CN117646896B - 一种污染物催化还原自换热装置、换热陶瓷球及燃烧器 - Google Patents
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Abstract
本发明属于火焰炉热工技术领域，涉及一种污染物催化还原自换热装置、换热陶瓷球及燃烧器，自换热装置包括：燃气进口管道、空气进口管道、空气换热管束、烟气换热腔、燃气喷管、空气预热前通道、空气预热后通道；燃气由燃气进口管道进入后由燃气喷管喷出，空气由空气进口管道进入后依次经过空气预热前通道、空气换热管束和空气预热后通道后喷出；喷出的燃气和空气混合后燃烧形成烟气，至少部分烟气从自换热装置外进入烟气换热腔，并对空气换热管束内的空气加热。该自换热装置使燃烧器不仅可以回收烟气的显热实现对空气的自预热，从而降低燃烧过程中氮氧化物的生成，同时能实现氮氧化物的催化还原进而降低氮氧化物的排放。
Description
技术领域
本发明涉及火焰炉热工技术领域，尤其涉及一种污染物催化还原自换热装置、换热陶瓷球及燃烧器。
背景技术
含碳燃料的燃烧是温室气体排放的主要来源之一，同时含碳燃料的燃烧会产生大量的污染物，包括颗粒物、硫化物、氮氧化物等，对环境和人类健康造成严重影响。
减少含碳燃料使用、降低碳排放是实现碳中和的一种重要手段，而氨气作为一种无碳燃料，其应用前景十分可观。目前针对氨热值低、燃烧不稳定、燃烧产生较多氮氧化物的特性，常用CH4、H2等易燃气体与其掺混燃烧，能够有效提高燃烧效率；此外，由于其燃烧产生较多氮氧化物，常使用预混稀燃等燃烧方式，能够有效降低NH3燃烧时产生的氮氧化物。而低氧稀释燃烧作为一种近年来新兴的燃烧技术，能够有效弥补NH3燃烧的缺陷，但要实现NH3的低氧稀释燃烧需要将助燃空气预热到很高的温度，此外NH3燃烧会产生大量氮氧化物，需要将其进行处理以达到排放要求，而现有技术难以保证将助燃空气预热到较高温度并降低NH3燃烧过程中的氮氧化物的排放量。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中难以保证将助燃空气预热到较高温度并降低NH3燃烧过程中的氮氧化物的排放量的技术问题。
为解决上述存在的技术问题，本发明在第一方面提供了一种污染物催化还原自换热装置，包括：
燃气进口管道、空气进口管道、空气换热管束、烟气换热腔、燃气喷管、空气预热前通道、空气预热后通道、催化还原换热陶瓷球；
燃气进口管道连通于燃气喷管，燃气由燃气进口管道进入后由燃气喷管喷出；
空气进口管道连通于空气预热前通道，空气预热前通道连通于空气换热管束，空气换热管束连通于空气预热后通道，烟气换热腔开设烟气换热进口和烟气换热出口；
空气由空气进口管道进入后依次经过空气预热前通道、空气换热管束和空气预热后通道后喷出；
喷出的燃气和空气混合后燃烧形成烟气，至少部分烟气从自换热装置外由烟气换热进口进入烟气换热腔，并对空气换热管束内的空气加热；
催化还原换热陶瓷球设置于烟气换热腔内，用于催化还原烟气。
进一步地，空气换热管束设置于烟气换热腔内，多根空气换热管束沿径向与燃气喷管同轴设置。
进一步地，多根空气换热管束与燃气喷管沿径向由里到外同轴设置，多根空气换热管束沿径向由里到外设置多圈。
进一步地，污染物催化还原自换热装置还包括：排烟气通道；
燃气喷管置于排烟气通道内，与空气换热管束、空气预热前通道、空气预热后通道和排烟气通道均同轴布置。
进一步地，烟气经过烟气换热腔后，从烟气换热出口流出烟气换热腔，并通过排烟气通道排出自换热装置。
进一步地，烟气换热进口和烟气换热出口均为多个，烟气换热进口均匀环绕设置于烟气换热腔外壁上，烟气换热出口均匀环绕设置于烟气换热腔的内壁上。
进一步地，烟气换热进口和烟气换热出口均为直径为3~10mm的圆孔。
本申请第二方面提及了一种催化还原换热陶瓷球，用于如第一方面的一种污染物催化还原自换热装置，
