CN212929987U - 一种用于降低低氮燃烧器中氮氧化物排放的涡流喷嘴装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于降低低氮燃烧器中氮氧化物排放的涡流喷嘴装置，应用于低氮燃烧器上，所述低氮燃烧器包括控制系统和燃烧器本体，所述燃烧器本体由风机和与风机风道连通的燃烧前端组成，所述涡流喷嘴装置包括设于燃烧前端外部的环形导流外罩，所述环形导流外罩具有水平端和收口端，水平端与燃烧前端搭接，收口端与水平面呈150度；所述环形导流外罩内侧设有同轴的环形导流筒，该环形导流筒具有水平端和凸起端，水平端和环形导流外罩的水平端对应设置，凸起端与环形导流外罩的收口端之间具有风道间隙。与现有技术相比，本实用新型中形成的烟气内循环能够有效降低低氮燃烧器在燃烧过程中的氮氧化物的排放量，降低对环境的影响。

Description

一种用于降低低氮燃烧器中氮氧化物排放的涡流喷嘴装置

技术领域

本实用新型涉及氮氧化物排放处理技术领域，具体涉及一种用于降低低氮燃烧器中氮氧化物排放的涡流喷嘴装置。

背景技术

低氮燃烧器在使用过程容易产生大量的氮氧化物，氮氧化物容易造成空气污染，刺激呼吸系统，局部区域酸沉降，氮氧化物可改变二氧化硫的转化速率，影响硅酸盐沉降，生态系统退化，对PM2.5值的改善带来的一定的影响。在燃烧环境下，C、H元素及其化合物与氧的亲和力要远远大于N2（氮气）与氧的亲和力，因此在该环境下C、H元素及其化合物首先与氧发生剧烈的化学反应（燃烧）。多余的O2（氧气）只有在高温下1400°C左右才能和N2（氮气）发生反应，如果能够改变燃烧条件，降低过量空气系数和氧浓度，使燃气在缺氧的条件下持续燃烧，这种情况下能够有效抑制氮氧化物的生成量，那么如何能保证燃气在缺氧条件下持续燃烧呢，需要设计一种特殊的结构来完成上述工作。

实用新型内容

为解决上述技术缺陷，本实用新型的目的是提供一种用于降低低氮燃烧器中氮氧化物排放的涡流喷嘴装置，能够有效降低低氮燃烧器在燃烧过程中的氮氧化物的排放量，降低对环境的影响。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种用于降低低氮燃烧器中氮氧化物排放的涡流喷嘴装置，应用于低氮燃烧器上，所述低氮燃烧器包括控制系统和燃烧器本体，所述燃烧器本体由风机和与风机风道连通的燃烧前端组成，其特征在于：所述涡流喷嘴装置包括设于燃烧前端外部的环形导流外罩，所述环形导流外罩具有水平端和收口端，水平端与燃烧前端搭接，收口端与水平面呈150度；所述环形导流外罩内侧设有同轴的环形导流筒，该环形导流筒具有水平端和凸起端，水平端和环形导流外罩的水平端对应设置，凸起端与环形导流外罩的收口端之间具有风道间隙；所述环形导流筒中心设有主燃气管，靠近主燃气管设有点火枪，靠近环形导流筒内侧均布设有多个副燃气管，各副燃气管与主燃气管外壁相通；所述燃烧前端顶部设有多个与环形导流筒水平端连接的调节机构，通过调节机构调节环形导流筒在环形导流外罩内侧的前后位置，改变上述风道间隙的大小，使燃烧前端内外风道的通风面积发生改变，从而实现高速气流流速的改变。

进一步地，所述主燃气管输入端连接有供气装置。

所述调节机构包括与环形导流筒水平端连接的连杆，所述连杆另一端连接一丝杠，所述丝杠设在燃烧前端外部一立板上，通过旋拧丝杠使环形导流筒前后移动来改变风道间隙的大小。

所述燃烧前端内部设有用于检测碳氢化合物含量的检测机构，当控制系统获取碳氢化合物含量增加的信息时，通过调节机构调节环形导流筒，使高速气流流速下降。

本实用新型在使用时，通过涡流喷嘴装置的设计，在鼓风机的强制供风下，环形导流外罩和环形导流筒之间形成高速气流，高速气流会在环形导流外罩外围形成负压区域，根据空气流动原理，高压区流向低压区，使位于环形导流筒外部的废气和未燃烧充分的燃气再次回到燃烧区域并持续不断的循环燃烧，形成了烟气内循环，有效抑制了氮氧化物的生成。

