專利名稱：富氧供風(fēng)的雙蓄熱式高溫貧氧燃燒器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于燃燒器技術(shù)領(lǐng)域，提供了 一種富氧供風(fēng)的雙蓄熱式高溫貧氧燃燒器， 從而實現(xiàn)燃燒器節(jié)能降耗的同時又降低氮氧化合物的排放。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)燃燒中利用空氣助燃，助燃空氣中約79%的氮氣不參與燃燒，反而形成煙氣 帶走燃燒產(chǎn)生的一部分熱量。而富氧及純氧燃燒技術(shù)使用富氧空氣或純氧助燃，減少了煙 氣中的氮氣，從根本上減少了煙氣帶走的余熱；同時提高了爐氣中三原子分子(CO2、H2O)的 含量使得爐內(nèi)輻射換熱加強，提高了爐內(nèi)傳熱效率，降低了燃料消耗，但同時由于火焰溫度 高，使得氧化燒損高，熱力型氮氧化合物生成量大量增加。蓄熱式燃燒器利用集成到燃燒器中的蓄熱體作為中間介質(zhì)，回收煙氣余熱，預(yù)熱 助燃空氣和燃氣，預(yù)熱空氣的溫度一般只比進蓄熱體煙氣溫度低100 150°C，煙氣排放溫 度只有150°C，最大范圍回收了煙氣中的余熱，且提高了低熱值燃料的燃燒溫度。將富氧用于蓄熱式燃燒器助燃，一方面通過減少煙氣量以減少煙氣帶走的熱量， 另一方面最大范圍回收了煙氣中的余熱，能進一步提高熱效率，但同時由于助燃空氣氧含 量和預(yù)熱溫度的提高，燃料燃燒溫度進一步提高，氧化燒損和氮氧化合物生產(chǎn)問題進一步 加劇。在貧氧濃度條件下仍能穩(wěn)定燃燒的高溫貧氧燃燒方式，爐內(nèi)氧氣濃度低，燃燒均 勻，爐溫均勻且低于熱力型氮氧化合物的生成溫度，達到了氧化燒損低、氮氧化合物低的效^ ο因此，發(fā)明一種富氧供風(fēng)，蓄熱體預(yù)熱助燃風(fēng)和燃氣，回收煙氣余熱，同時能實現(xiàn) 高溫貧氧燃燒的燃燒器，將最大范圍提高燃燒系統(tǒng)熱效率的同時降低被加熱工件氧化燒損 和氮氧化合物排放，對工業(yè)生產(chǎn)節(jié)能降耗及環(huán)境保護具有重大意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種富氧供風(fēng)的雙蓄熱式高溫貧氧燃燒器，利用富氧空氣供 風(fēng)，減少煙氣帶走余熱，加強爐內(nèi)傳熱效率，利用蓄熱體回收煙氣余熱，預(yù)熱助燃空氣和燃 氣，同時特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計，實現(xiàn)高溫貧氧燃燒條件，弱化工業(yè)爐內(nèi)的氧化性氣氛以大幅度降 低被加熱物料氧化燒損率，從而解決工業(yè)爐高能耗、低成材率及氮氧化合物排放的問題，并 且使難燃燃料燃燒充分。本發(fā)明包括燃氣進口 /煙氣出口 1、富氧空氣進口 /煙氣出口 2、富氧空氣蓄熱體 箱3、富氧空氣噴口磚4、燃氣噴口磚5、燃氣蓄熱體箱6、燃氣噴口 7、煙氣循環(huán)通道8、富氧 空氣與煙氣混合氣噴口 9、煙氣回流口 10、煙氣回流噴口磚11。