催化还原换热陶瓷球的成分包括：SiO2、Al2O3、MgO、Fe2O3和CaO；
按质量占比，Al2O3的含量为15%~40%、MgO的含量为0.6%~1.5%、Fe2O3的含量为3%~10%、CaO的含量为2%~6%，余量为SiO2。
进一步地，催化还原换热陶瓷球表面附着活性贵金属，活性贵金属的成分包括：Pt、Pd、Rh和稀土金属；
其中，按质量占比，Pt质量占比为0.5~8%，粒径为80~120目；Pd质量占比为0.1~4.5%，粒径为80~120目；Rh质量占比为0.3~6.5%，粒径为80~120目；余量为稀土金属，粒径为60~120目。
本申请第三方面提及了一种燃烧器，采用第一方面的一种污染物催化还原自换热装置构成。
本申请的有益效果为：
本发明提及的一种污染物催化还原自换热装置包括：
燃气进口管道、空气进口管道、空气换热管束、烟气换热腔、燃气喷管、空气预热前通道、空气预热后通道、催化还原换热陶瓷球；
燃气进口管道连通于燃气喷管，燃气由燃气进口管道进入后由燃气喷管喷出；空气由空气进口管道进入后依次经过空气预热前通道、空气换热管束和空气预热后通道后喷出；喷出的燃气和空气混合后燃烧形成烟气，至少部分烟气从自换热装置外由烟气换热进口进入烟气换热腔，并对空气换热管束内的空气加热；催化还原换热陶瓷球设置于烟气换热腔内，用于催化还原烟气。
其中，自换热装置可以安装在NH3低氧稀释燃烧辐射式燃烧器的燃料供给端，通过将燃气燃烧后产生的一部分烟气卷吸进烟气换热腔，对空气换热管束内的空气进行预加热，将空气加热到较高温度，使燃料的燃烧过程更加温和，热流分布均匀，促成低氧稀释燃烧，大大降低了氮氧化物的生成。该自换热装置使燃烧器不仅可以回收烟气的显热实现对空气的自预热，从而降低燃烧过程中氮氧化物的生成，同时能实现氮氧化物的催化还原，进一步降低氮氧化物的排放。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明所提及的一种污染物催化还原自换热装置的一个角度的结构示意图；
图2是本发明所提及的一种污染物催化还原自换热装置的烟气换热腔的结构示意图；
图3是本发明所提及的一种污染物催化还原自换热装置的另一个角度的结构示意图。
附图标记说明：
110、燃气进口管道；120、空气进口管道；130、排烟气通道；140、空气换热管束；150、空气预热前通道；160、空气预热后通道；170、烟气换热腔；171、烟气换热进口；172、烟气换热出口；180、燃气喷管；190、催化还原换热陶瓷球。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
需要说明的是，本发明提及的一种污染物催化还原自换热装置，可以安装在NH3低氧稀释燃烧辐射式燃烧器的燃料供给端，用于实现NH3的低氧稀释燃烧。
本申请提及的自换热装置使燃烧器不仅可以回收烟气的显热实现对空气的自预热，从而降低燃烧过程中氮氧化物的生成，同时能实现氮氧化物的催化还原，进一步降低氮氧化物的排放。
参考图1、图2、图3，污染物催化还原自换热装置包括：
燃气进口管道110、空气进口管道120、空气换热管束140、烟气换热腔170、燃气喷管180、空气预热前通道150、空气预热后通道160、催化还原换热陶瓷球190；
燃气进口管道110连通于燃气喷管180，燃气由燃气进口管道110进入后由燃气喷管180喷出；
空气进口管道120连通于空气预热前通道150，空气预热前通道150连通于空气换热管束140，空气换热管束140连通于空气预热后通道160；
空气由空气进口管道120进入后依次经过空气预热前通道150、空气换热管束140和空气预热后通道160后喷出；
示例性地，空气进口管道120通过法兰与供空气管道相连，燃气进口管道110通过法兰与供燃气管道相连。燃气进口管道110后连接着燃气喷管180，燃气喷管180的左端封闭，右端直接通向自换热装置右侧出口。
