CN204063038U - 低nox烟气自回流燃烧器 - Google Patents

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马晓阳
王瑞星
蒋松
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洛阳瑞昌石油化工设备有限公司
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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。提出的低NOX烟气自回流燃烧器,外筒体(3)与内筒体(4)之间、内部耐火砖(1)与外部耐火砖(2)之间的间隙共同构成回流烟气流道(14),回流烟气流道(14)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(16)的出口;设置有调节一次助燃空气流量的一次助燃空气调节挡板(8);燃烧器设置有若干燃料喷枪(12),燃料喷枪(12)具有对应内部耐火砖设置的燃料喷头Ⅰ(18)和对应炉膛设置的燃料喷头Ⅱ(19)。本实用新型燃烧进一步降低了氮氧化物生成。

Description

低NOx烟气自回流燃烧器
技术领域
[0001] 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
[0002] 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。
[0003] 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
[0004] 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燃气回流,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。
[0005] 本实用新型完成其发明任务所采取的技术方案是:
[0006] 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弓I射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;所述的燃烧器设置有沿圆周布置的多个燃料喷枪,所述燃料喷枪的上部具有两个燃料喷头:燃料喷头I和燃料喷头II ;所述燃料喷头I对应内部耐火砖所形成的燃烧火道设置,与由混合器喷出的引射燃料、回流烟气和一次助燃空气的混合气、二次助燃空气在燃烧火道内共同燃烧;所述燃料喷头II对应燃烧器的炉膛设置,经燃烧火道燃烧后的混合烟气与经燃料喷头II喷出的燃料进行再次燃烧,用以降低火焰区温度,进一步降低NOx的生成。
[0007] 本实用新型提出的一种低NOx烟气自回流燃烧器,采用烟气自回流和燃料分级技术,使炉膛内的烟气通过回流烟气流道,在引射高压燃料喷枪的负压作用下进入混合器,并与进入到混合器的一次助燃空气混合,并与燃料喷枪的燃料喷头I所喷出的燃料所喷出的燃料在内部耐火砖中心空腔所形成的燃烧火道内燃烧;烟气在引射高压燃料喷枪的负压作用下被抽回燃烧器,不需要其它额外动能;一次助燃空气、烟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;燃烧后的混合烟气再与经燃料喷枪的燃料喷头II喷出的燃料在炉膛内进行再次燃烧,燃料喷枪的燃料喷头II可以降低火焰区温度,进一步降低NOx的生成;燃料喷枪所喷出的燃料分别在不同阶段参与燃烧,构成了燃料分级,延长了燃烧反应时间,降低了火焰区温度,降低了 NOx的生成;通过调节一次助燃空气调节挡板控制进入混合器内助燃空气的流量,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。
[0008] 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°C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
[0009] 图1是本实用新型的结构示意图。
[0010] 图中:1、内部耐火砖,2、外部耐火砖,3、外筒体,4、内筒体,5、二次助燃空气进口,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、燃料喷枪,13、二次助燃空气流道,14、回流烟气流道,15、长明灯,16、引射高压燃料喷枪,17、一次助燃空气进口,18、燃料喷头I,19、燃料喷头II。
具体实施方式
[0011] 结合附图,对本实用新型进一步加以说明:
[0012] 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I和外部耐火砖2 ;所述内部耐火砖I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的出口位于燃烧火道内;该实施例中所述的混合器10为一个;所述的内部耐火砖I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I和外部耐火砖2之间的间隙连通共同构成回流烟气流道14 ;所述的回流烟气流道14与所述混合器10的底部相连通;设置有助燃空气进口,所述的助燃空气进口内具有水平设置的隔板7,所述的隔板7将助燃空气进口分隔为上下设置的一次助燃空气进口 17和二次助燃空气进口 5 ;所述的一次助燃空气进口 17通过一次助燃空气流道与所述的混合器相连通,且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的出口 ;炉膛内的回流烟气在所述引射高压燃料喷枪16的负压作用下由所述的回流烟气流道被抽回混合器10内实现烟气的自回流;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;回流烟气与一次助燃空气以及所述引射高压燃料喷枪16所喷出的燃料在混合器内混合后喷入内部耐火砖的中心通道所形成的燃烧火道内进行燃烧;对应所述的一次助燃空气进口 17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,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10与所述的内筒体4之间、混合器10与所述的内部耐火砖2之间具有的间隙形成二次助燃空气流道13 ;所述的二次助燃空气进口 5与所述的二次助燃空气流道13相连通;对应所述的二次助燃空气进口 5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6,控制燃烧器的过剩空气量;所述的燃烧器设置有沿圆周布置的多个燃料喷枪12,所述燃料喷枪12的上部具有两个燃料喷头:燃料喷头I 18和燃料喷头II 19;所述燃料喷头I 19对应内部耐火砖所形成的燃烧火道设置,与由混合器喷出的引射燃料、回流烟气和一次助燃空气的混合气在燃烧火道内共同燃烧;所述燃料喷头II 19对应燃烧器的炉膛设置,经燃烧火道燃烧后的混合烟气与经燃料喷头II 19喷出的燃料进行再次燃烧,用以降低火焰区温度,进一步降低NOx的生成。

Claims (1)

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(I)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(I)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(I)和外部耐火砖(2 )之间的间隙连通共同构成回流烟气流道(14);所述的回流烟气流道(14)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(16)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(17),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(I)之间具有的间隙形成二次助燃空气流道(13);设置有与二次助燃空气流道(13)相连通的二次助燃空气进口(5),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);所述的燃烧器设置有沿圆周布置的多个燃料喷枪(12),所述燃料喷枪(12)的上部具有两个燃料喷头:燃料喷头I (18)和燃料喷头II (19);所述燃料喷头I(18)对应内部耐火砖所形成的燃烧火道设置;所述燃料喷头II (19)对应燃烧器的炉膛设置。
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Patentee before: Luoyang Ruichang Petrochemical Equipment Co., Ltd.

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