CN206648031U - 无焰喷氧低氮氧化物烧嘴 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了无焰喷氧低氮氧化物烧嘴，无焰喷氧低氮氧化物烧嘴包括：烧嘴砖，设置有一次燃烧室和二次风孔；壳体，固定在烧嘴砖上，壳体具有内腔，在内腔内设置有隔板，隔板将内腔分割为一次风集气腔和二次风集气腔，一次风集气腔与一次燃烧室连通，二次风集气腔与二次风孔连通；空气分级比例调节装置，设置在隔板上，空气分级比例调节装置能够调节一次风集气腔的入口开度和二次风集气腔的入口开度；燃气芯管，与一次燃烧室连通；氧气管，与二次风孔连通。无焰喷氧低氮氧化物烧嘴可通过调节一次风和二次风比例来改变燃烧方式，满足低温稳定燃烧和高温无焰燃烧方式。

Description

无焰喷氧低氮氧化物烧嘴

技术领域

本实用新型涉及燃烧器领域，具体是一种无焰喷氧低氮氧化物烧嘴。

背景技术

常规燃烧是以空气为助燃剂，有79％的不助燃氮气在燃烧过程中被加热，随之排放带走大量的热，造成能源浪费。同时会产生较高浓度的氮氧化物，造成环境污染。为此，采用富氧燃烧技术逐渐开始得到重视，特别是玻璃、钢铁、有色等高耗能行业，其主要目的是增加产量、降低燃耗，减少温室气体和氮氧化物(NOx)的排放。

目前，除全氧烧嘴外，在加热炉上采用的富氧燃烧多为管道富氧燃烧，助燃剂中的富氧浓度通常<30％。同时，由于所用烧嘴为传统燃烧器，会带来氧化烧损增加、局部高温影响炉体寿命等问题。而且现有的烧嘴以空气作为助燃剂时，无法选择燃烧方式。

实用新型内容

为了克服现有的烧嘴无法选择燃烧方式的不足，本实用新型提供了一种无焰喷氧低氮氧化物烧嘴，以达到可以选择燃烧方式的目的。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种无焰喷氧低氮氧化物烧嘴，无焰喷氧低氮氧化物烧嘴包括：烧嘴砖，设置有一次燃烧室和二次风孔；壳体，固定在烧嘴砖上，壳体具有内腔，在内腔内设置有隔板，隔板将内腔分割为一次风集气腔和二次风集气腔，一次风集气腔与一次燃烧室连通，二次风集气腔与二次风孔连通；空气分级比例调节装置，设置在隔板上，空气分级比例调节装置能够调节一次风集气腔的入口开度和二次风集气腔的入口开度；燃气芯管，与一次燃烧室连通；氧气管，与二次风孔连通。

进一步地，壳体含有筒形的主管体和进气口，主管体的一端与烧嘴砖的一侧表面密封连接，主管体的另一端封闭，主管体套设于燃气芯管和氧气管外，设置于主管体外的进气口与主管体的侧壁固定连接。

进一步地，主管体的轴线与烧嘴砖的一侧表面垂直，进气口的轴线与主管体的轴线垂直，隔板的延伸方向与主管体的轴线垂直，隔板的一端与主管体的内壁密封固定，隔板的另一端位于壳体的进气口内，空气分级比例调节装置设置在隔板的另一端上。

进一步地，空气分级比例调节装置包括转动轴和板状本体，转动轴固定在进风口的管壁上，板状本体能够随转动轴一起转动。

进一步地，一次风集气腔位于隔板和主管体的另一端之间，二次风集气腔位于隔板和烧嘴砖之间，无焰喷氧低氮氧化物烧嘴还包括一次风导管，一次风导管的一端与一次风集气腔连接，一次风导管的另一端与一次燃烧室连接，一次风集气腔通过一次风导管与一次燃烧室连通。

进一步地，一次风导管套设在燃气芯管的外部，燃气芯管的一端与一次燃烧室连接，燃气芯管的另一端置于壳体的外部，燃气芯管的一端的外周壁与一次风导管另一端的内周壁之间具有支撑燃气芯管的旋流组件。