喷出的燃气和空气混合后燃烧形成烟气，至少部分烟气从自换热装置外由烟气换热进口171进入烟气换热腔170，并对空气换热管束140内的空气加热；
烟气换热腔170开设烟气换热进口171和烟气换热出口172，催化还原换热陶瓷球190设置于烟气换热腔170内，用于催化还原烟气。
示例性地，在烟气换热腔170内填充催化还原换热陶瓷球190，以便对烟气中的氮氧化物进行催化。烟气换热腔170内壁包裹着排烟气通道130，并通向自换热装置左侧端面。空气换热管束140右端连接空气预热后通道160，空气预热后通道160通向自换热装置右侧端面。
燃气由燃气进口管道110进入自换热装置，空气由空气进口管道120进入自换热装置。进入燃气进口管道110的燃气通过燃气喷管180喷出。进入空气进口管道120的助燃空气通过空气预热前通道150进入空气换热管束140，在空气换热管束140内被烟气换热腔170中的烟气加热，随后通过空气预热后通道160喷出，喷出的燃气与空气和卷吸部分NH3低氧稀释燃烧辐射式燃烧器燃烧后的烟气，形成低氧稀释燃烧。
烟气通过烟气换热腔170外壁的烟气换热进口171从自换热装置外进入烟气换热腔170，并对空气换热管束140内的空气加热，烟气在经过烟气换热腔170内的催化还原换热陶瓷球190表面贵金属催化还原后，从烟气换热出口172流出烟气换热腔170，并通过排烟气通道130排出自换热装置。通过对助燃空气的预热和对烟气中氮氧化物的催化还原，能够大幅降低燃烧过程中产生的氮氧化物，从而达到国家要求的氮氧化物排放标准。
参考图1，在本技术方案中，燃气喷管180置于排烟气通道130内，与空气换热管束140、空气预热前通道150、空气预热后通道160和排烟气通道130均同轴布置。空气换热管束140设置于烟气换热腔170内，多根空气换热管束140沿径向与燃气喷管180同轴设置，多根空气换热管束140与燃气喷管180沿径向由里到外同轴设置，多根空气换热管束140沿径向由里到外设置多圈。
参考图2和图3，示例性地，空气换热管束140采用包裹燃气喷管180的套管式结构，空气进口管道120下端连接着空气预热前通道150，空气预热前通道150右侧设置一组空气换热管束140，沿径向由里到外同轴布置12、16、20、24根共四圈管束。空气换热管束140被烟气换热腔170所包裹，且在烟气换热腔170外壁和内壁上均匀环绕布置直径为3~10mm的烟气换热进口171和烟气换热出口172，以便烟气流经烟气换热腔170，并对空气换热管束140内的空气预热，烟气经过烟气换热腔170后，从烟气换热出口172流出烟气换热腔170，并通过排烟气通道130排出自换热装置。
参考图2和图3，在本技术方案中，烟气换热进口171和烟气换热出口172均为多个，烟气换热进口171均匀环绕设置于烟气换热腔170外壁上，烟气换热出口172均匀环绕设置于烟气换热腔170的内壁上。烟气换热进口171和烟气换热出口172均为直径为3~10mm的圆孔。
本申请第二方面提及了一种催化还原换热陶瓷球190，其中，催化还原换热陶瓷球的成分包括：SiO2、Al2O3、MgO、Fe2O3和CaO。
示例性地，按质量占比，Al2O3的含量为15%~40%、MgO的含量为0.6%~1.5%、Fe2O3的含量为3%~10%、CaO的含量为2%~6%，余量为SiO2。
在本技术方案中，催化还原换热陶瓷球表面附着活性贵金属，活性贵金属的成分包括：Pt、Pd、Rh和稀土金属；
其中，按质量占比，Pt质量占比为0.5~8%，粒径为80~120目；Pd质量占比为0.1~4.5%，粒径为80~120目；Rh质量占比为0.3~6.5%，粒径为80~120目；余量为稀土金属，粒径为60~120目。
