CN1176365A

CN1176365A - 强迫煤和有机物洁净燃烧的方法及强迫燃烧器

Info

Publication number: CN1176365A
Application number: CN 96118758
Authority: CN
Inventors: 许其怀
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-09-06
Filing date: 1996-09-06
Publication date: 1998-03-18

Abstract

本发明公开了一种强迫煤、有机物洁净燃烧的方法及强迫燃烧器,它是在小容积半内燃涡腔内,给定煤、有机物完全燃烧所需热动力场,使任意浓度的粗可燃气均可立即稳定地洁净燃烧。本发明是高度缺氧气化,燃烧火焰在涡腔内高速撞击湍动,不回火,在燃烧的全过程中达到消烟减尘的目的,不附设消烟除尘设备,简化了结构,安全防爆,燃烧过程和封火状态下燃烧率> 99%、林格曼黑度趋于零、粉尘排放浓度< 66mg/M³N,并可有效控制NOx的排放。

Description

强迫煤和有机物洁净燃烧的方法及强迫燃烧器

本发明涉及一种强迫煤、有机物洁净燃烧的方法及强迫燃烧器。

煤和有机废弃物的洁净燃烧是当今世界上一大新课题。现有的炉、窑的燃烧方式，挥发分集中析出时，由于稳燃温度水平低和得不到充足的二次风，造成燃烧不充分，引起黑烟，特别是我国过半的燃煤是采用层状明火扩散燃烧的，可燃基挥发分着火后所形成的二氧化碳浓度场，抑制氧向燃料颗粒运动，在不能完全燃烧的层面上产生大量的碳黑，形成黑烟，加之由于一、二次风调配不当，挥发分呈厚的连续烟气膜裹携着燃料颗粒向着自由空间扩散，既浪费能源，又向大气排放粉尘和有毒害的气体，污染环境。中国专利CN1102246A公开了一种“预混合强化燃烧工艺及燃烧器”，其是通过第二喷嘴将空气喷在燃烧本体的混合区，燃料是在压力气流产生引力作用下喷出而预混合，通过点火燃烧，这种方式其目的主要是强化燃烧，实践表明提高燃烧强度，而不能完全达到洁净燃烧目标。91年10月22日《科学技术研究成果公报》公开了一种登记号901515、分类号TK223.27的“SXL/G型系列烟气净化器”，用于层燃式采暖炉及工业锅炉的烟尘治理，其仅仅是与工业锅炉配合使用的消烟除尘装置，是锅炉尾气的附属设备，不能单独使用。英国首创低温气化方法，为煤在气化中减少氮氧化物的生成开辟了一条新路，但是，对于有机物的气化和煤在气化过程中挥发分析出而言，气化所采用的温度水平主要与气化强度的关系较大，而对于所气化的粗可燃气质量影响不大，所以，单采用低温气化，不能保证燃料气化时氮朝着N↑而不是NOx↑的方向发展。而对于煤的固定碳燃烧阶段低温气化几乎没有意义。现有的小型工业炉、手烧常压炉，其适应煤种范围小，褐煤和长焰煤等均不能烧；夜间封火耗煤量大，封火时间短，有的夜间仅能封火六、七个小时，半夜时要重新鼓一次风，加一次煤；封火状态下淡的粗可煤气不能完全燃烧而直接排入大气，其污染程度较正常燃烧时的污染更严重；消烟除尘时需附设除尘装置，体积大，成本高。目前，国外焚烧垃圾的设备，对垃圾中外在水限制较严，不适应于含水量较大的垃圾。

本发明的目的在于避免上述现有技术中的不足之处，而提供一种强迫煤、有机物洁净燃烧的方法及强迫燃烧器，其是在燃烧全过程中达到消烟减尘的目的，燃烬率高，热效率高，消烟减尘，适应的燃烧物范围广，无需附设消烟除尘设备，简化了锅炉结构，体积小，成本低，与多孢气化室方法结合还可使粗可燃气连续运行不灭火。

