本實用新型屬于燃燒設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種多功能燃燒裝置。
背景技術(shù)：
蓄熱式燃燒技術(shù)能將排煙溫度降到180℃以下，將空氣（或空氣和煤氣）預(yù)熱到只比爐溫低50~100℃，極大限度地回收高溫煙氣中的余熱，大幅度提升燃料燃燒熱的利用率，節(jié)能30%至70%，同時由于蓄熱式燃燒技術(shù)的燃燒換向方式，能很好的改善爐內(nèi)流場，使爐內(nèi)溫度均勻性得到提升，提高加熱質(zhì)量，同時減少因局部高溫而產(chǎn)生的污染物，但是在使用溫度要求低于800~900℃時，就不適合使用蓄熱式燃燒技術(shù)了。多孔介質(zhì)燃燒技術(shù)，燃燒反應(yīng)在多孔介質(zhì)的空隙中完成，燃燒溫度均勻性、完全燃燒度好，外部沒有明火焰，NO和CO等污染物的生成顯著降低(可達70%以上)。由于整體溫度的顯著提高和輻射傳熱的增加，燃燒熱利用效率大大提高。由于多孔介質(zhì)的熱容量大，在燃燒過程中，在煤氣熱值波度時，可以維持溫度的穩(wěn)定性，使得在使用超低熱值(劣質(zhì))燃料(低濃度瓦斯氣、有機廢氣等)時，能穩(wěn)定燃燒，但是在降低排煙溫度上的能力存在不足。因此如何設(shè)計一種能夠降低排放煙氣中氮氧化物含量的燃燒裝置成為本領(lǐng)域亟需解決的技術(shù)問題。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本實用新型針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種多功能燃燒裝置，該裝置集煙氣脫硝催化處理方式和多孔介質(zhì)燃燒方式一體化，解決了目前蓄熱式多孔介質(zhì)燃燒裝置所排放煙氣中氮氧化物含量高等問題。
為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采取的技術(shù)方案為：
本實用新型提出了一種多功能燃燒裝置，根據(jù)本實用新型的實施例，包括：左側(cè)燃燒器、爐體、右側(cè)燃燒器、三通換向閥、燃氣和空氣混合氣體供給管路和煙氣排出管路，其中，所述左側(cè)燃燒器的一端設(shè)有燃氣和空氣混合氣體入口以及位于所述燃氣和空氣混合氣體入口下方的煙氣出口，在所述左側(cè)燃燒器的內(nèi)部依次設(shè)有蓄熱體、脫硝催化劑區(qū)和多孔介質(zhì)區(qū)，所述多孔介質(zhì)區(qū)的兩端為圓臺通道，在一端圓臺通道內(nèi)設(shè)有高能點火器和還原劑入口，其小孔徑一端與所述脫硝催化劑區(qū)相連，所述多孔介質(zhì)區(qū)的另一端圓臺通道形成高溫煙氣出口，其小孔徑一端伸入所述爐體，用于使煙氣進入爐膛，所述右側(cè)燃燒器的結(jié)構(gòu)與所述左側(cè)燃燒器相同且二者以所述爐體為對稱軸、左右對稱設(shè)置在所述爐體的兩側(cè)；所述三通換向閥包括：燃氣和空氣混合氣體三通換向閥和煙氣三通換向閥，所述燃氣和空氣混合氣體三通換向閥分別與所述燃氣和空氣混合氣體供給管路、左側(cè)燃氣和空氣混合氣體入口和右側(cè)燃氣和空氣混合氣體入口相連，所述煙氣三通換向閥分別與所述煙氣排出管路、左側(cè)煙氣出口和右側(cè)煙氣出口相連，用于使所述左側(cè)燃燒器和右側(cè)燃燒器交替換向燃燒-排煙。
發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，根據(jù)本實用新型所述多功能燃燒裝置，集煙氣脫硝催化處理方式和多孔介質(zhì)燃燒方式一體化，解決了目前蓄熱式多孔介質(zhì)燃燒裝置所排放煙氣中氮氧化物含量高等問題，將多孔介質(zhì)填充燃燒器，以適應(yīng)多工況，大調(diào)節(jié)比，無極連續(xù)可調(diào)，同時實現(xiàn)無明火加熱，提高爐膛溫度均勻性。
