CN203442823U - 自吸式顶装圆火焰燃料分级低NOx气体燃烧器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种自吸式顶装圆火焰燃料分级低NOX气体燃烧器，包括火盆砖、与火盆砖连接的消音筒体、与消音筒体连接的自吸式消音调风蝶阀、设置在火盆砖和消音筒体内中心的中心气枪以及均匀分布在火盆砖中心的外围且伸出火盆砖的至少两个辅助气枪，其所述燃烧器安装在加热炉顶部，所述火盆砖的中心孔为文丘里管结构，在所述火盆砖的吸附腔进口内产生一真空度。本实用新型简化了现有燃烧器的结构，降低了燃烧器及系统的操作难度，由于对低热值尾气或对低热值尾气加补少量的燃料气（如天然气或炼厂瓦斯气）实现内外层燃烧，降低了燃烧火焰温度，有效地抑制NOX生成量，从而实现低NOX污染排放。
Description
技术领域
本实用新型属于化工技术领域，特别涉及一种自吸式顶装圆火焰燃料分级低NOX气体燃烧器。
背景技术
进入到上世纪九十年代，炼油、化工、化肥的制氢装置、一段转化炉，开始了对各装置自产的尾气、解析气、脱附气等自产气体的再利用，不再将其送入火炬燃烧。燃烧器是用于加热炉的装置，去将尾气和高压燃料气混合后燃烧，由于混合燃料气一部分燃料燃烧在燃烧器火盆砖内完成，燃烧后烟气温度较高，故有一定量的NOX生成，对环境污染有一定的影响。
实用新型内容
本实用新型的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种自吸式顶装圆火焰燃料分级低NOX气体燃烧器，以适应于一段转化炉或相类似炉型中使用，并实现顶装顶烧自然通风燃烧和大幅度降低烟气中氮氧化物污染物排放量，满足加热炉装置对产品产能深度加工所需的热能。
本实用新型的技术方案是这样实现的：自吸式顶装圆火焰燃料分级低NOX气体燃烧器，包括火盆砖、与火盆砖连接的消音筒体、与消音筒体连接的自吸式消音调风蝶阀、设置在火盆砖和消音筒体内中心的中心气枪以及均匀分布在火盆砖中心的外围且伸出火盆砖的至少两个辅助气枪，其特征在于：所述燃烧器安装在加热炉顶部，所述火盆砖的中心孔为文丘里管结构，在所述火盆砖的吸附腔进口内产生一真空度。
本实用新型所述的自吸式顶装圆火焰燃料分级低NOX气体燃烧器，其在所述中心气枪下端设置有垂直向下的主枪燃气喷头，在所述主枪燃气喷头上设置有α度和β度两种喷射角度的喷孔，所述喷孔分为两层且均匀分布在同一圆周之上。
本实用新型所述的自吸式顶装圆火焰燃料分级低NOX气体燃烧器，其在所述辅助气枪下端设置有垂直向下的辅抢燃气喷头，在所述辅抢燃气喷头上设置有γ度和ω度两种喷射角度的喷孔，所述喷孔分为两层且均匀分布在同一圆周之上，所述辅抢燃气喷头的喷射角与主枪燃气喷头的喷射角一一对应。
本实用新型所述的自吸式顶装圆火焰燃料分级低NOX气体燃烧器，其所述主枪燃气喷头上的两层喷孔以及辅抢燃气喷头上的两层喷孔，其均匀分布的外层喷孔孔径小于均匀分布的内层喷孔孔径。
本实用新型所述的自吸式顶装圆火焰燃料分级低NOX气体燃烧器，其所述辅助气枪的辅抢燃气喷头伸出火盆砖的距离为25mm，其喷孔喷出的燃料气以超过300m/s速度射向火盆砖的中心圆孔。
本实用新型所述的自吸式顶装圆火焰燃料分级低NOX气体燃烧器，其所述消音筒体包括内、外筒体，所述内筒体为多孔板结构，在所述内、外筒体之间嵌入有消声保温棉，所述自吸式消音调风蝶阀设置在消音筒体侧面并与之连通。
本实用新型简化了现有燃烧器的结构，降低了燃烧器及系统的操作难度，由于对低热值尾气或对低热值尾气加补少量的燃料气（如天然气或炼厂瓦斯气）实现内外层燃烧，降低了燃烧火焰温度，有效地抑制NOX生成量，从而实现低NOX污染排放。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是本实用新型中主枪燃气喷头和辅抢燃气喷头喷射角的示意图。
