CN106196045B

CN106196045B - 高温低氮燃烧液态醇燃料的窑炉烧嘴及其制造方法

Info

Publication number: CN106196045B
Application number: CN201610518453.2A
Authority: CN
Inventors: 周文斌; 马世华; 余林生; 陈湘龙; 王金玖
Original assignee: China Blue Energy (shenzhen) Co Ltd
Current assignee: China Blue Energy (shenzhen) Co Ltd
Priority date: 2016-07-01
Filing date: 2016-07-01
Publication date: 2018-02-27
Anticipated expiration: 2036-07-01
Also published as: CN106196045A

Abstract

高温低氮燃烧液态醇燃料的窑炉烧嘴及其制造方法，其中，窑炉烧嘴包括燃烧装置和供给装置，供给装置包括机壳和高压液态燃料导管、混合单元，以及点火针，高压液态燃料导管设有雾化喷嘴，燃烧装置包括二维旋流燃烧室和导火管，二维旋流燃烧室是一两端面互相平行的腔体，腔体是通过两个平行的平面之间连接的向外弯曲的弧线沿两个平面的中点的连线回转成面而形成的，导火管设置在二维旋流燃烧室的一个端面上，二维旋流燃烧室设有开口，点火针是在开口处点火的，且点火后形成的火焰在二维旋流燃烧室内旋转燃烧。因此，本发明具有既能使氮氧化物的生成量更低的、同时又能保证火焰的燃烧温度符合要求的、燃料的利用率更高的、更加环保的优点。

Description

高温低氮燃烧液态醇燃料的窑炉烧嘴及其制造方法

技术领域

本发明涉及窑炉烧嘴的技术领域,尤其是一种高温低氮燃烧液态醇燃料的窑炉烧嘴；本发明还涉及一种高温低氮燃烧液态醇燃料的窑炉烧嘴的制造方法。

背景技术

窑炉是一种用耐火材料砌成的用以烧成制品的设备，是陶艺成型中的必备设施。我国的陶瓷制造工艺具有悠久的历史，传统的窑炉的燃料是以煤为主，但是由于煤的燃烧过程本质上都是煤的固体颗粒表面的燃烧，无法与空气稳定均匀混合达到完全燃烧的效果，因此，煤直接燃烧的热效率普遍都不高；另外一个方面，灰份是煤固有的一种成份，无法在燃烧器直接消除掉，容易造成排烟超标，因此，煤因其燃烧的热效率不高和对环境的污染严重的缺陷，而被逐渐淘汰，于是，为了解决上述问题，人们致力于研究用于窑炉燃烧的更加环保的燃料；在研究的过程中，人们发现，醇基燃料燃烧后污染较小，而且燃烧的热效率也比较高，于是就用醇基燃料作为窑炉的燃料进行试验，但是，在试验的过程中发现，醇基燃料的燃烧火焰的传播速度慢，而且火焰温度低，因此并不能满足工业窑炉的高温工况技术要求，也就不能作为燃料用于现有的窑炉中；那么，到底什么燃料用于窑炉才能达到环保、燃烧时热效率高、同时又能达到火焰温度高的目的呢？在试验了多种燃料却仍然达不到理想的效果之后，有人突然改变思考方向，尝试设计一种用于适合于醇基燃料燃烧的窑炉，而窑炉燃烧燃料的核心部位在于烧嘴，于是人们就尝试设计一种适合于醇基燃料燃烧的窑炉烧嘴。

但是由于技术不够成熟，设计出的窑炉烧嘴存在下述问题，生成的氮氧化物（NO_X）多，对环境的危害大；因为窑炉是高温燃烧，温度是达到1500摄氏度以上的，而根据泽尔多维奇机理，低温环境，氮气很少参与燃烧，但是如果温度达到了1500摄氏度以上，氮氧化物（NO_X）生成反应则变得很明显，氮氧化物（NO_X）的生成速度与温度、烟气在高温区停留的时间都分别成正比，温度越高，烟气在高温区停留的时间越长，氮氧化物（NO_X）的生成速度会越快，生成的氮氧化物（NO_X）也就会越多，而大量的氮氧化物（NO_X）排放到空气中，会严重污染环境，影响地球上的生物的健康，甚至对地球上的生物的生命造成严重的威胁；而减少氮氧化物（NO_X）的生成的方法有两个，分别是降低温度和缩短烟气在高温区的停留时间，由于窑炉是必须要满足高温工况的技术要求，因此，只有尝试设计一种能够缩短烟气在高温区的停留时间的窑炉烧嘴。

