CN204345621U - 天然气陶瓷窑炉节能燃烧系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种天然气陶瓷窑炉节能燃烧系统，其包括炉体、分别位于炉体上部和下部的多个上排枪以及多个下排枪、空气输送管、天然气输送管、氧气输送管、排气口。该系统还包括与排气口连接的一级换热器和二级换热器，空气输送管所提供的空气和天然气输送管所提供的天然气分别通过一级换热器和二级换热器进行预热。经过第一换热器的空气和经过第二换热器的第一部分天然气进入第一混合器进行混合产生第一可燃混合物，该第一可燃混合物随后被多个下排枪被喷入炉体进行燃烧。来自氧气输送管的氧气和经过第二换热器的第二部分天然气进入第二混合器进行混合产生第二可燃混合物，该第二可燃混合物随后被多个上排枪被喷入炉体进行燃烧。

Description

天然气陶瓷窑炉节能燃烧系统

技术领域

本实用新型涉及一种窑炉燃烧系统，特别涉及一种陶瓷窑炉燃烧系统。

背景技术

我国陶瓷产量在世界上遥遥领先，但总体上存在产品档次低、能耗高、资源消耗大、综合利用率低、生产效率低等问题，陶瓷工业已成为我国各行业中的“耗能大户”之一。现有的陶瓷窑炉不仅能源效率低，还由于废气余热高而造成严重的环境污染，加剧了地球的“温室效应”。因此，节能减排已经是摆在陶瓷行业面前的一项刻不容缓的重要任务。

中国专利申请号为201010520892.X的专利申请公开一种节能环保陶瓷窑，其包括窑体，窑体内为窑炉，窑体前、后两端宽度方向渐窄且高度降低，窑体顶部呈半圆形，窑体两侧壁设有对称分布的投柴孔和多个窑门，窑体两侧设有工作台，窑体后端向下倾斜，倾斜端设有预热炉，预热炉尾部下方设有尘灰池，预热炉尾部设有窑炉进火道，窑体两侧壁上设有温度调节孔，窑体前端连接烟囱，烟囱底部设有温度控制门。该陶瓷窑的缺点在于燃烧余热利用率较低，不利于节能环保。

中国专利申请号为200710127084.5的专利申请公开一种用于陶瓷产品的隧道窑，其包括两个相对的侧壁，用于在隧道窑内部支撑和进给瓷砖层的水平的辊式输送机，以及沿着所述两个侧壁排列并朝向相对壁设置的第一系列燃烧器和第二系列燃烧器，第一系列燃烧器的每个燃烧器仅设有产生轴向火焰的喷嘴，以加热隧道窑的中心区，而第二系列燃烧器的每个燃烧器设有至少一个径向火焰喷嘴，以加热邻近隧道窑侧壁的区域，第一和第二系列燃烧器的每一个燃烧器连接到可燃气体的共同管道，并且分别连接到助燃物的第一管道和第二管道。该陶瓷产品的隧道窑同样没有利用燃烧余热。

因此，提供一种高热效率和高热能利用率的陶瓷窑炉已经成为业内急需解决的问题。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种天然气陶瓷窑炉节能燃烧系统，其能够充分利用烟气余热、提高燃烧效率。

根据本实用新型的方案，提供一种天然气陶瓷窑炉节能燃烧系统，包括炉体、位于炉体上部的至少五个上排枪、位于炉体下部的至少五个下排枪、用于经由下排枪向炉体内输送助燃空气的空气输送管、用于分别经由上排枪和下排枪向炉体内输送天然气的天然气输送管、与炉体的排气口相连用于将炉体内的烟气排出炉外的烟气管道。其中，天然气陶瓷窑炉节能燃烧系统还包括用于经由上排枪向炉体内输送助燃氧气的氧气输送管、以及间隔设置于烟气管道中的一级换热器和二级换热器，其中，来自空气输送管的空气通过一级换热器预热后经由下排枪输送至炉体内，来自天然气输送管的天然气通过二级换热器预热后分别经由上排枪和下排枪输送至炉体内。

