CN115435316A - 燃烧器 - Google Patents

Abstract

本发明属于燃烧器技术领域，公开了一种燃烧器，该燃烧器包括烧嘴砖、燃料喷头、风箱和烧焦气喷枪，烧嘴砖上设有第二喷孔，燃料喷头设置在裂解炉的炉膛内，燃料气体能够通过燃料喷头喷入炉膛，风箱与炉膛连通，助燃气体能够通过风箱进入炉膛并与燃料气体混合燃烧形成火焰，火焰具有第一燃烧区和第二燃烧区，烧焦气喷枪包括枪体和支管，枪体的出气端设有朝向第一燃烧区的第一喷孔，支管的两端分别与枪体和第二喷孔连通，第二喷孔朝向第二燃烧区设置，枪体内的烧焦气能够分别通过第一喷孔和第二喷孔喷入第一燃烧区和第二燃烧区，使得烧焦气中的可燃颗粒物能够分别在第一燃烧区和第二燃烧区中燃烧。

Description

燃烧器

技术领域

本发明涉及燃烧器技术领域，尤其涉及一种燃烧器。

背景技术

随着石油化工行业的快速发展，乙烯的产量需求也越来越大，其在石油化工行业具有举足轻重的地位，其中，乙烯裂解炉是生产乙烯的核心装置。在实际工作中，随着乙烯裂解炉运行工作时间的增加，乙烯裂解炉的炉管内会形成焦垢，为确保乙烯裂解炉的使用寿命和运行周期，需要定期对炉管进行烧焦处理。

烧焦处理通常是将蒸汽或蒸汽空气的混合物通入乙烯裂解炉的炉管，在一定的温度下将焦垢分解使其脱离炉管，在此过程中，乙烯裂解炉产生大量的烧焦气，烧焦气主要包含蒸汽、可燃颗粒物以及CO₂等污染物，若直接将烧焦气排入大气则非常不利于环保。

因此，本发明提出了一种燃烧器，旨在实现对烧焦气中可燃颗粒物的高效处理。

发明内容

本发明的目的在于提供一种燃烧器，能够对烧焦气中的可燃颗粒物进行燃烧处理，并且，该燃烧器还实现了对烧焦气的分流，达到对烧焦气中可燃颗粒物的高效处理的效果。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

燃烧器，包括：

烧嘴砖，烧嘴砖能够固定于裂解炉的炉体上，烧嘴砖上设有第二喷孔；

燃料喷头，燃料喷头与燃料气源连通，燃料喷头设置于裂解炉的炉膛内用于向炉膛内喷射燃料气体；

风箱，风箱与炉膛连通，助燃气体能够通过风箱进入炉膛内并与燃料气体混合燃烧形成火焰，火焰具有第一燃烧区和第二燃烧区；

烧焦气喷枪，烧焦气喷枪包括枪体和支管，枪体具有进气端和出气端，烧焦气能够通过进气端进入枪体，出气端设有第一喷孔，第一喷孔朝向第一燃烧区，烧焦气能够通过第一喷孔喷入第一燃烧区，支管的一端与枪体连通，支管的另一端与第二喷孔连通，第二喷孔朝向第二燃烧区，烧焦气还能够通过第二喷孔喷入第二燃烧区。

可选地，第一燃烧区为中心燃烧区，第二燃烧区为外围燃烧区。

可选地，烧嘴砖上还设有气体流道，风箱与炉膛通过气体流道连通，燃料喷头的数量为多个，多个燃料喷头绕设于气体流道，出气端位于气体流道内，第二喷孔开设于气体流道的侧壁上。

