CN216203320U - 一种低温纯氧烧嘴 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种低温纯氧烧嘴，涉及加热设备技术领域；一种低温纯氧烧嘴，包括壳体和燃气供给通道，壳体内设有燃烧室，燃气供给通道一端与燃烧室的进气端连通，燃气供给通道一端用于连接燃气供给系统；壳体内还设有进气腔、混合腔、内喷嘴，所述进气腔设有氧气进口，所述进气腔与所述混合腔连通，所述混合腔设有回流烟气接口8，所述混合腔与所述内喷嘴的进气端相连，所述内喷嘴出气端与所述燃烧室连通。本实用新型能使纯氧或含氧量高的助燃气经进气腔进入混合腔与进入混合腔内的回流烟气混合后，进入燃烧室内与燃气混合，以进行燃烧，可使燃烧系统的热效率与纯氧或富氧燃烧的热效率相当，又可以大幅度降低燃料燃烧时的火焰温度。

Description

一种低温纯氧烧嘴

技术领域

本实用新型涉及加热设备技术领域，具体涉及一种低温纯氧烧嘴。

背景技术

随着碳中和相关政策的持续有力推进，对化石燃料的热效率要求越来越高。由于排烟量的减少，采用纯氧或富氧加热是一种提高热效率的有效方式，但是由于纯氧或富氧加热的助燃剂为纯O2或O2浓度很高的气体,化石燃料燃烧时的火焰温度比采用空气为助燃剂燃烧时的火焰温度高很多。而火焰温度的升高，需要提高炉膛的耐火温度，导致炉膛的生产制造成本大幅提高，限制了纯氧或富氧燃烧的应用范围。

实用新型内容

针对现有纯氧或富氧燃烧问题过高导致炉膛生产制造成本大幅提高技术问题；本实用新型提供了一种低温纯氧烧嘴，可使燃烧系统的热效率与纯氧或富氧燃烧的热效率相当，又可以大幅度降低燃料燃烧时的火焰温度，从而拓展纯氧或富氧燃烧加热的应用范围。

本实用新型通过以下技术方案实现：

一种低温纯氧烧嘴，包括壳体和燃气供给通道，所述壳体内设有燃烧室，所述燃气供给通道一端与所述燃烧室的进气端连通，所述燃气供给通道一端用于连接燃气供给系统；所述壳体内还设有进气腔、混合腔、内喷嘴，所述进气腔设有氧气进口，所述进气腔与所述混合腔连通，所述混合腔设有回流烟气接口，所述混合腔与所述内喷嘴的进气端相连，所述内喷嘴出气端与所述燃烧室连通。

本实用新型在使用时，将燃气供给通道的进气端与燃气供给系统相连(天然气供气接口或其他燃气供气接口)、将纯氧或含氧量高的助燃气供气接口通过氧气进口与进气腔相连、将烟气回收器的出气接口通过回流烟气接口与混合腔相连，使得燃气经燃气供给通道进入燃烧室内，纯氧或含氧量高的助燃气经进气腔进入混合腔与进入混合腔内的回流烟气混合后，由内喷嘴喷入燃烧室内与燃气混合，以进行燃烧。

其中，在纯氧或含氧量高的助燃气进入燃烧室前与回流的烟气混合，使得进入燃烧室的助燃剂(纯氧或富氧与回抽烟气的混合气体)氧气浓度可以与常温助燃空气中的氧气浓度相当，相对于纯氧或富氧燃烧，火焰温度大大降低，对炉膛耐材的要求与常规的空气烧嘴一样，从而实现纯氧或富氧的“低温燃烧”，能够降低对炉膛耐火温度的要求。因此，本实用新型可使燃烧系统的热效率与纯氧或富氧燃烧的热效率相当，又可以大幅度降低燃料燃烧时的火焰温度，从而拓展纯氧或富氧燃烧加热的应用范围。

另外，将超低(或无)氧含量的高温烟气抽回并与纯氧或富氧气混合后为助燃剂再次参与燃气的燃烧，可大幅度减少燃烧后的排烟量，极大地提高了燃烧的热效率，有效降低了“碳”排放；将回流的烟气与纯氧或富氧气体混合后参与燃烧，能够进一步降低NOx的排放，实现“低氮”燃烧。同时，在加热功率相同的情况下，如使用天然气燃料、补充的氧气为纯氧气，能够使得烟气排放量比采用助燃空气作为助燃剂的烟气排放量小，以有效的实现“节能减排”。

