CN114251655A - 一种分段循环燃气低氮燃烧器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种分段循环燃气低氮燃烧器，其包括：筒体；位于筒体内部呈环形的二次燃烧腔体：二次燃烧腔体的内部设有第二燃烧喷嘴组件；位于筒体内部的一次燃烧腔体：二次燃烧腔体围绕一次燃烧腔体布置，一次燃烧腔体的内部设有第一燃烧喷嘴组件，一次燃烧腔体与设在筒体外部用于提供燃气的供气装置连接；用于吸入气体且将气体混合的吸气混气机构：其包括混气筒，混气筒的进气端与一次燃烧腔体以及二次燃烧腔体连通，混气筒的出气端与第二燃烧喷嘴组件连接。该燃烧器设有吸气混气机构，可将初步燃烧后产生的废气与未燃烧的天然气混合，并进一步重新燃烧，与现有技术相比，本发明提高了燃烧效率，降低了氮氧化物排放。

Description

一种分段循环燃气低氮燃烧器
技术领域
本发明属于燃烧器技术领域，涉及一种分段循环燃气低氮燃烧器。
背景技术
氮氧化物是一种主要大气污染物，是引发酸雨、雾霾、光化学烟雾的重要因素，我国各地的环保标准都对氮排放量进行了严格限制，但是实现低氮氧化物排放难度极大，通常需要进行尾气处理才能实现污染物排放达标，大大增加了环保费用。
近些年，以天然气作为燃料的燃气燃烧器得到了大力发展，相比于燃煤及燃油燃烧器，天然气燃烧器具有安全高效、操作简便、氮等污染物排放低的优点，但是未经优化设计的燃气燃烧器，由于燃料与空气混合不充分，仍会产生较多的氮，因此，在氮的排放方面仍有很大的改善空间。
发明内容
本发明的目的就是为了提供一种分段循环燃气低氮燃烧器，以克服现有技术中燃烧效率低、氮氧化物排放大或燃料与空气混合不充分等问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种分段循环燃气低氮燃烧器，包括：
筒体；
位于所述筒体内部呈环形的二次燃烧腔体：所述二次燃烧腔体的内部设有第二燃烧喷嘴组件；
位于所述筒体内部的一次燃烧腔体：所述二次燃烧腔体围绕所述一次燃烧腔体布置，所述一次燃烧腔体的内部设有第一燃烧喷嘴组件，所述一次燃烧腔体与设在所述筒体外部用于提供燃气的供气装置连接；
用于吸入气体且将气体混合的吸气混气机构：其包括用于混合气体的混气筒，所述混气筒的进气端与所述一次燃烧腔体以及二次燃烧腔体连通，所述混气筒的出气端与所述第二燃烧喷嘴组件连接。
进一步的，所述第一燃烧喷嘴组件设于所述二次燃烧腔体的中心，所述第二燃烧喷嘴组件设有若干个，所述第二燃烧喷嘴组件围绕所述第一燃烧喷嘴组件等间距布置在所述二次燃烧腔体中。
进一步的，所述一次燃烧腔体与所述二次燃烧腔体之间设有引流空腔，所述引流空腔与所述一次燃烧腔体以及二次燃烧腔体连通，所述混气筒的进气端与所述引流空腔连通。
更进一步的，所述二次燃烧腔体的内环壁以及所述一次燃烧腔体的外侧壁均设有进气孔，所述进气孔与所述引流空腔连通，所述一次燃烧腔体以及二次燃烧腔体中产生的废气经所述进气孔进入引流空腔，并流经所述混气筒。
更进一步的，所述吸气混气机构还包括风机以及废气过滤箱，所述引流空腔经所述废气过滤箱与所述风机的进气端连接，所述风机的出气端与所述混气筒的进气端连接。