图中标记：1为火盆砖，2为消音筒体，3为自吸式消音调风蝶阀，4为中心气枪，5为辅助气枪，6为主枪燃气喷头，7为辅抢燃气喷头，8为消声保温棉，9为稳焰罩。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
如图1和2所示，自吸式顶装圆火焰燃料分级低NOX气体燃烧器，包括火盆砖1、与火盆砖1连接的消音筒体2、与消音筒体2连接的自吸式消音调风蝶阀3、设置在火盆砖1和消音筒体2内中心的中心气枪4以及均匀分布在火盆砖1中心的外围且伸出火盆砖1的四个辅助气枪5，所述燃烧器安装在加热炉顶部，所述火盆砖1的中心孔为文丘里管结构，助燃空气从文丘里管的入口进入，随着截面的逐渐减小，助燃空气的压强减小，流速变大，这时就在吸附腔的进口内产生一个真空度，致使周围空气被吸入文氏管内，随着助燃空气一起流进扩散腔内减小气体的流速，与中心气枪喷出的燃料气混合后喷出火盆砖，而均匀分布的四个辅助气枪向中心喷射燃料气，形成二层火焰。
其中，在所述中心气枪4下端设置有垂直向下的主枪燃气喷头6，在所述主枪燃气喷头6上设置有α度和β度两种喷射角度的喷孔，所述喷孔分为两层且均匀分布在同一圆周之上，高速喷出的燃料气与吸入的自然空气强力混合形成富氧燃烧，燃烧非常充分，同样降低了燃烧火焰的中心温度，减少了NOX的排放；在所述辅助气枪5下端设置有垂直向下的辅抢燃气喷头7，在所述辅抢燃气喷头7上设置有γ度和ω度两种喷射角度的喷孔，所述喷孔分为两层且均匀分布在同一圆周之上，所述辅抢燃气喷头7的喷射角与主枪燃气喷头6的喷射角一一对应，使从中心气枪喷头喷出的燃气均匀与辅助气枪喷头喷出的燃料均匀混合燃烧，通过火盆口出口与助燃空气均匀强力混合，形成火焰均匀圆形状，所述辅助气枪5的辅抢燃气喷头7伸出火盆砖1的距离为25mm，其喷孔喷出的燃料气以超过300m/s速度射向火盆砖1的中心圆孔，与此同时与从自吸式风道吸入的空气强力混合并在中心气枪的火焰引燃下燃烧，形成二次燃烧，使燃烧充分效率高；所述主枪燃气喷头6上的两层喷孔以及辅抢燃气喷头7上的两层喷孔，其均匀分布的外层喷孔孔径小于均匀分布的内层喷孔孔径。
采用二段燃料低NOX燃烧技术，一段燃料燃烧形成的圆形中心火焰，此时是高过剩空气量燃烧，故降低了中心火焰温度，多余空气继续向炉膛内喷射，与二段燃料混合燃烧，此时，由于向炉膛内喷射的空气与向炉膛内高速喷射的燃料混合气形成一个负压区，将与炉管进行热交换后温度已下降的烟气吸回，冷却外层火焰，从而使整个圆形火焰温度降低在1450℃以下，这就避免了N2与O2反应生成NO的温度条件，从而达到降低排放烟气中的NOX浓度目的，烟气中NOX浓度在120mg/Nm3以下
其中，所述消音筒体2包括内、外筒体，所述内筒体为多孔板结构，在所述内、外筒体之间嵌入有消声保温棉8，所述自吸式消音调风蝶阀3设置在消音筒体2侧面并与之连通。燃烧器在使用过程中，自然空气由炉膛负压造成的吸力送入助燃空气，经由调风蝶阀按燃烧需要调节风量由消声筒体的风口进入筒体，由于内、外筒间嵌入了消声保温棉，故而形成吸声效果极佳的消声器，可以吸附消除由助燃空气在风道中高速流动而产生的噪音，从而使燃烧器在运行中处于低噪音状态，并可使筒体外表面温度符合规范要求。
本实用新型的工作原理：利用炉膛负压造成自然吸入的空气通过燃烧器自吸式消音调风蝶阀进入火盆砖内腔与中心气枪喷头喷孔向下喷出的一次燃料在火盆砖内腔形成强力混合与过氧燃烧，并形成一次燃烧，有效降低了内层火焰温度。与此同时，伸出火盆砖外的辅助气枪喷头上的喷孔喷出的燃料气各沿着圆周方向下高速流动出后与一次燃烧产生的过氧烟气混合，从而实现二次混合与燃烧，由于高速混合气造成的压差可将部分换热后的烟气卷回二次燃烧，从而降低了火焰表面的外层温度、所以有效抑制了烟气中氮氧化物生成量，达到环保节能的效果。