发明内容

为了克服上述问题，本发明向社会提供一种既能使氮氧化物的生成量更低的、同时又能保证火焰的燃烧温度符合要求的、燃料的利用率更高的、更加环保的高温低氮燃烧液态醇燃料的窑炉烧嘴。

本发明还提供一种氮氧化物的生成量更低的、同时又能满足火焰的燃烧温度更高的、燃料的利用率更高的、更加环保的高温低氮燃烧液态醇燃料的窑炉烧嘴的制造方法。

本发明的技术方案是：提供一种高温低氮燃烧液态醇燃料的窑炉烧嘴，包括燃烧装置和给所述燃烧装置提供液态醇燃料和助燃剂的供给装置，所述供给装置包括设有高压风进口的机壳和设置在所述机壳内的高压液态燃料导管、对液态醇燃料和助燃剂进行混合的混合单元，以及点火针，所述高压液态燃料导管的下端设有雾化喷嘴，所述燃烧装置包括二维旋流燃烧室和导火管，所述二维旋流燃烧室是一两端面互相平行的腔体，所述腔体是通过两个平行的平面之间连接的向外弯曲的弧线沿两个所述平面的中点的连线回转成面而形成的，所述导火管垂直设置在所述二维旋流燃烧室的其中一个端面上，且与所述二维旋流燃烧室的内部相通，所述二维旋流燃烧室的侧面沿切向设有开口，所述供给装置通过所述开口与所述二维旋流燃烧室的内部相通，所述点火针是在所述开口处点火的，且点火后形成的火焰在所述二维旋流燃烧室内旋转燃烧。

作为对本发明的改进，还包括风机，所述风机设置在所述机壳外，所述风机通过所述高压风进口向机壳内部输送助燃剂。

作为对本发明的改进，所述混合单元是稳焰碟，所述混合单元将雾化后的液态醇燃料和进入混合单元处的助燃剂旋转混合。

作为对本发明的改进，还包括用于检测火焰的存在或熄灭的火焰离子探针，所述火焰离子探针伸进所述机壳内且靠近所述开口的位置。

作为对本发明的改进，所述二维旋流燃烧室包括下述重量百分比的组分： 800-1200目的氧化铝微粉2%-7%、纯铝酸钙水泥 35%-46%、20-100目的碳化硅细砂3%-10%、不锈钢纤维0.77%-2.3%、聚羧酸盐类减水剂0.077%-0.23%、直径为2-5mm的耐火砂35%-45%、800-1200目的碳化硅微粉2%-7%，以及水 11%-18.4%。

作为对本发明的改进，所述二维旋流燃烧室包括下述重量百分比的组分： 800-1200目的氧化铝微粉3%-6%、纯铝酸钙水泥37%-44%、20-100目的碳化硅细砂4%-9%、不锈钢纤维1.01%-2.0%、聚羧酸盐类减水剂0.101%-0.2%、直径为2-5mm的耐火砂 37%-43%、800-1200目的碳化硅微粉3%-6%，以及水12%-17.4%。

作为对本发明的改进，所述二维旋流燃烧室包括下述重量百分比的组分：800-1200目的氧化铝微粉4%-5%、纯铝酸钙水泥39%-42%、20-100目的碳化硅细砂5%-8%、不锈钢纤维1.31%-1.7%、聚羧酸盐类减水剂0.131%-0.17%、直径为2-5mm的耐火砂 39%-41%、800-1200目的碳化硅微粉4%-5%，以及水 13%-16.4%。

