CN107620962A - 一种生物质气低氮燃烧器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种生物质气低氮燃烧器，包括喷射式分级燃烧装置、二次脱硝装置以及控制系统。本发明采用喷射自吸式中心筒空气喷嘴结构，将生物质燃气分级燃烧，而且依靠对空气流速的单一控制就可以有效调节一次、二次燃烧的生物质气比，解决了燃烧生成产物当中氮氧化物含量高的问题，并且该燃烧器的整体结构集约化和小型化，所需额外的辅助设施少，控制方式达到精确智能化。

Description

一种生物质气低氮燃烧器

技术领域

本发明涉及燃烧器技术领域，具体为一种生物质气低氮燃烧器。

背景技术

在化石能源日益减少，采用可再物的生物质原料逐步替代化石能源逐步得到推广，作为清洁的生物质原料，不但来源广，而且具有燃烧灰尘少，无SO2等特性，是一种清洁无污染的原料。但由于生物质原料特有的缺陷是普遍热值低，单位密度低，可以通过气化炉造气工艺生成生物质气，然后在生物质气燃烧器当中进行燃烧，达到排放颗粒物更少，燃烧更完全的目的。

但由于生物质气的制气过程中，存在大量的氮气，而且现有的燃烧器多为扩散式燃烧器，空气进入燃烧器后与燃气通过扩散式的混合，在混合气的出口点燃后进入换热设备。由于需要燃烧充分，需要加入一定过量的空气，从而造成了氧气量的过多，很容易形成氮氧化物的产生。因此在使用生物质气的燃烧过程中，经常出现氮氧化物浓度偏高的情况，造成烟气排放三大指标中的氮氧化物不能够满足环保要求。

为了降低生物质或生物质气燃烧过程中氮氧化物的排放，现有技术中提出了若干解决方案，其中最常见的为循环再燃与多级燃烧。

例如，中国专利文献CN206176351U公开了烟气循环系统，包括燃烧室、锅炉、锅炉引风机、循环烟气调节风门、氧含量分析仪、控制机构、鼓风机构、烟囱；所述循环烟气调节风门和氧含量分析仪设置在锅炉出口与所述燃烧室之间的管路上；通过采用循环系统，将尾气重新注入燃烧室，降低燃烧室的氧气浓度，造成缺氧的还原性环境，减少尾气中氮氧化物的含量。

又例如，中国专利文献CN106813239A公开了一种锅炉炉膛装置，炉膛底部设置水冷布风板，水冷布风板底部有一次风室，水冷布风板上的若干个风帽上与一次风输入风管连通，从一次风室输入一次风；圆锥体形的炉膛还与二次风输入风管连通；这样通过调节一、二次风的比例来控制燃烧，既能够达到完全燃烧的目的，有可以控制氮氧化合物的生成量。相类似，中国专利文献CN106907734A也公开了具有多个二次风管组的配风系统。中国专利文献CN204730212U公开了一种生物质类固废及危废燃烧制气系统，其中在燃烧炉内的空气送入采用在不同位置分别提供三次配风，帮助燃气进行分级燃烧，使得燃气燃烧充分，减少氮氧化物的排放。

现有技术的多级燃烧和烟气再循环系统的管路结构复杂，烟气循环输送或者多级空气输送都需要额外的管道、送风动力设施和流量控制阀，而且实施适当风量控制的难度比较高，设备占地面积大，造成安装、生产与运维成本均比较高。而且虽然采取了多级燃烧和烟气再循环等办法，但往往对于达标排放仍有一定的距离。

因此，现有技术中对于生物质和生物质气的燃烧工序之后，一般还被迫增加用于尿素等脱氮剂喷淋的脱硝装置。例如，中国专利文献CN205897178U公开了带脱氮功能的生物质燃烧装置，其中生物质炉顶部设置脱氮喷头，并且具有智能的脱氮剂量控制系统。以上现有技术虽能达到氮氧化物达标排放，但显著增加了企业的环保处理费用。