进一步地，烧嘴砖上设置有点火孔，点火孔的一端与壳体的外部连通，点火孔的另一端与一次燃烧室连接。

进一步地，氧气管的一端置于壳体的外部，氧气管的另一端穿过隔板与二次风孔连接。

本实用新型的有益效果是：

1.适用于天然气、焦炉煤气及低热值混合煤气等多种燃料。

2.在以空气作为助燃剂时，无焰喷氧低氮氧化物烧嘴可通过调节一次风和二次风比例来改变燃烧方式，满足低温稳定燃烧和高温无焰燃烧方式；无焰燃烧情况下，燃烧空间温度均匀性提高。

3.以高浓度纯氧部分或全部替代二次助燃空气，可将富氧比例提高至80％以上，可大幅降低燃烧产物生成量、氮氧化合物生成量，有利于节能、环保。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型无焰喷氧低氮氧化物烧嘴的结构示意图；

图2为图1的A向示意图。

图中附图标记：10、烧嘴砖；11、一次燃烧室；12、二次风孔；13、点火孔；14、固定法兰；20、壳体；21、隔板；22、一次风集气腔；23、二次风集气腔；24、进气口；25、主管体；30、空气分级比例调节装置；41、燃气芯管；42、氧气管；50、一次风导管；71、加热炉支撑体；91、旋流组件。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图1和图2所示，本实用新型实施例提供了一种无焰喷氧低氮氧化物烧嘴，无焰喷氧低氮氧化物烧嘴包括烧嘴砖10、壳体20、空气分级比例调节装置30、燃气芯管41和氧气管42。烧嘴砖10设置有一次燃烧室11和二次风孔12。壳体20固定在烧嘴砖10上，壳体20具有内腔，在内腔内设置有隔板21，隔板21将内腔分割为一次风集气腔22和二次风集气腔23，一次风集气腔22与一次燃烧室11连通，二次风集气腔23与二次风孔12连通。空气分级比例调节装置30设置在隔板21上，空气分级比例调节装置30能够调节一次风集气腔22的入口开度和二次风集气腔23的入口开度。燃气芯管41与一次燃烧室11连通。氧气管42与二次风孔12连通。

在壳体20内设置隔板21将上述壳体20分割为一次风集气腔22和二次风集气腔23，并通过上述空气分级比例调节装置30调整一次风集气腔22的入口开度和二次风集气腔23的入口开度，能够在低温稳定燃烧方式和高温无焰燃烧方式进行转换，使无焰喷氧低氮氧化物烧嘴能够根据不同需要选择不同的燃烧方式。

如图1所示，本实用新型实施例中的壳体20含有筒形的主管体25和进气口24。主管体25的一端与烧嘴砖10的一侧表面密封连接，主管体25的另一端封闭。主管体25套设于燃气芯管41和氧气管42外，设置于主管体25外的进气口24与主管体25的侧壁固定连接。

主管体25的轴线与图1中水平方向平行，该主管体25的轴线与烧嘴砖10的一侧表面垂直，进气口24的轴线与主管体25的轴线垂直。隔板21的延伸方向与主管体25的轴线垂直，并且隔板21与进气口24的轴线重合。隔板21的一端与主管体25的内壁密封固定，隔板21的另一端位于壳体20的进气口24内，空气分级比例调节装置30设置在隔板21的另一端上。

具体地，空气分级比例调节装置30包括转动轴和板状本体，转动轴固定在进气口24的管壁上，板状本体能够随转动轴一起转动，从而空气分级比例调节装置30相对于隔板21摆动。通过改变上述空气分级比例调节装置30板状本体的转动角度，能够调整一次风集气腔22的入口开度和二次风集气腔23的入口开度。

本实用新型实施例中的空气分级比例调节装置30为空气分级比例调节阀，该空气分级比例调节阀的传动轴由外部的阀位执行器进行控制，阀位执行器可为气动或电动，在此不做限定。

