CN205155958U - 一种适用各种低热值/低压力燃气的低NOx燃烧器 - Google Patents

Abstract

一种适用各种低热值/低压力燃气的低NOx燃烧器，要解决进一步降低燃烧器NOx排放的技术问题，属工业燃烧器技术领域。其特征在于；中心风管、内管、外管、外套管、喉口由里向外依次同轴设置；中心风管与内管之间为第一助燃空气通道，其上端部与第一旋流器固定相接；内管与外管之间的燃气通道，上端部置有多个向里中心燃气喷嘴和多个向外燃气喷嘴，呈圆环状均布配置；外管与外套管之间为第二助燃空气通道，其端部与第二旋流器固定相接；外套管与喉口之间为第三助燃空气通道。本实用新型的浓淡燃烧方法结合了分级燃烧方式，能使火焰相对稳定，提高了浓燃烧的强度，形成了极强的还原氛围抑制了NOx产生，适合各种低热值/低压力燃气的燃烧器使用。

Description

一种适用各种低热值/低压力燃气的低NOx燃烧器

技术领域

本实用新型涉及工业尾气、废气燃烧技术,尤其涉及燃烧低热值/低供气压力的工业尾气、废气的锅炉、加热炉，属于工业燃气燃烧器燃烧技术领域。

背景技术

随着国家节能减排政策的进一步深入，以及人们对于NOx形成及其危害的认识，对于减少NOx的排放，已经到了刻不容缓的地步，涉及到的领域已经不仅仅局限在北方供暖、工业锅炉、动力锅炉的脱硝，更是把降低NOx排放的要求对准了工业废气、工业副产气等。而这些工业废气一般都存在着供气压力低、热值低、含氮量高等特点。在燃烧这些工业废气时，产生的NOx不仅仅是热力型（NOx产生取决于温度高低），而且还涉及到燃料型NOx（NOx产生取决于燃料中的含N量），所以，在降低NOx排放技术上，燃烧这些工业废气的燃烧器跟传统的燃烧天然气燃烧器有着较大的区别。燃用此类工业废气时，由于其热值较低，一般低于4000Kcal/Nm³，火焰的峰值温度多在1500度以下，本身热力型NOx所占的比例较少，有些废气如高炉煤气和炭黑尾气热值仅700Kcal/Nm³，燃烧温度小于1200度；而废气中由于含有这一定比例的氮的化合物，在较低温度下，极容易与氧气结合生成NOx，即燃料型NOx。在国内对于降低这类燃烧器的NOx排放技术研究较少，国际上也鲜有报道。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术中存在的缺陷，提供一种适用各种低热值/低压力燃气的低NOx燃烧器，进一步降低燃烧低热值/低供气压力工业燃气燃烧器的NOx排放。

为了达到上述目的，采用的技术方案是：一种适用各种低热值/低压力燃气的低NOx燃烧器，包括中心风管、燃气通道、助燃空气通道、喉口、旋流器和燃气喷嘴，其特征在于；所述中心风管、内管、外管、外套管、喉口呈圆环状，由里向外依次同轴设置；所述中心风管与所述内管之间为第一助燃空气通道，其上端部与第一旋流器固定相接；所述内管与所述外管之间为燃气通道，所述燃气通道的上端部置有多个中心燃气喷嘴和向外燃气喷嘴，呈圆环状均布配置；所述外管与所述外套管之间为第二助燃空气通道，其端部与第二旋流器固定相接；所述外套管与所述喉口之间为第三助燃空气通道。

所述中心燃气喷嘴燃气喷射方向向中心轴线倾斜，喷出的燃气量为总燃气量的10～25%。

所述向外燃气喷嘴置于所述中心燃气喷嘴的外侧，以不同半径配置1～3圈，至少均布配置1圈，喷射方向偏离中心轴线向外倾斜。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的浓淡燃烧方法结合了分级燃烧方式，使火焰相对稳定，提高了浓燃烧的强度，形成了极强的还原氛围；并且浓燃烧区域和淡燃烧区域分级又相互联系，淡燃烧产生的烟气回流至浓燃烧区域，在还原氛围下抑制了NOx产生。即在浓燃烧区（富氧区），主要是中心燃气喷嘴喷射的燃料和第一助燃空气通道助燃空气混合的火焰中心区域配置有较多的燃料而缺氧，并且严重缺氧，这样就能产生大量的还原性气氛和还原性物质，如CO，HCN等，抑制燃料型NOx的产生。本实用新型适合使用各种低热值/低压力燃气的燃烧器。

附图说明

图1是本实用新型工业燃气低NOx的燃烧器纵向剖视结构示意图；

图2是图1的A向结构示意图。

图中，1—中心风；2—第一助燃空气通道；3—燃气通道；4—第二助燃空气通道；5—第三助燃空气通道；6—中心燃气喷嘴；7—向外燃气喷嘴；8—第一旋流器；9—喉口；10—第二旋流器；11—内管；12—外管；13—中心风管；14—外套管。

