CN105020722B - 多用途燃烧器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多用途燃烧器，目的在于可燃液体在燃烧处理过程中，存在燃烧不充分，会产生大量有毒有害气体，燃烧效率低的问题。该燃烧器包括雾化喷嘴、管状稳流筒、阻挡器，雾化喷嘴与管状稳流筒之间形成二次进气口，通过雾化喷嘴射出的雾化物通过二次进气口与空气进一步相混合、雾化，阻挡器位于雾化喷嘴的雾化物喷射线上。本发明燃烧稳定、充分，燃烧效率高，不会产生因不完全燃烧所生成的有毒有害气体，完全满足国家对于可燃液体的“无害化”处理的相关要求，排放的气体也能满足相关要求，并能提供可供利用的能源。本发明能够用于可燃液体（包括相应的危险废物）的无害化处理，具有较好的经济效益和社会效益，市场前景广阔。

Description

多用途燃烧器

技术领域

本发明涉及燃烧设备领域，尤其燃烧器领域，具体为一种多用途燃烧器。

背景技术

危险废物（英文名为HazardousWaste），又称有害废物，是指列入国家危险废物名录或者根据国家规定的危险废物鉴别标准和鉴别方法认定的具有危险特性的废物。其需要特殊的管理与处置过程，以避免引起健康危害或产生其他有害环境的作用。由于有机溶剂、油脂等工业产品的大量产销和使用，直接带来数量巨大的用后可燃液体类废物。可燃液体废物多为危险废物，其必须得到有效的处理，以避免对环境的危害和影响。

目前，可燃液体废物的种类主要包括废有机溶剂、废矿物油两大类，废有机溶剂包括废香蕉水、废二甲苯、废丙酮等，废矿物油包括废机油、废液压油、废柴油、废注塑机油、废煤油、废白矿油、废白电油、废火花机油、废切削油、齿轮油、溶剂油、齿轮油、导轨油等。可燃液体类废物的处置方式包括综合利用与无害化处理，其中，焚烧是对其进行无害化处理最有效、最环保的处理方式，同时，其产生的能源能够加以综合利用，也是实现其废物“资源化”的重要途径。

由于可燃液体中的成分多为有机化合物，若这些有机化合物无法充分燃烧，则会产生大量的有毒有害气体，有毒有害气体的排放则又对空气形成二次污染，同时燃烧不充分时，部分有机化合物在高温下会发生炭化，从而产生炭化颗粒，附着在燃烧室的内壁上。为了保证燃烧效率，因而需要经常清理燃烧室内壁。可燃液体燃烧不充分又进一步使燃烧效率降低，严重影响能源的回收利用，导致资源的浪费。因此，如何使可燃液体完全燃烧，避免二次污染，成为人们尤为关注的问题。

由于可燃液体的燃烧主要涉及反应物、燃烧装置两个主要部分，而可燃液体的反应物是既定的，因而人们把研究方向主要着眼于燃烧装置。

因此，目前迫切需要开发一种新的可燃液体燃烧装置，以解决可燃液体燃烧不充分的问题。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对可燃液体在燃烧处理过程中，存在燃烧不充分，会产生大量有毒有害气体，同时导致部分有机化合物在高温下会发生炭化，产生炭化颗粒附着在燃烧室的内壁上，需要经常清理，废工费时，燃烧效率低的问题，提供一种多用途燃烧器。

经过研发，申请人于2002.11.28申请了高效多适应喷射式燃烧器（以下简称：在先申请），该燃烧器，包括喷嘴；该喷嘴由嘴柄，一端与嘴柄螺纹连接、另一端有燃烧物喷射孔的嘴壳，以及位于嘴壳内、一端与嘴柄螺纹连接、另一端有助燃物喷出孔的嘴芯组成，所述嘴芯(1)的助燃物喷出孔(5)出口位于所述嘴壳(2)的燃烧物喷射孔(4)的内端口。经过长期的使用和验证，表明该燃烧器燃烧效率高，可燃液体燃烧充分，燃烧排放的气体中不含有毒有害气体，不会对环境造成二次污染，具有较好的效果。

同时，申请人发现，采用前述燃烧器处理分子量较小的可燃液体时（相对易于雾化），完全可行，但在处理分子量较大、粘度较高可燃液体时，为提升可燃液体的雾化效果，需要提高一次进气（压缩气体）的压强、增加气体量，会导致稳流筒内形成的可燃雾化气体不稳定，无法保证点火火源稳定，因而出现熄火现象，无法保证持续稳定燃烧，因而对处理分子量较大、粘度较高可燃液体，具有局限性。