可选地，第二喷孔的数量为多个。

可选地，多个第二喷孔和多个燃料喷头均沿气体流道的周向均匀分布，且多个第二喷孔与多个燃料喷头交错设置。

可选地，火焰还具有第三燃烧区，第三燃烧区位于第一燃烧区与第二燃烧区之间，支管上设有第三喷孔，第三喷孔朝向第三燃烧区，烧焦气还能够通过第三喷孔喷入第三燃烧区。

可选地，支管的数量为多个，多个支管沿气体流道的周向均匀分布，每个支管上均设有第三喷孔。

可选地，第三喷孔的数量为多个，多个第三喷孔沿支管的延伸方向间隔设置。

可选地，气体流道具有第一端和第二端，风箱与第一端连通，第二端位于炉膛内，出气端位于第一端；

或，气体流道具有第一端和第二端，风箱与第一端连通，第二端位于炉膛内，出气端位于第一端与第二端之间。

可选地，出气端呈朝向第一燃烧区凸起的半球状结构，第一喷孔的数量为多个，多个第一喷孔沿出气端的周向均匀分布。

有益效果：

本发明提供的燃烧器，在枪体的出气端设置第一喷孔，并将第一喷孔朝向第一燃烧区设置，同时，设置与枪体连通的支管，使支管与烧嘴砖上的第二喷孔连通，将第二喷孔朝向第二燃烧区设置，使得枪体内的烧焦气能够通过第一喷孔喷入第一燃烧区、通过第二喷孔喷入第二燃烧区，实现对烧焦气中的可燃颗粒物进行燃烧处理；并且，本发明提供的燃烧器，将烧焦气分别喷入燃烧火焰的两个不同的燃烧区，实现了对烧焦气的分流处理，当烧焦气的输入量较大时，在燃烧火焰的不同区域分别燃烧烧焦气中的可燃颗粒物，能够降低由于某一个燃烧区达到饱和状态而无法充分燃烧可燃颗粒物的几率，烧焦气中的可燃颗粒物能够分别在两个不同的燃烧区内充分燃烧，提高了可燃颗粒物的总燃烧量，并且还提高了燃烧器对烧焦气的总处理量，最终达到了提高燃烧器处理烧焦气中可燃颗粒物能力的效果。

附图说明

图1是本发明提供的燃烧器的结构示意图一；

图2是本发明提供的燃烧器的结构示意图二；

图3是本发明提供的燃烧器的结构示意图三。

图中：

10、炉膛；20、炉体；31、第一燃烧区；32、第二燃烧区；33、第三燃烧区；100、燃料喷头；200、风箱；310、枪体；311、进气端；312、出气端；320、支管；410、第一喷孔；420、第二喷孔；430、第三喷孔；500、烧嘴砖；510、气体流道；511、第一端；512、第二端。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

本实施例提供一种燃烧器，能够对烧焦气中的可燃颗粒物进行燃烧处理，并且，该燃烧器还实现了对烧焦气的分流，使得部分烧焦气被喷入燃烧火焰的第一燃烧区，部分烧焦气被喷入燃烧火焰的第二燃烧区，达到对烧焦气中可燃颗粒物的高效处理的效果。

具体地，如图1至图3所示，该燃烧器包括烧嘴砖500、燃料喷头100、风箱200以及烧焦气喷枪，烧嘴砖500能够固定在裂解炉的炉体20上，烧嘴砖500上设有第二喷孔420，燃料喷头100与燃料气源连通，燃料喷头100设置于裂解炉的炉膛10内，用于向炉膛10内喷射燃料气体，风箱200与炉膛10连通，助燃气体能够通过风箱200进入炉膛10内并与燃料气体混合燃烧形成火焰，火焰具有第一燃烧区31和第二燃烧区32，烧焦气喷枪包括枪体310和支管320，枪体310具有进气端311和出气端312，烧焦气能够通过进气端311进入枪体310，出气端312设有第一喷孔410，第一喷孔410朝向第一燃烧区31，烧焦气能够通过第一喷孔410喷入第一燃烧区31，支管320的一端与枪体310连通，支管320的另一端与第二喷孔420连通，第二喷孔420朝向第二燃烧区32，烧焦气还能够通过第二喷孔420喷入第二燃烧区32。