本发明的设计方案如下：

一种强迫煤、有机物洁净燃烧的方法，包括气化、预混合步骤，其特殊之处在于，它还包括半内燃、外燃火炬完全燃烬步骤，

1)气化：首先，根据所需燃烧室的火力强度和完全燃烧及消烟减尘要求确定气化强度，根据气化强度要求调节气化室的气化温度，按高度缺氧原则控制气化室内的一次风量，一次风量的范围为0～35％，煤、有机废弃物气化产生包括粗煤气、粗有机气的粗可燃气。

2)预混合：根据一次风量控制与之相应的空气预混合器内二次风的风量；根据气化强度调节二次风压，使气化室内经高度缺氧化的粗可燃气进入空气预混合器，与二次风简单预混合，经空气预混合器增强了动力水平的粗可燃气由预混合器通孔喷出，进入半内燃涡腔，二次风量范围为100～65％，二次风压范围最低为50mmH₂O。

3)半内燃：根据功率要求，设置一小容积涡轮壳形高温辐射半内燃涡腔，在涡腔内设置初始高温层，初始高温层设置于涡腔内粗可燃气进口上方或涡盖内侧，根据高于粗可燃气着火温度区的、高速率强加热的要求建立强迫其稳定燃烧温度场，迫使任意浓度的粗可燃气在瞬间立即被强迫引燃，并形成火柱冲击涡盖，在高温辐射涡腔内燃烧层面上1分钟内获得碳氢键完全断裂所需要的足够热量，并在涡腔低空间、短距离内被强迫折返，形成热动力场，在热动力场内被引燃的粗可燃气火焰与后继的粗可燃气高速撞击湍动，使经二次风简单预混合的粗可燃气以半内然状态进一步在涡腔内高速度、高密度、高场匀度地强化掺合，与氧充分混合，得到充足的氧，从而具备稳定完全燃烧的条件。

4)外燃火炬完全燃烬：使涡腔火焰出口的截面上具备6.5M/S以上动压，以使涡腔内高速湍动的火焰能沿着涡腔设定的热动力方向前进，在燃烧的热动力推动下，涡腔内半内燃的火焰自火焰出口处以6.5m/s以上的高速喷出，使整个燃烧的炉内过程形成微负压，喷出的火焰继续在涡腔火焰出口外形成外燃火炬，在炉、窑燃烧室内继续完全燃烬。

本发明高度缺氧气化过程中，在煤气化的挥发分集中析出阶段及有机物气化时，取一次风量可为0～1％，煤的全面燃烧阶段，一次风量可取1～35％。

本发明初始高温层可由电加热或易燃物人工明火获得。

本发明建立高速率、强加热的强迫燃烧温度场的温度可为800～2200℃。

本发明涡腔内高速湍动的能可沿着涡腔设定的热动力方向前进，要求单一轴向火焰出口处的截面积不小于涡底上粗可燃气进口面积的40％；多个火焰出口时，其总截面积之和不小于粗可燃气进口面积，并不大于涡盖面积的50％；在涡瓣上开两个以上径向火焰出口或切向开口，各火焰出口总面积之和不大于涡瓣表面积的75％；渐开线形涡瓣组成的涡控的火焰出口面积，由涡盖及涡瓣的涡度确定其半内燃特征；并根据火焰强度及封火需要，调节涡腔内初始高温层距粗可燃气进口间的距离、粗可燃气进口和火焰出口处的截面积。

本发明的强迫燃烧器包括气化室(9)和空气预混合器(7)，其特殊之处在于，它还包括设于燃烧室(1)内的高温辐射涡轮壳形半内燃涡腔(2)，所述半内燃涡腔(2)包括设于侧面的涡瓣(3)和分设于两端的涡底(5)、涡盖(21)，其中心空间为涡腔(16)，所述半内燃涡腔(2)上设有连通涡腔(16)和燃烧室(1)的火焰出口(4)，所述粗可燃烧气通道(14)的另一端与设于涡底(5)上的粗可燃气进气口(15)连通。

