CN111795386A - 一种带有酸性气和燃料气喷枪的复合燃烧系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种带有酸性气和燃料气喷枪的复合燃烧系统，包括一次进风通道、二次进风通道、若干燃料气喷枪、酸性气喷枪和旋流发生器，所有喷枪均设置在一次进风通道内，若干燃料气喷枪均匀环设在酸性气喷枪周围；在每个燃料气喷枪的喷嘴的底端和靠近底端的侧壁上均设有出气孔，若干燃料气喷枪侧壁的出气孔的出气方向为沿若干燃料气喷枪的中轴线围成的虚拟圆的切线方向，从喷嘴的侧壁的出气孔喷出的燃料气流形成绕虚拟圆的中心旋转的旋流；酸性气从旋流的中心喷入形成混合气旋流；助燃风经旋流发生器形成旋流的旋转方向与混合气旋流的旋转方向相同。本发明利用含硫废气作为酸性原料，节约原料，并且酸性气与燃料气混合均匀，燃烧效率高。
Description
技术领域
本发明属于燃烧系统技术领域，尤其是涉及一种带有酸性气和燃料气喷枪的复合燃烧系统。
背景技术
随着工业技术的不断发展，工业生产的不断扩大，环境污染问题日益严峻。很多企业使用硫酸作为生产辅助原料或催化助剂，其所产生的废硫酸处理有诸多不便，有的采用酸碱中和处理，有的采用囤积储存的方法，既浪费资源又会对环境造成污染。
使用废酸裂解炉来处理废硫酸，将废酸裂解后再生清洁硫酸的废酸再生工艺(SAR)，既节约资源又保护了环境。而在废酸再生工艺(SAR)中，原材料废酸需经燃烧炉裂解成为含硫工艺气，再经过转化器催化氧化后变成含SO3和气态硫酸的高温腐蚀性烟气，之后使用冷却介质对其进行降温，从而变成产品硫酸冷凝自流到成品酸储罐中，完成废酸再生过程；燃烧系统将为整个裂解炉提供裂解能量，是废酸再生工艺不可或缺的重要组成部分。目前的废酸再生装置中，燃烧系统大部分单纯采用燃料气作为热源，废酸再生所需补充的硫组分通过独立的液硫喷枪喷入，除了占用空间大之外，还需为废酸再生装置设置独立的硫原料供应管道。
但很多化工厂除了需要对废酸进行裂解外还普遍存在大量的酸性气(含硫废气)需要处理，在废酸再生装置中这些酸性气不仅可以为新酸生产补充所需的硫，而且这些酸性气在燃烧时也会释放大量的热，为废酸裂解提供能量。因此有必要提出一种可以同时使用酸性气和燃料气进行复合燃烧的燃烧系统。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种带有酸性气和燃料气喷枪的复合燃烧系统，该系统可以同时使用燃料气和酸性气作为原料，在提供废酸裂解所需能量的同时充分利用化工厂内普遍存在的含硫废气为废酸再生装置提供所需硫元素，既处理了含硫废气又提高了废酸再生装置的效率。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种带有酸性气和燃料气喷枪的复合燃烧系统，包括一次进风通道、二次进风通道、若干燃料气喷枪、酸性气喷枪和旋流发生器，所述的一次进风通道竖直设置在二次进风通道内，若干所述的燃料气喷枪和酸性气喷枪均设置在一次进风通道内，且若干燃料气喷枪均匀环设在酸性气喷枪的周围，所述燃料气喷枪和酸性气喷枪平行布置，所述二次进风通道固定在裂解炉体上，所述二次进风通道和一次进风通道的末端均与裂解炉体内部连通，燃料气喷枪和酸性气喷枪的喷嘴均伸入裂解炉体内部；
在每个燃料气喷枪的喷嘴的底端和靠近底端的侧壁上均设有出气孔，且若干燃料气喷枪的侧壁的出气孔的出气方向为沿若干燃料气喷枪的中轴线围成的虚拟圆的切线方向，从燃料气喷枪喷嘴的侧壁的出气孔喷出的燃料气流形成绕虚拟圆的中心旋转的旋流，酸性气喷枪4喷出的酸性气从旋流的中心喷入形成混合气旋流；
在二次进风通道的侧面设有助燃风入口，一次进风通道的顶端与二次进风通道连通，所述旋流发生器套设在一次进风通道的外壁，且位于二次进风通道的末端，助燃风经旋流发生器形成旋流的旋转方向与混合气旋流的旋转方向相同。
进一步的，在所述裂解炉体上设有点火装置，所述点火装置点燃燃料气、酸性气和助燃风的混合气。
进一步的，所述点火装置为电自点火长明灯，且在电自点火长明灯的外部设有长明灯燃气入口和长明灯助燃风入口。
进一步的，所述酸性气喷枪布置在一次进风通道的中心轴线处。
进一步的，在所述燃料气喷枪的外端设有燃料气入口，在酸性气喷枪的外端设有酸性气入口。
