CN216203328U - 一种内卷高温烟气的非预混燃烧装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种内卷高温烟气的非预混燃烧装置，包括进气单元和进风单元；进气单元包括进气管，进气管连接气室，气室分别连接由内至外设置的内层气管、中层气管和外层气管，内层气管、中层气管和外层气管呈轴向错位设置、径向分层设置、周向分段设置，中层气管和外层气管靠近出口端内均设有螺纹结构；进风单元包括由内至外设置的内层风管、分隔室、中层风管、外层风管，中层风管靠近出口端内设有弯曲叶片，外层风管出口端设有扩散喷口。本实用新型的内卷高温烟气的非预混燃烧装置可实现固体废弃物热解产生的低热值合成气的高温稳定燃烧，保证燃烧的充分性，避免出现局部高温，有效抑制NOx的产生，从而真正实现无害化处理。
Description
技术领域
本实用新型属于固体废弃物处理技术领域，具体涉及一种内卷高温烟气的非预混燃烧装置。
背景技术
随着工业的发展以及人们生活水平的提高，与日俱增的工业固废和生活垃圾已成为当代环境卫生管理中的一大难题。我国常规采用的垃圾填埋处理不仅占用了大量土地，而且容易污染饮用水源，释放有毒有害气体。
热解气化技术是在缺氧条件下，温度在500℃到600℃时，将固废热解气化产生CO、H2、CH4、C2H6等碳氢类合成气，以实现减量化。该工艺具有物料适应性强、污染物排放浓度低等优点，但在处理过程中后端需配套燃烧设备，以使气化产生的合成气、焦油、二噁英充分燃烧，最终实现无害化。由于热解产生的合成气热值较低且成分变化较大，现有燃烧设备在系统启炉及低负荷运行时，经常出现温度不达标的问题，运行的稳定性也较差。
中国专利CN 207214079U公开了一种等离子体催化合成气燃烧室，其采用等离子体净化技术以高能自由基催化裂解去除合成气中高分子有机有害组分，进口螺旋导片使固废气化合成气进入燃烧室后形成涡流，圆筒式燃烧室成水平布置，多级燃烧供风及供风罐将燃烧风沿环形内表面切线喷入使其与合成气混合均匀使之完全充分燃烧，尽管供风管道分级布置，但其合成气一次直接进入燃烧室，并没有达到精确分级配风，对于热值较低合成气易出现燃烧不尽，且易出现局部高温，NOx排放大。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种内卷高温烟气的非预混燃烧装置，可实现固体废弃物热解产生的低热值合成气的高温稳定燃烧，保证燃烧的充分性，避免出现局部高温，有效抑制NOx的产生，从而真正实现无害化处理。
本实用新型解决上述问题所采用的技术方案为：一种内卷高温烟气的非预混燃烧装置，包括进气单元和进风单元；所述进气单元包括进气管，所述进气管连接气室，所述气室分别连接由内至外设置的内层气管、中层气管和外层气管，所述内层气管、中层气管和外层气管呈轴向错位设置、径向分层设置、周向分段设置，所述中层气管和外层气管靠近出口端内均设有螺纹结构；所述进风单元包括由内至外设置的内层风管、分隔室、中层风管、外层风管，所述中层风管靠近出口端内设有弯曲叶片，所述外层风管出口端设有扩散喷口。
优选的，所述内层风管穿过所述气室并与所述内层气管连接，所述中层气管穿过所述分隔室，所述外层气管穿过所述外层风管。
优选的，所述气室为圆柱形箱体。
优选的，所述内层气管出口为扩张角为30-60°的扩散出口。
优选的，所述内层气管为1个，位于燃烧装置的中心位置；所述中层气管与外层气管均为多个，沿着圆周方向均匀排列。
优选的，所述中层气管和外层气管靠近出口端500mm内均设有螺纹结构。
优选的，所述内层风管出口为收缩角为30-60°的收缩出口。
优选的，所述外层风管出口端设有圆弧状扩散喷口，出口切线与轴向夹角为0-15°。
优选的，所述中层风管连接中层进风管，所述外层风管连接外层进风管。
与现有技术相比，本实用新型的优点在于：
（1）本实用新型的燃烧装置采用特殊的结构设计和独立调节的多级配风可以在喷口处形成负压区，卷吸燃烧后的高温烟气至近喷口处，对低热值的合成气稳燃效果极佳并保证850℃以上的高温燃烧，使合成气中的二噁英和焦油等有害物质充分裂解，实现无害化处理。
（2）本实用新型燃烧装置的中层气管和外层气管靠近出口端内均设有螺纹结构，中层风管靠近出口端内设有弯曲叶片，气管的内螺纹结构和风管内的弯曲叶片能够产生强旋转气流，促进合成气与风的混合，能够将过量空气系数控制在1.1以内，同时保证燃烧的充分性，最大程度地降低尾气中CO含量。
（3）本实用新型的燃气管即内层气管、中层气管和外层气管在轴向上呈错位布置、径向上呈分层布置、周向上呈分段布置，同时根据此分布特点进行精确的分级配风，且分隔室的设置促进了合成气的分区燃烧，可避免出现局部高温，有效抑制NOx的产生。
（4）本实用新型燃烧装置的外层风管出口端设有扩散喷口，具体为圆弧状扩散喷口，其圆弧形的扩散喷口将炉内烟气控制在合理的扩散范围内，既能保证炉膛内较高的火焰充满度，同时又能防止火焰刷墙带来的灰分结焦问题。
附图说明
图1为本实用新型实施例中内卷高温烟气的非预混燃烧装置的结构示意图。
图2为本实用新型实施例中内层气管、中层气管和外层气管的分布图。
其中：1为进气管，2为气室，3为内层气管，4为中层气管，5为外层气管，6为内层风管，7为分隔室，8为中层风管，9为外层风管，10为弯曲叶片，11为扩散喷口12为中层进风管，13为外层进风管。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。