可见，亟待开发一种能够可靠、高效降低氮氧化物生成的生物质气燃烧器。

发明内容

针对现有技术的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种生物质气低氮燃烧器，解决了燃烧生成产物当中氮氧化物含量高的问题，并且该燃烧器的整体结构集约化和小型化，所需额外的辅助设施少，控制方式达到精确智能化。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种生物质气低氮燃烧器，包括喷射式分级燃烧装置、二次脱硝装置以及控制系统，所述喷射式分级燃烧装置包括燃气进口总管、自动抽气喷射管、喷射管抽气口、一次富氧喷嘴、二次缺氧喷嘴、燃烧混合室和烟气出口；所述燃气进口总管沿竖直方向设置于喷射式分级燃烧装置的中部，用于向所述喷射式分级燃烧装置供给生物质气；且所述燃气进气总管的末端连通一封闭外腔，该封闭外腔从外部嵌套所述自动抽气喷射管；所述自动抽气喷射管沿着水平方向延伸，用于高速通入空气，所述自动抽气喷射管包括位于该管两端的进气管口和出气管口以及位于中间的喉径部，其中自动抽气喷射管内径自两个管口至所述喉径部逐渐缩小，从而使高速进入自动抽气喷射管的空气在喉径部形成一定负压；所述喷射管抽气孔设置在所述自动抽气喷射管喉径部的管壁上，包括若干个小孔，所述喷射管抽气孔连通所述燃气进气总管的封闭外腔和所述自动抽气喷射管的内部，通过所述喷射管抽气孔利用所形成的负压抽取燃气进气总管封闭外腔内的生物质气进入所述自动抽气喷射管的内部，与空气充分混合；所述一次富氧喷嘴连通至所述自动抽气喷射管的出气管口，用于将在所述自动抽气喷射管内充分混合的空气与生物质气喷入所述燃烧混合室进行一次燃烧；并且，所述燃气进气总管的封闭外腔连通所述二次缺氧喷嘴，用于将燃气进气总管的生物质气喷入所述燃烧混合室，在缺氧状态下进行二次燃烧；在燃烧混合室内使所述一次燃烧和二次燃烧的产物混合，从而减少氮氧化物的产生；燃烧混合室内的产物由所述烟气出口排出；

所述控制系统包括空气流速测量装置、空气流速控制装置、氮氧化物感应装置以及烟气排出通道切换阀；所述空气流速测量装置用于测量所述自动抽气喷射管喉径部的空气流速；所述氮氧化物感应装置用于测量所述烟气出口处的氮氧化物浓度；所述烟气排出通道切换阀根据所述氮氧化物感应装置测得的氮氧化物浓度，切换燃烧混合室内的产物由所述烟气出口排出后进入所述二次脱硝装置或者直接排放；所述空气流速控制装置连接向自动抽气喷射管的进气管口通入高速空气的供气泵，用于控制通入进气管口的高速空气的流速；

所述二次脱硝装置包括脱硝反应塔、吸收剂塔、布袋除尘器、工艺水箱、储灰桶和电除尘器；所述脱硝反应塔的一侧上部连接工艺水箱；吸收剂塔安装在与所述工艺水箱同一侧，所述吸收剂塔的底部通过管道连接脱硝反应塔；所述脱硝反应塔的上部内安装设有连通所述工艺水箱的喷淋装置，且所述脱硝反应塔内部空间通过一级过滤网和二级过滤网分成三部分；所述脱硝反应塔的另一侧连通布袋除尘器；所述储灰桶上部连通脱硝反应塔，且储灰桶的一侧上部通过回流灰管连接布袋除尘器，所述布袋除尘器的底部连接脱硝渣仓；所述电除尘器一端的管路连接喷射式分级燃烧装置的烟气出口，且电除尘器另一端的管路连接储灰桶的管路且设有引风机。