进一步的，所述酸性气为含硫废气。
进一步的，酸性气喷枪的喷嘴的材质为陶瓷，酸性气喷枪的主体结构通过过渡连接套与喷嘴连接，且酸性气喷枪的主体结构及过渡连接套的材质均为耐腐蚀的铁基合金或镍基合金。
进一步的，二次进风通道末端为收缩口结构。
相对于现有技术，本发明所述的一种带有酸性气和燃料气喷枪的复合燃烧系统具有以下优势：
本发明所述的一种带有酸性气和燃料气喷枪的复合燃烧系统，
1.燃烧系统采用燃料气和酸性气作为原料，既处理了含硫废气，又节约了含硫原料的消耗，还提升了废酸再生装置使用效率。
2.本发明通过采用优化布置的配风结构，将燃料气喷枪和酸性气喷枪复合在一个独立的一次进风通道中，结构紧凑，体积小巧。
3.燃料气喷枪的侧壁开设喷气孔，若干燃料气喷枪的侧壁的出气孔的出气方向为沿若干燃料气喷枪的中轴线围成的虚拟圆的切线方向，即若干燃料气喷枪喷出的气流形成燃料气旋流将酸性气与燃料气充分预混合，然后与助燃空气混合后被点燃。
4.独立的二次进风通道设计，便于独立调节助燃风配比，且设置有旋流发生器，提高助燃风与燃料气和酸性气的混合均匀度。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述的一种带有酸性气和燃料气喷枪的复合燃烧系统剖面结构示意；
图2为本发明实施例所述的燃烧系统中的喷枪布置示意图。
附图标记说明：
1-助燃风入口，2-旋流发生器，3-燃料气喷枪，4-酸性气喷枪，5-点火装置，6-二次进风通道，7-一次进风通道，8-裂解炉体，9-燃料气入口，10-酸性气入口，11-出气孔，12-长明灯燃气入口，13-长明灯助燃风入口。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1-图2所示，一种带有酸性气和燃料气喷枪的复合燃烧系统，包括一次进风通道7、二次进风通道6、若干燃料气喷枪3、酸性气喷枪4和旋流发生器2，燃料气喷枪3可以设置三个、四个或五个，具体根据裂解炉体8的需求而定，所述的一次进风通道7竖直设置在二次进风通道6内，若干所述的燃料气喷枪3和酸性气喷枪4均设置在一次进风通道7内，酸性气喷枪4布置在一次进风通道7的中心轴线处，且若干燃料气喷枪3均匀环设在酸性气喷枪4的周围，所述燃料气喷枪3和酸性气喷枪4平行布置，所述二次进风通道6固定在裂解炉体8上，所述二次进风通道6和一次进风通道7的末端均与裂解炉体8内部连通，燃料气喷枪3和酸性气喷枪4的喷嘴均伸入裂解炉体8内部；
在每个燃料气喷枪3的喷嘴的底端和靠近底端的侧壁上均设有出气孔11，且若干燃料气喷枪3的侧壁的出气孔的出气方向为沿若干燃料气喷枪3的中轴线围成的虚拟圆的切线方向，从燃料气喷枪3喷嘴的侧壁的出气孔喷出的燃料气流形成绕虚拟圆的中心旋转的旋流A，酸性气喷枪4喷出的酸性气从旋流的中心喷入形成混合气旋流；
在二次进风通道6的侧面设有助燃风入口1，一次进风通道7的顶端与二次进风通道6连通，所述旋流发生器2套设在一次进风通道6的外壁，且位于二次进风通道6的末端，助燃风经旋流发生器2形成旋流B的旋转方向与混合气旋流的旋转方向相同。
裂解炉体8上设有点火装置5，所述点火装置5点燃燃料气、酸性气和助燃风的混合气。点火装置5为电自点火长明灯，且在电自点火长明灯的外部设有长明灯燃气入口12和长明灯助燃风入口13。
在所述燃料气喷枪3的外端设有燃料气入口9，在酸性气喷枪4的外端设有酸性气入口10。
酸性气为含硫废气，既处理了含硫废气，又节约了含硫原料的消耗，实现酸性气的回收又可以节省大量的硫补充原料。
酸性气喷枪4采用耐腐蚀、耐高温的陶瓷材料作为喷嘴主体，采用耐腐蚀合金作为过渡连接套，具体为：酸性气喷枪4的喷嘴的材质为陶瓷，酸性气喷枪4的主体结构通过过渡连接套与喷嘴连接，且酸性气喷枪4的主体结构及过渡连接套的材质均为耐腐蚀的铁基合金或镍基合金。
二次进风通道6末端为可调节流量的收缩口结构，通过改变旋流发生器2在一次进风通道7上的位置，可以独立方便的调整助燃风配比，同时有利于助燃风很好的进入裂解炉体8内，利于充分燃烧。
