烟气助燃型工业炉节能环保燃烧装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开一种烟气助燃型工业炉节能环保燃烧装置，包括：炉体、燃烧器及换热器，炉体设有第一烟道及第二烟道；燃烧器设有第一入口及第二入口；换热器设有高温烟气入口、冷空气入口、低温烟气出口及热空气出口，高温烟气入口与第一烟道相连接，低温烟气出口与烟囱相连接，冷空气入口与第一风机相连接，热空气出口与燃烧器的第一入口相连接，第二烟道与第二入口相连接；燃烧器包括：中心管、套置于中心管的外部的内筒、套置于内筒的外部的外筒、以及连接于外筒与炉体之间的圆台形混合腔，第一入口与中心管的外壁和内筒的内壁之间形成的第一环形空间连通，第二入口与内筒的外壁和外筒的内壁之间形成的第二环形空间连通。

【技术实现步骤摘要】
烟气助燃型工业炉节能环保燃烧装置
本技术涉及节能环保
，特别涉及一种可提高燃烧效率、减少氮氧化物排放的节能环保燃烧系统。
技术介绍
当前，随着工业的发展，能源价格不断升高，环境污染不断加剧，世界各国环境保护部门对工业锅炉/窑炉的排放标准要求严格。现有的锅炉和窑炉是现代工业的重要组成部分，其能够提供良好的燃烧条件，以求能把燃料的化学能最大限度地释放出来并其转化为热能。锅炉和窑炉工作时要排放大量的烟气，这些具有较高热能的烟气直接排放到了大气中，不仅浪费了能量，而且污染了环境。工业锅炉/窑炉的使用数量较大，现有的燃烧器存在一定的弊端，主要体现为：(1)、排放的烟气中氮氧化物含量较大，加剧了环境污染；(2)、未有效利用烟气余热、燃烧不充分、燃烧效率低；(3)、现有的燃烧器结构设计不合理，造成燃烧不充分。目前，空气与燃料在炉内燃烧由于氧浓度较高而生成较多氮氧化物(NOx)，较多的NOx的排放一方面会导致严重的环境污染，另一方面，NOx会刺激人体肺部，使人容易感染感冒之类的呼吸系统疾病，呼吸系统有问题的人士如哮喘病患者，会较易受二氧化氮影响；对儿童来说，氮氧化物可能会造成肺部发育受损。研究指出长期吸入氮氧化物可能会导致肺部构造改变，但仍未可确定导致这种后果的氮氧化物含量及吸入气体时间。由此，高效燃烧和低NOx排放问题成为锅炉和工业炉燃烧面临的关键问题。降低燃烧区域的氧浓度虽然有利于降低NOx的排放，但往往也会影响燃烧效率。现有烟气再循环燃烧技术(如中国专利公开CN1844817A和CN1360192A等)由于部分烟气的循环利用，可使燃烧区域氧浓度降低，但是该技术的循环烟气取自排烟道，其温度比炉膛燃烧烟气温度低很多，将低温的循环烟气送入燃烧区域会降低该区域的温度，从而影响燃烧器的燃烧效率。此外，工业中主要使用还原剂(氨气、尿素、烷烃等)与氮氧化物发生化学反应中和掉氮氧化物，工艺主要有选择性催化还原法(SCR)和选择性非催化还原法(SNCR)等，氨气与氮氧化物反应后生成氮气与水，从而达到无污染排放，但是处理工艺操作复杂，运行成本太高。因此，寻找一种能充分利用烟气余热、NOx排放量低、节能环保的燃烧系统已成为一个亟待解决的问题。
技术实现思路
本技术的目的是针对上述现有技术存在的不足，提供一种燃烧效率高、有余热回收功能、并可有效地降低排放氮氧化物含量的烟气助燃型工业炉节能环保燃烧装置。