而将中心气枪的喷头喷孔与辅助气枪的喷头喷孔打成多种角度，形成多层火焰，既强化了混合、加速了燃烧过程，又降低了火焰中心温度，同时其喷孔大小按整个火焰面均匀燃烧强度设计。由于火盆砖的中心出风口中心气枪的稳焰罩9与空气流道的合理设计，配合中心气枪喷孔喷射角的相互对应设计，使火焰稳定性能好；由于多喷头设计，使每个喷头的发热量小，再则，火焰脱离喷头燃烧的特点，喷头一直处于燃料气的流动冷却状态下，喷头不易结焦与堵塞，且使用寿命长；由于采用多支燃气枪与多喷孔燃料与空气混合燃烧，故烟气中CO浓度较低，燃烧热效率高。
由燃烧试验证明，火盆砖的内腔设计配合中心气枪和辅助气枪主、辅喷头喷孔特定角度和特定大小设计，实现二段燃料低NOX燃烧，一段燃料燃烧形成的圆形中心火焰，此时是高过剩空气量燃烧，故降低了中心火焰温度，多余空气继续向炉膛内喷射，与二段燃料混合燃烧，此时，由于向炉膛内喷射的空气与向炉膛内高速喷射的燃料混合气形成一个负压区，将与炉管进行热交换后温度已下降的烟气吸回，冷却外层火焰。从而使整个圆形火焰温度降低在1450℃以下，这就避免了N2与O2反应生成NO的温度条件，从而达到降低排放烟气中的NOX浓度目的，烟气中NOX浓度在120mg/Nm3以下。本实用新型将分段燃烧、燃料分级，降低燃烧火焰中心温度、扼制NOx生成的低NOx燃烧技术做到了完善结合和充分运用。
本实用新型设计还可扩展应用到强制通风条件，高温空气燃烧试验证明，本实用新型的设计完全适应450度左右的助燃空气的条件使用。高温空气的供风可以提高燃烧温度和火焰的传播速度，增加燃烧区内的化学反应速度从而强化燃烧，而且获得的强化燃烧的火焰是稳定的、更刚强有力, 这为对烟气余热的利用、节约燃料、降低能源消耗提供了另一种应用途径。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.自吸式顶装圆火焰燃料分级低NOX气体燃烧器，包括火盆砖（1）、与火盆砖（1）连接的消音筒体（2）、与消音筒体（2）连接的自吸式消音调风蝶阀（3）、设置在火盆砖（1）和消音筒体（2）内中心的中心气枪（4）以及均匀分布在火盆砖（1）中心的外围且伸出火盆砖（1）的至少两个辅助气枪（5），其特征在于：所述燃烧器安装在加热炉顶部，所述火盆砖（1）的中心孔为文丘里管结构，在所述火盆砖（1）的吸附腔进口内产生一真空度。
2.根据权利要求1所述的自吸式顶装圆火焰燃料分级低NOX气体燃烧器，其特征在于：在所述中心气枪（4）下端设置有垂直向下的主枪燃气喷头（6），在所述主枪燃气喷头（6）上设置有α度和β度两种喷射角度的喷孔，所述喷孔分为两层且均匀分布在同一圆周之上。
3.根据权利要求2所述的自吸式顶装圆火焰燃料分级低NOX气体燃烧器，其特征在于：在所述辅助气枪（5）下端设置有垂直向下的辅抢燃气喷头（7），在所述辅抢燃气喷头（7）上设置有γ度和ω度两种喷射角度的喷孔，所述喷孔分为两层且均匀分布在同一圆周之上，所述辅抢燃气喷头（7）的喷射角与主枪燃气喷头（6）的喷射角一一对应。
4.根据权利要求3所述的自吸式顶装圆火焰燃料分级低NOX气体燃烧器，其特征在于：所述主枪燃气喷头（6）上的两层喷孔以及辅抢燃气喷头（7）上的两层喷孔，其均匀分布的外层喷孔孔径小于均匀分布的内层喷孔孔径。
5.根据权利要求1所述的自吸式顶装圆火焰燃料分级低NOX气体燃烧器，其特征在于：所述辅助气枪（5）的辅抢燃气喷头（7）伸出火盆砖（1）的距离为25mm，其喷孔喷出的燃料气以超过300m/s速度射向火盆砖（1）的中心圆孔。
6.根据权利要求1所述的自吸式顶装圆火焰燃料分级低NOX气体燃烧器，其特征在于：所述消音筒体（2）包括内、外筒体，所述内筒体为多孔板结构，在所述内、外筒体之间嵌入有消声保温棉（8），所述自吸式消音调风蝶阀（3）设置在消音筒体（2）侧面并与之连通。
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Legal Events
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