二次进风通道6的末端与一次进风通道7的末端平齐布置，酸性气喷枪的喷嘴的底端与若干燃料气喷枪3的喷嘴的底端平齐布置，如此布置，使得经旋流发生器2形成的助燃风旋流与燃料气和酸性气混合气旋流在旋转方向相同的情况下，两个旋流处于同一平面处，使得两个旋流混合的更加充分，利于燃烧。
助燃风被独立分配为一次进风通道7和二次进风通道6，方便独立调节。
本发明采用优化布置的配风结构，将燃料气喷枪3和酸性气喷枪4复合在一个独立的一次进风通道7中，燃料气喷枪3成环形布置在酸性气喷枪4外侧，在每个燃料气喷枪3的喷嘴的底端和靠近底端的侧壁上均设有若干出气孔11，且若干燃料气喷枪3的侧壁的出气孔的出气方向为沿若干燃料气喷枪3的中轴线围成的虚拟圆的切线方向，它将燃料气从侧向喷出形成一个顺时针旋流(或逆时针旋流)，酸性气喷枪4将酸性气从旋流的中心喷入，被燃料气旋流混合到燃料气中，如此布置喷枪使得酸性气和燃料气混合均匀。在一次进风通道7的外侧是二次进风通道6，助燃风的大部分通过二次进风通道6进入裂解炉体8，通过在二次进风通道6的末端设置有旋流发生器2，助燃风被旋流发生器2改变为与燃料气喷枪形成的燃料气旋流旋向一致的助燃风旋流，二者在燃烧系统的下部融合，点火装置5(长明灯)将融合后的可燃气点燃形成火焰为裂解炉提供能量。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (8)
1.一种带有酸性气和燃料气喷枪的复合燃烧系统，其特征在于：包括一次进风通道(7)、二次进风通道(6)、若干燃料气喷枪(3)、酸性气喷枪(4)和旋流发生器(2)，所述的一次进风通道(7)竖直设置在二次进风通道(6)内，若干所述的燃料气喷枪(3)和酸性气喷枪(4)均设置在一次进风通道(7)内，且若干燃料气喷枪(3)均匀环设在酸性气喷枪(4)的周围，所述燃料气喷枪(3)和酸性气喷枪(4)平行布置，所述二次进风通道(6)固定在裂解炉体(8)上，所述二次进风通道(6)和一次进风通道(7)的末端均与裂解炉体(8)内部连通，燃料气喷枪(3)和酸性气喷枪(4)的喷嘴均伸入裂解炉体(8)内部；
在每个燃料气喷枪(3)的喷嘴的底端和靠近底端的侧壁上均设有出气孔(11)，且若干燃料气喷枪(3)的侧壁的出气孔的出气方向为沿若干燃料气喷枪(3)的中轴线围成的虚拟圆的切线方向，从燃料气喷枪(3)喷嘴的侧壁的出气孔喷出的燃料气流形成绕虚拟圆的中心旋转的旋流，酸性气喷枪(4)喷出的酸性气从旋流的中心喷入形成混合气旋流；
在二次进风通道(6)的侧面设有助燃风入口(1)，一次进风通道(7)的顶端与二次进风通道(6)连通，所述旋流发生器(2)套设在一次进风通道(7)的外壁，且位于二次进风通道(6)的末端，助燃风经旋流发生器(2)形成旋流的旋转方向与混合气旋流的旋转方向相同。
2.根据权利要求1所述的一种带有酸性气和燃料气喷枪的复合燃烧系统，其特征在于：在所述裂解炉体(8)上设有点火装置(5)，所述点火装置(5)点燃燃料气、酸性气和助燃风的混合气。
3.根据权利要求2所述的一种带有酸性气和燃料气喷枪的复合燃烧系统，其特征在于：所述点火装置(5)为电自点火长明灯，且在电自点火长明灯的外部设有长明灯燃气入口(12)和长明灯助燃风入口(13)。
4.根据权利要求1所述的一种带有酸性气和燃料气喷枪的复合燃烧系统，其特征在于：所述酸性气喷枪(4)布置在一次进风通道(7)的中心轴线处。
5.根据权利要求1所述的一种带有酸性气和燃料气喷枪的复合燃烧系统，其特征在于：在所述燃料气喷枪(3)的外端设有燃料气入口(9)，在酸性气喷枪(4)的外端设有酸性气入口(10)。
6.根据权利要求1所述的一种带有酸性气和燃料气喷枪的复合燃烧系统，其特征在于：所述酸性气为含硫废气。
7.根据权利要求1所述的一种带有酸性气和燃料气喷枪的复合燃烧系统，其特征在于：酸性气喷枪(4)的喷嘴的材质为陶瓷，酸性气喷枪(4)的主体结构通过过渡连接套与喷嘴连接，且酸性气喷枪(4)的主体结构及过渡连接套的材质均为耐腐蚀的铁基合金或镍基合金。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的一种带有酸性气和燃料气喷枪的复合燃烧系统，其特征在于：所述二次进风通道(6)末端为收缩口结构。
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