CN109945667A - 一种低NOx蓄热式燃烧器及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于工业燃烧用设备领域，涉及一种低NOx蓄热式燃烧器及其控制方法。包括烧嘴箱体、设置在烧嘴箱体内的耐材、以及设置在耐材内的蓄热体，沿烟气流动方向，耐材内位于蓄热体的后方处还设有催化蓄热体，催化蓄热体与蓄热体间隔设置且两者间形成脱硝腔体，脱硝腔体上设有氨气喷枪。该蓄热式燃烧器将催化反应与蓄热过程相结合，同时氨气喷枪的喷吹时间又与蓄热式烧嘴的换向时间相配合，使得蓄热体仅具有蓄热功能，催化蓄热体兼具了蓄热和脱硝催化的双重功能；在不增加/延长设备运行流程的前提下，不仅实现了分层蓄热，还实现了低温烟气脱硝处理；可有效降低烟气NOx的含量，解决了现有蓄热式加热炉无法使用常规技术手段脱硝的问题。

Description

一种低NOx蓄热式燃烧器及其控制方法

技术领域

本发明属于工业燃烧用设备领域，具体涉及一种低NOx蓄热式燃烧器及其控制方法。

背景技术

燃烧器是工业炉窑的核心组成设备，其可以通过组织燃烧将燃料蕴含的化学能转化为热能，用于各种物料的加热。但在燃烧过程中，由于燃料中氮和空气中氮的参与，高温下氮会与氧结合生成氮氧化物，从而污染环境。

蓄热式燃烧器是燃烧器的一种，其可以高效回收烟气的余热，将烟气温度控制在180℃以下，从而提高燃料的利用效率；但也正是因为这点，蓄热式燃烧器燃烧后的烟气无法采用常规的烟气脱硝方式对其氮氧化物进行处理。

本发明针对蓄热式燃烧器无法采用常规脱硝方式进行处理的问题，提出了一种低NOx蓄热式燃烧器，从而减少烟气中的氮氧化物，实现超低排放的要求。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种低NOx蓄热式燃烧器及其控制方法，解决现有蓄热式燃烧器燃烧后的烟气无法采用常规的烟气脱硝方式对其氮氧化物进行处理的问题。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种低NOx蓄热式燃烧器，包括烧嘴箱体、设置在烧嘴箱体内的耐材、以及设置在耐材内的蓄热体，沿烟气流动方向，耐材内位于蓄热体的后方处还设有催化蓄热体，催化蓄热体与蓄热体间隔设置且两者间形成脱硝腔体，脱硝腔体中设有氨气喷枪。

进一步，蓄热体与催化蓄热体为球形结构或蜂窝体结构。

进一步，氨气喷枪有若干支，间隔排列在脱硝腔体顶部或侧面处。

进一步，脱硝腔体中设有温度检测器。

一种如上述的低NOx蓄热式燃烧器的控制方法，包括以下步骤：

(1)控制流经蓄热体的烟气流量，使经过蓄热体吸热后进入脱硝腔体内的烟气温度在310℃～450℃之间；

(2)控制氨气喷枪的喷吹时间并使之位于蓄热式烧嘴的换向时间间隔内。

本发明的有益效果在于：

该蓄热式燃烧器将催化反应与蓄热过程相结合，同时氨气喷枪的喷吹时间又与蓄热式烧嘴的换向时间相配合，使得蓄热体仅具有蓄热功能，催化蓄热体兼具了蓄热和脱硝催化的双重功能；在不增加/延长设备运行流程的前提下，不仅实现了分层蓄热，还实现了低温烟气脱硝处理；可有效降低烟气NOx的含量，解决了现有蓄热式加热炉无法使用常规技术手段脱硝的问题。

烧嘴箱体兼具单蓄热烧嘴和双蓄热式烧嘴多重功能，可根据具体使用需求进行调节，使用更加灵活。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1的俯视图。

附图标记：

烧嘴箱体—1、催化蓄热体—2、蓄热体—3、脱硝腔体—4、氨气喷枪—5、耐材—6。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