优选的是，所述燃烧混合室包括分隔燃烧段以及混合段；所述分隔燃烧段包括一次燃烧腔和二次燃烧腔；所述一次富氧喷嘴连通所述一次燃烧腔，并且将自动抽气喷射管内充分混合的空气与生物质气喷入所述一次燃烧腔进行一次燃烧；所述二次缺氧喷嘴连通所述二次燃烧腔，并且将燃气进气总管的生物质气喷入所述二次燃烧腔进行二次燃烧；所述一次燃烧腔与二次燃烧腔通过封闭隔板彼此隔离；所述一次燃烧腔与二次燃烧腔均连通至所述混合段，所述混合段具有密闭的混合腔，使所述一次燃烧和二次燃烧的产物在混合腔内混合并充分反应，降低氮氧化物含量；所述烟气出口连通所述混合腔。

进一步优选的是，所述混合腔内设置相互间隔的引导板，所述一次燃烧和二次燃烧的产物在所述引导板之间的间隔中曲折行进，从而充分混合与反应。

优选的是，所述自动抽气喷射管在喉径部的管内径为d，自动抽气喷射管自进气管口至出气管口的长度为L，并且L为d的6.5-6.8倍。

优选的是，所述空气流速控制装置根据所述氮氧化物感应装置测得的氮氧化物浓度，通过控制通入进气管口的高速空气的流速，调节被抽吸至自动抽气喷射管内进行一次燃烧的生物质气的流量。

进一步优选的是，所述控制系统还包括：用于测量燃气进口总管的生物质气供气总量的生物质气流量测量单元。

进一步优选的是，所述空气流速控制装置通过控制通入进气管口的高速空气的流速，使被抽吸至自动抽气喷射管内进行一次燃烧的生物质气的流量占所述生物质气供气总量的88％-82％。

进一步优选的是，所述空气流速控制装置控制所述供气泵在调节高速空气流速的同时调节空气供气量，并且空气供气量为被抽吸至自动抽气喷射管内进行一次燃烧的生物质气的流量的1.25-1.3倍。

优选的是，所述布袋除尘器的一侧上部通过风管连接储灰桶底部设有的管路，所述风管的管路上设有增压风机，储灰桶底部设有的管路上设有催化剂仓，且储灰桶底部的设有的管路末端连接烟囱。

优选的是，所述喷淋装置包括安装在工艺水箱内部的水泵、水管和设于脱硝反应塔内部的喷头，所述水管的一端连接水泵，另一端伸入脱硝反应塔内且可拆卸安装设有喷头。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1.喷射式分级燃烧装置采用喷射自吸式中心筒空气喷嘴结构，将生物质燃气分级燃烧，分别进行一级富氧燃烧和二级缺氧燃烧的方式。最后两级燃烧的烟气混合后，产生反应，一级燃烧中产生的氮氧化物还原为氮气。喷射式分级燃烧装置相对于传统技术中的分段式分级燃烧设备，其优势在于：集成为喷嘴结构，设备管道结构简化、占地空间明显缩小；一级和二级燃烧先在独立腔室内各自展开，然后在经过充分的混合反应，可充分发挥降低氮氧化物生成的效果，且通过喷射自吸式原理促进了富氧燃烧中的生物质气与空气的混合，有利于燃烧充分；一次、二次燃烧涉及的供气和流量分配设施得到简化，依靠对空气流速的单一控制就可以有效调节一次、二次燃烧的生物质气比，以及一次燃烧过程中的空气/燃料比，设施成本得到明显降低，一次、二次燃烧的控制过程获得充分简化，配合智能化的控制系统，对燃烧过程的控制精确度显著提升，因此不再需要设置再燃部位。

2.设置了可备用的二次脱硝装置，其采用多级的处理方式对烟气中的氮氧化物进行脱硝处理，不仅能够保障满足烟气排放的要求，而且在无必要的情况下可不予启动，降低了企业的环保处理费用。

