本發(fā)明涉及燃燒器領域，尤其涉及一種超低氮氧化物排放的燃氣燃燒器。

背景技術：

燃氣在通過燃燒器燃燒的過程中產(chǎn)生氮氧化物，且氮氧化物隨溫度的增加而急劇增長。

傳統(tǒng)的燃燒器為“有焰燃燒”。在有焰燃燒狀態(tài)下，燃燒反應集中在狹窄的火焰鋒面區(qū)域，火焰面的溫度高，導致大量氮氧化物生成。為降低氮氧化物的生成，目前燃燒器所采取技術通常為分段供風燃燒、煙氣再循環(huán)等措施。降低火焰區(qū)域溫度，從而降低氮氧化物的生成。但燃燒的火焰鋒面仍然存在，仍有較高的氮氧化物生成。

傳統(tǒng)燃燒器的氮氧化物生成量通常大于60ppm。隨環(huán)保條例對燃燒廢氣中氮氧化物的排放要求日益嚴格，需要氮氧化物生成量更低的燃燒器。

由此，本發(fā)明人憑借多年從事相關行業(yè)的經(jīng)驗與實踐，提出一種燃氣燃燒器，以克服現(xiàn)有技術的缺陷。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種燃氣燃燒器，克服現(xiàn)有技術中存在的有焰燃燒氮氧化物生成量較高的問題，該燃氣燃燒器能夠?qū)崿F(xiàn)無焰燃燒，大幅降低氮氧化物的生成量，實現(xiàn)清潔環(huán)保的目的。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，一種燃氣燃燒器，包括與加熱設備固定連接的燒嘴磚，所述燒嘴磚內(nèi)靠近所述加熱設備的一端設置凹槽，所述凹槽與所述加熱設備的內(nèi)腔連通構成燃燒空間，所述燒嘴磚遠離所述加熱設備的一端固定連通有氣體輸入裝置，所述燒嘴磚上設置有一端與凹槽連通、且另一端延伸至所述燒嘴磚外壁的燃燒室，所述氣體輸入裝置包括密封固定連通于燃燒室另一端的空氣輸入殼體，所述空氣輸入殼體內(nèi)間隔套設有一端設置于所述燃燒室內(nèi)的燃氣芯管，所述空氣輸入殼體內(nèi)還套設有一端設置于所述燃燒室內(nèi)的點火電極，所述燒嘴磚上還設有與所述燃燒室間隔設置的自外向內(nèi)、且一端與凹槽連通的燃氣噴槍。

在本發(fā)明的一較佳實施方式中，所述燒嘴磚上設置有一端與凹槽連通、且另一端延伸至所述燒嘴磚外壁的燃氣孔，所述燃氣孔中套設所述燃氣噴槍，所述燃氣噴槍的噴口設置于所述燃氣孔中。

在本發(fā)明的一較佳實施方式中，所述空氣輸入殼體上設置殼體密封端，所述燃氣芯管的一端密封穿設通過所述殼體密封端和所述空氣輸入殼體的內(nèi)腔后設置于所述燃燒室內(nèi)，所述點火電極的一端密封穿設通過所述殼體密封端和所述空氣輸入殼體的內(nèi)腔后設置于所述燃燒室內(nèi)，所述空氣輸入殼體上還設置有空氣入口。

在本發(fā)明的一較佳實施方式中，所述燃氣芯管的一端套設有位于所述燃燒室內(nèi)的空氣旋流盤，所述點火電極的一端穿設通過所述空氣旋流盤。

在本發(fā)明的一較佳實施方式中，所述空氣旋流盤為圓盤狀結(jié)構，所述圓盤狀結(jié)構的中心處設置有貫通的燃氣芯管過孔，所述圓盤狀結(jié)構上還設置有貫通的電極過孔，所述圓盤狀結(jié)構的外圓周處設置有多個沿周向均布的、且位于所述燃氣芯管的徑向外側(cè)的旋流過孔，所述旋流過孔的軸線與所述空氣旋流盤的端面呈第一傾斜角設置。

