一种扩散式风冷超低氮燃烧方法及设备与流程

本发明涉及燃烧器，尤其涉及一种扩散式风冷超低氮燃烧方法及设备。

背景技术：

1、工业领域使用的某些回转窑炉、热风炉现要求达到超低排放，为了满足这些应用场景，因此需要了扩散式风冷超低氮燃烧技术及设备，此技术与设备适用于过氧空气系数较高(α>1.4)的工业回转窑炉、热风炉上。

2、某些煅烧窑炉的炉膛温度较高，平均温度达到1000摄氏度以上，而窑头的操作变化温度的精度要求又较高需在正负5摄氏度之间，在满足以上工艺需求下，还需减少烟气里面氮氧化物的排放则相对困难。实际情况下，对窑炉本体不能做太大的改造施工，一是避免成本的增加，二是尽量不改变窑炉内部的工艺运作环境，才能保证加工产品的高质量与高产量。

3、关于回转窑炉、热风炉的烟气超低排放大部分采用的后处理为氯化法和硫酸法，但此两种方法废副产品的处理相烦絮，耗能较大，且工业领域使用的某些过氧空气系数较高(α>1.4)的回转窑炉、热风炉的烟气处理都依赖于后脱硝技术，但脱销设备与后期维护成本都较高，而且二次废渣的剩余也不好处理。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种扩散式风冷超低氮燃烧方法及设备。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、一种扩散式风冷超低氮燃烧方法及设备，包括燃烧器壳体与燃烧头，所述燃烧器壳体与燃烧头之间通过安装座连接固定，所述燃烧器壳体的顶部开设有空气管道，所述燃烧器壳体的侧壁固定连接有燃烧器面板，所述燃烧器面板的中部固定连接有燃气进口弯管，所述燃气进口弯管远离燃烧器面板的一端固定连接有接口，所述燃烧器面板的外壁分别设置有火检与观火口，所述火检的端部连接有空气管，所述燃烧器面板的外壁且位于接口的下方固定连接有调压阀支撑，所述调压阀支撑上设置有点火阀组，所述点火阀组的端部连接有点火燃气弯道，所述燃烧器面板的外壁固定连接有点火枪，所述点火燃气弯道的端部与点火枪连通。

4、优选的，所述燃烧头的外壁设置有稳焰盘，所述稳焰盘上开设有若干个圆形小孔与方形孔，所述稳焰盘的中部设置有中心燃气喷嘴，所述稳焰盘的内壁固定连接有燃气分配器，所述中心燃气喷嘴的端部与所述燃气分配器连通，所述燃气分配器远离稳焰盘的端部固定连接有燃气管，所述燃气管的端部贯穿燃烧头并延伸至燃烧器壳体内且与燃气进口弯管连通；

5、所述稳焰盘靠近燃烧头的端部固定连接有外火口，所述外火口靠近稳焰盘的一侧固定连接有空气喷口，所述空气喷口的内壁设置有内火口，所述内火口的内部设置有燃气喷头。

6、优选的，所述内火口与外火口均为缩口结构，缩口倾角为0-45°，从而最大限度地实现分级燃烧。

7、优选的，所述空气喷口的前端为缩口结构，缩口倾斜角为25-45°，所述燃气喷头为外扩式结构，其前端喷嘴的倾斜角度为100-120°。

8、优选的，所述空气喷口靠近外火口的一侧设置有拉杆，所述空气喷口通过拉杆实现前后运动并改变助燃风的风量。

9、优选的，所述燃气喷头距离所述空气喷口的缩口部位的距离为60-300mm。

10、优选的，所述稳焰盘上开设有若干个长方形侧孔，所述长方形侧孔的倾斜角为10-35°，使其助燃风以旋流的方式喷出。

11、一种扩散式风冷超低氮燃烧方法，包括以下步骤：

12、步骤s1：将燃烧器壳体通过燃烧器面板落座在锅炉的安装孔上，将燃烧器壳体固定连接在锅炉上；

13、步骤s2：将天然气通过接口进入燃气进口弯管内，随后经过燃气管进入燃气分配器内，再经由燃气喷头喷出，此外有一小部分的燃气经由中心燃气喷嘴喷出，从而达到分级燃烧的目的并起到中心助燃的作用；

14、步骤s3：通过稳焰盘上开设的圆形小孔与方形孔，使得一部分空气经过这些小孔洞时起到降低温度的作用；

15、步骤s4：助燃空气通过空气管道进入燃烧器壳体内，随后通过内火口喷出，从而充分保证氮氧化物排放量达标，使其含氧量不小于9％，并根据公式计算得出过量空气系数α的最小临界值为1.9即可大量降低烟气里氮氧化物的含量，最大限度减小运行阻力。

16、本发明的有益效果是：

17、通过在过氧空气系数较高(α>1.4)的工业热高温煅烧热风炉上，通过大量空气从空气喷口喷出使得锅炉内的炉膛的动力流场加快，通过空气喷口的缩口倾斜角为25-45°，通过这样的设计可以使空气喷出的流速稍高，并根据伯努利原理高流速带来的周边负压可以实现烟气内循环的降氮方式，一部分烟气被卷吸过来与空气混合，降低了燃烧了剧烈程度，同时也减少局部高温区从而达到了降低氮氧化物的效果。

