CN217654102U - 一种低氮氧化物排放的立式热风炉*** - Google Patents
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Abstract
本申请涉及热风炉技术领域,尤其是涉及一种低氮氧化物排放的立式热风炉***。本申请包括炉体、第一层燃烧器、第二层燃烧器、配风口和出口,所述炉体外壁下部连接所述第一层燃烧器和所述第二层燃烧器,所述第一层燃烧器和所述第二层燃烧器与所述炉体内部相通;所述炉体下部设有所述配风口,所述配风口位于所述炉体的最低位置;所述炉体上部设有所述出口。本申请炉体内形成上下分层的燃烧温度场,增大了热烟气同掺混冷空气或冷烟气的混合时间,降低炉体内部温度最高的中心区域,使温度场更加均匀,优化调整两层燃烧器间的间距,实现氮氧化物排放和一氧化碳排放的平衡,即不产生一氧化碳的同时,降低氮氧化物排放。
Description
技术领域
本申请涉及热风炉技术领域,尤其是涉及一种低氮氧化物排放的立式热风炉***。
背景技术
国内外工业领域的生产过程中需要大量的高温烟气,用于对其他低温介质进行混合提温,达到脱硫或脱硝的催化剂最优窗口温度,或实现工业有害气体的无害化排放。这类高温烟气主要通过热风炉***实现,目前热风炉***主要面对两大挑战,一是要求热风炉排放的烟气中CO和NOx排放量逐步降低,二是要求热风炉能够更广泛的适应现场运行工况条件,例如,安装空间要求和燃用特定燃料要求。同时,针对不同的应用场景,热风炉排放的高温烟气温度需拥有可调节性。
专利CN209782976U,通过在热风炉炉膛内垒砌蜂窝状扰流体的方式减少炉内高温区范围,实现炉内温度场的均匀,从而降低排烟中污染物的含量。同时,在热风炉出口位置连接混风箱和分配支管,进一步增大热烟气的混合空间和混合时间,最终实现每根分配支管中烟气温度的均匀。
专利CN216114730U,实现了燃烧两种燃料的卧式热风炉***,通过两级燃烧器的分离,以及助燃风机和稀释风机的独立调节,保证两种燃料在炉膛内形成的温度场不发生干扰,进而产生温度均匀可调的高温烟气,通过上述分级燃烧技术实现排烟中氮氧化物较低的效果。
针对上述中的相关技术,发明人认为现有的热风炉***仍以卧式结构为主,卧式结构占地面积较大、设备连接管线复杂;同时,卧式热风炉无法利用高温烟气的升力,在节能效果上有所欠缺。
实用新型内容
为了充分利用高温烟气的升力,实现低污染型高温烟气的排放,本申请提供一种低氮氧化物排放的立式热风炉***。
本申请提供的一种低氮氧化物排放的立式热风炉***采用如下的技术方案:
一种低氮氧化物排放的立式热风炉***,包括炉体、第一层燃烧器、第二层燃烧器、配风口和出口,所述炉体外壁下部连接所述第一层燃烧器和所述第二层燃烧器,所述第一层燃烧器和所述第二层燃烧器与所述炉体内部相通;所述炉体下部设有所述配风口,所述配风口位于所述炉体的最低位置;所述炉体上部设有所述出口。
通过采用上述技术方案,炉体外壁设有第一层燃烧器和第二层燃烧器,第一层燃烧器和第二层燃烧器与炉体内部相通,炉体下部设有配风口,炉体上部设有出口,使可燃烧烟气进入第一层燃烧器和第二层燃烧器内部进行燃烧,再进入到炉体内部,再向配风口输入冷空气或者冷烟气,使冷烟气或者冷空气与炉体内部热烟气掺混,可降低炉体内部温度最高的中心区域。
可选的,所述第一层燃烧器和所述第二层燃烧器沿炉体高度方向设置,分上、下两层安装。
通过采用上述技术方案,燃料采用分级注入立式热风炉的方式,避免在热风炉内下部形成高温区域和高氮氧化物生成的区域。
可选的,所述第一层燃烧器和所述第二层燃烧器的间距为500~1500mm。
通过采用上述技术方案,第一层燃烧器和第二层燃烧器之间的距离超过1500mm会使两个燃烧器距离太远,为保证冷烟气与上部燃烧器燃烧的烟气混合时间,则会增高热风炉的高度,热风炉过高则会提高成本,造成浪费;两个燃烧器之间的距离低于500mm,两个燃烧器之间距离过近,会使炉体内部产生高温区域和高氮氧化物区域,即调整两层燃烧器之间的间距,可实现氮氧化物排放和一氧化碳排放的平衡。
可选的,所述第一层燃烧器和所述第二层燃烧器都设有独立的火焰检测器,所述火焰检测器连接于所述炉体外壁。
通过采用上述技术方案,第一层燃烧器和第二层燃烧器都设有独立的火焰检测器,每个燃烧器的燃烧工况都得到实时检测。
