[發明專利]一種空氣燃料多層立體分級低氮氣體燃燒器

有效

• 申請號: 202110385355.7
• 申請日: 2021-04-09
• 公開（公告）號: CN112984507B
• 公開（公告）日: 2022-07-19
• 發明（設計）人: 姬海民;薛寧;張知翔;徐黨旗;韓鍵平;溫寒健
• 申請（專利權）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: F23D14/02
• 分類號: F23D14/02;F23D14/46;F23D14/60;F23D14/62;F23D14/70
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 李紅霖

本發明公開一種空氣燃料多層立體分級低氮氣體燃燒器，通過中心風筒、中心風筒與內旋流風筒之間的環形腔、內旋流風筒與外直流風外筒之間的環形腔、外直流風外筒與外二次風外筒之間的環形腔能夠形成四級助燃氣體，中心燃料槍、內一次燃料槍、外一次燃料槍和二次燃料槍噴出的氣體燃料能夠與上述四級助燃氣體混合，一方面能夠實現在整個燃燒器在燃燒端中心區域欠氧、外圈富氧燃燒模式，降低中心區域燃料的聚集程度及燃燒初期的劇烈程度，從而降低了燃燒溫度，抑制熱力型NOx生成；另一方面在盡可能將燃料擴散到外圈進行燃燒的同時中心布置直流及旋流風，保證了中心區域火焰混合穩定性，提高了燃燒效率，降低氮氧化物的排放。

技術領域

本發明屬于超低氮清潔燃燒技術領域，涉及一種空氣燃料多層立體分級低氮氣體燃燒器。

背景技術

近年來，能源的需求量和價格都不斷攀升，而能源供給卻相對緊張，能源缺口問題日趨顯著，同時全球環境問題不斷凸顯，譬如氣候變暖、酸雨和光化學煙霧問題，使得環境問題日益受到社會關注，目前，世界能源供給主要依賴于化石能源，燃燒是其能源轉換的主要方式，它將燃料的化學能轉換為熱能，通過燃燒礦物燃料所獲得的能量占世界總能量消耗的90％以上，節能減排任務艱巨。

氣體燃料具有較高的燃燒效率和低污染排放等特點，所以氣體燃料作為清潔能源廣泛應用于電力、化工、冶金、建材等行業的工業爐(窯)及鍋爐中。而作為其關鍵設備的氣體燃燒器，研究不斷取得進展。但對它的研究主要集中在對燃燒器的性能改進方面。而對污染物控制方面關注的還遠遠不夠。

根據標準，燃氣鍋爐(包括低熱值燃氣鍋爐)的NOx排放質量濃度控制標準為50mg/m³(標態，3.5％O₂)。燃用低熱值或天然氣等燃料通過低氮燃燒器能將NOx排放控制在80mg/m³以下，在此基礎上利用煙氣再循環技術能將NOx排放控制在50mg/m³以下，但石油化工等行業氣體燃料里面含有大量H₂以及高烷烴等成分，燃燒初期燃燒劇烈，溫度高，氮氧化物排放偏高。NOx排放在200～300mg/m³，在此基礎上采用以上技術手段，NOx排放很難控制在50mg/m³以下。而目前燃用該氣體燃料的燃燒器依舊利用傳統低氮技術分級，效果欠佳。因此急需開發出適用于該種氣體燃料的低NOx燃燒器以滿足最新的環保標準。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供了一種空氣燃料多層立體分級低氮氣體燃燒器，該燃燒器具有高燃燒效率及低氮氧化物排放的特點。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種空氣燃料多層立體分級低氮氣體燃燒器，包括中心風筒、內旋流風外筒、外直流風外筒、外二次風外筒、中心燃料槍、內一次燃料槍、外一次燃料槍、二次燃料槍、內旋流盤和外旋流盤；

外二次風外筒套設于外直流風外筒的外部，外直流風外筒套設于內旋流風外筒的外部，內旋流風外筒套設于中心風筒的外部，中心風筒、內旋流風外筒、外直流風外筒和外二次風外筒的一端為燃燒端；

內旋流盤和外旋流盤設置于所述燃燒端，其中，內旋流盤設置于內旋流風外筒與中心風筒之間的環形腔內，外旋流盤設置于外二次風外筒與外直流風外筒之間的環形腔內；

中心燃料槍設置于中心風筒內，內旋流風外筒與中心風筒之間的環形腔內沿周向均布有若干內一次燃料槍，外直流風外筒與內旋流風外筒之間的環形腔內沿周向均布有若干外一次燃料槍，外二次風外筒與外直流風外筒之間的環形腔內沿周向均布有若干二次燃料槍，其中，中心燃料槍的噴口、內一次燃料槍的噴口、外一次燃料槍的噴口和二次燃料槍的噴口設置于所述燃燒端。

優選的，中心風筒在其燃燒端設有布風板，中心燃料槍穿出布風板，布風板上開設有通風孔。