[發明專利]一種防堵塞彌散式蓄熱燃燒系統

在審

• 申請號: 202010469875.1
• 申請日: 2020-05-28
• 公開（公告）號: CN111520720A
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發明（設計）人: 鄧長友
• 申請（專利權）人: 深圳市龍瑞泰興能源環境科技有限公司
• 主分類號: F23D14/66
• 分類號: F23D14/66;F23M5/00
• 代理公司: 長沙朕揚知識產權代理事務所(普通合伙) 43213
• 代理人: 文立興;楊斌

本發明公開了一種防堵塞彌散式蓄熱燃燒系統，包括爐墻和由爐墻圍成的爐膛，該爐墻上設置有貫通到爐膛內的氣流通道和火口通道，氣流通道和/或火口通道靠近爐膛的一側形成有截面增大以防止堵塞氣流通道和/或火口通道的擴張口。本發明通過在氣流通道和火口通道與爐膛的交接處設置一個擴張口，從而，一方面即使是更大的物料也不能堵塞氣流通道和火口通道的出口，也可使燃料或者氣流從更多的物料間隙中通過，提升燃燒的效率；另一方面，也避免了爐膛內的物料接近或者緊貼氣流通道，造成灰塵和小塊物料吸入其中、嚴重影響燃燒和余熱回收的問題。

技術領域

本發明涉及熱工技術領域，尤其涉及一種具備防堵塞功能的蓄熱式余熱回收加熱助燃空氣的彌散式蓄熱燃燒系統。

背景技術

彌散式燃燒是采取助燃空氣速度高于燃料速度的射流方式將燃料(通過火口通道，通常燃料和極少部分助燃空氣混合以保持火焰穩定)和助燃空氣(通過氣流通道)分開注入爐內，快速助燃空氣氣流卷吸燃料和爐內燃燒產物，稀釋反應區的含氧體積濃度，獲得濃度為3～15％(體積)的低氧氣氛。燃料在這種高溫低氧氣氛中逐漸與氧氣結合燃燒，并伴隨進行諸如裂解等重組過程，造成與預混燃燒和擴散燃燒過程完全不同的熱力學條件，在與貧氧氣體作延緩狀燃燒下釋出熱能，不再存在傳統燃燒過程中出現的局部高溫高氧區。這是一種有待大量研究的新的燃燒方式。

由于彌散式燃燒帶來了節能和低NOx排放的效果，為解決大氣污染，降低用戶生產成本提供了及其低成本的一種新的技術方案，故一經推出，就以很快的速度在燃燒技術領域推廣。但是，與傳統預混式技術的燃燒過程在燒嘴內部進行不同，彌散式燃燒是通過火口通道輸送燃料、氣流通道輸送助燃空氣，燃料與氧氣的混合和燃燒過程是借用爐膛進行的。這一特點會導致兩類嚴重情況：

第一類情況：如果爐膛內的物料堆疊太多，比如頂掀蓋的熔鋁爐投料是將爐頂揭開，從爐膛上方一次性投入全部原料，由于材料落下堆積的過程是無法控制的，這時：

1、材料占據了彌散式燃燒需要的爐膛空間，空氣和燃料無法按預定的方式混合，影響燃料充分燃燒；

2、蓄熱式燃燒系統的氣流通道循環用于氧氣供給和煙氣排出。當氣流通道為空氣供應通道時，被嚴重堵塞后嚴重影響助燃空氣的供應，影響燃燒質量。當氣流通道為煙氣排出通道時，被嚴重堵塞后煙氣無法排出爐膛，爐膛壓力超標且余熱無法回收；

3、火口通道負責燃料供應和火焰穩定，當火口通道被堵塞時，燃料無法混合甚至造成安全隱患。

第二類情況：在熔鋁等工業中，物料在熔化和煉制過程中產生很多成分復雜的灰，如果爐膛內的物料接近或緊貼風口，當氣流通道進行排風時，成分復雜的灰和小塊物料很容易被吸入氣流通道，如圖1所示，加快了氣流通道的積灰堆積速度。氣流通道積灰過多后會嚴重影響燃燒系統和余熱回收系統性能，甚至導致系統無法工作。

實踐證明，彌散式燃燒系統如果用在其它如使用固體原料的熔鋁爐、鋼加熱爐、陶瓷爐等也有類似情況，嚴重影響了彌散式燃燒技術的推廣使用，甚至很多已經采用了彌散式燃燒技術的企業由于以上問題的存在不得不拆除彌散式燃燒系統恢復原來高NOx排放、高能耗的預混式燃燒系統。

發明內容

本發明目的在于提供一種防堵塞彌散式蓄熱燃燒系統，從而解決上述問題。

為實現上述目的，本發明公開了一種防堵塞彌散式蓄熱燃燒系統，包括爐墻和由所述爐墻圍成的爐膛，該爐墻上設置有貫通到所述爐膛內的氣流通道和火口通道，所述氣流通道和/或火口通道靠近所述爐膛的一側形成有截面增大以防止堵塞所述氣流通道和/或火口通道的擴張口。

進一步的，所述擴張口的截面面積向所述爐膛的方向呈增大趨勢。

進一步的，所述氣流通道設置在所述火口通道的兩側，所述氣流通道和火口通道均形成有所述擴張口。