CN107490002A - 多功能节能燃烧*** - Google Patents

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刘乐杰
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    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
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Abstract

本发明公开一种多功能节能燃烧***，包括炉体、引射式燃烧器、换热器和燃料汽化装置，所述引射式燃烧器安装于炉体的一侧与炉体上的引射式燃烧器连接，所述引射式燃烧器与炉体的内腔相通；所述炉体上设置排烟管，所述排烟管与所述换热器连接；燃料汽化装置通过输送管与引射式燃烧器的抽吸进口连接；设置有助燃风管经换热器与引射式燃烧器空气入口连接，所述助燃风管设置分支管路与燃料汽化装置连接。本发明具有以下有益效果：能够充分的燃烧，释放最高热值；可以实现高温低氧燃烧，有效的降低氮氧化物排放；在燃烧效率提高，温度高，且是在低氧状态下充分燃烧，可以减少超过50％的氮氧化物的排放。

Description

多功能节能燃烧***
【技术领域】
本发明涉及热能技术领域，特别涉及一种提高燃烧效率，有效减少氮氧化物排放的多功能节能燃烧***。
【背景技术】
氮氧化物(nitrogen oxides)包括多种化合物，如一氧化二氮(N2O)、一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)、三氧化二氮(N2O3)、四氧化二氮(N2O4)和五氧化二氮(N2O5)等。除二氧化氮以外，其他氮氧化物均极不稳定，遇光、湿或热变成二氧化氮及一氧化氮，一氧化氮又变为二氧化氮。氮氧化物都具有不同程度的毒性。
人为活动排放的NOx，大部分来自化石燃料的燃烧过程，如汽车、飞机、内燃机及工业窑炉的燃烧过程；也来自生产、使用硝酸的过程，如氮肥厂、有机中间体厂、有色及黑色金属冶炼厂等。全世界每年由于人类活动向大气排放的NOx超过6000万吨。NOx对环境的损害作用极大，它既是形成酸雨的主要物质之一，也是形成大气中光化学烟雾的重要物质和消耗O3的一个重要因子。
氮氧化物可刺激肺部，使人较难抵抗感冒之类的呼吸***疾病，呼吸***有问题的人士如哮喘病患者，会较易受二氧化氮影响。对儿童来说，氮氧化物可能会造成肺部发育受损。研究指出长期吸入氮氧化物可能会导致肺部构造改变，但仍未可确定导致这种后果的氮氧化物含量及吸入气体时间。
工业中主要使用还原剂(氨气、尿素、烷烃等)与氮氧化物发生化学反应中和掉氮氧化物，工艺主要有选择性催化还原法(SCR)和选择性非催化还原法(SNCR)等，氨气与氮氧化物反应后生成氮气与水，从而达到无污染排放。但是处理工艺操作复杂，运行成本太高。
现有锅炉是现代工业的重要组成部分，其提供良好的燃烧条件，以求能把燃料的化学能最大限度地释放出来并其转化为热能，把水加热成为热水或蒸汽。热能锅炉工作时要排放大量的烟气，这些烟气具有较高的热能，却直接排放到了大气中，不仅浪费能量而且污染环境。
特别是燃油、煤等着工业燃烧必然产生大量的污染排放物，其中危害比较严重的有硫化物等。当前，我国工业生产采用的除硫技术，绝大多数限于烟气脱硫。烟气脱硫是在燃烧设备排烟部安装脱硫装置，采用旋流板、气泡雾化、填料塔、静电和电子束等脱硫工艺，通过碱性物质吸收、吸附、氧化、中和等物理、化学过程达到祛除SO2等酸性物(HF、HCl)的目的。其治理工艺方式，业界分为干法、湿法、半干法。虽然现有脱硫工艺各有所长、效果尚好。但是无论哪一种方法，均存在投资大，烟气流量在1.5万m3/h的小规模治理设备投资均不低于300万元；占地面积广、运行成本高的特征。极大的影响了企业的治理积极性和运行持续性。
另外现有锅炉还存在燃烧温度比较低，燃烧时间短，燃料很难燃烧完全，燃烧效率低且烟气中氮氧化物含量高，对环境造成严重污染。
【发明内容】
本发明目的是针对上述现有技术存在的不足，提供一种燃烧效率高，余热回收功能，有效的降低排放氮氧化物含量的多功能节能燃烧***。
本发明所采用的技术方案是：多功能节能燃烧***，包括炉体、引射式燃烧器、换热器和燃料汽化装置，所述引射式燃烧器安装于炉体的一侧与炉体上的引射式燃烧器连接，所述引射式燃烧器与炉体的内腔相通；所述炉体上设置排烟管，所述排烟管与所述换热器连接；燃料汽化装置通过输送管与引射式燃烧器的抽吸进口连接；设置有助燃风管经换热器与引射式燃烧器空气入口连接，所述助燃风管设置分支管路与燃料汽化装置连接。
所述排烟管与烟气回收管的一端连接，所述烟气回收管的另一端与引射式燃烧器的切向进风口连接，用于引用占燃气与空气混合气体积8-15％的温度高达3500℃的烟气用于二次助燃。
所述排烟管与炉体连接处设置有引风管与风机入口连接，用于引用部分高温烟气与空气混合后通过换热器进一步加热后输送到引射式燃烧器的喷射入口。