本发明还提供一种高温低氮燃烧液态醇燃料的窑炉烧嘴的制造方法，其制造方法如下：

（1）、供给装置的制作：制作供给装置；

（2）、燃烧装置的制作；

（21）、二维旋流燃烧室的制作：

（211）、将800-1200目的氧化铝微粉、纯铝酸钙水泥、20-100目的碳化硅细砂、不锈钢纤维和聚羧酸盐类减水剂混炼，形成第一混炼物；

（212）、将直径为2-5mm的耐火砂和800-1200目的碳化硅微粉加入到（1）中的第一混炼物中，混合后共同混炼形成第二混炼物；

（213）、向上述的第二混炼物中加入水，混合均匀，成型，得到坯体；

（214）、升温至1200℃-1500℃对（3）中的坯体进行烘干，烘干时间为2 小时 -2.5小时；

（22）、导火管的制作：制作导火管；

（23）、燃烧装置的组合：将所述导火管与所述二维旋流燃烧室的其中一个端面垂直连接，且与所述二维旋流燃烧室的内部相通；

（3）、成品：将所述供给装置通过法兰固定在所述燃烧装置的二维旋流燃烧室的侧面切向的开口处，且与所述燃烧装置内部相通，便形成了窑炉烧嘴。

作为对本发明的改进，所述二维旋流燃烧室包括下述重量百分比的组分： 800-1200目的氧化铝微粉2%-7%、纯铝酸钙水泥35%-46%、20-100目的碳化硅细砂3%-10%、不锈钢纤维0.77%-2.3%、聚羧酸盐类减水剂0.077%-0.23%、直径为2-5mm的耐火砂35%-45%、800-1200目的碳化硅微粉2%-7%，以及水11%-18.4%。

作为对本发明的改进，所述二维旋流燃烧室包括下述重量百分比的组分： 800-1200目的氧化铝微粉 3%-6%、纯铝酸钙水泥37%-44%、20-100目的碳化硅细砂4%-9%、不锈钢纤维1.01%-2.0%、聚羧酸盐类减水剂0.101%-0.2%、直径为2-5mm的耐火砂 37%-43%、800-1200目的碳化硅微粉3%-6%，以及水12%-17.4%。

本发明由于所述高压液态燃料导管的下端设有雾化喷嘴，所述燃烧装置包括二维旋流燃烧室和导火管，所述二维旋流燃烧室是一两端面互相平行的腔体，所述腔体是通过两个平行的平面之间连接的向外弯曲的弧线沿两个所述平面的中点的连线回转成面而形成的，所述导火管垂直设置在所述二维旋流燃烧室的其中一个端面上，且与所述二维旋流燃烧室的内部相通，所述二维旋流燃烧室的侧面沿切向设有开口，所述供给装置通过所述开口与所述二维旋流燃烧室的内部相通，所述点火针是在所述开口处点火的，且点火后形成的火焰在所述二维旋流燃烧室内旋转燃烧。本发明在使用时，进入机壳内的加压后的液态醇燃料和助燃剂在所述混合单元内混合，点火针点火，混合后的液态醇燃料和助燃剂进入到所述二维旋流燃烧室内，在切向力的作用下旋转燃烧，在所述二维旋流燃烧室内部的液态醇燃料和助燃剂充分混合并升温，一次燃烧升温后，混合后的二维旋流燃烧室内部液态醇燃料和助燃剂的流速迅速增加，在燃烧的过程中，加压后的助燃剂和加压后的液态醇燃料的喷入，使得所述二维旋流燃烧室内的液态醇燃料和助燃剂的混合物从所述二维旋流燃烧室内进入到导火管内，并在导火管内二次燃烧，在导火管的喷口位置形成旋转的、高速的、高温短簇的形态的火焰。因此，本发明相对于现有技术而言，进入所述二维旋流燃烧室内和进入导火管内的液态醇燃料和助燃剂的混合物的流速快，能够缩短烟气在所述二维旋流燃烧室内和导火管内的停留时间，也就是缩短烟气在高温区的时间，从而使得生成的氮氧化物（NO_X）更少；另外，本发明中，液态醇燃料在所述二维旋流燃烧室内进行一次燃烧，经一次燃烧升温后在所述导火管内进行二次燃烧，使得二次燃烧的火焰的温度更高，满足了窑炉的高温的工况的技术要求；而且本发明中，液态醇燃料和助燃剂在所述二维旋流燃烧室内进行了充分的混合，因此，本发明中的液态醇燃料的燃烧更加充分、完全，燃料的利用率更高，更加环保和节能，因此，本发明具有既能使氮氧化物的生成量更低的、同时又能保证火焰的燃烧温度符合要求的、燃料的利用率更高的、更加环保的优点。

