一種適用于工業(yè)燃燒爐的混合裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及高溫環(huán)境下氣體混合裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，尤指一種適用于工業(yè)燃燒爐的混合裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前國(guó)內(nèi)外的工業(yè)燃燒爐主要用于廢氣處理、硫磺回收、垃圾焚燒等領(lǐng)域。現(xiàn)役燃燒爐的燃燒效率仍不能滿足要求，尾氣中污染物殘留量較高，很難達(dá)到GB 20426-2006、GB26132-2010、GB 31571-2015等污染物排放標(biāo)準(zhǔn)。
[0003]為提高燃燒爐燃燒效率，降低燃燒爐尾氣中的污染物殘留量，本領(lǐng)域的技術(shù)人員采用的主要技術(shù)手段主要包括加強(qiáng)燃燒爐前端的混合及增大燃燒爐爐膛尺寸。前者常見的實(shí)施方案如中國(guó)專利公開說明書CN200720090750，CN200920153761, CN200620122777中描述的燃燒爐，都是通過在燃燒爐前端構(gòu)建加強(qiáng)型旋流流場(chǎng)，使大部分的氣體在前端完成燃燒反應(yīng)。然而隨著氣流運(yùn)行，氣流速度會(huì)逐漸趨于統(tǒng)一，當(dāng)氣體運(yùn)動(dòng)到燃燒爐中段時(shí)，混合作用極其微弱，此時(shí)已燃?xì)怏w主要集中在中心區(qū)域，未燃?xì)怏w主要集中在爐膛壁面附近，需要較長(zhǎng)時(shí)間才能達(dá)到完全反應(yīng)。加大爐膛尺寸可以延長(zhǎng)燃燒爐內(nèi)氣體的停留時(shí)間，達(dá)到提高燃燒效率的目的，但是同時(shí)也導(dǎo)致了工業(yè)燃燒爐爐體結(jié)構(gòu)龐大，加工安裝成本高，并且給場(chǎng)地設(shè)計(jì)施工帶來(lái)諸多限制條件。
[0004]因此，本申請(qǐng)人為解決上述技術(shù)問題，提供了一種適用于工業(yè)燃燒爐的混合裝置?！緦?shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的是提供一種適用于工業(yè)燃燒爐的混合裝置，其能夠有效提高工業(yè)燃燒爐的燃燒效率，且結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，易于安裝與拆卸，制造成本低，在縮減傳統(tǒng)燃燒爐爐體的尺寸的同時(shí)亦可保證燃燒效率，進(jìn)而有效降低其出口尾氣中的污染殘留物。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種適用于工業(yè)燃燒爐的混合裝置，混合裝置安裝在燃燒爐爐體內(nèi)部，用于提高燃燒爐的燃燒效率，包括中心流道，用于使燃燒爐中的第一氣流通過；以及旋流裝置，設(shè)置在所述中心流道的外壁與燃燒爐爐體的內(nèi)壁之間，用于使燃燒爐中的第二氣流通過，且使所述第二氣流的流動(dòng)方向改變后與所述第一氣流混入口 ο
[0007]本實(shí)用新型混合裝置設(shè)置在燃燒爐軸線上的中后部，爐內(nèi)的高溫氣體通過混合裝置時(shí)，其中的第一氣流直接通過混合裝置的中心流道，第一氣流主要為燃燒爐前部的高溫燃燒產(chǎn)物，爐內(nèi)的第二氣流通過混合裝置的旋流裝置，第二氣流主要為燃燒爐前部的未燃?xì)怏w以及氧化劑，且第二氣流通過旋流裝置時(shí)，其流動(dòng)軌跡發(fā)生變化，變向后的第二氣流與第一氣流混合，強(qiáng)化燃燒反應(yīng)，提高了燃燒爐的燃燒效率，進(jìn)而有效降低了燃燒爐尾氣中的污染殘留物，同時(shí)也避免了由于擴(kuò)大燃燒爐爐膛尺寸帶來(lái)的成本高以及安裝不便的問題。
[0008]優(yōu)選地，所述旋流裝置為單級(jí)旋流裝置，包括單級(jí)旋流葉片，所述單級(jí)旋流葉片的第一端部固定于所述中心流道上，其第二端部固定于所述燃燒爐爐體上，所述單級(jí)旋流葉片與所述第二氣流的原流動(dòng)方向成一定角度，相鄰的兩片所述單級(jí)旋流葉片、中心流道、燃燒爐爐體圍成單級(jí)旋流通道。
[0009]采用葉片式的旋流裝置可以有效改變第二氣流的流通方向。
[0010]優(yōu)選地，所述旋流裝置為多級(jí)旋流裝置，至少包括第一級(jí)旋流葉片和第二級(jí)旋流葉片，所述第一級(jí)旋流葉片與第二級(jí)旋流葉片之間設(shè)有一隔離帶，所述第一級(jí)旋流葉片的第一端部固定于所述中心流道上，其第二端部固定于所述隔離帶上，所述第二級(jí)旋流葉片的第一端部固定于所述隔離帶上，其第二端部固定于所述燃燒爐爐體上；