需要说明的是，催化还原换热陶瓷球190是将粉煤灰粉体与水按照1:10的比例制成泥料，将其注入制备球体的硬塑模具中，在室温20℃下放置48h后，放入50℃的烘干箱中继续放置4天，得到干燥的陶瓷球胚体，随后将陶瓷球胚体置于1200℃的高温炉中进行烧制5h，随炉冷却到室温后取出得到陶瓷球球体。将Pt(铂)、Pd(钯)、Rh(铑)三种贵金属材料进行粉碎并和稀土金属进行混合，其中，Pt质量占比为0.5~8%，粒径为80~120目；Pd质量占比为0.1~4.5%，粒径为80~120目；Rh质量占比为0.3~6.5%，粒径为80~120目；余量为稀土金属，粒径为60~120目，并以蒸馏水为稀释溶剂制备催化剂，随后采用浸渍法将催化剂吸附于陶瓷球球体的表面，其中，贵金属含量为0.47~0.49g/kg，经1300℃煅烧2h后冷却至室温获得催化还原换热陶瓷球190，直径为2~4mm。
本申请提及的自换热装置，可以通过将燃气燃烧后产生的一部分烟气卷吸进烟气换热腔170，对空气换热管束140内的空气进行预加热，将空气加热到较高温度，使燃料的燃烧过程更加温和，热流分布均匀，促成低氧稀释燃烧，大大降低了氮氧化物的生成。另外，通过对空气的预热，在燃烧过程中能够一定程度上促进NH3的热解，使其转化为H2和N2，有利于提高燃烧效率。
同时，在烟气流经烟气换热腔170的过程中，烟气与催化还原换热陶瓷球190表面相接触，通过催化还原换热陶瓷球190表面的贵金属对NH3的催化还原作用，使烟气中的NH3转化为N2、H2O和CO2，进一步降低了氮氧化物的生成。
本申请第三方面提及了一种燃烧器，采用第一方面的一种污染物催化还原自换热装置构成。其中，该燃烧器具备自换热装置所具备的全部有益效果，在此不再赘述。
下面将以实施例的方式阐述本发明的技术方案，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
实施例1
以NH3与CH4、H2掺混燃烧，其组分(体积百分比)为：CH4 10%，H2 30%，NH3 60%，低位热值为14847kJ/m3。制备针对NH3低氧稀释燃烧辐射式燃烧器的污染物催化还原自换热装置并将其安装在NH3低氧稀释燃烧辐射式燃烧器的燃料供给端，在热负荷不变情况下，通过低氧稀释燃烧技术和贵金属催化作用降低氮氧化物的排放数值。
取空气消耗系数为1.05，通过燃烧计算出所需氨气与甲烷混合燃气和助燃空气的流量，以此为基础，制作燃气进口管道110、空气进口管道120、排烟气通道130、空气换热管束140、烟气换热进口171、烟气换热出口172、烟气换热腔170、燃气喷管180、空气预热前通道150、空气预热后通道160、催化还原换热陶瓷球190等结构或部件。其中，催化还原换热陶瓷球190是将粉煤灰粉体（主要成分为SiO2 54.0%、Al2O3 32.0%、MgO 1.3%、Fe2O3 7.7%、CaO5.0%）与水按照1:10的比例制成泥料，将其注入制备球体的硬塑模具中，在室温20℃下放置48h后，放入50℃的烘干箱中继续放置4天，得到干燥的陶瓷球胚体，随后将陶瓷球胚体置于1200℃的高温炉中进行烧制5h，烧制完成后随炉冷却到室温后取出得到陶瓷球球体。将Pt(铂)、Pd(钯)、Rh(铑)三种贵金属材料进行粉碎并和稀土金属进行混合，其中，Pt质量占比为4.5%，粒径为100目；Pd质量占比为1.5%，粒径为100目；Rh质量占比为1.0%，粒径为100目；余量为稀土金属，粒径为80目。以蒸馏水为稀释溶剂制备催化剂，随后采用浸渍法将催化剂吸附于陶瓷球球体的表面，贵金属组分含量为0.48g/kg，经1300℃煅烧2h后冷却至室温获得催化还原换热陶瓷球190，直径为3mm。
