CN205782915U - 烟气自呼吸式多流股全氧烧嘴 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种烟气自呼吸式多流股全氧烧嘴，包括烧嘴砖、烧嘴壳体、氧气通道、燃气通道、烟气回吸通道、喷口机构；烧嘴壳体与烧嘴砖紧固连接；氧气通道、燃气通道均经过烧嘴壳体延伸入烧嘴砖内部；烟气回吸通道、喷口机构在烧嘴砖内分别与燃气通道、氧气通道相互连通。本实用新型通过巧妙设计的两级烟气回吸通道，使烟气回吸到烧嘴砖内，与燃气和氧气在烧嘴砖内充分混合后再到炉膛内混合燃烧，该烧嘴结构能大幅度稀释燃烧区域氧浓度，降低燃烧区域的局部高温，减少NOx的生成，提高烧嘴的使用寿命，实现高热值燃气的全氧高效稳定燃烧。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种烟气自呼吸式多流股全氧烧嘴，主要用于各类气体燃气的清洁燃烧领域。
背景技术
全氧燃烧可显著减少烟气生成量，节约能源，有利于减少和控制CO2的排放，全氧燃烧可广泛应用于钢铁与有色金属冶炼、玻璃制造、垃圾焚烧等行业的加热炉，但一直以来除有色冶炼和玻璃行业需要较高熔化温度的少量加热炉外，其余普通加热炉基本没有采用全氧燃烧技术，主要原因是全氧燃烧的高温火焰若处理不好容易造成炉内温度不均匀，导致物料局部烧损或烧嘴局部破坏，因此必须解决好全氧燃烧的局部高温问题才能进行全氧燃烧的进一步推广。
实用新型内容
针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种烟气自呼吸式多流股全氧烧嘴。本实用新型能够有效解决全氧燃烧易产生局部高温的缺陷，可以实现高热值燃气的全氧高效稳定燃烧。
根据本实用新型提供的一种烟气自呼吸式多流股全氧烧嘴，包括烧嘴砖、烧嘴壳体、氧气通道、燃气通道、烟气回吸通道、喷口机构；
烧嘴壳体与烧嘴砖紧固连接；
氧气通道、燃气通道均经过烧嘴壳体延伸入烧嘴砖内部；
烟气回吸通道、喷口机构、氧气通道在烧嘴砖内相互连通；
烟气回吸通道、喷口机构、燃气通道在烧嘴砖内相互连通。
优选地，喷口机构包括燃气多流股喷口组、氧气多流股喷口组；
燃气多流股喷口组包括多个燃气流股喷口；氧气多流股喷口组包括多个氧气流股喷口；
燃气通道的前端连接燃气多流股喷口组；氧气通道的前端连接氧气多流股喷口组。
优选地，氧气流股喷口和燃气流股喷口在圆周方向上交错布置；其中：
-氧气流股喷口和燃气流股喷口在同一圆周上；或者
-氧气流股喷口和燃气流股喷口分别在同心但直径不同的两个圆周上。
优选地，燃气流股喷口和氧气流股喷口均采用拉瓦尔管结构，拉瓦尔管结构的收缩段和扩张段的流通面积比在1:1.2-1:5之间；燃气流股喷口的数量为3-20个，氧气流股喷口的数量为3-20个。
优选地，烟气回吸通道包括第一烟气回吸通道、第二烟气回吸通道；
第一烟气回吸通道通过第一开孔连通燃气流股喷口；
第二烟气回吸通道通过第二开孔连通氧气流股喷口。
优选地，第一开孔的轴向垂直于第一烟气回吸通道的轴向，且第一开孔连接燃气流股喷口的收缩段；第二开孔的轴向垂直于第二烟气回吸通道的轴向，且第二开孔连接氧气流股喷口的收缩段。
优选地，第一烟气回吸通道位于烧嘴砖的中心，形成中心回吸通道；第二烟气回吸通道的横截面为环形，形成环形回吸通道。
优选地，燃气流股喷口中心线与烧嘴砖中心线的夹角为0～±45°之间，氧气流股喷口的中心线与烧嘴砖中心线的夹角为0～±30°之间。
优选地，烧嘴壳体通过压板安装于烧嘴砖；压板与烧嘴砖之间填充耐火纤维绳。
烧嘴砖与炉墙紧固安装。
与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：
本实用新型通过巧妙设计的两级烟气回吸通道，使烟气回吸到烧嘴砖内，与燃气和氧气在烧嘴砖内充分混合后再到炉膛内混合燃烧，本实用新型能大幅度稀释燃烧区域氧浓度，降低燃烧区域的局部高温，减少NOx的生成，提高烧嘴的使用寿命，可有效解决全氧燃烧的局部高温缺陷，实现高热值燃气的全氧高效稳定燃烧。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本实用新型提供的烟气自呼吸式多流股全氧烧嘴烧嘴的主视图，