附图说明

图1是本发明中的窑炉烧嘴的第一种实施方式的剖视结构示意图。

图2是本发明中的窑炉烧嘴的第二种实施方式的剖视结构示意图。

图3是图2的立体结构示意图。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语中“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“相连”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”、“若干”的含义是两个或两个以上。

请先参见图1，图1揭示的是高温低氮燃烧液态醇燃料的窑炉烧嘴的第一种实施方式，一种高温低氮燃烧液态醇燃料的窑炉烧嘴，包括燃烧装置1和给所述燃烧装置1提供液态醇燃料和助燃剂的供给装置2，所述供给装置2包括设有高压风进口200的机壳20和设置在所述机壳20内的高压液态燃料导管21、对液态醇燃料和助燃剂进行混合的混合单元23，以及点火针24，所述高压液态燃料导管21用于与加压装置（图中未画出）连接的，加压装置（图中未画出）对液态醇燃料加压，随后经加压后的液态醇燃料进入所述高压液态燃料导管21，所述高压液态燃料导管21的下端设有雾化喷嘴211，所述雾化喷嘴211用于对所述高压液态燃料导管21内的液态醇燃料进行雾化，所述燃烧装置1包括二维旋流燃烧室11和导火管12，所述二维旋流燃烧室11是一两端面互相平行的腔体，所述腔体是通过两个平行的平面之间连接的向外弯曲的弧线沿两个所述平面的中点的连线回转成面而形成的，所述导火管12垂直设置在所述二维旋流燃烧室11的其中一个端面上，且与所述二维旋流燃烧室11的内部相通，所述二维旋流燃烧室11的侧面沿切向设有开口110，所述供给装置2通过所述开口110与所述二维旋流燃烧室11的内部相通，所述点火针24是在所述开口110处点火的，且点火后形成的火焰在所述二维旋流燃烧室11内旋转燃烧。本发明在使用时，经加压后的液态醇燃料进入到所述高压液态燃料导管21内，经加压后的助燃剂通过所述高压风进口200进入到所述机壳20内，进入机壳20内的加压后的液态醇燃料和助燃剂在所述混合单元23内混合，所述点火针24点火，本实施例中，所述助燃剂是气体助燃剂，也就是空气或者是氧气；混合后的液态醇燃料和助燃剂通过二维旋流燃烧室11的侧面的切向的开口110进入到所述二维旋流燃烧室11内，在切向力的作用下旋转燃烧，在所述二维旋流燃烧室11内的液态醇燃料和助燃剂充分混合并升温，在所述二维旋流燃烧室11内一次燃烧升温后，混合后的二维旋流燃烧室内部液态醇燃料和助燃剂的流速便迅速增加，在燃烧的过程中，后续的加压后的助燃剂和加压后的液态醇燃料的喷入，使得所述二维旋流燃烧室11内的液态醇燃料和助燃剂的混合物从所述二维旋流燃烧室11内进入到导火管12内，并在所述导火管12内二次燃烧，最后在所述导火管12的喷口位置形成旋转的、高速的、高温短簇的形态的火焰；本发明中，由于所述点火针24是在所述二维旋流燃烧室11的侧面的切向的开口110处点火，使得进入所述二维旋流燃烧室11内的液态醇燃料旋转燃烧并形成旋转烟气，所述二维旋流燃烧室11内的烟气的流速增加，在所述二维旋流燃烧室内进行一次燃烧，使得所述二维旋流燃烧室内迅速升温，随后再混合的液态醇燃料和助燃剂进入所述导火管内二次燃烧，这样就可以使得烟气在所述二维旋流燃烧室和所述导火管内的停留时间变短，从而减少氮氧化物（NO_X）在的生成，也就减少了氮氧化物（NO_X）的排放，更加有利于环保；本发明中，液态醇燃料和助燃剂在所述二维旋流燃烧室内进行一次燃烧，升温后混合的液态醇燃料和助燃剂在所述导火管内进行二次燃烧，因此，本发明相对于现有技术而言，燃料燃烧更加完全、燃料的利用率更高，基本上解决了因燃料未完全燃烧而带来的环境污染和燃料的浪费的问题；本发明中，所述燃烧装置1的外壳是设置成方形的，这样的好处在于方便窑炉的筑砌。

