一种稳焰低氮固体燃料富氧燃烧器制造技术

一种稳焰低氮固体燃料富氧燃烧器，其燃料空气混合流入口依次连通燃料流输送管、旋风混合器和燃料喷嘴，氧气入口设置在二道氧气导管上，二道氧气导管内套装有一道氧气导管，一道氧气导管的入口处设置有氧气调节阀，燃料流输送管是套装在一道氧气导管内，从氧气入口进来的氧气通过氧气调节阀分流成两道氧气流，一道氧气流经一道氧气喷射口进入燃料喷嘴，一道氧气流与燃料空气混合流一起在燃料喷嘴内形成旋流，混合氧气和燃料空气混合流，形成混合好的富氧燃料混合流；二道氧气导管内的二道氧气流从二道氧气喷嘴高速喷出，高速喷出的二道氧气流在窑炉内形成涡旋场。本实用新型专利技术能增加火炬幅盖面积，促进窑炉内热流循环，降低氮氧化物排放。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种燃烧器，特别是一种稳焰低氮固体燃料富氧燃烧器。
技术介绍
固体燃料在工业窑炉的应用目前较普遍的燃烧方法为“助燃空气+燃料”的方式，由于空气中能与固体燃料发生反应的助燃剂氧气只占总气量的21%，氮气占总量的78%作为无利气体进入窑炉，在窑炉火焰高温中生成NOx的作为废气排出将带走大量热能，且大量的NOx物烟气处理成本很高。同时由于空气含氧量低，固体燃料在短吋间内很难充分燃尽，受热产品中易出现遗留未燃尽物，严重影响产品质量。目前虽有部份企业进行了富氧燃烧改造但仅在液体和气体燃料上得到了应用，固体燃料受输送、燃烧控制及燃烧器性能等因素的影响还没有得到很好广泛应用。以往富氧燃烧器普遍存在以下问题：1、燃烧火焰不稳定；2、火焰局部温度过高，溫度不匀衡，NOx的生成得不到较好的控制；3、火炬短小、幅盖面积不够。
技术实现思路
针对现有技术存在的缺陷，本技术的目的是提出一种稳焰低氮固体燃料富氧燃烧器。其是以提高燃烧稳定性、增加火焰体积，降低火焰温度，促进窑内热流循环进而有效降低NOx生成为目的。采取在燃烧器内部进行氧气与燃料空气混合流预混合形式，燃料喷嘴利用文丘里同轴喷射器原理射流喷射，从燃料喷口外部向窑内高速射流供氧等方法，促进燃烧器出口连续稳定火焰前沿形成。燃烧器具有火焰亮度高、火焰温度均衡、氮氧化物生成少，炉气回流强、火炬幅盖面大等积极效果。 本技术的技术方案是：—种稳焰低氮固体燃料富氧燃烧器，其特征在于，包括燃料空气混合流入口，氧气入口，氧气调节阀，旋风混合器，氧气喷嘴，燃料喷嘴，二道氧气导管，一道氧气导管和燃料流输送管；燃料空气混合流入口与燃料流输送管连通，所述燃料流输送管的另一端连接有旋风混合器，旋风混合器与燃料喷嘴连接；燃料空气混合流由燃料空气混合流入口进入，经燃料流输送管进入旋风混合器，再进入燃料喷嘴；所述氧气入口设置在二道氧气导管上，二道氧气导管内设置有一道氧气导管，一道氧气导管的入口处设置有氧气调节阀；所述燃料流输送管是套装在一道氧气导管内的；从氧气入口进来的氧气通过氧气调节阀分流成两道氧气流即一道氧气导管内的一道氧气流和二道氧气导管内的二道氧气流，一道氧气导管的出口端与旋风混合器的氧气导流槽连通，一道氧气导管内的一道氧气流经旋风混合器上的氧气导流槽进入燃料喷嘴，一道氧气流与燃料空气混合流一起在燃料喷嘴内旋流混合，形成混合好的富氧燃料混合流；二道氧气导管出口端设有氧气配气室，氧气配气室围绕燃料喷嘴同轴开设有多个用于安装二道氧气喷嘴的氧气喷嘴安装口，二道氧气导管内的二道氧气流从二道氧气导管经过二道氧气喷嘴高速喷出，高速喷出的二道氧气流在窑炉内形成涡旋场。