可选的,所述配风口的直径与所述炉体的内径的比值为0.2~0.4。
通过采用上述技术方案,配风口直径与炉体内径的比值过大时,会导致冷空气或者冷烟气过多进入炉体内部,使炉体内部输出的烟气温度过低;配风口直径和炉体内径比值过小,会使冷空气或者冷烟气过少进入炉体内部,使炉体内部温度过高,产生高温区域和高氮氧化物区域。
可选的,所述炉体由三层保温材料组成,分别为最外层的保温棉、中间层的保温砖、最内层的耐火砖。
通过采用上述技术方案,耐火砖实现对大温度偏差的承受,保护炉体不受高温烧蚀;保温砖为中间过渡层,实现温度从火焰温度逐渐过渡到接近常温;保温棉进一步吸收炉体受热膨胀,并最大限度减少内部高温对钢结构炉板的热应力。
可选的,所述炉体外壁上部连接重力防爆门。
通过采用上述技术方案,设置重力防爆门,可使炉体内部发生***时,对炉体内部进行泄压。
可选的,所述炉体外壁上部还连接排烟温度热电偶。
通过采用上述技术方案,炉体外壁上部设有排烟温度热电偶,可对排出炉体内部的温度进行检测。
综上所述,本申请包括以下至少一种有益技术效果:
1.炉体外壁设有第一层燃烧器和第二层燃烧器,第一层燃烧器和第二层燃烧器都与炉体内部相通,第一层燃烧器和第二层燃烧器分为上、下两层安装,炉体下部设有配风口,炉体上部设有出口,可燃烧气体进入第一层燃烧器或者第二层燃烧器内部进行燃烧,燃烧后的烟气进入炉体内部,再向配风口输入冷空气或者冷烟气,使冷空气或者冷烟气与燃烧后的烟气进行掺混,炉体内形成上下分层的燃烧温度场,增大了热烟气同掺混冷空气或冷烟气的混合时间,降低炉体内部温度最高的中心区域,使温度场更加均匀,优化调整两层燃烧器间的间距,实现氮氧化物排放和一氧化碳排放的平衡,即不产生一氧化碳的同时,降低氮氧化物排放;
2.炉体由三层保温材料组成,为最外层的保温棉、中间层的保温砖、最内层的耐火砖,耐火砖实现对大温度偏差的承受,保护炉体不受高温烧蚀;保温砖为中间过渡层,实现温度从火焰温度逐渐过渡到接近常温;保温棉进一步吸收炉体受热膨胀,并最大限度减少内部高温对钢结构炉板的热应力;
3.炉体外壁设有火焰燃烧器,每台燃烧器设置独立的火焰检测器,保证所有燃烧器均能实现稳定、高效的燃烧;炉体外壁上部还设有重力防爆门和排烟温度热电偶,设置重力防爆门,可使炉体内部发生***时,对炉体内部进行泄压,设置排烟温度热电偶,可对排出炉体内部的烟气温度进行测量。
附图说明
图1是一种低氮氧化物排放的立式热风炉***的整体结构示意图。
图2是一种低氮氧化物排放的立式热风炉***显示配风口的示意图。
图3是一种低氮氧化物排放的立式热风炉***显示炉体体壁内部结构的剖面图。
附图标记说明:1、炉体;2、第一层燃烧器;3、第二层燃烧器;4、配风口;5、重力防爆门;6、排烟温度热电偶;7、火焰检测器;8、保温棉;9、保温砖;10、耐火砖;11、人孔;12、出口;13、加固环。
具体实施方式
以下结合全部附图对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种低氮氧化物排放的立式热风炉***。参照图1,一种低氮氧化物排放的立式热风炉***包括炉体1、第一层燃烧器2和第二层燃烧器3,炉体1外壁垂直固接两个第一层燃烧器2和两个第二层燃烧器3,第一层燃烧器2和第二层燃烧器3都与炉体1内部相通,四个燃烧器沿炉体1圆周面阵列设置,两个第一层燃烧器2高度相同,两个第二层燃烧器3的高度相同,第一层燃烧器2的位置低于第二层燃烧器3的位置,第一层燃烧器2和第二层燃烧器3的间距为500~1500mm,可燃气体可进入第一层燃烧器2和第二层燃烧器3内部进行燃烧,燃烧后的烟气进入炉体1内部,通过优化调整两层燃烧器间的间距,实现氮氧化物排放和一氧化碳排放的平衡;炉体1外壁沿高度方向阵列套设四个加固环13,加固环13沿炉体1圆周方向固接于炉体1外壁,设置加固环13可提高炉体1的稳定性;炉体1外壁还设有人孔11,人孔11与炉体1内部相通,人孔11的位置位于第一层燃烧器2下部,设置人孔11用于设备大修期间进入炉体1内部考察热应力对设备的影响。