本发明涡腔(2)的净高尺寸与粗可燃气进口(15)的当量直径之比可为1∶1～5∶1，涡腔(2)的横截面当量直径与粗可燃气进口(15)的当量直径之比可为2∶1～8∶1；所述涡腔(2)的内表面为任意线性旋转面或多棱面的组合。

本发明粗可燃气出口(15)的前方可设置初始高温层(19)。

本发明的火焰出口(4)可设置于涡瓣(3)上、涡盖(21)上或涡瓣(3)与涡盖(21)上。

本发明的初始高温层(19)可设置于位置调节装置上，所述粗可燃气进口(15)和火焰出口(4)处均设有面积调节装置。

附图图面说明如下：

图1为本发明强迫燃烧火力强度与时间的关系图。

图2为本发明设置于立式锅炉、窑炉上的强迫燃烧器一实施例的结构示意图。

图3为本发明空气预混合器一实施例的结构示意图。

图4、图5为本发明涡盖、涡瓣上均设有火焰出口的半内燃涡腔一实施例的结构示意图。

图6为本发明设有切向火焰出口的半内燃涡腔一实施例的结构示意图。

图7为本发明设置于卧式锅炉、窑炉上的强迫燃烧器一实施例的结构示意图。

图8为本发明粗可燃气双进口式半内燃涡腔的结构示意图。

图9为本发明粗可燃气多进口式半内燃涡腔的结构示意图。

图10为本发明电加热初始高温层的结构示意图。

下面将结合实施例及附图对本发明作进一步详述：

煤中含有10～44％的可燃基挥发分，有机弃废物可达95％，本发明针对煤、有机物燃烧时可燃基挥发分具有易着火和良好的燃烬性，采用气化强迫燃烧方式进行洁净燃烧。强迫燃烧在气化、燃烧两个阶段进行。对于有机物的气化和煤在气化过程中早期挥发分的集中析出阶段，气化温度与气化强度关系较大，而气化过程中的风量、风压则影响着所气化的粗可燃气质量和气化后的洁净燃烧效果。本发明的强迫燃烧方法是在小容积涡腔内，给定煤、有机物完全燃烧所需要的热动力场条件，使任意浓度的粗可燃气均可在半内燃涡腔短距离内获得消烟减尘、洁净燃烧的条件，其分为气化、预混合、半内燃、外燃火炬完全燃烬几个步骤：

一、气化。首先，根据所需燃烧室的火力强度和完全燃烧及消烟减尘要求确定气化强度，根据气化强度要求调节气化室的气化温度，气化温度的范围可取100～750℃，其热量可通过电加热或煤、油等可燃物燃烧得到。有机垃圾气化时，采用煤与之共同气化，可使成本大大降低。按高度缺氧原则控制气化室内的一次风量，一次风量的范围可取0～35％，本发明在煤气化的挥发分集中析出阶段及有机物气化时，取一次风量为0～1％，这样可保证燃料气化时氮朝着N↑而不是NOx↑的方向发展；煤的全面燃烧阶段，一次风量可取1～35％。对于有机废弃物的气化，一次风量可取为零，则气化室设计中炉算的进风作用可以取消，气化室下口甚至可设计成全密封的，其气化强度仅取决于气化的温度水平。在高度缺氧情况下通过气化温度水平来实施气化强度的调节，其决不会因火力强度的改善而使半内燃式强迫燃烧器的消烟减尘效果下降，也有利于在气化室实施对含硫份的脱除。强迫燃烧方法在鼓风和自然通风情况下，无论是有机挥发分析出为主，还是固定碳为主的燃烧阶段，作火力强度调整，其洁净燃烧水平都会很好。煤经高度缺氧气化产生粗煤气，有机废弃物经气化产生粗有机气，其通称粗可燃气。

