CN203703972U - 一种燃烧器以及燃烧炉 - Google Patents

一种燃烧器以及燃烧炉 Download PDF

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廖成明
彭伟
代明阳
何明
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Abstract

本实用新型公开了一种燃烧器以及燃烧炉,所述燃烧器包括:第一输气管;设置在所述第一输气管内的多条平行分布的第二输气管,所述第二输气管用于输送第二气体,所述第二输气管与所述第一输气管之间通道用于输送第一气体;设置在所述第一输气管内的第一气体挡板,所述第一气体挡板上设置有多个与所述第二输气管一一对应的通孔,所述通孔的直径大于所述第二输气管的外径;其中,所述第二输气管的出气口位于对应通孔的中间位置,所述第二输气管与对应通孔形成圆环形空隙;所述第一气体经过所述圆环形空隙射出后与经过所述第二输气管的出气口出射的所述第二气体混合。本实用新型所述技术方案降低了污染,提高了热量利用率。

Description

一种燃烧器以及燃烧炉
技术领域
[0001] 本实用新型涉及尾气处理技术领域,更具体地说,涉及一种燃烧器以及燃烧炉。
背景技术
[0002] 在化工生产系统中,许多生产尾气含有可燃气体成分,具有一定的热量回收价值。为了提高能源利用率和降低环境污染,需要对可燃烧的尾气进行燃烧处理,以利用燃烧过程中生成的热量,同时消除尾气中的污染气体。
[0003] 尾气锅炉为用于燃烧尾气、生产蒸汽的锅炉,盛水的部件一般称为锅,加热的部件一般称为炉。尾气锅炉中的燃烧器是生产蒸汽的核心部分。尾气在燃烧器内与空气混合,在出口处点燃后在炉膛内燃烧,从而利用燃烧过程中生成的热量。
[0004] 现有的燃烧器仅是简单的将尾气和空气进行混合燃烧,不能够将空气与尾气均匀混合,造成尾气燃烧不充分,从而导致热量利用率低并会造成环境污染。
实用新型内容
[0005] 为解决上述技术问题,本实用新型提供一种燃烧器以及燃烧炉,解决了尾气燃烧不充分的问题,提高了热量利用率,降低了环境污染。
[0006] 为实现上述目的,本实用新型提供如下技术方案:
[0007] 一种燃烧器,用于低热值燃气的燃烧,所述低热值燃气包括但不局限于工业生产系统生成的低热值的尾气,该燃烧器包括:
[0008] 第一输气管;
[0009] 设置在所述第一输气管内的多条平行分布的第二输气管,所述第二输气管用于输送第二气体,所述第二输气管与所述第一输气管之间通道用于输送第一气体;
[0010] 设置在所述第一输气管内的第一气体挡板,所述第一气体挡板上设置有多个与所述第二输气管一一对应的通孔,所述通孔的直径大于所述第二输气管的外径;
[0011] 其中,所述第二输气管的出气口位于对应通孔的中间位置,所述第二输气管与对应通孔形成圆环形空隙;所述第一气体经过所述圆环形空隙射出后与经过所述第二输气管的出气口出射的所述第二气体混合。
[0012] 优选的,在上述燃烧器中,还包括:
[0013] 位于所述第二输气管出口处的导流装置,所述导流装置用于控制各第二输气管内的第二气体相对于所述第二输气管的延伸方向呈设定角度喷出后与所述第一气体混合。
[0014] 优选的,在上述燃烧器中,所述导流装置为设置在所述第二输气管出口处的平板或是圆锥。
[0015] 优选的,在上述燃烧器中,所述第一气体为低热值燃气,所述第二气体为空气。
[0016] 优选的,在上述燃烧器中,所述第一气体为空气,所述第二气体为低热值燃气。
[0017] 优选的,在上述燃烧器中,所述第一输气管的出气口设置有旋流式燃烧头,所述旋流式燃烧头包括:设置在所述出气口中心位置的点火装置;包围所述点火装置的内旋流板;包围所述内旋流板且位于所述内旋流板朝向所述出气口一侧的外旋流板;
[0018] 其中,混合后的第一气体以及第二气体通过所述点火装置点燃后,通过所述内旋流板以及外旋流板再次混合。
[0019] 优选的,在上述燃烧器中,所述低热值燃气的最高燃烧温度不大于1100°C。
