CN106568083B - 一种裂解炉用侧壁低氮氧化物燃气燃烧器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种在裂解炉热风条件下，实现氮氧化物低排放的侧壁燃气燃烧器。其中，燃气喷枪及一次风筒固定在底盘上，燃气喷枪设置在一次风筒内并位于轴线上；其在一次风筒的端部连接分配板；所述的燃气喷枪端部的燃气喷嘴上设计有一次燃气喷孔和二次燃气喷孔；其中，一次燃气喷孔位于分配板内部，二次燃气喷孔从分配板前端伸出；在底盘与一次风筒入口之间设有一次风门；在一次风筒外套有二次风筒，二次风筒入口处设有二次风门。本发明将燃气分级，一次燃气与一次助燃风混合后为过氧量预混燃烧获得一次火焰烟气，二次燃气与炉内烟气掺混后在与一次火焰烟气中的残氧燃烧，最终达到降低火焰最高温度，实现燃烧器的低氮氧排放。

Description

一种裂解炉用侧壁低氮氧化物燃气燃烧器
技术领域
本发明属于燃烧器技术领域，具体涉及一种适用于裂解炉侧壁的低氮氧化物燃气燃烧器。
背景技术
低氮氧化物燃气燃烧器是为了降低燃烧产物中氮氧化物排放而出现的一类燃烧器，裂解炉的燃烧器由于整个炉膛内空间几乎完全都在高于1100℃高温环境，通常其氮氧化物排放会超过国家环保排放要求。
常规的燃气燃烧器在设计中为了保证充分燃尽大多采用助燃风与燃料气均匀分布快速燃烧的设计方式，而低氮氧燃气燃烧器则是在设计中在要降低火焰温度的同时避免出现局部高温区，是在保证燃尽的同时将燃烧过程尽量延时燃烧，低氮氧燃烧器出现了分级燃烧、烟气回流、浓淡燃烧等多个低氮氧燃烧技术。
目前裂解炉用侧壁燃烧器很少有能做到100mg/Nm3氮氧化物排放，而此本发明中的燃烧器做到小于80mg/Nm3氮氧化物排放。
发明内容
本发明的目的在于提供一种在裂解炉热风条件下，实现氮氧化物低排放的侧壁燃气燃烧器，该燃烧器的氮氧化物排放小于80mg/Nm3。
实现本发明目的的技术方案：一种裂解炉侧壁低氮氧化物燃气燃烧器，所述的燃烧器包括底盘、燃气喷枪、一次风筒；其中，燃气喷枪及一次风筒固定在底盘上，燃气喷枪设置在一次风筒内并位于轴线上；其在一次风筒的端部连接分配板；所述的燃气喷枪端部的燃气喷嘴上设计有一次燃气喷孔和二次燃气喷孔；其中，一次燃气喷孔位于分配板内部，二次燃气喷孔从分配板前端伸出；在底盘与一次风筒入口之间设有一次风门；在一次风筒外套有二次风筒，二次风筒入口处设有二次风门。
如上所述的一种裂解炉侧壁低氮氧化物燃气燃烧器，其所述的一次风门连接固定在底盘上的一次风门调节杆，通过旋转一次风门调节杆可以调节一次风门与一次风筒之间的距离，进而调节了进入一次风筒内的一次助燃风风量；所述的二次风门连接固定在底盘上的二次风门调节杆，通过旋转二次风门调节杆可以调节二次风门与二次风筒之间的距离，进而调节了进入二次风筒内的二次助燃风风量。
如上所述的一种裂解炉侧壁低氮氧化物燃气燃烧器，其在二次风筒出口端外侧焊接有二次风旋流片或挡片。
如上所述的一种裂解炉侧壁低氮氧化物燃气燃烧器，该燃烧器使用时固定在裂解炉侧壁上，一次风筒端部连接的分配板位于炉膛内；燃气从燃气喷枪进入后，被分为一次燃气和二次燃气；其中，一次燃气从一次燃气喷嘴喷出，一次助燃风从一次风门进入一次风筒内，一次燃气与一次助燃风在一次风筒和分配板形成局部空间分级燃烧；二次燃气从二次燃气喷嘴喷出，二次燃气利用其喷出速度会卷吸炉膛烟气，形成烟气内循环燃烧；二次助燃风从二次风门进入二次风筒，流过二次风旋流片或挡片形成旋流二次风或者平行二次风，强化分级效果；二次燃气利用喷射速度引射炉膛内烟气再与一次燃气的烟气残氧继续燃烧后，再与流过二次风旋流片或挡片的旋流二次风或者平行二次风，完成全部燃烧。
如上所述的一种裂解炉侧壁低氮氧化物燃气燃烧器，其所述的分配板为多层片结构，包括分配多层板，在最外层分层板外为盖板，通过定位环和固定杆将多层的分层板和盖板固体连接；在分配多层板上焊接一次风挡片或旋流片，形成局部间隔配风或旋流配风。
如上所述的一种裂解炉侧壁低氮氧化物燃气燃烧器，其所述的分配多层板为中心开孔的圆环板，中心开孔面积可以根据需要分配的风量通过计算得到。
