮氧化物燃燒技術(shù)，不能有效控制 NOx排放量，很難滿足NOx的排放要求，難以有效控制日益增長的NOx排放及其二次污染造 成的環(huán)境損害。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決目前用于工業(yè)窯爐的煤粉燃燒器NOx排放量大的問題， 提出了 一種用于工業(yè)窯爐的采用煙氣再循環(huán)的旋流煤粉燃燒器。本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采取的技術(shù)方案是所述煤粉燃燒器包括一次風(fēng)通 道、內(nèi)二次風(fēng)通道、內(nèi)二次風(fēng)旋流器、外二次風(fēng)通道和外二次風(fēng)旋流器，所述一次風(fēng)通道設(shè) 在環(huán)形內(nèi)二次風(fēng)通道內(nèi)，所述內(nèi)二次風(fēng)通道設(shè)在環(huán)形外二次風(fēng)通道內(nèi)，所述內(nèi)二次風(fēng)通道 內(nèi)安裝有內(nèi)二次風(fēng)旋流器，所述外二次風(fēng)通道內(nèi)安裝有外二次風(fēng)旋流器，所述煤粉燃燒器 還包括一組錐環(huán)形的分離環(huán)、內(nèi)側(cè)煙氣再循環(huán)通道和外側(cè)煙氣再循環(huán)通道，所述一次風(fēng)通 道內(nèi)設(shè)有一組錐環(huán)形的分離環(huán)，一組錐環(huán)形的分離環(huán)的小直徑端朝向一次風(fēng)通道的出口 端，所述一次風(fēng)通道與內(nèi)二次風(fēng)通道之間設(shè)有環(huán)形內(nèi)側(cè)煙氣再循環(huán)通道，所述內(nèi)二次風(fēng)通 道與外二次風(fēng)通道之間設(shè)有環(huán)形外側(cè)煙氣再循環(huán)通道。本發(fā)明具有以下有益效果1、強(qiáng)化分級燃燒本發(fā)明一次風(fēng)通道與內(nèi)二次風(fēng)通道 之間設(shè)有環(huán)形內(nèi)側(cè)煙氣再循環(huán)通道，內(nèi)二次風(fēng)通道與外二次風(fēng)通道之間設(shè)有環(huán)形外側(cè)煙氣 再循環(huán)通道，推遲一次風(fēng)與內(nèi)二次風(fēng)的混合及內(nèi)二次風(fēng)和外二次風(fēng)的混合，從而達(dá)到了強(qiáng) 化空氣徑向分級燃燒的目的，從一次風(fēng)輸粉管道送來的煤粉空氣經(jīng)過一組錐環(huán)形的分離環(huán)后，煤粉被集中在本發(fā)明的中心噴入爐膛，形成煤粉濃淡分級燃燒，與空氣分級燃燒相結(jié)合 可有效抑制燃料型NOx的生成。2、強(qiáng)化中心回流區(qū)域內(nèi)還原性氣氛，延長煤粉在還原性氣 氛下的停留時間內(nèi)側(cè)再循環(huán)煙氣的氧量很低，減少了中心回流區(qū)附近區(qū)域的氧量，強(qiáng)化了 中心回流區(qū)附近區(qū)域的還原性氣氛，由于煤粉在還原性氣氛下燃料型NOx的排放量降低， 有效地抑制了 NOx的生成；同時緊貼一次風(fēng)的內(nèi)側(cè)再循環(huán)煙氣，風(fēng)速為3-5m/s，風(fēng)量較低， 便于在本發(fā)明中心區(qū)域形成負(fù)壓區(qū)，使中心回流區(qū)的直徑和長度增大，從而使煤粉在還原 性氣氛下的停留時間延長，使得主燃燒區(qū)域NOx的排放量進(jìn)一步降低；3、降低火焰溫度內(nèi) 側(cè)再循環(huán)煙氣溫度和外側(cè)再循環(huán)煙氣溫度低且不參與燃燒反應(yīng)，能夠從主燃燒區(qū)域吸收大 量的熱量，從而降低火焰溫度峰值，由于熱力型NO的生成速度與溫度呈指數(shù)關(guān)系，隨著溫 度的升高而迅速增加，當(dāng)燃燒溫度高于1450°C時，溫度每增加100°C，NOx的生成速度將增 加6 7倍，降低主燃燒區(qū)的火焰溫度可以有效的抑制熱力型NOx的產(chǎn)生。因此，本發(fā)明用 于工業(yè)窯爐的采用煙氣再循環(huán)的旋流煤粉燃燒器能夠有效解決現(xiàn)有的工業(yè)窯爐NOx排放 量大的問題。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是具體實(shí)施方式
