CN210831978U - 一种烟气循环超低氮燃烧装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种烟气循环超低氮燃烧装置，其可将工业废气中可燃气体进行低氮氧化物燃烧，产生的热量进行有效的利用，包括壳体和火焰管，壳体上设置有燃气进口、循环烟气进口、空气进口，壳体内设置燃气管、循环烟气管，燃气管设置在循环烟气管的外侧，燃气管与循环烟气管之间构成燃气通道，循环烟气管的内腔体构成烟气通道，壳体、火焰管与燃气管之间的腔体构成空气通道，燃气管在末端形成燃气腔体连接有内燃气喷管，循环烟气管在末端形成烟气腔体连接有外烟气喷管，内燃气喷管设置在外烟气喷管中，内燃气喷管的最末端设置有扩散器，从火焰管喷流的气流从内向外包括内环状燃气流、中环状烟气流、外环状空气流，壳体内设置有点火装置。

Description

一种烟气循环超低氮燃烧装置

技术领域

本实用新型属于燃烧器技术领域，尤其是涉及一种烟气循环超低氮燃烧装置。

背景技术

目前，许多石油化工类企业排放的工业废气中含有可燃气体，这些工业废气直接排入大气中，将严重污染环境。由于这些工业废气中既含有可燃气体也含有大量的氮气、氨气等，这些气体的可燃成份多数为为氢气和一氧化碳等，其极易燃烧且燃烧速度极快，燃烧过程短，燃烧热量非常集中，在采用通常的燃烧方式，可燃气体被燃用产生大量热量被利用的同时，燃烧过程中氮气等被高温氧化，烟气中会含有大量的氮氧化物，将其直接排放对大气造成严重污染，如果将燃气中氮气分离或将烟气中的氮氧化物进行处理，需要很大的经济投入和日常处理费用，给企业带来很大的经济负担，还会带来二次污染。故采用较多的是炉内低氮氧化物燃烧技术。

目前，市面上采用此类废气的燃烧器多为采用燃烧天然气的低氮燃烧器，氮氧化物远远超过排放标准，许多使用者已被环保部门叫停或被限期改造，如果没有新的科学的燃烧装置或合理的更经济的处理方法实现达标排放，含有可燃气体的工业废气将被直接排放或烧掉，既污染了环境又使得大量的可用热量被浪费，对于所用的天然气超低氮燃烧器需采用大量烟气和空气预混合，会大幅降低用热设备出力和效率。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提供了一种烟气循环超低氮燃烧装置，其可将工业废气中可燃气体进行低氮氧化物燃烧，产生的热量进行有效的利用，有效地实现了对工业废气进行综合性利用，同时也更适用于燃天然气和城市煤气等标态燃气的超低氮氧化物排放，效果更佳。

其技术方案是这样的：一种烟气循环超低氮燃烧装置，包括壳体和火焰管，所述壳体上分别设置有燃气进口、循环烟气进口、空气进口，其特征在于：所述壳体内分别设置有与所述燃气进口、循环烟气进口相连通的燃气管、循环烟气管，所述燃气管与所述循环烟气管同轴设置且所述燃气管设置在所述循环烟气管的外侧，所述燃气管与所述循环烟气管之间的腔体构成燃气通道，所述循环烟气管的内腔体构成烟气通道，所述壳体、火焰管与所述燃气管之间的腔体构成空气通道，所述燃气管在末端形成燃气腔体且所述循环烟气管在末端形成烟气腔体，所述烟气腔体连接有若干外烟气喷管，所述外烟气喷管内分别设置有与所述外烟气喷管同轴设置的内燃气喷管，所述内燃气喷管分别与所述燃气腔体相连通，所述内燃气喷管的最末端设置有扩散器，从所述火焰管喷流的气流从内向外分别包括内环状燃气流、中环状烟气流、外环状空气流，所述壳体内设置有点火装置。

进一步的，所述外烟气喷管的最末端设置有喇叭口。

进一步的，所述内燃气喷管的长度长于所述外烟气喷管，使得所述内燃气喷管的末端以及所述扩散器伸出所述外烟气喷管。

进一步的，所述扩散器呈伞状。

进一步的，在所述火焰管的内壁上设置有空气旋流齿。

进一步的，所述点火装置包括设置在所述壳体内的点火管，所述点火管的一端与点火燃气进口相连通，所述点火管的另一端延伸到所述火焰管内且设置有点火及长明火喷嘴，所述点火及长明火喷嘴位置处设置有自动电子点火元件。