进一步地，本技术所述旋风混合器为锥筒体结构，旋风混合器的喷口处的外壁上设置有一圈一条以上的氧气导流槽，旋风混合器与燃料喷嘴套接后在燃料喷嘴内壁处形成了一道与燃料流同心的环形一道氧气喷射口。进一步地，本技术中的氧气导流槽均匀分布，所有氧气导流槽相对于燃料流输送管道均轴向呈一定夹角设置，如倾斜10°夹角设置。进一步地，本技术中所述燃料喷嘴为文丘里同轴喷射器结构。进一步地，所述燃料喷嘴的燃料喷口可为长方形喷口、扁状喷口或者圆形喷口，可以通过更换燃料喷嘴上的燃料喷口的形状实现对燃烧火焰的特殊要求的调节。进一步地，本技术中在燃料喷嘴的喷口末端内安装有与燃料流输送管垂直设置的宽度为s的逆流挡板。所述逆流挡板可以设计为不同形式，长方形、半圆形、扇形、三角形均可。进一步地，本技术中所述旋风混合器与燃料流输送管以及燃料喷嘴之间的连接为可拆卸连接方式。进一步地，本技术中所述多个氧气喷嘴安装口与燃料喷嘴的距离相等，且多个氧气喷嘴安装口上下对称设置，位于燃料喷嘴上方的氧气喷嘴安装口之间的距离相等，位于燃料喷嘴下方的氧气喷嘴安装口之间的距离相等。进一步地，本技术中所述氧气喷嘴安装口的数量为8个，8个氧气喷嘴安装口呈环形均匀分布安装在燃料喷嘴的外围。氧气喷嘴安装口数不限定8个，可依据不同窑炉情况进行选择。本技术的有益技术效果是：1、旋风混合器旋风混合器采用可拆卸连接方式，套装在燃料喷嘴内，其外壁上设置有多条与燃烧器轴向呈10°夹角的氧气导流槽，一道以上的氧气导流槽与燃料喷嘴外壁之间形成一圈环形氧气喷射口。套装在燃料喷嘴内的旋风混合器尺寸可以通过选择不同规格的旋风混合器进行更改。一道氧气流从一道氧气导管经旋风混合器上的氧气导流槽进入燃料喷嘴与燃料空气混合流旋流混合，形成富氧燃料混合流。通过对旋风混合器外径dl、d的设计可以实现对一道氧气喷射口在燃料喷嘴内位置的调节，从而实现对火焰前沿燃烧稳定性及火焰喷射距离的调节；其中d为旋风混合器进一道氧气端的外径，dl为旋风混合器出一道氧气端的外径，D为旋风混合器的内径；通过旋风混合器内径D的设计，可以改变燃烧器输出的热功率，适应不同窑炉需求。2、燃烧器燃料喷嘴燃料混合流进入燃烧器的燃料喷嘴。燃料喷嘴设计为文丘里同轴喷射器结构。它不但能进一步加强一道氧气流与燃料空气混合流的混合，同时能将混合形成的富氧燃料混合流提供的静压转化为动压，而且还能改变富氧燃料混合流的流动特性与气力特性。燃料喷嘴的文丘里效应保证了二股压力、流速不同的流体的混合。通过更换旋风混合器的规格尺寸来改变一道氧气喷射口位置，实现改变喷嘴气力特性调节需要。燃料喷口可以设计为不同形状，实现对不同火焰形状的控制需求。3、氧气调节阀进入燃烧器的高压（0. IMPa)氧气，通过氧气调节阀进行流量调节后，经过旋风混合器上的氧气导流槽喷射。不同速度的氧气射流进入燃烧器燃料喷嘴将产生不同的燃料混合流流速，从而实现对燃烧器燃烧火焰长短的调节控制。