更进一步的，所述废气过滤箱的进气端连接有吸气管，所述吸气管的一端与所述废气过滤箱的内腔连通，所述吸气管的另一端与所述引流空腔连通，所述废气过滤箱的出气端与所述风机的进气端连接，所述风机的出气端与所述混气筒的进气端连接，所述第二燃烧喷嘴组件与所述混气筒的出气端连接。
更进一步的，所述废气过滤箱设有若干个过滤网。
更进一步的，所述过滤网设有2个，两个过滤网垂直于气流方向平行布置在所述废气过滤箱中，对燃烧过程中产生的细小颗粒漂浮进行过滤，提高再次燃烧时的效率。
进一步的，所述混气筒的出气端设有第二出气管，所述第二出气管的一端与所述混气筒的内腔连通，所述第二出气管的另一端与第二燃烧喷嘴组件连接。
更进一步的，所述第二出气管带有电磁阀。
进一步的，所述混气筒的进气端连接有燃气补入管，所述燃气补入管的另一端与供气装置连接。
更进一步的，所述燃气补入管的另一端经两位三通电磁阀与供气装置连接。
进一步的，所述第一燃烧喷嘴组件与所述供气装置之间设有使燃气输出稳定均匀的燃气缓冲机构。
更进一步的，所述燃气缓冲机构包括燃气缓冲筒，所述燃气缓冲筒的内腔与所述第一燃烧喷嘴组件连通，所述燃气缓冲筒的进气端与供气装置连接。
更进一步的，所述第一燃烧喷嘴组件包括燃烧管以及与燃烧管内腔连通的若干燃烧头，所述燃烧管呈漏斗状，所述燃烧管包括锥管段以及直管段，所述锥管段的端面设有燃烧头，所述直管段与所述燃气缓冲筒的出气端连接。
更进一步的，所述燃气缓冲机构还包括燃气输入管，所述燃气输入管的出气端与所述燃气缓冲筒的内腔连通，所述燃气输入管的进气端贯穿所述筒体与供气装置连接。
更进一步的，所述燃气缓冲机构还包括第一出气管，所述第一出气管的一端与所述燃气缓冲筒的内腔连通，所述第一出气管的另一端与所述第一燃烧喷嘴组件的直管段连通。
更进一步的，所述第一出气管带有流量阀。
更进一步的，所述燃气输入管上沿燃气输入方向依次固定有两位三通电磁阀和流量阀。
进一步的，所述第二燃烧喷嘴组件与所述第一燃烧喷嘴组件的结构相同。
进一步的，所述一次燃烧腔体以及二次燃烧腔体的内壁涂有吸附材料，所述吸附材料可吸附燃气燃烧后产生的氮氧化物等有害气体。
更进一步的，所述吸附材料可为活性炭。
本发明在使用时，第一燃烧喷嘴组件初步燃烧燃气并产生废气，废气中混杂少量未被充分燃烧的气体。废气中的有害气体氮氧化物被一次燃烧腔体以及二次燃烧腔体内壁的吸附材料吸附，然后风机运行提供动力将去除氮氧化物的废气由引流空腔引入废气过滤箱进行过滤，过滤后的废气以及未燃烧的天然气进入混气筒混合，再进入第二燃烧喷嘴组件重新燃烧，二次燃烧产生的废气由引流空腔依次流经废气过滤箱、风机，并在混气筒中与未燃烧的天然气混合，如此循环进行，提高了对燃料的燃烧效率，使得燃料燃烧更充分，降低氮氧化物排放。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)本发明的一次燃烧腔体以及二次燃烧腔体的内壁涂有吸附材料，可吸附天燃气燃烧所产生的氮氧化物等有害物质，降低氮氧化物排放；
(2)本发明设有吸气混气机构，可将初步燃烧后产生的废气与未燃烧的天然气混合，提高对燃气的燃烧效率，使得燃气燃烧更充分，进一步降低低氮氧化物排放；
(3)本发明设有燃气缓冲筒，使得燃气在进入第一燃烧喷嘴组件前具有缓存空间，使得燃气输出更加均匀稳定，进一步提高燃气燃烧率，使得燃烧更加均匀、充分，降低氮氧化物排放；
(4)本发明设有废气过滤箱，对燃烧废气中的细小颗粒进行过滤，提高二次燃烧时的效率。