优选地，进一步包括用于将来自一级换热器的预热空气与来自二级换热器的第一部分预热天然气混合后经由下排枪输送至炉体内的第一混合器。

优选地，进一步包括用于将来自氧气输送管的助燃氧气与来自二级换热器的第二部分预热天然气混合后经由上排枪输送至炉体内的第二混合器。

可选择地，一级换热器包括外壳、将外壳内部空间分隔为逆向平行的烟气流路和空气流路的中隔板、以及穿设在中隔板中的若干热管，其中，若干热管的蒸发端延伸于烟气流路中，若干热管的冷凝端延伸于空气流路中。

可选择地，二级换热器包括外壳、将外壳内部空间分隔为逆向平行的烟气流路和天然气流路的中隔板、以及穿设在中隔板中的若干热管，其中，若干热管的蒸发端延伸于烟气流路中，若干热管的冷凝端延伸于天然气流路中。

可选择地，一级换热器或二级换热器为表面式换热器。

优选地，第一混合器或第二混合器内设置用于加速气体混合的旋流风机。

优选地，每个上排枪和/或每个下排枪的喷射口处均设置旋流器，以加速燃料与助燃气体的混合，提高燃烧效率。

优选地，一级换热器和二级换热器的热管内的工质为氨或水。

可选择地，经过一级换热器预热的空气的温度设定为150～250℃，比如200℃左右。

可选择地，经过二级换热器预热的天然气的温度设定为100～150℃，比如120℃左右。

可选择地，天然气陶瓷窑炉节能系统排出的烟气的温度一般为400～500℃，比如450℃左右。

可选择地，通过第二排气管道从一级换热器进入二级换热器的烟气温度可以设定为150～200℃，比如180℃左右。

可选择地，从二级换热器排出的烟气温度可以设定为120～160℃，比如150℃左右。

本实用新型的有益效果是：(1)、该系统采用二级换热，充分利用了烟气的余热；(2)、该系统在一侧直接采用氧气作为助燃剂，使得燃烧效率更高；(3)、该系统的能源利用率以及热能利用率得以提高。

附图说明

图1为本实用新型的天然气陶瓷窑炉节能燃烧系统的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细的描述说明。

本实用新型的天然气陶瓷窑炉节能燃烧系统，如图1所示，其包括炉体100。五个上排枪130和五个下排枪140分别位于炉体的上部和下部，以用于将可燃混合物喷入炉体中进行燃烧。其中，每个上排枪130和每个下排枪140的喷射口处均设置旋流器(图未示)。

一级换热器110通过第一排气管道160与炉体排气口150连接，二级换热器120通过第二排气管道170与一级换热器110连接。来自空气输送管220的空气用于助燃，最初的空气温度为室温，比如20℃。来自天然气输送管230的天然气用于燃烧，最初的天然气温度为室温，比如20℃。来自氧气输送管210的氧气用于富氧燃烧。

排气口150位于炉体100靠近一级换热器110的一侧，并且通过第一排气管道160连接至一级换热器110，如上所述。从排气口150排出具有高温的废气，该温度一般约为450℃左右。由于废气的高温度随后用于在一级换热器110和二级换热器120处与室温下的空气和天然气热交换，因此提高了系统的余热利用率。

来自空气输送管220的空气首先进入一级换热器110，经过与从炉体排出的废气的换热而达到200℃左右，随后进入第一混合器310。经过与空气在换热器110处的换热，通过第二排气管道170排出到二级换热器120的废气的温度降为180℃左右。在二级换热器120处与废气换热之后的天然气达到150℃左右的温度。第一部分天然气经过第一支管410随后进入第一混合器310，第二部分天然气经过第二支管420进入第二混合器320。在第一混合器310处，经过换热的空气与第一部分天然气混合形成第一可燃混合物。第一可燃混合物通过下排枪140被喷入炉体100中用于燃烧。由于经过换热器之后具有一定温度，因此第一可燃混合物的燃烧温度更高，燃烧更完全，热效率更高。

