CN202082947U

CN202082947U - 一种环保节能型加热炉装置

Info

Publication number: CN202082947U
Application number: CN2011201033339U
Authority: CN
Inventors: 张晓东; 宋传苍
Original assignee: 王仁华
Current assignee: Nanjing Bona Energy Environmental Technology Co., Ltd.
Priority date: 2011-04-11
Filing date: 2011-04-11
Publication date: 2011-12-21
Anticipated expiration: 2021-04-11

Abstract

本实用新型公开了一种环保节能型加热炉装置，它包括加热炉主体（1），接入在加热炉主体（1）内的燃烧器（2），安装在加热炉主体（1）尾部的管式加热器（3），烟气通道（4）从加热炉主体（1）的尾端引出，依次经过左电控四通阀（5），第一支管路上的陶瓷蓄热器（6），右电控四通阀（7），最后经引风机（8）进入烟囱（9）；助燃空气通道（10）从送风机（11）引出依次经过右电控四通阀（7），第二支管路上的陶瓷蓄热器（6），左电控四通阀（5），最后和二次风入口（101）相连。该加热炉装置能够降低排烟温度，减少排烟热损失，提高燃料的热能利用率，且能降低排放烟气中氮氧化物的排放量，实现节能环保的目标。

Description

一种环保节能型加热炉装置

技术领域

本实用新型涉及一种应用于化工行业热能动力领域的加热炉装置，具体涉及一种能够进行烟气余热回收利用及降低氮氧化物排放量的加热炉装置。

背景技术

目前，国内一般的工业窑炉排烟温度在200℃左右，有的甚至高达250℃，如此高的排烟温度不仅浪费了大量能源，同时也造成了环境热污染，高的排烟温度表明燃烧设备的排烟热损失较高，设备的热能利用率低，理论上说，排放的烟气温度越低越好，但是如果烟气温度过低，低于蒸汽的露点温度，则易造成窑炉尾部受热面的堵灰和酸性蒸汽的腐蚀，因此，余热回收后的烟气温度一般控制在蒸汽露点以上。即燃料采用油时，排烟温度不低于130℃，燃料为气体燃料时，排烟温度不低于100℃。且在燃料的燃烧过程中，氮氧化物的生成是燃烧反应的一部分，燃烧生成的氮氧化物主要是NO和NO₂，统称为NOx，大气中的NOx溶于水后会形成硝酸雨，同样的酸浓度下硝酸雨对树木和农作物的损害是硫酸雨的两倍，NOx还对人体健康有直接损害，NOx浓度大时毒性很大，因为它易和动物血液中的血色素结合，造成血液缺氧而引起中枢神经麻痹。目前，许多国家均制定了各燃烧装置的氮氧化物排放量标准，为了降低NOx的排放量，目前已有的方法可以分为两类：一类是降低在烟气中已经生成的NOx的烟气处理法，另一类是控制在燃烧过程中NOx生成量的低NOx燃烧技术，前一种方法初始投资费用昂贵，因此重点应发展低NOx燃烧技术。

发明内容

发明目的：本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种新型环保的加热炉装置，该加热炉装置不仅能够进行烟气余热回收再利用，还能有效降低烟气中氮氧化物的排放量。

技术方案：为了实现以上目的，本实用新型提供的环保节能型加热炉装置，它包括加热炉主体，接入在加热炉主体炉膛内的的燃烧器，安装在加热炉主体尾部的管式加热器，烟气通道从加热炉主体的尾端引出经过左电控四通阀，然后经过第一支管路上的陶瓷蓄热器，再经过右电控四通阀，最后通过引风机后进入烟囱；助燃空气通道从送风机出口引出经过右电控四通阀，然后经过第二支管路上的陶瓷蓄热器，再经过左电控四通阀，最后和加热炉主体前部的二次风入口相连。以上所述的加热炉装置，其中在左电控四通阀和右电控四通阀之间设有两支管路，一支管路作为烟气通道，另一支管路则作为助燃空气通道，并且这两支管路可以通过两电控四通阀的换向功能来实现交替切换。

作为优选方案，以上所述的环保节能型加热炉装置，其中左右两电控四通阀之间的两支管路上的陶瓷蓄热器的数目可根据实际需要设置单个或多个，如1至6个，并且，应对最终从烟囱排出的烟气温度进行检测，应控制在蒸汽露点以上。

