CN209445799U - 环形套筒窑节能燃烧装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于燃烧设备技术领域，具体涉及一种环形套筒窑节能燃烧装置。所述的燃烧装置包括燃烧室，燃烧室中心轴线上依次设有预燃室和一次燃气喷管，一次燃气喷管外侧套有空气套管；预燃室出口伸入燃烧室，预燃室入口与一次燃气喷管出口和空气套管出口连通；预燃室周围设有与燃烧室连通的二次燃气喷管，预燃室出口为渐缩式出口。采用本实用新型所述的装置，控制燃烧过程中的温度，可以显著减少环形套筒窑上燃烧室的燃气消耗、改善窑内的煅烧工况，同时有效抑制燃烧过程中NOx的生成。
Description
技术领域
本实用新型属于燃烧设备技术领域，具体涉及一种环形套筒窑节能燃烧装置。
背景技术
现有环形套筒窑的燃烧方式是：下燃烧室过氧燃烧，即过量空气系数大于1。上燃烧室欠氧燃烧，即过量空气系数小于1。下燃烧室剩余的氧与上燃烧室剩余的燃气在位于上燃烧室上方的上部煅烧带相遇后继续反应直至燃尽。上燃烧室采用欠氧燃烧方式的目的是利用过剩的燃气来稀释助燃空气中的氧浓度和产生更多的燃烧产物，以此来限制燃烧室的最高温度不超过耐材的工作温度。问题是要达到上述目的上燃烧室需要的燃气量通常远远多于煅烧工艺所需要的燃气量。这样不仅浪费燃气，还会造成排烟温度相对较高、窑内结瘤等问题。不少环形套筒窑换热器堵塞也与此有一定的关系。往往燃气热值越高问题越严重。
申请号为2015106387258的实用新型专利提出了在上燃烧室使用低热值燃气来控制燃烧温度的方案。该方案的实施需要具备低热值燃气资源和较复杂的燃气输送装置。如果在上燃烧室运用常温空气无焰燃烧技术可降低燃烧室峰值温度，消除局部高温，而不是依靠注入过量的燃气来抑制过高的温度。目前该领域已公开的技术大多要求通过特别高速的燃气或空气射流来获得无焰燃烧所需要的高温低氧条件，环形套筒窑现有的风机系统无法满足要求。申请号为200510022667.2的实用新型专利提出了一种预燃式无焰燃烧装置，对燃气或空气射流速度要求不高，但这种装置卷吸烟气的能力较弱，要获得无焰燃烧所需要的低氧条件预燃罩中过量空气系数不能过高。因此预燃温度相对较高，易产生热力型NOx。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种使环形套筒窑上燃烧室燃烧空间温度均匀、无局部高温区的燃烧装置，减少为防止燃烧室温度过高而注入的过量燃气。采用本实用新型可以显著减少环形套筒窑上燃烧室的燃气消耗、改善窑内的煅烧工况，同时有效抑制燃烧过程中NOx的生成。
本实用新型所述的一种环形套筒窑节能燃烧装置，包括燃烧室，燃烧室中心轴线上依次设有预燃室和一次燃气喷管，一次燃气喷管外侧套有空气套管；预燃室出口伸入燃烧室，预燃室入口与一次燃气喷管出口和空气套管出口连通；预燃室周围设有与燃烧室连通的二次燃气喷管，预燃室出口为渐缩式出口。
本实用新型所述的环形套筒窑节能燃烧方法具体为：
(1)将一次燃气经一次燃气喷管注入预燃室与经过空气套管注入预燃室的助燃空气混合进行过氧燃烧，生成温度为1000±50℃的低氧烟气；
(2)上述低氧烟气从预燃室的渐缩喷口喷入燃烧室，与二次燃气混合进行无焰燃烧，控制燃烧温度不高于1350℃。
一次燃气与助燃空气进行混合时，根据不同的燃气热值进行空、燃配比，生成温度为1000±50℃的低氧烟气，为无焰燃烧提供必要条件。由于高温膨胀，低氧烟气从预燃室的渐缩喷口高速喷入燃烧室。由于由于燃烧室的形状，空间突然扩大，气体喷出后，流速加快，在喷嘴后部产生一个低压区，形成烟气回流，增加了卷吸效果，此高速气流的卷吸效应在燃烧室内形成一个低氧回流区。二次燃气通过布置在预燃室周围的6～8个二次燃气喷口注入此低氧回流区从而发生无焰燃烧，控制燃烧温度不高于1350℃，若高于1350℃时，超出窑体所用耐材可承受温度，由于发生了二次燃烧，回流区的氧含量进一步降低。因此预燃室内可以允许较高的过量空气系数，使燃烧温度不致过高。优选的，所述渐缩式喷口锥角角度为12-18度，预燃室出口伸入燃烧室内70-120mm，可以保证较强的卷吸效果。
