CN111442287A - 混合燃烧器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种混合燃烧器，包括外筒体、筒体外端盖、内直筒、废液雾化喷嘴、环形燃气分配箱、绝热筒、轴向旋流叶片、环形滑动环、直流二次风调节柄、轴向旋流叶片调节手柄和点火器；内直筒设置在外筒体的轴线上，废液雾化喷嘴穿过内直筒，环形燃气分配箱设置在筒体外端盖外，绝热筒设置在外筒体与内直筒之间，轴向旋流叶片设置在内直筒与旋流叶片外锥筒之间，环形燃气分配箱的圆周上均布多个燃气分配管，直流二次风调节柄穿过筒体外端盖，轴向旋流叶片调节手柄穿过筒体外端盖，外筒体上设有空气进气管。本燃烧器结构紧凑，雾化顺畅，燃烧稳定，能够达到很好的燃烧效果；可通过调节相应空气流量、天然气流量、旋流强度，满足废液燃烧的高要求。

Description

混合燃烧器

技术领域

本发明涉及一种焚烧处理技术，尤其涉及一种混合燃烧器。

背景技术

化工行业产生的含有机物的高浓度含盐废水的处理一直是环保治理领域的一大难题，这些含盐废水的直接排放，会严重污染环境，抑制生物细菌的生长，导致现有的生化处理技术无法用于该类废水的降解处理。含盐高浓度有机废液处理不能简单使用生化处理法，且物理化学法处理的过程比较复杂，处理费用高。焚烧法处理是将含盐高浓度有机废液雾化后喷入高温焚烧处置装置中，废液中的水分受热蒸发汽化，真正实现盐水分离，有机物受热氧化分解成二氧化碳、水等无害物质，COD去除率可达99％以上。焚烧处理技术作为一种简单、高效且对废液性质适应性强的废水处理技术，容易实现工业化，更适合处理含盐高浓度有机废液。

高温雾化焚烧处理技术可以分解该类废水中所含的有毒有害有机物质，为该类废水的治理和满足环保排放要求提供了一种切实可行的处理方法。

国外对于焚烧有机废液的研究起步早，技术相对成熟，其中，流化床焚烧技术尤为突出。美国的CA公司开发的循环流化床焚烧炉通过增大进气置，提高空气速度加剧，使废液在燃烧区充分燃烧，炉温800-900℃，有机物分解率大于99％。美国Mneasha公司以燃料油作为辅助燃料将造纸黑夜放在流化床焚烧炉中焚烧处理，炉温732℃，每个炉子每天的处理能达到125t。

当今国内存在高盐化工废水的焚烧技术，但是还不成熟，存在焚烧后残留物较多，需要定期清理炉膛；雾化喷头堵塞等问题。目前，针对天然气和废液掺烧的例子很少，有的都是，天然气和废液处于不同的位置，不处于同一个结构中，且有一段距离，天然气燃烧产生的高温烟气未充分利用；现有燃料，即废液含水量多，燃烧不稳定。

发明内容

针对上述现有技术中存在的不足之处，本发明提供了一种能够达到良好雾化状态并且能够在大流量条件下(3000kg/h)能够持续工作，保证喷出液滴的射流长度达到炉膛中央，圆锥形扩张雾化角能起到良好的燃烧效果的混合燃烧器。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：

混合燃烧器，包括外筒体、筒体外端盖、内直筒、废液雾化喷嘴、环形燃气分配箱、绝热筒、轴向旋流叶片、环形滑动环、直流二次风调节柄、轴向旋流叶片调节手柄和点火器；

所述筒体外端盖设置在外筒体的外端面上并与外筒体的外端面密封配合，所述内直筒设置在外筒体的轴线上，所述内直筒的一端位于筒体外端盖的外侧，所述废液雾化喷嘴穿过内直筒，所述废液雾化喷嘴的外端位于筒体外端盖的外侧；所述环形燃气分配箱设置在筒体外端盖外并与外筒体同轴线设置；所述绝热筒设置在外筒体与内直筒之间，所述绝热筒的外侧面设置绝热层外直筒和绝热层外锥筒，所述绝热筒的内壁设置旋流风通道圆筒和旋流叶片外锥筒，所述旋流叶片外锥筒的直径小的一端与旋流风通道圆筒的一端连接，所述旋流风通道圆筒的另一端靠近内直筒的另一端，所述旋流叶片外锥筒的直径大的一端与绝热层外直筒的一端连接，所述绝热层外直筒的另一端与绝热层外锥筒的直径小的一端连接；

