CN114636152A - 一种多级内燃式低氮燃烧器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多级内燃式低氮燃烧器，主要包括风机，风量调节阀，旋流器，第一燃烧室，第二燃烧室，第三燃烧室，喷嘴，烟道，水冷壁等。其中第一燃烧室与第二燃烧室之间，第二燃烧室与第三燃烧室之间均有环形缝隙，换热完成后的部分烟气可凭借高速射流形成的负压被吸回燃烧室。低温烟气最后进入排烟管，部分烟气可通过烟气再循环阀回到风机中。燃料从环形母管进入燃烧器，燃料通道上沿燃料方向开有多排环状分布的小孔，燃料通过小孔进入各级燃烧室。第一燃烧室与第二燃烧室之间通过连接管相连，第三燃烧室独立供燃料。本发明具有极好的低氮燃烧效果，且燃料适应性强，调节性能强，适用于多种常规燃气及低热值工业废气。
Description
技术领域
本发明涉及一种低氮燃烧器，尤其是涉及一种结合了烟气循环、分段燃烧等技术的多级内燃式燃气燃烧器。
背景技术
目前的低氮燃气燃烧器往往采用燃料分级方式来分散火焰，达到低氮效果。但是其可调节性能较弱，燃料适应性不强，往往仅能使用单一燃料。且由于其形制的限制导致火焰仍较为集中，无法避免局部高温区，虽然有些低氮燃烧器采用了烟气内循环技术，但其烟气流速普遍较低，形成的负压较弱，难以吸回足够的低温烟气来降低火焰温度，使氮氧化物排放量无法进一步降低。
发明内容
针对上述背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种多级内燃式低氮燃烧器，可在保证燃烧充分的同时，极大降低氮氧化物的排放量。
本发明通过以下技术方案实现上述目的：一种多级内燃式低氮燃烧器，主要包括风机，风量调节阀，助燃空气通过旋流器后进入第一燃烧室，与第一燃烧室内的燃料混合燃烧后经喷嘴喷出，形成的烟气进入第二燃烧室后与燃料继续混合燃烧，经喷嘴喷出后进入第三燃烧室，与末级燃料混合燃烧后进入烟道与水冷壁进行换热。第一燃烧室与第二燃烧室之间，第二燃烧室与第三燃烧室之间均有环形缝隙，换热完成后的部分烟气可凭借高速射流形成的负压被吸回燃烧室。低温烟气最后进入排烟管，部分烟气可通过烟气再循环阀回到风机中。燃料从环形母管进入燃烧器，燃料通道上沿燃料方向开有多排环状分布的小孔，燃料通过小孔进入各级燃烧室。第一燃烧室与第二燃烧室之间通过连接管相连。
上述多级内燃式低氮燃烧器，第三燃烧室可拆卸，进入第三燃烧室的燃料由燃料母管单独送入。喷嘴、喷嘴开口大小均可根据炉膛出口氮氧化物排放量自动/手动调节，调节角度为30°-60°。燃料通道内侧与连接管表面均敷设耐火材料，燃料通道内侧耐火材料上附有小孔。可燃用的燃料为天然气、煤气、氢气等含粉尘量较低的可燃气体。
本发明具有的有益效果是：采用了分段燃烧技术，燃气从多排小孔分别进入燃烧器中，极大地分散了火焰，使燃烧更均匀，避免了火焰集中导致局部高温，从而降低氮氧化物的形成；第一燃烧室与第二燃烧室尾部均有喷口，产生的高速烟气射流能形成负压区，吸引烟道处的低温烟气进入，与高温烟气混合后可降低燃烧温度，进一步降低氮氧化物的产生；喷口内径可根据尾部烟气的氮氧化物量自动/手动调节，当尾部烟气中氮氧化物量偏高时，喷口收缩，烟气射流流速提高，负压增大，同时燃烧室之间的环形缝隙也变大，使内循环烟气量增大，从而抑制氮氧化物形成；第三燃烧室可拆卸，进入第三燃烧室的燃料单独送入，使得燃烧器的可调节性能大大增强，并可实现多种燃料混烧与低热值废气的焚烧处理等功能；烟气出口与风机在同一侧，可大大降低烟气再循环管的长度，有效避免了烟气再循环过程中冷凝水的产生问题。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图中：1. 风机，2. 风量调节阀，3. 旋流器，4. 第一燃烧室，5. 喷嘴，6. 第二燃烧室，7. 喷嘴，8. 第三燃烧室，9. 烟道，10. 排烟管，11. 烟气再循环阀，12. 一级燃料母管，13. 二级燃料母管，14. 燃料通道，15. 连接管，16. 连接管，17. 水冷壁。