附图说明

图1为本发明所述生物质气低氮燃烧器的喷射式分级燃烧装置的整体结构图；

图2为本发明所述生物质气低氮燃烧器的燃烧混合室机构示意图；

图3为本发明所述生物质气低氮燃烧器的控制系统组成结构示意图；

图4为本发明所述生物质气低氮燃烧器的辅助二次脱硝装置的结构示意图；

图5为本发明所述生物质气低氮燃烧器的脱硝反应塔的内部结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种生物质气低氮燃烧器，包括喷射式分级燃烧装置1和二次脱硝装置。对于作为燃料输入的生物质气，本发明首先将生物质气供给给喷射式分级燃烧装置1，在该装置的环节对生物质气执行低氮氧化物排放的燃烧工艺。二次脱硝装置作为喷射式分级燃烧装置1后端的备用辅助设施，当喷射式分级燃烧装置1排放物的氮氧化物含量低至环境标准以下，可不启用该二次脱硝装置；当喷射式分级燃烧装置1排放物的氮氧化物含量高于环境标准时，一方面控制喷射式分级燃烧装置1对自身燃烧过程进行调节，另一方面临时启用该二次脱硝装置实现对氮氧化物的去除。

图1为本发明所述生物质气低氮燃烧器的喷射式分级燃烧装置的整体结构图。所述喷射式分级燃烧装置1包括一次富氧喷嘴11、二次缺氧喷嘴12、喷射管抽气孔13、燃气进口总管14、自动抽气喷射管15、燃烧混合室16(局部)。

所述燃气进口总管14沿竖直方向设置于喷射式分级燃烧装置的中部，用于向所述喷射式分级燃烧装2置生物质气。且所述燃气进气总管14的末端连通一封闭外腔14A，生物质气沿着燃气进气总管14进入至该封闭外腔14A。自动抽气喷射管15沿着水平方向延伸至该封闭外腔14A处，封闭外腔14A从外部嵌套所述自动抽气喷射管15，从而在封闭外腔14A内部与自动抽气喷射管15外壁之间的空腔部容纳生物质气。

所述自动抽气喷射管15包括位于该管两端的进气管口15A和出气管口15B以及位于中间的喉径部15C。进气管口15A连通供气泵，由供气泵输出的高速空气自该进气管口15A通入自动抽气喷射管15。其中自动抽气喷射管15内径自两个管口至所述喉径部15C逐渐缩小，从而使高速进入自动抽气喷射管15的空气在喉径部形成一定负压。所述喷射管抽气孔13设置在所述自动抽气喷射管喉径部15C的管壁上，包括若干个小孔，所述喷射管抽气孔13连通所述燃气进气总管的封闭外腔14A和所述自动抽气喷射管15的内部，通过所述喷射管抽气孔13利用所形成的负压抽取燃气进气总管封闭外腔14A内的生物质气进入所述自动抽气喷射管15的内部，与空气充分混合。为了保证负压抽吸效果的优化，关键因素是：自动抽气喷射管15内空气的流速，以及自动抽气喷射管喉径部内径与管长度的比例因数。关于空气流速的控制将在后续予以介绍。关于自动抽气喷射管喉径部内径与管长度的比例因数，设所述自动抽气喷射管在喉径部的管内径为d，自动抽气喷射管自进气管口15A至出气管口15B的长度为L，则L为d的6.5-6.8倍。经过实验测算，根据生物质气的流体特性，采用该比例因数范围可以取得较好的抽吸效果。

所述一次富氧喷嘴11连通至所述自动抽气喷射管15的出气管口15B，用于将在所述自动抽气喷射管15内充分混合的空气与生物质气伴随着空气的高速运动而喷入所述燃烧混合室16，在燃烧混合室16内进行一次燃烧。所述一次富氧喷嘴11具有若干根喷管，用以喷射所述充分混合的空气与生物质气。并且，所述燃气进气总管14的封闭外腔14A连通所述二次缺氧喷嘴12，用于将燃气进气总管的生物质气喷入所述燃烧混合室16，在缺氧状态下进行二次燃烧。二次缺氧喷嘴12也包括若干根喷管。

