CN102635853A - 一种烟气自循环降低NOx排放的工业用燃烧器 - Google Patents

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肖江东
徐志斌
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上海诺特飞博燃烧设备有限公司
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Abstract

本发明涉及一种烟气自循环降低NOX排放的工业用燃烧器,属大功率工业用燃烧器技术领域,其特征在于:耐火砖墙的里端内侧面与外喉口的外侧面固定连接,耐火砖墙的外端内侧面与燃烧器机芯的轴线之间以β角向外侧扩口;烟气倒流导环的里端与外喉口的内侧面连接,所述外喉口与喉口之间、以及喉口与倒流导环之间置有烟气倒流通道。本发明的积极效果是:结构简单,只需要在原有燃烧器的基础上进行简单改造即可,通过燃烧器自循环烟气,能有效降低炉膛内的温度和降低烟气-空气混合物中的氧浓度,有利于减少热力型NOX的生成和减少燃料型NOX的生成。燃气时,NOX浓度可降低35%,烧油时NOX浓度可降低10%~35%,效果很明显。

Description

—种烟气自循环降低NOx排放的エ业用燃烧器
技术领域
[0001] 本发明涉及大功率エ业用燃烧器技术领域,尤其涉及一种烟气自循环降低NOx排放的エ业用燃烧器,燃烧后的烟气在燃烧器喉头处与新鲜空气混合,再与燃料均混燃烧,降低NOx排放。
背景技术
[0002] 环境保护和节能减排是エ业燃烧器的永恒的课题。特别是当前,对降低NOx排放 的要求更加严格。北京、上海等地区对燃气燃烧器NOx的数值要求从2008年的150mg/Nm3,降低到现在的100mg/Nm3。在我国,单机功率在24MW以上的燃烧器研发还处于不完善阶段,对NOx的降低也缺少有效的方法。
[0003] 从机理上来说,燃气和燃油燃烧器NOx的产生主要有两大类,一类是热力型,取决于温度,即温度在1536度以上则NOx大量产生;另ー类是燃料型,即燃料中的N原子以化合物状态存在,在较低的温度下就能与氧气结合产生N0X。目前,降低NOx排放的手段主要从以上两方面入手,一是降低火焰峰值温度,比较有效的方法是分级分段燃烧、半预混燃烧、浓淡燃烧、烟气再循环,ニ是可对烟气进行脱硝。
[0004] 对于烟气再循环而言,分为烟气内循环与烟气外循环,主要是通过稀释氧气浓度,从而减少氮气(N2)以及含氮基团与氧气结合的概率,进而降低N0X。所谓烟气外循环即使得燃烧后的烟气部分与助燃新鲜空气在燃烧装置的外部相混合,然后被強制送入燃烧器中去,此法有效,但是需要增加额外的附加装置及一定能耗;而烟气内循环即采用旋流式燃烧器本身的机理,使得炉膛尾部的烟气直接自动回到燃烧器产生的火焰中心,此法需要对旋流器有较高的要求,旋流强度不能过高或者过低,否则容易回火。
发明内容
[0005] 本发明的目的是:基于烟气内循环机理,改进燃烧器喉ロ结构设计,提供一种烟气自循环降低NOx排放的エ业用燃烧器,自动抽取部分炉膛内烟气到燃烧器喉ロ与助燃空气相结合,再与燃料混合进行燃烧,从而产生合适、均匀、稳定的火焰,同时产生的NOx排放量极少。
[0006] 为达到上述目的,采用的技术方案是:一种烟气自循环降低NOx排放的エ业用燃烧器,包括由外向内同轴设置的耐火砖墙、喉ロ、置于所述喉ロ内的燃烧器机芯,其特征在于:所述耐火砖墙的里端内侧面与外喉ロ的外侧面固定连接,所述耐火砖墙的外端内侧面与燃烧器机芯的轴线之间以β角向外侧扩ロ ;烟气倒流导环的里端与外喉ロ的内侧面连接,所述外喉ロ与喉ロ之间、以及喉ロ与倒流导环之间置有烟气倒流通道。
[0007]所述 β 角为:45 < β <90。
[0008] 工作时,燃料与空气分别按原燃烧器方式进行接触、混合,并在炉膛内燃烧,产生的烟气中有5%〜15%在射吸式喉ロ的作用下,从喉口外耐火砖墙扩ロ处回流,沿着烟气倒流通道进入燃烧器内部,并与助燃空气相混合。此时,由于烟气的混入,降低了燃烧过程的氧的浓度及燃烧温度,防止局部高温产生故而抑制了 NOx的生成。
[0009] 本发明的积极效果是:本发明燃烧装置结构简单,只需要在原有燃烧器的基础上进行简单改造即可,通过燃烧器的特殊的射吸式原理,自循环烟气能有效降低炉膛内的温度,同时能降低烟气-空气混合物中的氧浓度,有利于减少热力高温型NOx的生成,另外也减少了中间产物含氮基团和氧气的反应,因此也有利于减少燃料型NOx的生成。烧天然气时,NOx浓度可降低35%,烧油时NOx浓度可降低I O %〜3 5 %,降低NOx的效果很明显。
附图说明
[0010] 以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0011] 图I为本发明结构示意图;
图2为图I中烟气倒流通道局部结构示意图(放大)。
[0012] 图中,I 一外喉口 ;2 —烟气倒流导环;3 —耐火砖墙;4 一燃烧器机芯;5 —喉口;6 一烟气倒流通道。
具体实施方式
[0013] 图I为本发明结构示意图,图2为本发明特征部分烟气倒流通道局部结构示意图。如图所示,烟气自循环降低NOx排放的工业用燃烧器,包括由外向内同轴设置的耐火砖墙3、喉口 5、置于所述喉口 5内的燃烧器机芯4,其特征在于:所述耐火砖墙3的里端内侧面与外喉口 I的外侧面固定连接,所述耐火砖墙3的外端内侧面与燃烧器机芯的轴线之间以β角向外侧扩口 ;烟气倒流导环2的里端与外喉口 I的内侧面连接,所述外喉口 I与喉口 5之间、以及喉口 5与烟气倒流导环2之间置有烟气倒流通道6。
[0014]所述 β 角为:45 < β < 90。
[0015] 助燃空气在燃烧器喉口 5内往炉膛喷射时,将使得置于所述外喉口 I与喉口 5之间、以及喉口 5与烟气倒流导环2之间的烟气倒流通道6内形成负压,在该负压的自吸作用下,燃烧器的燃料与助燃空气在炉膛内燃烧后产生的烟气中一部分就折返,通过烟气倒流通道6到达燃烧器喉口 5内部,与助燃空气以及燃料相混合,有效降低了炉膛内的温度和降低了烟气-空气混合物中的氧浓度,有利于减少热力型NOx的生成和有利于减少燃料型NOx的生成,因此降低NOx的效果很明显,烧天然气时,NOx浓度可降低35%,烧油时NOx浓度可降低I O %〜3 5 %。

Claims (2)

1. 一种烟气自循环降低NOx排放的工业用燃烧器,包括由外向内同轴设置的耐火砖墙、喉口、置于所述喉口内的燃烧器机芯,其特征在于:所述耐火砖墙的里端内侧面与外喉口的外侧面固定连接,所述耐火砖墙的外端内侧面与燃烧器机芯的轴线之间以P角向外侧扩口 ;烟气倒流导环的里端与外喉口的内侧面连接,所述外喉口与喉口之间、以及喉口与倒流导环之间置有烟气倒流通道。
2.根据权利要求I所述一种烟气自循环降低NOx排放的工业用燃烧器,其特征在于:所述 3 角为:45 < @ < 90。
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