一种低NOx烧嘴制造技术

本实用新型专利技术涉及一种低NOx烧嘴，风盘位于烧嘴砖内部腔体中，烧嘴砖安装在壳体的一端，壳体具有内部腔体，导风筒置于壳体的内部腔体中，导风筒的一端外部设有一圈圆环凸缘，圆环凸缘与烧嘴砖固定连接，在圆环凸缘上沿其周向开设一圈导风孔；导风筒具有一贯通腔体，贯通腔体一端与壳体的内部腔体连通，另一端与烧嘴砖内部腔体连通；烧嘴砖具有多个空气通入通道，烧嘴砖内部还设置有引流芯安装腔体，引流芯与引流芯安装腔体之间留有流通孔，引流芯具有一引流腔，引流腔的一端与工业炉窑连通，另一端与引流芯安装腔体连通。本低NOx烧嘴结构设计紧凑、合理、占用安装空间小，通过分级、稀释和强制回流三者结合来实现超低NOx生成。释和强制回流三者结合来实现超低NOx生成。释和强制回流三者结合来实现超低NOx生成。

【技术实现步骤摘要】
一种低NOx烧嘴


[0001]本技术涉及工业燃烧器（俗称“烧嘴”）
，具体地讲，涉及一种低NOx烧嘴，适用于钢铁、有色、机械、陶瓷等行业的工业炉窑。

技术介绍

[0002]目前在国内外对工业炉窑大气污染物排放限制的大环境下，尤其是对NOx排放浓度的限制越来越苛刻，在工业炉窑上应用的核心设备烧嘴设计面临挑战，新烧嘴设计要求既要实现高效节能，又要实现超低排放，因此近年来，专利技术者和其他烧嘴公司一直在寻找高效、低污染的最佳设计方案。
[0003]为了提高效率，通常工业炉窑所用助燃空气会通过从烟气中回收热量对空气进行预热以提高火焰温度，但NOx排放会随着火焰温度的升高而增加。燃烧用空气中的N2在高温下氧化生成的NOx称之为热力型NOx。研究表明，热力型NOx生成与燃烧温度、局部高温、高温区停留时间、卷吸回流和空气过剩系数等有关。
[0004]目前通常普遍通过采用稀释燃烧、分级燃烧、炉内烟气回流（俗称“卷吸回流”）、强制回流等方式来降低NOx生成。例如授权公告号为CN208124287U的专利：一种空气多重分级低NOx烧嘴，该烧嘴结合空气多重分级和炉内烟气回流，虽然降低了NOx排放，但是烧嘴结构设计还存在缺陷，并未实现超低NOx排放，因此有必要对现有的烧嘴及燃烧方法进行改进和优化。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理、能极大降低NOx产生的烧嘴，并给出超低NOx排放燃烧方法。
[0006]本技术解决上述问题所采用的技术方案是：一种低NOx烧嘴，包括壳体、烧嘴砖、燃气管和风盘；所述烧嘴砖具有烧嘴砖内部腔体，所述风盘位于烧嘴砖内部腔体中，所述烧嘴砖安装在壳体的一端，所述壳体具有内部腔体，所述燃气管的一端穿进壳体的内部腔体后与风盘连接；其特征在于：还包括导风筒和引流芯；所述导风筒置于壳体的内部腔体中，导风筒的一端外部设有一圈圆环凸缘，所述圆环凸缘与烧嘴砖固定连接，在圆环凸缘上沿其周向开设一圈导风孔；所述导风筒具有一贯通腔体，所述贯通腔体的一端与壳体的内部腔体连通，贯通腔体的另一端与烧嘴砖内部腔体连通；所述烧嘴砖具有多个用于向工业炉窑内通入助燃空气的空气通入通道，所述空气通入通道与导风孔一一对应，空气通入通道的一端与工业炉窑连通，空气通入通道的另一端与导风孔连通，进而使得空气通入通道通过导风孔与壳体的内部腔体连通；所述烧嘴砖内部还设置有与其内部腔体连通、用于安装引流芯的引流芯安装腔体，所述引流芯外壁面与引流芯安装腔体的壁面之间留有流通孔，引流芯具有一引流腔，所述引流腔的一端与工业炉窑连通，引流腔的另一端与引流芯安装腔体连通。
[0007]优选的，所述壳体上设有空气入口，壳体的另一端安装有端盖，壳体的内部腔体的