所述炉体内设置温度传感器，所述温度传感器通过信号传输线与控制单元连接，所述控制单元通过信号传输线与风机连接，控制单元接收温度传感器反馈的温度，控制风机转速，以维持炉体内温度。
所述引射式燃烧器包括喷射接口、内部收窄的喷射通道，抽吸进口与所述喷射通道相通，将燃料蒸汽从抽吸进口在喷射的高温助燃空气的抽吸下带入引射式燃烧器点火燃烧。在所述喷射通道外侧壁上设置与抽吸进口连通的夹套空腔，所述夹套空腔设置个以上的切向通孔与所述喷射通道连通，将燃料蒸汽在夹套空腔分散有通过若干切向通孔被抽吸进入引射式燃烧器中，形成旋风燃烧。
所述切向通孔呈三角形布局。
所述燃料汽化装置包括壳体和设置在壳体内的冒泡器，在壳体上设置设置燃料输入口，所述起泡器设置有管道与所述分支管路连接。
所述起泡器为一个空心腔体，在所述腔体上设置有若干冒泡孔，高温气体从冒泡孔冒出，同时加热低沸点的醇基燃料，使燃料汽化装置内的燃料汽化形成燃料蒸汽。
优选的，所述基燃料可以是乙醇或者甲醇。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：1.采用高温烟气和气化甲醇燃料与燃料混合，对燃料进行充分预热，有利于燃料能够低氧燃烧，且能够充分的燃烧，释放最高热值；2.回引10-20％的高温烟气用于辅助燃烧，可以实现高温低氧燃烧，有效的降低氮氧化物排放；3.采用部分高温热烟气与加热助燃空气，有利于加速燃料燃烧并提高燃尽率，且有利于余热回收，节约能源；4.在燃烧效率提高，温度高，且是在低氧状态下充分燃烧，可以减少超过90％的氮氧化物的排放。
【附图说明】
图1为本发明一种多功能节能燃烧***系的统结构示意图；
图2为本发明一种多功能节能燃烧***系中燃料汽化装置的统结构示意图；
图3为本发明一种多功能节能燃烧******中炉体的结构示意图。
【具体实施方式】
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细的描述说明。
多功能节能燃烧***，如图1和图2所示，包括炉体1、引射式燃烧器2、换热器3和燃料汽化装置4，所述引射式燃烧器2安装于炉体1的一侧与炉体1连接，所述引射式燃烧器2与炉体1的内腔相通。在炉体1与引射式燃烧器2相通的通道上设置有若干挡墙，用于延长燃烧火焰通过时间，提高热量释放能量。所述炉体1上设置排烟管5，所述排烟管5与所述换热器3的一端连接，所述换热器3的另一端连接烟囱，排放被换热降温后的烟气，减少烟气对外环境的热辐射污染并提高***热效率。设置助燃风管6经换热器3与引射式燃烧器2的喷射接口连接，向引射式燃烧器2喷射预热达到200℃左右的热空气用于抽吸燃气和助燃。燃料汽化装置4通过输送管与引射式燃烧器2的抽吸进口连接，将燃料汽化装置4内的汽化燃料抽吸进入引射式燃烧器2点火燃烧，可以有效的提高燃烧效率。所述助燃风管6设置分支管路与燃料汽化装置4的气体入口连接。所述排烟管5与烟气回收管82的一端连接，所述烟气回收管82的另一端与引射式燃烧器2的切向进风口连接，用于引用占燃气与空气混合气体积8-15％的温度高达350℃的烟气用于二次助燃，使引射式燃烧器2内的燃料为高温低氧燃烧，可以有效提高燃烧效率并减少氮氧化物的排放。所述排烟管5与炉体1连接处设置有引风管81与风机8入口连接，用于引用部分高温烟气与空气混合后通过换热器3进一步加热后输送到引射式燃烧器2的喷射入口，这样可以提高空气温度，也可以进一步降低氧气含量，减少氮氧化物的排放。在所述炉体1内设置温度传感器，所述温度传感器通过信号传输线9与控制单元连接，所述控制单元通过信号传输线与风机8连接，控制单元接收温度传感器反馈的温度，控制风机8转速，以维持炉体1内温度。所述风机8优选变频风机。所述炉体1上设置泄压阀，以保证安全。
所述引射式燃烧器2包括喷射接口、内部收窄的喷射通道，抽吸进口与所述喷射通道相通，将燃料蒸汽从抽吸进口在喷射的高温助燃空气的抽吸下带入引射式燃烧器2点火燃烧。在所述喷射通道外侧壁上设置与抽吸进口连通的夹套空腔，所述夹套空腔设置3个以上的切向通孔与所述喷射通道连通，将燃料蒸汽在夹套空腔分散有通过若干切向通孔被抽吸进入引射式燃烧器2中，形成旋风燃烧。优选的，所述切向通孔呈三角形布局。
其中，所述燃料汽化装置4包括壳体42和设置在壳体内的冒泡器43，在壳体42上设置设置燃料输入口41，所述起泡器43设置有管道与所述分支管路61连接。所述起泡器43为一个空心腔体，在所述空心腔体上设置有若干冒泡孔，高温气体从冒泡孔冒出，同时加热低沸点的醇基燃料，使燃料汽化装置4内的燃料汽化形成燃料蒸汽。优选的，醇基燃料选用乙醇或者甲醇。
所述炉体1中下部充满水，所述炉体1内设置油套管13和水蒸汽引出管12，可在产生水蒸汽的同时加热油，另外炉体1与空压机14连接，用于向炉体1内压缩空气，搅动炉体1中下部的液态水，进一步加强换热。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例，应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明构思在现有技术基础上通过逻辑分析、推理或者根据有限的实验可以得到的技术方案，均应该在由本权利要求书所确定的保护范围之中。

