CN209926354U - 一种硫磺回收尾气焚烧环保超净型燃烧器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种硫磺回收尾气焚烧环保超净型燃烧器，包括：燃烧器筒体，具有供第一助燃空气通过的中心旋流风通道和供第二助燃空气通过的外部轴流风通道；一级燃料喷枪，与中心旋流风通道的位置匹配；二级燃料喷枪，与外部轴流风通道的位置匹配；多孔介质体，安装在燃烧器筒体的一端，供燃料和助燃空气在其内部混合后燃烧。通过利用多孔介质分级燃烧技术，燃料和助燃空气在多孔介质体内进行预混合，预混气体燃烧产生的部分热量从下游的高温区传递到上游的低温区预热未燃混合气体，不会产生局部高温区，可使燃料在富氧状态下完全燃烧，减少了烟气中CO的生成量，从而在根本上解决了硫磺回收尾气焚烧炉燃烧器的排出烟气中CO浓度超标的问题。

Description

一种硫磺回收尾气焚烧环保超净型燃烧器

技术领域

本实用新型涉及尾气脱硫设备技术领域，具体涉及一种硫磺回收尾气焚烧环保超净型燃烧器。

背景技术

目前，硫磺回收装置的燃烧器，将净化后的制硫尾气中残留的硫化物焚烧生成SO₂，剩余的H₂和烃类燃烧成H₂O和CO₂，焚烧后的高温烟气经过其他换热设备回收热量后，烟气温度降至300℃左右由烟囱排入大气。

根据《石油炼制工业污染物排放标准》GB31570－2015，酸性气回收装置烟气SO₂排放不高于100mg/m3。近年来研究显示，烟气中的CO对离线SO₂监测有正偏差，甲烷对部分在线SO₂监测有正偏差影响。烟气中CO超标一直是尾气焚烧炉核心问题。

目前的燃烧器由于结构设计不合理，燃气和助燃空气没有达到合理混合，燃气未能充分燃烧而生成有CO，导致排出烟气中CO浓度超标而影响SO₂检测浓度的准确性，不能满足现行环保要求。

实用新型内容

因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中硫磺回收尾气焚烧用的燃烧器排出的烟气中CO含量超标导致SO₂检测浓度容易出现偏差、不能满足环保要求的问题，从而提供一种硫磺回收尾气焚烧环保超净型燃烧器。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案如下：

一种硫磺回收尾气焚烧环保超净型燃烧器，包括：

燃烧器筒体，中间具有供第一助燃空气旋流式通过的中心旋流风通道，外周具有供第二助燃空气轴流式通过的外部轴流风通道；

一级燃料喷枪，与所述中心旋流风通道的位置匹配，燃料沿所述一级燃料喷枪的轴线方向喷出以与所述第一助燃空气混合形成第一混合气体；

二级燃料喷枪，与所述外部轴流风通道的位置匹配，燃料沿所述二级燃料喷枪的轴线方向喷出以与所述第二助燃空气混合形成第二混合气体；

多孔介质体，安装在所述燃烧器筒体的一端，供所述第一混合气体和所述第二混合气体在其内部混合后燃烧。

进一步地，所述燃烧器筒体内设有旋流器，所述旋流器包括内筒、外筒和连接在所述内筒和外筒之间的叶片，所述内筒和所述外筒之间形成所述中心旋流风通道，所述外筒和所述燃烧器筒体之间形成所述外部轴流风通道。

进一步地，所述燃烧器筒体的中心位置设有位于所述内筒中间的中心管，所述中心管内具有供第三助燃空气沿所述中心管的轴线方向喷出的中心直流风通道。

进一步地，所述一级燃料喷枪的出气口环绕在所述中心管的外周且与所述中心管同心，所述中心旋流风通道紧邻所述中心直流风通道。

进一步地，所述一级燃料喷枪相对于所述二级燃料喷枪为浓燃烧。

进一步地，所述二级燃料喷枪包括在同一个分度圆上均匀间隔排列若干主燃料喷枪和次燃料喷枪，所述主燃料喷枪的出气端面上设有一个出气孔，所述次燃料喷枪的出气端面上设有至少两个出气孔，所述主燃料喷枪相对于所述次燃料喷枪为浓燃烧。