附图说明
图1为本发明的剖面结构示意图；
图2为本发明引流空腔、进气孔以及通孔的结构示意图；
图3为吸气混气机构的结构示意图；
图4为燃气缓冲机构的结构示意图。
图中标记说明：
1-筒体、2-隔板、3-一次燃烧腔体、4-第一燃烧喷嘴组件、5-二次燃烧腔体、6-第二燃烧喷嘴组件、7-混气筒、8-引流空腔、9-进气孔、10-第二出气管、11-分气管、12-两位三通电磁阀、13-燃气补入管、14-风机、15-废气过滤箱、16-吸气管、17-第一出气管、18-燃气缓冲筒、19-燃气输入管。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
以下各实施方式或实施例中，如无特别说明的功能部件或结构，则表明其均为本领域为实现对应功能而采用的常规部件或常规结构。
在本发明的描述中，除非另有说明，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
为克服现有技术中燃烧效率低、氮氧化物排放大或燃料与空气混合不充分等问题，本发明提供了一种分段循环燃气低氮燃烧器，请参见图1-4，该低氮燃烧器包括：
筒体1；
位于所述筒体1内部呈环形的二次燃烧腔体5：所述二次燃烧腔体5的内部设有第二燃烧喷嘴组件6；
位于所述筒体1内部的一次燃烧腔体3：所述二次燃烧腔体5围绕所述一次燃烧腔体3布置，所述一次燃烧腔体3的内部设有第一燃烧喷嘴组件4，所述一次燃烧腔体3与设在所述筒体1外部用于提供燃气的供气装置连接；
用于吸入气体且将气体混合的吸气混气机构：其包括用于混合气体的混气筒7，所述混气筒7的进气端与所述一次燃烧腔体3以及二次燃烧腔体5连通，所述混气筒7的出气端与所述第二燃烧喷嘴组件6连接。
在一些具体的实施方式中，请参见图1，所述一次燃烧腔体3以及所述二次燃烧腔体5设置在位于筒体1内部的隔板2上。
在一些具体的实施方式中，请参见图1，所述第一燃烧喷嘴组件4设于所述二次燃烧腔体5的中心，所述第二燃烧喷嘴组件6设有若干个，所述第二燃烧喷嘴组件6围绕所述第一燃烧喷嘴组件4等间距布置在所述二次燃烧腔体5中。
在一些具体的实施方式中，请参见图1-3，所述一次燃烧腔体3与所述二次燃烧腔体5之间设有引流空腔8，所述引流空腔8与所述一次燃烧腔体3以及二次燃烧腔体5连通，所述混气筒7的进气端与所述引流空腔8连通。
更具体的实施方式中，所述二次燃烧腔体5的内环壁以及所述一次燃烧腔体3的外侧壁均设有进气孔9，所述进气孔9与所述引流空腔8连通，所述一次燃烧腔体3以及二次燃烧腔体5中产生的废气经所述进气孔9进入引流空腔8，并流经所述混气筒7。
更具体的实施方式中，所述吸气混气机构还包括风机14以及废气过滤箱15，所述引流空腔8经所述废气过滤箱15与所述风机14的进气端连接，所述风机14的出气端与所述混气筒7的进气端连接。
更具体的实施方式中，所述废气过滤箱15的进气端连接有吸气管16，所述吸气管16的一端与所述废气过滤箱15的内腔连通，所述吸气管16的另一端与所述引流空腔8连通，所述废气过滤箱15的出气端与所述风机14的进气端连接，所述风机14的出气端通过分气管11与所述混气筒7的进气端连接，所述第二燃烧喷嘴组件6与所述混气筒7的出气端连接。
更具体的实施方式中，所述废气过滤箱15设有若干个过滤网。
