CN110793037B - 一种烟气导流二燃室结构 - Google Patents

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Abstract

一种烟气导流二燃室结构，包括：导流室、折流室、焚烧室、燃烧器组。导流室、折流室、焚烧室由下至上依次设置；所述导流室的下部和外部捞渣机固定连接，所述导流室的侧壁和外部回转窑固定连接。本发明通过设置多个导流结构控制烟气流向，确保烟气停留时间、湍流度及焚烧温度均满足设计要求，实现焚烧空间的充分利用，节约设备成本。

Description

一种烟气导流二燃室结构
技术领域
本发明涉及一种烟气导流二燃室结构，属于危废焚烧回转窑配套设备技术领域。
背景技术
根据国家标准—《危险废物焚烧污染控制标准》(GB18484-2001)要求：焚烧炉烟气在1100℃以上停留时间大于2秒。此项标准的执行要求烟气在炉膛内停留一定时间保证烟气彻底焚烧，降低排放烟气中的污染物。传统的二燃室烟气在回转窑内生成途径二次燃烧室由下往上移动，最终由顶部排出进入下级处理装置。由于烟气的惯性，在二燃室出现偏流的现象无法充满设定焚烧区域，导致实际停留时间不足，影响焚烧效率。为保证烟气停留时间达标，需增加烟气在二燃室内经过的距离，对二燃室容积产生直接影响，导致传统的二燃室直径、高度加大。由此导致了设备制作成本高，安装、维护成本相应增加。
发明内容
本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提出了一种烟气导流二燃室结构，本发明能够确保停留时间、湍流度及焚烧温度，进而实现焚烧空间的充分利用，节约设备成本。
本发明的技术方案是：
一种烟气导流二燃室结构，包括：导流室、折流室、焚烧室、燃烧器组；
导流室、折流室、焚烧室由下至上依次设置；所述导流室的下部和外部捞渣机固定连接，所述导流室的侧壁和外部回转窑固定连接；所述焚烧室的侧壁设置有出口，所述出口的开口方向与所述外部回转窑的进气方向不共面；
所述折流室上设置有燃烧器组，所述燃烧器组用于加热烟气；所述燃烧器组喷射火焰的方向平行于水平面；
导流室与外部回转窑连接面相对的壁面与竖直面之间保持一定夹角，用于形成导流坡度；所述导流坡度用于使外部回转窑吹入导流室的烟气向所述燃烧器组喷射火焰的方向转动；
折流室设置燃烧器组的壁面向所述折流室的内部凸出，所述内部凸出形成上坡度面和下坡度面，所述上坡度面位于燃烧器组安装位置的上部，所述下坡度面位于燃烧器组安装位置的下部；所述上坡度面与竖直面之间的夹角小于所述下坡度面与竖直面之间的夹角；所述下坡度面和所述导流坡度配合使外部回转窑吹入导流室的烟气向所述燃烧器组喷射火焰的方向转动；所述上坡度面用于使受燃烧器组喷射火焰加热后的烟气在焚烧室内旋转混合；
出口与焚烧室的侧壁连接的下表面为斜面。
本发明与现有技术相比的有益效果是：
1)本发明通过下坡度面和所述导流坡度配合使外部回转窑吹入导流室的烟气向所述燃烧器组喷射火焰的方向转动，烟气经导流室后墙导流后，实现了第一次转向与变形，形成流向与燃烧器组的火焰喷射方向同向的“较厚”的气流带，燃烧器组产生的火焰对主气流带进行冲击加速，进一步提高了速度的主气流带依次撞击在燃烧室前墙、顶墙、后墙，再经折流室引导形成完整的环状旋流，主流流经旋流中心的过程中切向速度逐渐消耗，最后经侧墙出口流出。经过设计形成的环状旋流，为烟气的二次燃烧提供了充足的湍流度及容积填充度，确保真实的停留时间与高效的混合过程。
2)本发明出口的开口方向与所述外部回转窑的进气方向互相垂直，避免旋转的主气流带冲击在“同向出口”导致过早的流出燃烧室，从而破坏燃烧室内的环状旋流结构。
3)本发明通过上坡度面使经燃烧器组加热后的烟气在焚烧室内充分旋转混合，在不增加二燃室纵深的情况下，增加烟气在焚烧室内的停留时间。
附图说明
图1为本发明结构侧面剖视图；
图2为本发明结构正面剖视图；
