專利名稱:富氧供風(fēng)的雙蓄熱式高溫貧氧燃燒器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明屬于燃燒器技術(shù)領(lǐng)域,提供了 一種富氧供風(fēng)的雙蓄熱式高溫貧氧燃燒器, 從而實(shí)現(xiàn)燃燒器節(jié)能降耗的同時(shí)又降低氮氧化合物的排放。
背景技術(shù):
傳統(tǒng)燃燒中利用空氣助燃,助燃空氣中約79%的氮?dú)獠粎⑴c燃燒,反而形成煙氣 帶走燃燒產(chǎn)生的一部分熱量。而富氧及純氧燃燒技術(shù)使用富氧空氣或純氧助燃,減少了煙 氣中的氮?dú)?,從根本上減少了煙氣帶走的余熱;同時(shí)提高了爐氣中三原子分子(CO2、H2O)的 含量使得爐內(nèi)輻射換熱加強(qiáng),提高了爐內(nèi)傳熱效率,降低了燃料消耗,但同時(shí)由于火焰溫度 高,使得氧化燒損高,熱力型氮氧化合物生成量大量增加。蓄熱式燃燒器利用集成到燃燒器中的蓄熱體作為中間介質(zhì),回收煙氣余熱,預(yù)熱 助燃空氣和燃?xì)?,預(yù)熱空氣的溫度一般只比進(jìn)蓄熱體煙氣溫度低100 150°C,煙氣排放溫 度只有150°C,最大范圍回收了煙氣中的余熱,且提高了低熱值燃料的燃燒溫度。將富氧用于蓄熱式燃燒器助燃,一方面通過(guò)減少煙氣量以減少煙氣帶走的熱量, 另一方面最大范圍回收了煙氣中的余熱,能進(jìn)一步提高熱效率,但同時(shí)由于助燃空氣氧含 量和預(yù)熱溫度的提高,燃料燃燒溫度進(jìn)一步提高,氧化燒損和氮氧化合物生產(chǎn)問(wèn)題進(jìn)一步 加劇。在貧氧濃度條件下仍能穩(wěn)定燃燒的高溫貧氧燃燒方式,爐內(nèi)氧氣濃度低,燃燒均 勻,爐溫均勻且低于熱力型氮氧化合物的生成溫度,達(dá)到了氧化燒損低、氮氧化合物低的效^ ο因此,發(fā)明一種富氧供風(fēng),蓄熱體預(yù)熱助燃風(fēng)和燃?xì)?,回收煙氣余熱,同時(shí)能實(shí)現(xiàn) 高溫貧氧燃燒的燃燒器,將最大范圍提高燃燒系統(tǒng)熱效率的同時(shí)降低被加熱工件氧化燒損 和氮氧化合物排放,對(duì)工業(yè)生產(chǎn)節(jié)能降耗及環(huán)境保護(hù)具有重大意義。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種富氧供風(fēng)的雙蓄熱式高溫貧氧燃燒器,利用富氧空氣供 風(fēng),減少煙氣帶走余熱,加強(qiáng)爐內(nèi)傳熱效率,利用蓄熱體回收煙氣余熱,預(yù)熱助燃空氣和燃 氣,同時(shí)特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)高溫貧氧燃燒條件,弱化工業(yè)爐內(nèi)的氧化性氣氛以大幅度降 低被加熱物料氧化燒損率,從而解決工業(yè)爐高能耗、低成材率及氮氧化合物排放的問(wèn)題,并 且使難燃燃料燃燒充分。本發(fā)明包括燃?xì)膺M(jìn)口 /煙氣出口 1、富氧空氣進(jìn)口 /煙氣出口 2、富氧空氣蓄熱體 箱3、富氧空氣噴口磚4、燃?xì)鈬娍诖u5、燃?xì)庑顭狍w箱6、燃?xì)鈬娍?7、煙氣循環(huán)通道8、富氧 空氣與煙氣混合氣噴口 9、煙氣回流口 10、煙氣回流噴口磚11。燃?xì)膺M(jìn)口 /煙氣出口 1與換 向閥的燃?xì)獬隹?