本实施例提供的燃烧器，在枪体310的出气端312设置第一喷孔410，并将第一喷孔410朝向第一燃烧区31设置，同时，设置与枪体310连通的支管320，使支管320与烧嘴砖500上的第二喷孔420连通，将第二喷孔420朝向第二燃烧区32设置，使得枪体310内的烧焦气能够通过第一喷孔410喷入第一燃烧区31、通过第二喷孔420喷入第二燃烧区32，实现对烧焦气中的可燃颗粒物进行燃烧处理；并且，本实施例提供的燃烧器，将烧焦气分别喷入燃烧火焰的两个不同的燃烧区(第一燃烧区31和第二燃烧区32)，实现了对烧焦气的分流处理，当烧焦气的输入量较大时，在燃烧火焰的不同区域分别燃烧烧焦气中的可燃颗粒物，能够降低由于某一个燃烧区达到饱和状态而无法充分燃烧可燃颗粒物的几率，烧焦气中的可燃颗粒物能够分别在两个不同的燃烧区内充分燃烧，提高了可燃颗粒物的总燃烧量，并且还提高了燃烧器对烧焦气的总处理量，最终达到了提高燃烧器处理烧焦气中可燃颗粒物能力的效果。

优选地，如图1至图3所示，第一燃烧区31为中心燃烧区，第二燃烧区32为外围燃烧区，一方面使得烧焦气尽可能地分散，另一方面，中心燃烧区的火焰温度较高，将部分烧焦气喷入中心燃烧区，有利于在高温火焰环境下对可燃颗粒物进行充分燃烧，进而提高了燃烧器处理烧焦气中可燃颗粒物的能力，再一方面，通常来讲，烧焦气的温度低于燃烧火焰的温度，因而将部分烧焦气喷入中心燃烧区，达到了对火焰的高温燃烧区进行降温的效果，进而能够有效降低燃烧器NO_X的排放量，有利于环保。

可选地，如图1至图3所示，烧嘴砖500上还设有气体流道510，风箱200与炉膛10通过气体流道510连通，燃料喷头100的数量为多个，多个燃料喷头100绕设于气体流道510，出气端312位于气体流道510内，第二喷孔420开设于气体流道510的侧壁上，由此实现部分烧焦气通过第一喷孔410喷入第一燃烧区31、部分烧焦气通过第二喷孔420喷入第二燃烧区32。

可选地，如图1至图3所示，第二喷孔420的数量为多个，以提高通过第二喷孔420喷入第二燃烧区32的烧焦气流量，进而提高燃烧器处理烧焦气中可燃颗粒物的能力。

进一步地，如图1至图3所示，多个第二喷孔420和多个燃料喷头100均沿气体流道510的周向均匀分布，且多个第二喷孔420与多个燃料喷头100交错设置，使得第二燃烧区32(即，火焰的外围燃烧区)燃烧较为稳定，并且，在第二燃烧区32的周向上，烧焦气的喷入量较为均匀，达到了在第二燃烧区32内分散烧焦气的效果，使得烧焦气中的颗粒物在第二燃烧区32内能够充分地燃烧。

可选地，如图1至图3所示，火焰还具有第三燃烧区33，第三燃烧区33位于第一燃烧区31与第二燃烧区32之间，支管320上设有第三喷孔430，第三喷孔430朝向第三燃烧区33，烧焦气还能够通过第三喷孔430喷入第三燃烧区33，对烧焦气进行进一步分流，使得烧焦气能够分别在燃烧火焰的三个不同区域内燃烧，进一步降低了由于某个燃烧区达到饱和状态而无法充分燃烧可燃颗粒物的几率，进而使得烧焦气中的颗粒物能够分别在三个不同燃烧区内充分燃烧，进一步提高了燃烧器中可燃颗粒物的总燃烧量，并且还进一步提高了燃烧器对烧焦气的总处理量，最终达到了进一步提高燃烧器处理烧焦气中可燃颗粒物能力的效果。