在一般燃烧环境下，C、H元素及其化合物与氧的亲和力要远远大于N2（氮气）与氧的亲和力，因此在该环境下C、H元素及其化合物首先与氧发生剧烈的化学反应（燃烧），多余的O2（氧气）在高温1400°C左右能和N2（氮气）发生反应，从而生成较多氮氧化物，本实用新型中设计的涡流喷嘴机构形成的烟气内循环，通过循环气流持续不断的燃烧，有效降低过量空气系数和氧浓度，使燃气在缺氧的条件下持续燃烧，这种情况下能够有效抑制氮氧化物的生成量，降低氮氧化物排放量15-20%。

通过烟气内循环的方式使高速气流持续不断的进行燃烧，由于不断的燃烧容易带来氧浓度的过渡下降，当氧浓度下降至3%以下时，容易增加不完全燃烧的热损失，引起碳氢化合物的增多，使燃烧效率下降，此种情况下，控制系统获取到碳氢化合物含量增加的信息后，控制调节机构对环形导流筒进行调节，降低高速气流流速，从而降低循环气流的强度，使氧气的消耗量降低，满足正常的燃烧效率水平，通过检测机构和控制系统的联动，使调节机构对环形导流筒的前后位置发生改变，调整了内外风道的通风面积，使炉内的氧浓度始终处于一个平衡的状态，既能保证正常的燃烧效率，又能抑制氮氧化物的生成。

所述调节机构是通过丝杠来进行工作的，通过扳手旋动丝杠，做前后位移，丝杠另一端通过连杆拉动环形导流筒，环形导流筒的前后位移动，改变燃烧器内外风道的通风面积，进而改变燃烧器火口的通风量及外风道风向切入角，通过这样的微量调节来改变燃气的燃烧环境，让燃烧达到最佳的低氮燃烧条件使其达到低氮，另外通过两个方向的位置移动，能够增加或降低高速气流的流量，以此形成负压的强弱，来实现回流烟气量的大小调节，最终实现氧气和可燃气体的最佳匹配。

与现有技术相比，本实用新型中形成的烟气内循环能够有效降低低氮燃烧器在燃烧过程中的氮氧化物的排放量，降低对环境的影响。

附图说明

下面结合附图及实施例，对本实用新型的结构和特征作进一步描述。

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型中所述调节机构的结构示意图。

附图1-2中，1.控制系统，2.风机，3.调节机构，4.环形导流外罩水平端，5.环形导流外罩收口端，6.环形导流筒凸起端，7.点火枪，8.主燃气管，9.副燃气管，10.燃烧前端，11.环形导流筒水平端，12.环形导流筒凸起端，13.连杆，14.丝杠，15.环形导流筒正常状态，16.环形导流筒向左移动状态。

具体实施方式

附图1-2是本实用新型的一种实施例，公开了一种用于降低低氮燃烧器中氮氧化物排放的涡流喷嘴装置，应用于低氮燃烧器上，所述低氮燃烧器包括控制系统1和燃烧器本体，所述燃烧器本体由风机2和与风机风道连通的燃烧前端10组成，所述涡流喷嘴装置包括设于燃烧前端10外部的环形导流外罩，所述环形导流外罩具有水平端4和收口端5，水平端4与燃烧前端10搭接，收口端与水平面呈150度，收口端5内侧设有环形导流筒6，该环形导流筒6倾斜度与收口端5一致，且环形导流筒6与收口端5之间具有空隙；

所述环形导流外罩内侧设有同轴的环形导流筒，该环形导流筒具有水平端11和凸起端12，环形导流筒水平端11和环形导流外罩水平端4对应设置，凸起端12与环形导流外罩的收口端5之间具有风道间隙；

所述环形导流筒6中心设有主燃气管8，所述主燃气管8输入端连接有供气装置，靠近主燃气管8设有点火枪7，靠近环形导流筒6内侧均布设有多个副燃气管9，各副燃气管9与主燃气管8外壁相通；

所述燃烧前端10顶部设有多个与环形导流筒水平端11连接的调节机构3，通过调节机构3调节环形导流筒在环形导流外罩内侧的前后位置，改变上述风道间隙的大小，使燃烧前端10内外风道的通风面积发生改变，从而实现高速气流流速的改变；所述燃烧前端10内部设有用于检测碳氢化合物含量的检测机构，当控制系统获取碳氢化合物含量增加的信息时，通过调节机构3调节环形导流筒6，使高速气流流速下降。

所述调节机构3包括与环形导流筒水平端11连接的连杆13，所述连杆13另一端连接一丝杠14，所述丝杠14设在燃烧前端10外部一立板上，通过旋拧丝杠14使环形导流筒从正常状态15移动至状态16，据此来改变风道间隙的大小。