在燃烧混合室16内使所述一次燃烧和二次燃烧的产物混合，对于一次燃烧在富氧环境下产生的氮氧化物，二次缺氧燃烧下的产物对其可以起到还原作用，从而转换为氮气，减少氮氧化物的产生。燃烧混合室16的结构如图2所示，包括分隔燃烧段16A以及混合段16B。所述分隔燃烧段16A包括一次燃烧腔16C和二次燃烧腔16D。所述一次富氧喷嘴11连通所述一次燃烧腔16C，并且将自动抽气喷射管15内充分混合的空气与生物质气喷入所述一次燃烧腔16C进行一次燃烧；所述二次缺氧喷嘴12连通所述二次燃烧腔16D，并且将燃气进气总管14的生物质气喷入所述二次燃烧腔16D进行二次燃烧。所述一次燃烧腔16C与二次燃烧腔16D通过封闭隔板16E彼此隔离，这样保证一次燃烧和二次燃烧可以相互不影响地独立完成。所述一次燃烧腔16C与二次燃烧腔16D均连通至所述混合段16B，所述混合段16B是一个密闭的混合腔，使所述一次燃烧和二次燃烧的产物在混合腔内混合并充分反应，降低氮氧化物含量。所述混合腔内设置至少一对相互间隔的引导板16F，所述一次燃烧和二次燃烧的产物在所述引导板之间的间隔中曲折行进，从而充分混合与反应。相比于传统的二次燃烧器，本发明的混合段可以保证一次燃烧和二次燃烧产物的充分混合与还原反应。所述烟气出口17连通所述混合腔，将在燃烧混合室内充分混合后的气体作为燃烧的终产物排出。

为了实现对一次、二次燃烧过程和最终氮氧化物产生量的精确调控，本发明在喷射式分级燃烧装置结构的基础之上引入了以空气射流流速为核心对象的控制系统。如图3所示，控制系统18包括空气流速测量装置18A、空气流速控制装置18B、氮氧化物感应装置18C、烟气排出通道切换阀18D、生物质气流量测量单元18E。所述空气流速测量装置18A安装在所述自动抽气喷射管喉径部，用于测量所述自动抽气喷射管喉径部的空气流速。所述空气流速控制装置18B连接供气泵，该供气泵向自动抽气喷射管15的进气管口通入高速空气；空气流速控制装置18B用于调节供气泵，以控制通入进气管口的高速空气的流速，以及控制对自动抽气喷射管15的供气量。所述氮氧化物感应装置18C安装在烟气出口处，用于测量所述烟气出口处的氮氧化物浓度。所述烟气排出通道切换阀18D根据所述氮氧化物感应装置18C测得的氮氧化物浓度，切换燃烧混合室内的产物由所述烟气出口排出后进入所述二次脱硝装置，或者是将该产物直接排放。生物质气流量测量单元18E安装在燃气进口总管14，用于测量燃气进口总管的生物质气供气总量。

如前文所述，本发明是利用高速空气在自动抽气喷射管15喉径部形成的负压，抽吸封闭外腔14A当中的一部分生物质气进入自动抽气喷射管15，作为一次燃烧的燃料；而封闭外腔14A中残留的生物质气则从二次缺氧喷嘴喷出，作为二次燃烧的燃料。在自动抽气喷射管15的长度和喉径部内径固定的前提下，被抽吸进入自动抽气喷射管15的生物质气流量与管内空气的流速呈现线性关系，因此，空气流速控制装置18B可以通过控制通入进气管口的高速空气的流速，来调节被抽吸至自动抽气喷射管内进行一次燃烧的生物质气的流量。关于被抽吸用于一次燃烧的生物质气的流量大小，则进一步取决于预设的一次燃烧/二次燃烧燃料比范围。不被抽吸而应用于二次燃烧的燃料比例不能过小，否则不能保证对一次燃烧所产生的氮氧化物的还原效果；当然二次燃烧的燃料比例也不能过大，否则在贫氧状况下燃烧不充分的燃料过多，影响燃烧的热效率，也会使燃烧产物出现黑烟、沉积物多的状况。根据生物质气的燃烧特点，被抽吸至自动抽气喷射管内进行一次燃烧的生物质气的流量占所述生物质气供气总量的88％-82％，有利于二次燃烧产物对一次燃烧氮氧化物产物还原作用的最大化。空气流速控制装置18B根据生物质气流量测量单元18E测量的生物质气供气总量，按照上述比例，确定被抽吸至自动抽气喷射管内进行一次燃烧的生物质气流量范围，并且根据抽吸流量与空气流速的线性关系，决定通入进气管口的高速空气的流速范围，并按照该流速范围调节供气泵。并且，在保障被抽吸至自动抽气喷射管内进行一次燃烧的生物质气的流量占所述生物质气供气总量的上述比例范围的基础之上，空气流速控制装置18B还根据所述氮氧化物感应装置18C测得的氮氧化物浓度，对高速空气的流速进行上述流速范围之内的微调。例如，当氮氧化物浓度偏高，表明一次燃烧产生的氮氧化物含量过高，且二次燃烧产物的还原反应不充分，则可以通过降低高速空气的流速，减少对一次燃烧的生物质气供气量，以降低氮氧化物的产出，同时通过增加对贫氧状态下二次燃烧的生物质气供气，提升二次燃烧产物的还原能力。同时，所述空气流速控制装置18B控制所述供气泵，在调节高速空气流速的同时，还调节空气的供气量；空气的供气量决定了一次燃烧当中空气过量的程度。具体来说，空气流速控制装置18B调节空气供气量为被抽吸至自动抽气喷射管内进行一次燃烧的生物质气的流量的1.25-1.3倍，以保障一次燃烧的充分程度。