燃氣進口 /煙氣出口 1與換 向閥的燃氣出口 /煙氣入口的管路連接，富氧空氣進口 /煙氣出口 2與換向閥的富氧空氣 出口 /煙氣出口的管路連接，燃氣進口 /煙氣出口 1與富氧空氣進口 /煙氣出口 2并排連 接到燃燒器，富氧空氣蓄熱體箱3位于富氧空氣進口 /煙氣出口 2后，富氧空氣蓄熱體箱3與富氧空氣噴口磚4連接，煙氣循環(huán)通道8、富氧口氣與煙氣混合氣噴口 9位于富氧空氣噴 口磚4中，煙氣回流噴口磚11位于富氧空氣噴口磚4外圍，煙氣回流噴口磚11與富氧空氣 噴口磚4間的C形通道構(gòu)成煙氣回流口 10，燃氣蓄熱體箱6位于燃氣進口 /煙氣出口 1后， 燃氣蓄熱體箱6與燃氣噴口磚5連接，燃氣噴口 7位于燃氣噴口磚5中。本發(fā)明的燃燒器利用富氧空氣助燃，從而減少煙氣中氮氣的含量，從源頭上減少 煙氣帶走的余熱，同時提高爐氣中三原子分子(CO2、H2O)的含量，使?fàn)t氣黑度提高，強化輻 射換熱，提高加熱效率；采用雙蓄熱方式，利用煙氣余熱預(yù)熱富氧空氣和燃氣，將煙氣排放 溫度降至約150°c (煙氣溫度低于150°c時，煙氣中的水容易析出與煙氣中的二氧化硫形成 硫酸腐蝕設(shè)備)，因此最大范圍回收了煙氣中的余熱；爐內(nèi)煙氣回流，降低富氧空氣的氧氣 濃度，實現(xiàn)爐內(nèi)高溫貧氧燃燒，燃燒溫度低于熱力型氮氧化合物的生成溫度，同時特殊的結(jié) 構(gòu)設(shè)計使得燃燒器在不同含氧量供風(fēng)的條件下仍能實現(xiàn)穩(wěn)定的貧氧燃燒。在換向閥的控制 下，燃燒器分兩個工作狀態(tài)燃燒狀態(tài)和排煙狀態(tài)。一般30s 45s，換一次向。燃燒狀態(tài) 時，富氧空氣通過進口 2進入富氧蓄熱體箱3，與富氧蓄熱體箱3中的蓄熱體換熱，吸收蓄 熱體儲存的煙氣余熱，溫度提高，受熱膨脹，動量增加。在獲得較高動量的富氧空氣作用下， 煙氣循環(huán)通道8處形成負壓，通過煙氣回流口 10卷吸爐內(nèi)煙氣。爐內(nèi)煙氣與富氧空氣混合 后，氧濃度降低，同時高溫?zé)煔庠俅晤A(yù)熱富氧空氣，高溫貧氧混合氣從富氧空氣與煙氣混合 氣噴口 9噴出。燃氣從燃氣進口 1中進入燃燒器與燃氣蓄熱體箱6中的蓄熱體換熱，提高 溫度與動量，從燃氣噴口 7高速噴出，與混合氣逐漸混合燃燒。排煙狀態(tài)時煙氣通過燃氣噴 口 7與混合氣噴口 9，分別進入富氧空氣蓄熱體箱3、燃氣蓄熱體箱6，與其中的蓄熱體換熱， 使蓄熱體儲存煙氣中的余熱。本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果本發(fā)明的特別之處在于采用富氧供風(fēng)，減少了煙氣中的氮氣含量，同時提高了爐 氣中三原子分子(CO2，H2O)的含量，從而減少煙氣帶走的余熱并且提高了爐內(nèi)換熱效率；采 用集成到燃燒器中的蓄熱體對富氧空氣和燃氣進行雙蓄熱，極限回收煙氣的余熱，同時提 