CN218972663U - 一种顶烧制氢专用超低氮氧化物燃烧器 - Google Patents
一种顶烧制氢专用超低氮氧化物燃烧器 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种顶烧制氢专用超低氮氧化物燃烧器，由燃烧器筒体、燃气枪系统、通风调节系统和火盆砖组成，其特征在于，所述燃气枪系统包括PSA尾气燃气枪系统和天然气燃气枪系统，所述PSA尾气燃气枪系统和天然气燃气枪系统都为独立燃烧系统，所述PSA尾气燃气枪系统中的PSA尾气燃气枪包括4支PSA尾气外气枪和1支PSA尾气内气枪；所述天然气燃气枪系统中的天然气燃气枪包括4支天然气外气枪和1支天然气内气枪。本实用新型提供的一种顶烧制氢专用超低氮氧化物燃烧器，解决传统与进口顶烧制氢燃烧器不能同时燃烧两种不同的燃料气，火焰中心温度高，氮氧化物排放超标的问题，并有利于实现顶烧制氢燃烧器国产化。
Description
技术领域
本实用新型涉及石油行业管式加热炉的节能燃烧与环境保护技术领域，特别涉及一种顶烧制氢专用超低氮氧化物燃烧器。
背景技术
目前国内制氢置加热炉用燃烧器均采用顶烧形式的燃烧器，由于制氢装置加热炉炉膛温度高，最高可达到1000℃，对氮氧化物排放的影响极大；制氢装置燃烧器用燃料大部分是两种燃料气，一为PSA尾气，一为天然气，若要满足两种燃料气同时在一台燃烧器内燃烧，并达到低氮氧化物排放，机构设计难度大，目前国内制氢燃烧器大部分采用进口燃烧器。而进口的顶烧制氢燃烧器大部分采用燃料气与助燃空气预混的形式，火焰温度高，氮氧化物排放已不能达到国家的最新环保要求（部分地区氮氧化物排放要求在50mg/m³以下）。因此研制一种顶烧制氢专用超低氮氧化物燃烧器替代现有的顶烧制氢燃烧器很有必要，市场前景非常广阔。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种顶烧制氢专用超低氮氧化物燃烧器，用来解决传统与进口顶烧制氢燃烧器不能同时燃烧两种不同的燃料气，火焰中心温度高，氮氧化物排放超标的问题，并有利于实现顶烧制氢燃烧器国产化。
为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：一种顶烧制氢专用超低氮氧化物燃烧器，由燃烧器筒体、燃气枪系统、通风调节系统和火盆砖组成，其特征在于，所述燃气枪系统包括PSA尾气燃气枪系统和天然气燃气枪系统，所述PSA尾气燃气枪系统和天然气燃气枪系统都为独立燃烧系统，所述PSA尾气燃气枪系统中的PSA尾气燃气枪包括4支PSA尾气外气枪和1支PSA尾气内气枪；所述天然气燃气枪系统中的天然气燃气枪包括4支天然气外气枪和1支天然气内气枪。
进一步的，所述火盆砖中设有为PSA尾气燃气枪系统、天然气燃气枪系统提供助燃风的助燃风通道。
进一步的，所述PSA尾气内气枪分支出4个PSA尾气内气枪喷头。
进一步的，所述天然气内气枪分支出4个天然气内气枪喷头。
进一步的，所述PSA尾气内气枪与天然气内气枪为套筒式结构。
与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果：1、将PSA尾气与天然气两组相互独立的燃料气系统巧妙的布置在一台燃烧器上，极大的适应了制氢装置开工初期与正常生产中的燃烧器燃料气不同的工况，同时使燃烧器在不同工况下均满足氮氧化物排放的要求。2、PSA尾气燃气枪的4支PSA尾气外气枪与1支PSA尾气内气枪将PSA尾气进行分级燃烧，1支PSA尾气内气枪又将PSA尾气内气枪火焰分成4股更小的火焰，并与分级的4支PSA尾气外气枪火焰在空间上一一对应，把燃烧火焰分割成多股数量的更小的火焰，避免火焰过于集中，使得燃烧更加充分、细腻和均衡，从而降低火焰中心温度，氮氧化物排放水平更低。3、天然气燃气枪的4支天然气外气枪与1支天然气内气枪将天然气进行分级燃烧，1支天然气内气枪又将天然气内气枪火焰分成4股更小的火焰，并与分级的4支天然气外气枪火焰在空间上一一对应，把燃烧火焰分割成多股数量的更小的火焰，避免火焰过于集中，使得燃烧更加充分、细腻和均衡，从而降低火焰中心温度，氮氧化物排放水平更低。4、采用PSA尾气内气枪与支天然气内气枪为套筒式结构的设计，从而实现了两组燃料气同时在一台燃烧器内燃烧的可能性，节省了燃烧器的体积与空间，极大的降低了燃烧器的生产成本。
本实用新型提供的一种顶烧制氢专用超低氮氧化物燃烧器，解决传统与进口顶烧制氢燃烧器不能同时燃烧两种不同的燃料气，火焰中心温度高，氮氧化物排放超标的问题，并有利于实现顶烧制氢燃烧器国产化。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型的俯视图；