[0020] 优选的,在上述燃烧器中,还包括:
[0021] 用于观察所述第一输气管的出气口混合气体燃烧情况的透视窗口,所述透视窗口设置在所述第一输气管背离所述出气口的一端。
[0022] 本实用新型还提供了一种燃烧炉,该燃烧炉包括:上述任一项实施方式所述的燃
[0023] 实用新型从上述技术方案可以看出,本实用新型所提供了一种燃烧器、燃烧炉以及低热值燃气燃烧方法,所述燃烧器通过所述环形空隙实现第一气体与第二气体的混合,所述第一气体与第二气体中,一个为低热值燃气,一个为空气。所述第二输气管以及对应的圆环形空隙能够使得低热值燃气以及空气均匀混合,使得低热值燃气燃烧更加充分,提高了热量利用率,降低了环境污染。因此,所述包括所述燃烧器的燃烧炉以及采用所述燃烧炉的低热值燃气燃烧方法,同样可以使得尾气(即低热值燃气)燃烧更加充分,提高了热量利用率,降低了环境污染。
附图说明
[0024] 为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0025] 图1为本实用新型实施例提供的一种燃烧器的结构示意图;
[0026] 图2为图1中椭圆区域的局部放大图;
[0027] 图3为图1沿A-A方向的剖面图;
[0028] 图4为本实用新型实施例提供的另一种导流装置的结构示意图;
[0029]图5为本实用新型实施例提供的一种旋流式燃烧头的结构示意图;
[0030] 图6和图7为本实用新型实施例提供的另一种旋流式燃烧头的结构示意图;
[0031]图8为本实用新型实施例提供的又一种旋流式燃烧头的结构示意图。
具体实施方式
[0032] 正如背景技术部分所述,现有的燃烧器仅是简单的将尾气和空气进行混合燃烧,不能够将空气与尾气均匀混合,造成尾气燃烧不充分,从而导致热量利用率低并会造成环境污染。
[0033] 发明人研究发现,可以通过调整空气与低热值燃气的混合方式,使得空气与低热值燃气通过多个管路分别混合,能够使得二者混合的均匀,使得尾气燃烧的更加充分。
[0034] 基于上述研究,本实用新型提供了 一种燃烧器,用于低热值燃气的燃烧,该燃烧器包括:
[0035] 第一输气管;[0036] 设置在所述第一输气管内的多条平行分布的第二输气管,所述第二输气管用于输送第二气体,所述第二输气管与所述第一输气管之间通道用于输送第一气体;
[0037] 设置在所述第一输气管内的第一气体挡板,所述第一气体挡板上设置有多个与所述第二输气管一一对应的通孔,所述通孔的直径大于所述第二输气管的外径;
[0038] 其中,所述第二输气管的出气口位于对应通孔的中间位置,所述第二输气管与对应通孔形成圆环形空隙;所述第一气体经过所述圆环形空隙射出后与经过所述第二输气管的出气口出射的所述第二气体混合。
[0039] 所述燃烧器通过所述环形空隙实现第一气体与第二气体的混合,所述第一气体与第二气体中,一个为低热值燃气,一个为空气。所述第二输气管以及对应的圆环形空隙能够使得低热值燃气以及空气均匀混合,使得低热值燃气燃烧更加充分,提高了热量利用率,降低了环境污染。
[0040] 以上是本申请的核心思想,下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
[0041] 在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型,但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广,因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
[0042] 其次,本实用新型结合示意图进行详细描述,在详述本实用新型实施例时,为便于说明,表示装置件结构的示意图会不依一般比例作局部放大,而且所述示意图只是示例,其在此不应限制本实用新型保护的范围。此外,在实际制作中应包含长度、宽度及高度的三维空间尺寸。
[0043] 基于上述思想,本申请的一个实施例提供了一种燃烧器,参考图1和图2,所述燃烧器包括:第一输气管I ;设置在所述第一输气管内的多条平行分布的第二输气管2 ;设置在所述第一输气管I内的第一气体挡板3。