在一可选的实施例中，所述混合腔经混合器与所述内喷嘴相连，以使得回流的烟气与纯氧或富氧气体经两次混合后进入内喷嘴，使得回流氧气与助燃气能够充分的混合。

在一可选的实施例中，所述混合器为设置在所述混合腔与所述内喷嘴间的混合旋流器，以进一步确保回流氧气与助燃气能够充分的混合。

在一可选的实施例中，所述内喷嘴外侧壁与所述壳体内侧壁围成出气腔，所述混合器位于所述混合腔与所述出气腔之间。

在一可选的实施例中，所述内喷嘴为喇叭形，所述燃烧室为所述内喷嘴的内腔，所述内喷嘴侧壁设若干出气孔，所述混合腔出气端与所述出气孔连通，采用喇叭形的内喷嘴的内腔作为燃烧室，利于燃气与混合气体的混合，确保燃气和回流烟气能够充分的燃烧。

在一可选的实施例中，所述混合腔内设有氧气喷嘴，所述进气腔通过所述氧气喷嘴与所述混合腔连通，以利于氧气或富氧气与回流氧气混合，提高助燃气与回流氧气混合的均匀性。

在一可选的实施例中，所述混合腔侧壁外覆盖有隔热层，以对回流的高温烟气进行保温，提高热利用率，同时隔绝高温烟气向外散热而对人员或其它设备造成伤害。

在一可选的实施例中，所述进气腔和所述混合腔环绕所述燃气供给通道设置，一方面便于燃气供给通道的设置，另一方面能够进一步利用纯氧或富氧气与回流氧气的初次混合。

在一可选的实施例中，还包括火焰探测器安装通道，所述火焰探测器安装通道一端与所述燃烧室连通，所述火焰探测器安装通道另一端延伸至所述壳体外壁，以便于安装火焰探测器。

在一可选的实施例中，还包括点火装置，所述点火装置一端延伸至所述燃烧室内，所述点火装置一端延伸至所述壳体外，以便于烧嘴的点火。

本实用新型具有的有益效果：

1、本实用新型进气腔设有氧气进口、进气腔与混合腔连通，混合腔设有回流烟气接口且混合腔与内喷嘴的进气端相连，而内喷嘴出气端与燃烧室连通，使得燃气经燃气供给通道进入燃烧室内，纯氧或含氧量高的助燃气经进气腔进入混合腔与进入混合腔内的回流烟气混合后，由内喷嘴喷入燃烧室内与燃气混合，使得燃烧室内的氧气浓度可与常温助燃空气中的氧气浓度相当，相对于纯氧或富氧燃烧，火焰温度大大降低，对炉膛耐材的要求与常规的空气烧嘴一样，从而实现纯氧或富氧的“低温燃烧”。

2、本实用新型可实现纯氧或富氧的“低温燃烧”，能够降低对炉膛耐火温度的要求，从而拓展纯氧或富氧燃烧加热的应用范围。

3、本实用新型设置相连的氧气进气腔和烟气回流的混合腔，混合腔与燃烧室相连，能将超低(或无)氧含量的高温烟气抽回并与纯氧或富氧气混合后为助燃剂再次参与燃气的燃烧，可大幅度减少燃烧后的排烟量，极大地提高了燃烧的热效率，有效降低了“碳”排放。

4、本实用新型设置相连的氧气进气腔和烟气回流的混合腔，混合腔与燃烧室相连，能将回流的烟气与纯氧或富氧气体混合后参与燃烧，能够进一步降低NOx的排放，实现“低氮”燃烧。

5、本实用新型设置相连的氧气进气腔和烟气回流的混合腔，混合腔与燃烧室相连，在加热功率相同的情况下，如使用天然气燃料、补充的氧气为纯氧气，能够使得烟气排放量比采用助燃空气作为助燃剂的烟气排放量小，以有效的实现“节能减排”。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本实用新型实施例低温纯氧烧嘴的结构示意图。