如前文所述，二次脱硝装置2作为喷射式分级燃烧装置1后端的备用辅助设施。如图4所示，所述二次脱硝装置包括脱硝反应塔21、吸收剂塔22、布袋除尘器23、工艺水箱24、储灰桶25和电除尘器26。

喷射式分级燃烧装置1的烟气出口17经所述烟气排出通道切换阀18D连通所述脱硝反应塔21。所述脱硝反应塔21的一侧上部连接工艺水箱24；所述吸收剂塔22的底部通过管道连接脱硝反应塔21，提供的吸收剂可吸收烟气中的部分氮氧化物成分。工艺水箱24通过水管连接脱硝反应塔21一侧的上部，所述脱硝反应塔21的上部内安装设有喷淋装置。参见图5为脱硝反应塔内部结构示意图，其中，喷淋装置包括安装在工艺水箱24内部的水泵、水管21A和设于脱硝反应塔21内部的喷头21B，所述水管21A的一端连接水泵，另一端伸入脱硝反应塔21内且可拆卸安装设有喷头21B，工艺水通过水泵引入脱硝反应塔21的上部，利用喷头21B喷射对烟气进行喷淋。脱硝反应塔21内部还设置一级过滤网21C和二级过滤网21D，从而将塔内空间分成三部分，通过多级的处理对烟气进行脱硝，降低了处理成本。

所述脱硝反应塔21的另一侧连通布袋除尘器23。所述储灰桶25上部连通脱硝反应塔21，且储灰桶25的一侧上部通过回流灰管27连接布袋除尘器23，所述布袋除尘器23的底部连接脱硝渣仓28，从而进入脱硝反应塔21内部的烟气通过喷淋再进行多级的过滤，脱硝渣由重力作用进入脱硝渣仓28内，然后再利用布袋除尘器23进行除尘，布袋除尘器23内部的灰尘通过重力流入储灰桶25并且进入脱硝渣仓28。布袋除尘器23的一侧上部通过风管29连接储灰桶25底部设有的管路，所述风管29的管路上设有增压风机210，储灰桶25底部的管路上设有催化剂仓211，且储灰桶25底部设有的管路末端连接烟囱212，布袋除尘器21通过增压风机210将内部净化的烟气通过风管29排向烟囱212。

作为本实施例中另一种优选的技术方案，喷射式分级燃烧装置1的烟气出口17经所述烟气排出通道切换阀18D先连通电除尘器3。电除尘器3一端的管路连接喷射式分级燃烧装置1的烟气出口17，且电除尘器3另一端的管路连接储灰桶25的管路且设有引风机4，通过喷射式分级燃烧装置1进行脱硝的烟气通过烟气出口17进入二次脱硝装置，首先通过电除尘器3进行除尘，然后利用引风机4进入脱硝反应塔21进行处理。