更具体的实施方式中，所述过滤网设有2个，两个过滤网垂直于气流方向平行布置在所述废气过滤箱15中，对燃烧过程中产生的细小颗粒漂浮进行过滤，提高再次燃烧时的效率。
在一些具体的实施方式中，请参见图1、图3，所述混气筒7的出气端设有第二出气管10，所述第二出气管10的一端与所述混气筒7的内腔连通，所述第二出气管10的另一端与第二燃烧喷嘴组件6连接。
更具体的实施方式中，所述第二出气管10带有电磁阀。
在一些具体的实施方式中，请参见图1、图3，所述混气筒7的进气端连接有燃气补入管13，所述燃气补入管13的另一端与供气装置连接。
更具体的实施方式中，所述燃气补入管13的另一端经两位三通电磁阀12与供气装置连接。
在一些具体的实施方式中，请参见图1、图4，所述第一燃烧喷嘴组件4与所述供气装置之间设有使燃气输出稳定均匀的燃气缓冲机构。
更具体的实施方式中，所述燃气缓冲机构包括燃气缓冲筒18，所述燃气缓冲筒18的内腔与所述第一燃烧喷嘴组件4连通，所述燃气缓冲筒18的进气端与供气装置连接。
更具体的实施方式中，所述第一燃烧喷嘴组件4包括燃烧管以及与燃烧管内腔连通的若干燃烧头，所述燃烧管呈漏斗状，所述燃烧管包括锥管段以及直管段，所述锥管段的端面设有燃烧头，所述直管段与所述燃气缓冲筒18的出气端连接。
更具体的实施方式中，所述燃气缓冲机构还包括燃气输入管19，所述燃气输入管19的出气端与所述燃气缓冲筒18的内腔连通，所述燃气输入管19的进气端贯穿所述筒体1与供气装置连接。
更具体的实施方式中，所述燃气缓冲机构还包括第一出气管17，所述第一出气管17的一端与所述燃气缓冲筒18的内腔连通，所述第一出气管17的另一端与所述第一燃烧喷嘴组件4的直管段连通。
更具体的实施方式中，所述第一出气管17带有流量阀。
更具体的实施方式中，所述燃气输入管19上沿燃气输入方向依次固定有两位三通电磁阀12和流量阀。
在一些具体的实施方式中，所述第二燃烧喷嘴组件6与所述第一燃烧喷嘴组件4的结构相同。
在一些具体的实施方式中，所述一次燃烧腔体3以及二次燃烧腔体5的内壁涂有吸附材料，所述吸附材料可吸附燃气燃烧后产生的氮氧化物等有害气体。
更具体的实施方式中，所述吸附材料可为活性炭。
本发明在使用时，第一燃烧喷嘴组件4初步燃烧燃气并产生废气，其中混杂少量未被充分燃烧的气体。废气中的有害气体氮氧化物被一次燃烧腔体3以及二次燃烧腔体5内壁的吸附材料吸附，然后风机14运行提供动力将去除氮氧化物的废气由引流空腔8引入废气过滤箱15进行过滤，过滤后的废气以及未燃烧的天然气进入混气筒7混合，再进入第二燃烧喷嘴组件6重新燃烧，二次燃烧产生的废气由引流空腔8依次流经废气过滤箱15、风机14，并在混气筒7中与未燃烧的天然气混合，如此循环进行，提高了对燃料的燃烧效率，使得燃料燃烧更充分，降低氮氧化物排放。
实施例1：
本实施例提供了一种分段循环燃气低氮燃烧器，如图1-4所示，该燃烧器包括：筒体1、隔板2、一次燃烧腔体3、第一燃烧喷嘴组件4、二次燃烧腔体5、第二燃烧喷嘴组件6、混气筒7、引流空腔8、进气孔9、第二出气管10、分气管11、两位三通电磁阀12、燃气补入管13、风机14、废气过滤箱15、吸气管16、第一出气管17、燃气缓冲筒18、燃气输入管19。