进一步地，所述内筒、外筒与所述中心管同轴设置，所述叶片呈倾斜弧状。

进一步地，还包括配风系统，所述配风系统包括设置在助燃空气通道上控制所述中心旋流风通道和所述外部轴流风通道的助燃空气供给速率及供给比例的风量调节阀。

进一步地，还包括燃烧控制系统，所述燃烧控制系统用于控制所述一级燃料喷枪和所述二级燃料喷枪的燃料供给速率及供给比例的自动调节阀。

进一步地，所述多孔介质体为孔隙率在20％－60％之间的蜂窝陶瓷。

本实用新型技术方案，具有如下优点：

1.本实用新型提供的硫磺回收尾气焚烧环保超净型燃烧器，在硫磺回收尾气燃烧过程中，助燃空气通过中心旋流风通道和外部轴流风通道供给，燃料通过一级燃料喷枪和二级燃料喷枪供给，一级燃料喷枪与中心旋流风通道位置对应，第一助燃空气旋流式通过中心旋流风通道，可以保证燃料以小于第一助燃空气的化学当量比配给，即燃料的浓度小于第一助燃空气的浓度，同时燃料和第一助燃空气在多孔介质体内进行预混合，由于多孔介质体可以使预混气体燃烧产生的部分热量从下游的高温区传递到上游的低温区预热未燃混合气体，不会产生局部高温区，可以提高燃烧速率，并可使燃料在富氧状态下完全燃烧，减少了烟气中CO的排放。另外，在二级燃料喷枪高速喷出的燃料，可以形成负压区，卷中心燃烧区域的烟气，喷入中心燃烧区域的后端燃烧，实现了燃料分级燃烧，降低了燃烧器筒体外周的主燃烧区域碳氢离子团的浓度，延长了燃料与氧气的掺混时间，降低了火焰温度，从根本上解决了燃烧器排出烟气中CO浓度超标的问题。

2.本实用新型提供的硫磺回收尾气焚烧环保超净型燃烧器，通过配风系统和燃烧控制系统可以控制燃料和助燃空气的化学当量配比，使一部分燃料在空气不足的条件下燃烧(即燃料过浓燃烧)，另一部分燃料在空气过剩的条件下燃烧(即燃料过淡燃烧)。燃料过浓燃烧部分，由于空气不足(即过量空气系数远较完全燃烧时为小)，温度型和燃料型的CO生成量均甚低。燃料过淡燃烧部分，由于空气大量过剩，燃烧温度较低，也可使温度型CO的生成量降低。

综上所述，本实用新型提供的硫磺回收尾气焚烧环保超净型燃烧器，综合利用多孔介质分级燃烧技术、浓淡半预混燃烧技术、超混合燃烧技术和中心稳燃技术；还充分利用了二次配风技术、控制技术、以及安全可靠的燃烧系统，达到降低温度场峰值温度，从而在根本上解决了硫磺回收尾气焚烧炉燃烧器的排出烟气中CO浓度超标的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例中燃烧器内部结构的连接关系示意图；

图2为实用新型实施例中燃烧器的左视图；

图3为实用新型实施例中燃烧器的半剖结构示意图；

图4为实用新型实施例中多孔介质体的俯视图。

附图标记说明：1、燃烧器筒体；10、外部轴流风通道；20、中心旋流风通道；2、一级燃料喷枪；3、二级燃料喷枪；31、主燃料枪；32、次燃料枪；4、多孔介质体；5、旋流器；51、内筒；52、外筒；53、叶片；6、中心管；61、中心直流风通道。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

如图1－4所示的一种硫磺回收尾气焚烧环保超净型燃烧器，包括燃烧器筒体1和设置在燃烧器筒体1内的一级燃料喷枪2、二级燃料喷枪3、多孔介质体4和旋流器5。燃烧器筒体1的中间具有供第一助燃空气旋流式通过的中心旋流风通道20，燃烧器筒体1的外周具有供第二助燃空气轴流式通过的外部轴流风通道10；一级燃料喷枪2与中心旋流风通道20的位置匹配，燃料沿一级燃料喷枪2的轴线方向喷出以与第一助燃空气混合形成第一混合气体；二级燃料喷枪3与外部轴流风通道10的位置匹配，燃料沿二级燃料喷枪3的轴线方向喷出以与第二助燃空气混合形成第二混合气体；多孔介质体4安装在燃烧器筒体1的一端，供第一混合气体和第二混合气体在其内部混合后燃烧。

