CN101169246A - 高效的自预热循环低NOx高温燃烧系统 - Google Patents
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Abstract
一种中低热值高温低NOx排放燃烧系统，其特点是：它包括一次自循环预热燃烧系统，一次燃料高温陶瓷换热器，二次高温烟气再燃系统，二次燃料高温陶瓷换热器。解决方案使得热值低于800Kcal/m3±100Kcal/m3，仍然可以保持温度效率高达95％，热回收率达80％以上的安全、稳定、节能、环保燃烧。它可以在广泛的领域使用，如油气田伴生天然气，煤油厂的火炬，钢铁企业的高炉、焦炉和铁合金电炉放散的煤气，化工企业的化肥厂弛放气和电石、黄磷，炭黑厂生产放散的煤气、煤炭开采中未利用的煤层气、食品行业的糟粕和垃圾填埋场产生的沼气等。
Description
技术领域
本发明涉及一种环保、安全、高效、节能燃烧系统，尤其涉及中低热值的高温燃烧技术。
技术背景
低热值煤气的热值仅为800Kcal/m3左右，理论燃烧温度只有1100℃左右，实际燃烧温度更低，采用常规燃烧技术不能满足环保、安全、节能的高效燃烧要求。按美国API规范和我国SH3009规范要求，低热值煤气的热值不得底于2000Kcal/m3。底于2000Kcal/m3热值的燃烧系统用高热值燃料气掺混拌烧，才能安全稳定的燃烧。
对于冶金、化工、焦化需要利用的中低热值煤气系统，若按常规的解决方法成本之高、效率之低。
发明内容
高温燃烧技术将空气和煤气都预热到800～1000℃以上，实现温度效率高达95％，热回收率达80％以上，煤气的理论燃烧温度达到1800℃以上，且实现了高温、低氧燃烧、低NOx排放，环保、节能。
本发明所提供的一种中低热值煤气的高温低NOx排放燃烧系统，其特点是：它包括一次自循环预热燃烧系统，一次燃料高温陶瓷换热器，二次高温烟气再燃系统，二次燃料高温陶瓷换热器。
其中，一次自循环预热燃烧系统：包括对称的一次风涡旋到叶片4组、二次助燃风、三次助燃调温喷口，带肋燃料预热筒体结构，共同组成。一次空气进气为内筒体为缩小的喇叭状，内筒体带有螺旋导流片，筒体外部带有螺旋状布置肋片与内筒导流片对称一体布置形成一次燃料气预热。燃料气采用旋流燃料喷口，喷口方向与一次风方向垂直布置，二次助燃风、三次助燃调温风带有调节装置，燃烧腔体为扩大的喇叭状，内带有鱼鳞状冷却片
二次再燃系统包括：旋流燃料喷口，二次燃料高温陶瓷换热器。
上述的一次自循环预热燃烧系统，螺旋导流片及，螺旋状布置肋片的材料为镍基耐热不锈钢制成。一、二次燃料气预热的高温陶瓷换热器为高铝质陶瓷材料。
采用了上述的技术解决方案使得热值低于800Kcal/m3±100Kcal/m3，仍然可以保持温度效率高达95％，热回收率达80％以上的安全、稳定、节能、环保燃烧。使得低热值气体燃料的利用范围更加广泛。
附图说明
图1为本发明的结构系统图
具体实施方式
在图1所示，低热值高温低NOx排放燃烧系统中包括：一次自循环预热燃烧系统，一次燃料高温陶瓷换热器，二次高温烟气再燃系统，二次燃料高温陶瓷换热器。其中，一次自循环预热燃烧系统：包括对称的一次风涡旋到叶片4组、二次助燃风、三次助燃调温喷口，带肋燃料预热筒体结构，共同组成。内筒体为缩小的喇叭状，内筒体带有螺旋导流片，筒体外部带有螺旋状布置肋片与内筒导流片对称一体布置。燃料采用旋流燃料喷口，喷口方向与一次风方向垂直布置，二次助燃风、三次助燃调温风带有调节装置，燃烧腔体为扩，大的喇叭状，内带有鱼鳞状冷却片
二次再燃系统包括：旋流燃料喷口，二次燃料高温陶瓷换热器。
