[發明專利]一種集成沼氣燃燒的污泥無害化低氮燃燒系統及方法

在審

• 申請號: 202110067927.7
• 申請日: 2021-01-19
• 公開（公告）號: CN112728558A
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 王云剛;劉羽飛;孫豆;趙欽新;梁志遠;邵懷爽
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: F23G7/00
• 分類號: F23G7/00;F23G5/12;F23G5/50;F23D17/00
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 何會俠

1.一種集成沼氣燃燒的污泥無害化低氮燃燒系統，其特征在于：包括沼氣發生池(2)，與沼氣發生池(2)連接的流量濃度檢測裝置(1)，流量濃度檢測裝置(1)出口分兩路，一路直接連通沼氣天然氣混合室(4)入口，另一路與天然氣管道(0)出口一路通過第一流量閥(3-1)連通沼氣天然氣混合室(4)入口，天然氣管道(0)出口另一路通過第二流量閥(3-1)連通三通接頭(19)一入口，沼氣天然氣混合室(4)出口分兩路，一路通過第三流量閥(3-3)連通三通接頭(19)另一入口，另一路連通沼氣集箱(5)，三通接頭(19)出口連通燃燒器(24)；所述燃燒器(24)從中心向外依次布置有中心燃氣集箱(10)、中心風道(12)、污泥熱風通道(9)、沼氣環形通道(11)和一次風道(8)，燃燒器(24)后端連通燃燒室(18)；所述中心燃氣集箱(10)前端連接三通接頭(19)出口，后端中心連接中心燃氣噴槍(16)、兩側連接輔助燃氣噴槍(14)；所述沼氣環形通道(11)前端布置沼氣集箱(5)，沼氣集箱用以收集從沼氣天然氣混合室(4)輸送的成分穩定的沼氣，沼氣環形通道(11)后端布置有環形水冷孔板(13)，環形水冷孔板(13)和冷卻水集箱(23)連接；所述一次風道(8)和燃燒室(18)外圍布置有水冷壁套(7)，水冷壁套(7)和冷卻水集箱(23)連接；點火探針(6)布置在中心燃氣噴槍(14)和一次風道(8)的中心，并能夠前后伸縮，在點火時提供點火源。

2.根據權利要求1所述的一種集成沼氣燃燒的污泥無害化低氮燃燒系統，其特征在于：沼氣發生池(2)不斷產生沼氣通過流量濃度檢測裝置(1)，流量濃度檢測裝置(1)包括沼氣流量和甲烷濃度檢測部分、邏輯運算部分；沼氣流量和甲烷濃度檢測部分檢測沼氣中甲烷濃度是否達到70％的甲烷含量設定標準，若甲烷濃度不足則邏輯運算部分會根據沼氣流量計算達到標準濃度所需的天然氣流量，同時輸出電信號控制第一流量閥(3-1)通過該流量的天然氣，兩路氣體匯入沼氣天然氣混合室(4)，形成能夠持續輸出、甲烷濃度穩定的沼氣，從而達到沼氣在燃燒器內部的穩定燃燒。

3.根據權利要求1所述的一種集成沼氣燃燒的污泥無害化低氮燃燒系統，其特征在于：所述中心燃氣噴槍(16)和輔助燃氣噴槍(14)采用管群式布置，輔助燃氣噴槍(14)采用V型噴嘴(15)，輔助燃氣噴槍14噴出的燃氣能夠與空氣進行混合后再噴入燃燒室(18)燃燒，達到燃料軸向分級燃燒和均衡燃燒的效果。

4.根據權利要求1所述的一種集成沼氣燃燒的污泥無害化低氮燃燒系統，其特征在于：啟動時第二流量閥(3-2)打開，第三流量閥(3-3)關閉，穩定燃燒時，第二流量閥(3-2)關閉，第三流量閥(3-3)打開，實現輔助燃氣噴槍(14)和中心燃氣噴槍(16)燃料的轉換，達到在啟動時利用天然氣穩定點燃，運行時充分利用沼氣的目的，并且實現沼氣的燃料分級的效果。

5.根據權利要求1所述的一種集成沼氣燃燒的污泥無害化低氮燃燒系統，其特征在于：所述中心風道(12)內部具有旋流葉片(20)，中心風道(12)的空氣經過旋流葉片(20)后形成旋流，與中心燃氣噴槍(16)和輔助燃氣噴槍(14)中的燃氣充分混合，并且燃燒形成的火焰旋流度大，能夠有效地卷吸污泥熱風通道(9)噴出的污泥顆粒，延長污泥顆粒在高溫煙氣中的停留時間，實現燃氣污泥燃料聯合分級，提高燃盡率且減少NO_X生成。

6.根據權利要求1所述的一種集成沼氣燃燒的污泥無害化低氮燃燒系統，其特征在于：污泥熱風通道(9)采用熱風輸送經過煙氣烘干后的污泥粉末，保證污泥含水量降低易于燃燒；污泥熱風通道(9)布置在中心風道(12)和沼氣環形通道(11)之間，最終將污泥粉末噴入至燃燒室(18)進行燃燒，污泥熱風通道(9)靠近出口處周向布置鈍體(21)，污泥粉末受到鈍體作用向中心靠攏，保證污泥粉末的聚集，有利于其被煙氣包裹、燃燒，在污泥熱風通道(9)出口處布置有穩燃齒(22)，有利于污泥粉末的穩定燃燒。