[發(fā)明專利]甲醇噴霧燃燒噴嘴

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710062991.6
• 申請日: 2007-01-24
• 公開（公告）號: CN101230979A
• 公開（公告）日: 2008-07-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王岳;張哲巔;穆克進(jìn);肖云漢
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院工程熱物理研究所
• 主分類號: F23D11/38
• 分類號: F23D11/38
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 周國城

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及燃?xì)廨啓C及鍋爐技術(shù)領(lǐng)域，是一種可以通過燃料稀釋和(或)空氣稀釋達(dá)到高效、低NO_x排放的甲醇噴霧燃燒噴嘴。

背景技術(shù)

當(dāng)今世界石油價格飛漲，而且中國的石油一半以上依靠進(jìn)口，因此燃?xì)廨啓C和燃油鍋爐等燃油設(shè)備必須尋求其它代用液體燃料。中國的能源結(jié)構(gòu)中煤占統(tǒng)治地位，因此煤基液體燃料甲醇由于其來源廣泛、價格便宜以及生成流程成熟等特點就成為了中國首選的液體替代燃料。

甲醇相對于燃?xì)廨啓C和燃油鍋爐中常用的柴油等燃料有其自身的一些特點。第一，甲醇的粘度要比柴油等低很多，因此甲醇較容易霧化，但是霧化角可能會變的很大。第二，甲醇的熱值低，化學(xué)當(dāng)量空氣少。第三，甲醇的氣化潛熱大。由于甲醇具有上述特點，因此以前開發(fā)的針對于柴油燃料的噴霧燃燒噴嘴將不能適應(yīng)甲醇的噴霧燃燒，因而有必要開發(fā)適應(yīng)甲醇特點的噴霧燃燒噴嘴。

液體噴霧燃燒時，由于火焰面溫度很高，因此導(dǎo)致NO_x排放會很高。因此有必要采取措施控制NO_x排放。由于甲醇溶于水這個特點，可以利用這個特點來實現(xiàn)低NO_x排放的甲醇噴霧燃燒噴嘴。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種甲醇噴霧燃燒噴嘴，是適應(yīng)甲醇特點的高效、低污染排放的噴霧燃燒噴嘴。其根據(jù)甲醇自身的特點設(shè)計了霧化噴嘴；根據(jù)甲醇的當(dāng)量空氣量，匹配了合適的空氣；由于甲醇的氣化潛熱大，因此采用了同軸反向旋流來加大回流區(qū)。另外由于甲醇噴霧燃燒的NO_x排放較高，采取了甲醇摻水稀釋和空氣稀釋的措施來減少NO_x排放。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種甲醇噴霧燃燒噴嘴，用于燃?xì)廨啓C燃燒室及鍋爐燃燒系統(tǒng)，其適應(yīng)甲醇的特點，具有高效、低污染排放的特性，其包括同軸相套的三部分：

最里層為一適合甲醇以及摻水甲醇特點的氣動離心式甲醇霧化噴嘴；

中間層為一旋流霧化空氣通道，通道內(nèi)設(shè)有霧化空氣旋流器，根據(jù)甲醇以及摻水甲醇的特點調(diào)整霧化空氣量及其旋流數(shù)；

最外層為兩個同軸反向旋流的稀釋空氣通道，兩通道出口各設(shè)有一空氣旋流器，兩空氣旋流器為了適應(yīng)甲醇?xì)饣瘽摕岽蟮奶攸c，采用了同軸反向旋流來增大空氣的旋流數(shù)。

所述的噴霧燃燒噴嘴，其所述摻水甲醇，提高了甲醇的閃點，增加甲醇噴霧燃燒的啟動安全性，達(dá)到了高效、低NO_x排放燃燒。

所述的噴霧燃燒噴嘴，其所述稀釋空氣，為加有空氣稀釋劑的空氣，以達(dá)到高效、低NO_x排放燃燒

所述的噴霧燃燒噴嘴，其所述空氣稀釋劑，為氮氣，水蒸氣和二氧化碳?xì)獾娜我庖环N氣體，或為幾種氣體的混合氣。

本發(fā)明提供的適應(yīng)甲醇特點的高效、低污染排放的噴霧燃燒噴嘴，包括適合甲醇特點的氣動霧化噴嘴以及同軸反向的空氣旋流器，通過調(diào)節(jié)甲醇的摻水量以及空氣的稀釋量，達(dá)到穩(wěn)定、高效、低污染的燃燒。

本發(fā)明可用于燃?xì)廨啓C燃燒室及鍋爐等燃燒系統(tǒng)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明甲醇噴霧燃燒噴嘴的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

圖1是本發(fā)明的一個具體實施例。參照圖1可知，本發(fā)明的甲醇噴霧燃燒噴嘴為柱體，該結(jié)構(gòu)為一般的環(huán)狀通道。主要包括彼此反向的空氣旋流器1和2，霧化空氣旋流器3以及甲醇的離心霧化噴嘴6，還包括兩個稀釋空氣通道4和5以及一個霧化空氣通道7。其中：

柱體的中心軸線上，設(shè)有甲醇通道8，甲醇通道8的一端接甲醇源或摻水甲醇源，另一端是甲醇霧化噴口9。霧化空氣通道10、兩個稀釋空氣通道4和5都為環(huán)形通道，以甲醇通道8為軸心線，由里向外順序排列。霧化空氣通道10的一端接霧化空氣源，另一端設(shè)有霧化空氣旋流器3，且霧化空氣通道10的一部分伸出霧化空氣旋流器3后，包覆于甲醇霧化噴口9外側(cè)，與霧化混合噴口11相通，朝向燃燒系統(tǒng)的燃燒室12。稀釋空氣通道5環(huán)抱于霧化空氣通道10的外側(cè)，稀釋空氣通道4環(huán)抱于稀釋空氣通道5的外側(cè)，兩個稀釋空氣通道4和5的一端接稀釋空氣源，與霧化混合噴口11同方向的另一端(出口端)分別設(shè)有空氣旋流器1和2，兩空氣旋流器1和2的旋流方向彼此相反，皆朝向燃燒系統(tǒng)的燃燒室12。

本發(fā)明是適應(yīng)甲醇特點的高效、低污染排放的甲醇噴霧燃燒噴嘴，可用于燃?xì)廨啓C燃燒室及鍋爐等燃燒系統(tǒng)。