在硫磺回收尾气燃烧过程中，助燃空气通过中心旋流风通道20和外部轴流风通道10供给，燃料通过一级燃料喷枪2和二级燃料喷枪3供给，一级燃料喷枪2与中心旋流风通道20位置对应，第一助燃空气旋流式通过中心旋流风通道20，可以保证燃料以小于第一助燃空气的化学当量比配给，即燃料的浓度小于第一助燃空气的浓度，同时燃料和第一助燃空气在多孔介质体4内进行预混合，由于多孔介质体4可以使预混气体燃烧产生的部分热量从下游的高温区传递到上游的低温区预热未燃混合气体，不会产生局部高温区，可以提高燃烧速率，并可使燃料在富氧状态下完全燃烧，减少了烟气中CO的排放。另外，在二级燃料喷枪3高速喷出的燃料，可以形成负压区，卷中心燃烧区域的烟气，喷入中心燃烧区域的后端燃烧，实现了燃料分级燃烧，降低了燃烧器筒体1外周的主燃烧区域碳氢离子团的浓度，延长了燃料与氧气的掺混时间，降低了火焰温度，从根本上解决了燃烧器排出烟气中CO浓度超标的问题。

具体的，第一助燃空气的旋流式运动动力由旋流器5提供，旋流器5包括内筒51、外筒52和连接在内筒51和外筒52之间的叶片53，内筒51和外筒52之间形成中心旋流风通道20，外筒52和燃烧器筒体1之间形成外部轴流风通道10。

在本实施例的一种优选实施方式中，如图2和图3所示，在燃烧器筒体1的中心位置设有中心管6，中心管6内具有供第三助燃空气沿中心管6的轴线方向喷出的中心直流风通道61。第三助燃空气在燃烧器筒体1的中心位置喷出，既可以提高燃烧器中心燃烧区域的含氧量，可以保证燃料以小于第一助燃空气的化学当量比配给，又可以降低中心燃烧区域的温度。

进一步的，一级燃料喷枪2的出气口环绕在中心管6的外周且与中心管6同心，中心旋流风通道20紧邻中心直流风通道61。

在本实施例中，燃烧器还包括配风系统和燃烧控制系统。配风系统包括设置在助燃空气通道上控制中心旋流风通道20和外部轴流风通道10的助燃空气供给速率及供给比例的风量调节阀。燃烧控制系统用于控制一级燃料喷枪2和二级燃料喷枪3的燃料供给速率及供给比例的自动调节阀。二级燃料喷枪3包括在同一个分度圆上均匀间隔排列若干主燃料喷枪和次燃料喷枪，主燃料喷枪的出气端面上设有一个出气孔，次燃料喷枪的出气端面上设有至少两个出气孔。在燃烧器的工作过程中，通过配风系统和燃烧控制系统可以控制燃料和助燃空气的化学当量配比，使一级燃料喷枪2相对于二级燃料喷枪3为浓燃烧，主燃料喷枪相对于次燃料喷枪为浓燃烧；即使一部分燃料在空气不足的条件下燃烧(即燃料过浓燃烧)，另一部分燃料在空气过剩的条件下燃烧(即燃料过淡燃烧)，燃料过浓燃烧部分，由于空气不足(即过量空气系数远较完全燃烧时为小)，温度型和燃料型的CO生成量均甚低。燃料过淡燃烧部分，由于空气大量过剩，燃烧温度较低，也可使温度型CO的生成量降低。

在本实施例中，多孔介质体4为孔隙率在20％－60％之间的蜂窝陶瓷板。蜂窝陶瓷板具有较强的蓄热能力，能使混合气体在其中产生剧烈的扰动，具有良好的换热特性，能使燃烧区域的温度迅速趋于均匀，保持了平稳的温度梯度，降低了最高温度水平，减少了CO的生成量，而且预混气体燃烧产生的部分热量从下游的高温区传递到上游的低温区预热未然混合气体，可以提高了燃烧速率并可使燃料完全燃烧，进一步减少了CO的生成量。此处可以理解的是，多孔介质体4还可以是孔隙率高的泡沫陶瓷等多孔陶瓷类物质。