本实用新型提供的环保节能型加热炉装置，对于加热炉烟气余热回收利用，本实用新型采取将烟气中的余热通过蓄热器蓄积起来，再将蓄积的热量对助燃空气进行加热的方案，其工作原理是：系统最初运行时，加热炉中产生的烟气经烟气管道进入左右两电控四通阀之间的第一支管路后，该管路上的陶瓷蓄热器开始逐渐蓄积烟气中的余热，然后温度降低的烟气经过引风机最后从烟囱排出，而此时两电控四通阀之间的第二支管路作为助燃空气的流通管路，助燃空气从送风机出口引出，在该支管路上的陶瓷蓄热器尚不能对流经该支路的助燃空气进行加热。随着时间的推移，烟气管路上的陶瓷蓄热器达到设定的温度值，此时，左右两电控四通阀换向，原先的烟气支管路和助燃空气支管路进行切换，即烟气改为从原先的助燃空气支管路通过，这样烟气开始加热该管路上的陶瓷蓄热器；而助燃空气改为从原先烟气通过的支管路通过，并且在流动过程中吸收着该管路上原先已被加热到设定温度的陶瓷蓄热器中的热量，这样助燃空气被加热升温，而该管路上的陶瓷蓄热器被逐渐冷却，如此循环进行下去，便实现了降低烟气温度，减少排烟热损失，提高热能利用率和节约燃料的目的。

为了实现低NOx排放的目的，以上所述的环保节能型加热炉装置，其中燃烧器上设有燃料进口，燃料进口与烧嘴相连通，在烧嘴外围设有一次风筒，一次风筒上设有一次风入口，在靠近烧嘴出口处的一次风筒内壁与烧嘴外壁之间设有旋流叶片，高能电子点火枪插入在烧嘴的中心，所述的烧嘴和一次风筒与加热炉主体内的圆柱火道相连通，在圆柱火道外围靠近火道出口的位置设有烟气循环促进装置，所述的圆柱火道外壁与加热炉主体的炉膛内壁之间形成了二次风室，在圆柱火道出口附近的圆周上还设有与二次风室相连通的小孔。所述的烟气循环促进装置为一带锥形出口的环形部件，锥度方向导向圆柱火道的中心，在锥形出口的圆周方向上间隔均匀地分布有挡板。因为二次风从烟气循环促进环的敞口处高速喷出时，因气流对周围烟气的引射作用，将会在其封闭间隔处形成烟气自再循环，这样加热炉内的烟气温度可以得到降低，对NOx的形成具有一定的抑制作用，并且由于出口锥度的导向及加强流速作用，将使二次风与从圆柱火道喷出的气流得以更加充分地混合，达到充分燃烧的目的。

本实用新型提供的环保节能型加热炉装置的工作原理为：燃料气或燃料油经燃烧器的燃料进口进入烧嘴（燃料油需采取机械雾化方式），一次风从燃烧器上的一次风入口进入一次风筒，二次风（即前述的被烟气余热加热的助燃空气）通过加热炉主体上的二次风入口进入二次风室，一次风和二次风的总的风量应为燃料燃烧时的空气需要量，即一次风只能提供部分的助燃空气，需二次风进行补充，一次风筒中的一次风经过旋流叶片后与烧嘴出口处的燃料进行混合，被高能电子点火枪引燃后，火焰从烧嘴喷口开始，经过圆柱火道射入加热炉炉膛，如前所述，因一次风只是提供了部分的助燃空气，故圆柱火道内呈还原性状态，即燃烧为缺氧燃烧状态，燃烧温度较低，此时可抑制NOx的生成，同时，二次风室中的助燃空气的小部分通过圆柱火道上的斜孔对火道中的火焰补充氧气，以维持火焰燃烧稳定，其余大部分助燃空气通过烟气循环促进装置的导向，对从圆柱火道喷出的火焰尾端进行补充氧气，这样，因一次风供氧量不足而未能参与燃烧的燃料将在火焰尾部得以燃尽，且此时火焰进入空间开阔的加热炉炉膛，散热条件较好，燃烧温度有所降低。此外气流（火焰及部分未参与燃烧的燃气的混合物）高速离开圆柱火道时会对炉内烟气产生引射作用，使周围烟气产生自再循环，再加上如前所述的烟气循环促进装置对炉内烟气的引射作用的叠加，使得整个加热炉内部烟气循环良好，燃烧温度低且均匀，从而可有效地抑制NOx的生成。