参照图2,炉体1外壁还固设四个火焰检测器7,每一个火焰检测器7与四个燃烧器对应设置,第一层燃烧器2的上部位置都设有火焰检测器7,该火焰检测器7的开口倾斜向上设置;第二层燃烧器3的下部位置都设有火焰检测器7,位于第二层燃烧器3下部位置的火焰检测器7的开口倾斜向下设置;设置火焰检测器7为了根据第一层燃烧器2和第二层燃烧器3内部火焰的燃烧特性对燃烧器内部的燃烧工况进行实时检测,一旦火焰燃烧状态不满足正常条件或熄火时,按一定方式给出信号,保证锅炉灭火时停止燃料供应,每一个火焰检测检测对应燃烧器中的燃烧情况。
炉体1下部设有配风口4,配风口4的直径与炉体1的内径的比值为0.2~0.4,配风口4处可进入冷空气或者冷烟气,冷空气或者冷烟气进入炉体1内部与火焰锋面的中心位置掺混,可降低炉体1内部温度最高的中心区域,同时,燃料采用分级注入立式热风炉炉体1内部的方式,避免在炉体1内下部形成高温区域和高氮氧化物生成的区域;炉体1外壁上部还固设重力防爆门5和两个排烟温度热电偶6,重力防爆门5和排烟温度热电偶6位于一条竖直线上,重力防爆门5位于两个排烟温度热电偶6之间,排烟温度热电偶6可检测炉体1上部排出的烟气的温度,设置重力防爆门5可使炉体1内部烟气发生***时,起到泄压的作用。
参照图3,炉体1上部设有出口12,使炉体1内部的烟气可从出口12处排出;炉体1采用保温棉8、保温砖9、耐火砖10三层保温材料,其中,耐火砖10实现对大温度偏差的承受,保护炉体1不受高温烧蚀;保温砖9为中间过渡层,实现温度从火焰温度逐渐过渡到接近常温;保温棉8进一步吸收炉体1受热膨胀,并最大限度减少内部高温对钢结构炉板的热应力。
本申请实施例一种低氮氧化物排放的立式热风炉***的实施原理为:可燃气体可从第一层燃烧器2和第二层燃烧器3内部燃烧后进入炉体1内部,同时,配风口4处进入冷空气或者冷烟气,可使在炉体1内部火焰锋面中心位置掺混冷空气或冷烟气,降低炉体1内温度最高的中心区域,即燃料采用分级注入立式热风炉的方式,避免在热风炉炉体1中下部形成高温区域和高氮氧化物生成的区域。通过优化调整两层燃烧器间的间距,实现氮氧化物排放和一氧化碳排放的平衡,即不产生一氧化碳的同时,降低氮氧化物排放,从而形成一种低氮氧化物排放的立式热风炉***。
以上均为本申请的较佳实施例,并非依此限制本申请的保护范围,故:凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化,均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种低氮氧化物排放的立式热风炉***,其特征在于:包括炉体(1)、第一层燃烧器(2)、第二层燃烧器(3)、配风口(4)和出口(12),所述炉体(1)外壁下部连接所述第一层燃烧器(2)和所述第二层燃烧器(3),所述第一层燃烧器(2)和所述第二层燃烧器(3)与所述炉体(1)内部相通;所述炉体(1)下部设有所述配风口(4),所述配风口(4)位于所述炉体(1)的最低位置;所述炉体(1)上部设有所述出口(12)。
2.根据权利要求1所述的一种低氮氧化物排放的立式热风炉***,其特征在于:所述第一层燃烧器(2)和所述第二层燃烧器(3)沿炉体(1)高度方向设置,分上、下两层安装。
3.根据权利要求2所述的一种低氮氧化物排放的立式热风炉***,其特征在于:所述第一层燃烧器(2)和所述第二层燃烧器(3)的间距为500~1500mm。
4.根据权利要求3所述的一种低氮氧化物排放的立式热风炉***,其特征在于:所述第一层燃烧器(2)和所述第二层燃烧器(3)都设有独立的火焰检测器(7),所述火焰检测器(7)连接于所述炉体(1)外壁。
5.根据权利要求1所述的一种低氮氧化物排放的立式热风炉***,其特征在于:所述配风口(4)的直径与所述炉体(1)的内径的比值为0.2~0.4。
6.根据权利要求1所述的一种低氮氧化物排放的立式热风炉***,其特征在于:所述炉体(1)由三层保温材料组成,分别为最外层的保温棉(8)、中间层的保温砖(9)、最内层的耐火砖(10)。
7.根据权利要求6所述的一种低氮氧化物排放的立式热风炉***,其特征在于:所述炉体(1)外壁上部连接重力防爆门(5)。
8.根据权利要求7所述的一种低氮氧化物排放的立式热风炉***,其特征在于:所述炉体(1)外壁上部还连接排烟温度热电偶(6)。
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