如图1所示，本实用新型实施例中的一次风集气腔22位于隔板21和主管体25的另一端之间，即图1中的左端。二次风集气腔23位于隔板21和烧嘴砖10之间，即图1中的右端。无焰喷氧低氮氧化物烧嘴还包括一次风导管50，一次风导管50的一端与一次风集气腔22连接，一次风导管50的另一端与一次燃烧室11连接，一次风集气腔22通过一次风导管50与一次燃烧室11连通。

具体地，一次风导管50套设在燃气芯管41的外部，燃气芯管41的一端与一次燃烧室11连接，燃气芯管41的另一端置于壳体20的外部。

本实用新型实施例中一次风导管50沿水平方向设置，该一次风导管50的一端穿过隔板21并位于一次风集气腔22内。该一次风导管50的另一端置于一次燃烧室11内，能够将一次风集气腔22内的气体导入至一次燃烧室11中。上述一次风导管50的直径大于燃气芯管41的直径，并且上述一次风导管50的轴线与燃气芯管41的轴线重合。

燃气芯管41的一端的外周壁与一次风导管50另一端的内周壁之间设置有用于支撑燃气芯管41的旋流组件91，上述旋流组件91(现有技术)用于将一次风集气腔22内的气体导入至一次燃烧室11中。

如图1所示，本实用新型实施例中的烧嘴砖10上设置有点火孔13，点火孔13的一端与壳体20的外部连通，点火孔13的另一端与一次燃烧室11连接。通过上述点火孔13能够对一次燃烧室内的气体进行引燃。本实用新型实施例中的点火孔内可以安装点火烧嘴，或者根据需要设置手动离子点火棒等。

进一步地，氧气管42的一端置于壳体20的外部，氧气管42的另一端穿过隔板21与二次风孔12连接。上述氧气管42为氧气喷枪。

本实用新型还提供了一种加热炉，包括无焰喷氧低氮氧化物烧嘴和加热炉支撑体71，无焰喷氧低氮氧化物烧嘴上述的的无焰喷氧低氮氧化物烧嘴，无焰喷氧低氮氧化物烧嘴包括固定法兰14，无焰喷氧低氮氧化物烧嘴通过固定法兰14固定在加热炉支撑体71上。

本实用新型实施例中的加热炉支撑体71为钢结构，该加热炉支撑体71具有炉膛空间。应用本实用新型实施例中的加热炉工作时：

管道燃气来流经过接管进入燃气芯管41，燃气在燃气芯管41的末端喷孔喷出，进入一次燃烧室11。管道空气来流经接管进入壳体20内，由空气分级比例调节阀分成所需比例的一次风和二次风。其中一次风进入到一次风集气腔22，二次风进入到二次风集气腔23。进入一次风集气腔22的一次风经一次风导管50进入一次燃烧室11，与燃气混合进行一次燃烧。未燃尽气体出一次燃烧室11后喷入炉内。进入二次风集气腔23的二次风经二次风孔12喷入炉内，与一次燃烧室11喷出的未燃尽气体在炉膛空间二次混合燃烧。

氧气进入氧气喷枪，从氧气喷枪末端喷孔高速喷出。氧气直接喷入炉膛空间，与未燃尽气体在炉膛空间二次混合燃烧。氧气的喷出速度范围为100m/s～200m/s。通过高速喷射，卷吸大量炉内气体，使得燃烧区域内的氧浓度降低，形成无焰燃烧。从而降低燃烧区域的峰值温度，同时由于燃烧区域N₂浓度很低，产生的氮氧化物降低显著。

优选地，本实用新型实施例还提供了一种燃烧器，包括上述加热炉

从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：

1.适用于天然气、焦炉煤气及低热值混合煤气等多种燃料。

2.在以空气作为助燃剂时，无焰喷氧低氮氧化物烧嘴可通过调节一次风和二次风比例来改变燃烧方式，满足低温稳定燃烧和高温无焰燃烧方式；无焰燃烧情况下，燃烧空间温度均匀性提高。