18、通过燃气喷头为外扩式的，前端喷嘴的倾斜角度是100-120°；同时燃气喷头距离空气喷口的缩口部位距离为60-300mm，从而使得燃气斜向外喷出后，形成的火焰向外发散，形状较为短粗更有利于热量的扩散，从而利用前脱销的方式有利于降低氮氧化物的排放，达到节能减排的目的，减少了企业的成本。

19、利用稳焰盘上预留下的数个小孔从而冷却稳焰盘的温度，而通过上面长方形的侧孔(倾斜角10-35°)，使助燃风以旋流的方式喷出，这样可以避免火焰在中心位置集中燃烧，而且这种少孔的设计可以在中心形成大尺寸负压环境，造成中心烟气的回流(烟气内循环)，从而达到了既可以稳燃又可以减少氮氧化物排放的效果。

技术特征：

1.一种扩散式风冷超低氮燃烧设备，包括燃烧器壳体(1)与燃烧头(2)，其特征在于，所述燃烧器壳体(1)与燃烧头(2)之间通过安装座(17)连接固定，所述燃烧器壳体(1)的顶部开设有空气管道(4)，所述燃烧器壳体(1)的侧壁固定连接有燃烧器面板(3)，所述燃烧器面板(3)的中部固定连接有燃气进口弯管(10)，所述燃气进口弯管(10)远离燃烧器面板(3)的一端固定连接有接口(6)，所述燃烧器面板(3)的外壁分别设置有火检(7)与观火口(8)，所述火检(7)的端部连接有空气管(9)，所述燃烧器面板(3)的外壁且位于接口(6)的下方固定连接有调压阀支撑(18)，所述调压阀支撑(18)上设置有点火阀组(19)，所述点火阀组(19)的端部连接有点火燃气弯道(11)，所述燃烧器面板(3)的外壁固定连接有点火枪(20)，所述点火燃气弯道(11)的端部与点火枪(20)连通。

2.根据权利要求1所述的一种扩散式风冷超低氮燃烧设备，其特征在于，所述燃烧头(2)的外壁设置有稳焰盘(14)，所述稳焰盘(14)上开设有若干个圆形小孔与方形孔，所述稳焰盘(14)的中部设置有中心燃气喷嘴(22)，所述稳焰盘(14)的内壁固定连接有燃气分配器(16)，所述中心燃气喷嘴(22)的端部与所述燃气分配器(16)连通，所述燃气分配器(16)远离稳焰盘(14)的端部固定连接有燃气管(5)，所述燃气管(5)的端部贯穿燃烧头(2)并延伸至燃烧器壳体(1)内且与燃气进口弯管(10)连通；

3.根据权利要求2所述的一种扩散式风冷超低氮燃烧设备，其特征在于，所述内火口(15)与外火口(21)均为缩口结构，缩口倾角为0-45°，从而最大限度地实现分级燃烧。

4.根据权利要求2所述的一种扩散式风冷超低氮燃烧设备，其特征在于，所述空气喷口(13)的前端为缩口结构，缩口倾斜角为25-45°，所述燃气喷头(12)为外扩式结构，其前端喷嘴的倾斜角度为100-120°。

5.根据权利要求2所述的一种扩散式风冷超低氮燃烧设备，其特征在于，所述空气喷口(13)靠近外火口(21)的一侧设置有拉杆，所述空气喷口(13)通过拉杆实现前后运动并改变助燃风的风量。

6.根据权利要求2所述的一种扩散式风冷超低氮燃烧设备，其特征在于，所述燃气喷头(12)距离所述空气喷口(13)的缩口部位的距离为60-300mm。

7.根据权利要求2所述的一种扩散式风冷超低氮燃烧设备，其特征在于，所述稳焰盘(14)上开设有若干个长方形侧孔，所述长方形侧孔的倾斜角为10-35°，使其助燃风以旋流的方式喷出。

8.一种扩散式风冷超低氮燃烧方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明涉及燃烧器技术领域，尤其涉及一种扩散式风冷超低氮燃烧方法及设备，包括燃烧器壳体与燃烧头，所述燃烧器壳体与燃烧头之间通过安装座连接固定，所述燃烧器壳体的顶部开设有空气管道，所述燃烧器壳体的侧壁固定连接有燃烧器面板。通过在过氧空气系数较高(α>1.4)的工业热高温煅烧热风炉上，通过大量空气从空气喷口喷出使得锅炉内的炉膛的动力流场加快，通过空气喷口的缩口倾斜角为25‑45°，通过这样的设计可以使空气喷出的流速稍高，并根据伯努利原理高流速带来的周边负压可以实现烟气内循环的降氮方式，一部分烟气被卷吸过来与空气混合，降低了燃烧了剧烈程度，同时也减少局部高温区从而达到了降低氮氧化物的效果。

技术研发人员：陈宝明,赵珞岑
受保护的技术使用者：黎川县巴尔蔓能源技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14