具体实施方式
下面结合实例作进一步详细描述，本发明的保护范围不受以下实施例限制。
【实施例】
本发明结合了烟气循环、分段燃烧等技术，可在保证燃烧充分的同时，极大降低氮氧化物的排放量，且可实现多种气体混烧功能，实现低热值废气的焚烧处理。该系统结构图如图1所示，主要部件包括：1. 风机，2. 风量调节阀，3. 旋流器，4. 第一燃烧室，5. 喷嘴，6.第二燃烧室，7. 喷嘴，8. 第三燃烧室，9. 烟道，10. 排烟管，11. 烟气再循环阀，12. 一级燃料母管，13. 二级燃料母管，14. 燃料通道，15. 连接管，16. 连接管，17. 水冷壁。
本实施例采用2种气体混烧，一级燃料母管进天然气，二级燃料母管进低热值工业废气，工作方式如下，打开风机后，助燃空气通过旋流器进入第一燃烧室，与第一燃烧室内的通过小孔喷出的天然气混合燃烧后经喷嘴喷出，形成的烟气进入第二燃烧室后与天然气继续混合燃烧，经喷嘴喷出后进入第三燃烧室，与低热值工业废气混合燃烧后进入烟道与水冷壁换热。
第一燃烧室与第二燃烧室之间，第二燃烧室与第三燃烧室之间均有环形缝隙，换热完成后的部分烟气在流经喷嘴后凭借高速射流形成的负压被吸回燃烧室。低温烟气最后进入排烟管，部分烟气通过烟气再循环阀回到风机中。
【应用案例】
稳定燃烧后，对尾部烟气进行分析，得到烟气排放参数如下：
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当说明，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种多级内燃式低氮燃烧器，其特征在于：包括风机（1），风量调节阀（2），助燃空气通过旋流器（3）后进入第一燃烧室（4），与第一燃烧室（4）内的燃料混合燃烧后经喷嘴（5）喷出，形成的烟气进入第二燃烧室（6）后与燃料继续混合燃烧，经喷嘴（7）进入第三燃烧室（8）与末级燃料混合燃烧后进入烟道（9）与水冷壁（17）进行换热，第一燃烧室（4）与第二燃烧室（6）之间，第二燃烧室（6）与第三燃烧室（8）之间均有环形缝隙，换热完成后的部分烟气可凭借高速射流形成的负压被吸回燃烧室，低温烟气最后进入排烟管（10），部分烟气可通过烟气再循环阀（11）回到风机（1）中，燃料从一级燃料母管（12）进入燃烧器，燃料通道（14）上沿燃料方向开有多排环状分布的小孔，燃料通过小孔进入各级燃烧室，第一燃烧室（4）与第二燃烧室（6）之间通过连接管（15）相连。
2.根据权利要求1所述的一种多级内燃式低氮燃烧器，其特征在于：第三燃烧室（8）可拆卸，进入第三燃烧室（8）的燃料由二级燃料母管（13）单独送入。
3.根据权利要求1所述的一种多级内燃式低氮燃烧器，其特征在于：喷嘴（5）、喷嘴（7）开口大小均可根据炉膛出口氮氧化物排放量自动/手动调节，调节角度为30°-60°。
4.根据权利要求1所述的一种多级内燃式低氮燃烧器，其特征在于： 燃料通道（14）内侧与连接管（15）表面均敷设耐火材料，燃料通道（14）内侧耐火材料上附有小孔。
5.根据权利要求1所述的一种多级内燃式低氮燃烧器，其特征在于：可使用的燃料为天然气、煤气、氢气等常规燃气以及各类低热值工业废气。
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