[發明專利]一種低NOx排放的天然氣燃燒器

有效

• 申請號: 202111444559.X
• 申請日: 2021-11-30
• 公開（公告）號: CN114321907B
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發明（設計）人: 羅自學;馬燕熊;程強
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: F23D14/02
• 分類號: F23D14/02;F23D14/62;F23D14/58;F23D14/70;F23L9/00
• 代理公司: 武漢藍寶石專利代理事務所(特殊普通合伙) 42242
• 代理人: 萬暢

本發明涉及一種低NO_x排放的天然氣燃燒器，其包括燃氣管、一次空氣管和二次空氣管；燃氣管的前端具有多個燃料噴孔，其后端具有進料口；一次空氣管同軸套設于燃氣管的外側，一次空氣管與燃氣管之間形成有一次空氣通道，一次空氣通道靠近燃料噴孔具有一次空氣出口；二次空氣管同軸套設于一次空氣管的外側，二次空氣管與一次空氣管之間形成有二次空氣通道，二次空氣通道靠近燃料噴孔具有二次空氣出口；其通過布置多個燃料噴孔，以及一次空氣管和二次空氣管的設置實現空氣的分級供入，從而使得火焰形狀、燃燒反應在整個燃燒空間產生溫度梯度更小的燃燒狀態，大大提高整個燃燒區域的溫度均勻性，使燃料充分燃燒，降低NO_x的排放。

技術領域

本發明涉及燃氣工業爐燃燒技術領域，特別涉及一種低NO_x排放的天然氣燃燒器。

背景技術

天然氣即使作為一種經濟、清潔的礦物燃料，但是在燃燒過程中產生的氮氧化物也是不容忽略的。氮氧化物(NOx)是大氣的主要污染物之一，主要以NO和NO₂的形式存在。它不僅可以形成酸雨或者酸霧，對人體和環境造成危害，也是PM_2.5二次顆粒物的重要前驅物，能夠引發霧霾。2015年7月1日，北京市出臺了新的《鍋爐大氣污染物排放標準》(DB11/139-2015)，規定自2017年4月1日起，新建鍋爐NOx排放限值為30毫克/立方米。鑒于NOx對大氣環境存在諸多不利影響以及NOx排放量逐漸向世界的環保標準靠近，NOx已經成為我國污染減排的重點對象。近年來，天然氣在工業領域以及民用領域均有廣泛的應用，由此帶來的污染物排放問題已經引起了普遍關注。因此，此問題亟待解決。

燃氣燃燒器作為降低氮氧化物(NOx)以及影響燃燒熱效率的核心設備，引起了國內外研究人員的廣泛研究。長期以來我國研究人員對燃煤燃燒器研究頗多，燃氣工業爐燃燒器的研究相對較少。由于一些發達國家在上世紀60年代已經對NOx的排放量進行限制，而我國對NOx排放的重視程度相對較晚，導致目前我國低氮燃燒技術不夠成熟，低氮燃氣燃燒器過分依賴國外進口。

天然氣燃燒過程中主要產生的是熱力型NOx，針對熱力型NOx的生成機理，能夠有效減少NOx排放的方式包括降低燃燒溫度、控制燃燒過程中的氧氣濃度以及縮短反應物在高溫區域的停留時間等。目前對于燃氣燃燒器的低氮燃燒技術主要有：空氣/燃料分級燃燒技術、煙氣再循環燃燒技術、貧燃預混燃燒技術、MILD燃燒技術和催化燃燒技術。其中，空氣/燃料分級燃燒技術、煙氣再循環等技術已廣泛應用在工程實踐當中。

發明內容

基于上述表述，本發明提供了一種低NO_x排放的天然氣燃燒器，以解決了現有燃燒器中燃燒溫度過高和氣氛以及反應物在高溫區域停留時間過長而導致排放物中氮氧化物含量高的技術問題。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：

一種低NO_x排放的天然氣燃燒器，包括燃氣管、一次空氣管和二次空氣管；

所述燃氣管的前端具有多個燃料噴孔，其后端具有進料口；

所述一次空氣管同軸套設于所述燃氣管的外側，所述一次空氣管與所述燃氣管之間形成有一次空氣通道，所述一次空氣通道靠近所述燃料噴孔具有一次空氣出口；

所述二次空氣管同軸套設于所述一次空氣管的外側，所述二次空氣管與所述一次空氣管之間形成有二次空氣通道，所述二次空氣通道靠近所述燃料噴孔具有二次空氣出口。

與現有技術相比，本申請的技術方案具有以下有益技術效果：

本申請提供的天然氣燃燒器通過布置多個燃料噴孔，以及一次空氣管和二次空氣管的設置實現空氣的分級供入，從而使得火焰形狀、燃燒反應在整個燃燒空間產生溫度梯度更小的燃燒狀態，大大提高整個燃燒區域的溫度均勻性，使燃料充分燃燒，降低NO_x的排放。

在上述技術方案的基礎上，本發明還可以做如下改進。