因此，申请人进行了进一步的研发，并得到了本发明的多用途燃烧器。该装置能够有效解决前述燃烧器存在的熄火、燃烧不稳定的问题，使燃烧器形成稳定的火源，确保火焰燃烧稳定、充分，燃烧效率高，不会产生有毒有害气体，不会对环境造成二次污染，完全满足国家对于可燃液体类废物处理的相关要求，排放的气体也能满足相关环保部门的要求。本发明能够用于可燃液体类废物的处理，具有较好的经济效益和社会效益，市场前景广阔。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

多用途燃烧器，包括雾化喷嘴、管状稳流筒、位于管状稳流筒内的阻挡器，所述雾化喷嘴与管状稳流筒之间形成二次进气口，所述阻挡器位于雾化喷嘴的雾化物喷射线上；

所述雾化喷嘴的进口分别与可燃液体和压缩气体相连，可燃液体和压缩气体在雾化喷嘴内进行一次混合，所述雾化喷嘴射出的雾化物与通过二次进气口的空气进行二次混合；

以管状稳流筒靠近雾化喷嘴的一段为近端，以管状稳流筒远离雾化喷嘴的一段为远端，所述管状稳流筒的近端设置有环形档件，雾化喷嘴喷出的雾化物撞击阻挡器后，在环形挡件靠近管状稳流筒内壁的一侧形成稳定的涡流状雾化可燃气体区，点燃后形成稳定的火源。

所述压缩气体为压缩空气或压缩氧气。

所述阻挡器位于雾化喷嘴的雾化物喷射中心线上。

所述阻挡器为球形或半球形或锥形。

进一步，所述阻挡器为球形。

所述阻挡器与管状稳流筒之间采用活动连接或固定连接。

所述阻挡器与雾化喷嘴之间采用活动连接或固定连接。

还包括夹头、连接件，所述夹头设置在雾化喷嘴上，所述阻挡器通过连接件与夹头相连。

所述管状稳流筒为圆形管状稳流筒或圆台形管状稳流筒。

所述管状稳流筒为圆台形管状稳流筒。

所述环形挡件为环形挡片或环形挡圈。

所述环形挡片为至少一个。

申请人通过研究发现，在先申请在处理分子量较大、粘度较高的可燃液体时，由于此类有机物的分子量较大，因而需提高压缩气体压强、增加压缩气体量，进一步使雾化喷嘴的压力过高，用点火器将喷出的雾化物点燃后，后续的喷出物会将火焰瞬时熄灭；而如果降低压强、减少压缩空气的量，则会使喷出物以液滴的形式流出，使雾化效果降低，导致燃烧不正常。因此，采用在先申请的装置具有很大的局限性，处理可燃液体的种类有一定限制，无法满足可燃液体工业化处理的需要。

为此，申请在前述研究的基础上，提供一种新的装置。该装置包括雾化喷嘴、管状稳流筒、阻挡器，雾化喷嘴与管状稳流筒之间形成二次进气口，雾化喷嘴喷出的可燃液体与压缩气体的雾化物与经二次进气口的空气进一步混合（即进行二次混合），有效提高混合的充分性，其中阻挡器位于管状稳流筒内，雾化喷嘴喷出的雾化物呈放射线型，阻挡器位于雾化喷嘴的雾化物喷射线上。以管状稳流筒靠近雾化喷嘴的一段为近端，另一段为远端。管状稳流筒的近端设置有环形档件，雾化喷嘴喷出的雾化物撞击阻挡器后，在环形挡件靠近管状稳流筒内壁的一侧形成稳定火源。本发明工作时，压缩空气和可燃液体在雾化喷嘴内进行一次混合后，经雾化喷嘴喷出，形成雾化物，阻挡器位于雾化喷嘴的雾化物喷射线上，因而与阻挡器碰撞的雾化物反向运动，从而在环形挡件靠近管状稳流筒内壁的一侧形成稳定的涡流状雾化可燃气体区，点火后，涡流燃烧形成稳定的火源，该稳定火源能够起到管状稳流筒雾化物火源的作用，从而有效解决前述申请存在的熄火问题。本发明中二次进气口、管状稳流筒、阻挡器、环形档件，是本发明的关键所在，通过各部分的配合，能够有效解决可燃液体的问题，保证可燃液体的燃烧，为可燃液体燃烧处理提供一种新的途径。

雾化喷嘴的进口与可燃液体和压缩气体相连，压缩气体为压缩空气或压缩氧气。阻挡器位于雾化喷嘴的雾化物喷射中心线上，阻挡器为球形或半球形或锥形，优选阻挡器为球形。当阻挡器位于雾化喷嘴的雾化物喷射中心线上，阻挡器为球形时，本发明在靠近管状稳流筒内壁一侧形成的稳定火源，沿环形挡件分布更加均匀，燃烧效果更佳。