在本發(fā)明的一較佳實施方式中，所述燃氣芯管的一端密封設置有芯管端蓋，所述芯管端蓋上設置有多個沿周向均布的燃氣噴孔。

在本發(fā)明的一較佳實施方式中，所述燃氣噴槍的數(shù)量為多個，各所述燃氣噴槍關于所述燒嘴磚的中心對稱設置。

在本發(fā)明的一較佳實施方式中，所述燃燒室靠近所述凹槽的一端設置有直徑向靠近所述凹槽空間方向漸縮的錐形孔段。

在本發(fā)明的一較佳實施方式中，所述燃氣芯管的入口和所述燃氣噴槍的入口均與燃氣供給管道連通，所述燃氣芯管的入口處設置第一控制閥門，所述燃氣噴槍的入口處設置第二控制閥門。

由上所述，本發(fā)明提供的燃氣燃燒器具有如下有益效果：

本發(fā)明提供的燃氣燃燒器設置有燃氣芯管和燃氣噴槍兩種燃氣通道，燃氣芯管中供給燃氣滿足傳統(tǒng)的“有焰燃燒”模式的需求，燃氣噴槍中供給燃氣滿足“無焰燃燒”模式的需求，當燃燒空間中的溫度高于燃料的自燃點溫度時，燃氣芯管供氣切換到燃氣噴槍供氣，燃燒空間內(nèi)“有焰燃燒”轉(zhuǎn)換為“無焰燃燒”，極大地降低氮氧化物的生成量，在“無焰燃燒”模式下，氮氧化物的生成量范圍是10～25ppm,較相同燃燒空間溫度下的常規(guī)燃燒器，氮氧化物排放量降低50％～90％，實現(xiàn)清潔環(huán)保的目的；本發(fā)明的燃氣燃燒器適用于天然氣、焦爐煤氣及低熱值混合煤氣等多種燃料，適用范圍廣。

附圖說明

以下附圖僅旨在于對本發(fā)明做示意性說明和解釋，并不限定本發(fā)明的范圍。其中：

圖1：為本發(fā)明的燃氣燃燒器的結(jié)構圖。

圖2：為本發(fā)明的燃氣燃燒器的內(nèi)部結(jié)構圖。

圖3：為圖2中A-A剖視圖。

圖4：為本發(fā)明的燃氣芯管處的結(jié)構示意圖。

圖中：

100、燃氣燃燒器；

1、燒嘴磚；

10、凹槽；

11、燃燒室；

110、錐形孔段；

12、燃氣孔；

2、氣體輸入裝置；

21、空氣輸入殼體；

211、殼體密封端蓋；

212、空氣入口；

22、燃氣芯管；

221、燃氣噴孔；

222、芯管端蓋；

23、空氣旋流盤；

230、圓盤狀結(jié)構；

231、燃氣芯管過孔；

232、旋流過孔；

3、點火電極；

4、燃氣噴槍。

具體實施方式

為了對本發(fā)明的技術特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照附圖說明本發(fā)明的具體實施方式。