根據(jù)本實用新型的實施例，所述高能點火器位于所述多孔介質(zhì)區(qū)一端圓臺通道的上方且其一端伸入所述圓臺通道，另一端位于所述燃燒器的外部，用于將所述燃氣和空氣混合氣體進行點燃燃燒，所述還原劑入口位于所述高能點火器所在的圓臺通道的下方且其一端伸入所述圓臺通道，另一端位于所述燃燒器的外部，用于當所述燃燒器為排煙側(cè)時通入還原劑流經(jīng)所述脫硝催化劑區(qū)，進行脫硝反應(yīng)，降低氮氧化物的排放。
根據(jù)本實用新型的實施例，所述多功能燃燒裝置還包括：燃氣和空氣混合氣體管線和煙氣管線，所述燃氣和空氣混合氣體管線與所述燃氣和空氣混合氣體三通換向閥以及所述左、右側(cè)燃氣和空氣混合氣體入口相連，所述煙氣管線與煙氣三通換向閥和所述左、右側(cè)煙氣出口相連。
根據(jù)本實用新型的實施例，所述燃氣和空氣混合氣體入口和煙氣出口均為DN250的管道。
根據(jù)本實用新型的實施例，所述蓄熱體是比表面積為800m2/ m3的蜂窩體，體積為0.128 m3，所述脫硝催化劑區(qū)域為0.15 m3，所述多孔介質(zhì)為孔徑為2-4mm的泡沫陶瓷，所述多孔介質(zhì)區(qū)域為0.084 m3。
本實用新型至少包括以下有益效果：本實用新型所述多功能燃燒器裝置，首先可以使用低熱值燃料實現(xiàn)穩(wěn)定燃燒，熱負荷調(diào)節(jié)比大，可以達到普通蓄熱式燒嘴的2倍,同時不需要使用長明火裝置，其次能夠有效降低排煙溫度，提高煙氣余熱回收利用率，節(jié)能效果明顯，同時將煙氣脫硝處理措施應(yīng)用于蓄熱式多孔介質(zhì)燃燒裝置，集脫硝與節(jié)能一體化，有效地降低了煙氣中氮氧化物排放，系統(tǒng)更加簡潔，綜合投資成本降低，本實用新型采取的多孔介質(zhì)具有良好的蓄熱性能，高溫煙氣先經(jīng)過多孔介質(zhì)層，使多孔介質(zhì)可以維持在較高溫度（混合氣的著火溫度以上），經(jīng)過初步降溫的高溫煙氣，在噴入還原劑條件下，再經(jīng)過脫硝催化劑，最后排出的煙氣中氮氧化物含量低于80 mg/m3，溫度能降到180℃以下，實現(xiàn)煙氣余熱的“極限”利用，省略了換熱器等附屬預(yù)熱回收設(shè)備，煙氣余熱利用效率得到明顯提高，從而獲得較高的能源利用率和環(huán)保效率，同時降低綜合投資成本、提高系統(tǒng)穩(wěn)定與安全性能；此外本實用新型所述裝置采用間斷換向式燃燒，可以促進兩側(cè)多孔介質(zhì)內(nèi)的溫度均勻性，實現(xiàn)對超低熱值燃料燃燒的穩(wěn)定性和安全性，又可以實現(xiàn)對煙氣余熱的極限回收利用和爐膛內(nèi)溫度場的高度均勻性。
附圖說明
圖1為本實用新型的多功能燃燒裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
其中，左側(cè)燃燒器1，燃氣和空氣混合氣體入口101，煙氣出口102，蓄熱體103，脫硝催化劑區(qū)104，多孔介質(zhì)區(qū)105，高能點火器106，還原劑入口107，高溫煙氣出口108，爐體2，右側(cè)燃燒器3，燃氣和空氣混合氣體供給管路4，燃氣和空氣混合氣體三通換向閥401，燃氣和空氣混合氣體管線402，煙氣排出管路5，煙氣三通換向閥501，煙氣管線502。
具體實施方式
為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本實用新型的技術(shù)方案，下面結(jié)合具體實施例對本實用新型作進一步的詳細說明。下面描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型的限制。實施例中未注明具體技術(shù)或條件的，按照本領(lǐng)域內(nèi)的文獻所描述的技術(shù)或條件或者按照產(chǎn)品說明書進行。
本實用新型提出了一種多功能燃燒裝置，圖1為本實用新型的多功能燃燒裝置結(jié)構(gòu)示意圖，根據(jù)本實用新型的實施例，參照圖1所示，本實用新型所述裝置包括：左側(cè)燃燒器1、爐體2、右側(cè)燃燒器3、三通換向閥、燃氣和空氣混合氣體供給管路4、煙氣排出管路5、燃氣和空氣混合氣體管線402和煙氣管線502。