图2为本实用新型提供的烟气自呼吸式多流股全氧烧嘴烧嘴的侧视图。
图中：
1-烧嘴安装板
2-烧嘴砖
3-烧嘴壳体
4-炉墙
5-燃气进口
6-燃气通道
7-燃气多流股喷口组
8-燃气喷口
9-中心回吸通道
10-第一开孔
11-氧气进口
12-第一氧气通道
13-第二氧气通道
15-氧气多流股喷口组
16-氧气喷口
17-环形回吸通道
18-第二开孔
19-压板
20-耐火纤维绳
具体实施方式
下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。
根据本实用新型提供的一种烟气自呼吸式多流股全氧烧嘴，包括烧嘴砖、烧嘴壳体、氧气通道、燃气通道、烟气回吸通道、喷口机构；烧嘴壳体与烧嘴砖紧固连接；氧气通道、燃气通道均经过烧嘴壳体延伸入烧嘴砖内部；烟气回吸通道、喷口机构、氧气通道在烧嘴砖内相互连通；烟气回吸通道、喷口机构、燃气通道在烧嘴砖内相互连通。
喷口机构包括燃气多流股喷口组、氧气多流股喷口组；燃气多流股喷口组包括多个燃气流股喷口；氧气多流股喷口组包括多个氧气流股喷口；燃气通道的前端连接燃气多流股喷口组；氧气通道的前端连接氧气多流股喷口组。氧气流股喷口和燃气流股喷口在圆周方向上交错布置；其中：-氧气流股喷口和燃气流股喷口在同一圆周上；或者-氧气流股喷口和燃气流股喷口分别在同心但直径不同的两个圆周上。
燃气流股喷口和氧气流股喷口均采用拉瓦尔管结构，拉瓦尔管结构的收缩段和扩张段的流通面积比在1:1.2-1:5之间；燃气流股喷口的数量为3-20个，氧气流股喷口的数量为3-20个。烟气回吸通道包括第一烟气回吸通道、第二烟气回吸通道；第一烟气回吸通道通过第一开孔连通燃气流股喷口；第二烟气回吸通道通过第二开孔连通氧气流股喷口。
第一开孔的轴向垂直于第一烟气回吸通道的轴向，且第一开孔连接燃气流股喷口的收缩段；第二开孔的轴向垂直于第二烟气回吸通道的轴向，且第二开孔连接氧气流股喷口的收缩段。第一烟气回吸通道位于烧嘴砖的中心，形成中心回吸通道；第二烟气回吸通道的横截面为环形，形成环形回吸通道。燃气流股喷口中心线与烧嘴砖中心线的夹角为0～±45°之间，氧气流股喷口的中心线与烧嘴砖中心线的夹角为0～±30°之间。烧嘴壳体通过压板安装于烧嘴砖；压板与烧嘴砖之间填充耐火纤维绳。
更为具体地，如图1和图2所示，本实用新型提供一种烟气自呼吸式多流股全氧烧嘴，包括烧嘴安装板1，烧嘴安装板1前设置有烧嘴砖2，烧嘴安装板1后设置有烧嘴壳体3，烧嘴安装板1与炉墙4固定安装；燃气通过燃气进口5经过燃气通道6后进入狭小的燃气多流股喷口组7，燃气流速加快，高速的燃气卷吸炉内高温烟气回流，回流的烟气通过中心回吸通道9进入烧嘴砖2经由多个垂直于中心回吸通道9的第一开孔10进入燃气通道，与燃气充分混合后从燃气喷口8高速喷出。
氧气通过氧气进口11经过第一氧气通道12和第二氧气通道13后进入狭小的氧气多流股喷口组15，氧气流速加快，高速的氧气卷吸炉内高温烟气回流，回流的烟气通过环形回吸通道17进入烧嘴砖2经由多个垂直于环形回吸通道17的第二开孔18进入氧气通道，与氧气充分混合后从氧气喷口16高速喷出；燃气通道和氧气通道之间通过压板19压紧于烧嘴砖2上，压板19和烧嘴砖2之间填充耐火纤维绳20，保证燃气和氧气在通过烧嘴砖2喷出前互相不会串气，确保安全。
进一步，烧嘴砖2的燃气通道和氧气通道各主要由3-20个流股喷口组成，每个流股可以是圆形喷口或异形喷口；燃气通道中的流股喷口称为燃气流股喷口，氧气通道中的流股喷口称为氧气流股喷口。
进一步，氧气流股喷口和燃气流股喷口可以在同一圆周上，也可以在同心但直径不同的两个圆周上，氧气流股和燃气流股在圆周方向上交错布置。
进一步，每个燃气流股和氧气流股均采用收缩-扩张的拉瓦尔管结构，拉瓦尔管结构的收缩段和扩张段的流通面积比在1:1.2-1:5之间。
进一步，烧嘴砖2中心的中心回吸通道构成烟气回吸通道，回吸的烟气通过多个垂直于回吸通道的小孔进入燃气通道的收缩段。