进一步地，如图1至图3所示，支管320的数量为多个，多个支管320沿气体流道510的周向均匀分布，每个支管320上均设有第三喷孔430，使得在第三燃烧区33的周向上，喷入第三燃烧区33的烧焦气较为均匀，达到了在第三燃烧区33内分散烧焦气的效果，使得烧焦气中的可燃颗粒物在第三燃烧区33内能够充分地燃烧。

进一步地，如图1至图3所示，多个支管320均设置在气体流道510内，以提高燃烧器整体结构的一致性。

进一步地，如图1至图3所示，多个支管320与多个第二喷孔420一一对应，使得由多个第二喷孔420喷出的烧焦气较为均匀，进而使得由每个第二喷孔420喷出的烧焦气中的可燃颗粒物都能够得到充分燃烧。

可选地，如图1至图3所示，第三喷孔430的数量为多个，多个第三喷孔430沿支管320的延伸方向间隔设置，在第三燃烧区33的径向上，对烧焦气进行分流处理，使得在第三燃烧区33的径向上喷入第三燃烧区33的烧焦气较为均匀，进一步提高了第三燃烧区33中可燃颗粒物燃烧的充分性。

可选地，如图1至图3所示，气体流道510具有第一端511和第二端512，风箱200与第一端511连通，第二端512位于炉膛10内，枪体310的出气端312位于第一端511与第二端512之间，进而开设在出气端312的第一喷孔410也位于第一端511与第二端512之间，枪体310内的烧焦气由第一喷孔410喷出后进入气体流道510内，同时，助燃气体依次通过风箱200和第一端511进入气体流道510，在气体流道510内，烧焦气与助燃气体混合形成混合气体，然后，混合气体通过第二端512进入炉膛10并与燃料气体混合并燃烧，该结构实现了烧焦气与助燃气体的混合，使得烧焦气中的可燃颗粒物能够较为均匀地分散在烧焦气与助燃气体混合形成的混合气体中，进而使得喷入第一燃烧区31的烧焦气中的可燃颗粒物能够更加充分、均匀地燃烧，进一步提高了燃烧器处理烧焦气中可燃颗粒物的效率。

在另一个实施例中，也可以将枪体310的出气端312设置在气体流道510的第一端511，此时开设在出气端312的第一喷孔410也位于气体流道510的第一端511，同样可以达到烧焦气和助燃气体在气体流道510内混合的效果。

可选地，如图1至图3所示，出气端312呈朝向第一燃烧区31凸起的半球状结构，第一喷孔410的数量为多个，多个第一喷孔410沿出气端312的周向均匀分布，达到在第一燃烧区31的周向上，由第一喷孔410喷入第一燃烧区31的烧焦气较为分散且均匀的效果，使得烧焦气中的颗粒物在第一燃烧区31内能够充分地燃烧。在其他实施方案中，也可以将出气端312设置为平板状、朝向第一燃烧区31凹陷状或者其他形状，当然，对应于出气端312的不同形状，由多个第一喷孔410喷入第一燃烧区31的烧焦气的喷射流形状也各有不同，例如，若出气端312为平板状，则由多个第一喷孔410喷入第一燃烧区31的烧焦气的喷射流形状为竖直状，若出气端312为朝向第一燃烧区31凹陷状，则由多个第一喷孔410喷入第一燃烧区31的烧焦气的喷射流形状为聚拢状，出气端312的形状可以根据喷入第一燃烧区31的烧焦气的喷射流形状需求而定，此处不再一一列举。

可选地，如图1至图3所示，枪体310穿设于风箱200内，以减小燃烧器整体体积。可选地，燃料喷头100通过燃料进气管与燃料气源连通，燃料进气管固定在烧嘴砖500上，以减小燃烧器整体体积的同时提高燃烧器整体结构一致性。

需要说明的是，上述第一喷孔410、第二喷孔420以及第三喷孔430各自的喷射量和具体喷射角度是根据燃料喷头100的喷射量和具体喷射角度而定的，实际应用中，可以根据CFD模拟软件辅助设计确定。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.燃烧器，其特征在于，包括：