图3为本发明折流室侧面示意图；
图4为本发明折流室横截面示意图；
图5为本发明烟气流向侧面示意图；
图6为本发明烟气流向正面示意图。
具体实施方式
本发明一种烟气导流二燃室结构，包括：导流室3、折流室4、焚烧室5、紧急烟囱6、燃烧器组8。
二燃室内部空间以导流体和燃烧器组8及其火焰组成的折流区为界分为上下两部，下部空间为导流室3，形如楔型体，其前部连接回转窑2，下部连接捞渣机1，上部连接折流室4；上部空间为焚烧室5，近似为立方体，其侧面设置出口连接下游设备，顶面设置紧急烟囱6，下部连接折流区。折流区设置导流体及燃烧器组8，燃烧器工作产生平行火焰列，均布在折流区水平面内。烟气自回转窑2出，经导流室3坡面引导，在折流区内完成转向、加热、起旋，在焚烧室5内与加热烟气旋转混合，最后由出口进入下游设备，确保停留时间、湍流度及焚烧温度均满足设计要求，进而实现焚烧空间的充分利用，节约设备成本。本发明能够有效解决因烟气偏流造成有效停留时间不足的问题。确保停留时间、湍流度及焚烧温度均满足设计要求，进而实现焚烧空间的充分利用，节约设备成本。
如图1、2所示，导流室3、折流室4、焚烧室5由下至上依次设置；所述导流室3的下部和外部捞渣机1固定连接，所述导流室3的侧壁和外部回转窑2固定连接；所述焚烧室5的侧壁设置有出口9，所述出口9的开口方向与所述外部回转窑2的进气方向不共面；优选的，出口9的开口方向与所述外部回转窑2的进气方向互相垂直。焚烧室5的顶部还设置有紧急烟囱6，所述紧急烟囱6的开口沿竖直方向设置。
所述折流室4上设置有燃烧器组8，所述燃烧器组8用于加热烟气；如图4所示，燃烧器组8喷射火焰的方向平行于水平面；所述燃烧器组8包括N个燃烧器，每个燃烧器喷射火焰的直径大于或等于D，D＝B*0.4/N。其中，B为折流室4水平截面的宽度，所述折流室4水平截面宽度的方向与燃烧器组8喷射火焰的方向互相垂直，N为正整数。
导流室3与外部回转窑2连接面相对的壁面与竖直面之间保持一定夹角α，用于形成导流坡度；所述导流坡度用于使外部回转窑2吹入导流室3的烟气向所述燃烧器组8喷射火焰的方向转动；所述导流坡度与竖直面之间夹角α的取值范围为15°～30°。
折流室4设置燃烧器组8的壁面向所述折流室4的内部凸出，所述内部凸出形成上坡度面和下坡度面，所述上坡度面位于燃烧器组8安装位置的上部，所述下坡度面位于燃烧器组8安装位置的下部；所述上坡度面与竖直面之间的夹角小于所述下坡度面与竖直面之间的夹角。所述内部凸出的高度为折流室4水平截面长度A的1/4。本发明实施例中上坡度面与竖直面之间的夹角为45°；所述下坡度面与竖直面之间的夹角为30°，如图3所示。
所述下坡度面和所述导流坡度配合使外部回转窑2吹入导流室3的烟气向所述燃烧器组8喷射火焰的方向转动；所述上坡度面用于使受燃烧器组8喷射火焰加热后的烟气在焚烧室5内旋转混合。
烟气经导流室3后墙导流后，实现了第一次转向与变形，形成流向与燃烧器组8的火焰喷射方向同向的“较厚”的气流带，燃烧器组8产生的火焰对主气流带进行冲击加速，进一步提高了速度的主气流带依次撞击在燃烧室前墙、顶墙、后墙，再经折流室4引导形成完整的环状旋流，主流流经旋流中心的过程中切向速度逐渐消耗，最后经侧墙出口流出。经过设计形成的环状旋流，为烟气的二次燃烧提供了充足的湍流度及容积填充度，确保真实的停留时间与高效的混合过程。具体如图5、6所示。
出口9与焚烧室5的侧壁连接的下表面为斜面，本发明实施例中所述斜面与水平面的夹角β为30度。
焚烧室5的容积R和所述烟气流量K的比例关系，具体为：R＝K*t；其中，t为烟气在焚烧室5停留时间设计值。所述导流室3内壁的横截面为矩形。所述导流室3内壁的横截面积由下至上依次增大。导流室3横截面最大处的长宽比不小于2，导流室3横截面最小处的长宽比不大于1。
本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域专业技术人员的公知技术。