高了低熱值燃料的燃燒溫度；通過結(jié)構(gòu)上的改進和參數(shù)上的優(yōu)化，提高了富氧空氣的流速， 煙氣循環(huán)通道處形成了較大的負壓區(qū)，回流煙氣可在負壓作用下無需任何動力裝置進入富 氧空氣通道，高溫?zé)煔獾倪M入一方面極大沖淡了富氧空氣的氧濃度，另一方面對高溫富氧 空氣再次預(yù)熱，使燃燒在貧氧狀態(tài)下進行，被加熱物料的氧化燒損率和氮氧化合物生成量 大幅降低，燃燒狀況更好，且通過控制富氧空氣壓力及改變煙氣回流口的大小，在不同含氧 量供風(fēng)的條件下，仍能調(diào)節(jié)富氧空氣與煙氣的混合比例，從而使混合氣達到所需的氧濃度； 通過煙氣多次循環(huán)，煙氣中難燃燃料充分燃燒，提高了燃料的利用率。本發(fā)明提高工業(yè)爐換 熱效率，節(jié)約燃料、降低氧化燒損、降低氮氧化合物排放，經(jīng)濟效益和環(huán)境效益顯著。


圖1為燃燒器總體示意圖。其中，燃氣進口 /煙氣出口 1、富氧空氣進口 /煙氣出 口 2、富氧空氣蓄熱體箱3、富氧空氣噴口磚4、燃氣噴口磚5、燃氣蓄熱體箱6。圖2為燃燒器煙氣循環(huán)通道示意圖。其中，煙氣循環(huán)通道8。圖3為噴口磚結(jié)構(gòu)示意圖。其中，富氧空氣噴口磚4、燃氣噴口磚5、燃氣噴口 7、煙 氣循環(huán)通道8、富氧口氣與煙氣混合氣噴口 9、煙氣回流口 10、煙氣回流噴口磚11。
具體實施例方式本發(fā)明包括燃氣進口 /煙氣出口 1、富氧空氣進口 /煙氣出口 2、富氧空氣蓄熱體 箱3、富氧空氣噴口磚4、燃氣噴口磚5、燃氣蓄熱體箱6、燃氣噴口 7、煙氣循環(huán)通道8、富氧 空氣與煙氣混合氣噴口 9、煙氣回流口 10、煙氣回流噴口磚11。燃氣進口 /煙氣出口 1與換 向閥的燃氣出口 /煙氣入口的管路連接，富氧空氣進口 /煙氣出口 2與換向閥的富氧空氣 出口 /煙氣出口的管路連接，燃氣進口 /煙氣出口 1與富氧空氣進口 /煙氣出口 2并排連 接到燃燒器，富氧空氣蓄熱體箱3位于富氧空氣進口 /煙氣出口 2后，富氧空氣蓄熱體箱3 與富氧空氣噴口磚4連接，煙氣循環(huán)通道8、富氧口氣與煙氣混合氣噴口 9位于富氧空氣噴 口磚4中，煙氣回流噴口磚11位于富氧空氣噴口磚4外圍，煙氣回流噴口磚11與富氧空氣 噴口磚4間的C形通道構(gòu)成煙氣回流口 10，燃氣蓄熱體箱6位于燃氣進口 /煙氣出口 1后， 燃氣蓄熱體箱6與燃氣噴口磚5連接，燃氣噴口 7位于燃氣噴口磚5中。在換向閥的控制下，分兩個工作狀態(tài)燃燒狀態(tài)和排煙狀態(tài)。燃燒狀態(tài)時，富氧空 氣通過富氧空氣進口 /煙氣出口 2進入燃燒器，與富氧空氣蓄熱體箱3中的蓄熱體換熱，溫 度提高，受熱膨脹，動量增加。預(yù)熱后的富氧空氣體積迅速膨脹，在獲得較高動量作用下，煙 氣循環(huán)通道8處形成負壓，通過煙氣回流口 10卷吸爐內(nèi)煙氣。爐內(nèi)煙氣與富氧空氣混合后， 氧濃度降低，同時高溫?zé)煔庠俅晤A(yù)熱富氧空氣，高溫貧氧混合氣從噴口 9噴出。