具体实施方式

以下结合附图说明对本实用新型的实施例作进一步描述，其目的是为了使本领域技术人员能理解和实施本实用新型，并不是用于限制本实用新型。应当理解，本实用新型的保护范围以权利要求书为准，凡是采用与本实用新型的相似结构或等同替代，均应列入本实用新型的保护范围。以下顿号均表示和的关系。

图1是本实用新型工业燃气低NOx的燃烧器纵向剖视结构示意图；图2是图1的A向结构示意图。由图1和图2所示可见，本实用新型一种适用各种低热值/低压力燃气的低NOx燃烧器，包括中心风管13、燃气通道3、助燃空气通道、喉口9、旋流器和燃气喷嘴，其特征在于；所述中心风管13、内管11、外管12、外套管14、喉口9呈圆环状，由里向外依次同轴设置；所述中心风管13与所述内管11之间为第一助燃空气通道2，其上端部与第一旋流器8固定相接；所述内管11与外管12之间为燃气通道3，燃气通道3的上端部置有多个中心燃气喷嘴6和多个向外燃气喷嘴7，呈圆环状均布配置；所述外管12与所述外套管14之间为第二助燃空气通道4，其上端部与第二旋流器10固定相接；所述外套管14外侧和所述喉口9之间为第三助燃空气通道5，经第三助燃空气通道5的第三助燃空气是直流风。

所述中心燃气喷嘴6喷射方向向中心轴线倾斜（α/2角，30°＜α＜90°），喷出的燃气量为总燃气量的10～25%；由图1可知，所述第一助燃空气通道2助燃空气，在内管11内经过第一旋流器8后作为旋转风流出，与由所述中心燃气喷嘴6喷出的燃气进行对冲混合。由于该处燃气量多，第一助燃空气（占总空气量的3～11%）相对极少，燃气不完全燃烧，即缺氧燃烧，故而形成了较强的还原氛围；此外，由于此处第一助燃空气的流速较低，故而能形成相对负压，吸引外面的烟气回流到此还原性氛围下燃烧，从而降低了NOx排放。

所述向外燃气喷嘴7置于所述中心燃气喷嘴6的外侧，至少均布配置1圈，根据功率大小可以按不同半径均布配置1～3圈。所述向外燃气喷嘴7喷出的燃气朝外喷射，喷射方向偏离中心轴线向外倾斜（β/2角，90°＜β＜160°）。第二助燃空气通道4内的助燃空气经第二旋流器10后旋转流出，与所述向外燃气喷嘴7喷出的燃气进行对冲混合。经第三助燃空气通道5第三助燃空气是直流风。由于第二助燃空气4和第三助燃空气5相对富足，助燃的同时也起到了冷却效果，形成了淡燃烧，降低了火焰温度。与来自第二旋流器10的第二助燃空气4的旋转风进行对冲混合。此外，根据燃烧室大小的需要，可以调整第二助燃空气4和第三助燃空气5之间的比例。即能改变直流风和旋流风的强度，从而能调整火焰的长度和直径。

本实用新型针对热力型NOx，采用分级燃烧方法，即将燃料和空气都分成三级以上输配，中心燃料在内部多个中心燃气喷嘴朝内喷射，其余二三级燃料通过多个向外燃气喷嘴朝外喷射，第一助燃空气2在中心区域以旋流形式输送，第二助燃空气4在燃料枪外以旋流风输配，第三助燃空气5在旋流风外以直流风形式输配。这样能使火焰相对稳定，火焰出现峰值温度高的区域相对减少；针对燃料型NOx，以浓淡燃烧的方法来降低燃料型NOx，在浓燃烧区（富氧区），主要是中心燃料和第一助燃空气2混合的火焰中心区域配置较多的燃料而缺氧，并且严重缺氧，这样就能产生大量的还原性气氛和物质，如CO，HCN等，这些还原性物质能抑制燃料型NOx的产生。

Claims (3)

1.一种适用各种低热值/低压力燃气的低NOx燃烧器，包括中心风管、燃气通道、助燃空气通道、喉口、旋流器和燃气喷嘴，其特征在于；所述中心风管、内管、外管、外套管、喉口呈圆环状，由里向外依次同轴设置；所述中心风管与所述内管之间为第一助燃空气通道，其上端部与第一旋流器固定相接；所述内管与所述外管之间为燃气通道，所述燃气通道的上端部置有多个中心燃气喷嘴和多个向外燃气喷嘴，呈圆环状均布配置；所述外管与所述外套管之间为第二助燃空气通道，其端部与第二旋流器固定相接；所述外套管与所述喉口之间为第三助燃空气通道。

2.根据权利要求1所述的一种适用各种低热值/低压力燃气的低NOx燃烧器，其特征在于；所述中心燃气喷嘴燃气喷射方向向中心轴线倾斜，喷出的燃气量为总燃气量的10～25%。

3.根据权利要求1所述的一种适用各种低热值/低压力燃气的低NOx燃烧器，其特征在于；所述向外燃气喷嘴置于所述中心燃气喷嘴的外侧，以不同半径配置1～3圈，至少均布配置1圈，喷射方向偏离中心轴线向外倾斜。