综上所述，本发明的有益效果在于：(1)喷射式分级燃烧装置采用喷射自吸式中心筒空气喷嘴结构，将生物质燃气分级燃烧，分别进行一级富氧燃烧和二级缺氧燃烧的方式。最后两级燃烧的烟气混合后，产生反应，一级燃烧中产生的氮氧化物还原为氮气。喷射式分级燃烧装置相对于传统技术中的分段式分级燃烧设备，其优势在于：集成为喷嘴结构，设备管道结构简化、占地空间明显缩小；一级和二级燃烧先在独立腔室内各自展开，然后在经过充分的混合反应，可充分发挥降低氮氧化物生成的效果，且通过喷射自吸式原理促进了富氧燃烧中的生物质气与空气的混合，有利于燃烧充分；一次、二次燃烧涉及的供气和流量分配设施得到简化，依靠对空气流速的单一控制就可以有效调节一次、二次燃烧的生物质气比，以及一次燃烧过程中的空气/燃料比，设施成本得到明显降低，一次、二次燃烧的控制过程获得充分简化，配合智能化的控制系统，对燃烧过程的控制精确度显著提升，因此不再需要设置再燃部位。(2)设置了可备用的二次脱硝装置，其采用多级的处理方式对烟气中的氮氧化物进行脱硝处理，不仅能够保障满足烟气排放的要求，而且在无必要的情况下可不予启动，降低了企业的环保处理费用。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种生物质气低氮燃烧器，其特征在于，包括喷射式分级燃烧装置、二次脱硝装置以及控制系统；

所述喷射式分级燃烧装置包括燃气进口总管、自动抽气喷射管、喷射管抽气口、一次富氧喷嘴、二次缺氧喷嘴、燃烧混合室和烟气出口；所述燃气进口总管沿竖直方向设置于喷射式分级燃烧装置的中部，用于向所述喷射式分级燃烧装置供给生物质气；且所述燃气进气总管的末端连通一封闭外腔，该封闭外腔从外部嵌套所述自动抽气喷射管；所述自动抽气喷射管沿着水平方向延伸，用于高速通入空气，所述自动抽气喷射管包括位于该管两端的进气管口和出气管口以及位于中间的喉径部，其中自动抽气喷射管内径自两个管口至所述喉径部逐渐缩小，从而使高速进入自动抽气喷射管的空气在喉径部形成一定负压；所述喷射管抽气孔设置在所述自动抽气喷射管喉径部的管壁上，包括若干个小孔，所述喷射管抽气孔连通所述燃气进气总管的封闭外腔和所述自动抽气喷射管的内部，通过所述喷射管抽气孔利用所形成的负压抽取燃气进气总管封闭外腔内的生物质气进入所述自动抽气喷射管的内部，与空气充分混合；所述一次富氧喷嘴连通至所述自动抽气喷射管的出气管口，用于将在所述自动抽气喷射管内充分混合的空气与生物质气喷入所述燃烧混合室进行一次燃烧；并且，所述燃气进气总管的封闭外腔连通所述二次缺氧喷嘴，用于将燃气进气总管的生物质气喷入所述燃烧混合室，在缺氧状态下进行二次燃烧；在燃烧混合室内使所述一次燃烧和二次燃烧的产物混合，从而减少氮氧化物的产生；燃烧混合室内的产物由所述烟气出口排出；

所述控制系统包括空气流速测量装置、空气流速控制装置、氮氧化物感应装置以及烟气排出通道切换阀；所述空气流速测量装置用于测量所述自动抽气喷射管喉径部的空气流速；所述氮氧化物感应装置用于测量所述烟气出口处的氮氧化物浓度；所述烟气排出通道切换阀根据所述氮氧化物感应装置测得的氮氧化物浓度，切换燃烧混合室内的产物由所述烟气出口排出后进入所述二次脱硝装置或者直接排放；所述空气流速控制装置连接向自动抽气喷射管的进气管口通入高速空气的供气泵，用于控制通入进气管口的高速空气的流速；