根據(jù)本實用新型的實施例，參照圖1所示，本實用新型所述左側(cè)燃燒器的一端設(shè)有燃氣和空氣混合氣體入口101以及位于所述燃氣和空氣混合氣體入口下方的煙氣出口102，在所述左側(cè)燃燒器的內(nèi)部依次設(shè)有蓄熱體103、脫硝催化劑區(qū)104和多孔介質(zhì)區(qū)105，所述多孔介質(zhì)區(qū)的兩端為圓臺通道，在一端圓臺通道內(nèi)設(shè)有高能點火器106和還原劑入口107，所述圓臺通道的小孔徑一端與所述脫硝催化劑區(qū)相連，所述高能點火器位于所述多孔介質(zhì)區(qū)一端圓臺通道的上方且其一端伸入所述圓臺通道，另一端位于所述燃燒器的外部，用于將所述燃氣和空氣混合氣體進行點燃燃燒，所述還原劑入口位于所述高能點火器所在的圓臺通道的下方且其一端伸入所述圓臺通道，另一端位于所述燃燒器的外部，用于當所述燃燒器為排煙側(cè)時通入還原劑流經(jīng)所述脫硝催化劑區(qū)，進行脫硝反應(yīng)，降低氮氧化物的排放；所述多孔介質(zhì)區(qū)的另一端圓臺通道形成高溫煙氣出口108，所述圓臺通道的小孔徑一端伸入所述爐體，用于使煙氣進入爐膛；根據(jù)本實用新型的一些實施例，本實用新型所述多孔介質(zhì)區(qū)的兩端均為圓臺通道，且兩端圓臺通道均為小孔徑向外，大孔徑朝內(nèi)對接形成大內(nèi)部空間，用于當燃燒器為燃燒側(cè)時使煙氣在所述多孔介質(zhì)區(qū)充分穩(wěn)定燃燒提供熱源，且提高煙氣進入爐體的流速，當燃燒器為排煙側(cè)時使煙氣在所述多孔介質(zhì)區(qū)充分加熱提供熱源，且使煙氣與還原劑充分混合，降低排放煙氣中的氮氧化物含量；所述右側(cè)燃燒器的結(jié)構(gòu)與所述左側(cè)燃燒器相同且二者以所述爐體為對稱軸、左右對稱設(shè)置在所述爐體的兩側(cè)。
根據(jù)本實用新型的實施例，所述燃氣和空氣混合氣體入口和煙氣出口均為DN250的管道，所述蓄熱體是比表面積為800m2/ m3的蜂窩體，體積為0.128 m3，所述脫硝催化劑區(qū)域為0.15 m3，所述多孔介質(zhì)為孔徑為2-4mm的泡沫陶瓷，所述多孔介質(zhì)區(qū)域為0.084 m3。
根據(jù)本實用新型的實施例，參照圖1所示，所述三通換向閥包括：燃氣和空氣混合氣體三通換向閥401和煙氣三通換向閥501，所述燃氣和空氣混合氣體三通換向閥分別與所述燃氣和空氣混合氣體供給管路、左側(cè)燃氣和空氣混合氣體入口和右側(cè)燃氣和空氣混合氣體入口相連，所述煙氣三通換向閥分別與所述煙氣排出管路、左側(cè)煙氣出口和右側(cè)煙氣出口相連，用于使所述左側(cè)燃燒器和右側(cè)燃燒器交替換向燃燒-排煙。
根據(jù)本實用新型的實施例，參照圖1所示，所述燃氣和空氣混合氣體管線與所述燃氣和空氣混合氣體三通換向閥以及所述左、右側(cè)燃氣和空氣混合氣體入口相連，所述煙氣管線與煙氣三通換向閥和所述左、右側(cè)煙氣出口相連，當左側(cè)為燃燒側(cè)，右側(cè)燃燒器為排煙側(cè)時，切換所述燃氣和空氣混合氣體三通換向閥，連通所述左側(cè)空氣和燃氣管線，切換煙氣三通換向閥連通右側(cè)煙氣管線，連通右側(cè)煙氣管線。
在本實用新型的另一方面，提供了一種利用前面所述多功能燃燒裝置進行燃燒的方法，根據(jù)本實用新型的實施例，包括以下步驟：第一步：當所述左側(cè)燃燒器為燃燒側(cè)，右側(cè)燃燒器為排煙側(cè)，切換所述燃氣和空氣混合氣體三通換向閥，連通所述左側(cè)空氣和燃氣管線，經(jīng)所述左側(cè)燃氣和空氣混合氣體入口向所述左側(cè)燃燒器通入所述空氣和燃氣混合氣體，所述空氣和燃氣混合氣體依次經(jīng)過左側(cè)所述蓄熱體、脫硝催化劑區(qū)和多孔介質(zhì)區(qū)。
根據(jù)本實用新型的實施例，所述左側(cè)和右側(cè)燃燒器的熱負荷范圍均為50×104kcal/h-150×104kcal/h，所述高溫煙氣和爐膛的溫度均為500-1000℃，所述低溫煙氣的溫度為小于180℃；所述燃氣是熱值為750 kcal/Nm3的高爐煤氣，額定煤氣流量為175Nm3/h，所述空氣過剩系數(shù)為1，助燃空氣量為935 Nm3/h。