二的結(jié)構(gòu)示意圖，圖3是具體實(shí) 施方式三的結(jié)構(gòu)示意圖，圖4是具體實(shí)施方式
四的結(jié)構(gòu)示意圖，圖5是具體實(shí)施方式
五的結(jié) 構(gòu)示意圖，圖6是具體實(shí)施方式
六的結(jié)構(gòu)示意圖，圖7是具體實(shí)施方式
七的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式具體實(shí)施方式
一結(jié)合圖1說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的煤粉燃燒器包括一次 風(fēng)通道1、內(nèi)二次風(fēng)通道4、內(nèi)二次風(fēng)旋流器4-1、外二次風(fēng)通道6和外二次風(fēng)旋流器6-1，所 述一次風(fēng)通道1設(shè)在環(huán)形內(nèi)二次風(fēng)通道4內(nèi)，所述內(nèi)二次風(fēng)通道4設(shè)在環(huán)形外二次風(fēng)通道 6內(nèi)，所述內(nèi)二次風(fēng)通道4內(nèi)安裝有內(nèi)二次風(fēng)旋流器4-1，所述外二次風(fēng)通道6內(nèi)安裝有外 二次風(fēng)旋流器6-1，其特征在于所述煤粉燃燒器還包括一組錐環(huán)形的分離環(huán)2、內(nèi)側(cè)煙氣再 循環(huán)通道3和外側(cè)煙氣再循環(huán)通道5，所述一次風(fēng)通道1內(nèi)設(shè)有一組錐環(huán)形的分離環(huán)2，一 組錐環(huán)形的分離環(huán)2的小直徑端朝向一次風(fēng)通道1的出口端，所述一次風(fēng)通道1與內(nèi)二次 風(fēng)通道4之間設(shè)有環(huán)形內(nèi)側(cè)煙氣再循環(huán)通道3，所述內(nèi)二次風(fēng)通道4與外二次風(fēng)通道6之間 設(shè)有環(huán)形外側(cè)煙氣再循環(huán)通道5。本實(shí)施方式的內(nèi)側(cè)煙氣再循環(huán)和外側(cè)煙氣再循環(huán)均為直流形式。
具體實(shí)施方式
二 結(jié)合圖2說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的煤粉燃燒器還包括內(nèi) 側(cè)煙氣再循環(huán)旋流器3-1，所述內(nèi)側(cè)煙氣再循環(huán)通道3內(nèi)設(shè)有內(nèi)側(cè)煙氣再循環(huán)旋流器3-1， 此結(jié)構(gòu)用于控制從內(nèi)側(cè)煙氣再循環(huán)通道3進(jìn)入爐膛的煙氣的方向，從而可以根據(jù)煤質(zhì)特性 合理組織氣流旋轉(zhuǎn)，改變中心回流區(qū)大小，形成合適的中心回流區(qū)(煤粉燃燒所需要的中 心回流區(qū)的大小是由煤質(zhì)特性決定的)。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一相同。本實(shí)施方式的內(nèi)側(cè)煙氣再循環(huán)為旋流形式，外側(cè)煙氣再循環(huán)為直流形式(內(nèi)側(cè)煙 氣再循環(huán)旋流器3-1、內(nèi)二次風(fēng)旋流器4-1和外二次風(fēng)旋流器6-1的旋轉(zhuǎn)方向一致)。
具體實(shí)施方式