本发明中，所述液态醇燃料和助燃剂的比例优选为2：3，这样的好处在于以这个比例混合可以达到燃料基本上完全燃烧，使得燃料的利用率更高。本发明中，所述液态醇燃料和助燃剂的比例的控制是通过设置控制结构实现的，如风门控制或者通过变频器控制。

本发明中，还包括风机25，所述风机25设置在所述机壳20外，所述风机25通过所述高压风进口200向机壳20内部输送助燃剂，本发明中，所述风机25优选为高压风机，使得进入所述机壳20内的空气或者氧气是高压的。

本发明中，还包括火焰离子探针25，所述火焰离子探针25用于检测火焰的存在或熄灭，所述火焰离子探针25是现有技术，此处不再一一赘述。

本发明中，优选地，所述混合单元23是稳焰碟，所述混合单元23将雾化后的液态醇燃料和进入混合单元23处的助燃剂旋转混合，所述稳焰碟是由动力机构（图中未画出）控制旋转的。

本发明中，所述机壳20的一端设有第一法兰31，另一端设有第二法兰32，所述机壳20通过第二法兰32与所述二维旋流燃烧室11连接，所述第一法兰31设有若干通孔，所述点火针24、火焰离子探针25、以及液态醇燃料导管21均分别通过所述通孔进入到所述机壳20内。

本发明中的高温低氮燃烧液态醇燃料的窑炉烧嘴的还可以设为第二种实施方式，第二种实施方式与第一种大体上相同，其不同之处在于，所述燃烧装置1的外壳是设置成圆形的，这样的好处在于便于安装第一法兰31和第二法兰32。

本发明中，所述窑炉烧嘴的二维旋流燃烧室的制作材料包括下述重量百分比的组分，具体有如下所示的实施例：

实施例1

800-1200目的氧化铝微粉7%、纯铝酸钙水泥35%、20-100目的碳化硅细砂 4%、不锈钢纤维 0.77%、聚羧酸盐类减水剂0.23%、直径为2-5mm的耐火砂35%、800-1200目的碳化硅微粉 7%、水 11%；

实施例2

800-1200目的氧化铝微粉 2%、纯铝酸钙水泥39%、20-100目的碳化硅细砂 3%、不锈钢纤维 1.923%、聚羧酸盐类减水剂0.077%、直径为2-5mm的耐火砂 39%、800-1200目的碳化硅微粉2%、水13%；

实施例3

800-1200目的氧化铝微粉 2%、纯铝酸钙水泥46%、20-100目的碳化硅细砂 3%、不锈钢纤维0.77%、聚羧酸盐类减水剂0.23%、直径为2-5mm的耐火砂 35%、800-1200目的碳化硅微粉2%、水11%；

实施例4

800-1200目的氧化铝微粉2.5%、纯铝酸钙水泥35%、20-100目的碳化硅细砂 10%、不锈钢纤维2.3%、聚羧酸盐类减水剂0.2%、直径为2-5mm的耐火砂 35%、800-1200目的碳化硅微粉3%、水12%；

实施例5

800-1200目的氧化铝微粉2%、纯铝酸钙水泥 35%、20-100目的碳化硅细砂 3%、不锈钢纤维 1.9%、聚羧酸盐类减水剂0.1%、直径为2-5mm的耐火砂45%、800-1200目的碳化硅微粉2%、水11%；

实施例6

800-1200目的氧化铝微粉2%、纯铝酸钙水泥 35%、20-100目的碳化硅细砂 4%、不锈钢纤维1.4%、聚羧酸盐类减水剂0.2%、直径为2-5mm的耐火砂35%、800-1200目的碳化硅微粉4%、水18.4%；

实施例7

800-1200目的氧化铝微粉2%、纯铝酸钙水泥 37%、20-100目的碳化硅细砂 3%、不锈钢纤维1.499%、聚羧酸盐类减水剂0.101%、直径为2-5mm的耐火砂37%、800-1200目的碳化硅微粉3%、水16.4%；

实施例8

800-1200目的氧化铝微粉2%、纯铝酸钙水泥 35%、20-100目的碳化硅细砂 3%、不锈钢纤维1.469%、聚羧酸盐类减水剂0.131%、直径为2-5mm的耐火砂41%、800-1200目的碳化硅微粉2%、水15.4%；