进一步的，所述燃气管通过燃气进气管道连接所述燃气进口，所述空气进口通过空气进口管道连接所述空气通道，所述循环烟气管通过循环烟气进气管道连接所述循环烟气进口。

进一步的，所述循环烟气进气管道上设置有循环烟气电动调节阀，所述空气进口管道上设置有电动调节风门，所述燃气进气管道上设置有燃气电动调节阀，所述循环烟气电动调节阀、所述燃气电动调节阀和所述电动调节风门上均上安装有电动执行器或伺服电机中的任意一种。

进一步的，所述壳体上设置有安装连接法兰。

进一步的，所述壳体上设置有检查门。

本实用新型的烟气循环超低氮燃烧装置，其利用少量的循环烟气将燃气与空气阻隔并将燃气扩散稀释后，再与空气混合燃烧，可实现扩散式滞后延长燃烧过程，降低燃烧火燃中心温度，阻止氮氧化物产生，实现低氮环保排放，产生的热量进行有效的利用，其将大量的工业废气进行综合性利用，不仅可以为企业降低生产成本，更能响应国家节能减排循环经济的要求，能创造巨大的社会效益和经济效益，同时也更适用于燃天然气和城市煤气等标态燃气的超低氮氧化物排放，效果更佳。

附图说明

图1为本实用新型的烟气循环超低氮燃烧装置的主视示意图；

图2为本实用新型的烟气循环超低氮燃烧装置的侧视示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

见图1，图2，本实用新型的一种烟气循环超低氮燃烧装置，包括壳体1和火焰管2，壳体1上分别设置有燃气进口3、循环烟气进口4、空气进口5，壳体内分别设置有与燃气进口3、循环烟气进口4相连通的燃气管6、循环烟气管7，燃气管6与循环烟气管7同轴设置且燃气管6设置在循环烟气管7的外侧，燃气管6的直径大于循环烟气管7，燃气管6与循环烟气管7之间的腔体构成燃气通道8，循环烟气管7的内腔体构成烟气通道9，壳体1、火焰管2与燃气管6之间的腔体构成空气通道10，燃气管7在末端形成燃气腔体11且循环烟气管7在末端形成烟气腔体12，烟气腔体12连接有若干外烟气喷管13，外烟气喷管13内分别设置有与外烟气喷管同轴设置的内燃气喷管29，内燃气喷管29分别与燃气腔体11相连通，外烟气喷管13分别与烟气腔体12相连通，外烟气喷管13和内燃气喷管29在圆周方向形成一圈或多圈，在本实施例中，外烟气喷管13和内燃气喷管29设置有2圈，位于内圈的外烟气喷管13和内燃气喷管29长于位于外圈的外烟气喷管13和内燃气喷管29，内燃气喷管12的最末端设置有扩散器14，扩散器14呈伞状，外烟气喷管13的最末端设置有喇叭口15，内燃气喷管12的长度长于外烟气喷管13，使得内燃气喷管12的末端以及扩散器14伸出外烟气喷管13，从火焰管2喷流的气流从内向外分别包括内环状燃气流、中环状烟气流、外环状空气流，壳体1内设置有点火装置。

此外，在本实施例中，在火焰管2的内壁上设置有空气旋流齿15，空气旋流齿可以使空气产生旋流并引入部分烟气循环，旋流气体配合火焰管可以规矩火焰形状并克服炉膛阻力。

本实施例中的点火装置包括设置在壳体内的点火管16，点火管16的一端与点火燃气进口17相连通，点火管16的另一端延伸到火焰管2内且设置有点火及长明火喷嘴18，点火及长明火喷嘴18位置处设置有自动电子点火元件19。

在本实施例中，燃气管6通过燃气进气管道20连接燃气进口3，空气进口5通过空气进口管道21连接空气通道10，循环烟气管7通过循环烟气进气管道22连接循环烟气进口4。

此外，在本实施例中，燃气进气管道20上设置有循环烟气电动调节阀23，能够用于循环烟气的进气量；空气进口管道21上设置有电动调节风门24，能够用于控制空气的进气量；燃气进气管道22上设置有燃气电动调节阀25，能够用于控制燃气的进气量；循环烟气电动调节阀23、燃气电动调节阀25和电动调节风门24上均安装有伺服电机26。

另外，壳体上还设置有安装连接法兰27和检查门28，检查门28的设置可以方便维修检查。

上述烟气循环超低氮燃烧装置的工作过程如下：燃气从燃气进口通入后，经过燃气管后先通过扩散器被扩散，形成中空区，于此同时，循环烟气从循环烟气进口进入后，经过循环烟气管后排出，在喇叭口和内侧燃气的作用下被扩散，循环烟气将燃气与空气阻隔，再与燃气混合稀释，之后再和最外侧的助燃的空气混和，经过点火装置点火，燃烧输出多束火焰。其可实现扩散式滞后延长燃烧过程，降低燃烧火燃中心温度，阻止氮氧化物产生，实现低氮燃烧、低氮环保排放，经检测，其NOx排放在不同负荷下均出现不同程度的下降，且均小于50毫克/立方米，远远低于国家标准要求的150毫克/立方米，排放满足《锅炉大气污染物排放标准》GB13271-2014中大气污染物特别排放限值要求，也满足目前国家各省市关于燃气锅炉NOx严苛的排放标准。