[0011 ] 所述第一級(jí)旋流葉片與第二級(jí)旋流葉片均與所述第二氣流的原流動(dòng)方向成一定角度，且位于相鄰級(jí)的旋流葉片的旋轉(zhuǎn)方向相反，相鄰的兩片所述第一級(jí)旋流葉片、中心流道、隔離帶圍成第一級(jí)旋流通道，相鄰的兩片所述第二級(jí)旋流葉片、隔離帶、燃燒爐爐體圍成第二級(jí)旋流通道。
[0012]由于多級(jí)旋流裝置上有多個(gè)不同旋轉(zhuǎn)方向的旋流通道，則第二氣流經(jīng)過多級(jí)旋流裝置后不僅改變了方向，而且可以按照多個(gè)不同的方向流動(dòng)，這使第二氣流與第一氣流的混合效果更好，更有利于第一氣流與第二氣流的燃燒反應(yīng)，從而進(jìn)一步提高燃燒爐的燃燒效率。
[0013]優(yōu)選地，所述單級(jí)旋流葉片為流線型片狀結(jié)構(gòu)。
[0014]這樣設(shè)置可有效消除單級(jí)旋流葉片的脫落渦、角渦等流動(dòng)分離現(xiàn)象。
[0015]優(yōu)選地，所述單級(jí)旋流葉片的數(shù)量范圍為6?24片；和/或；所述單級(jí)旋流葉片的安裝角度范圍是20?60°。
[0016]這樣設(shè)置可以使旋流裝置符合不透光原則，從而保證通過旋流裝置的部分第二氣流運(yùn)動(dòng)軌跡發(fā)生偏轉(zhuǎn)。
[0017]優(yōu)選地，所述中心流道外壁上設(shè)有安裝槽，所述單級(jí)旋流葉片的第一端部與所述安裝槽采用間隙配合。
[0018]這樣設(shè)置不僅可以加強(qiáng)混合裝置的整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，還可以釋放單級(jí)旋流葉片在高溫氣體氛圍中產(chǎn)生的熱變形。
[0019]優(yōu)選地，所述旋流裝置與中心流道一體成型或所述旋流裝置與中心流道分別制成后裝配成一體。
[0020]優(yōu)選地，所述中心流道與旋流裝置均由陶瓷材料制成。
[0021]工業(yè)燃燒爐處理的氣體一般具有腐蝕性，極端工況下爐內(nèi)溫度高達(dá)1600°C，混合裝置需要直接與高溫氣體接觸，而陶瓷材料耐高溫耐腐蝕，從而可以有效延長(zhǎng)混合裝置的使用壽命。
[0022]優(yōu)選地，所述中心流道的橫截面是圓形。
[0023]本實(shí)用新型混合裝置可以通過將燃燒爐中未充分發(fā)生燃燒反應(yīng)的氣體分為兩部分，即第一氣流和第二氣流，使其分別通過混合裝置的中心流道與旋流裝置，旋流裝置可以改變第二氣流的流動(dòng)方向，使第二氣流和第一氣流充分混合，加強(qiáng)燃燒反應(yīng)，提高燃燒爐的燃燒效率，進(jìn)而降低燃燒爐尾氣中的污染殘留物。同時(shí)本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，方便制作、安裝、拆卸，成本較低。通過對(duì)旋流裝置進(jìn)行結(jié)構(gòu)調(diào)整，可以進(jìn)一步改善第一氣流和第二氣流的混合效果，從而進(jìn)一步提高燃燒爐的燃燒效率。
【附圖說明】
[0024]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明:
[0025]圖1是具體實(shí)施例一混合裝置安裝在燃燒爐內(nèi)的結(jié)構(gòu)剖視圖；
[0026]圖2是具體實(shí)施例一混合裝置的結(jié)構(gòu)正視圖；
[0027]圖3是具體實(shí)施例一混合裝置的結(jié)構(gòu)正等測(cè)視圖；
[0028]圖4是圖3中單級(jí)旋流葉片和中心流道連接處的放大示意圖；
[0029]圖5是具體實(shí)施例二混合裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖6是具體實(shí)施一混合裝置前后流場(chǎng)數(shù)值模擬效果圖。
[0031]附圖標(biāo)號(hào)說明:
[0032]燃燒爐A，第一氣流B，第二氣流C，回流區(qū)D ;
[0033]中心流道1，安裝槽11，單級(jí)旋流裝置2，單級(jí)旋流葉片21，單級(jí)旋流通道22，二級(jí)旋流裝置3，第一級(jí)旋流葉片31，第二級(jí)旋流葉片32，隔離帶33，第一級(jí)旋流通道34，第二級(jí)旋流通道35。
【具體實(shí)施方式】
[0034]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0035]如圖2、圖3所示，具體實(shí)施例一公開了一種適用于工業(yè)燃燒爐的混合裝置，如圖1所示，混合裝置安裝在燃燒爐A爐體內(nèi)部，且位于燃燒爐A軸向(如圖1所示的水平方向)上的中后部，用于提高燃燒爐A的燃燒效率，混合裝置包括中心流道1，用于使燃燒爐A中的第一氣流B通過，第一氣流B主要為燃燒爐A軸向上前部的高溫燃燒產(chǎn)物；以及旋流裝置2，設(shè)置在中心流道I的外壁與燃燒