[發明專利]一種多點燃燒的長火焰超低氮氧化物排放的氣體燃燒器

無效

• 申請號: 201010296302.X
• 申請日: 2010-09-29
• 公開（公告）號: CN101936530A
• 公開（公告）日: 2011-01-05
• 發明（設計）人: 李金科;徐紅兵;劉韞硯;張建;康翼;安發亮;張賢福;孫建兵;毛小亮
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;天華化工機械及自動化研究設計院
• 主分類號: F23D14/00
• 分類號: F23D14/00;F23D14/48;F23D14/84;F23C5/14
• 代理公司: 蘭州振華專利代理有限責任公司 62102
• 代理人: 張真

技術領域

本發明涉及一種多點燃燒的長火焰超低氮氧化物排放的氣體燃燒器，特別是一種以燃料氣為燃料的大能力、扁平長火焰、超低NOx氣體燃燒器，特別適用于乙烯裂解爐上。

背景技術

燃料氣與空氣混合后進行燃燒，空氣中的氧氣與燃料氣中的碳氫化合物進行燃燒反應并放出大量的熱。但是在高溫、氧過剩的條件下燃燒時，空氣中的氮氣將和空氣中的氧氣發生反應生成NOx。眾所周知，在其它條件相同的情況下，NOx的生成量隨著燃燒溫度的升高而增大。NOx是對環境有危害的物質，通常認為NOx的排放與臭氧的減少及其他環境問題有關。

在NOx排放對環境的影響日益得到人們關心之前，通常所有類型的火焰加熱爐都采用單級燃燒器，同目前使用的低NOx燃燒器相比，這種簡單的單級燃燒器會產生很高水平的NOx排放，無法滿足當前環保標準和規章的要求。為了減少NOx排放，就需要設計出低NOx燃燒器。

目前使用的低NOx燃燒器主要有兩種。一種是分級空氣燃燒器。分級空氣燃燒器使助燃空氣分流以建立貧氧的第一燃燒區，從而減少NOx的形成，在第二燃燒區將剩余部分的空氣引入，從而完成整個燃燒過程。另一種類型的低NOx燃燒器是分級燃料燃燒器，助燃空氣一次全部引入第一燃燒區，但在第一燃燒區只有部分燃料被燃燒，剩余的燃料被分別引入到第二燃燒區，甚至第三燃燒區，利用第一或第二燃燒區過剩的氧進行燃燒。在這種燃燒器中，第一和第二燃燒區過剩的空氣稀釋了燃料，燃燒溫度較低，從而減少了NOx的形成。

降低燃燒溫度的另一種方法是加入稀釋劑，煙氣再循環（FGR）技術就是這樣的方法之一。煙氣再循環（FGR）就是使完成燃燒過程的一部分煙氣循環返回風箱，與新鮮燃料混合以后，與燃料一起再次回到燃燒區。循環煙氣量通常占助燃空氣量的10%～20%，煙氣再循環使NOx降低的水平，要超過分級燃燒通常所能達到的水平。對于氣體燃燒器而言，煙氣再循環（FGR）是最有效且結構較簡單的NOx減少系統，煙氣再循環（FGR）的另一個優點是它能夠和其它大多數的NOx控制方法一起使用，以獲得超低的NOx排放。

?乙烯裂解爐用底部燃燒器，除了環保要求以外，還對底部燃燒器的火焰形狀、火焰長度、火焰剛性、供熱能力、調節比以及沿裂解爐高度方向的熱流密度分布等諸多因素有很苛刻的要求，如果設計不當，可能會對裂解爐的性能和操作帶來不利影響。對乙烯裂解爐而言，燃燒系統的問題—如火焰形狀、火焰長度、火焰的剛性以及熱流密度分布的不合理，往往是致命的，它會造成爐管嚴重彎曲變形、爐子運轉周期縮短、爐管壽命縮短等嚴重問題。

?CN200720032397.8提供了一種乙烯裂解爐用長火焰低氮氧化物排放的氣體燃燒器，采用了燃料分級技術降低NOx排放，其NOx排放量低于35?ppmvd，燃燒器能力大、熱流分布合理、操作穩定，調節比（燃燒器最大負荷與最小負荷之比）可達8:1，操作者可在優化和穩定的熱通量特性下進行裂解爐的操作。但是這種底部燃燒器由于沒有采用多點燃燒技術，那么正對底部燃燒器的區域溫度較高，是高溫區，而兩個底部燃燒器之間溫度較低，是低溫區，造成爐內溫度分布不均勻。另外，由于沒有采用煙氣再循環（FGR）技術，NOx排放量仍然偏高，有進一步降低的空間。當然?，針對乙烯裂解爐用底部燃燒器而言，除了環保要求以外，燃燒系統的問題—如火焰形狀、火焰長度、火焰的剛性以及熱流密度分布的不合理，往往是致命的，它會造成爐管嚴重彎曲變形、爐子運轉周期縮短、爐管壽命縮短等嚴重問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種多點燃燒的長火焰超低氮氧化物排放的氣體燃燒器，它不僅可以獲得超低的NOx排放，而且可以獲得良好的底部燃燒器火焰形狀、火焰長度、火焰剛性以及熱流密度分布，該氣體燃燒器可實現多點分散燃燒，可依據爐內供熱的具體要求，合理布置燃料的注入點，有利于爐內熱場的均勻分布，因此特別適用于乙烯裂解爐上。

本發明的目的是這樣實現的：