为了实现上述目的，本技术提供了一种烟气助燃型工业炉节能环保燃烧装置，包括：炉体以及与炉体相连接的燃烧器及换热器，炉体的后端一侧设置有第一烟道；燃烧器安装于炉体的前端且与炉体的炉膛相连通，燃烧器设置有第一入口；换热器设有高温烟气入口、冷空气入口、低温烟气出口及热空气出口，高温烟气入口与第一烟道相连接，低温烟气出口通过管线与烟囱相连接，冷空气入口与第一风机相连接，热空气出口通过热空气输送管与燃烧器的第一入口相连接，以将通过第一风机引入换热器中的冷空气经过换热后形成的热空气输送至燃烧器中用于助燃；炉体的后端另一侧设置有第二烟道，燃烧器还设置有第二入口，其中，第二烟道通过烟气输送管与第二入口相连接，以将部分高温烟气输送至燃烧器中用于助燃；以及燃烧器包括：中心管、套置于中心管的外部的内筒、套置于内筒的外部的外筒、以及连接于外筒与炉体之间的圆台形混合腔，其中，第一入口与中心管的外壁和内筒的内壁之间形成的第一环形空间连通，第二入口与内筒的外壁和外筒的内壁之间形成的第二环形空间连通。由此，通过第一风机引入换热器中的20摄氏度的冷空气在换热器中与400摄氏度的高温烟气进行热交换，形成的200摄氏度的热空气输送至燃烧器中，而降温后的120摄氏度的低温烟气则排放至烟囱。可选择地，连接于低温烟气出口与烟囱之间的管线上设置有第二风机以将120摄氏度的低温烟气顺利排放至烟囱。可选择地，烟气输送管上设有第三风机以将占烟气总体积10～40％的400摄氏度的高温烟气顺利地输送至燃烧器。可选择地，内筒的前端封闭，邻近内筒的后端口于第一环形空间内设置有连接内筒和中心管的第一环形多孔板；第一环形多孔板的环面上设置有至少五圈第一出气孔；第一出气孔的形状设定为椭圆形且当量直径为2～3毫米。可选择地，外筒的前端封闭，邻近外筒的前端壁于第一环形空间内设置有连接内筒和中心管的第二环形多孔板；第二环形多孔板的环面上设置有至少三圈第二出气孔，第二出气孔的形状设定为三角形或菱形且当量直径为5～8毫米。可选择地，至少五圈第一出气孔沿径向方向等间隔布置，且每圈第一出气孔与邻近一圈第一出气孔在径向方向和周向方向分别交错设置；至少三圈第二出气孔沿径向方向等间隔布置，且每圈第二出气孔与邻近一圈第二出气孔在径向方向和周向方向分别交错设置。可选择地，第一入口设置成邻近内筒的前端壁与第一环形空间沿切向方向连通，第二入口设置成邻近外筒的前端壁与第二环形空间沿切向方向连通。可选择地，第一入口可设置成邻近内筒的前端壁与第一环形空间沿径向方向连通。可选择地，中心管内设置有点火器和火焰检测器，中心管的出口端与内筒和外筒的出口端相平齐。可选择地，第一入口通过连接筒与热空气输送管连接，连接筒的筒壁上设置有用于向燃烧器内引入气体燃料的燃气筒，燃气筒内设有燃气分布板，燃气分布板上设有若干个燃气孔。可选择地，气体燃料选用天然气、液化石油气或者人工煤气。可选择地，燃气孔呈三角形分布于燃气分布板上，燃气孔的形状设定为三角形或菱形孔且当量直径为1～2毫米。可选择地，圆台形混合腔的出口端直径设定为圆台形混合腔的进口端直径的35％～75％，外筒、圆台形混合腔、内筒和中心管共轴线。与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：(1)、采用热空气助燃，使得燃料不仅能够低氧燃烧，而且还能够充分地燃烧，释放最高热值；(2)、回引10～40％的高温烟气用于辅助燃烧，可以实现高温低氧燃烧，有效地降低氮氧化物的排放；(3)、采用部分高温热烟气与热空气助燃，可进一步加速燃料燃烧并提高燃尽率，同时有利于余热回收，节约能源；(4)、在燃烧效率提高、温度提高，且在低氧状态下充分燃烧，可以减少超过40％的氮氧化物的排放；(5)采用多层套筒式燃烧器结构并采用环形多孔板，使得燃料、助燃气和烟气能够充分混合均匀，提高燃烧效率。附图说明图1为本技术的烟气助燃型工业炉节能环保燃烧装置的构造示意图。图2为本技术的燃烧器的构造示意图。图3为本技术的第一环形多孔板的构造示意图。具体实施方式下面详细描述本技术的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。