目前传统的引入烟气方式均是在燃烧区域通过气体扩散和湍流作用实现与炉内烟气混合，存在引入烟气与空气、燃气混合空间小、接触时间短，难于实现充分混合，易造成燃烧器出口氧气浓度分布不均的问题；会使得燃烧区域中易出现局部氧气浓度过高，进而引起炉膛局部高温，促进NOx的形成，不利于NOx的减排。为此，本实用新型提供的烟气循环超低氮燃烧装置，在锅炉外部出烟口处取的外循环低温烟气，经过燃烧装置的机构排出的的可燃气体外侧分布有一层烟气，起到既阻燃又降温燃烧的效果，从而可高效的降低燃烧区的氧气浓度和温度，抑制燃气燃烧过程中NOx生成，实现燃气锅炉NOx超低排放，不仅可以为企业降低环保排放成本，更能响应国家节能减排循环经济的要求，能创造巨大的社会效益和经济效益；同时，燃烧产生的热量燃烧能够有效的利用，无热量损失。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种烟气循环超低氮燃烧装置，包括壳体和火焰管，所述壳体上分别设置有燃气进口、循环烟气进口、空气进口，其特征在于：所述壳体内分别设置有与所述燃气进口、循环烟气进口相连通的燃气管、循环烟气管，所述燃气管与所述循环烟气管同轴设置且所述燃气管设置在所述循环烟气管的外侧，所述燃气管与所述循环烟气管之间的腔体构成燃气通道，所述循环烟气管的内腔体构成烟气通道，所述壳体、火焰管与所述燃气管之间的腔体构成空气通道，所述燃气管在末端形成燃气腔体且所述循环烟气管在末端形成烟气腔体，所述烟气腔体连接有若干外烟气喷管，所述外烟气喷管内分别设置有与所述外烟气喷管同轴设置的内燃气喷管，所述内燃气喷管分别与所述燃气腔体相连通，所述燃气管和所述循环烟气管在末端形成若干喷气管，所述喷气管包括同轴设置的内燃气喷管和外烟气喷管，所述内燃气喷管分别与所述燃气管相连通，所述外烟气喷管分别与所述循环烟气管相连通，所述内燃气喷管的最末端设置有扩散器，从所述火焰管喷流的气流从内向外分别包括内环状燃气流、中环状烟气流、外环状空气流，所述壳体内设置有点火装置。

2.根据权利要求1所述的一种烟气循环超低氮燃烧装置，其特征在于：所述外烟气喷管的最末端设置有喇叭口。

3.根据权利要求2所述的一种烟气循环超低氮燃烧装置，其特征在于：所述内燃气喷管的长度长于所述外烟气喷管，使得所述内燃气喷管的末端以及所述扩散器伸出所述外烟气喷管。

4.根据权利要求1所述的一种烟气循环超低氮燃烧装置，其特征在于：所述扩散器呈伞状。

5.根据权利要求1所述的一种烟气循环超低氮燃烧装置，其特征在于：在所述火焰管的内壁上设置有空气旋流齿。

6.根据权利要求1所述的一种烟气循环超低氮燃烧装置，其特征在于：所述点火装置包括设置在所述壳体内的点火管，所述点火管的一端与点火燃气进口相连通，所述点火管的另一端延伸到所述火焰管内且设置有点火及长明火喷嘴，所述点火及长明火喷嘴位置处设置有自动电子点火元件。

7.根据权利要求1所述的一种烟气循环超低氮燃烧装置，其特征在于：所述燃气管通过燃气进气管道连接所述燃气进口，所述空气进口通过空气进口管道连接所述空气通道，所述循环烟气管通过循环烟气进气管道连接所述循环烟气进口。

8.根据权利要求7所述的一种烟气循环超低氮燃烧装置，其特征在于：所述循环烟气进气管道上设置有循环烟气电动调节阀，所述空气进口管道上设置有电动调节风门，所述燃气进气管道上设置有燃气电动调节阀，所述循环烟气电动调节阀、所述燃气电动调节阀和所述电动调节风门上均上安装有电动执行器或伺服电机中的任意一种。

9.根据权利要求1所述的一种烟气循环超低氮燃烧装置，其特征在于：所述壳体上设置有安装连接法兰。

10.根据权利要求1所述的一种烟气循环超低氮燃烧装置，其特征在于：所述壳体上设置有检查门。

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