CN203980280U - 一种低nox烟气自回流燃烧器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于石油化工技术领域，提出一种低NOX烟气自回流燃烧器。提出的一种低NOX烟气自回流燃烧器，内部耐火砖（1）与外部耐火砖（2）之间的间隙、外筒体（3）与内筒体（4）之间的间隙共同构成回流烟气流道（13）；回流烟气流道（13）与混合器（10）的底部相连通；一次助燃空气流道与混合器下端环周开置的一次助燃空气入口连通，且一次助燃空气入口低于混合器内引射高压燃料喷枪（15）的出口；设置有一次助燃空气调节挡板（8），还设置有二次助燃空气进口（16）和二次助燃空气调节挡板（6）。本实用新型实现了烟气回流，不需要其它额外动能；通过调节一次助燃空气流量，控制回流烟气量，降低了NOX的排放。
Description
技术领域
本实用新型属于石油化工技术领域，主要涉及一种低NOX烟气自回流燃烧器。
背景技术
随着工业管式炉燃烧器的燃烧技术的发展和环保要求的日益提高。对燃烧器排放指标越加严格。新标准规定烟气排放指标要控制在50ppm以下。降低NOX排放值成为当今衡量燃烧器产品技术指标。
随着燃烧新技术不断发展，主要通过空气分级、燃料分级、烟气回流等燃烧技术来降低燃烧过程中NOX的生成量。由于空气分级、燃料分级技术在控制NOX生成上能力有限，很难达到越来越的排放要求。烟气回流技术已经在石油化工业管式炉的到了应用，其具有燃烧器不存在局部高温区，低NOX排放，低CO排放，提高炉膛传热效率的优点。目前为了实现烟气回流以及回流量可控，需要在现有设备上要增加高温烟气引风机将高温烟气从烟囱引出，然后打入助燃空气中。这样设备成本及运行成本大大增加。
发明内容
本实用新型的目的是提出一种低NOX烟气自回流燃烧器，使其能通过燃烧器本身来实现烟气回流，并能够对烟气回流量进行控制，使助燃空气中的氧浓度较低到预期的范围，从而降低NOX的排放；并可在实现烟气回流的同时对助燃空气进行预热，使其更易燃烧，从而使燃烧器的火焰温度更低，火焰更稳定，燃料燃烧更充分。
为完成上述目的采用如下技术方案：
一种低NOX烟气自回流燃烧器，所述的燃烧器具有燃烧器筒体和设置在燃烧器筒体上部的耐火砖；所述的耐火砖为双层结构，即所述的耐火砖包括有同轴设置的内部耐火砖和外部耐火砖；所述的燃烧器筒体为双层结构的筒体；所述的燃烧器筒体包括有同轴设置的外筒体和内筒体；所述内筒体的中心空腔内设置有混合器，且所述混合器的出口位于内部耐火砖形成的燃烧火道内；所述的内部耐火砖与外部耐火砖之间具有间隙；所述外筒体与内筒体之间具有间隙；所述外筒体和内筒体之间的所述间隙与内部耐火砖和外部耐火砖之间的间隙连通共同构成回流烟气流道；所述的回流烟气流道与所述混合器的底部相连通；设置有一次助燃空气流道，所述的一次助燃空气流道与混合器下端环周开置的一次助燃空气入口连通，且所述的一次助燃空气入口低于混合器内高压燃料喷枪的出口；设置有用以调节一次助燃空气流量的一次助燃空气调节挡板，通过调节一次助燃空气的流量从而调整回流烟气量；所述的混合器与所述的内筒体之间、所述的混合器与所述的内部耐火砖之间具有的间隙形成二次助燃空气流道；对应所述的二次助燃空气流道设置有与其相连通的二次助燃空气进口，设置有用以调节二次助燃空气流量的二次助燃空气调节挡板；二次助燃空气在内部耐火砖形成的燃烧火道中参与混合气的燃烧，通过二次助燃空气调节挡板控制燃烧器的过剩空气量。
所述的混合器为一个或多个。
本实用新型提出的一种低NOX烟气自回流燃烧器，采用外筒体和内筒体之间的回流烟气通道与内部耐火砖和外部耐火砖之间的烟气流道相连通共同构成的回流烟气流道，使炉膛和燃烧器内筒体底部贯通，高压燃料喷枪的燃料离开喷头后高喷速射流使混合器底部入口处形成一负压区，炉内烟气在混合器处负压区产生的抽力作用下被引入燃烧器内部；通过回流烟气流道进入混合器参与燃烧反应，烟气不需要其它额外动能；调节一次助燃空气调节挡板控制一次助燃空气流量，混合器入口抽力一定时，一次助燃空气增加，回流烟气量会相应减小，反之，回流烟气量会相应增加；由于烟气中的氧已经被消耗掉，回流烟气与一次助燃空气混合，惰性的烟气冷却火焰，势必降低燃烧区的氧分压(氧含量＜21%)；回流烟气量越大，氧的浓度越低，烟气中生成的NOX越少；但火焰稳定性越差。回流烟气量或火焰稳定性可根据实际使用状况进行调节。需要调整引入烟气量的大小。一般烟气回流量控制在助燃空气量的10%～16%之间为宜。