图中，1是PSA尾气燃气枪系统，1-1是PSA尾气外气枪，1-2是PSA尾气内气枪，1-3是PSA尾气外气枪喷头，1-4是PSA尾气内气枪喷头，1-5是PSA尾气进气法兰，1-6是PSA尾气外气枪1-1与PSA尾气内气枪1-2的PSA尾气连接法兰，2是天然气燃气枪系统，2-1是天然气外气枪，2-2—天然气内气枪，2-3是天然气外气枪喷头，2-4是天然气内气枪喷头，2-5是天然气进气接头，2-6是天然气外气枪2-1与天然气内气枪2-2相连的天然气连接法兰，3是筒体，4是火盆砖，5是通风调节系统，6是观火孔，7是点火孔。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本实用新型的技术方案作进一步详细地说明。
如图1所示，本实用新型的一种顶烧制氢专用超低氮氧化物燃烧器，由燃烧器筒体3、PSA尾气燃气枪系统1、天然气燃气枪系统2、通风调节系统5和火盆砖4组成，燃烧器筒体3为PSA尾气燃气枪系统1、天然气燃气枪系统2、通风调节系统5提供载体。PSA尾气燃气枪系统1为独立燃烧系统，PSA尾气燃气枪系统1包括4支PSA尾气外气枪1-1，1支PSA尾气内气枪1-2。天然气燃气枪系统2同样为独立燃烧系统，天然气燃气枪系统2包括4支天然气外气枪2-1，1支天然气内气枪2-2。火盆砖5为PSA尾气燃气枪系统1与天然气燃气枪系统2提供助燃风通道。所述4支PSA尾气外气枪1-1搭配4个PSA尾气外气枪喷头1-3；所述1支PSA尾气内气枪1-2分支出4个PSA尾气内气枪喷头1-4。所述4支天然气外气枪2-1搭配4个天然气外气枪喷头2-3；所述1支天然气内气枪2-2分支出4个天然气内气枪喷头2-4。所述1支PSA尾气内气枪1-2与1支天然气内气枪2-2为套筒式结构。
本实用新型在使用过程中，PSA尾气通过PSA尾气进气法兰1-5进入PSA尾气燃气枪系统1，4支PSA尾气外气枪1-1与1支PSA尾气内气枪1-2通过PSA尾气连接法兰相连，然后PSA尾气通过PSA尾气内气枪1-2分别分支进入4个PSA尾气内气枪喷头1-4，此时PSA尾气外气枪1-1与PSA尾气内气枪1-2拥有相同的操作压力，PSA尾气被点燃后在设计好的喷孔面积比列下形成稳定的内外PSA尾气燃烧火焰，PSA尾气外气枪喷头1-3与PSA尾气内气枪喷头1-4的喷孔面积的比例为85:15。此时，4个PSA尾气内外气枪喷头1-3与4个PSA尾气内气枪喷头1-4将PSA尾气分为8股燃料经点燃后形成细而短的火焰，通过燃料分级与分段燃烧，火焰温度低，氮氧化物排放低。天然气通过天然气进气法兰2-5进入天然气燃气枪系统1，4支天然气外气枪2-1与1支天然气内气枪2-2通过天然气连接法兰相连，然后天然气通过天然气内气枪2-2分别分支进入4个天然气内气枪喷头2-4，此时天然气外气枪2-1与天然气内气枪2-2拥有相同的操作压力，天然气被点燃后在设计好的喷孔面积比列下形成稳定的内外天然气燃烧火焰，天然气外气枪喷头2-3与天然气内气枪喷头2-4的喷孔面积的比例为85:15。此时，4个天然气内外气枪喷头2-3与4个天然气内气枪喷头2-4将天然气分为8股燃料经点燃后形成细而短的火焰，通过燃料分级与分段燃烧，火焰温度低，氮氧化物排放低。PSA尾气内气枪1-2与天然气内气枪2-2采用套筒式结构设计，形成一体而又相互独立的燃料气通道，结构简单，制造方便，极大的降低了成本。通过上述结构的设计，本实用新型所述燃烧器在同时燃烧燃烧PSA尾气与天然气、单独燃烧PSA尾气和单独燃烧天然气三种工况下，氮氧化物排放均在50mg/m³以下，满足国家环保要求。
上列详细说明是针对本实用新型可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本实用新型的专利范围，凡未脱离本实用新型所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。
Claims (5)
1.一种顶烧制氢专用超低氮氧化物燃烧器，由燃烧器筒体、燃气枪系统、通风调节系统和火盆砖组成，其特征在于，所述燃气枪系统包括PSA尾气燃气枪系统和天然气燃气枪系统，所述PSA尾气燃气枪系统和天然气燃气枪系统都为独立燃烧系统，所述PSA尾气燃气枪系统中的PSA尾气燃气枪包括4支PSA尾气外气枪和1支PSA尾气内气枪；所述天然气燃气枪系统中的天然气燃气枪包括4支天然气外气枪和1支天然气内气枪。
2.根据权利要求1所述的一种顶烧制氢专用超低氮氧化物燃烧器，其特征在于，所述火盆砖中设有为PSA尾气燃气枪系统、天然气燃气枪系统提供助燃风的助燃风通道。
3.根据权利要求1所述的一种顶烧制氢专用超低氮氧化物燃烧器，其特征在于，所述PSA尾气内气枪分支出4个PSA尾气内气枪喷头。
4.根据权利要求1所述的一种顶烧制氢专用超低氮氧化物燃烧器，其特征在于，所述天然气内气枪分支出4个天然气内气枪喷头。
5.根据权利要求1所述的一种顶烧制氢专用超低氮氧化物燃烧器，其特征在于：所述PSA尾气内气枪与天然气内气枪为套筒式结构。
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