所述轴向旋流叶片设置在内直筒与旋流叶片外锥筒之间，且轴向旋流叶片与内直筒滑动配合；所述环形滑动环设置在外筒体与绝热层外直筒之间，所述环形滑动环的内圆与绝热层外直筒的外壁滑动配合，所述环形滑动环的外圆与外筒体的内壁滑动配合；所述环形燃气分配箱的圆周上均布设置多个与内直筒的轴线平行的燃气分配管，所述燃气分配管设置在外筒体与绝热筒之间，所述燃气分配管穿过环形滑动环和筒体外端盖，燃气分配管的一端与环形燃气分配箱内连通，燃气分配管的另一端伸出外筒体与绝热筒之间空间；

所述直流二次风调节柄穿过筒体外端盖并与筒体外端盖滑动配合，所述直流二次风调节柄的一端伸出筒体外端盖，所述直流二次风调节柄的另一端与环形滑动环连接；所述轴向旋流叶片调节手柄穿过筒体外端盖并与筒体外端盖滑动配合，所述轴向旋流叶片调节手柄的一端伸出筒体外端盖，所述轴向旋流叶片调节手柄的另一端与轴向旋流叶片连接；

所述外筒体上设有空气进气管，所述空气进气管的进气通道部分位于环形滑动环的滑动行程之间；所述点火器的点火端靠近燃气分配管的另一端。

作为本发明的一种优选方案，该混合燃烧器还包括支撑壁，所述支撑壁设置在炉膛绝热火盆的外侧，所述支撑壁上设有外筒体安装孔，所述外筒体设置在外筒体安装孔中并通过燃烧器安装法兰固定在支撑壁上，所述废液雾化喷嘴的内端正对炉膛的中部。

作为本发明的另一种优选方案，所述直流二次风调节柄和轴向旋流叶片调节手柄均位于环形燃气分配箱的内侧。

作为本发明的又一种优选方案，所述空气进气管的外端口设置空气管连接法兰。

作为本发明的一种改进方案，与所述环形燃气分配箱连接的燃气进气管上设置压力调节阀；与所述废液雾化喷嘴的外端连接的废液进液管上设置压力调节阀，与空气进气管连接的空气管路上设置压力调节阀。

与现有技术相比，本发明的技术效果如下：

1、本燃烧器结构紧凑，方便拆卸，雾化更顺畅，燃烧更稳定，能够达到很好的燃烧效果；可以通过直流二次风调节柄和轴向旋流叶片调节手柄调节相应空气流量、天然气流量、旋流强度，满足废液燃烧的高要求。

2、本发明的混合燃烧器能将高盐化工废液中的水分受热蒸发汽化，真正实现盐水分离，有机物受热氧化分解成二氧化碳、水等无害物质，可大大减少对环境的影响，相对于传统的生化处理方法有处理成本更低、速度快的优点。相比于现有燃烧器可减少天然气的使用量，对烟气能量的利用率有所提升。

附图说明

图1为混合燃烧器的结构示意图。

图中，1—外筒体；2—筒体外端盖；3—内直筒；4—环形燃气分配箱；5—绝热筒；6—轴向旋流叶片；7—环形滑动环；8—直流二次风调节柄；9—轴向旋流叶片调节手柄；10—点火器；11—废液雾化喷嘴；12—绝热层外直筒；13—绝热层外锥筒；14—旋流风通道圆筒；15—旋流叶片外锥筒；16—燃气分配管；17—空气进气管；18—支撑壁；19—炉膛绝热火盆；20—燃烧器安装法兰；21—空气管连接法兰。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细地描述。

如图1所示，混合燃烧器包括外筒体1、筒体外端盖2、内直筒3、废液雾化喷嘴11、环形燃气分配箱4、绝热筒5、轴向旋流叶片6、环形滑动环7、直流二次风调节柄8、轴向旋流叶片调节手柄9和点火器10。