三結(jié)合圖3說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的煤粉燃燒器還包括外 側(cè)煙氣再循環(huán)旋流器5-1，外側(cè)煙氣再循環(huán)通道5內(nèi)設(shè)有外側(cè)煙氣再循環(huán)旋流器5-1，此結(jié)構(gòu)用于控制從外側(cè)煙氣再循環(huán)通道5進(jìn)入爐膛的煙氣的方向，從而可以根據(jù)煤質(zhì)特性合理 組織氣流旋轉(zhuǎn)，改變中心回流區(qū)大小，形成合適的中心回流區(qū)(煤粉燃燒所需要的中心回 流區(qū)的大小是由煤質(zhì)特性決定的)。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一或二相同。本實(shí)施方式的外側(cè)煙氣再循環(huán)為旋流形式、內(nèi)側(cè)煙氣再循環(huán)為直流形式(外側(cè)煙 氣再循環(huán)旋流器5-1、內(nèi)二次風(fēng)旋流器4-1和外二次風(fēng)旋流器6-1的旋轉(zhuǎn)方向一致)。結(jié)合圖4說明具體實(shí)施方式
二和三結(jié)合后，內(nèi)側(cè)煙氣再循環(huán)和外側(cè)煙氣再循環(huán)均 為旋流形式(內(nèi)側(cè)煙氣再循環(huán)旋流器3-1、外側(cè)煙氣再循環(huán)旋流器5-1、內(nèi)二次風(fēng)旋流器4-1 和外二次風(fēng)旋流器6-1的旋轉(zhuǎn)方向一致)。
具體實(shí)施方式
四結(jié)合圖5說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的煤粉燃燒器還包括內(nèi) 側(cè)煙氣再循環(huán)風(fēng)門擋板3-2和外側(cè)煙氣再循環(huán)風(fēng)門擋板5-2，所述內(nèi)側(cè)煙氣再循環(huán)通道3的 進(jìn)風(fēng)口處裝有內(nèi)側(cè)煙氣再循環(huán)風(fēng)門擋板3-2，外側(cè)煙氣再循環(huán)通道5的進(jìn)風(fēng)口處安裝有外 側(cè)煙氣再循環(huán)風(fēng)門擋板5-2，內(nèi)側(cè)煙氣再循環(huán)通道3和外側(cè)煙氣再循環(huán)通道5的供風(fēng)來自從 尾部煙道抽回來的再循環(huán)煙氣，通過調(diào)節(jié)內(nèi)側(cè)煙氣再循環(huán)風(fēng)門擋板3-2和外側(cè)煙氣再循環(huán) 擋板5-2、可以調(diào)節(jié)進(jìn)入內(nèi)側(cè)煙氣再循環(huán)通道3和外側(cè)煙氣再循環(huán)通道5的煙氣量，從而調(diào) 整煙氣流速。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
三相同。
具體實(shí)施方式
五結(jié)合圖6說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的煤粉燃燒器還包括內(nèi) 二次風(fēng)風(fēng)門擋板4-2和外二次風(fēng)風(fēng)門擋板6-2，內(nèi)二次風(fēng)通道4的進(jìn)風(fēng)口處裝有內(nèi)二次風(fēng)風(fēng) 門擋板4-2，外二次風(fēng)通道6的進(jìn)風(fēng)口處裝有外二次風(fēng)風(fēng)門擋板6-2，通過調(diào)節(jié)內(nèi)二次風(fēng)風(fēng) 門擋板4-2和外二次風(fēng)風(fēng)門擋板5-2的開度，可以調(diào)節(jié)各個通道的風(fēng)量和風(fēng)速。其它組成 及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
四相同。
具體實(shí)施方式
六結(jié)合圖7說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的煤粉燃燒器還包括內(nèi) 側(cè)煙氣再循環(huán)旋流器調(diào)節(jié)手柄3-3、內(nèi)二次風(fēng)旋流器調(diào)節(jié)手柄4-3、外側(cè)煙氣再循環(huán)旋流器 調(diào)節(jié)手柄5-3、外側(cè)煙氣再循環(huán)旋流器調(diào)節(jié)手柄6-3，所述內(nèi)側(cè)煙氣再循環(huán)旋流器3-1內(nèi)設(shè) 