CN110056873A - 一种适用于低热值燃气的低氮燃烧装置 - Google Patents

一种适用于低热值燃气的低氮燃烧装置 Download PDF

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张玉斌
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Abstract

本发明公开了一种用于窑炉或锅炉，燃烧低热值气态燃料使用的低氮燃烧装置，该燃烧装置由燃气分配罐、主燃喷枪、稳燃喷枪、均流板、稳燃盘、旋流发生器组成。燃气经过分配罐后均匀流入一只稳燃喷枪和主燃喷枪，并通过各个喷嘴送入燃烧室内。助燃空气通过均流板进入燃烧装置内部，然后分别通过稳燃盘、旋流器射入燃烧室，与稳燃喷枪和主燃喷枪送入的燃气混合燃烧。这种燃烧方式将燃料和助燃空气分级供入燃烧室内，有利于控制燃气燃烧的温度，达到尽量减少氮氧化物生成的目的。同时，由于确保了一定量的燃气和助燃空气在燃烧器出口轴线附近及时着火燃烧，适用于低热值燃气的稳定燃烧。

Description

一种适用于低热值燃气的低氮燃烧装置
技术领域
本发明涉及燃气燃烧技术领域，更具体地涉及一种窑炉或锅炉采用的低热值燃气低氮燃烧装置。
背景技术
燃气作为一种常用燃料具有环境友好的优点，其燃烧后产生的烟气中粉尘和SO2排放浓度均较低，主要污染物为自身含有的N元素或者空气中的N2在高温条件下与烟气生成的氮氧化物（NOx）。
各种燃气由于具体成分不同，燃烧特性和污染物生成特性均有较大差别。高炉煤气、发生炉煤气、炭黑尾气等燃气均以CO为主要可燃成分，且所含的不可燃气体较多，热值较低（即，单位燃气充分燃烧后放出的热量少）。
由于低热值燃气较难达到稳定燃烧的状态，因此通常采用强化着火的手段使其在较小空间内快速释放出大部分热量，因而容易导致局部高温区域的产生，并最终引起烟气中NOx生成浓度的上升，对环境产生污染。
实际应用中，控制燃气燃烧过程生成NOx量的主要手段为：减少燃气燃烧初期的氧量、适当降低燃烧温度。常见的低氮燃气燃烧器多采用烟气再循环技术，在助燃空气中掺入部分低温烟气，使火焰中的O2浓度降低，燃烧温度得以控制，进而抑制NOx的生成量。但对于低热值燃气，这种方法会破坏燃气燃烧的稳定性，引起灭火风险。
发明内容
本发明提出了一种适用于燃烧低热值燃气的燃烧装置，可应用在窑炉或锅炉上，可以在确保高效、稳定燃烧的前提下，有效控制NOx的生成量。从而达到提低热值燃气使用的安全性和环保性能的目的。
为了实现上述目的，本发明提供的燃烧装置包括：燃气分配罐，入口连接在燃气分配罐上的稳燃喷枪和若干只主燃喷枪，各喷枪前端的燃烧头及其上布置的燃烧孔，助燃空气入口处的均流板，出口处的稳燃盘和旋流发生器。
进一步所述，燃气通过分配罐后进入各稳燃喷枪和主燃喷枪，确保了稳燃喷枪中的燃气量，并使得各主燃喷枪燃气流量均匀分配。助燃空气通过均流板后进入燃烧装置内部，然后分别通过稳燃盘和旋流盘进入燃烧室，与燃气混合燃烧。
本发明的有益效果是：燃气通过稳燃喷枪和多个主燃喷枪送入燃烧室内，实现了燃料的多点送入、分级燃烧，有利于控制NOx的生成量。助燃空气通过均流板均匀进入燃烧装置，然后通过稳燃盘和旋流器分别与稳燃喷枪和主燃喷枪送入的燃气混合燃烧，实现了空气分级燃烧，有利于控制NOx的生成量，并确保了燃烧器出口轴线附近始终有一定量的燃气和旋转的助燃空气混合燃烧，达到稳定燃烧的目的。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对发明发明进一步描述。
附图为一种适用于低热值燃气的低氮燃烧装置示意图。
图中：01、燃烧装置，11、燃气分配罐，12、主燃喷枪，13、稳燃喷枪，120、主燃气喷头，130、稳燃喷头，131、燃烧孔，21、助燃空气均流板，22、助燃空气旋流发生器，23、稳燃盘。
具体实施方式
由附图所示，一种适用于低热值燃气的低氮燃烧器01，由燃气分配罐11、6~12只主燃喷枪12、1只稳燃喷枪13、助燃空气均流板21、旋流发生器22、稳燃盘23及主燃喷枪12出口的主燃喷嘴120，稳燃喷枪出口的稳燃喷嘴130和其上分布的若干个燃烧孔131组成。
燃烧装置运行时，燃气首先进入分配罐11，然后部分进入位于分配罐中心出口处的稳燃喷枪13的入口，并通过稳燃喷嘴130上的若干个燃烧孔131进入锅炉或窑炉的燃烧室内，从而确保燃烧装置出口轴线附近始终有一定量的燃气稳定燃烧，避免熄火等风险。其余燃气均匀进入各主燃喷枪12，并通过其出口的主燃喷嘴120以一定的射流角度均匀地进入燃烧室内，从而达到分级燃烧的目的，控制火焰最高温度，进而抑制NOx的大量生成。
助燃空气通过均流板21均匀进入燃烧装置01内，然后部分通过位于燃烧装置出口轴线附近安装的稳燃盘23以一定的角度与稳燃喷嘴130上布置的燃烧孔131送出的燃气混合燃烧，确保火焰的稳定性。其余助燃空气通过稳燃盘四周布置的旋流发生器产生旋转后进入燃烧室，并与主燃喷嘴120送出的燃气逐步混合燃烧。
以上所述，实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明技术的精神的前提下，本领域工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (5)

1.一种适用于低热值燃气的低氮燃烧装置，由燃气分配罐、主燃喷枪、稳燃喷枪、助燃空气均流板、旋流发生器、稳燃盘组成，其特征是：燃气通过分配罐后，确保一部分进入稳燃喷枪，其余部分均匀进入若干只主燃喷枪，实现燃气的分级燃烧；同时助燃空气部分通过位于稳燃喷枪周围的稳燃盘进入燃烧室，其余部分通过旋流发生器产生旋转后由四周进入燃烧室。
2.如权利要求1所述的一种适用于低热值燃气的低氮燃烧装置，其特征是：稳燃喷枪位于燃烧装置的轴线上，其出口喷嘴上布置多个燃烧孔，燃气通过燃烧孔以不同的角度进入燃烧室内。
3.如权利要求1所述的一种适用于低热值燃气的低氮燃烧装置，其特征是：若干只主燃喷枪分布在稳燃喷枪四周，其出口设有主燃喷嘴，喷嘴具有一定的角度排布，以使燃气以不同的角度进入燃烧室。
4.如权利要求1所述的一种适用于低热值燃气的低氮燃烧装置，其特征是：稳燃盘位于稳燃喷嘴上，稳燃盘上间隔布有导流片，可使助燃空气与燃烧孔一一对应地送入燃烧室。
5.如权利要求1所述的一种适用于低热值燃气的低氮燃烧装置，其特征是：旋流发生器位于稳燃盘四周，旋流发生器使助燃空气在燃烧装置内部开始产生旋转，进入燃烧室后带动主燃喷嘴射出的燃气旋转、混合并燃烧。
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