[發明專利]一種低熱值氣體燃燒器及燃燒方法

在審

• 申請號: 201711380248.5
• 申請日: 2017-12-20
• 公開（公告）號: CN109945212A
• 公開（公告）日: 2019-06-28
• 發明（設計）人: 吳敬;蔡長明;馬曉勇;孟祥龍;劉義
• 申請（專利權）人: 襄陽中和機電技術有限公司
• 主分類號: F23G7/06
• 分類號: F23G7/06;F23D14/24;F23D14/46;F23D14/62
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本發明針對上述問題，公開一種提高燃燒性能、降低排放的低熱值氣體燃燒器及其燃燒方法，實現燃燒充分、燃燒區溫度場分布均勻、氮氧化物排放符合標準的目的，保障燃燒器運行的經濟性和環保性。低熱值氣體燃燒器，包括多個圓筒同軸套裝形成的助燃空氣通道和燃氣通道，通道的排布由外向內依次為軸流風通道2、旋流風通道3、低熱值氣體通道4、高熱值氣體通道5、中心風通道6，中心風通道6內設置點火通道7，軸流風通道2外設置有攏焰罩1。通過低熱值氣體與高熱值氣體比例的設置，實現燃料的優化配置，穩定燃燒、降低燃料成本、排放量降低顯著。

技術領域

本發明涉及一種用于燃燒低熱值氣體的燃燒器及其燃燒方法，屬于燃燒科學技術領域。

技術背景

由于能源供應趨于緊張，燃料價格隨之上漲，作為工業副產品的低熱值燃氣作為替代燃料的應用被越來越多地研究。燃燒器是回轉窯系統中將燃料的化學能轉化為熱能的設備，燃燒器性能的好壞直接影響著回轉窯燒成系統的燃燒效率和污染物的排放指標。傳統的燃燒器依賴于煤粉、天然氣等石油化工燃料，在當代工業發展新形勢的要求下，燃燒器正面臨著來自于能源緊張和環保標準提高等問題帶來的挑戰。因而，低熱值燃料在燃燒器上的清潔高效利用具有重要的經濟效益和環保意義。

通常將氣體燃料自身發熱量低于6.28MJ/m³的可燃氣體劃分為低熱值氣體。工業中常見的低熱值氣體燃料主要有化工過程低熱值尾氣、高爐煤氣、石油化工行業冶煉尾氣、煤礦低濃度瓦斯氣等。低熱值氣體含有的可燃成分低，著火點高、難以穩定燃燒，同時也具備：工業來源廣泛、總量大的優勢，如何更好地發揮低熱值燃氣在燃燒器上的優越性具有重要的現實意義。

實踐應用中，有采用提高燃燒場局部溫度使低熱值氣體易于燃燒的方法，但是氮氧化物的生成量隨著火焰溫度的升高成指數關系地增加，同時也造成了窯爐溫度不均勻影響加熱質量的問題，給回轉窯燃燒的經濟運行帶來了穩定性差、氮氧化物排放超標等弊端。

發明內容

本發明針對上述問題，公開一種提高燃燒性能、降低排放的低熱值氣體燃燒器及其燃燒方法，實現燃燒充分、燃燒區溫度場分布均勻、氮氧化物排放符合標準的目的，保障燃燒器運行的經濟性和環保性。

一種低熱值氣體燃燒器，包括多個圓筒同軸套裝形成的助燃空氣通道和燃氣通道，助燃空氣通道與燃氣通道的出口聯通于同一混合區，其特征在于：

助燃空氣通道和燃氣通道的排布由外向內依次為軸流風通道2、旋流風通道3、低熱值氣體通道4、高熱值氣體通道5、中心風通道6，中心風通道6內設置點火通道7，軸流風通道2外設置有攏焰罩1。

所述的低熱值氣體通道4內設置有氣體旋流器8，高熱值氣體通道5內設置有氣體旋流器9。

所述的軸流風通道2上設置有軸流風調節裝置10，旋流風通道3上設置有旋流風調節裝置11。

所述的低熱值氣體通道4和高熱值氣體通道5的出口截面積大小可調整，調節比例為： 2.8：1，調節范圍為：±20% ；

低熱值氣體通道4的氣體旋流器8旋流角度為 22°~38° ；高熱值氣體通道5的氣體旋流器9旋流角度為 15°~ 23°；

進入燃燒器的低熱值氣體、高熱值氣體比例可調節，最佳調節比例為：1：1～1：3；

一種低熱值氣體燃燒方法，將較大體積流量的低熱值氣體與較小體積流量的高熱值氣體混燒，中心風、旋流風及軸流風的風量比例可調節，其特征在于：

所述的低熱值氣體占燃氣總熱量的 15%~ 55%；

所述的低熱值氣體與高熱值氣體熱值的比例為 1：5 ；

所述的低熱值氣體在管道內的流速為 15~25 m/s、出口速度為 20~35 m/s，所述的高熱值氣體在管道內的流速為 25~38 m/s、出口速度為 45~65m/s；