本实用新型的实施例在工作时，通过涡流喷嘴装置的设计，在鼓风机的强制供风下，环形导流外罩和环形导流筒之间形成高速气流，高速气流会在环形导流外罩外围形成负压区域，根据空气流动原理，高压区流向低压区，使燃烧器喷出的火焰变得旋转起来，同时位于环形导流筒外部的废气和未燃烧充分的燃气再次回到燃烧区域并持续不断的循环燃烧，形成了烟气内循环，有效抑制了氮氧化物的生成。

在一般燃烧环境下，C、H元素及其化合物与氧的亲和力要远远大于N2（氮气）与氧的亲和力，因此在该环境下C、H元素及其化合物首先与氧发生剧烈的化学反应（燃烧），多余的O2（氧气）在高温1400°C左右能和N2（氮气）发生反应，从而生成较多氮氧化物，本实用新型中设计的涡流喷嘴机构形成的烟气内循环，通过循环气流持续不断的燃烧，有效降低过量空气系数和氧浓度，使燃气在缺氧的条件下持续燃烧，这种情况下能够有效抑制氮氧化物的生成量，降低氮氧化物排放量15-20%。

通过烟气内循环的方式使高速气流持续不断的进行燃烧，由于不断的燃烧容易带来氧浓度的过渡下降，当氧浓度下降至3%以下时，容易增加不完全燃烧的热损失，引起碳氢化合物的增多，使燃烧效率下降，此种情况下，控制系统获取到碳氢化合物含量增加的信息后，控制调节机构对环形导流筒进行调节，降低高速气流流速，从而降低循环气流的强度，使氧气的消耗量降低，满足正常的燃烧效率水平，通过检测机构和控制系统的联动，使调节机构对环形导流筒的前后位置发生改变，调整了内外风道的通风面积，使炉内的氧浓度始终处于一个平衡的状态，既能保证正常的燃烧效率，又能抑制氮氧化物的生成。

所述调节机构是通过丝杠来进行工作的，通过扳手旋动丝杠，做前后位移，丝杠另一端通过连杆拉动环形导流筒，环形导流筒的前后位移动，改变燃烧器内外风道的通风面积，进而改变燃烧器火口的通风量及外风道风向切入角，通过这样的微量调节来改变燃气的燃烧环境，让燃烧达到最佳的低氮燃烧条件使其达到低氮，另外通过两个方向的位置移动，能够增加或降低高速气流的流量，以此形成负压的强弱，来实现回流烟气量的大小调节，最终实现氧气和可燃气体的最佳匹配。

以上所描述的仅为本实用新型的较佳实施例，上述具体实施例不是对本实用新型的限制，凡本领域的普通技术人员根据以上描述所做的润饰、修改或等同替换，均属于本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种用于降低低氮燃烧器中氮氧化物排放的涡流喷嘴装置，应用于低氮燃烧器上，所述低氮燃烧器包括控制系统和燃烧器本体，所述燃烧器本体由风机和与风机风道连通的燃烧前端组成，其特征在于：所述涡流喷嘴装置包括设于燃烧前端外部的环形导流外罩，所述环形导流外罩具有水平端和收口端，水平端与燃烧前端搭接，收口端与水平面呈150度；所述环形导流外罩内侧设有同轴的环形导流筒，该环形导流筒具有水平端和凸起端，水平端和环形导流外罩的水平端对应设置，凸起端与环形导流外罩的收口端之间具有风道间隙；所述环形导流筒中心设有主燃气管，靠近主燃气管设有点火枪，靠近环形导流筒内侧均布设有多个副燃气管，各副燃气管与主燃气管外壁相通；所述燃烧前端顶部设有多个与环形导流筒水平端连接的调节机构，通过调节机构调节环形导流筒在环形导流外罩内侧的前后位置，改变上述风道间隙的大小，使燃烧前端内外风道的通风面积发生改变，从而实现高速气流流速的改变。

2.根据权利要求1所述的用于降低低氮燃烧器中氮氧化物排放的涡流喷嘴装置，其特征在于：所述主燃气管输入端连接有供气装置。

3.根据权利要求1所述的用于降低低氮燃烧器中氮氧化物排放的涡流喷嘴装置，其特征在于：所述调节机构包括与环形导流筒水平端连接的连杆，所述连杆另一端连接一丝杠，所述丝杠设在燃烧前端外部一立板上，通过旋拧丝杠使环形导流筒前后移动来改变风道间隙的大小。

4.根据权利要求1所述的用于降低低氮燃烧器中氮氧化物排放的涡流喷嘴装置，其特征在于：所述燃烧前端内部设有用于检测碳氢化合物含量的检测机构，当控制系统获取碳氢化合物含量增加的信息时，通过调节机构调节环形导流筒，使高速气流流速下降。

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