[0044] 所述第二输气管2用于输入第二气体,所述第二输气管2与所述第一输气管I之间通道用于输送第一气体。
[0045] 所述燃烧器还包括:设置在所述第一输气管I侧壁上的第一进气口 5以及第二进气口 6。其中,所述第一进气口 5与所述第二输气管2与所述第一输气管I之间通道连通,所述第二进气口与所有第二输气管2的进气口连通。所述第一气体通过所述第一进气口 5输入,所述第二气体通过所述第二进气口 6输入。
[0046] 在本实施例中所述第一气体是空气,所述第二气体是低热值燃气,即所述第一输气管I与所述第二输气管之间的通道用于输送空气,所述第二输气管2用于输送低热值燃气。在其他实施方式中,可以是所述第一气体为低热值燃气,所述第二气体为空气,即所述第一输气管I与所述第二输气管之间的通道用于输送低热值燃气,所述第二输气管2用于输送空气。
[0047] 参考图3,图3是图1在A-A方向的切面图,所述第一气体挡板3上设置有多个与所述第二输气管2—一对应的通孔8,所述通孔8的直径大于所述第二输气管2的外径。所述第二输气管2的出气口位于对应通孔8的中间位置,所述第二输气管2与对应通孔8形成圆环形空隙;所述第一气体经过所述圆环形空隙射出后与所述经过所述第二输气管2的出气口出射的第二气体混合。
[0048] 通过上述描述可知,上述燃烧器将空气与低热值燃气分为多个输送管道混合,能够使得二者混合的更加均匀,使得尾气燃烧更加充分,可防止由于尾气燃烧不充分导致的污染。同时可通过设定各个圆环形空隙的尺寸以及所述第二输气管的尺寸能够准确控制第一气体与第二气体的混合比例,即可以精确控制空气与低热值燃气的比例,使得二者达到最佳燃烧比例,达到尾气燃烧的最高温度。
[0049] 本实施例中,所述导流装置4为平板,如图2所示,为了能够控制各个第二输气管2出射气体的射出方向,各个第二输气管的出气口均设置有导流装置4,所述导流装置4控制第二气体相对于对应第二输气管2的延伸方向呈设定角度β喷射出后与所述第一气体混合,使得空气与低热值燃气的混合更加均匀,进一步使得燃烧更加充分。其中,第一气体的出射方向如图2中实线箭头所示,所述第二气体的出射方向如图2中虚线箭头所示。可通过控制平板的面积以及平板距离所述第二输气管出气口的距离控制β大小。
[0050] 如图4所示,所述导流装置4还可以为圆锥。圆锥的顶部朝向对应第二输气管出气口。可通过控制圆锥的底部圆形的面积以及圆锥的高度控制β大小。
[0051] 发明人发现,设定55° < β <90°时,与直流出射的第一气体发生碰撞能够混合的更加均匀,即可以实现空气与低热值燃气的混合比较均匀,使得燃烧充分。
[0052] 参考图1和图5,图5为图1的俯视图,本实施例所述燃烧器中,在第一出气管的出气口设置有旋流式燃烧头7,所述旋流式燃烧头7包括:设置在所述出气口中心位置的点火装置9 ;包围所述点火装置的内旋流板10 ;包围所述内旋流板且位于所述内旋流板朝向所述出气口 一侧的外旋流板11。
[0053] 图1和图5所示实施方式中,所述内旋流板10小于所述外旋流板11。在其他实施方式中,所述旋流式燃烧头7还可以如图6和图7所示,包括:位于中心位置的燃烧孔14 ;外侧旋流板15以及内侧旋流板16。其中,所述外侧旋流板15以及内侧旋流板16大小相同,二者的叶片交错安装,以大幅度降低气体流速。
[0054] 在其他实施方式中,所述旋流式燃烧头7还可以如图8所示,包括多个小燃烧头17、第一点火孔al、第二点火孔a2、第一视孔bl、第二视孔b2。其中,所述小燃烧头17的结构可以如图5或是图7所示结构。
[0055] 经过所述圆环形空隙8与所述第二出气管2的出气口混合后的第一气体以及第二气体通过所述点火装置、内旋流板以及外旋流板旋转流出燃烧并形成第二次混合,燃烧的混合气体进入与所述第一输气管连接的炉膛内成旋转流动,在炉膛内燃烧时发生又一次碰撞混合,更利于氧气与燃烧物的氧化燃烧,即在炉膛内呈现第三次混合,从而达到空气与低热值燃气充分混合并燃烧。