二、预混合。根据一次风量控制与之相应的空气预混合器内二次风的风量；根据气化强度调节二次风压，使气化室内经高度缺氧化进入空气预混合器的粗可燃气，经空气预混合器增强气流动力水平及与二次风简单预混合后，由切向通孔喷出，进入半内燃涡腔。二次风量为100～65％，二风压可取50～120mmH₂O二次风主要用于增强空气动力和减少碳黑。空气预混合器为内外套式结构。

三、半内燃。根据功率要求，设置一小容积涡轮壳形高温辐射半内燃涡腔，其是蓄热涡腔，同时也是气体热动力通道，取涡腔净高尺寸与粗可燃气进口当量直之比为1∶1～5∶1；涡腔横截面当量直径与粗可燃气进口当量直径之比为2∶1～8∶1。在涡腔内设置初始高温层，初始高温层设置于涡腔内粗可燃气进口上方或涡盖内侧，通过电阻丝或感应中频加热。初始高温层也可在涡腔内直接燃用易燃物、油、天然气等，即以人工明火来获得。给定高于粗可燃气着火温度250～750℃的温度，建立800～2200℃高速率强加热的强迫燃烧温度场，迫使任意浓度的粗可燃气在瞬间被强迫引燃，并形成火柱冲击涡盖，在高温辐射涡腔内燃烧层面上立即获得碳氢键完全断裂所需要的足够热量，并在涡腔低空间、短距离内被强迫折返，形成热动力场，在热动力场内，动力驱使被引燃的粗可燃气火焰与后继的粗可燃气高速撞击湍动，使经二次风简单预混合的粗可燃气以半内燃状态进一步在涡腔内高速度、高密度，高场匀度地强化掺合，与氧充分混合，得到充足的氧，从而具备稳定完全燃烧的条件。热动力由可燃物质气化为粗可燃气的膨胀压、二次风压及燃烧膨胀构成。

四、外燃火炬完全燃烬。使涡腔火焰出口的截面上具备6.5M/S以上动压，以使涡腔具备半内燃特性：粗可燃气在涡腔内获得完全燃烧的条件，在涡腔热动力推动下，在火焰出口之外形成完全燃烧的火炬，则高速湍动的火焰即能沿着涡腔设定的方向前进。火焰出口设于涡盖上时，单一轴向火焰出口处的截面积不小于涡底上粗可燃气进口面积的40％；多个火焰出口时，其总截面积之和不小于粗可燃气进口面积，并不大于涡盖面积的50％。也可在涡瓣上开两个以上径向火焰出口，也可切向开口，各火焰出口总面积之和不大于涡瓣表面积的75％。渐开线形涡瓣组成的涡控的火焰出口面积可不限定，其半内燃特征由涡盖和涡瓣的涡度来保证。在半内燃式涡腔气体热动力通道内，在燃烧的热动力推动下，火焰在涡腔内高速湍动，其所形成的动压驱使火焰气流稳定地沿涡腔设定的热动力方向，即火焰出口方向前进而不会向气化室回火。根据火焰强度及封火需要，调节涡腔内初始高温层距粗可燃气进口间的距离、粗可燃气进口和火焰出口处的截面积。调节可采用梯级托架、杠杆机构、螺纹等机械调节方式。涡腔内半内燃的不同燃烧强度的火焰自火焰出口处以6.5～28m/s以上的高速喷出，使整个燃烧的炉内过程形成微负压，保证炉内无瓦斯滞蓄，提高煤气化燃烧方式的安全可靠性。喷出的火焰继续在涡腔火焰出口外形成外燃火炬，在炉、窑等燃烧室内继续完全燃烬，达到洁净燃烧煤和有相同废弃物的消烟减尘和控制NOx排放的目标。在本发明的强迫燃烧方法中，半内燃涡腔内保证粗可燃气完全燃烧的温度、供氧条件，然后进入燃烧室燃烬。