Claims (8)

1.一种烟气导流二燃室结构，其特征在于，包括：导流室(3)、折流室(4)、焚烧室(5)、燃烧器组(8)；
导流室(3)、折流室(4)、焚烧室(5)由下至上依次设置；所述导流室(3)的下部和外部捞渣机(1)固定连接，所述导流室(3)的侧壁和外部回转窑(2)固定连接；所述焚烧室(5)的侧壁设置有出口(9)，所述出口(9)的开口方向与所述外部回转窑(2)的进气方向不共面；
所述折流室(4)上设置有燃烧器组(8)，所述燃烧器组(8)用于加热烟气；所述燃烧器组(8)喷射火焰的方向平行于水平面；
导流室(3)与外部回转窑(2)连接面相对的壁面与竖直面之间保持一定夹角，用于形成导流坡度；所述导流坡度用于使外部回转窑(2)吹入导流室(3)的烟气向所述燃烧器组(8)喷射火焰的方向转动；
折流室(4)设置燃烧器组(8)的壁面向所述折流室(4)的内部凸出，所述内部凸出形成上坡度面和下坡度面，所述上坡度面位于燃烧器组(8)安装位置的上部，所述下坡度面位于燃烧器组(8)安装位置的下部；所述上坡度面与竖直面之间的夹角小于所述下坡度面与竖直面之间的夹角；所述下坡度面和所述导流坡度配合使外部回转窑(2)吹入导流室(3)的烟气向所述燃烧器组(8)喷射火焰的方向转动；所述上坡度面用于使受燃烧器组(8)喷射火焰加热后的烟气在焚烧室(5)内旋转混合；
出口(9)与焚烧室(5)的侧壁连接的下表面为斜面；
所述出口(9)的开口方向与所述外部回转窑(2)的进气方向互相垂直；
所述燃烧器组(8)包括N个燃烧器，每个燃烧器喷射火焰的直径大于或等于D，D＝B*0.4/N；
其中，B为折流室(4)水平截面的宽度，所述折流室(4)水平截面宽度的方向与燃烧器组(8)喷射火焰的方向互相垂直，N为正整数。
2.根据权利要求1所述的一种烟气导流二燃室结构，其特征在于，所述导流坡度与竖直面之间夹角的取值范围为15°～30°。
3.根据权利要求1所述的一种烟气导流二燃室结构，其特征在于，所述内部凸出的高度为折流室(4)水平截面长度A的1/4。
4.根据权利要求1～3任意之一所述的一种烟气导流二燃室结构，其特征在于，所述焚烧室(5)的顶部还设置有紧急烟囱(6)，所述紧急烟囱(6)的开口沿竖直方向设置。
5.根据权利要求4所述的一种烟气导流二燃室结构，其特征在于，所述焚烧室(5)的容积R和所述烟气流量K的比例关系，具体为：
R＝K*t；
其中，t为烟气在焚烧室(5)停留时间设计值。
6.根据权利要求5所述的一种烟气导流二燃室结构，其特征在于，所述导流室(3)内壁的横截面为矩形。
7.根据权利要求6所述的一种烟气导流二燃室结构，其特征在于，所述导流室(3)横截面最大处的长宽比不小于2。
8.根据权利要求7所述的一种烟气导流二燃室结构，其特征在于，所述导流室(3)横截面最小处的长宽比不大于1。
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