所述二次脱硝装置包括脱硝反应塔、吸收剂塔、布袋除尘器、工艺水箱、储灰桶和电除尘器；所述脱硝反应塔的一侧上部连接工艺水箱；吸收剂塔安装在与所述工艺水箱同一侧，所述吸收剂塔的底部通过管道连接脱硝反应塔；所述脱硝反应塔的上部内安装设有连通所述工艺水箱的喷淋装置，且所述脱硝反应塔内部空间通过一级过滤网和二级过滤网分成三部分；所述脱硝反应塔的另一侧连通布袋除尘器；所述储灰桶上部连通脱硝反应塔，且储灰桶的一侧上部通过回流灰管连接布袋除尘器，所述布袋除尘器的底部连接脱硝渣仓；所述电除尘器一端的管路连接喷射式分级燃烧装置的烟气出口，且电除尘器另一端的管路连接储灰桶的管路且设有引风机。

2.根据权利要求1所述的生物质气低氮燃烧器，其特征在于：所述燃烧混合室包括分隔燃烧段以及混合段；所述分隔燃烧段包括一次燃烧腔和二次燃烧腔；所述一次富氧喷嘴连通所述一次燃烧腔，并且将自动抽气喷射管内充分混合的空气与生物质气喷入所述一次燃烧腔进行一次燃烧；所述二次缺氧喷嘴连通所述二次燃烧腔，并且将燃气进气总管的生物质气喷入所述二次燃烧腔进行二次燃烧；所述一次燃烧腔与二次燃烧腔通过封闭隔板彼此隔离；所述一次燃烧腔与二次燃烧腔均连通至所述混合段，所述混合段具有密闭的混合腔，使所述一次燃烧和二次燃烧的产物在混合腔内混合并充分反应，降低氮氧化物含量；所述烟气出口连通所述混合腔。

3.根据权利要求2所述的生物质气低氮燃烧器，其特征在于：所述混合腔内设置相互间隔的引导板，所述一次燃烧和二次燃烧的产物在所述引导板之间的间隔中曲折行进，从而充分混合与反应。

4.根据权利要求1所述的生物质气低氮燃烧器，其特征在于：所述自动抽气喷射管在喉径部的管内径为d，自动抽气喷射管自进气管口至出气管口的长度为L，并且L为d的6.5-6.8倍。

5.根据权利要求1所述的生物质气低氮燃烧器，其特征在于：所述空气流速控制装置根据所述氮氧化物感应装置测得的氮氧化物浓度，通过控制通入进气管口的高速空气的流速，调节被抽吸至自动抽气喷射管内进行一次燃烧的生物质气的流量。

6.根据权利要求5所述的生物质气低氮燃烧器，其特征在于：所述控制系统还包括：用于测量燃气进口总管的生物质气供气总量的生物质气流量测量单元。

7.根据权利要求6所述的生物质气低氮燃烧器，其特征在于：所述空气流速控制装置通过控制通入进气管口的高速空气的流速，使被抽吸至自动抽气喷射管内进行一次燃烧的生物质气的流量占所述生物质气供气总量的88％-82％。

8.根据权利要求7所述的生物质气低氮燃烧器，其特征在于：所述空气流速控制装置控制所述供气泵在调节高速空气流速的同时调节空气供气量，并且空气供气量为被抽吸至自动抽气喷射管内进行一次燃烧的生物质气的流量的1.25-1.3倍。

9.根据权利要求1所述的生物质气低氮燃烧器，其特征在于：所述布袋除尘器的一侧上部通过风管连接储灰桶底部设有的管路，所述风管的管路上设有增压风机，储灰桶底部设有的管路上设有催化剂仓，且储灰桶底部的设有的管路末端连接烟囱。

10.根据权利要求9所述的生物质气低氮燃烧器，其特征在于：所述喷淋装置包括安装在工艺水箱内部的水泵、水管和设于脱硝反应塔内部的喷头，所述水管的一端连接水泵，另一端伸入脱硝反应塔内且可拆卸安装设有喷头。