如图1所示，本实施例中的内卷高温烟气的非预混燃烧装置的结构示意图。
一种内卷高温烟气的非预混燃烧装置，包括进气单元和进风单元。
其中，进气单元包括进气管1，所述进气管1连接气室2，所述气室2为圆柱形箱体，所述气室2分别连接由内至外设置的内层气管3、中层气管4和外层气管5，所述内层气管3、中层气管4和外层气管5呈轴向错位设置、径向分层设置、周向分段设置，所述内层气管3为1个，位于燃烧装置的中心位置，所述中层气管4为8个，沿着圆周方向均匀排列，外层气管5为12个，沿着圆周方向均匀排列；所述内层气管3出口为扩张角为30-60°的扩散出口，所述中层气管4和外层气管5靠近出口端500mm内均设有螺纹结构。
进风单元包括由内至外设置的内层风管6、分隔室7、中层风管8、外层风管9，所述内层风管6出口为收缩角为30-60°的收缩出口，所述分隔室7内为空腔结构，所述中层风管8连接中层进风管12，所述外层风管9连接外层进风管13，所述中层风管8靠近出口端内设有弯曲叶片10，所述外层风管9出口端设有圆弧状扩散喷口11，出口切线与轴向夹角为0-15°；所述内层风管6穿过所述气室2并与所述内层气管3连接，所述中层气管4穿过所述分隔室7，所述外层气管5穿过所述外层风管9。
下面结合附图详细描述本实施例的工作过程：
固体废弃物通过热解气化可以产生300-500℃的合成气，其主要可燃成分为CO和H2，热值800-1000kcal/Nm3，合成气经进气管1流入气室2内，较大的腔室结构起到缓冲稳压的作用，进而使流入内层气管3、中层气管4、外层气管5的合成气分配更均匀：部分合成气从气室2进入内层气管3，然后从扩散出口喷出，与内层风管6收缩喷口内的空气进行充分混合后着火燃烧；部分合成气从气室2进入中层气管4，后经内置的螺旋结构产生强旋转气流（该气流在轴向上与内层燃气错开，形成分级燃烧），空气经中层进风管12流入中层风管8，通过由弯曲叶片10组成的狭缝式流道产生强旋转气流，中层气管4与中层风管8产生的两股高速旋转的气流充分混合，并在中心形成负压，卷吸燃烧后的高温烟气至此区域，促进燃烧，同时起到稀释局部含氧量的作用，抑制NOx的产生；部分合成气从气室2进入外层气管5，后经内置的螺旋结构产生强旋转燃气气流，空气经外层进风管13流入外层风管9后从出口喷出，经过一段行程后与外层气管5中的旋转燃气气流混合燃烧，其中进入外层风管9的空气为高速的直流风，其处于整个动力场的外侧，能够对燃气起到很好的包覆作用，防止燃气穿透风层造成未燃尽率升高，同时可以抑制内层强旋转气流的过度扩散，燃烧后的烟气经过弧形的扩散喷口11进入到炉膛内，保证良好的火焰充满度，同时防止火焰刷墙带来的灰分结焦问题。
除上述实施例外，本实用新型还包括有其他实施方式，凡采用等同变换或者等效替换方式形成的技术方案，均应落入本实用新型权利要求的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种内卷高温烟气的非预混燃烧装置，其特征在于：包括进气单元和进风单元；所述进气单元包括进气管（1），所述进气管（1）连接气室（2），所述气室（2）分别连接由内至外设置的内层气管（3）、中层气管（4）和外层气管（5），所述内层气管（3）、中层气管（4）和外层气管（5）呈轴向错位设置、径向分层设置、周向分段设置，所述中层气管（4）和外层气管（5）靠近出口端内均设有螺纹结构；所述进风单元包括由内至外设置的内层风管（6）、分隔室（7）、中层风管（8）、外层风管（9），所述中层风管（8）靠近出口端内设有弯曲叶片（10），所述外层风管（9）出口端设有扩散喷口（11）。
2.根据权利要求1所述的内卷高温烟气的非预混燃烧装置，其特征在于：所述内层风管（6）穿过所述气室（2）并与所述内层气管（3）连接，所述中层气管（4）穿过所述分隔室（7），所述外层气管（5）穿过所述外层风管（9）。
3.根据权利要求1所述的内卷高温烟气的非预混燃烧装置，其特征在于：所述气室（2）为圆柱形箱体。
4.根据权利要求1所述的内卷高温烟气的非预混燃烧装置，其特征在于：所述内层气管（3）出口为扩张角为30-60°的扩散出口。
5.根据权利要求1所述的内卷高温烟气的非预混燃烧装置，其特征在于：所述内层气管（3）为1个，位于燃烧装置的中心位置；所述中层气管（4）与外层气管（5）均为多个，沿着圆周方向均匀排列。
6.根据权利要求1所述的内卷高温烟气的非预混燃烧装置，其特征在于：所述中层气管（4）和外层气管（5）靠近出口端500mm内均设有螺纹结构。
7.根据权利要求1所述的内卷高温烟气的非预混燃烧装置，其特征在于：所述内层风管（6）出口为收缩角为30-60°的收缩出口。
8.根据权利要求1所述的内卷高温烟气的非预混燃烧装置，其特征在于：所述外层风管（9）出口端设有圆弧状扩散喷口，出口切线与轴向夹角为0-15°。
9.根据权利要求1所述的内卷高温烟气的非预混燃烧装置，其特征在于：所述中层风管（8）连接中层进风管（12），所述外层风管（9）连接外层进风管（13）。
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| CN216203328U true CN216203328U (zh) | 2022-04-05 |
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