如上所述的一种裂解炉侧壁低氮氧化物燃气燃烧器，其所述的一次风筒穿过炉侧壁上开设的烧嘴砖安装孔，分配板及二次燃气喷嘴位于炉膛内。
如上所述的一种裂解炉侧壁低氮氧化物燃气燃烧器，其所述的一次燃气喷孔为6个以上沿圆周均布的圆孔，与燃料喷嘴轴线的夹角为90°。
如上所述的一种裂解炉侧壁低氮氧化物燃气燃烧器，其所述的二次燃气喷孔为8个以上沿圆周均布的圆孔，与燃料喷嘴轴线的夹角为70～90°。
本发明的效果在于：本发明所述的一种裂解炉用侧壁低氮氧化物燃气燃烧器，将燃气分级，一次燃气与一次助燃风混合后为过氧量预混燃烧获得一次火焰烟气，二次燃气与炉内烟气掺混后在与一次火焰烟气中的残氧燃烧，最终达到降低火焰最高温度，实现燃烧器的低氮氧排放。在相同的工况下，采用本发明结构的燃烧器在CO排放达标时，NOx可比常规燃烧器降低65％以上。根据上海纺织节能环保中心第三方监测，在助燃风温度60℃时，NOx排放平均为70～74mg/Nm3。
附图说明
图1为裂解炉用侧壁低氮氧化物燃气燃烧器结构图；
图2为裂解炉用侧壁低氮氧化物燃气燃烧器燃气喷枪结构图；
图3为裂解炉用侧壁低氮氧化物燃气燃烧器分配板结构图；
图4为一次风挡片或旋流片结构示意图。
图中：1底盘；2燃气喷枪；3一次风门；4二次风门；5一次风筒；6分配板；7二次风旋流片或挡片；8燃气喷嘴；9一次燃气喷孔；10二次燃气喷孔；11分配多层板；12定位环；13固定杆；14盖板；15一次风挡片或旋流片；16.烧嘴砖安装孔；17.一次风门调节杆；18.二次风门调节杆；19.二次风筒。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明所述的一种裂解炉用侧壁低氮氧化物燃气燃烧器作进一步描述。
如图1所示，本发明所述的一种裂解炉侧壁低氮氧化物燃气燃烧器，包括底盘1、燃气喷枪2、一次风筒5；其中，燃气喷枪2及一次风筒5固定在底盘1上，燃气喷枪2设置在一次风筒5内并位于轴线上；在一次风筒5的端部连接分配板6。一次风筒5穿过炉侧壁上开设的烧嘴砖安装孔16，分配板6及二次燃气喷嘴10位于炉膛内；一次风筒5在炉侧壁外的部分放置在壳体内。
如图2所示，所述的燃气喷枪2端部的燃气喷嘴8上设计有一次燃气喷孔9和二次燃气喷孔10；其中，一次燃气喷孔9位于分配板6内部，二次燃气喷孔10从分配板6前端伸出。所述的一次燃气喷孔9为6个以上沿圆周均布的圆孔，与燃料喷嘴8轴线的夹角为90°。所述的二次燃气喷孔10为8个以上沿圆周均布的圆孔，与燃料喷嘴轴线的夹角为70～90°。
如图1所示，在底盘1与一次风筒5之间设有一次风门3；在一次风筒5外套有二次风筒19，二次风筒19的开口处设有二次风门4。一次风门3连接固定在底盘1上的一次风门调节杆17，通过旋转一次风门调节杆17可以调节一次风门3与一次风筒5之间的距离，进而调节了进入一次风筒5内的一次助燃风风量。二次风门4连接固定在底盘1上的二次风门调节杆18，通过旋转二次风门调节杆18可以调节二次风门4与二次风筒19之间的距离，进而调节了进入二次风筒19内的二次助燃风风量。二次风筒19出口端外侧焊接有二次风旋流片或挡片7。
如图3所示，所述的分配板6为多层片结构，包括分配多层板11，在最外层分层板外为盖板14，通过定位环12和固定杆13将多层的分层板11和盖板14固体连接；在分配多层板11上焊接一次风挡片或旋流片15，形成局部间隔配风或旋流配风。强化一级空气分级燃烧效果，进一步降低氮氧化物生成。
所述的分配多层板11为中心开孔的圆环板，中心开孔面积可以根据需要分配的风量通过计算得到。
该燃烧器使用时固定在裂解炉侧壁上，一次风筒5端部连接的分配板6位于炉膛内；燃气从燃气喷枪2进入后，被分为一次燃气和二次燃气；其中，一次燃气从一次燃气喷嘴8喷出，一次助燃风从一次风门3进入一次风筒8内，一次燃气与一次助燃风在一次风筒5和分配板6形成局部空间分级燃烧；
二次燃气从二次燃气喷嘴10喷出，二次燃气利用其喷出速度会卷吸炉膛烟气，形成烟气内循环燃烧；二次助燃风从二次风门4进入二次风筒，流过二次风旋流片或挡片7形成旋流二次风或者平行二次风，强化分级效果；二次燃气利用喷射速度引射炉膛内烟气再与一次燃气的烟气残氧继续燃烧后，再与流过二次风旋流片或挡片7的旋流二次风或者平行二次风，完成全部燃烧。
