專利名稱：富氧供風的雙蓄熱式高溫貧氧燃燒器的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于燃燒器技術領域，提供了一種富氧供風的雙蓄熱式高溫貧氧燃燒器，從而實現(xiàn)燃燒器節(jié)能降耗的同時又降低氮氧化合物的排放。
背景技術：
傳統(tǒng)燃燒中利用空氣助燃，助燃空氣中約79%的氮氣不參與燃燒，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使用富氧空氣或純氧助燃，減少了煙氣中的氮氣，從根本上減少了煙氣帶走的余熱；同時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，提高了爐內(nèi)傳熱效率，降低了燃料消耗，但同時由于火焰溫度高，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，回收煙氣余熱，預熱助燃空氣和燃氣，預熱空氣的溫度一般只比進蓄熱體煙氣溫度低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，能進一步提高熱效率，但同時由于助燃空氣氧含量和預熱溫度的提高，燃料燃燒溫度進一步提高，氧化燒損和氮氧化合物生產(chǎn)問題進一步加劇。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，達到了氧化燒損低、氮氧化合物低的效
^ ο因此，提供一種富氧供風，蓄熱體預熱助燃風和燃氣，回收煙氣余熱，同時能實現(xiàn)高溫貧氧燃燒的燃燒器，將最大范圍提高燃燒系統(tǒng)熱效率的同時降低被加熱工件氧化燒損和氮氧化合物排放，對工業(yè)生產(chǎn)節(jié)能降耗及環(huán)境保護具有重大意義。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種富氧供風的雙蓄熱式高溫貧氧燃燒器，利用富氧空氣供風，減少煙氣帶走余熱，加強爐內(nèi)傳熱效率，利用蓄熱體回收煙氣余熱，預熱助燃空氣和燃氣，同時特殊的結構設計，實現(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題，并且使難燃燃料燃燒充分。本實用新型包括燃氣進口 /煙氣出口 1、富氧空氣進口 /煙氣出口 2、富氧空氣蓄熱體箱3、富氧空氣噴口磚4、燃氣噴口磚5、燃氣蓄熱體箱6、燃氣噴口 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。燃氣進口 /煙氣出口 1 與換向閥的燃氣出口 /煙氣入口的管路連接，富氧空氣進口 /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，燃氣進口 /煙氣出口 1與富氧空氣進口 /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形通道構成煙氣回流口 10，燃氣蓄熱體箱6位于燃氣進口 /煙氣出口 1后，燃氣蓄熱體箱6與燃氣噴口磚5連接，燃氣噴口 7位于燃氣噴口磚5中。本實用新型的燃燒器利用富氧空氣助燃，從而減少煙氣中氮氣的含量，從源頭上減少煙氣帶走的余熱，同時提高爐氣中三原子分子(CO2、H2O)的含量，使爐氣黑度提高，強化輻射換熱，提高加熱效率；采用雙蓄熱方式，利用煙氣余熱預熱富氧空氣和燃氣，將煙氣排放溫度降至約150°c (煙氣溫度低于150°C時，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，同時特殊的結構設計使得燃燒器在不同含氧量供風的條件下仍能實現(xiàn)穩(wěn)定的貧氧燃燒。在換向閥的控制下，燃燒器分兩個工作狀態(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，富氧空氣通過進口 2進入富氧蓄熱體箱3，與富氧蓄熱體箱3中的蓄熱體換熱，吸收蓄熱體儲存的煙氣余熱，溫度提高，受熱膨脹，動量增加。在獲得較高動量的富氧空氣作用下，煙氣循環(huán)通道8處形成負壓，通過煙氣回流口 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，同時高溫煙氣再次預熱富氧空氣，高溫貧氧混合氣從富氧空氣與煙氣混合氣噴口 9噴出。燃氣從燃氣進口 1中進入燃燒器與燃氣蓄熱體箱6中的蓄熱體換熱， 提高溫度與動量，從燃氣噴口 7高速噴出，與混合氣逐漸混合燃燒。排煙狀態(tài)時煙氣通過燃氣噴口 7與混合氣噴口 9，分別進入富氧空氣蓄熱體箱3、燃氣蓄熱體箱6，與其中的蓄熱體換熱，使蓄熱體儲存煙氣中的余熱。本實用新型的優(yōu)點和積極效果本實用新型的特別之處在于采用富氧供風，減少了煙氣中的氮氣含量，同時提高了爐氣中三原子分子(C02，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富氧空氣和燃氣進行雙蓄熱，極限回收煙氣的余熱，同時提高了低熱值燃料的燃燒溫度；通過結構上的改進和參數(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壓區(qū)，回流煙氣可在負壓作用下無需任何動力裝置進入富氧空氣通道，高溫煙氣的進入一方面極大沖淡了富氧空氣的氧濃度，另一方面對高溫富氧空氣再次預熱，使燃燒在貧氧狀態(tài)下進行，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，從而使混合氣達到所需的氧濃度；通過煙氣多次循環(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)濟效益和環(huán)境效益顯著。