本实用新型的加热炉装置，采用的燃料可以是气体燃料（如天然气），也可以是液体燃料（轻油、渣油等）。

有益效果：本实用新型提供的加热炉装置和现有技术相比具有以下优点：

本实用新型提供的环保节能型加热炉装置，不仅能够有效地回收利用排放烟气中的热量，降低排烟温度，减少排烟热损失和对环境的热污染，提高燃料的热能利用率，节约燃料，并且通过降低燃烧温度和控制氧浓度的方法能有效降低排放烟气中氮氧化物的排放量，减轻对周围环境的污染，实现节能环保的目标。

附图说明

图1为本实用新型提供的环保节能型加热炉装置的结构示意图。

图2为图1所示加热炉装置中的燃烧器和加热炉主体的局部剖视图。

图3为加热炉装置中的烟气循环促进装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本实用新型，应理解这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

如图1和图2所示，本实用新型所提供的环保节能型加热炉装置，它包括加热炉主体（1），接入在加热炉主体（1）炉膛内的的燃烧器（2），安装在加热炉主体（1）尾部的管式加热器（3），烟气通道（4）从加热炉主体（1）的尾端引出经过左电控四通阀（5），然后经过第一支管路上的陶瓷蓄热器（6），再经过右电控四通阀（7），最后通过引风机（8）后进入烟囱（9）；助燃空气通道（10）从送风机（11）出口引出经过右电控四通阀（7），然后经过第二支管路上的陶瓷蓄热器（6），再经过左电控四通阀（5），最后和加热炉主体（1）前部的二次风入口（101）相连。

如图2所示，所述的燃烧器（2）上设有燃料进口（21），燃料进口（21）与烧嘴（22）相连通，在烧嘴（22）外围设有一次风筒（23），一次风筒（23）上设有一次风入口（24），在靠近烧嘴（22）出口处的一次风筒（23）内壁与烧嘴（22）外壁之间设有旋流叶片（25），高能电子点火枪（26）插入在烧嘴（22）的中心，所述的烧嘴（22）和一次风筒（23）与加热炉主体（1）内的圆柱火道（102）相连通，在圆柱火道（102）外围靠近火道出口的位置设有烟气循环促进装置（103），所述的圆柱火道（102）外壁与加热炉主体（1）的炉膛内壁之间形成了二次风室（104），在圆柱火道（102）出口附近的圆周上还设有与二次风室（104）相连通的斜的小孔。

以上所述的环保节能型加热炉装置，如图3所示，所述的烟气循环促进装置（103）为一带锥形出口的环形部件，锥度方向导向圆柱火道（102）的中心，且在锥形出口的圆周方向上间隔均匀地分布有挡板。

以上所述的环保节能型加热炉装置，在第一支和第二支管路上设有单个或多个陶瓷蓄热器（6），如1至6个。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种环保节能型加热炉装置，其特征在于，它包括加热炉主体（1），接入在加热炉主体（1）炉膛内的的燃烧器（2），安装在加热炉主体（1）尾部的管式加热器（3），烟气通道（4）从加热炉主体（1）的尾端引出经过左电控四通阀（5），然后经过第一支管路上的陶瓷蓄热器（6），再经过右电控四通阀（7），最后通过引风机（8）后进入烟囱（9）；助燃空气通道（10）从送风机（11）出口引出经过右电控四通阀（7），然后经过第二支管路上的陶瓷蓄热器（6），再经过左电控四通阀（5），最后和加热炉主体（1）前部的二次风入口（101）相连。

2.根据权利要求1所述的环保节能型加热炉装置，其特征在于，所述的燃烧器（2）上设有燃料进口（21），燃料进口（21）与烧嘴（22）相连通，在烧嘴（22）外围设有一次风筒（23），一次风筒（23）上设有一次风入口（24），在靠近烧嘴（22）出口处的一次风筒（23）内壁与烧嘴（22）外壁之间设有旋流叶片（25），高能电子点火枪（26）插入在烧嘴（22）的中心，所述的烧嘴（22）和一次风筒（23）与加热炉主体（1）内的圆柱火道（102）相连通，在圆柱火道（102）外围靠近火道出口的位置设有烟气循环促进装置（103），所述的圆柱火道（102）外壁与加热炉主体（1）的炉膛内壁之间形成了二次风室（104），在圆柱火道（102）出口附近的圆周上还设有与二次风室（104）相连通的小孔。

3.根据权利要求2所述的环保节能型加热炉装置，其特征在于，所述的烟气循环促进装置（103）为一带锥形出口的环形部件，锥度方向导向圆柱火道（102）的中心，且在锥形出口的圆周方向上间隔均匀的分布有挡板。

4.根据权利要求1所述的环保节能型加热炉装置，其特征在于，在第一支和第二支管路上设有1至6个陶瓷蓄热器（6）。