[實用新型]環(huán)形套筒窯節(jié)能燃燒裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201822026781.8
• 申請日: 2018-12-04
• 公開（公告）號: CN209445799U
• 公開（公告）日: 2019-09-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 潘曉;賈法強;法泉營;李凡凡;劉行;曲思民
• 申請（專利權(quán)）人: 濟南鮑德爐料有限公司日照市分公司
• 主分類號: F27B13/12
• 分類號: F27B13/12;F23D14/64;F23D14/66
• 代理公司: 濟南克雷姆專利代理事務(wù)所(普通合伙) 37279
• 代理人: 楊婷

本實用新型屬于燃燒設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種環(huán)形套筒窯節(jié)能燃燒裝置。所述的燃燒裝置包括燃燒室，燃燒室中心軸線上依次設(shè)有預(yù)燃室和一次燃氣噴管，一次燃氣噴管外側(cè)套有空氣套管；預(yù)燃室出口伸入燃燒室，預(yù)燃室入口與一次燃氣噴管出口和空氣套管出口連通；預(yù)燃室周圍設(shè)有與燃燒室連通的二次燃氣噴管，預(yù)燃室出口為漸縮式出口。采用本實用新型所述的裝置，控制燃燒過程中的溫度，可以顯著減少環(huán)形套筒窯上燃燒室的燃氣消耗、改善窯內(nèi)的煅燒工況，同時有效抑制燃燒過程中NOx的生成。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于燃燒設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種環(huán)形套筒窯節(jié)能燃燒裝置。

背景技術(shù)

現(xiàn)有環(huán)形套筒窯的燃燒方式是：下燃燒室過氧燃燒，即過量空氣系數(shù)大于1。上燃燒室欠氧燃燒，即過量空氣系數(shù)小于1。下燃燒室剩余的氧與上燃燒室剩余的燃氣在位于上燃燒室上方的上部煅燒帶相遇后繼續(xù)反應(yīng)直至燃盡。上燃燒室采用欠氧燃燒方式的目的是利用過剩的燃氣來稀釋助燃空氣中的氧濃度和產(chǎn)生更多的燃燒產(chǎn)物，以此來限制燃燒室的最高溫度不超過耐材的工作溫度。問題是要達到上述目的上燃燒室需要的燃氣量通常遠遠多于煅燒工藝所需要的燃氣量。這樣不僅浪費燃氣，還會造成排煙溫度相對較高、窯內(nèi)結(jié)瘤等問題。不少環(huán)形套筒窯換熱器堵塞也與此有一定的關(guān)系。往往燃氣熱值越高問題越嚴重。

申請?zhí)枮?015106387258的實用新型專利提出了在上燃燒室使用低熱值燃氣來控制燃燒溫度的方案。該方案的實施需要具備低熱值燃氣資源和較復(fù)雜的燃氣輸送裝置。如果在上燃燒室運用常溫空氣無焰燃燒技術(shù)可降低燃燒室峰值溫度，消除局部高溫，而不是依靠注入過量的燃氣來抑制過高的溫度。目前該領(lǐng)域已公開的技術(shù)大多要求通過特別高速的燃氣或空氣射流來獲得無焰燃燒所需要的高溫低氧條件，環(huán)形套筒窯現(xiàn)有的風(fēng)機系統(tǒng)無法滿足要求。申請?zhí)枮?00510022667.2的實用新型專利提出了一種預(yù)燃式無焰燃燒裝置，對燃氣或空氣射流速度要求不高，但這種裝置卷吸煙氣的能力較弱，要獲得無焰燃燒所需要的低氧條件預(yù)燃罩中過量空氣系數(shù)不能過高。因此預(yù)燃溫度相對較高，易產(chǎn)生熱力型NOx。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的在于提供一種使環(huán)形套筒窯上燃燒室燃燒空間溫度均勻、無局部高溫區(qū)的燃燒裝置，減少為防止燃燒室溫度過高而注入的過量燃氣。采用本實用新型可以顯著減少環(huán)形套筒窯上燃燒室的燃氣消耗、改善窯內(nèi)的煅燒工況，同時有效抑制燃燒過程中NOx的生成。

本實用新型所述的一種環(huán)形套筒窯節(jié)能燃燒裝置，包括燃燒室，燃燒室中心軸線上依次設(shè)有預(yù)燃室和一次燃氣噴管，一次燃氣噴管外側(cè)套有空氣套管；預(yù)燃室出口伸入燃燒室，預(yù)燃室入口與一次燃氣噴管出口和空氣套管出口連通；預(yù)燃室周圍設(shè)有與燃燒室連通的二次燃氣噴管，預(yù)燃室出口為漸縮式出口。

本實用新型所述的環(huán)形套筒窯節(jié)能燃燒方法具體為：

(1)將一次燃氣經(jīng)一次燃氣噴管注入預(yù)燃室與經(jīng)過空氣套管注入預(yù)燃室的助燃空氣混合進行過氧燃燒，生成溫度為1000±50℃的低氧煙氣；

(2)上述低氧煙氣從預(yù)燃室的漸縮噴口噴入燃燒室，與二次燃氣混合進行無焰燃燒，控制燃燒溫度不高于1350℃。

一次燃氣與助燃空氣進行混合時，根據(jù)不同的燃氣熱值進行空、燃配比，生成溫度為1000±50℃的低氧煙氣，為無焰燃燒提供必要條件。由于高溫膨脹，低氧煙氣從預(yù)燃室的漸縮噴口高速噴入燃燒室。由于由于燃燒室的形狀，空間突然擴大，氣體噴出后，流速加快，在噴嘴后部產(chǎn)生一個低壓區(qū)，形成煙氣回流，增加了卷吸效果，此高速氣流的卷吸效應(yīng)在燃燒室內(nèi)形成一個低氧回流區(qū)。二次燃氣通過布置在預(yù)燃室周圍的6～8個二次燃氣噴口注入此低氧回流區(qū)從而發(fā)生無焰燃燒，控制燃燒溫度不高于1350℃，若高于1350℃時，超出窯體所用耐材可承受溫度，由于發(fā)生了二次燃燒，回流區(qū)的氧含量進一步降低。因此預(yù)燃室內(nèi)可以允許較高的過量空氣系數(shù)，使燃燒溫度不致過高。優(yōu)選的，所述漸縮式噴口錐角角度為12-18度，預(yù)燃室出口伸入燃燒室內(nèi)70-120mm，可以保證較強的卷吸效果。

所述空氣套管與一次燃氣噴管同軸設(shè)置。