/煙氣入口的管路連接,富氧空氣進(jìn)口 /煙氣出口 2與換向閥的富氧空氣 出口 /煙氣出口的管路連接,燃?xì)膺M(jìn)口 /煙氣出口 1與富氧空氣進(jìn)口 /煙氣出口 2并排連 接到燃燒器,富氧空氣蓄熱體箱3位于富氧空氣進(jìn)口 /煙氣出口 2后,富氧空氣蓄熱體箱3與富氧空氣噴口磚4連接,煙氣循環(huán)通道8、富氧口氣與煙氣混合氣噴口 9位于富氧空氣噴 口磚4中,煙氣回流噴口磚11位于富氧空氣噴口磚4外圍,煙氣回流噴口磚11與富氧空氣 噴口磚4間的C形通道構(gòu)成煙氣回流口 10,燃?xì)庑顭狍w箱6位于燃?xì)膺M(jìn)口 /煙氣出口 1后, 燃?xì)庑顭狍w箱6與燃?xì)鈬娍诖u5連接,燃?xì)鈬娍?7位于燃?xì)鈬娍诖u5中。本發(fā)明的燃燒器利用富氧空氣助燃,從而減少煙氣中氮?dú)獾暮?,從源頭上減少 煙氣帶走的余熱,同時(shí)提高爐氣中三原子分子(CO2、H2O)的含量,使?fàn)t氣黑度提高,強(qiáng)化輻 射換熱,提高加熱效率;采用雙蓄熱方式,利用煙氣余熱預(yù)熱富氧空氣和燃?xì)?,將煙氣排?溫度降至約150°c (煙氣溫度低于150°c時(shí),煙氣中的水容易析出與煙氣中的二氧化硫形成 硫酸腐蝕設(shè)備),因此最大范圍回收了煙氣中的余熱;爐內(nèi)煙氣回流,降低富氧空氣的氧氣 濃度,實(shí)現(xiàn)爐內(nèi)高溫貧氧燃燒,燃燒溫度低于熱力型氮氧化合物的生成溫度,同時(shí)特殊的結(jié) 構(gòu)設(shè)計(jì)使得燃燒器在不同含氧量供風(fēng)的條件下仍能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的貧氧燃燒。在換向閥的控制 下,燃燒器分兩個(gè)工作狀態(tài)燃燒狀態(tài)和排煙狀態(tài)。一般30s 45s,換一次向。燃燒狀態(tài) 時(shí),富氧空氣通過(guò)進(jìn)口 2進(jìn)入富氧蓄熱體箱3,與富氧蓄熱體箱3中的蓄熱體換熱,吸收蓄 熱體儲(chǔ)存的煙氣余熱,溫度提高,受熱膨脹,動(dòng)量增加。在獲得較高動(dòng)量的富氧空氣作用下, 煙氣循環(huán)通道8處形成負(fù)壓,通過(guò)煙氣回流口 10卷吸爐內(nèi)煙氣。爐內(nèi)煙氣與富氧空氣混合 后,氧濃度降低,同時(shí)高溫?zé)煔庠俅晤A(yù)熱富氧空氣,高溫貧氧混合氣從富氧空氣與煙氣混合 氣噴口 9噴出。燃?xì)鈴娜細(xì)膺M(jìn)口 1中進(jìn)入燃燒器與燃?xì)庑顭狍w箱6中的蓄熱體換熱,提高 溫度與動(dòng)量,從燃?xì)鈬娍?7高速噴出,與混合氣逐漸混合燃燒。排煙狀態(tài)時(shí)煙氣通過(guò)燃?xì)鈬?口 7與混合氣噴口 9,分別進(jìn)入富氧空氣蓄熱體箱3、燃?xì)庑顭狍w箱6,與其中的蓄熱體換熱, 使蓄熱體儲(chǔ)存煙氣中的余熱。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果本發(fā)明的特別之處在于采用富氧供風(fēng),減少了煙氣中的氮?dú)夂?,同時(shí)提高了爐 氣中三原子分子(CO2,H2O)的含量,從而減少煙氣帶走的余熱并且提高了爐內(nèi)換熱效率;采 用集成到燃燒器中的蓄熱體對(duì)富氧空氣和燃?xì)膺M(jìn)行雙蓄熱,極限回收煙氣的余熱,同時(shí)提 高了低熱值燃料的燃燒溫度;通過(guò)結(jié)構(gòu)上的改進(jìn)和參數(shù)上的優(yōu)化,提高了富氧空氣的流速, 