筒体外端盖2设置在外筒体1的外端面上并与外筒体1的外端面密封配合，内直筒3设置在外筒体1的轴线上，内直筒3的一端位于筒体外端盖2的外侧，废液雾化喷嘴11穿过内直筒3，废液雾化喷嘴11的外端位于筒体外端盖2的外侧，废液雾化喷嘴11的内端位于内直筒3的另一端处形成喷出口。环形燃气分配箱4设置在筒体外端盖2外并与外筒体1同轴线设置，在本实施例中，环形燃气分配箱4设置为环形管道。绝热筒5设置在外筒体1与内直筒3之间，绝热筒5的外侧面设置绝热层外直筒12和绝热层外锥筒13，绝热筒5的内壁设置旋流风通道圆筒14和旋流叶片外锥筒15，旋流叶片外锥筒15的直径小的一端与旋流风通道圆筒14的一端连接，旋流风通道圆筒14的另一端靠近内直筒3的另一端，旋流叶片外锥筒15的直径大的一端与绝热层外直筒12的一端连接，旋流叶片外锥筒15的直径大的一端朝向筒体外端盖2，绝热层外直筒12的另一端与绝热层外锥筒13的直径小的一端连接，绝热层外锥筒13的直径大的一端朝向炉膛。

轴向旋流叶片6设置在内直筒3与旋流叶片外锥筒15之间，且轴向旋流叶片6与内直筒3滑动配合。环形滑动环7设置在外筒体1与绝热层外直筒12之间，环形滑动环7的内圆与绝热层外直筒12的外壁滑动配合，环形滑动环7的外圆与外筒体1的内壁滑动配合。环形燃气分配箱4的圆周上均布设置多个与内直筒3的轴线平行的燃气分配管16，燃气分配管16设置在外筒体1与绝热筒5之间，燃气分配管16穿过环形滑动环7和筒体外端盖2，燃气分配管16与环形滑动环7滑动配合，燃气分配管16与筒体外端盖2密封配合，燃气分配管16的一端与环形燃气分配箱4内连通，燃气分配管16的另一端伸出外筒体1与绝热筒5之间空间(即燃气分配管16的另一端伸向炉膛)。

直流二次风调节柄8穿过筒体外端盖2并与筒体外端盖2滑动配合，直流二次风调节柄8的一端伸出筒体外端盖2，直流二次风调节柄8的另一端与环形滑动环7连接，拉动直流二次风调节柄8可带动环形滑动环7在外筒体1与绝热层外直筒12之间滑动。轴向旋流叶片调节手柄9穿过筒体外端盖2并与筒体外端盖2滑动配合，轴向旋流叶片调节手柄9的一端伸出筒体外端盖2，轴向旋流叶片调节手柄9的另一端与轴向旋流叶片6连接，拉动轴向旋流叶片调节手柄9可带动轴向旋流叶片6在内直筒3上滑动。外筒体1上设有空气进气管17，空气进气管17的进气通道部分位于环形滑动环7的滑动行程之间；点火器10的点火端靠近燃气分配管16的另一端。

对照附图1，向左拉动轴向旋流叶片调节手柄9，轴向旋流叶片调节手柄9带动轴向旋流叶片6向左一起滑动，轴向旋流叶片6的外侧与旋流叶片外锥筒15之间的间隙随着轴向旋流叶片调节手柄9向左拉动而逐渐增大，通过空气进气管17进入外筒体1内的空气部分经过轴向旋流叶片6而进入废液雾化喷嘴11的喷出口前端，进入外筒体1内的空气有部分直接通过轴向旋流叶片6的外侧与旋流叶片外锥筒15之间的间隙直接进入废液雾化喷嘴11的喷出口前端。向右推动轴向旋流叶片调节手柄9，轴向旋流叶片调节手柄9推动轴向旋流叶片6向右一起滑动，轴向旋流叶片6的外侧与旋流叶片外锥筒15之间的间隙随着轴向旋流叶片调节手柄9向右推动而逐渐减小，直到轴向旋流叶片6的外侧压在旋流叶片外锥筒15上时，则进入外筒体1内的空气只能通过轴向旋流叶片6才能进入废液雾化喷嘴11的喷出口前端。向左拉动直流二次风调节柄8，直流二次风调节柄8带动环形滑动环7向左一起滑动，进入外筒体1和绝热层外锥筒13之间的空气也随着环形滑动环7左移而越多，进而进入到燃气分配管16的前端的空气也越多；向右推动直流二次风调节柄8，直流二次风调节柄8推动环形滑动环7向左一起滑动，直到环形滑动环7的内壁压在绝热层外锥筒13上时，环形滑动环7将空气进入外筒体1和绝热层外锥筒13之间的通道堵住，空气无法通过外筒体1和绝热层外锥筒13之间进入到燃气分配管16的前端。