4、逆流挡板在燃料喷嘴的喷口末端内安装有与燃料流输送管垂直的宽度为s的逆流挡板，挡板采用可拆卸的方式安装。富氧燃料混合流流经挡板时，流向、流速因挡板发生改变，燃料射流因挡板阻隔在喷口前端形成逆流区。逆流区将在燃料喷口前端卷起燃料回流，使高温炉气对燃料进行预热，从而缩短火焰滞燃区，提高燃烧稳定性。不同形状、尺寸的逆流挡板实现了对燃烧稳定性和滞燃区间的调节。5、二道氧气喷射设计经外部配氧设备调节（压力、流量）后的高压氧气（0· IMPa)进入燃烧器。通过氧气调节阀分流成两道氧气流即一道氧气导管内的一道氧气流和二道氧气导管内的二道氧气流。二道氧气流进入二道氧气配气室，向燃料喷嘴周围的氧气喷嘴供气。其中氧气喷嘴距离燃料喷嘴中心X，且关于燃料喷嘴中心轴中心对称并均匀分布。高速喷出的二道氧气流在窑炉内形成涡旋场。涡旋场吸卷大量的炉气到燃烧火焰中，增加了火焰体积、降底了火焰温度，同时强列的炉气热流循环交换促进了炉内温度均匀，从而减少了 N0X的生成；涡旋场同时将未燃尽的燃料卷吸进燃烧火焰，促进燃料的二次燃烧，提高了燃料的燃烧效率。氧气喷嘴安装口可选择不同规格的氧气喷嘴安装，对每个氧气喷嘴安装口安装喷嘴规格的选择可实现对火焰温度区域的调节。6、此燃烧器可以促进空气-燃料的燃烧，能增加火炬幅盖面积。可用于空气蓄热式窑炉。【附图说明】图1本技术的结构示意图；图2旋风混合器的结构示意图；图3燃料喷嘴的结构及工作原理示意图；图4燃料喷口效果示意及结构形式示意图；图5逆流挡板的安装效果示意本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种稳焰低氮固体燃料富氧燃烧器，其特征在于，包括燃料空气混合流入口，氧气入口，氧气调节阀，旋风混合器，氧气喷嘴，燃料喷嘴，二道氧气导管，一道氧气导管和燃料流输送管；燃料空气混合流入口与燃料流输送管连通，所述燃料流输送管的另一端连接有旋风混合器，旋风混合器与燃料喷嘴连接；燃料空气混合流由燃料空气混合流入口进入，经燃料流输送管进入旋风混合器，再进入燃料喷嘴；所述氧气入口设置在二道氧气导管上，二道氧气导管内设置有一道氧气导管，一道氧气导管的入口处设置有氧气调节阀；所述燃料流输送管是套装在一道氧气导管内的；从氧气入口进来的氧气通过氧气调节阀分流成两道氧气流即一道氧气导管内的一道氧气流和二道氧气导管内的二道氧气流，一道氧气导管的出口端与旋风混合器的氧气导流槽连通，一道氧气导管内的一道氧气流经旋风混合器上的氧气导流槽进入燃料喷嘴，一道氧气流与燃料空气混合流一起在燃料喷嘴内旋流混合，形成混合好的富氧燃料混合流；二道氧气导管出口端设有氧气配气室，氧气配气室围绕燃料喷嘴同轴开设有多个用于安装二道氧气喷嘴的氧气喷嘴安装口，二道氧气导管内的二道氧气流从二道氧气导管经过二道氧气喷嘴高速喷出，高速喷出的二道氧气流在窑炉内形成涡旋场。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：林文宇，彭盛松，刘沁琪，
申请(专利权)人：广东丰乐能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44