如圖1至圖4所示，本發(fā)明提供的燃氣燃燒器100，包括與加熱設備(現(xiàn)有技術，圖中未示出)固定連接的燒嘴磚1，在本發(fā)明的一具體實施例中，燒嘴磚1通過連接法蘭固定于加熱設備上；燒嘴磚1內(nèi)靠近加熱設備的一端設置凹槽10，凹槽10與加熱設備的內(nèi)腔連通構成燃燒空間，燒嘴磚1遠離加熱設備的一端固定連通有氣體輸入裝置2，燒嘴磚1上設置有一端與凹槽10連通、且另一端延伸至燒嘴磚1外壁的燃燒室11，氣體輸入裝置2包括密封固定連通于燃燒室11另一端的空氣輸入殼體21，空氣輸入殼體21內(nèi)間隔套設有一端設置于燃燒室11內(nèi)的燃氣芯管22，空氣輸入殼體21內(nèi)還套設有一端設置于燃燒室11內(nèi)的點火電極3，燒嘴磚1上還設有與燃燒室11間隔設置的自外向內(nèi)、且一端與凹槽10連通的燃氣噴槍4。本發(fā)明提供的燃氣燃燒器100設置燃氣芯管22和燃氣噴槍4兩種燃氣通道，燃氣芯管22中供給燃氣滿足傳統(tǒng)的“有焰燃燒”模式的需求，燃氣噴槍4中供給燃氣滿足“無焰燃燒”模式的需求，當燃燒空間中的溫度低于燃料的自燃點溫度時，燃氣芯管22供氣，燃燒空間內(nèi)為“有焰燃燒”模式，當燃燒空間中的溫度高于燃料的自燃點溫度時，切換到燃氣噴槍4供氣，燃燒空間內(nèi)“有焰燃燒”轉(zhuǎn)換為“無焰燃燒”(無焰燃燒時，由于反應區(qū)域內(nèi)反應物濃度低，使得反應區(qū)域擴大，消除了傳統(tǒng)燃燒中火焰面，甚至充滿整個燃燒空間，因此被稱為“無焰燃燒”。無焰燃燒下，整個燃燒室溫度分布均勻，不再存在傳統(tǒng)燃燒過程中出現(xiàn)的局部高溫區(qū),可將排煙中氮氧化物濃度控制在很低的水平。)，極大地降低氮氧化物的生成量，在“無焰燃燒”模式下，氮氧化物的生成量范圍是10～25ppm,較相同燃燒空間溫度下的常規(guī)燃燒器，氮氧化物排放量降低50％～90％，實現(xiàn)清潔環(huán)保的目的；本發(fā)明的燃氣燃燒器100適用于天然氣、焦爐煤氣及低熱值混合煤氣等多種燃料，適用范圍廣。

進一步，如圖2、圖3所示，燒嘴磚1上設置有一端與凹槽10連通、且另一端延伸至燒嘴磚1外壁的燃氣孔12，燃氣孔12中套設前述的燃氣噴槍4，燃氣噴槍4的噴口設置于燃氣孔12中，燃氣從燃氣噴槍4中高速噴入燃燒空間，在燃燒空間中形成無焰燃燒。在本實施方式中，燃氣噴槍4的數(shù)量為多個，各燃氣噴槍4關于燒嘴磚1的中心對稱設置。在本發(fā)明的一具體實施例中，燃氣噴槍的數(shù)量為2個。燃氣噴槍4供氣時，燃氣來流通過燃氣噴槍4噴入燃燒空間，在燃燒空間中與經(jīng)空氣輸入殼體21輸入的空氣混合，形成無焰燃燒。

進一步，如圖2所示，空氣輸入殼體21上設置殼體密封端，在本實施方式中，空氣輸入殼體21遠離燒嘴磚1的一端密封連接殼體密封端蓋211構成殼體密封端；燃氣芯管22的一端密封穿設通過殼體密封端和空氣輸入殼體21的內(nèi)腔后設置于燃燒室11內(nèi)，點火電極3的一端密封穿設通過殼體密封端和空氣輸入殼體21的內(nèi)腔后設置于燃燒室11內(nèi)，空氣輸入殼體21上還設置有空氣入口212，空氣自空氣入口212進入燃燒室11。本發(fā)明的燃氣燃燒器100所實現(xiàn)的“無焰燃燒”并非預混的無焰燃燒，而是擴散燃燒，為滿足無焰燃燒的條件，需要通過傳統(tǒng)的有焰燃燒方式將燃燒空間的溫度提高至燃氣的自燃點以上。燃氣燃燒器100使用之初，內(nèi)部溫度較低，此時需要通過燃氣芯管22向燃燒空間內(nèi)供給燃氣，經(jīng)空氣輸入殼體21輸入的空氣與燃燒室11內(nèi)的燃氣混合，經(jīng)點火電極3打火點燃，空氣與燃氣于燃燒空間中實現(xiàn)低溫階段的穩(wěn)定燃燒，此時的燃燒模式是“有焰燃燒”模式，由于此時的爐溫較低，氮氧化物的生成量也較低，一般生成量小于30ppm。