随后按照图纸要求，将这些部件组装到一起，制备出针对NH3低氧稀释燃烧辐射式燃烧器的污染物催化还原自换热装置。并将其安装在NH3低氧稀释燃烧辐射式燃烧器的燃料供给端，空气进口管道120通过法兰与燃烧器的供空气管道相连，燃气进口管道110通过法兰与燃烧器的供燃气管道相连，排烟气通道130与燃烧器的烟气回收管道连接。其中氨气与甲烷混合燃气在燃气进口管道110前的压力为3000Pa，助燃空气在空气进口管道120前的压力为4000Pa。燃气由燃气进口管道110进入自换热装置，助燃空气由空气进口管道120进入自换热装置。进入燃气进口管道110的燃气通过燃气喷管180喷出。进入空气进口管道120的助燃空气通过空气预热前通道150进入空气换热管束140，在空气换热管束140内被烟气换热腔170中的烟气加热，随后通过空气预热后通道160喷出，喷出的燃气与空气和卷吸部分NH3低氧稀释燃烧辐射式燃烧器燃烧后的烟气，形成低氧稀释燃烧，空气预热前通道150和空气预热后通道160的直径为5mm。另一部分烟气通过烟气换热腔170外壁的烟气换热进口171从自换热装置外进入烟气换热腔170，并对空气换热管束140内的空气加热，烟气在经过烟气换热腔170内的催化还原换热陶瓷球190表面的活性贵金属催化还原后，从烟气换热出口172流出烟气换热腔170，并通过排烟气通道130排出自换热装置。通过对助燃空气的预热和对烟气中氮氧化物的催化还原，氮氧化物的排放量低于50mg/m³，满足国家要求的氮氧化物排放标准，可实现该自换热装置降低氮氧化物的烧制工艺。
实施例2
以NH3与CH4、H2掺混燃烧，其组分(体积百分比)为：CH4 30%，H2 10%，NH3 60%，低位热值为19846kJ/m3。制备针对NH3低氧稀释燃烧辐射式燃烧器的污染物催化还原自换热装置，并将其安装在NH3低氧稀释燃烧辐射式燃烧器的燃料供给端，在热负荷不变情况下，通过低氧稀释燃烧技术和贵金属催化作用降低氮氧化物的排放数值。
取空气消耗系数为1.05，通过燃烧计算出所需氨气与甲烷混合燃气和助燃空气的流量，以此为基础，制作燃气进口管道110、空气进口管道120、排烟气通道130、空气换热管束140、烟气换热进口171、烟气换热出口172、烟气换热腔170、燃气喷管180、空气预热前通道150、空气预热后通道160、催化还原换热陶瓷球190等结构或部件。其中，催化还原换热陶瓷球190是将粉煤灰粉体（主要成分为SiO2 54.0%、Al2O3 32.0%、MgO 1.3%、Fe2O3 7.7%、CaO5.0%）与水按照1:10的比例制成泥料，将其注入制备球体的硬塑模具中，在室温20℃下放置48h后，放入50℃的烘干箱中继续放置4天，得到干燥的陶瓷球胚体，随后将陶瓷球胚体置于1200℃的高温炉中进行烧制5h，烧制完成后随炉冷却到室温后取出得到陶瓷球球体。将Pt(铂)、Pd(钯)、Rh(铑)三种贵金属材料进行粉碎并和稀土金属进行混合，其中，Pt质量占比为4.5%，粒径为100目；Pd质量占比为1.5%，粒径为100目；Rh质量占比为1.0%，粒径为100目；余量为稀土金属，粒径为80目，并以蒸馏水为稀释溶剂制备催化剂，随后采用浸渍法将催化剂吸附于陶瓷球球体的表面，贵金属组分含量为0.48g/kg，经1300℃煅烧2h后冷却至室温获得催化还原换热陶瓷球190，直径为3mm。
随后按照图纸要求，将这些部件组装到一起，制备出针对NH3低氧稀释燃烧辐射式燃烧器的污染物催化还原自换热装置。并将其安装在NH3低氧稀释燃烧辐射式燃烧器的燃料供给端，空气进口管道120通过法兰与燃烧器的供空气管道相连，燃气进口管道110通过法兰与燃烧器的供燃气管道相连，排烟气通道130与燃烧器的烟气回收管道连接。其中氨气与甲烷混合燃气在燃气进口管道110前的压力为3000Pa，助燃空气在空气进口管道120前的压力为4000Pa。燃气由燃气进口管道110进入自换热装置，助燃空气由空气进口管道120进入自换热装置。进入燃气进口管道110的燃气通过燃气喷管180喷出。进入空气进口管道120的助燃空气通过空气预热前通道150进入空气换热管束140，在空气换热管束140内被烟气换热腔170中的烟气加热，随后通过空气预热后通道160喷出，喷出的燃气与空气和卷吸部分NH3低氧稀释燃烧辐射式燃烧器燃烧后的烟气，形成低氧稀释燃烧，空气预热前通道150和空气预热后通道160直径为5mm。