根據(jù)本實用新型的實施例，第二步：所述空氣和燃氣混合氣體到達左側(cè)所述多孔介質(zhì)區(qū)一端的圓臺通道后，啟動所述高能點火器，點燃所述空氣和燃氣混合氣體，在左側(cè)所述多孔介質(zhì)區(qū)進行燃燒產(chǎn)生高溫煙氣，經(jīng)左側(cè)所述高溫煙氣出口進入且加熱所述爐膛，提供熱源，再進入右側(cè)燃燒器，所述高溫煙氣經(jīng)過右側(cè)所述多孔介質(zhì)區(qū)并將其加熱，此時高溫煙氣溫度下降。
根據(jù)本實用新型的實施例，第三步：當煙氣到達右側(cè)多孔介質(zhì)區(qū)一端的圓臺通道時，通過所述右側(cè)還原劑入口噴入還原劑，所述還原劑與所述煙氣一起進入所述右側(cè)脫硝催化劑區(qū)，進行脫硝反應(yīng)，經(jīng)過反應(yīng)后的煙氣流經(jīng)所述蓄熱體進一步降低煙氣自身溫度，最后煙氣以低溫的狀態(tài)經(jīng)過右側(cè)所述煙氣出口進入右側(cè)煙氣管線，此時切換煙氣三通換向閥連通右側(cè)煙氣管線，經(jīng)所述煙氣排出管路排出。
根據(jù)本實用新型的實施例，第四步：經(jīng)過一段時間進行換向，所述右側(cè)燃燒器為燃燒側(cè)，左側(cè)燃燒器為排煙側(cè)，工作方式與所述左側(cè)燃燒器為燃燒側(cè)時相同，并且兩側(cè)燃燒器每經(jīng)過半個燃燒周期進行交替換向燃燒-排煙。
根據(jù)本實用新型的實施例，所述燃燒周期為：左側(cè)燃燒器燃燒-右側(cè)燃燒器排煙-右側(cè)燃燒器燃燒-左側(cè)燃燒器排煙。
發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，根據(jù)本實用新型所述多功能燃燒裝置，集煙氣脫硝催化處理方式和多孔介質(zhì)燃燒方式一體化，解決了目前蓄熱式多孔介質(zhì)燃燒裝置所排放煙氣中氮氧化物含量高等問題，將多孔介質(zhì)填充燃燒器，以適應(yīng)多工況，大調(diào)節(jié)比，無極連續(xù)可調(diào)，同時實現(xiàn)無明火加熱，提高爐膛溫度均勻性。
在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“示意性實施例”、“示例”、“具體示例”或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本實用新型的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。
在本實用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語“上”、“下”、“左”、“右”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本實用新型的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。
在本實用新型的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是點連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本實用新型中的具體含義。
盡管上面已經(jīng)示出和描述了本實用新型的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本實用新型的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實用新型的范圍內(nèi)可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型，同時，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本申請的思想，在具體實施方式及應(yīng)用范圍上均會有改變之處。