图1为强迫燃烧火力强度与时间的关系图，图中曲线表明等量煤在封火状态I，在不同温度、风力条件下气化强度II、III所产生的不同浓淡粗煤气，在半内燃式强燃器中，5～20s内着火进入稳定地完全燃烧，及其火力强度及维持洁净燃烧的时间关系，曲线I、II表明，其稳定地完全燃烧的火力强度所在的温度区间，更具低温燃烧的特征，因此，半内燃式强迫燃烧技术能更有效地控制NOx的排放，克服高温下氯对锅炉过热区的损害。

参见图2，本发明的强迫燃烧器由气化室9、空气预混合器7和设于燃烧室1内的高温辐射半内燃涡腔2三部分组成。空气预混合器7是由任意线性旋转面或曲折面围成的、由内套12、外套10构成的预混合器，外套10的壁上切向或径向开有二次风引入管孔8，图3所示为空气预混合器7的示意图，24是二次风引入管，其与二次风引入管孔8连通。内套12和外套10之间为二次风室，内套12中心为粗可燃气通道14，粗可燃气通道14两端分别与气化室9上的粗可燃气出口13和半内燃涡腔2的涡底5上的粗可燃气进口15连通，外套10的外表面与气化室粗可燃气出口13处和涡底5上粗可燃气进口15处密封，内套12的壁上开有连通二次风室11和粗可燃气通道14的多个均匀分布、方向一致的切向通孔6，半内燃涡腔2主要包括由侧面的涡瓣3和两端的涡盖21、涡底5围成的涡腔16，与粗可燃气通道14连通的粗可燃气进口15设于涡底5上。涡瓣3和涡盖21上均可设置火焰出口4，火焰出口4可单一轴向设置，也可在涡瓣3、涡盖21上设置多个。当火焰出口4为多个时，可对称或不对称分布设置，火焰出口4如图4、图5所示径向开口设置时，其可产生短平燃烧火焰；火焰出口4如图6所示切向开口设置时，其可产生旋向燃烧火焰。涡腔16的内表面可为任意线性旋转面，也可以是多棱面的组合，涡腔16的内表面要求粗糙。为维持高加热速率800～2200℃强迫燃烧温度场，在涡腔16内、粗可燃气进口15前方或涡盖21内侧可设置初始高温层19，其可通电加热或人工明火获得。涡腔16内初始高温层19距粗可燃气进口15间的距离、粗可燃气进口15和火焰出口4处的截面积，其根据火焰强度及封火需要，可设计为通过机械结构进行调节的形式，即分别设置位置调节装置和面积调节装置。用于不间断供给粗可燃气可长期连续工作和多气化室可交替作为明火相互引燃的涡腔内，可以不设置初始高温层。强迫燃烧器可采用不同成分的耐高温混凝土、耐高温陶瓷材料或耐高温合金材料制造。从空气预混合器外套10上的二次风引入管孔8将二次风引入二次风室11，再经内套12上的通孔6将二次风均匀地送入粗可燃气通道14内，气化室9产生的粗可燃气经粗可燃气出口13也进入粗可燃气通道14内，在该通道14内，粗可燃气与二次风简单预混合后，经涡底5上的粗可燃气进口15进入涡腔16，在高加热速率作用下实现瞬间立即着火，并形成火柱17，直冲初始高温层19，并按折返箭头18所指方向折返，在涡腔16的热动力场内高速度、高密度相互碰撞搅动，体积膨胀增压而湍动，迫使半内燃的火焰以6.5m/s以上的速度，由涡腔16的火焰出口4喷入燃烧室1，在燃烧室1内继续完全外燃，外燃的火焰直接作用于炉、窑内胆的换热面20上。图1中的22是锅炉水套或窑炉炉堂的墙，23是炉窑外壳。参见图7，本发明半内燃涡腔2的涡腔16可为双曲线形，火焰出口4为单一轴向出口，涡盖21则设置于粗可燃气进口15前方、火焰出口13内侧的涡腔16内，为楔芯式结构，其外表面的形状与火焰出口4处涡腔16内表面的形状相似；其与粗可燃气进口15相对的内面可作为初始高温层19。本实施例的结构形式产生垂直长火炬。与多气化室配合的空气预混合器7须相应地设置有多个粗可燃气通道14。图8所示为粗可燃气双进口的半内燃涡腔，涡腔1 6可由两个“乚”状涡瓣3围成，两涡瓣3相接处的间隙形成火焰出口4。图9为粗可燃气多进口的半内燃涡腔，涡腔16可由四个渐开线形涡瓣3构成，涡瓣3间的间隙形成火焰出口4。参见图10，电加热结构的初始高温层19，其是将电阻丝25盘绕、嵌于初始高温层19上，初始高温层19上可均布设置用于加热的通孔26。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1、涡腔中火焰的高速湍动，不会造成气化室回火，且更有利于完全燃烧所需的温度和动力场的设定，并大大减少了火焰流程，提高了热辐射效果，免去了链条炉排和除尘器，从而可简化锅炉结构，降低了成本。