请参阅图1～图2，为一种低NOx蓄热式燃烧器，包括烧嘴箱体1、设置在烧嘴箱体内的耐材6、以及设置在耐材6内的蓄热体3，沿烟气流动方向，耐材6内位于蓄热体3的后方处还设有催化蓄热体2，催化蓄热体2与蓄热体3间隔设置且两者间形成脱硝腔体4，脱硝腔体4中设有氨气喷枪5。

具体的，耐材6位于烧嘴箱体1的内部，催化蓄热体2、蓄热体3和脱硝腔体4则位于由耐材6和烧嘴箱体1所形成的腔体内，蓄热体3位于烟气流动方向的前部，催化蓄热体2位于烟气流动方向的后部，脱硝腔体4位于蓄热体3和催化蓄热体2之间，氨气喷枪5设置在脱硝腔体4内。

工作时，烟气依次流经蓄热体3、脱硝腔体4和催化蓄热体2，在排烟过程中，氨气喷枪5不断向脱硝腔体4内喷入脱硝剂，经由蓄热体3吸热后的烟气在脱硝腔体4中与脱硝剂充分混合，后带有脱硝剂的低温烟气进入催化蓄热体2处，与催化蓄热体2中的催化剂发生反应，进一步降低低温烟气(经由蓄热体3吸热后的烟气)中的氮氧化物。

本实施例中，蓄热体3与催化蓄热体2为球形结构或蜂窝体结构。这种结构不仅可大大降低气孔流经的阻力，还能大幅度提高蓄热体的单孔体积换热效率。

作为上述方案的进一步改进，氨气喷枪5有多支，间隔排列在脱硝腔体顶部或侧面处。这样有利于保证脱硝剂与低温烟气混合的均匀性，使低温烟气与催化蓄热体2中的催化剂反应更充分。

一种如上述的低NOx蓄热式燃烧器的控制方法，包括以下步骤：

(1)控制流经蓄热体3的烟气流量，使经过蓄热体3吸热后进入脱硝腔体4内的烟气温度在310℃～450℃之间；通过控制烟气流量，保证烟气温度范围，可使烟气与催化剂的反应达到最优状态。

(2)控制氨气喷枪5的喷吹时间并使之位于蓄热式烧嘴的换向时间间隔内。在(换向阀)换向时进行脱硝剂喷吹，达到了充分利用间隙时间、保证设备运行平稳性的目的。

作为上述方案的进一步改进，脱硝腔体4中设有温度检测器。通过温度检测，可实现对流经蓄热体的烟气流量的控制，达到保证烟气温度的目的。

该蓄热式燃烧器将催化反应与蓄热过程相结合，同时氨气喷枪的喷吹时间又与蓄热式烧嘴的换向时间相配合，使得蓄热体仅具有蓄热功能，催化蓄热体兼具了蓄热和脱硝催化的双重功能，在不增加/延长设备运行流程的前提下，不仅实现了分层蓄热，还实现了低温烟气脱硝处理；根据具体使用需求，烧嘴箱体兼具单蓄热烧嘴和双蓄热式烧嘴多重功能，使用更加灵活。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种低NOx蓄热式燃烧器，包括烧嘴箱体、设置在烧嘴箱体内的耐材、以及设置在耐材内的蓄热体，其特征在于：沿烟气流动方向，耐材内位于蓄热体的后方处还设有催化蓄热体，催化蓄热体与蓄热体间隔设置且两者间形成脱硝腔体，脱硝腔体中设有氨气喷枪。

2.根据权利要求1所述的低NOx蓄热式燃烧器，其特征在于：蓄热体与催化蓄热体为球形结构或蜂窝体结构。

3.根据权利要求1所述的低NOx蓄热式燃烧器，其特征在于：氨气喷枪有若干支，间隔排列在脱硝腔体顶部或侧面处。

4.根据权利要求1所述的低NOx蓄热式燃烧器，其特征在于：脱硝腔体中设有温度检测器。

5.一种如权利要求1～4任一所述的低NOx蓄热式燃烧器的控制方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)控制流经蓄热体的烟气流量，使经过蓄热体吸热后进入脱硝腔体内的烟气温度在310℃～450℃之间；

(2)控制氨气喷枪的喷吹时间并使之位于蓄热式烧嘴的换向时间间隔内。