另一部分烟气通过烟气换热腔170外壁的烟气换热进口171从自换热装置外进入烟气换热腔170，并对空气换热管束140内的空气加热，烟气在经过烟气换热腔170内的催化还原换热陶瓷球190表面的活性贵金属催化还原后，从烟气换热出口172流出烟气换热腔170，并通过排烟气通道130排出自换热装置。通过对助燃空气的预热和对烟气中氮氧化物的催化还原，氮氧化物的排放量低于50mg/m³，满足国家要求的氮氧化物排放标准，可实现该自换热装置降低氮氧化物的烧制工艺。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，可以根据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 “上”或“下”，可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”，可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方，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”，可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。
在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述，是指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行改动、修改、替换和变型。
Claims (6)
1.一种污染物催化还原自换热装置，其特征在于，包括：
燃气进口管道、空气进口管道、空气换热管束、烟气换热腔、燃气喷管、空气预热前通道、空气预热后通道、催化还原换热陶瓷球；
所述燃气进口管道连通于所述燃气喷管，燃气由所述燃气进口管道进入后由所述燃气喷管喷出；
所述空气进口管道连通于所述空气预热前通道，所述空气预热前通道连通于所述空气换热管束，所述空气换热管束连通于空气预热后通道，所述烟气换热腔开设烟气换热进口和烟气换热出口；
空气由所述空气进口管道进入后依次经过所述空气预热前通道、所述空气换热管束和所述空气预热后通道后喷出；
喷出的所述燃气和所述空气混合后燃烧形成烟气，至少部分所述烟气从所述自换热装置外由所述烟气换热进口进入所述烟气换热腔，并对所述空气换热管束内的空气加热；
所述催化还原换热陶瓷球设置于所述烟气换热腔内，用于催化还原所述烟气；
所述空气换热管束设置于所述烟气换热腔内，多根所述空气换热管束沿径向与所述燃气喷管同轴设置；
排烟气通道；
所述燃气喷管置于所述排烟气通道内，与所述空气换热管束、所述空气预热前通道、所述空气预热后通道和所述排烟气通道均同轴布置。
2.根据权利要求1所述的一种污染物催化还原自换热装置，其特征在于，
多根所述空气换热管束与所述燃气喷管沿径向由里到外同轴设置，多根所述空气换热管束沿径向由里到外设置多圈。
3.根据权利要求1所述的一种污染物催化还原自换热装置，其特征在于，
所述烟气经过所述烟气换热腔后，从所述烟气换热出口流出所述烟气换热腔，并通过所述排烟气通道排出自换热装置。
4.根据权利要求1所述的一种污染物催化还原自换热装置，其特征在于，
所述烟气换热进口和所述烟气换热出口均为多个，所述烟气换热进口均匀环绕设置于所述烟气换热腔外壁上，所述烟气换热出口均匀环绕设置于所述烟气换热腔的内壁上。
5.根据权利要求1所述的一种污染物催化还原自换热装置，其特征在于，
所述烟气换热进口和所述烟气换热出口均为直径为3~10mm的圆孔。
6.一种燃烧器，其特征在于，采用如权利要求1-5中任一项所述的一种污染物催化还原自换热装置构成。
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