Claims (9)

1.多功能节能燃烧***，包括炉体、引射式燃烧器、换热器和燃料汽化装置，其特征在于：所述引射式燃烧器安装于炉体的一侧与炉体上的引射式燃烧器连接，所述引射式燃烧器与炉体的内腔相通；所述炉体上设置排烟管，所述排烟管与所述换热器连接；燃料汽化装置通过输送管与引射式燃烧器的抽吸进口连接；设置有助燃风管经换热器与引射式燃烧器空气入口连接，所述助燃风管设置分支管路与燃料汽化装置连接。
2.如权利要求1所述的多功能节能燃烧***，其特征在于：所述排烟管与烟气回收管的一端连接，所述烟气回收管的另一端与引射式燃烧器的切向进风口连接，用于引用占燃气与空气混合气体积8-15％的温度高达3500℃的烟气用于二次助燃。
3.如权利要求2所述的多功能节能燃烧***，其特征在于：所述排烟管与炉体连接处设置有引风管与风机入口连接。
4.如权利要求2所述的多功能节能燃烧***，其特征在于：所述炉体内设置温度传感器，所述温度传感器通过信号传输线与控制单元连接，所述控制单元通过信号传输线与风机连接，控制单元接收温度传感器反馈的温度，控制风机转速。
5.如权利要求1所述的多功能节能燃烧***，其特征在于：所述引射式燃烧器包括喷射接口、内部收窄的喷射通道，抽吸进口与所述喷射通道相通，将燃料蒸汽从抽吸进口在喷射的高温助燃空气的抽吸下带入引射式燃烧器点火燃烧。
6.如权利要求5所述的多功能节能燃烧***，其特征在于：在所述喷射通道外侧壁上设置与抽吸进口连通的夹套空腔，所述夹套空腔设置个以上的切向通孔与所述喷射通道连通，将燃料蒸汽在夹套空腔分散有通过若干切向通孔被抽吸进入引射式燃烧器中，形成旋风燃烧。
7.如权利要求6所述的多功能节能燃烧***，其特征在于：所述切向通孔呈三角形布局。
8.如权利要求1所述的多功能节能燃烧***，其特征在于：所述燃料汽化装置包括壳体和设置在壳体内的冒泡器，在壳体上设置设置燃料输入口，所述起泡器设置有管道与所述分支管路连接。
9.如权利要求8所述的多功能节能燃烧***，其特征在于：所述起泡器为一个空心腔体，在所述腔体上设置有若干冒泡孔。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN108759082A (zh) * 2018-06-22 2018-11-06 山西川峰科技有限公司 能充分燃烧油气燃料的半潜式燃烧器及供热机
CN108895471A (zh) * 2018-06-28 2018-11-27 重庆化医太湖锅炉股份有限公司 一种节能碱熔锅工艺***
CN108895472A (zh) * 2018-06-28 2018-11-27 重庆化医太湖锅炉股份有限公司 一种节能碱熔锅工艺
CN112629017A (zh) * 2021-01-22 2021-04-09 潍坊振铭环保设备有限公司 一种卧式直燃高效换热式热风炉

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