有內(nèi)側(cè)煙氣再循環(huán)旋流器調(diào)節(jié)手柄3-3，內(nèi)二次風(fēng)旋流器4-1上設(shè)有內(nèi)二次風(fēng)旋流器調(diào)節(jié) 手柄4-3，外側(cè)煙氣再循環(huán)旋流器5-1上設(shè)有外側(cè)煙氣再循環(huán)旋流器調(diào)節(jié)手柄5-3，外二次 風(fēng)旋流器6-1上設(shè)有外側(cè)煙氣再循環(huán)旋流器調(diào)節(jié)手柄6-3，此結(jié)構(gòu)可調(diào)整旋流器的角度或 在通道中的位置，可以調(diào)整本發(fā)明出口的旋流強(qiáng)度，改變中心回流區(qū)大小，形成合適的中心 回流區(qū)。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
五相同。工作原理從一次風(fēng)輸粉管道送來的含煤粉的空氣經(jīng)過一次風(fēng)通道1內(nèi)的一組錐 環(huán)形的分離環(huán)2后，煤粉被集中在一次風(fēng)通道1的中心噴入爐膛，噴入位置正對一次風(fēng)通道 1的中心回流區(qū)中心部分，濃煤粉氣流被集中在這個區(qū)域，形成煤粉濃淡分級燃燒，可有效 抑制燃料型NOx的生成；從工業(yè)窯爐尾部抽回來的煙氣含氧量較低，以低風(fēng)速3-5m/s經(jīng)過 內(nèi)側(cè)煙氣再循環(huán)通道3和外側(cè)煙氣再循環(huán)通道5后，進(jìn)入爐膛，結(jié)合一次風(fēng)沿徑向形成了燃 料分級燃燒和空氣分級燃燒，從燃燒器中心到外圍分別為濃煤粉氣流，淡煤粉氣流，低氧量 的內(nèi)側(cè)再循環(huán)煙氣，內(nèi)二次風(fēng)，低氧量的外側(cè)再循環(huán)煙氣和外二次風(fēng)。
權(quán)利要求
一種用于工業(yè)窯爐的采用煙氣再循環(huán)的旋流煤粉燃燒器，所述煤粉燃燒器包括一次風(fēng)通道(1)、內(nèi)二次風(fēng)通道(4)、內(nèi)二次風(fēng)旋流器(4-1)、外二次風(fēng)通道(6)和外二次風(fēng)旋流器(6-1)，所述一次風(fēng)通道(1)設(shè)在環(huán)形內(nèi)二次風(fēng)通道(4)內(nèi)，所述內(nèi)二次風(fēng)通道(4)設(shè)在環(huán)形外二次風(fēng)通道(6)內(nèi)，所述內(nèi)二次風(fēng)通道(4)內(nèi)安裝有內(nèi)二次風(fēng)旋流器(4-1)，所述外二次風(fēng)通道(6)內(nèi)安裝有外二次風(fēng)旋流器(6-1)，其特征在于所述煤粉燃燒器還包括一組錐環(huán)形的分離環(huán)(2)、內(nèi)側(cè)煙氣再循環(huán)通道(3)和外側(cè)煙氣再循環(huán)通道(5)，所述一次風(fēng)通道(1)內(nèi)設(shè)有一組錐環(huán)形的分離環(huán)(2)，一組錐環(huán)形的分離環(huán)(2)的小直徑端朝向一次風(fēng)通道(1)的出口端，所述一次風(fēng)通道(1)與內(nèi)二次風(fēng)通道(4)之間設(shè)有環(huán)形內(nèi)側(cè)煙氣再循環(huán)通道(3)，所述內(nèi)二次風(fēng)通道(4)與外二次風(fēng)通道(6)之間設(shè)有環(huán)形外側(cè)煙氣再循環(huán)通道(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于工業(yè)窯爐的采用煙氣再循環(huán)的旋流煤粉燃燒器，其 特征在于所述煤粉燃燒器還包括內(nèi)側(cè)煙氣再循環(huán)旋流器(3-1)，所述內(nèi)側(cè)煙氣再循環(huán)通道 (3)內(nèi)設(shè)有內(nèi)側(cè)煙氣再循環(huán)旋流器(3-1)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述一種用于工業(yè)窯爐的采用煙氣再循環(huán)的旋流煤粉燃燒 器，其特征在于所述煤粉燃燒器還包括外側(cè)煙氣再循環(huán)旋流器(5-1)，外側(cè)煙氣再循環(huán)通道 (5)內(nèi)設(shè)有外側(cè)煙氣再循環(huán)旋流器(5-1)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種用于工業(yè)窯爐的采用煙氣再循環(huán)的旋流煤粉燃燒器，其特 征在于所述煤粉燃燒器還包括內(nèi)側(cè)煙氣再循環(huán)風(fēng)門擋板(3-2)和外側(cè)煙氣再循環(huán)風(fēng)門擋 板(5-2)，所述內(nèi)側(cè)煙氣再循環(huán)通道(3)的進(jìn)風(fēng)口處裝有內(nèi)側(cè)煙氣再循環(huán)風(fēng)門擋板(3-2)， 外側(cè)煙氣再循環(huán)通道(5)的進(jìn)風(fēng)口處安裝有外側(cè)煙氣再循環(huán)風(fēng)門擋板(5-2)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種用于工業(yè)窯爐的采用煙氣再循環(huán)的旋流煤粉燃燒器，其特 征在于所述煤粉燃燒器還包括內(nèi)二次風(fēng)風(fēng)門擋板(4-2)和外二次風(fēng)風(fēng)門擋板(6-2)，內(nèi)二 次風(fēng)通道(4)的進(jìn)風(fēng)口處裝有內(nèi)二次風(fēng)風(fēng)門擋板(4-2)，外二次風(fēng)通道(6)的進(jìn)風(fēng)口處裝有 外二次風(fēng)風(fēng)門擋板(6-2)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述一種用于工業(yè)窯爐的采用煙氣再循環(huán)的旋流煤粉燃燒器，其 特征在于所述煤粉燃燒器還包括內(nèi)側(cè)煙氣再循環(huán)旋流器調(diào)節(jié)手柄(3-3)、內(nèi)二次風(fēng)旋流器 調(diào)節(jié)手柄(4-3)、外側(cè)煙氣再循環(huán)旋流器調(diào)節(jié)手柄(5-3)、外側(cè)煙氣再循環(huán)旋流器調(diào)節(jié)手柄 (6-3)，所述內(nèi)側(cè)煙氣再循環(huán)旋流器(3-1)上設(shè)有內(nèi)側(cè)煙氣再循環(huán)旋流器調(diào)節(jié)手柄(3-3)， 內(nèi)二次風(fēng)旋流器(4-1)上設(shè)有內(nèi)二次風(fēng)旋流器調(diào)節(jié)手柄(4-3)，外側(cè)煙氣再循環(huán)旋流器 (5-1)上設(shè)有外側(cè)煙氣再循環(huán)旋流器調(diào)節(jié)手柄(5-3)，外二次風(fēng)旋流器(6-1)上設(shè)有外側(cè)煙 氣再循環(huán)旋流器調(diào)節(jié)手柄(6-3)。
全文摘要
一種用于工業(yè)窯爐的采用煙氣再循環(huán)的旋流煤粉燃燒器，它涉及一種煤粉燃燒器。本發(fā)明的目的是解決目前用于工業(yè)窯爐的煤粉燃燒器NOx排放量大的問題。所述煤粉燃燒器還包括一組錐環(huán)形的分離環(huán)、內(nèi)側(cè)煙氣再循環(huán)通道和外側(cè)煙氣再循環(huán)通道，所述一次風(fēng)通道內(nèi)設(shè)有一組錐環(huán)形的分離環(huán)，一組錐環(huán)形的分離環(huán)的小直徑端朝向一次風(fēng)通道的出口端，所述一次風(fēng)通道與內(nèi)二次風(fēng)通道之間設(shè)有環(huán)形內(nèi)側(cè)煙氣再循環(huán)通道，所述內(nèi)二次風(fēng)通道與外二次風(fēng)通道之間設(shè)有環(huán)形外側(cè)煙氣再循環(huán)通道。本發(fā)明可以廣泛應(yīng)用于用于工業(yè)窯爐。
文檔編號F23D1/02GK101876433SQ20101021362
公開日2010年11月3日 申請日期2010年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月30日
發(fā)明者朱群益, 李爭起, 楊連杰, 申珊平, 陳智超 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)