2、采用半内燃涡腔和充足二次风配合，使粗可燃气能得到充足的空气，瞬间着火，迅速燃烬，与多孢气化室方法结合，可使粗煤气在强鼓风或自然通风下均可连续运行不灭火，煤气化不同阶段的时间差还可用来相互交迭引燃，而免设置初始高温层。

3、在高缺氧条件下，使煤、有机物气化产生高度缺氧的粗可燃气，其不仅能有效地抑制NOx的生成，同时还有助于在气化过程中对煤里含硫成分的脱除，从而提高粗可燃气质量，达到洁净燃烧的水平。

4、瞬间着火，燃烧稳定，可保证无瓦斯滞积，无爆燃危害，提高气化燃烧的安全防爆性能。燃烬率大于99％，消烟减尘：林格曼黑度趋于零，粉尘排放浓度小于66mg/m³N，在燃烧的全过程中达到消烟减尘的目的，而不需任何另外的消烟除尘设备。

5、结构紧凑、合理，体积小，使用钢材少，成本较低。

6、本发明可以在小型炉、手烧炉上对煤、碴油、有机垃圾、动植物废弃物、粗煤层气等实施洁净然烧，而且可对城市垃圾进行分散处理。

7、强迫燃烧使小型工业炉和手烧生活炉可适应的煤种扩大到挥发分含量高、挥发时间长的褐煤和长焰煤。

8、本发明用于小型炉、生活炉上，其夜间封火耗煤量小，仅需现有夜间封火煤量的1/5，且封火时间长，可达36小时以上，可强迫封火状态下的煤气完全燃烧，即在封火状态下仍能消烟减尘，其隐形环境效果更好，是唯一能达到国际环保组织对夜间大气污染要求的燃煤方法。

9、本发明对燃料中外在水可不作限定，如城镇垃圾淋过雨、病人痰液或植物等含水量高，均可气化洁净燃烧，因水蒸气是煤的气化剂，所以垃圾与煤共同气化燃烧，成本更低，并切合国情，因此本燃烧器综合节煤1/3，伴烧有机废弃物可节煤2/3左右。

Claims

1、一种强迫煤、有机物洁净燃烧的方法，包括气化、预混合步骤，其特征在于：它还包括半内燃、外燃火炬完全燃烬步骤，

1)气化：首先，根据所需燃烧室的火力强度和完全燃烧及消烟减尘要求确定气化强度，根据气化强度要求调节气化室的气化温度，按高度缺氧原则控制气化室内的一次风量，一次风量的范围为0～35％，煤、有机废弃物气化产生包括粗煤气、粗有机气的粗可燃气；

2)预混合：根据一次风量控制与之相应的空气预混合器内二次风的风量；根据气化强度调节二次风压，使气化室内经高度缺氧化的粗可燃气进入空气预混合器，与二次风简单预混合，经空气预混合器增强了动力水平的粗可燃气由预混合器通孔喷出，进入半内燃涡腔，二次风量范围为100～65％，二次风压范围最低为50mmH₂O；

