[實用新型]一種用于裂解爐底部低氮氧化物排放的空氣分級氣體燃燒器

有效

• 申請號: 201220246514.1
• 申請日: 2012-05-29
• 公開（公告）號: CN202598516U
• 公開（公告）日: 2012-12-12
• 發明（設計）人: 李金科;張建
• 申請（專利權）人: 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
• 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

本實用新型涉及一種空氣分級的裂解爐用底部氣體燃燒器，特別是一種以燃料氣為燃料的低NOx排放氣體燃燒器，適用于乙烯裂解爐底部供熱。

背景技術

燃燒器是裂解爐的主要組成部件，其燃燒產生的NOx是環境污染的主要因素之一，對人體有著直接的危害。隨著對環境保護的日益重視，NOx含量的高低成為衡量燃燒器燃燒性能的重要指標之一。根據燃料和燃燒條件不同，在燃燒過程中生成的NOx主要可分為三種，即熱力型NOx、燃料型NOx和快速型NOx。氣體燃料燃燒主要生成熱力型NOx和快速型NOx，它們都是空氣中的氮在高溫下與氧化合而成，但快速型NOx產生在火焰面內，是富碳氫類燃料在過剩空氣系數小于1時燃燒特有的現象。

目前使用的低NOx燃燒技術主要有三種。第一種是空氣分級，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。第二種是燃料分級，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，剩余的燃料被引入到第二燃燒區，利用第一燃燒區過剩的氧進行燃燒。在這種燃燒器中，第一燃燒區過剩的空氣稀釋了燃料，燃燒溫度較低，從而減少NOx的形成。第三種是煙氣再循環，利用助燃空氣或燃料氣流產生的低壓區，使煙氣再循環到燃燒區域中，惰性煙氣冷卻火焰，降低氧分壓，從而減少NOx的形成。

CN201010296302.X公開了一種多點燃燒的長火焰超低NOx排放的氣體燃燒器，該氣體燃燒器主要由消音罩、風道、調風擋板、風箱、一級燃燒器、二級燃燒器、燒嘴磚、長明燈組成，其特征在于燒嘴磚的空氣流道內設置有一級燃燒器，一級燃燒器為預混式燃燒器，采用煙氣再循環技術，進一步降低NOx排放；還設置有二級燃燒器，二級燃燒器為擴散式燃燒器，由二級燃料進氣管、二級燃料噴嘴組成。該氣體燃燒器，采用了分級燃料燃燒技術、煙氣再循環技術和多點分散燃燒技術，以降低燃料燃燒溫度，以利于裂解爐內熱場的均勻分布，并實現大能力燃燒和超低NOx排放，特別適合在裂解爐內作為底部燃燒器使用。

燃料分級燃燒器和煙氣再循環燃燒器已在裂解爐上廣泛應用，在降低NOx排放方面取得了不同程度的成功。對于使用氣體燃料的裂解爐而言，空氣分級燃燒器應用較少，效果不佳，需要一些改進，準確地控制燃燒器附近區域的燃料與空氣的混合和空氣量以阻止生成NOx，同時保持較高的燃燒效率和良好的熱流密度分布。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種適用于乙烯裂解爐底部的低NOx排放空氣分級氣體燃燒器，它不僅可以滿足環保要求，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。

本實用新型的目的是這樣實現的：一種用于裂解爐底部的空氣分級氣體燃燒器，主要由點火孔1、長明燈2、L型風箱3、進氣管6、燃料噴頭7、燒嘴磚8、風門組成，其特征在于燒嘴磚8置于爐子底部，中心處為一次空氣通道9，其中置有進氣管6、長明燈2，燒嘴磚內壁與外壁之間有孔道為二次空氣通道10，可使空氣通過二次空氣通道10進入爐膛；在燒嘴磚8下方與L型風箱3出口相接，L型風箱3入口內置隔板4將空氣流道分割為兩部分，L型風箱出口內置套筒5接于燒嘴磚8的一次空氣通道9，并將進氣管6、長明燈2同軸套入，套筒5與隔板4相接，L型風箱3內部空氣流道被隔板4和套筒5分割為兩部分，分別與一次空氣通道9和二次空氣通道10連通，進入其中的一次助燃空氣和二次助燃空分別由一次風門12和二次風門11控制。

使用本實用新型的燃燒器時，全部燃料氣經進氣管6通過燃料噴頭7噴入燒嘴磚8的一次空氣通道9中，與一次助燃空氣混合形成一次燃燒區，進行貧氧燃燒，降低了NOx生成量。二次助燃空氣經燒嘴磚8的二次空氣通道10進入爐膛，在一次燃燒區下游，與燃燒剩余的燃料氣和煙氣混合，完成全部燃燒并形成二次燃燒區，降低了火焰溫度，同樣降低了NOx生成量。

本實用新型燃燒器燃燒可形成扁平長火焰，燒嘴磚8的一次空氣通道9入口段橫截面最好為圓形，便于套筒5插入，出口段橫截面最好為圓形或矩形，入口段到出口段是一個逐漸擴大的流道。燒嘴磚8的二次空氣通道10最好為多個（4～12）橫截面為圓形或橢圓形的通孔，呈“一”字型分列在一次空氣通道9的兩側。燃料噴頭7頭部為柱狀體，其上開有多個噴孔呈“一”字型分列在燃料噴頭7中軸面的兩側。