壁面上设置有一层保温材料层；所述燃气管的一端通过先穿过端盖后再穿进壳体的内部腔体后与风盘连接，并且燃气管的该端设置有燃气出口，燃气管的另一端设置有燃气入口，燃气管与端盖固定连接。
[0008]优选的，所述烧嘴砖包括烧嘴砖壳体，在烧嘴砖内部腔体和引流芯安装腔体的腔体壁面与烧嘴砖壳体之间填充烧嘴砖耐火材料层，所述空气通入通道开设在烧嘴砖耐火材料层上，并且多个空气通入通道绕烧嘴砖内部腔体的中轴线均布；空气通入通道至少设置两个。
[0009]优选的，所述烧嘴砖内部腔体的两端分别为腔体入口端和腔体出口端，烧嘴砖内部腔体由腔体入口端至腔体出口端先是呈一段直筒状然后呈收缩状；所述风盘安装在腔体入口端，所述腔体出口端与引流芯安装腔体的端部连接。
[0010]优选的，所述烧嘴砖通过法兰安装在工业炉窑上。
[0011]优选的，在引流芯安装腔体的壁面上开设一圈内凹槽从而使得引流芯安装腔体的横截面呈齿轮状，所述引流芯具有沿其周向均布的凸起块从而使得引流芯的横截面也呈齿轮状，引流芯与引流芯安装腔体配合安装，所述流通孔由引流芯上的凸起块的顶面与内凹槽的槽底面之间的空间形成；内凹槽的数量与导风孔的数量一致。
[0012]优选的，所述引流芯的端部与烧嘴砖内部腔体的腔体出口端之间的空间形成汇流腔，流通孔的一端与汇流腔连通，流通孔的另一端与工业炉窑连通。
[0013]优选的，所述引流腔的一端为引流入口端，另一端为引流出口端，引流腔的腔体形状由引流入口端至引流出口端先是呈一段直筒状然后呈扩散状；引流入口端的直径大于等于烧嘴砖内部腔体的腔体出口端的直径。
[0014]优选的，所述风盘上开设一环风孔，风孔的数量为x，x≥4，风孔的轴线与风盘的轴线之间的夹角为θ，40
°
≥θ≥-30
°
；所述风盘上还安装有一环或两环喷风管，所述喷风管的轴线与风盘的轴线平行，喷风管的内径为d，喷风管的长度为l，l≥2d，所述喷风管的数量是风孔数量的一倍、二倍或三倍中的一种；所述风盘的中心处安装有气帽，所述气帽与风盘同轴布置，气帽四周设有喷孔，喷孔的轴线与气帽的轴线垂直，喷孔数量与风孔数量一致，气帽设有一内腔，内腔与风盘相连的燃气出口相通，气帽具有一管状喷嘴，所述管状喷嘴与风盘同轴，管状喷嘴的内径为D，气帽的总长度为L，L≥2D。
[0015]优选的，所述端盖上设有点火装置和火焰监测装置。
[0016]本技术还提供了一种超低NOx排放燃烧方法，采用上述的低NOx烧嘴与工业炉窑共同实施，设定：烧嘴砖内部腔体为第一燃烧区，工业炉窑内的加热空间为第二燃烧区。
[0017]超低NOx排放燃烧方法为：
[0018]当工业炉窑内的加热空间的温度低于燃料燃点时，助燃空气通过低NOx烧嘴的壳体上的空气入口进入壳体的内部腔体中，通过导风筒把助燃空气分成两路，一路助燃空气经过导风筒的贯通腔体进入烧嘴砖内部腔体的腔体入口端处，并通过风盘上的风孔和喷风管进入烧嘴砖内部腔体中，即进入第一燃烧区，另一路助燃空气通过导风孔由烧嘴砖上的空气通入通道进入工业炉窑内的加热空间中，即进入第二燃烧区；燃气由燃气入口进入燃气管，随后进入风盘上安装的气帽的内腔中，内腔中的一部分燃气经由喷孔进入烧嘴砖内部腔体中，即进入第一燃烧区，进入第一燃烧区的助燃空气与燃气混合，通过点火装置引燃，燃烧产物和经由管状喷嘴直接喷出的另一部分燃气混合后由烧嘴砖内部腔体的腔体出