煙氣循環(huán)通道處形成了較大的負(fù)壓區(qū),回流煙氣可在負(fù)壓作用下無(wú)需任何動(dòng)力裝置進(jìn)入富 氧空氣通道,高溫?zé)煔獾倪M(jìn)入一方面極大沖淡了富氧空氣的氧濃度,另一方面對(duì)高溫富氧 空氣再次預(yù)熱,使燃燒在貧氧狀態(tài)下進(jìn)行,被加熱物料的氧化燒損率和氮氧化合物生成量 大幅降低,燃燒狀況更好,且通過(guò)控制富氧空氣壓力及改變煙氣回流口的大小,在不同含氧 量供風(fēng)的條件下,仍能調(diào)節(jié)富氧空氣與煙氣的混合比例,從而使混合氣達(dá)到所需的氧濃度; 通過(guò)煙氣多次循環(huán),煙氣中難燃燃料充分燃燒,提高了燃料的利用率。本發(fā)明提高工業(yè)爐換 熱效率,節(jié)約燃料、降低氧化燒損、降低氮氧化合物排放,經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益顯著。
圖1為燃燒器總體示意圖。其中,燃?xì)膺M(jìn)口 /煙氣出口 1、富氧空氣進(jìn)口 /煙氣出 口 2、富氧空氣蓄熱體箱3、富氧空氣噴口磚4、燃?xì)鈬娍诖u5、燃?xì)庑顭狍w箱6。圖2為燃燒器煙氣循環(huán)通道示意圖。其中,煙氣循環(huán)通道8。圖3為噴口磚結(jié)構(gòu)示意圖。其中,富氧空氣噴口磚4、燃?xì)鈬娍诖u5、燃?xì)鈬娍?7、煙 氣循環(huán)通道8、富氧口氣與煙氣混合氣噴口 9、煙氣回流口 10、煙氣回流噴口磚11。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明包括燃?xì)膺M(jìn)口 /煙氣出口 1、富氧空氣進(jìn)口 /煙氣出口 2、富氧空氣蓄熱體 箱3、富氧空氣噴口磚4、燃?xì)鈬娍诖u5、燃?xì)庑顭狍w箱6、燃?xì)鈬娍?7、煙氣循環(huán)通道8、富氧 空氣與煙氣混合氣噴口 9、煙氣回流口 10、煙氣回流噴口磚11。燃?xì)膺M(jìn)口 /煙氣出口 1與換 向閥的燃?xì)獬隹?/煙氣入口的管路連接,富氧空氣進(jìn)口 /煙氣出口 2與換向閥的富氧空氣 出口 /煙氣出口的管路連接,燃?xì)膺M(jìn)口 /煙氣出口 1與富氧空氣進(jìn)口 /煙氣出口 2并排連 接到燃燒器,富氧空氣蓄熱體箱3位于富氧空氣進(jìn)口 /煙氣出口 2后,富氧空氣蓄熱體箱3 與富氧空氣噴口磚4連接,煙氣循環(huán)通道8、富氧口氣與煙氣混合氣噴口 9位于富氧空氣噴 口磚4中,煙氣回流噴口磚11位于富氧空氣噴口磚4外圍,煙氣回流噴口磚11與富氧空氣 噴口磚4間的C形通道構(gòu)成煙氣回流口 10,燃?xì)庑顭狍w箱6位于燃?xì)膺M(jìn)口 /煙氣出口 1后, 燃?xì)庑顭狍w箱6與燃?xì)鈬娍诖u5連接,燃?xì)鈬娍?7位于燃?xì)鈬娍诖u5中。在換向閥的控制下,分兩個(gè)工作狀態(tài)燃燒狀態(tài)和排煙狀態(tài)。燃燒狀態(tài)時(shí),富氧空 氣通過(guò)富氧空氣進(jìn)口 /煙氣出口 2進(jìn)入燃燒器,與富氧空氣蓄熱體箱3中的蓄熱體換熱,溫 度提高,受熱膨脹,動(dòng)量增加。預(yù)熱后的富氧空氣體積迅速膨脹,在獲得較高動(dòng)量作用下,煙 氣循環(huán)通道8處形成負(fù)壓,通過(guò)煙氣回流口 10卷吸爐內(nèi)煙氣。爐內(nèi)煙氣與富氧空氣混合后, 氧濃度降低,同時(shí)高溫?zé)煔庠俅晤A(yù)熱富氧空氣,高溫貧氧混合氣從噴口 9噴出。