首先，请参考图1，根据本技术的一种非限制性实施方式，本技术的烟气助燃型工业炉节能环保燃烧装置包括：炉体100、燃烧器200及换热器300。在该非限制性实施例中，在炉体100的后端一侧设置有第一烟道110。燃烧器200安装于炉体100的前端并与炉体100的炉膛相连通，燃烧器200设置有第一入口201。换热器300设有高温烟气入口310、冷空气入口320、低温烟气出口330及热空气出口340，其中，高温烟气入口310与第一烟道本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种烟气助燃型工业炉节能环保燃烧装置，包括：炉体以及与所述炉体相连接的燃烧器及换热器，其特征在于：所述炉体的后端一侧设置有第一烟道；所述燃烧器安装于所述炉体的前端且与所述炉体的炉膛相连通，所述燃烧器设置有第一入口；所述换热器设有高温烟气入口、冷空气入口、低温烟气出口及热空气出口，所述高温烟气入口与所述第一烟道相连接，所述低温烟气出口通过管线与烟囱相连接，所述冷空气入口与第一风机相连接，所述热空气出口通过热空气输送管与所述燃烧器的第一入口相连接；所述炉体的后端另一侧设置有第二烟道，所述燃烧器还设置有第二入口，其中，所述第二烟道通过烟气输送管与所述第二入口相连接；以及所述燃烧器包括：中心管、套置于所述中心管的外部的内筒、套置于所述内筒的外部的外筒、以及连接于所述外筒与所述炉体之间的圆台形混合腔，其中，所述第一入口与所述中心管的外壁和所述内筒的内壁之间形成的第一环形空间连通，所述第二入口与所述内筒的外壁和所述外筒的内壁之间形成的第二环形空间连通。

【技术特征摘要】
1.一种烟气助燃型工业炉节能环保燃烧装置，包括：炉体以及与所述炉体相连接的燃烧器及换热器，其特征在于：所述炉体的后端一侧设置有第一烟道；所述燃烧器安装于所述炉体的前端且与所述炉体的炉膛相连通，所述燃烧器设置有第一入口；所述换热器设有高温烟气入口、冷空气入口、低温烟气出口及热空气出口，所述高温烟气入口与所述第一烟道相连接，所述低温烟气出口通过管线与烟囱相连接，所述冷空气入口与第一风机相连接，所述热空气出口通过热空气输送管与所述燃烧器的第一入口相连接；所述炉体的后端另一侧设置有第二烟道，所述燃烧器还设置有第二入口，其中，所述第二烟道通过烟气输送管与所述第二入口相连接；以及所述燃烧器包括：中心管、套置于所述中心管的外部的内筒、套置于所述内筒的外部的外筒、以及连接于所述外筒与所述炉体之间的圆台形混合腔，其中，所述第一入口与所述中心管的外壁和所述内筒的内壁之间形成的第一环形空间连通，所述第二入口与所述内筒的外壁和所述外筒的内壁之间形成的第二环形空间连通。2.如权利要求1所述的烟气助燃型工业炉节能环保燃烧装置，其特征在于：所述内筒的前端封闭，邻近所述内筒的后端口于所述第一环形空间内设置有连接所述内筒和所述中心管的第一环形多孔板；所述第一环形多孔板的环面上设置有至少五圈第一出气孔；所述第一出气孔的形状设定为椭圆形且当量直径为2～3毫米。3.如权利要求2所述的烟气助燃型工业炉节能环保燃烧装置，其特征在于：所述外筒的前端封闭，邻近所述外筒的前端壁于所述第一环形空间内设置有连接所述内筒和所述中心管的第二环形多孔板；所述第二环形多孔板的环面上设置有至少三圈第二出气孔，所述第二出气孔的形状设定为三角形或菱形且当量直径为5～8毫米。4.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘效洲，朱光宇，涂腾，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：新型
国别省市：广东,44