进一步，烧嘴砖2前端切除一环形段，烧嘴安装在墙上时与墙体之间形成环形通道，为烟气回吸通道，回吸的烟气通过多个垂直于回吸通道的小孔进入氧气通道的收缩段。
进一步，燃气喷口8中心线与烧嘴砖2中心线的夹角为0～±45°之间，氧气喷口16的中心线与烧嘴砖2中心线的夹角为0～±30°之间。
采用了以上所述烟气自呼吸式多流股全氧烧嘴，可使烟气回流率达到10％-300％，大幅度稀释燃烧区域氧浓度，降低燃烧区域的局部高温，减少NOx的生成，提高烧嘴的使用寿命。
以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (8)
1.一种烟气自呼吸式多流股全氧烧嘴，其特征在于，包括烧嘴砖、烧嘴壳体、氧气通道、燃气通道、烟气回吸通道、喷口机构；
烧嘴壳体与烧嘴砖紧固连接；
氧气通道、燃气通道均经过烧嘴壳体延伸入烧嘴砖内部；
烟气回吸通道、喷口机构、氧气通道在烧嘴砖内相互连通；
烟气回吸通道、喷口机构、燃气通道在烧嘴砖内相互连通。
2.根据权利要求1所述的烟气自呼吸式多流股全氧烧嘴，其特征在于，喷口机构包括燃气多流股喷口组、氧气多流股喷口组；
燃气多流股喷口组包括多个燃气流股喷口；氧气多流股喷口组包括多个氧气流股喷口；
燃气通道的前端连接燃气多流股喷口组；氧气通道的前端连接氧气多流股喷口组。
3.根据权利要求2所述的烟气自呼吸式多流股全氧烧嘴，其特征在于，氧气流股喷口和燃气流股喷口在圆周方向上交错布置；其中：
-氧气流股喷口和燃气流股喷口在同一圆周上；或者
-氧气流股喷口和燃气流股喷口分别在同心但直径不同的两个圆周上。
4.根据权利要求2所述的烟气自呼吸式多流股全氧烧嘴，其特征在于，燃气流股喷口和氧气流股喷口均采用拉瓦尔管结构，拉瓦尔管结构的收缩段和扩张段的流通面积比在1:1.2-1:5之间；燃气流股喷口的数量为3-20个，氧气流股喷口的数量为3-20个。
5.根据权利要求1所述的烟气自呼吸式多流股全氧烧嘴，其特征在于，烟气回吸通道包括第一烟气回吸通道、第二烟气回吸通道；
第一烟气回吸通道通过第一开孔连通燃气流股喷口；
第二烟气回吸通道通过第二开孔连通氧气流股喷口。
6.根据权利要求5所述的烟气自呼吸式多流股全氧烧嘴，其特征在于，第一开孔的轴向垂直于第一烟气回吸通道的轴向，且第一开孔连接燃气流股喷口的收缩段；第二开孔的轴向垂直于第二烟气回吸通道的轴向，且第二开孔连接氧气流股喷口的收缩段。
7.根据权利要求5所述的烟气自呼吸式多流股全氧烧嘴，其特征在于，第一烟气回吸通道位于烧嘴砖的中心，形成中心回吸通道；第二烟气回吸通道的横截面为环形，形成环形回吸通道。
8.根据权利要求2所述的烟气自呼吸式多流股全氧烧嘴，其特征在于，燃气流股喷口中心线与烧嘴砖中心线的夹角为0～±45°之间，氧气流股喷口的中心线与烧嘴砖中心线的夹角为0～±30°之间。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN109175339A (zh) * | 2018-10-17 | 2019-01-11 | 东北大学 | 一种双助燃通道烟气内循环式钢包烘烤器 |
| CZ308978B6 (cs) * | 2020-12-22 | 2021-10-27 | Vysoké Učení Technické V Brně | Hořáková tvarovka s vnitřní recirkulací spalin |
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| CN109175339B (zh) * | 2018-10-17 | 2020-04-14 | 东北大学 | 一种双助燃通道烟气内循环式钢包烘烤器 |
| CZ308978B6 (cs) * | 2020-12-22 | 2021-10-27 | Vysoké Učení Technické V Brně | Hořáková tvarovka s vnitřní recirkulací spalin |
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