附图标记：

1-壳体，2-燃气供给通道，3-燃烧室，4-进气腔，5-混合腔，6-内喷嘴，7-氧气进口，8-回流烟气进口，9-混合器，10-出气腔，11-出气孔，12-氧气喷嘴，13-隔热层，14-火焰探测器安装通道，15-点火装置，16-观火口。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请实施例的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖向”、“纵向”、“侧向”、“水平”、“内”、“外”、“前”、“后”、“顶”、“底”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，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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申请的限制。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“开有”、“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。

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。

实施例

结合附图1，本实施例提供了一种低温纯氧烧嘴，包括壳体1和燃气供给通道2，所述壳体1内设有燃烧室3，所述燃气供给通道2一端与所述燃烧室3的进气端连通，所述燃气供给通道2一端用于连接燃气供给系统；所述壳体1内还设有进气腔4、混合腔5、内喷嘴6，所述进气腔4设有氧气进口7，所述进气腔4与所述混合腔5连通，所述混合腔5设有回流烟气接口8，所述混合腔5与所述内喷嘴6的进气端相连，所述内喷嘴6出气端与所述燃烧室3连通。

能够理解的是，壳体1作为低温纯氧烧嘴的外壳，需采用耐火材料制成，如采用不锈钢或耐火砖制成。

优选的，所述进气腔4和所述混合腔5环绕所述燃气供给通道2设置，且进气腔4和混合腔5沿燃气供给通道2长度方向依次设置，一方面便于燃气供给通道2的设置，另一方面能够进一步利用纯氧或富氧气与回流氧气的初次混合。

进一步的，所述混合腔5内设有氧气喷嘴12，所述进气腔4通过所述氧气喷嘴12与所述混合腔5连通，以利于氧气或富氧气与回流氧气混合，提高助燃气与回流氧气混合的均匀性。

优选的，所述混合腔5侧壁外覆盖有隔热层13，以对回流的高温烟气进行保温，提高热利用率，同时隔绝高温烟气向外散热而对人员或其它设备造成伤害。

优选的，所述内喷嘴6为喇叭形，所述燃烧室3为所述内喷嘴6的内腔，所述内喷嘴6侧壁设若干出气孔11，所述混合腔5出气端与所述出气孔11连通，采用喇叭形的内喷嘴6的内腔作为燃烧室3，利于燃气与烟气和氧气的混合气体的混合，确保燃气和回流烟气能够充分的燃烧。

进一步的，所述混合腔5经混合器9与所述内喷嘴6相连，以使得回流的烟气与纯氧或富氧气体经两次混合后进入内喷嘴6，使得回流氧气与助燃气能够充分的混合。

优选的，所述混合器9为设置在所述混合腔5与所述内喷嘴6间的混合旋流器，以进一步确保回流氧气与助燃气能够充分的混合。

优选的，所述内喷嘴6外侧壁与所述壳体1内侧壁围成出气腔10，所述混合器9位于所述混合腔5与所述出气腔10之间，以通过出气腔10的缓冲，进一步混合烟气和氧气或富氧气体。

进一步的，还包括火焰探测器安装通道14，所述火焰探测器安装通道14一端与所述燃烧室3连通，所述火焰探测器安装通道14另一端延伸至所述壳体1外壁，以便于安装火焰探测器。

应当理解的是，本实施例还包括点火装置15，所述点火装置15一端延伸至所述燃烧室3内，所述点火装置15一端延伸至所述壳体1外，以便于烧嘴的点火。

为便于观察火焰的燃烧情况，燃气供给通道2设置成弯管状，且在燃气供给通道2转弯处设置有观火口16，从而便于调试人员和巡查人员进行观察，并可以作为火焰探测器备用接口。

使用时，将燃气供给通道2的进气端与燃气供给系统相连(天然气供气接口或其他燃气供气接口)、将纯氧或含氧量高的助燃气供气接口通过氧气进口7与进气腔4相连、将烟气回收器的出气接口通过回流烟气接口8与混合腔5相连，使得燃气经燃气供给通道2进入燃烧室3内，纯氧或含氧量高的助燃气经进气腔4经氧气喷嘴12喷出进入混合腔5与进入混合腔5内的回流烟气混合后，由内喷嘴6喷入燃烧室3内与燃气混合，以进行燃烧。