本实施例中，混合燃烧器还包括支撑壁18，支撑壁18设置在炉膛绝热火盆19的外侧，支撑壁18上设有外筒体安装孔，外筒体1设置在外筒体安装孔中并通过燃烧器安装法兰20固定在支撑壁18上，废液雾化喷嘴11的内端正对炉膛的中部。直流二次风调节柄8和轴向旋流叶片调节手柄9均位于环形燃气分配箱4的内侧，空气进气管17的外端口设置空气管连接法兰21，与环形燃气分配箱4连接的燃气进气管上设置压力调节阀，与废液雾化喷嘴11的外端连接的废液进液管上设置压力调节阀，与空气进气管17连接的空气管路上设置压力调节阀。

该混合燃烧器为套筒式混合燃烧器，废液雾化喷嘴11采用内混式Y型喷嘴，可实现废液大流量(1667kg/h/燃烧器)需求，有效雾化并燃烧，且废液通道保证最大尺寸，不会造成堵塞问题。天然气火焰包裹废液，使废液吸收足够热量着火——天然气作为“长明灯”。该混合燃烧器还可保证结构紧凑，符合现有占地设计。该混合燃烧器主要特征：1.雾化效果：A.雾化粒径D32≤100μm；B.完全燃尽时间T1＜1s；C.炉膛停留时间T2＞2s；2.火焰直径小于1m，火焰长度小于2m——不贴墙，中心位置；3.对冲，互相点燃，保证燃烧稳定。

使用时，可在炉膛的两侧对称设置该混合燃烧器。废液雾化喷嘴11选型可考虑：1.废液：流量较大，总80t/d＝3333kg/h，采用2个燃烧器，2个Y型喷嘴；可实现1667kg/h/燃烧器；2.废液粘性较大，易堵塞，保证通道最大尺寸；3.内混式喷嘴，雾化效果好；4.受热结渣，外层套废液助燃风，使混合管能够足够冷却；5.炉膛尺寸：2×3×6m；火焰直径小于1m，火焰长度小于2m——不贴墙，中心位置；6.对冲，互相点燃，保证稳定；7.雾化效果：A.雾化粒径D32≤100μm；B.完全燃尽时间T1＜1s；C.炉膛停留时间T2＞2s。废液助燃风(即通过轴向旋流叶片6或者通过轴向旋流叶片6的外侧与旋流叶片外锥筒15之间的空气)：1.助燃风量多，占总风量近60％；2.运行波动，设置相应可调机构(即轴向旋流叶片调节手柄9)，调节旋流强度；3.在合适的旋流强度下：高温烟气往废液喷口卷，提供足够的着火热量；雾化液滴往外卷，充分燃烧，可保证充分利用天然气燃烧产生的高温烟气。

该混合燃烧器安装在炉体上后，使用时对燃料系统自动检漏，炉膛前、后吹扫，自动点火和程序启停、熄火保护、高/低气压保护、安全联锁保护及燃烧、负荷调节等。混合燃烧器采用电子比例调节系统(主要调节燃气进气管上、废液进液管上和空气管路上的压力调节阀)调节空气/燃气比，由两个执行器(即直流二次风调节柄8和轴向旋流叶片调节手柄9)分别控制调节风门和燃气阀门，实现燃气充分燃烧。

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，而不脱离本发明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.混合燃烧器，其特征在于，包括外筒体(1)、筒体外端盖(2)、内直筒(3)、废液雾化喷嘴(11)、环形燃气分配箱(4)、绝热筒(5)、轴向旋流叶片(6)、环形滑动环(7)、直流二次风调节柄(8)、轴向旋流叶片调节手柄(9)和点火器(10)；