进一步，阻挡器与管状稳流筒之间采用活动连接或固定连接，或阻挡器与喷嘴之间采用活动连接或固定连接。将阻挡器与管状稳流筒或喷嘴活动连接，有利于调整阻挡器的位置，从而使燃烧达到最佳效果。由于不同种类可燃液体的性质存在差异，通过调节阻挡器的位置，可以使本发明达到不同种类可燃液体的最佳燃烧效果，极大提高燃烧效率。本发明还提供另外一种连接方式：还包括夹头、连接件，夹头设置在雾化喷嘴上，阻挡器通过连接件与夹头相连。

进一步，管状稳流筒为圆形管状稳流筒或圆台形管状稳流筒，优选管状稳流筒为圆台形管状稳流筒。环形挡件为环形挡片或环形挡圈。进一步，环形挡片为至少一个，环形挡片也可以为多个，均布于管状稳流筒的近端。其中，圆台的定义如下：用一个平行于圆锥底面的平面去截圆锥，底面与截面之间的部分叫做圆台，圆台同圆柱和圆锥一样也有轴、底面、侧面和母线，并且用圆台台轴的字母表示圆台。

综上所述，采用本发明的装置能够有效解决现有装置存在熄火、燃烧不稳定的问题，与前述申请相比，具有显著的进步。申请人通过分析后认为，可燃液体的雾化效果直接影响燃烧效果，能否形成稳定的点火火源是保证燃烧火焰持续稳定的关键，由于可燃液体的种类繁多，物化性质不尽相同，因而，需要通过调节一次进气的压强计气体量并配合调整稳流筒与撞击器的位置来改善雾化效果，确保形成稳定、可靠的点火火源。采用前述申请无法实现大范围的调节需求，因而对可燃液体的燃烧局限性明显，必然导致熄火、燃烧不稳定等问题，而本发明有利于通过调节方式强化雾化效果，并在环形挡件内侧形成稳定的可燃气体涡流，点燃后可以形成稳定的点火源，即通过燃烧器使可燃液体雾化后形成内部自点火，由于该点火源稳定、可靠，能够使雾化喷嘴喷出的雾化物持续、稳定燃烧，因而也具有显著的进步。通过本发明，能够使可燃液体得到充分、完全燃烧，不会出现燃烧室内壁有机物热解产生碳化物附着在燃烧室内壁的情况，同时排放的气体中不会产生因不完全燃烧所生成的有毒有害气体，经处理后的气体能够满足气体排放要求，可直接排入空气中。经过试验焚烧炉试用，环保部门进行的尾气监测报告显示，尾气排放达标，证明采用本发明的装置，能够使可燃液体得到充分燃烧，具有较好的燃烧效果和广泛的适应范围。本发明具有节能、高效、环保等优点，尤其适合于处理大批量可燃液体类废物，不仅能有效解决可燃液体类废物的“无害化”处理问题，减少环境污染，而且能实现能源有效利用、降低运行费用，节约生产成本。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是为本发明的燃烧原理图。

图2为图1中A部分的局部放大示意图。

图3是实施例1的结构示意图。

图4是实施例1的后视图。

图中标记：1为雾化喷嘴，2为管状稳流筒，3为阻挡器，4为二次进气口，5为稳定火源，6为夹头，7为连接件，8为环形挡圈，9为压缩空气腔，10为液体腔。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

实施例1

如图所示，本发明雾化喷嘴、状稳流筒、阻挡器、夹头、连接件，雾化喷嘴与管状稳流筒间隔，形成二次进气口。其中，阻挡器位于管状稳流筒内，雾化喷嘴喷出的雾化物呈放射线型，阻挡器位于雾化喷嘴的雾化物喷射中心线上。雾化喷嘴的进口与可燃液体和压缩空气相连，可燃液体和压缩空气在雾化喷嘴内完成一次混合，管状稳流筒为圆台形管状稳流筒，阻挡器呈球形，夹头设置在雾化喷嘴上，阻挡器通过连接件与夹头相连。以管状稳流筒靠近雾化喷嘴的一段为近端，以管状稳流筒远离雾化喷嘴的一段为远端，管状稳流筒的近端设置有环形档件，环形挡件为环形挡圈。雾化喷嘴喷出的雾化物撞击阻挡器后，在环形挡件靠近管状稳流筒内壁的一侧形成稳定火源。

使用时，压缩空气与雾化喷嘴的压缩空气腔相连，可燃液体与雾化喷嘴的液体腔相连。压缩空气、可燃液体在雾化喷嘴内完成一次混合后，经雾化喷嘴高速喷出，形成高速雾化物，高速雾化物与二次进气口中的空气进行二次混合，提高混合的充分性。雾化物与球形阻挡件碰撞、破碎、加速雾化，同时在环形挡圈附近形成流速相对较慢、稳定的雾化气体涡流区，点燃后，形成稳定的点火火源。

