[發明專利]一種甲醇燃燒器及實現低氮氧化合物排放的方法

在審

• 申請號: 201910271829.8
• 申請日: 2019-04-04
• 公開（公告）號: CN111780101A
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 莊禮華
• 申請（專利權）人: 溫嶺市博惠熱能設備股份有限公司
• 主分類號: F23D11/22
• 分類號: F23D11/22;F23D11/36;F23D11/38
• 代理公司: 杭州浙科專利事務所(普通合伙) 33213
• 代理人: 吳秉中

本發明提供了一種甲醇燃燒器及實現低氮氧化合物排放的方法，屬于氣體燃燒設備技術領域。本甲醇燃燒器,包括燃燒器本體、調風器、電磁閥組件、甲醇泵組和燃燒器控制系統，調風器包括配風筒、點火甲醇供應管、運行甲醇供應管、點火噴嘴和運行噴嘴，點火甲醇供應管與點火噴嘴相連接，點火噴嘴設置于點火穩燃器上，點火穩燃器的前端設置有風環組件，運行甲醇供應管與運行噴嘴相連接且運行噴嘴的數量大于等于3個，配風筒內設置有穩焰盤并設置有間隙且運行噴嘴均卡設于穩焰盤上，配風筒的前端設置有噴頭，噴頭內壁與配風筒外壁之間具有間隙，噴頭上周向開設有若干梯形缺口。本發明具有使甲醇燃燒器在不采用煙氣外循環方式的條件下達氮化物排放小于50mg/Nm3的指標。

技術領域

本發明屬于氣體燃燒設備技術領域，涉及一種甲醇燃燒器，特別涉及一種甲醇燃燒器及實現低氮氧化合物排放的方法。

背景技術

燃燒器是將燃料的化學能轉換為熱能的能量轉換設備，由于各種燃料的化學、物理性質不同，所以每一種燃料都必須使用與其燃料特性相適用的燃燒器。燃燒器按照燃料類型可以劃分為固體燃料燃燒器、液體燃料燃燒器和氣體燃料燃燒器等幾大類，燃燒器按照其燃燒產物氮化物的排放又可分為普通、低氮和超低氮燃燒器，低氮與超低氮燃燒器是指燃料燃燒過程中氮氧化合物排放量低于相應標準的燃燒器。本發明所描述的燃燒器是針對以甲醇為燃料、氮氧化物排放低于50mg/Nm3 的“低氮甲醇燃燒器”。

燃料的燃燒是燃料中的可燃成分和參與燃燒的空氣中的氧氣發生的氧化反應，在這個反應過程中燃燒空氣被加熱后釋放出大量的熱量，并生成二氧化碳、水和氮氧化物的排放。氮氧化物主要是由燃燒空氣中的氮在高溫下氧化生成的，燃燒過程中所產生的氮氧化物主要為NO和NO2，通常把這兩種氮的氧化物通稱為氮氧化物NOx，燃燒裝置排放的氮氧化物主要為NO，平均約占氮氧化合總量的95%，而NO2僅占到5%左右。

由于氮氧化物主要是由燃燒空氣中的氮在高溫下氧化生成的，目前普遍采用的降低燃燒器氮化物排放的方法如下：煙氣外循環技術,煙氣外循環技術是利用燃燒器風機的壓頭，把燃料燃燒后的煙氣按照15~20%的比例吸入燃燒器、并與新鮮空氣混合后再送入爐膛與燃料進行燃燒的配風方式。由于再循環煙氣的含氧量低、熱容量大，所以燃燒器加入煙氣外循環以后，燃燒溫度顯著降低，氮氧化合物的排放隨也之大幅度降低。雖然燃燒器采用增加煙氣外循環的方式可以有效地降低氮氧化合物的排放，但是由于加入燃燒器的外部煙氣量在低于燃燒空氣總量的12%以下時很起到降低氮氧化合物排放的作用；而當煙氣外循環量超過燃燒空氣總量的15%時，許多燃燒器又會產生喘振和脫火現象，使燃燒器不能穩定運行。同時由于較多低溫煙氣進入爐膛進行循環加熱容易產生大量的冷凝水，不但降低了鍋爐效率，而且還造成了對鍋爐和燃燒器的腐蝕。

預混燃燒技術是將燃料和燃燒空氣在燃燒器的火焰筒內混合成均勻的燃料與空氣的可燃混合氣，可燃混合氣在燃燒器火焰筒的金屬編織物表面形成燃燒區，由于可燃氣體稀薄，火焰短、甚至無火焰，且瞬間內燃燒完畢，所以燃燒溫度低，氮氧化合物排放水平相應較低。為了達到降低氮化物排放的目的，采用預混燃燒方式時通常采用較大的過量空氣系數，造成了燃燒效率的降低。預混燃燒方式目前存在的主要問題是：含塵顆粒的燃燒空氣進入燃燒頭后堵塞了金屬編織物的表面造成回火或爆燃。目前預混燃燒方式多用于較小輸出功率的燃氣燃燒器，并不適用于任何以液體為燃料的燃燒器。

結構型低氮燃燒器，它和燃燒區域內的配風方式、燃燒溫度等多種因素相關，其中燃燒溫度越高、氮氧化物排放水平就越高，而燃燒溫度又和燃燒器的配風方式、空氣與燃料的混合形式等燃燒器的結構密切相關，因此，燃燒器在不采取煙氣外循環等技術措施的條件下僅通過自身結構的優化來實現低氮化物排放的方式稱為結構型低氮燃燒器。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術中存在的不足用于解決以下技術問題：

1、找到甲醇燃燒器在沒有煙氣外循環條件氮氧化合物排放小于50mg/Nm3的有效方法；