進一步，如圖2、圖3、圖4所示，燃氣芯管22的一端套設有位于燃燒室11內(nèi)的空氣旋流盤23，點火電極3的一端穿設通過該空氣旋流盤23。

進一步，如圖2、圖3、圖4所示，空氣旋流盤23為圓盤狀結(jié)構230，圓盤狀結(jié)構230的中心處設置有貫通的燃氣芯管過孔231，圓盤狀結(jié)構230上還設置有貫通的電極過孔，點火電極3的一端穿設通過電極過孔；圓盤狀結(jié)構230上設置有多個沿周向均布的、且位于燃氣芯管22的徑向外側(cè)的旋流過孔232，旋流過孔232的軸線與空氣旋流盤23的端面呈第一傾斜角(可為螺旋角)設置?？諝廨斎霘んw21輸入的空氣經(jīng)旋流過孔232均勻噴入燃燒室11、燃燒空間中。

進一步，如圖2、圖3、圖4所示，燃氣芯管22的一端密封設置有芯管端蓋222，芯管端蓋222上設置有多個沿周向均布的燃氣噴孔221。燃氣芯管22供給的燃氣經(jīng)燃氣噴孔221均勻噴入燃燒室11、燃燒空間中。

進一步，如圖2所示，燃燒室11靠近凹槽10的一端設置有直徑向靠近凹槽10方向漸縮的錐形孔段110。錐形孔段110形成縮口型出口，能夠有效提高燃燒室11出口氣流速度。

進一步，燃氣芯管22供給燃氣的速度為15～30m/s，燃氣噴槍4供給燃氣的速度為30～200m/s，燃氣噴槍4的噴口處形成高速噴射，以形成燃燒空間中的無焰燃燒。

進一步，燃氣芯管22的入口和燃氣噴槍4的入口均與燃氣供給管道連通，燃氣芯管22的入口處設置第一控制閥門，燃氣噴槍4的入口處設置第二控制閥門。本發(fā)明的燃氣燃燒器100在使用之初處于低溫階段，由燃氣芯管22供給燃氣實現(xiàn)低溫階段的穩(wěn)定的“有焰燃燒”，此時第一控制閥門打開，第二控制閥門關閉；當燃燒空間的溫度高于燃料的自燃點溫度時，需要由燃氣噴槍4供給燃氣實現(xiàn)“無焰燃燒”，此時關閉第一控制閥，打開第二控制閥門。

本發(fā)明的燃氣燃燒器100使用時，首先將燃氣燃燒器100連接于加熱設備上，首先打開第一控制閥門，關閉第二控制閥門，由燃氣芯管22供給燃氣，燃氣自燃氣芯管22的一端的燃氣噴孔221噴出進入燃燒室11，同時空氣經(jīng)由空氣入口212進入空氣輸入殼體21，并經(jīng)空氣旋流盤23上的旋流過孔232均勻噴入燃燒室11、燃燒空間中，燃氣與空氣混合，經(jīng)點火電極3打火點燃，燃燒空間中實現(xiàn)低溫階段的穩(wěn)定的“有焰燃燒”，當燃燒空間的溫度高于燃料的自燃點溫度時，關閉第一控制閥，打開第二控制閥門，燃氣經(jīng)由燃氣噴槍4噴入燃燒空間，燃氣在燃燒空間中實現(xiàn)“無焰燃燒”。

本發(fā)明提供的燃氣燃燒器設置有燃氣芯管和燃氣噴槍兩種燃氣通道，燃氣芯管中供給燃氣滿足傳統(tǒng)的“有焰燃燒”模式的需求，燃氣噴槍中供給燃氣滿足“無焰燃燒”模式的需求，當燃燒空間中的溫度高于燃料的自燃點溫度時，燃氣芯管供氣切換到燃氣噴槍供氣，燃燒空間內(nèi)“有焰燃燒”轉(zhuǎn)換為“無焰燃燒”，極大地降低氮氧化物的生成量，在“無焰燃燒”模式下，氮氧化物的生成量范圍是10～25ppm,較相同燃燒空間溫度下的常規(guī)燃燒器，氮氧化物排放量降低50％～90％，實現(xiàn)清潔環(huán)保的目的；本發(fā)明的燃氣燃燒器適用于天然氣、焦爐煤氣及低熱值混合煤氣等多種燃料，適用范圍廣。

以上所述僅為本發(fā)明示意性的具體實施方式，并非用以限定本發(fā)明的范圍。任何本領域的技術人員，在不脫離本發(fā)明的構思和原則的前提下所作出的等同變化與修改，均應屬于本發(fā)明保護的范圍。