[0056] 本实施例所述燃烧器可用于最高燃烧温度不大于1100°C的低热值燃气,如可用于甲醛尾气燃烧。所述燃烧器在甲醛燃烧炉中使用,可使得燃烧温度达到800°C以上,燃烧温度提高200°C,尾气可燃物降低到400ppm以下。本实施例所述燃烧器是将所述低热值燃气与空气混合后燃烧,低热值燃气的燃烧温度不大于1100°C,因此二者混合后可直接在燃烧头处燃烧。
[0057] 为了便于观察燃烧情况,如图1所示,所述燃烧器还包括:用于观察所述第一输气管的出气口混合气体燃烧情况的透视窗口 11,所述透视窗口 11设置在所述第一输气管2背离自身出气口的一端。如图3所示,在所述旋流式燃烧头7上设置有与所述透视窗口 11连通的观察孔13。
[0058] 为了便于点火,所述点火装置9的点火孔12与所述透视窗口设置在所述第一输气管I的同一端。可通过人工点火或是采用自动点火装置点火。
[0059] 通过上述描述可知,本实施例所述燃烧器,将空气与低热值燃气分为多个管路混合,使得二者均匀混合。而且,空气和低热值燃气在出射所述圆环形空隙与所述第二输气管发生第一次混合,在经过所述旋流式燃烧头时发生第二次混合,经过所述旋流式燃烧头的旋转燃烧气体会由于旋转惯性在炉膛内发生第三次混合,通过上述三次混合,能够使得空气与待处理气体混合的更加均匀,保证燃烧的充分,降低了污染。而且可以通过控制所述圆环形空隙以及所述第二输气管的尺寸精确控制空气与低热值燃气的比例,精确控制二者配比处于燃烧最佳比例,达到低热值燃气燃烧时的最大问题,提高热量的利用率。
[0060] 本申请另一个实施例提供了一种燃烧炉,所述燃烧炉包括上述实施例所述的燃烧器。本实施例所述燃烧炉,采用上述燃烧器,提高能力的利用率,并降低了污染。
[0061 ] 本申请的另一个实施例还提供了一种低热值燃气燃烧方法,所述低热值燃气燃烧方法采用上述燃烧炉将低热值燃气均匀混合后燃烧,能够降低污染,且热量的利用率高。
[0062] 对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种燃烧器,用于低热值燃气的燃烧,其特征在于,包括: 第一输气管; 设置在所述第一输气管内的多条平行分布的第二输气管,所述第二输气管用于输送第二气体,所述第二输气管与所述第一输气管之间通道用于输送第一气体; 设置在所述第一输气管内的第一气体挡板,所述第一气体挡板上设置有多个与所述第二输气管一一对应的通孔,所述通孔的直径大于所述第二输气管的外径; 其中,所述第二输气管的出气口位于对应通孔的中间位置,所述第二输气管与对应通孔形成圆环形空隙;所述第一气体经过所述圆环形空隙射出后与经过所述第二输气管的出气口出射的所述第二气体混合。
2.根据权利要求1所述的燃烧器,其特征在于,还包括: 位于所述第二输气管出口处的导流装置,所述导流装置用于控制各第二输气管内的第二气体相对于所述第二输气管的延伸方向呈设定角度喷出后与所述第一气体混合。
3.根据权利要求2所述的燃烧器,其特征在于,所述导流装置为设置在所述第二输气管出口处的平板或是圆锥。
4.根据权利要求1所述的燃烧器,其特征在于,所述第一气体为低热值燃气,所述第二气体为空气。
5.根据权利要求1所述的燃烧器,其特征在于,所述第一气体为空气,所述第二气体为低热值燃气。
6.根据权利要求1所述的燃烧器,其特征在于,所述第一输气管的出气口设置有旋流式燃烧头,所述旋流式燃烧头包括:设置在所述出气口中心位置的点火装置;包围所述点火装置的内旋流板;包围所述内旋流板且位于所述内旋流板朝向所述出气口一侧的外旋流板; 其中,混合后的第一气体以及第二气体通过所述点火装置点燃后,通过所述内旋流板以及外旋流板再次混合。
7.根据权利要求1-6任一项所述的燃烧器,其特征在于,所述低热值燃气的最高燃烧温度不大于1100°C。
8.根据权利要求1-6任一项所述的燃烧器,其特征在于,还包括: 用于观察所述第一输气管的出气口混合气体燃烧情况的透视窗口,所述透视窗口设置在所述第一输气管背离所述出气口的一端。
9.一种燃烧炉,其特征在于,包括:如权利要求1-8任一项所述的燃烧器。
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