图中：1为占有参加燃烧的50％左右的燃烧空气，经一次风进入口风速15～65m/s。经过内筒体为缩小的喇叭状，内筒体带有螺旋导流片的导流，经过4组涡旋叶片进入燃烧腔内与100％预热800～1000℃的燃料气混合在腔内进行一次扩散无焰燃烧，燃烧温度为1500℃，与进入的3二次热空气(风速15～65m/s，)完全交混无焰燃烧。产生的烟气与4三次热空气参混冷却保持腔体内温度不过热，低NOx排放烟气。一次燃烧后的烟气1500℃±100℃经过6高温陶瓷换热器将燃料气预热至1000℃±100℃。同时一次燃烧的烟气1200℃左右再与7旋流燃料喷口燃料气二次交叉混燃烧，产生的高温烟气1500℃±100℃经过6高温陶瓷换热器将燃料气预热至1000℃±100℃形成循环燃烧，循环预热。
本实用中低热值高温低NOx排放燃烧系统的优点在于
(1)结构简单体积小
(2)燃烧效率高节能效果明显，热回收率较高(最高可达80％)
(3)NOx排放超低；高温低氧二次燃烧
(4)稳定可靠的燃烧
(5)低噪音
(6)长寿命
由于螺旋导流片及，螺旋状布置肋片的材料采用镍基耐热不锈钢制成。一、二次燃料气预热的高温陶瓷换热器为高铝质陶瓷材料。使用寿命大大延长。
Claims (7)
1.一种低热值高效的自预热循环低NOx高温燃烧系统，其特征在于：它包括一套涡旋高温燃烧器、一套自预热循环低NOx高温涡旋燃烧腔体、两套高温预热燃料气的陶瓷换热器，其中：涡旋高温燃烧器布置在系统的中轴两处，与涡旋的燃烧空气形成两次交叉扩散涡旋燃烧。
2.自预热循环低NOx高温涡旋燃烧器、腔体中布置二次、三次风的进气。
3.一次风进气有对称四个螺旋导气叶片进入，涡旋燃烧腔体与预热器一次进气，按拉法尔形状布置，燃烧腔体与一次空气腔体式预热器形成一体，螺旋导气叶与腔体式预热器的鳍片形成一体。
4.自预热循环低NOx高温涡旋燃烧器腔内有鱼鳞形冷却片，利用二次、三次风调节保持1500℃±100℃的，低NOx燃烧，燃烧器腔内燃烧温度不会对燃烧室损坏，同时又对燃料气进行一次预热，高温陶瓷换热器二次余热
5.利用自预热循环低NOx高温涡旋燃烧室排出的高温烟气，将高温陶瓷换热器内的燃料气预热二次至800～1000℃。
6.利用一次燃烧的高温烟气1200℃左右与高温陶瓷换热器预热至800～1000℃燃料气进行再次燃烧。
7.一种中低热值高效的自预热循环低NOx高温燃烧系统与联合循环的余热锅炉的补燃形成一体。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102537997A (zh) * | 2012-02-17 | 2012-07-04 | 燕守志 | 锅炉的等熵式空气换热器 |
| CN107166395A (zh) * | 2017-05-31 | 2017-09-15 | 北京理工大学 | 一种自循环低氮氧化物旋流燃烧器 |
| CN116086147A (zh) * | 2022-12-19 | 2023-05-09 | 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 | 一种防止钛精矿低温干燥回转窑板结的装置及方法 |
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2006
- 2006-10-27 CN CNA2006101377231A patent/CN101169246A/zh active Pending
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Open date: 20080430 |