实施例9

800-1200目的氧化铝微粉3%、纯铝酸钙水泥 44%、20-100目的碳化硅细砂 3.5%、不锈钢纤维1.31%、聚羧酸盐类减水剂0.19%、直径为2-5mm的耐火砂35%、800-1200目的碳化硅微粉2%、水11%；

实施例10

800-1200目的氧化铝微粉2.8%、纯铝酸钙水泥 35%、20-100目的碳化硅细砂 3%、不锈钢纤维1.01%、聚羧酸盐类减水剂0.19%、直径为2-5mm的耐火砂43%、800-1200目的碳化硅微粉4%、水11%；

实施例11

800-1200目的氧化铝微粉4%、纯铝酸钙水泥 42%、20-100目的碳化硅细砂 4.1%、不锈钢纤维1.7%、聚羧酸盐类减水剂0.2%、直径为2-5mm的耐火砂35%、800-1200目的碳化硅微粉2%、水11%；

实施例12

800-1200目的氧化铝微粉5%、纯铝酸钙水泥 35%、20-100目的碳化硅细砂 5%、不锈钢纤维2%、聚羧酸盐类减水剂0.2%、直径为2-5mm的耐火砂35%、800-1200目的碳化硅微粉6.8%、水11%；

实施例13

800-1200目的氧化铝微粉3%、纯铝酸钙水泥 35%、20-100目的碳化硅细砂 3%、不锈钢纤维1.5%、聚羧酸盐类减水剂0.1%、直径为2-5mm的耐火砂35%、800-1200目的碳化硅微粉5%、水17.4%；

实施例14

800-1200目的氧化铝微粉4%、纯铝酸钙水泥 35%、20-100目的碳化硅细砂 8%、不锈钢纤维0.83%、聚羧酸盐类减水剂0.17%、直径为2-5mm的耐火砂35%、800-1200目的碳化硅微粉6%、水11%；

实施例15

800-1200目的氧化铝微粉6%、纯铝酸钙水泥 35%、20-100目的碳化硅细砂 9%、不锈钢纤维1.8%、聚羧酸盐类减水剂0.2%、直径为2-5mm的耐火砂35%、800-1200目的碳化硅微粉2%、水11%。

本发明还提供一种窑炉烧嘴的制造方法，将上述任一实施例按照下述制造方法制作窑炉烧嘴：

（1）、供给装置的制作：制作供给装置；供给装置是用现有技术的方法制作的，此处不再一一赘述。

（2）、燃烧装置的制作；燃烧装置包括二维旋流燃烧室和导火管，因此，燃烧装置的制作又包括二维旋流燃烧室的制作和导火管的制作，具体如下：

（21）、二维旋流燃烧室的制作：

（22）、导火管的制作：制作导火管；

本发明中，利用本发明制造的窑炉烧嘴燃烧液态醇燃料后，导火管喷出的火焰的温度、燃料的平均利用率以及燃烧相同重量的燃料时氮氧化物（NO_X）的生成量与对比例1、对比例2相比，具体如下表1所示：

其中，本发明中，对比例1是传统的窑炉，燃料是煤；对比例2是传统的窑炉，燃料是液态醇燃料。

根据表1可知，本发明中，是以液态醇为燃料，利用本发明的窑炉烧嘴燃烧燃烧，与对比例1和对比例2相比，其中，对比例1中的火焰温度最高，达1600℃，对比例2的火焰温度最低，仅为900℃，而本发明中火焰的温度居中，达到1350℃。

在燃料的平均利用率方面，对比例1的燃料的平均利用率最低，仅为55%，可见，对比例1的燃料的浪费是最严重的，其次是对比例2，燃料的平均利用率为85%，而本发明的燃料的平均利用率最高，达到98%，也就是基本上是完全燃烧的，浪费极小。

在氮氧化物（NO_X）的生成量方面，本发明、对比例1和对比例2分别燃烧相同重量的燃料时，本发明中燃料时氮氧化物（NO_X）的生成量为20mg/m³，对比例1中燃烧时氮氧化物（NO_X）的生成量为260mg/m³，而对比例2中燃烧时氮氧化物（NO_X）的生成量也为20mg/m³，可见，本发明、对比例1和对比例2分别燃烧相同重量的燃料时，对比例1的氮氧化物（NO_X）的生成量最多，高达260 mg/m³，也就是对环境的危害最大，而本发明和对比例2对环境的危害则更小。