所述筒体外端盖(2)设置在外筒体(1)的外端面上并与外筒体(1)的外端面密封配合，所述内直筒(3)设置在外筒体(1)的轴线上，所述内直筒(3)的一端位于筒体外端盖(2)的外侧，所述废液雾化喷嘴(11)穿过内直筒(3)，所述废液雾化喷嘴(11)的外端位于筒体外端盖(2)的外侧；所述环形燃气分配箱(4)设置在筒体外端盖(2)外并与外筒体(1)同轴线设置；所述绝热筒(5)设置在外筒体(1)与内直筒(3)之间，所述绝热筒(5)的外侧面设置绝热层外直筒(12)和绝热层外锥筒(13)，所述绝热筒(5)的内壁设置旋流风通道圆筒(14)和旋流叶片外锥筒(15)，所述旋流叶片外锥筒(15)的直径小的一端与旋流风通道圆筒(14)的一端连接，所述旋流风通道圆筒(14)的另一端靠近内直筒(3)的另一端，所述旋流叶片外锥筒(15)的直径大的一端与绝热层外直筒(12)的一端连接，所述绝热层外直筒(12)的另一端与绝热层外锥筒(13)的直径小的一端连接；

所述轴向旋流叶片(6)设置在内直筒(3)与旋流叶片外锥筒(15)之间，且轴向旋流叶片(6)与内直筒(3)滑动配合；所述环形滑动环(7)设置在外筒体(1)与绝热层外直筒(12)之间，所述环形滑动环(7)的内圆与绝热层外直筒(12)的外壁滑动配合，所述环形滑动环(7)的外圆与外筒体(1)的内壁滑动配合；所述环形燃气分配箱(4)的圆周上均布设置多个与内直筒(3)的轴线平行的燃气分配管(16)，所述燃气分配管(16)设置在外筒体(1)与绝热筒(5)之间，所述燃气分配管(16)穿过环形滑动环(7)和筒体外端盖(2)，燃气分配管(16)的一端与环形燃气分配箱(4)内连通，燃气分配管(16)的另一端伸出外筒体(1)与绝热筒(5)之间空间；

所述直流二次风调节柄(8)穿过筒体外端盖(2)并与筒体外端盖(2)滑动配合，所述直流二次风调节柄(8)的一端伸出筒体外端盖(2)，所述调节柄(8)的另一端与环形滑动环(7)连接；所述轴向旋流叶片调节手柄(9)穿过筒体外端盖(2)并与筒体外端盖(2)滑动配合，所述轴向旋流叶片调节手柄(9)的一端伸出筒体外端盖(2)，所述轴向旋流叶片调节手柄(9)的另一端与轴向旋流叶片(6)连接；

所述外筒体(1)上设有空气进气管(17)，所述空气进气管(17)的进气通道部分位于环形滑动环(7)的滑动行程之间；所述点火器(10)的点火端靠近燃气分配管(16)的另一端。

2.根据权利要求1所述的混合燃烧器，其特征在于：还包括支撑壁(18)，所述支撑壁(18)设置在炉膛绝热火盆(19)的外侧，所述支撑壁(18)上设有外筒体安装孔，所述外筒体(1)设置在外筒体安装孔中并通过燃烧器安装法兰(20)固定在支撑壁(18)上，所述废液雾化喷嘴(11)的内端正对炉膛的中部。

3.根据权利要求1所述的混合燃烧器，其特征在于：所述直流二次风调节柄(8)和轴向旋流叶片调节手柄(9)均位于环形燃气分配箱(4)的内侧。

4.根据权利要求1所述的混合燃烧器，其特征在于：所述空气进气管(17)的外端口设置空气管连接法兰(21)。

5.根据权利要求1至4中任一项权利要求所述的混合燃烧器，其特征在于：与所述环形燃气分配箱(4)连接的燃气进气管上设置压力调节阀；与所述废液雾化喷嘴(11)的外端连接的废液进液管上设置压力调节阀；与所述空气进气管(17)连接的空气管路上设置压力调节阀。

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