作为本实施例的第一种优选实施方式，内筒51、外筒52与中心管6同轴设置，叶片53为倾斜弧状的折弯叶片53结构。

综上所述，本实用新型提供硫磺回收尾气焚烧环保超净型燃烧器，综合利用多孔介质分级燃烧技术、浓淡半预混燃烧技术、超混合燃烧技术和中心稳燃技术；还充分利用了二次配风技术、控制技术、以及安全可靠的燃烧系统，达到降低温度场峰值温度，从而在根本上解决了硫磺回收尾气焚烧炉燃烧器的排出烟气中CO浓度超标的问题。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种硫磺回收尾气焚烧环保超净型燃烧器，其特征在于，包括：

燃烧器筒体(1)，中间具有供第一助燃空气旋流式通过的中心旋流风通道(20)，外周具有供第二助燃空气轴流式通过的外部轴流风通道(10)；

一级燃料喷枪(2)，与所述中心旋流风通道(20)的位置匹配，燃料沿所述一级燃料喷枪(2)的轴线方向喷出以与所述第一助燃空气混合形成第一混合气体；

二级燃料喷枪(3)，与所述外部轴流风通道(10)的位置匹配，燃料沿所述二级燃料喷枪(3)的轴线方向喷出以与所述第二助燃空气混合形成第二混合气体；

多孔介质体(4)，安装在所述燃烧器筒体(1)的一端，供所述第一混合气体和所述第二混合气体在其内部混合后燃烧。

2.根据权利要求1所述的硫磺回收尾气焚烧环保超净型燃烧器，其特征在于，所述燃烧器筒体(1)内设有旋流器(5)，所述旋流器(5)包括内筒(51)、外筒(52)和连接在所述内筒(51)和外筒(52)之间的叶片(53)，所述内筒(51)和所述外筒(52)之间形成所述中心旋流风通道(20)，所述外筒(52)和所述燃烧器筒体(1)之间形成所述外部轴流风通道(10)。

3.根据权利要求2所述的硫磺回收尾气焚烧环保超净型燃烧器，其特征在于，所述燃烧器筒体(1)的中心位置设有位于所述内筒(51)中间的中心管(6)，所述中心管(6)内具有供第三助燃空气沿所述中心管(6)的轴线方向喷出的中心直流风通道(61)。

4.根据权利要求3所述的硫磺回收尾气焚烧环保超净型燃烧器，其特征在于，所述一级燃料喷枪(2)的出气口环绕在所述中心管(6)的外周且与所述中心管(6)同心，所述中心旋流风通道(20)紧邻所述中心直流风通道(61)。

5.根据权利要求1或4所述的硫磺回收尾气焚烧环保超净型燃烧器，其特征在于，所述一级燃料喷枪(2)相对于所述二级燃料喷枪(3)为浓燃烧。

6.根据权利要求1或4所述的硫磺回收尾气焚烧环保超净型燃烧器，其特征在于，所述二级燃料喷枪(3)包括在同一个分度圆上均匀间隔排列若干主燃料喷枪和次燃料喷枪，所述主燃料喷枪的出气端面上设有一个出气孔，所述次燃料喷枪的出气端面上设有至少两个出气孔，所述主燃料喷枪相对于所述次燃料喷枪为浓燃烧。

7.根据权利要求3所述的硫磺回收尾气焚烧环保超净型燃烧器，其特征在于，所述内筒(51)、外筒(52)与所述中心管(6)同轴设置，所述叶片(53)呈倾斜弧状。

8.根据权利要求1所述的硫磺回收尾气焚烧环保超净型燃烧器，其特征在于，还包括配风系统，所述配风系统包括设置在助燃空气通道上控制所述中心旋流风通道(20)和所述外部轴流风通道(10)的助燃空气供给速率及供给比例的风量调节阀。

9.根据权利要求1所述的硫磺回收尾气焚烧环保超净型燃烧器，其特征在于，还包括燃烧控制系统，所述燃烧控制系统用于控制所述一级燃料喷枪(2)和所述二级燃料喷枪(3)的燃料供给速率及供给比例的自动调节阀。

10.根据权利要求1所述的硫磺回收尾气焚烧环保超净型燃烧器，其特征在于，所述多孔介质体(4)为孔隙率在20％－60％之间的蜂窝陶瓷。

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