口端喷出，随后经引流芯的引流腔进入加热空间中，即进入第二燃烧区；第一燃烧区的燃烧产物连同由管状喷嘴直接喷出的另一部分燃气混合后形成的混合物进入引流腔时，在汇流腔内产生负压，利用负压把加热空间内的燃烧产物通过流通孔吸入汇流腔并与第一燃烧区的燃烧产物连同由管状喷嘴直接喷出的另一部分燃气再次形成混合物后一同通过引流腔喷出后与另一部分助燃空气直接进入加热空间，即进入第二燃烧区混合继续燃烧并形成稳定火焰；通过助燃空气和燃气分级提供、强制燃烧产物回流稀释由第一燃烧区喷出的混合中的氧浓度并降低火焰温度、减少高温区停留时间等手段实现超低NOx排放；
[0019]当工业炉窑内的加热空间的温度高于燃料燃点时，助燃空气通过低NOx烧嘴的壳体上的空气入口进入壳体的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低NOx烧嘴，包括壳体（1）、烧嘴砖（2）、燃气管（3）和风盘（5）；所述烧嘴砖（2）具有烧嘴砖内部腔体（20），所述风盘（5）位于烧嘴砖内部腔体（20）中，所述烧嘴砖（2）安装在壳体（1）的一端，所述壳体（1）具有内部腔体（10），所述燃气管（3）的一端穿进壳体（1）的内部腔体（10）后与风盘（5）连接；其特征在于：还包括导风筒（4）和引流芯（6）；所述导风筒（4）置于壳体（1）的内部腔体（10）中，导风筒（4）的一端外部设有一圈圆环凸缘（41），所述圆环凸缘（41）与烧嘴砖（2）固定连接，在圆环凸缘（41）上沿其周向开设一圈导风孔（410）；所述导风筒（4）具有一贯通腔体（40），所述贯通腔体（40）的一端与壳体（1）的内部腔体（10）连通，贯通腔体（40）的另一端与烧嘴砖内部腔体（20）连通；所述烧嘴砖（2）具有多个用于向工业炉窑（7）内通入助燃空气的空气通入通道（25），所述空气通入通道（25）与导风孔（410）一一对应，空气通入通道（25）的一端与工业炉窑（7）连通，空气通入通道（25）的另一端与导风孔（410）连通；所述烧嘴砖（2）内部还设置有与其烧嘴砖内部腔体（20）连通、用于安装引流芯（6）的引流芯安装腔体（26），所述引流芯（6）外壁面与引流芯安装腔体（26）的壁面之间留有流通孔（63），引流芯（6）具有一引流腔（60），所述引流腔（60）的一端与工业炉窑（7）连通，引流腔（60）的另一端与引流芯安装腔体（26）连通。2.根据权利要求1所述的低NOx烧嘴，其特征在于：所述壳体（1）上设有空气入口（12），壳体（1）的另一端安装有端盖（11），壳体（1）的内部腔体（10）的壁面上设置有一层保温材料层（13）；所述燃气管（3）的一端通过先穿过端盖（11）后再穿进壳体（1）的内部腔体（10）后与风盘（5）连接，并且燃气管（3）的该端设置有燃气出口（32），燃气管（3）的另一端设置有燃气入口（31），燃气管（3）与端盖（11）固定连接。3.根据权利要求1所述的低NOx烧嘴，其特征在于：所述烧嘴砖（2）包括烧嘴砖壳体（21），在烧嘴砖内部腔体（20）和引流芯安装腔体（26）的腔体壁面与烧嘴砖壳体（21）之间填充烧嘴砖耐火材料层（22），所述空气通入通道（25）开设在烧嘴砖耐火材料层（22）上，并且多个空气通入通道（25）绕烧嘴砖内部腔体（20）的中轴线均布；空气通入通道（25）至少设置两个。4.根据权利要求1所述的低NOx烧嘴，其特征在于：所述烧嘴砖内部腔体（20）的两端分别为腔体入口端（23）和腔体出口端（24），烧嘴砖内部腔体（20）由腔体入口端（23）至腔体出口端（24）先是呈...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘景新，
申请(专利权)人：杭州中景科技有限公司，
类型：新型
国别省市：