本实施例中，通过夹头与连接件的配合，能够调节阻挡器的位置，进而使不同种类的可燃液体在燃烧时，达到最佳的燃烧效果。

原理性说明

以阻挡器为球形、压缩气体为空气为例，对本发明的燃烧原理进行进一步说明，其中，图1为燃烧原理图，图2为图1中A部分的局部放大示意图。

压缩空气与雾化喷嘴的压缩空气腔相连，可燃液体与雾化喷嘴的液体腔相连。压缩空气、可燃液体经雾化喷嘴高速喷出，液体腔中的可燃液体随压缩空气携带从雾化喷嘴的喷射孔高速喷出，形成高速气液混合射流（即雾化物）。雾化喷嘴与管状稳流筒之间间隔，形成二次进气口，由于高速气液混合射流喷出时，在周围会形成负压，从而带入二次空气，进行二次混合。高速气液混合射流与阻挡器碰撞、破碎、加速雾化，在阻挡器、管状稳流筒、环形挡圈的共同作用下，在管状稳流筒的近端形成稳定的雾化气体涡流区（如图1所示），分散后的射流（气液混合体）则沿流动方向持续分散、雾化。点火后，雾化气体涡流区内的雾化可燃气体燃烧（相对流速较慢且稳定），并形成稳定的点火火源，保持火焰持续并形成稳定可靠的柱状火焰。

为了进一步说明本发明的效果，本发明以在先申请（高效多适应喷射式燃烧器，CN02244937.X）为对照组，以本发明的装置为实验组。通过改变压缩空气的气压，调节压缩空气的流速，对不同种类的可燃液体进行燃烧测定。燃烧测定结果能够看出，不同种类可燃液体在不同压缩空气进气压力（或者说不同的压缩空气流速）下，可燃液体的燃烧情况。相关的测试结果如下所示。

其中，表1为实验组（即本发明）的燃烧测定结果，表2为对照组（即现有技术，高效多适应喷射式燃烧器，CN02244937.X）的燃烧测定结果。

表1 实验组的燃烧测定结果

表2 对照组的燃烧测定结果

在燃烧中，滴漏、轻微黑烟现象说明燃烧不充分，而燃烧稳定则说明燃烧效果较好。从表1的测定结果中可以看出，本发明的装置显著优于现有技术，能够提高压缩空气的压力（即压缩空气的进气量），有效改善燃烧效果。同时，不同种类液体燃料所需的压缩空气的量是不同的，而本发明的装置能够适应不同种类液体的燃烧需要。本发明的申请人还采用了其他种类的液体燃料进行测试，均能够稳定燃烧，具有较好的燃烧效果。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (7)

1.多用途燃烧器，其特征在于，包括雾化喷嘴、管状稳流筒、位于管状稳流筒内的阻挡器，所述阻挡器为球形，所述雾化喷嘴与管状稳流筒之间形成二次进气口，所述阻挡器位于雾化喷嘴的雾化物喷射线上，所述阻挡器与所述管状稳流筒或所述雾化喷嘴之间采用活动连接，所述阻挡器在雾化喷嘴的雾化物喷射线上的位置可调节；

所述雾化喷嘴的进口分别与可燃液体和压缩气体相连，可燃液体和压缩气体在雾化喷嘴内进行一次混合，所述雾化喷嘴射出的雾化物与通过二次进气口的空气进行二次混合；

以管状稳流筒靠近雾化喷嘴的一段为近端，以管状稳流筒远离雾化喷嘴的一段为远端，所述管状稳流筒的近端设置有环形挡件，雾化喷嘴喷出的雾化物撞击阻挡器后，在环形挡件靠近管状稳流筒内壁的一侧形成稳定火源。

2.根据权利要求1所述多用途燃烧器，其特征在于，所述压缩气体为压缩空气或压缩氧气。

3.根据权利要求1或2所述多用途燃烧器，其特征在于，所述阻挡器位于雾化喷嘴的雾化物喷射中心线上。

4.根据权利要求1所述多用途燃烧器，其特征在于，还包括夹头、连接件，所述夹头设置在雾化喷嘴上，所述阻挡器通过连接件与夹头相连。

5.根据权利要求1所述多用途燃烧器，其特征在于，所述管状稳流筒为圆形管状稳流筒或圆台形管状稳流筒。

6.根据权利要求1所述多用途燃烧器，其特征在于，所述管状稳流筒为圆台形管状稳流筒。

7.根据权利要求1所述多用途燃烧器，其特征在于，所述环形挡件为环形挡片或环形挡圈。