3)半内燃：根据功率要求，设置一小容积涡轮壳形高温辐射半内燃涡腔，在涡腔内设置初始高温层，初始高温层设置于涡腔内粗可燃气进口上方或涡盖内侧，根据高于粗可燃气着火温度区的、高速率强加热的要求建立强迫其稳定燃烧温度场，迫使任意浓度的粗可燃气在瞬间立即被强迫引燃，并形成火柱冲击涡盖，在高温辐射涡腔内燃烧层面上1分钟内获得碳氢键完全断裂所需要的足够热量，并在涡腔低空间、短距离内被强迫折返，形成热动力场，在热动力场内被引燃的粗可燃气火焰与后继的粗可燃气高速撞击湍动，使经二次风简单预混合的粗可燃气以半内然状态进一步在涡腔内高速度、高密度、高场匀度地强化掺合，与氧充分混合，得到充足的氧，从而具备稳定完全燃烧的条件；

2、如权利要求1所述的强迫煤、有机物洁净燃烧的方法，其特征在于：所述的高度缺氧气化过程中，在煤气化的挥发分集中析出阶段及有机物气化时，取一次风量为0～1％，煤的全面燃烧阶段，一次风量可取1～35％。

3、如权利要求1所述的强迫煤、有机物洁净燃烧的方法，其特征在于：所述初始高温层由电加热或易燃物人工明火获得。

4、如权利要求1或2或3所述的强迫煤、有机物洁净燃烧的方法，其特征在于：所述建立高速率、强加热的强迫燃烧温度场的温度为800～2200℃。

5、如权利要求4所述的强迫煤、有机物洁净燃烧的方法，其特征在于：所述涡腔内高速湍动的能沿着涡腔设定的热动力方向前进，要求单一轴向火焰出口处的截面积不小于涡底上粗可燃气进口面积的40％；多个火焰出口时，其总截面积之和不小于粗可燃气进口面积，并不大于涡盖面积的50％；在涡瓣上开两个以上径向火焰出口或切向开口，各火焰出口总面积之和不大于涡瓣表面积的75％；渐开线形涡瓣组成的涡控的火焰出口面积，由涡盖及涡瓣的涡度确定其半内燃特征；并根据火焰强度及封火需要，调节涡腔内初始高温层距粗可燃气进口间的距离、粗可燃气进口和火焰出口处的截面积。

6、一种用于权利要求1所述的强迫煤、有机物洁净燃烧方法的强迫燃烧器，包括气化室(9)和空气预混合器(7)，其特征在于：它还包括设于燃烧室(1)内的高温辐射涡轮壳形半内燃涡腔(2)，所述半内燃涡腔(2)包括设于侧面的涡瓣(3)和分设于两端的涡底(5)、涡盖(21)，其中心空间为涡腔(16)，所述半内燃涡腔(2)上设有连通涡腔(16)和燃烧室(1)的火焰出口(4)，所述粗可燃烧气通道(14)的另一端与设于涡底(5)上的粗可燃气进气口(15)连通。

7、如权利要求6所述的强迫燃烧器，其特征在于：所述涡腔(2)的净高尺寸与粗可燃气进口(15)的当量直径之比为1∶1～5∶1，涡腔(2)的横截面当量直径与粗可燃气进口(15)的当量直径之比为2∶1～8∶1；所述涡腔(2)的内表面为任意线性旋转面或多棱面的组合。

8、如权利要求6或7所述的强迫燃烧器，其特征在于：所述粗可燃气出口(15)的前方设有初始高温层(19)。

9、如权利要求8所述的强迫燃烧器，其特征在于：所述火焰出口(4)设置于涡瓣(3)上、涡盖(21)上或涡瓣(3)与涡盖(21)上。

10、如权利要求9所述的强迫燃烧器、其特征在于：所述初始高温层(19)设置于位置调节装置上，所述粗可燃气进口(15)和火焰出口(4)处均设有面积调节装置。