圖1為燃燒器總體示意圖。其中，燃氣進口 /煙氣出口 1、富氧空氣進口 /煙氣出口 2、富氧空氣蓄熱體箱3、富氧空氣噴口磚4、燃氣噴口磚5、燃氣蓄熱體箱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為噴口磚結構示意圖。其中，富氧空氣噴口磚4、燃氣噴口磚5、燃氣噴口 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。
具體實施方式
本實用新型包括燃氣進口 /煙氣出口 1、富氧空氣進口 /煙氣出口 2、富氧空氣蓄熱體箱3、富氧空氣噴口磚4、燃氣噴口磚5、燃氣蓄熱體箱6、燃氣噴口 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。燃氣進口 /煙氣出口 1 與換向閥的燃氣出口 /煙氣入口的管路連接，富氧空氣進口 /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，燃氣進口 /煙氣出口 1與富氧空氣進口 /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形通道構成煙氣回流口 10，燃氣蓄熱體箱6位于燃氣進口 /煙氣出口 1后，燃氣蓄熱體箱6與燃氣噴口磚5連接，燃氣噴口 7位于燃氣噴口磚5中。在換向閥的控制下，分兩個工作狀態(tài)燃燒狀態(tài)和排煙狀態(tài)。燃燒狀態(tài)時，富氧空氣通過富氧空氣進口 /煙氣出口 2進入燃燒器，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，動量增加。預熱后的富氧空氣體積迅速膨脹，在獲得較高動量作用下，煙氣循環(huán)通道8處形成負壓，通過煙氣回流口 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，同時高溫煙氣再次預熱富氧空氣，高溫貧氧混合氣從噴口 9噴出。燃氣從燃氣進口 /煙氣出口 1中進入燃燒器與燃氣蓄熱體箱6中的蓄熱體換熱，提高溫度與動量，從燃氣噴口 7高速噴出，與混合氣逐漸混合燃燒。當富氧空氣蓄熱體箱3、燃氣蓄熱體箱6中的蓄熱體溫度降到設計溫度時，轉為排煙狀態(tài)。排煙狀態(tài)時煙氣通過燃氣噴口 7與混合氣噴口 9，進入燃燒器，與富氧空氣蓄熱體箱3、燃氣蓄熱體箱6中的蓄熱體換熱。當蓄熱體預熱到設計溫度時，完成一個工作周期，重新進入燃燒工作狀態(tài)。
權利要求1. 一種富氧供風的雙蓄熱式高溫貧氧燃燒器，其特征在于，包括燃氣進口 /煙氣出口(I)、富氧空氣進口/煙氣出口 O)、富氧空氣蓄熱體箱(3)、富氧空氣噴口磚G)、燃氣噴口磚(5)、燃氣蓄熱體箱(6)、燃氣噴口(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)；燃氣進口 /煙氣出口(1)與換向閥的燃氣出口 /煙氣入口的管路連接，富氧空氣進口 /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，燃氣進口 /煙氣出口(1)與富氧空氣進口 /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形通道構成煙氣回流口(10)，燃氣蓄熱體箱(6)位于燃氣進口 /煙氣出口(1)后，燃氣蓄熱體箱(6)與燃氣噴口磚( 連接，燃氣噴口(7)位于燃氣噴口磚(5)中。
專利摘要一種富氧供風的雙蓄熱式高溫貧氧燃燒器，屬于燃燒器技術領域。包括燃氣進口/煙氣出口、富氧空氣進口/煙氣出口、富氧空氣蓄熱體箱、富氧空氣噴口磚、燃氣噴口磚、燃氣蓄熱體箱、燃氣噴口、煙氣循環(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)點在于，利用富氧空氣供風，減少煙氣帶走余熱，加強爐內(nèi)傳熱效率，利用蓄熱體回收煙氣余熱，預熱助燃空氣和燃氣，同時特殊的結構設計，實現(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題，并且使難燃燃料燃燒充分。
文檔編號F23D14/00GK201973711SQ20112007202
公開日2011年9月14日 申請日期2011年3月17日 優(yōu)先權日2011年3月17日
發(fā)明者馮娜, 鄭克明 申請人:北京沃克能源科技有限公司