燃氣從燃氣 進口 /煙氣出口 1中進入燃燒器與燃氣蓄熱體箱6中的蓄熱體換熱，提高溫度與動量，從燃 氣噴口 7高速噴出，與混合氣逐漸混合燃燒。當(dāng)富氧空氣蓄熱體箱3、燃氣蓄熱體箱6中的 蓄熱體溫度降到設(shè)計溫度時，轉(zhuǎn)為排煙狀態(tài)。排煙狀態(tài)時煙氣通過燃氣噴口 7與混合氣噴 口 9，進入燃燒器，與富氧空氣蓄熱體箱3、燃氣蓄熱體箱6中的蓄熱體換熱。當(dāng)蓄熱體預(yù)熱 到設(shè)計溫度時，完成一個工作周期，重新進入燃燒工作狀態(tài)。
權(quán)利要求
1. 一種富氧供風(fēng)的雙蓄熱式高溫貧氧燃燒器，其特征在于，包括燃氣進口 /煙氣出口(I)、富氧空氣進口/煙氣出口 O)、富氧空氣蓄熱體箱(3)、富氧空氣噴口磚G)、燃氣噴口 磚(5)、燃氣蓄熱體箱(6)、燃氣噴口(7)、煙氣循環(huán)通道(8)、富氧空氣與煙氣混合氣噴口 (9)、煙氣回流口(10)、煙氣回流噴口磚(11)；燃氣進口 /煙氣出口(1)與換向閥的燃氣出 口 /煙氣入口的管路連接，富氧空氣進口 /煙氣出口(2)與換向閥的富氧空氣出口 /煙氣 出口的管路連接，燃氣進口 /煙氣出口(1)與富氧空氣進口 /煙氣出口(2)并排連接到燃 燒器，富氧空氣蓄熱體箱(3)位于富氧空氣進口 /煙氣出口(2)后，富氧空氣蓄熱體箱(3) 與富氧空氣噴口磚(4)連接，煙氣循環(huán)通道(8)、富氧口氣與煙氣混合氣噴口(9)位于富氧 空氣噴口磚中，煙氣回流噴口磚(11)位于富氧空氣噴口磚(4)外圍，煙氣回流噴口磚(II)與富氧空氣噴口磚⑷間的C形通道構(gòu)成煙氣回流口(10)，燃氣蓄熱體箱(6)位于燃 氣進口 /煙氣出口(1)后，燃氣蓄熱體箱(6)與燃氣噴口磚( 連接，燃氣噴口(7)位于燃 氣噴口磚(5)中。
全文摘要
一種富氧供風(fēng)的雙蓄熱式高溫貧氧燃燒器，屬于燃燒器技術(shù)領(lǐng)域。包括燃氣進口/煙氣出口、富氧空氣進口/煙氣出口、富氧空氣蓄熱體箱、富氧空氣噴口磚、燃氣噴口磚、燃氣蓄熱體箱、燃氣噴口、煙氣循環(huán)通道、富氧空氣與煙氣混合氣噴口、煙氣回流口、煙氣回流噴口磚。優(yōu)點在于，利用富氧空氣供風(fēng)，減少煙氣帶走余熱，加強爐內(nèi)傳熱效率，利用蓄熱體回收煙氣余熱，預(yù)熱助燃空氣和燃氣，同時特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計，實現(xiàn)高溫貧氧燃燒條件，弱化工業(yè)爐內(nèi)的氧化性氣氛以大幅度降低被加熱物料氧化燒損率，從而解決工業(yè)爐高能耗、低成材率及氮氧化合物排放的問題，并且使難燃燃料燃燒充分。
文檔編號F23D14/48GK102095200SQ201110064540
公開日2011年6月15日 申請日期2011年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月17日
發(fā)明者馮娜, 鄭克明 申請人:北京沃克能源科技有限公司