烧嘴砖(500)，所述烧嘴砖(500)能够固定于裂解炉的炉体(20)上，所述烧嘴砖(500)上设有第二喷孔(420)；

燃料喷头(100)，所述燃料喷头(100)与燃料气源连通，所述燃料喷头(100)设置于所述裂解炉的炉膛(10)内用于向所述炉膛(10)内喷射燃料气体；

风箱(200)，所述风箱(200)与所述炉膛(10)连通，助燃气体能够通过所述风箱(200)进入所述炉膛(10)内并与所述燃料气体混合燃烧形成火焰，所述火焰具有第一燃烧区(31)和第二燃烧区(32)；

烧焦气喷枪，所述烧焦气喷枪包括枪体(310)和支管(320)，所述枪体(310)具有进气端(311)和出气端(312)，烧焦气能够通过所述进气端(311)进入所述枪体(310)，所述出气端(312)设有第一喷孔(410)，所述第一喷孔(410)朝向所述第一燃烧区(31)，所述烧焦气能够通过所述第一喷孔(410)喷入所述第一燃烧区(31)，所述支管(320)的一端与所述枪体(310)连通，所述支管(320)的另一端与所述第二喷孔(420)连通，所述第二喷孔(420)朝向所述第二燃烧区(32)，所述烧焦气还能够通过所述第二喷孔(420)喷入所述第二燃烧区(32)。

2.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，所述第一燃烧区(31)为中心燃烧区，所述第二燃烧区(32)为外围燃烧区。

3.根据权利要求2所述的燃烧器，其特征在于，所述烧嘴砖(500)上还设有气体流道(510)，所述风箱(200)与所述炉膛(10)通过所述气体流道(510)连通，所述燃料喷头(100)的数量为多个，多个所述燃料喷头(100)绕设于所述气体流道(510)，所述出气端(312)位于所述气体流道(510)内，所述第二喷孔(420)开设于所述气体流道(510)的侧壁上。

4.根据权利要求3所述的燃烧器，其特征在于，所述第二喷孔(420)的数量为多个。

5.根据权利要求4所述的燃烧器，其特征在于，多个所述第二喷孔(420)和多个所述燃料喷头(100)均沿所述气体流道(510)的周向均匀分布，且多个所述第二喷孔(420)与多个所述燃料喷头(100)交错设置。

6.根据权利要求3所述的燃烧器，其特征在于，所述火焰还具有第三燃烧区(33)，所述第三燃烧区(33)位于所述第一燃烧区(31)与所述第二燃烧区(32)之间，所述支管(320)上设有第三喷孔(430)，所述第三喷孔(430)朝向第三燃烧区(33)，所述烧焦气还能够通过所述第三喷孔(430)喷入所述第三燃烧区(33)。

7.根据权利要求6所述的燃烧器，其特征在于，所述支管(320)的数量为多个，多个所述支管(320)沿所述气体流道(510)的周向均匀分布，每个所述支管(320)上均设有所述第三喷孔(430)。

8.根据权利要求6所述的燃烧器，其特征在于，所述第三喷孔(430)的数量为多个，多个所述第三喷孔(430)沿所述支管(320)的延伸方向间隔设置。

9.根据权利要求3-8任一项所述的燃烧器，其特征在于，所述气体流道(510)具有第一端(511)和第二端(512)，所述风箱(200)与所述第一端(511)连通，所述第二端(512)位于所述炉膛(10)内，所述出气端(312)位于所述第一端(511)；

或，所述气体流道(510)具有第一端(511)和第二端(512)，所述风箱(200)与所述第一端(511)连通，所述第二端(512)位于所述炉膛(10)内，所述出气端(312)位于所述第一端(511)与所述第二端(512)之间。

10.根据权利要求1-8任一项所述的燃烧器，其特征在于，所述出气端(312)呈朝向所述第一燃烧区(31)凸起的半球状结构，所述第一喷孔(410)的数量为多个，多个所述第一喷孔(410)沿所述出气端(312)的周向均匀分布。

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