其中，在纯氧或含氧量高的助燃气进入燃烧室3前与回流的烟气混合，使得进入燃烧室3的助燃剂(纯氧或富氧与回抽烟气的混合气体)氧气浓度可以与常温助燃空气中的氧气浓度相当，相对于纯氧或富氧燃烧，火焰温度大大降低，对炉膛耐材的要求与常规的空气烧嘴一样，从而实现纯氧或富氧的“低温燃烧”，能够降低对炉膛耐火温度的要求。因此，本实施例可使燃烧系统的热效率与纯氧或富氧燃烧的热效率相当，又可以大幅度降低燃料燃烧时的火焰温度，从而拓展纯氧或富氧燃烧加热的应用范围。

另外，将超低(或无)氧含量的高温烟气抽回并与纯氧或富氧气混合后为助燃剂再次参与燃气的燃烧，可大幅度减少燃烧后的排烟量，极大地提高了燃烧的热效率，有效降低了“碳”排放；将回流的烟气与纯氧或富氧气体混合后参与燃烧，能够进一步降低NOx的排放，实现“低氮”燃烧。同时，在加热功率相同的情况下，如使用天然气燃料、补充的氧气为纯氧气，能够使得烟气排放量比采用助燃空气作为助燃剂的烟气排放量小，以有效的实现“节能减排”。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，依据本实用新型的技术实质，在本实用新型的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种低温纯氧烧嘴，包括壳体(1)和燃气供给通道(2)，其特征在于，所述壳体(1)内设有燃烧室(3)，所述燃气供给通道(2)一端与所述燃烧室(3)的进气端连通，所述燃气供给通道(2)一端用于连接燃气供给系统；

所述壳体(1)内还设有进气腔(4)、混合腔(5)、内喷嘴(6)，所述进气腔(4)设有氧气进口(7)，所述进气腔(4)与所述混合腔(5)连通，所述混合腔(5)设有回流烟气接口(8)，所述混合腔(5)与所述内喷嘴(6)的进气端相连，所述内喷嘴(6)出气端与所述燃烧室(3)连通。

2.根据权利要求1所述的低温纯氧烧嘴，其特征在于，所述混合腔(5)经混合器(9)与所述内喷嘴(6)相连。

3.根据权利要求2所述的低温纯氧烧嘴，其特征在于，所述混合器(9)为设置在所述混合腔(5)与所述内喷嘴(6)间的混合旋流器。

4.根据权利要求2所述的低温纯氧烧嘴，其特征在于，所述内喷嘴(6)外侧壁与所述壳体(1)内侧壁围成出气腔(10)，所述混合器(9)位于所述混合腔(5)与所述出气腔(10)之间。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的低温纯氧烧嘴，其特征在于，所述内喷嘴(6)为喇叭形，所述燃烧室(3)为所述内喷嘴(6)的内腔，所述内喷嘴(6)侧壁设若干出气孔(11)，所述混合腔(5)出气端与所述出气孔(11)连通。

6.根据权利要求5所述的低温纯氧烧嘴，其特征在于，所述混合腔(5)内设有氧气喷嘴(12)，所述进气腔(4)通过所述氧气喷嘴(12)与所述混合腔(5)连通。

7.根据权利要求1所述的低温纯氧烧嘴，其特征在于，所述混合腔(5)侧壁外覆盖有隔热层(13)。

8.根据权利要求1所述的低温纯氧烧嘴，其特征在于，所述进气腔(4)和所述混合腔(5)环绕所述燃气供给通道(2)设置。

9.根据权利要求1所述的低温纯氧烧嘴，其特征在于，还包括火焰探测器安装通道(14)，所述火焰探测器安装通道(14)一端与所述燃烧室(3)连通，所述火焰探测器安装通道(14)另一端延伸至所述壳体(1)外壁。

10.根据权利要求1所述的低温纯氧烧嘴，其特征在于，还包括点火装置(15)，所述点火装置(15)一端延伸至所述燃烧室(3)内，所述点火装置(15)一端延伸至所述壳体(1)外。

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