燃?xì)鈴娜細(xì)?進(jìn)口 /煙氣出口 1中進(jìn)入燃燒器與燃?xì)庑顭狍w箱6中的蓄熱體換熱,提高溫度與動(dòng)量,從燃 氣噴口 7高速噴出,與混合氣逐漸混合燃燒。當(dāng)富氧空氣蓄熱體箱3、燃?xì)庑顭狍w箱6中的 蓄熱體溫度降到設(shè)計(jì)溫度時(shí),轉(zhuǎn)為排煙狀態(tài)。排煙狀態(tài)時(shí)煙氣通過(guò)燃?xì)鈬娍?7與混合氣噴 口 9,進(jìn)入燃燒器,與富氧空氣蓄熱體箱3、燃?xì)庑顭狍w箱6中的蓄熱體換熱。當(dāng)蓄熱體預(yù)熱 到設(shè)計(jì)溫度時(shí),完成一個(gè)工作周期,重新進(jìn)入燃燒工作狀態(tài)。
權(quán)利要求
1. 一種富氧供風(fēng)的雙蓄熱式高溫貧氧燃燒器,其特征在于,包括燃?xì)膺M(jìn)口 /煙氣出口(I)、富氧空氣進(jìn)口/煙氣出口 O)、富氧空氣蓄熱體箱(3)、富氧空氣噴口磚G)、燃?xì)鈬娍?磚(5)、燃?xì)庑顭狍w箱(6)、燃?xì)鈬娍?7)、煙氣循環(huán)通道(8)、富氧空氣與煙氣混合氣噴口 (9)、煙氣回流口(10)、煙氣回流噴口磚(11);燃?xì)膺M(jìn)口 /煙氣出口(1)與換向閥的燃?xì)獬?口 /煙氣入口的管路連接,富氧空氣進(jìn)口 /煙氣出口(2)與換向閥的富氧空氣出口 /煙氣 出口的管路連接,燃?xì)膺M(jìn)口 /煙氣出口(1)與富氧空氣進(jìn)口 /煙氣出口(2)并排連接到燃 燒器,富氧空氣蓄熱體箱(3)位于富氧空氣進(jìn)口 /煙氣出口(2)后,富氧空氣蓄熱體箱(3) 與富氧空氣噴口磚(4)連接,煙氣循環(huán)通道(8)、富氧口氣與煙氣混合氣噴口(9)位于富氧 空氣噴口磚中,煙氣回流噴口磚(11)位于富氧空氣噴口磚(4)外圍,煙氣回流噴口磚(II)與富氧空氣噴口磚⑷間的C形通道構(gòu)成煙氣回流口(10),燃?xì)庑顭狍w箱(6)位于燃 氣進(jìn)口 /煙氣出口(1)后,燃?xì)庑顭狍w箱(6)與燃?xì)鈬娍诖u( 連接,燃?xì)鈬娍?7)位于燃 氣噴口磚(5)中。
全文摘要
一種富氧供風(fēng)的雙蓄熱式高溫貧氧燃燒器,屬于燃燒器技術(shù)領(lǐng)域。包括燃?xì)膺M(jìn)口/煙氣出口、富氧空氣進(jìn)口/煙氣出口、富氧空氣蓄熱體箱、富氧空氣噴口磚、燃?xì)鈬娍诖u、燃?xì)庑顭狍w箱、燃?xì)鈬娍凇煔庋h(huán)通道、富氧空氣與煙氣混合氣噴口、煙氣回流口、煙氣回流噴口磚。優(yōu)點(diǎn)在于,利用富氧空氣供風(fēng),減少煙氣帶走余熱,加強(qiáng)爐內(nèi)傳熱效率,利用蓄熱體回收煙氣余熱,預(yù)熱助燃空氣和燃?xì)猓瑫r(shí)特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)高溫貧氧燃燒條件,弱化工業(yè)爐內(nèi)的氧化性氣氛以大幅度降低被加熱物料氧化燒損率,從而解決工業(yè)爐高能耗、低成材率及氮氧化合物排放的問(wèn)題,并且使難燃燃料燃燒充分。
文檔編號(hào)F23D14/48GK102095200SQ201110064540
公開(kāi)日2011年6月15日 申請(qǐng)日期2011年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月17日
發(fā)明者馮娜, 鄭克明 申請(qǐng)人:北京沃克能源科技有限公司