来自氧气输送管210的氧气进入第二混合器320，与来自第二支管420的第二部分天然气混合形成第二可燃混合物。第二可燃混合物通过上排枪130被喷入炉体100以用于富氧燃烧。由于助燃氧气的浓度更高并且燃烧温度提高，因此第二可燃混合物的燃烧更充分并且因此热效率更高。

其中，一级换热器110包括外壳、将外壳内部空间分隔为逆向平行的烟气流路和空气流路的中隔板、以及穿设在中隔板中的若干热管(图未示)，其中，若干热管的蒸发端延伸于烟气流路中，若干热管的冷凝端延伸于空气流路中，一级换热器的热管内的工质为水。

其中，二级换热器120包括外壳、将外壳内部空间分隔为逆向平行的烟气流路和天然气流路的中隔板、以及穿设在中隔板中的若干热管(图未示)，其中，若干热管的蒸发端延伸于烟气流路中，若干热管的冷凝端延伸于天然气流路中，二级换热器的热管内的工质为氨。

作为一种可替代方案，一级换热器110和二级换热器120可以为表面式换热器，即，温度不同的两种流体在被壁面分开的空间里流动，通过壁面的导热和流体在壁表面对流，两种流体之间进行换热。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例，应当理解，本领域普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型构思在现有技术基础上通过逻辑分析、推理或者根据有限的实验可以得到的技术方案，均应该在由本权利要求书所确定的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种天然气陶瓷窑炉节能燃烧系统，包括炉体、位于炉体上部的至少五个上排枪、位于炉体下部的至少五个下排枪、用于经由所述下排枪向所述炉体内输送助燃空气的空气输送管、用于分别经由所述上排枪和所述下排枪向所述炉体内输送天然气的天然气输送管、与所述炉体的排气口相连用于将所述炉体内的烟气排出炉外的烟气管道，其特征在于，所述天然气陶瓷窑炉节能燃烧系统还包括用于经由所述上排枪向所述炉体内输送助燃氧气的氧气输送管、以及间隔设置于所述烟气管道中的一级换热器和二级换热器，其中，来自所述空气输送管的空气通过所述一级换热器预热后经由所述下排枪输送至所述炉体内，来自所述天然气输送管的天然气通过所述二级换热器预热后分别经由所述上排枪和所述下排枪输送至所述炉体内。

2.根据权利要求1所述的天然气陶瓷窑炉节能燃烧系统，其特征在于，进一步包括用于将来自所述一级换热器的预热空气与来自所述二级换热器的第一部分预热天然气混合后经由所述下排枪输送至所述炉体内的第一混合器。

3.根据权利要求2所述的天然气陶瓷窑炉节能燃烧系统，其特征在于，进一步包括用于将来自所述氧气输送管的助燃氧气与来自所述二级换热器的第二部分预热天然气混合后经由所述上排枪输送至所述炉体内的第二混合器。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的天然气陶瓷窑炉节能燃烧系统，其特征在于，所述一级换热器包括外壳、将所述外壳内部空间分隔为逆向平行的烟气流路和空气流路的中隔板、以及穿设在所述中隔板中的若干热管，其中，所述若干热管的蒸发端延伸于所述烟气流路中，所述若干热管的冷凝端延伸于所述空气流路中。

5.根据权利要求1～3中任一项所述的天然气陶瓷窑炉节能燃烧系 统，其特征在于，所述二级换热器包括外壳、将所述外壳内部空间分隔为逆向平行的烟气流路和天然气流路的中隔板、以及穿设在所述中隔板中的若干热管，其中，所述若干热管的蒸发端延伸于所述烟气流路中，所述若干热管的冷凝端延伸于所述天然气流路中。

6.根据权利要求1～3中任一项所述的天然气陶瓷窑炉节能燃烧系统，其特征在于，所述一级换热器或二级换热器为表面式换热器。

7.根据权利要求3所述的天然气陶瓷窑炉节能燃烧系统，其特征在于，所述第一混合器或所述第二混合器内设置用于加速气体混合的旋流风机。

8.根据权利要求1～3中任一项所述的天然气陶瓷窑炉节能燃烧系统，其特征在于，每个所述上排枪和下排枪的喷射口处均设置旋流器。