所述空气套管与一次燃气喷管同轴设置。
所述一次燃气喷管和空气套管均为旋流喷管。旋流可由安装在管内的旋流叶片产生，也可通过从喷管的切向进气产生。所述预燃室用耐高温材料制成。
所述二次燃气喷管是6～8个平行布置在预燃室周围的直流喷管，其轴线与预燃室轴线的距离为250～300mm。所述燃烧室与现有环形套筒窑上燃烧室相同。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
1、采用本实用新型实现分级燃烧，在同等温度下，减少注入了过剩燃料，降低了产品热耗；
2、采用本实用新型不产生局部高温区，杜绝热力型NOx的产生，减少了NOx排放；
3、采用本实用新型实现分级燃烧，在同等温度下，减少注入了过剩燃料，降低了过剩燃料在料层中燃烧产生局部高温的机率，因此减轻了窑内结瘤；
4、采用本实用新型，降低了烟气温度，挥发性物质在进入换热器前已大量结晶为固体，所以粘连挥发性物质不会粘接在换热器管壁上，延缓了换热器堵塞。
附图说明
图1为本实用新型所述环形套筒窑节能燃烧装置结构示意图；
图中：1为一次燃气喷管；2为空气套管；3为预燃室；4为二次燃气喷管；5为燃烧室。
具体实施方式
实施例1
一种环形套筒窑节能燃烧装置，包括燃烧室，燃烧室中心轴线上依次设有预燃室和一次燃气喷管，一次燃气喷管外侧套有空气套管；预燃室出口伸入燃烧室，预燃室入口与一次燃气喷管出口和空气套管出口连通；预燃室周围设有与燃烧室连通的二次燃气喷管，预燃室出口为渐缩式出口。
预燃室出口伸入燃烧室内120mm。
所述二次燃气喷管为6个。
所述二次燃气喷管是平行布置在预燃室周围的直流喷管，其轴线与预燃室轴线的距离为250mm。
应用所述环形套筒窑节能燃烧装置进行节能燃烧的方法，其具体步骤为：
(1)将一次燃气经一次燃气喷管注入预燃室与经过空气套管注入预燃室的助燃空气混合进行过氧燃烧，生成温度为1000±50℃的低氧烟气；
(2)上述低氧烟气从预燃室的渐缩喷口喷入燃烧室，与二次燃气混合进行无焰燃烧，控制燃烧温度不高于1350℃。
实施例2
一种环形套筒窑节能燃烧装置，包括燃烧室，燃烧室中心轴线上依次设有预燃室和一次燃气喷管，一次燃气喷管外侧套有空气套管；预燃室出口伸入燃烧室，预燃室入口与一次燃气喷管出口和空气套管出口连通；预燃室周围设有与燃烧室连通的二次燃气喷管，预燃室出口为渐缩式出口。
所述渐缩式喷口锥角角度为12度。
所述空气套管与一次燃气喷管同轴设置。
所述二次燃气喷管为8个。
所述一次燃气喷管和空气套管均为旋流喷管。
所述二次燃气喷管是平行布置在预燃室周围的直流喷管，其轴线与预燃室轴线的距离为250～300mm。
应用所述环形套筒窑节能燃烧装置进行节能燃烧的方法，其具体步骤为：
(1)将一次燃气经一次燃气喷管注入预燃室与经过空气套管注入预燃室的助燃空气混合进行过氧燃烧，生成温度为1000±50℃的低氧烟气；
(2)上述低氧烟气从预燃室的渐缩喷口喷入燃烧室，与二次燃气混合进行无焰燃烧，控制燃烧温度不高于1350℃。
实施例3
一种环形套筒窑节能燃烧装置，包括燃烧室5，燃烧室5中心轴线上依次设有预燃室3和一次燃气喷管1，一次燃气喷管1外侧套有空气套管2；预燃室3出口伸入燃烧室5，预燃室3入口与一次燃气喷管1出口和空气套管2出口连通；预燃室3周围设有与燃烧室5连通的二次燃气喷管4，预燃室3出口为渐缩式出口。