3.以高浓度纯氧部分或全部替代二次助燃空气，富氧比例提高至80％以上。以2000kcal/Nm³的混合煤气为例，实验测得，在富氧35％时氮氧化物生成量～20mg/m³，较传统燃烧减少氮氧化物量～40-80％，减少燃烧产量带来的节能效果～10-12％。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施例，不能以其限定实用新型实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本实用新型专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本实用新型中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术方案之间、技术方案与技术方案之间均可以自由组合使用。

Claims (8)

1.一种无焰喷氧低氮氧化物烧嘴，其特征在于，所述无焰喷氧低氮氧化物烧嘴包括：

烧嘴砖(10)，设置有一次燃烧室(11)和二次风孔(12)；

壳体(20)，固定在烧嘴砖(10)上，壳体(20)具有内腔，在所述内腔内设置有隔板(21)，隔板(21)将所述内腔分割为一次风集气腔(22)和二次风集气腔(23)，一次风集气腔(22)与一次燃烧室(11)连通，二次风集气腔(23)与二次风孔(12)连通；

空气分级比例调节装置(30)，设置在隔板(21)上，空气分级比例调节装置(30)能够调节一次风集气腔(22)的入口开度和二次风集气腔(23)的入口开度；

燃气芯管(41)，与一次燃烧室(11)连通；

氧气管(42)，与二次风孔(12)连通。

2.根据权利要求1所述的无焰喷氧低氮氧化物烧嘴，其特征在于，壳体(20)含有筒形的主管体(25)和进气口(24)，主管体(25)的一端与烧嘴砖(10)的一侧表面密封连接，主管体(25)的另一端封闭，主管体(25)套设于燃气芯管(41)和氧气管(42)外，设置于主管体(25)外的进气口(24)与主管体(25)的侧壁固定连接。

3.根据权利要求2所述的无焰喷氧低氮氧化物烧嘴，其特征在于，主管体(25)的轴线与烧嘴砖(10)的所述一侧表面垂直，进气口(24)的轴线与主管体(25)的轴线垂直，隔板(21)的延伸方向与主管体(25)的轴线垂直，隔板(21)的一端与主管体(25)的内壁密封固定，隔板(21)的另一端位于壳体(20)的进气口(24)内，空气分级比例调节装置(30)设置在隔板(21)的另一端上。

4.根据权利要求3所述的无焰喷氧低氮氧化物烧嘴，其特征在于，空气分级比例调节装置(30)包括转动轴和板状本体，所述转动轴固定在进气口(24)的管壁上，板状本体能够随所述转动轴一起转动。

5.根据权利要求2所述的无焰喷氧低氮氧化物烧嘴，其特征在于，一次风集气腔(22)位于隔板(21)和主管体(25)的另一端之间，二次风集气腔(23)位于隔板(21)和烧嘴砖(10)之间，所述无焰喷氧低氮氧化物烧嘴还包括一次风导管(50)，一次风导管(50)的一端与一次风集气腔(22)连接，一次风导管(50)的另一端与一次燃烧室(11)连接，一次风集气腔(22)通过一次风导管(50)与一次燃烧室(11)连通。

6.根据权利要求5所述的无焰喷氧低氮氧化物烧嘴，其特征在于，一次风导管(50)套设在燃气芯管(41)的外部，燃气芯管(41)的一端与一次燃烧室(11)连接，燃气芯管(41)的另一端置于壳体(20)的外部，燃气芯管(41)的一端的外周壁与一次风导管(50)另一端的内周壁之间具有支撑燃气芯管(41)的旋流组件(91)。

7.根据权利要求1所述的无焰喷氧低氮氧化物烧嘴，其特征在于，

烧嘴砖(10)上设置有点火孔(13)，点火孔(13)的一端与壳体(20)的外部连通，点火孔(13)的另一端与一次燃烧室(11)连接。

8.根据权利要求1所述的无焰喷氧低氮氧化物烧嘴，其特征在于，

氧气管(42)的一端置于壳体(20)的外部，氧气管(42)的另一端穿过隔板(21)与二次风孔(12)连接。