[發明專利]燃水煤漿低NOx燃燒器及燃燒方法

無效

• 申請號: 201010252079.9
• 申請日: 2010-08-12
• 公開（公告）號: CN101907295A
• 公開（公告）日: 2010-12-08
• 發明（設計）人: 周俊虎;劉建忠;黃鎮宇;周志軍;楊衛娟;程軍;王智化;岑可法;楊雪峰;劉茂省
• 申請（專利權）人: 浙江百能科技有限公司;浙江大學
• 主分類號: F23D11/00
• 分類號: F23D11/00;F23D11/36;F23D11/38
• 代理公司: 杭州中成專利事務所有限公司 33212
• 代理人: 金祺

技術領域

本發明涉及一種燃燒器，特別是一種燃水煤漿低NOx燃燒器及燃燒方法。

背景技術

能源與環境是我國國民經濟發展的重大問題，能源產業又是我國國民經濟發展中的支柱產業之一。“貧油富煤”是我國的國情，石油的儲量已經迫使我們不能把它僅僅作為燃料而燒掉。但是，當前國內還有大量的燃油發電廠和燃油工業鍋爐和燃油生活鍋爐在消耗大量的石油資源，必須尋求一種潔凈的代油燃料以解決我國石油嚴重缺乏的狀況。水煤漿作為一種石油燃料的替代品具有價格便宜、低污染、技術成熟等優點，但是水煤漿燃燒過程中NOx排放污染問題也越來越受到人們的重視。然而，由于目前燃燒器自身結構的缺陷，導致現有燃水煤漿燃燒器NOx排放普遍較高。

發明內容

本發明要解決的技術問題是，克服現有技術中的不足，通過燃燒器結構方面的設計來降低水煤漿燃燒過程中NOx排放，進而提供一種燃水煤漿低NOx燃燒器。

水煤漿燃燒過程中NOx的來源主要是燃料型NOx，即水煤漿中所含的N元素在燃燒過程中被氧化成的NOx，燃料NOx的生成量主要決定于燃燒過程中氧濃度的控制，維持低氧燃燒環境可以有效抑制NOx生成，但如果供氧不足，將影響燃燒效率，造成能源浪費。經發明人研究表明：有水煤漿燃燒器之所以NOx排放濃度如此高其主要原因是燃燒過程中助燃風與燃料混入過早，水煤漿燃料中的N大部分轉化成了NOx。如果整個燃燒過程中氧濃度都控制在3％～5％以下，則NOx排放濃度可以控制到目前水煤漿燃燒器濃度的80％甚至更低。本發明的目的就是提供一種NOx排放低、燃燒效率高的水煤漿專用燃燒器，通過燃燒器設計合理控制助燃風與水煤漿的混合，實現NOx排放的控制，將NOx排放濃度控制在300mg/Nm³以下。

為解決技術問題，本發明提供了一種燃水煤漿低NOx燃燒器，包括由內至外依次同軸心布置的水煤漿漿槍套管、一次風風管和二次風風管；所述二次風風管的外部，還至少有一個同軸心套設的控制NOx的助燃風(以下簡稱“NOx風”)管。

本發明中，所述各風管分別設置風門或調節裝置，用于控制風的流量。

本發明中，所述各風管出口端的管壁間設填充耐火澆注料的間隔，間隔上開設噴口。

本發明中，所述噴口的形狀為環狀，或呈環形布置的間設的圓孔狀。

本發明中，所述噴口具有擴口，各風管噴口具有不同的的擴口角度。

本發明進一步提供了一種基于前所述燃水煤漿低NOx燃燒器的水煤漿燃燒方法，除一次風和二次風之外，還使用至少一股NOx風；所述一次風、二次風和NOx風中，既有直流風又有旋流風。

本發明將原水煤漿燃燒器布局中的二次風管分成多層(股)，并將各股風之間留有合理的間隙；各層風入口可根據需要設置風門，控制各層風量，適應不同煤漿需要，各層風可根據需要采用旋流或直流，旋流強度可以調節。直流風的作用是阻隔助燃風與水煤漿的過早混合；調節旋流強度可調整火焰長度，保證燃燒效率；各風出口擴角不同，以合理控制各層風的混合和火焰長度。通過以上措施有效控制助燃風與水煤漿的混合，保證水煤漿整個燃燒過程都在最佳氧濃度下進行，在保證燃燒效率的前提下大幅降低NOx排放。

本發明的有益效果在于：

(1)將助燃風分多層(股)送入燃燒室，控制助燃風與水煤漿的混合，從而實現水煤漿整個燃燒過程的氧濃度的控制；

(2)各股助燃風間根據水煤漿燃燒特性設有間隙，延緩助燃風與水煤漿火焰的混合；

(3)部分助燃風采用直流布置，起到阻隔外側助燃風與火焰混合的效果；

(4)燃燒器各噴口擴口角度不同，以合理控制各層風的混合和火焰長度。

附圖說明

圖1為低NOx水煤漿燃燒器實例結構圖。

1三次風風門；2一次風風門；3二次風旋流強度調節裝置；4水煤漿漿槍套管；5一次風風管；6二次風風管；7三次風風管。

具體實施方式

下面結合附圖1，對本發明的具體實施方式加以闡述。

傳統燃燒器中，助燃空氣通常分成“一次風”和“二次風”兩部分。本發明中，水煤漿低NOx燃燒器將“二次風”再分為兩股，分別叫作“二次風”和“三次風”。