本发明一级燃料气与一次风通过头部多层环板结构的分配板形成局部空气分级燃烧，降低氮氧化物生成。通过环板中心孔径大小调整流阻，确保按照所需进行配风。同时多层板上焊接旋流片或挡片，形成局部间隔配风或旋流配风。强化一级空气分级燃烧效果，进一步降低氮氧化物生成。燃气分级与烟气内循环整合燃烧，多个二级燃料气高速喷出，形成卷吸效应。在裂解炉侧壁燃烧器头部空间形成较强的烟气回流，通过较多的烟气回流量，增加着火空间烟气量，达到降低火焰最高温度，实现燃烧器的低氮氧排放。二次助燃空气通过头部的旋流叶片或者挡片，形成二次旋流配风或者二次平行配风，二次风需要掺混大量烟气后才参与燃烧，从而强化分级燃烧效果，进一步降低氮氧化物生成。

Claims (7)

1.一种裂解炉侧壁低氮氧化物燃气燃烧器，所述的燃烧器包括底盘(1)、燃气喷枪(2)、一次风筒(5)；其中，燃气喷枪(2)及一次风筒(5)固定在底盘(1)上，燃气喷枪(2)设置在一次风筒(5)内并位于轴线上；其特征在于：
在一次风筒(5)的端部连接分配板(6)；所述的燃气喷枪(2)端部的燃气喷嘴(8)上设计有一次燃气喷孔(9)和二次燃气喷孔(10)；其中，一次燃气喷孔(9)位于分配板(6)内部，二次燃气喷孔(10)从分配板(6)前端伸出；
在底盘(1)与一次风筒(5)入口之间设有一次风门(3)；在一次风筒(5)外套有二次风筒(19)，二次风筒(19)入口处设有二次风门(4)；
所述的分配板(6)为多层片结构，包括分配多层板(11)，在最外层分层板外为盖板(14)，通过定位环(12)和固定杆(13)将多层的分层板(11)和盖板(14)固体连接；在分配多层板(11)上焊接一次风挡片或旋流片(15)，形成局部间隔配风或旋流配风；
所述的一次风门(3)连接固定在底盘(1)上的一次风门调节杆(17)，通过旋转一次风门调节杆(17)可以调节一次风门(3)与一次风筒(5)之间的距离，进而调节了进入一次风筒(5)内的一次助燃风风量；所述的二次风门(4)连接固定在底盘(1)上的二次风门调节杆(18)，通过旋转二次风门调节杆(18)可以调节二次风门(4)与二次风筒(19)之间的距离，进而调节了进入二次风筒(19)内的二次助燃风风量。
2.根据权利要求1所述的一种裂解炉侧壁低氮氧化物燃气燃烧器，其特征在于：在二次风筒(19)出口端外侧焊接有二次风旋流片或挡片(7)。
3.根据权利要求2所述的一种裂解炉侧壁低氮氧化物燃气燃烧器，其特征在于：该燃烧器使用时固定在裂解炉侧壁上，一次风筒(5)端部连接的分配板(6)位于炉膛内；
燃气从燃气喷枪(2)进入后，被分为一次燃气和二次燃气；其中，一次燃气从一次燃气喷孔(9)喷出，一次助燃风从一次风门(3)进入一次风筒(5)内，一次燃气与一次助燃风在一次风筒(5)和分配板(6)形成局部空间分级燃烧；
二次燃气从二次燃气喷孔(10)喷出，二次燃气利用其喷出速度会卷吸炉膛烟气，形成烟气内循环燃烧；二次助燃风从二次风门(4)进入二次风筒，流过二次风旋流片或挡片(7)形成旋流二次风或者平行二次风，强化分级效果；
二次燃气利用喷射速度引射炉膛内烟气再与一次燃气的烟气残氧继续燃烧后，再与流过二次风旋流片或挡片(7)的旋流二次风或者平行二次风，完成全部燃烧。
4.根据权利要求1所述的一种裂解炉侧壁低氮氧化物燃气燃烧器，其特征在于：所述的分配多层板(11)为中心开孔的圆环板，中心开孔面积可以根据需要分配的风量通过计算得到。
5.根据权利要求1所述的一种裂解炉侧壁低氮氧化物燃气燃烧器，其特征在于：所述的一次风筒(5)穿过炉侧壁上开设的烧嘴砖安装孔(16)，分配板(6)及二次燃气喷孔(10)位于炉膛内。
6.根据权利要求1所述的一种裂解炉侧壁低氮氧化物燃气燃烧器，其特征在于：所述的一次燃气喷孔(9)为6个以上沿圆周均布的圆孔，与燃气喷嘴(8)轴线的夹角为90°。
7.根据权利要求1所述的一种裂解炉侧壁低氮氧化物燃气燃烧器，其特征在于：所述的二次燃气喷孔(10)为8个以上沿圆周均布的圆孔，与燃气喷嘴轴线的夹角为70～90°。
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