所述渐缩式喷口锥角角度为18度。
预燃室3出口伸入燃烧室5内120mm。
所述空气套管2与一次燃气喷管1同轴设置。
所述二次燃气喷管4为8个。
所述一次燃气喷管1和空气套管2均为旋流喷管。
所述二次燃气喷管4是平行布置在预燃室3周围的直流喷管，其轴线与预燃室3轴线的距离为250～300mm。
应用所述环形套筒窑节能燃烧装置进行节能燃烧的方法，其具体步骤为：
(1)将一次燃气经一次燃气喷管1注入预燃室3与经过空气套管2注入预燃室3的助燃空气混合进行过氧燃烧，生成温度为1000±50℃的低氧烟气；
(2)上述低氧烟气从预燃室3的渐缩喷口喷入燃烧室5，与二次燃气混合进行无焰燃烧，控制燃烧温度不高于1350℃。
Claims (7)
1.一种环形套筒窑节能燃烧装置，包括燃烧室(5)，燃烧室(5)中心轴线上依次设有预燃室(3)和一次燃气喷管(1)，一次燃气喷管(1)外侧套有空气套管(2)；预燃室(3)出口伸入燃烧室(5)，预燃室(3)入口与一次燃气喷管(1)出口和空气套管(2)出口连通；预燃室(3)周围设有与燃烧室(5)连通的二次燃气喷管(4)，其特征在于，预燃室(3)出口为渐缩式出口。
2.根据权利要求1所述的一种环形套筒窑节能燃烧装置，其特征在于，所述渐缩式喷口锥角角度为12-18度。
3.根据权利要求1所述的一种环形套筒窑节能燃烧装置，其特征在于，预燃室(3)出口伸入燃烧室(5)内70-120mm。
4.根据权利要求1所述的一种环形套筒窑节能燃烧装置，其特征在于，所述空气套管(2)与一次燃气喷管(1)同轴设置。
5.根据权利要求1所述的一种环形套筒窑节能燃烧装置，其特征在于，所述二次燃气喷管(4)为6～8个。
6.根据权利要求1所述的一种环形套筒窑节能燃烧装置，其特征在于，所述一次燃气喷管(1)和空气套管(2)均为旋流喷管。
7.根据权利要求1所述的一种环形套筒窑节能燃烧装置，其特征在于，所述二次燃气喷管(4)是平行布置在预燃室(3)周围的直流喷管，其轴线与预燃室(3)轴线的距离为250～300mm。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201822026781.8U CN209445799U (zh) | 2018-12-04 | 2018-12-04 | 环形套筒窑节能燃烧装置 |
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| CN201822026781.8U CN209445799U (zh) | 2018-12-04 | 2018-12-04 | 环形套筒窑节能燃烧装置 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109489037A (zh) * | 2018-12-04 | 2019-03-19 | 济南鲍德炉料有限公司日照市分公司 | 环形套筒窑节能燃烧方法及燃烧装置 |
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2018
- 2018-12-04 CN CN201822026781.8U patent/CN209445799U/zh active Active
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| CN109489037A (zh) * | 2018-12-04 | 2019-03-19 | 济南鲍德炉料有限公司日照市分公司 | 环形套筒窑节能燃烧方法及燃烧装置 |
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