综上可知，不管是从火焰温度方面、燃料的利用率方面还是燃料燃烧时氮氧化物（NO_X）的生成量方面，以液态醇为燃料、且用本发明中的窑炉烧嘴燃烧时能够达到最优的状态，即火焰温度能够符合窑炉高温的工况要求、燃料的利用率最高、同时氮氧化物（NO_X）的生成量最少。

Claims

1.一种高温低氮燃烧液态醇燃料的窑炉烧嘴，包括燃烧装置（1）和给所述燃烧装置（1）提供液态醇燃料和助燃剂的供给装置（2），所述供给装置（2）包括设有高压风进口（200）的机壳（20）和设置在所述机壳（20）内的高压液态燃料导管（21）、对液态醇燃料和助燃剂进行混合的混合单元（23），以及点火针（24），其特征在于，所述高压液态燃料导管（21）的下端设有雾化喷嘴（211），所述燃烧装置（1）包括二维旋流燃烧室（11）和导火管（12），所述二维旋流燃烧室（11）是一两端面互相平行的腔体，所述腔体是通过两个平行的平面之间连接的向外弯曲的弧线沿两个所述平面的中点的连线回转成面而形成的，所述导火管（12）垂直设置在所述二维旋流燃烧室（11）的其中一个端面上，且与所述二维旋流燃烧室（11）的内部相通，所述二维旋流燃烧室（11）的侧面沿切向设有开口（110），所述供给装置（2）通过所述开口（110）与所述二维旋流燃烧室（11）的内部相通，所述点火针（24）是在所述开口（110）处点火的，且点火后形成的火焰在所述二维旋流燃烧室（11）内旋转燃烧。

2.根据权利要求1所述的高温低氮燃烧液态醇燃料的窑炉烧嘴，其特征在于，还包括风机（25），所述风机（25）设置在所述机壳（20）外，所述风机（25）通过所述高压风进口（200）向机壳（20）内部输送助燃剂。

3.根据权利要求1或2所述的高温低氮燃烧液态醇燃料的窑炉烧嘴，其特征在于，所述混合单元（23）是稳焰碟，所述混合单元（23）将雾化后的液态醇燃料和进入混合单元（23）处的助燃剂旋转混合。

4.根据权利要求1或2所述的高温低氮燃烧液态醇燃料的窑炉烧嘴，其特征在于，还包括用于检测火焰的存在或熄灭的火焰离子探针（25），所述火焰离子探针（25）伸进所述机壳(20）内且靠近所述开口（110）的位置。

5.根据权利要求1所述的高温低氮燃烧液态醇燃料的窑炉烧嘴，其特征在于，所述二维旋流燃烧室（11）的制作材料包括下述重量百分比的组分： 800-1200目的氧化铝微粉2%-7%、纯铝酸钙水泥 35%-46%、20-100目的碳化硅细砂3%-10%、不锈钢纤维0.77%-2.3%、聚羧酸盐类减水剂0.077%-0.23%、直径为2-5mm的耐火砂35%-45%、800-1200目的碳化硅微粉2%-7%，以及水 11%-18.4%。

6.根据权利要求5所述的高温低氮燃烧液态醇燃料的窑炉烧嘴，其特征在于，所述二维旋流燃烧室（11）的制作材料包括下述重量百分比的组分： 800-1200目的氧化铝微粉 3%-6%、纯铝酸钙水泥37%-44%、20-100目的碳化硅细砂4%-9%、不锈钢纤维1.01%-2.0%、聚羧酸盐类减水剂0.101%-0.2%、直径为2-5mm的耐火砂 37%-43%、800-1200目的碳化硅微粉3%-6%，以及水12%-17.4%。

7.根据权利要求5所述的高温低氮燃烧液态醇燃料的窑炉烧嘴，其特征在于，所述二维旋流燃烧室（11）的制作材料包括下述重量百分比的组分：800-1200目的氧化铝微粉4%-5%、纯铝酸钙水泥39%-42%、20-100目的碳化硅细砂5%-8%、不锈钢纤维1.31%-1.7%、聚羧酸盐类减水剂0.131%-0.17%、直径为2-5mm的耐火砂 39%-41%、800-1200目的碳化硅微粉4%-5%，以及水 13%-16.4%。