如图1所示，所述筒体1内部固定设有隔板2，所述隔板2上设有呈环形的二次燃烧腔体5，在二次燃烧腔体5的中心设有一次燃烧腔体3，所述二次燃烧腔体5围绕所述一次燃烧腔体3布置。所述一次燃烧腔体3以及二次燃烧腔体5的内壁涂有吸附材料活性炭，活性炭可吸附燃气燃烧后产生的氮氧化物等有害气体。
在所述一次燃烧腔体3的内部，位于所述二次燃烧腔体5的中心处设有第一燃烧喷嘴组件4，所述第一燃烧喷嘴组件4通过螺钉固定在所述隔板2上，所述第一燃烧喷嘴组件4包括燃烧管以及与燃烧管内腔连通的若干燃烧头，所述燃烧管呈漏斗状，所述燃烧管包括锥管段以及直管段，所述锥管段的端面设有燃烧头，所述直管段贯穿所述隔板2。如图1和图4所示，燃气缓冲机构包括燃气缓冲筒18、燃气输入管19以及第一出气管17，所述直管段连接有带有流量阀的第一出气管17，所述第一出气管17的一端与直管段连接，所述第一出气管17的另一端与所述燃气缓冲筒18的内腔连通。所述燃气缓冲筒18使燃气输出稳定均匀。所述燃气缓冲筒18连接有燃气输入管19，所述燃气输入管19的出气端与燃气缓冲筒18的内腔连通，所述燃气输入管19的进气端贯穿所述筒体1与供气装置连接。所述燃气输入管19上沿燃气输入方向依次固定有两位三通电磁阀12和流量阀。所述二次燃烧腔体5的内部设有若干个第二燃烧喷嘴组件6，所述第二燃烧喷嘴组件6围绕所述第一燃烧喷嘴组件4等间距布置在所述二次燃烧腔体5中，所述第二燃烧喷嘴组件6与所述第一燃烧喷嘴组件4的结构相同。
如图1、图2以及图3所示，所述吸气混气机构包括用于混合气体的混气筒7、风机14以及废气过滤箱15。所述混气筒7的出气端设有带有电磁阀的第二出气管10，所述第二出气管10的一端与所述混气筒7的内腔连通，所述第二出气管10的另一端与第二燃烧喷嘴组件6连接。所述混气筒7的进气端连接有燃气补入管13，所述燃气补入管13的另一端经两位三通电磁阀12与供气装置连接。所述隔板2的底部固定设有废气过滤箱15，废气过滤箱15内部从上到下依次固定有第一过滤网、第二过滤网，对燃烧过程中产生的细小颗粒漂浮进行过滤，提高再次燃烧时的效率。所述一次燃烧腔体3与所述二次燃烧腔体5之间设有引流空腔8，所述二次燃烧腔体5的内环壁以及所述一次燃烧腔体3的外侧壁均设有进气孔9，所述进气孔9与所述引流空腔8连通，所述废气过滤箱15的进气端连接有吸气管16，所述吸气管16的一端与所述废气过滤箱15的内腔连通，所述吸气管16的另一端贯穿隔板2且与引流空腔8连通，所述废气过滤箱15的出气端与所述风机14的进气端连接，所述风机14的出气端通过分气管11与所述混气筒7的进气端连接。所述一次燃烧腔体3以及二次燃烧腔体5中产生的废气经所述进气孔9进入引流空腔8，并依次流经废气过滤箱15、风机14以及混气筒7。
本发明在使用时，第一燃烧喷嘴组件4初步燃烧天然气并产生废气，废气中混杂少量未被充分燃烧的气体。废气中的有害气体氮氧化物被一次燃烧腔体3以及二次燃烧腔体5内壁的吸附材料活性炭吸附，然后风机14运行提供动力将去除氮氧化物的废气由引流空腔8引入废气过滤箱15进行过滤，过滤后的废气以及未燃烧的天然气进入混气筒7混合，再通过第二出气管10进入第二燃烧喷嘴组件6重新燃烧，二次燃烧产生的废气由引流空腔8依次流经废气过滤箱15、风机14，并在混气筒7中与未燃烧的天然气混合，如此循环进行，提高了对燃料的燃烧效率，使得燃料燃烧更充分，降低氮氧化物排放。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种分段循环燃气低氮燃烧器，其特征在于，包括：