本实用新型所提出的燃烧器与传统燃烧器相比，火焰最高温度可降低200℃左右，NOX生成量可减少60%--70%，可达到40ppm以下，降低了运行成本，是集节能、环保、高效为一体的新型燃烧器。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图中：1、内部耐火砖，2、外部耐火砖，3、 内筒体，4、外筒体，5、一次助燃空气进口，6、二次助燃空气调节挡板，7、隔板，8. 一次助燃空气调节挡板，9、炉膛，10、混合器，11、炉壁，12、二次助燃空气流道，13、回流烟气流道，14、长明灯，15、高压燃料喷枪，16、二次助燃空气进口。
具体实施方式
结合附图和具体实施例，对本实用新型进一步加以说明：
如图1所示，一种低NOX烟气自回流燃烧器，所述的燃烧器具有燃烧器筒体和设置在燃烧器筒体上部的耐火砖；所述的耐火砖为双层结构，即所述的耐火砖包括有同轴设置的内部耐火砖1和外部耐火砖2；所述内部耐火砖1的中心通道为燃烧火道；所述的燃烧器筒体为双层结构的筒体；所述的燃烧器筒体包括有同轴设置的外筒体4和内筒体3；所述内筒体3的中心空腔内设置有混合器10，且所述混合器10的出口位于燃烧火道内；该实施例中所述的混合器10为两个；所述的内部耐火砖1与外部耐火砖2之间具有间隙；所述外筒体4与内筒体3之间具有间隙；所述外筒体4和内筒体3之间的所述间隙与内部耐火砖1和外部耐火砖2之间的间隙连通共同构成回流烟气流道13；所述的回流烟气流道13与所述混合器10的底部相连通；设置有助燃空气入口，所述的助燃空气入口内具有水平设置的隔板7，所述的隔板7将助燃空气入口分隔为上下设置的一次助燃空气进口5和二次助燃空气进口16；所述的一次助燃空气进口5与一次助燃空气流道相连通，一次助燃空气流道与混合器下端环周开置的一次助燃空气入口相连通，且所述的一次助燃空气入口低于混合器内高压燃料喷枪15的出口；对应所述的一次助燃空气进口5设置有一次助燃空气调节挡板8，当关小一次助燃空气调节挡板8时，进入混合器10的回流烟气量相应增加；当开大一次助燃空气调节挡板8时，进入混合器10的回流烟气量相应较少，从而实现烟气回流量可控的目的；回流烟气进入混合器10与一次助燃空气在混合器内部均匀混合，混合物中氧气浓度降低，混合物在混合器10出口处开始燃烧，由于较低的氧分压，火焰区燃烧的温度得到进一步降低， 燃烧产生的烟气NOX生成进一步降低；所述混合器10与所述内筒体3之间具有的间隙、所述混合器10与所述内部耐火砖1之间具有的间隙形成二次助燃空气流道12；所述的二次助燃空气进口16与所述的二次助燃空气流道12相连通；对应所述的二次助燃空气进口16设置有用以调节二次助燃空气流量的二次助燃空气调节挡板6，二次助燃空气在内部耐火砖形成的燃烧火道中参与混合气的燃烧，通过二次助燃空气调节挡板控制燃烧器的过剩空气量。
负压区的形成依靠两个因素，一是高速喷射的瓦斯流的引射作用，在混合器底部入口处形成一定的抽力，二是燃料燃烧，温度迅速升高，单位体积的气体密度变小，气流上升，下部生成负压。负压形成后，需要周围气体对负压区进行填充，因此吸引炉内烟气进入负压区，由此形成烟气自回流。
Claims (2)
1.一种低NOX烟气自回流燃烧器，所述的燃烧器具有燃烧器筒体和设置在燃烧器筒体上部的耐火砖；所述的耐火砖为双层结构，即所述的耐火砖包括有同轴设置的内部耐火砖（1）和外部耐火砖（2）；所述的燃烧器筒体为双层结构的筒体；所述的燃烧器筒体包括有同轴设置的外筒体（3）和内筒体（4）；所述内筒体（4）的中心空腔内设置有混合器（10），且所述混合器（10）的出口位于内部耐火砖形成的燃烧火道内；其特征在于：所述的内部耐火砖（1）与外部耐火砖（2）之间具有间隙；所述外筒体（3）与内筒体（4）之间具有间隙；所述外筒体（3）和内筒体（4）之间的所述间隙与内部耐火砖（1）和外部耐火砖（2）之间的间隙连通共同构成回流烟气流道（13）；所述的回流烟气流道（13）与所述混合器（10）的底部相连通；设置有一次助燃空气流道，所述的一次助燃空气流道与混合器下端环周开置的一次助燃空气入口连通，且所述的一次助燃空气入口低于混合器内引射高压燃料喷枪（15）的出口；设置有与一次助燃空气流道相连通的一次助燃空气进口（5），并设置有用以调节一次助燃空气流量的一次助燃空气调节挡板（8）；所述的混合器（10）与所述的内筒体（4）之间、混合器（10）与所述内部耐火砖（1）之间具有的间隙形成二次助燃空气流道（12）；设置有与二次助燃空气流道（12）相连通的二次助燃空气进口（16），并设置用以调节二次助燃空气流量的二次助燃空气调节挡板（6）。
2.如权利要求1所述的一种低NOX烟气自回流燃烧器，其特征在于：所述的混合器（10）为一个或多个。
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