筒体(1)；
位于所述筒体(1)内部呈环形的二次燃烧腔体(5)：所述二次燃烧腔体(5)的内部设有第二燃烧喷嘴组件(6)；
位于所述筒体(1)内部的一次燃烧腔体(3)：所述二次燃烧腔体(5)围绕所述一次燃烧腔体(3)布置，所述一次燃烧腔体(3)的内部设有第一燃烧喷嘴组件(4)，所述一次燃烧腔体(3)与设在所述筒体(1)外部用于提供燃气的供气装置连接；
用于吸入气体且将气体混合的吸气混气机构：其包括用于混合气体的混气筒(7)，所述混气筒(7)的进气端与所述一次燃烧腔体(3)以及二次燃烧腔体(5)连通，所述混气筒(7)的出气端与所述第二燃烧喷嘴组件(6)连接。
2.根据权利要求1所述的一种分段循环燃气低氮燃烧器，其特征在于，所述第一燃烧喷嘴组件(4)设于所述二次燃烧腔体(5)的中心，所述第二燃烧喷嘴组件(6)设有若干个，所述第二燃烧喷嘴组件(6)围绕所述第一燃烧喷嘴组件(4)等间距布置在所述二次燃烧腔体(5)中。
3.根据权利要求1所述的一种分段循环燃气低氮燃烧器，其特征在于，所述一次燃烧腔体(3)与所述二次燃烧腔体(5)之间设有引流空腔(8)，所述引流空腔(8)与所述一次燃烧腔体(3)以及二次燃烧腔体(5)连通，所述混气筒(7)的进气端与所述引流空腔(8)连通。
4.根据权利要求3所述的一种分段循环燃气低氮燃烧器，其特征在于，所述吸气混气机构还包括风机(14)以及废气过滤箱(15)，所述引流空腔(8)经所述废气过滤箱(15)与所述风机(14)的进气端连接，所述风机(14)的出气端与所述混气筒(7)的进气端连接。
5.根据权利要求4所述的一种分段循环燃气低氮燃烧器，其特征在于，所述废气过滤箱(15)设有若干个用于过滤废气中颗粒物的过滤网。
6.根据权利要求1所述的一种分段循环燃气低氮燃烧器，其特征在于，所述第一燃烧喷嘴组件(4)与所述供气装置之间设有使燃气输出稳定的燃气缓冲机构，所述燃气缓冲机构包括燃气缓冲筒(18)，所述燃气缓冲筒(18)的内腔与所述第一燃烧喷嘴组件(4)连通，所述燃气缓冲筒(18)的进气端与供气装置连接。
7.根据权利要求6所述的一种分段循环燃气低氮燃烧器，其特征在于，所述第一燃烧喷嘴组件(4)包括燃烧管以及与燃烧管内腔连通的若干燃烧头，所述燃烧管呈漏斗状，所述燃烧管包括锥管段以及直管段，所述锥管段的端面设有燃烧头，所述直管段与所述燃气缓冲筒(18)的出气端连接。
8.根据权利要求6所述的一种分段循环燃气低氮燃烧器，其特征在于，所述燃气缓冲机构还包括燃气输入管(19)，所述燃气输入管(19)的出气端与所述燃气缓冲筒(18)的内腔连通，所述燃气输入管(19)的进气端贯穿所述筒体(1)与供气装置连接。
9.根据权利要求1所述的一种分段循环燃气低氮燃烧器，其特征在于，所述一次燃烧腔体(3)以及二次燃烧腔体(5)的内壁涂有吸附材料，所述吸附材料吸附燃气燃烧后产生的氮氧化物。
10.根据权利要求1所述的一种分段循环燃气低氮燃烧器，其特征在于，所述混气筒(7)的进气端连接有燃气补入管(13)，所述燃气补入管(13)的另一端与供气装置连接。
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