低氮氧化物排放的氨气分级燃烧结构制造技术

本实用新型专利技术公开一种低氮氧化物排放的氨气分级燃烧结构，包括：内套筒，其设有沿前后延伸的第一腔体且其前端面设有与第一腔体连通的第一出口；烧嘴，其具有供氨气燃烧的燃烧端，燃烧端贯穿内套筒的后端面并设于第一腔体内，燃烧端与第一出口之间形成一级燃烧室；外套筒，其设有沿前后延伸的第二腔体，外套筒的后端设有与第二腔体连通的第二空气进口且其前端面设有第二渐缩口，内套筒设于第二腔体内，第一出口和第二渐缩口之间形成二级燃烧室，第二渐缩口的孔径小于第一出口的孔径，第二腔体与一级燃烧室之间设有靠近第一出口设置的空气通道。本实用新型专利技术结构简单，成本低，维护简便，通过二级燃烧方式实现氨气的稳定燃烧，减少氮氧化物的生成。少氮氧化物的生成。少氮氧化物的生成。

【技术实现步骤摘要】
低氮氧化物排放的氨气分级燃烧结构


[0001]本技术属于燃烧器
，特别涉及一种低氮氧化物排放的氨气分级燃烧结构。

技术介绍

[0002]在当前全球提出“碳达峰”的目标下，人们纷纷寻找各种途径来降低碳排放。其中，在能源领域，“无碳燃料”成为研究焦点。氢气和氨气都是不含碳的可燃气体，氢气因具有制备成本高、运输存储难度大的缺点而无法在燃烧系统中得到广泛的应用，而氨气具有制备技术成熟、输送储存难度低、成本低廉的优点，具备大规模应用的潜力，可是，氨气具有着火点高、火焰传动慢等缺点。
[0003]目前，基于氨气燃烧的气体燃烧器研究较少，其中，专利申请号为202220589637.9的中国专利公开了一种氨气燃烧器，从中心向外的结构依次包括同轴布置的一级氢气喷枪、一级旋流器、一级氨气喷枪、二级旋流器、二级氢气喷枪、二级氨气喷枪、直流风夹层、三级氢气喷枪、三级氨气喷枪。氨燃料由氨燃料入口进入氨燃料集气环，氢燃料由氢燃料入口进入氢集气环，各自通过从不同的径向位置设计的喷枪实现燃料三分级。该氨气燃烧器以氨气作为主要燃料，同时辅助以少量氢气，可实现稳定的无碳燃烧。
[0004]然而，专利技术人发现上述氨气燃烧器的结构复杂、制造成本高，而且维护难度大，难以满足客户的需求。由此可见，现有技术有待进一步改进。

技术实现思路

[0005]为解决上述的现有技术问题，本技术目的在于提供一种低氮氧化物排放的氨气分级燃烧结构，具有结构简单、成本低和维护简便的优点，通过二级燃烧方式实现氨气的稳定燃烧，减少氮氧化物的生成。r/>[0006]为解决上述技术问题所采用的技术方案：
[0007]本技术提供一种低氮氧化物排放的氨气分级燃烧结构，包括：
[0008]内套筒，其设有沿前后延伸的第一腔体，所述内套筒的前端面设有与所述第一腔体连通的第一出口；
[0009]烧嘴，其具有供氨气燃烧的燃烧端，所述燃烧端贯穿所述内套筒的后端面并设于所述第一腔体内，所述燃烧端与所述第一出口之间形成一级燃烧室；
[0010]外套筒，其设有沿前后延伸的第二腔体，所述外套筒的后端设有与所述第二腔体连通的第二空气进口，所述外套筒的前端面设有第二渐缩口，所述内套筒设于所述第二腔体内，所述第一出口和第二渐缩口之间形成二级燃烧室，所述第二渐缩口的孔径小于所述第一出口的孔径，所述第二腔体与所述一级燃烧室之间设有空气通道，所述空气通道靠近所述第一出口设置。
[0011]本技术至少具有如下的有益效果：烧嘴的燃烧端设在第一腔体内，从燃烧端出来的氨气和空气能在一级燃烧室内混合，使得氨气能稳定燃烧；氨气在一级燃烧室内进
行一次燃烧，由于空气实际供给量少于氨气理论完全燃烧所需量，因此，部分未燃烧的氨气可以还原一次燃烧产生的氮氧化物，降低了在氨气燃烧过程中氮氧化物的生成；而且，从外套筒的第二空气进口流进的空气，通过空气通道流入一级燃烧室，由于空气通道靠近第一出口设置，因此，空气能吹向位于一级燃烧室内的火焰的端部，促使一次燃烧中残余的氨气能完全燃烧，提升氨气的燃烧效率；外套筒设置第二渐缩口，使得二次燃烧的火焰的速度提升，从而提高热量的利用率，本技术结构简单，制造成本低，易于维护，具有良好的市场前景。
[0012]作为上述技术方案的进一步改进，所述第一出口呈渐缩状，所述空气通道位于所述第一出口的前侧。第一出口采用渐缩状设计，令一级燃烧室内的火焰速度提高；空气通道设在第一出口的前侧，令从第二空气进口流入的空气能吹向位于第一出口外的火焰，提供二级助燃作用，而未燃烧的氨气能在二级燃烧室内完全燃烧，有助提升氨气的利用率。
[0013]作为上述技术方案的进一步改进，所述第一出口和第二渐缩口均为锥形的渐缩结构；所述第一出口具有第一倾斜内壁，所述第二渐缩口具有第二倾斜内壁，所述第一倾斜内壁倾斜角度小于所述第二倾斜内壁的倾斜角度。如此设置，能减少二级燃烧室内的空气的轴向流速，让空气能与一次燃烧后的残余氨气进行充分混合，促进二次燃烧。
[0014]作为上述技术方案的进一步改进，所述内套筒的前端与所述外套筒的内周面密封连接，所述内套筒的外周面设有多个出气孔，多个所述出气孔分别与所述第一腔体和所述第二腔体连通，所述出气孔为所述空气通道，且位于所述第一出口的后侧。由于内套筒的前端密封连接于外套筒的内周面，因此，从第二空气进口流入的空气可以经出气孔流至一级燃烧室内，并吹向火焰的端部，使得未燃烧的氨气能在空气助燃作用下进行二次燃烧，提升氨气的燃烧效率。
[0015]作为上述技术方案的进一步改进，多个所述出气孔环绕所述内套筒的周向均匀设置。多个出气孔采用圆周设置方式，使得第二腔体内的空气能均匀流向一级燃烧室内的火焰端部，让残余的氨气能够得到充分燃烧，避免出现氨气浪费。
[0016]作为上述技术方案的进一步改进，所述第二空气进口的中轴线垂直于所述第二腔体的中轴线。如此设置，能降低第二腔体内的空气流速，延长空气与残余的氨气接触的时间，加强空气和氨气的混合，使得氨气能充分燃烧。
[0017]作为上述技术方案的进一步改进，所述第一腔体和所述第二腔体的横截面形状呈圆形，所述外套筒和所述内套筒同轴设置。如此设计，容易加工制造外套筒和内套筒，而且，火焰能够沿着外套筒和内套筒的中轴线直线传播，避免外套筒吸收过多的热量而造成热量利用率下降。
[0018]作为上述技术方案的进一步改进，所述烧嘴包括喷头、氨气管和助燃风管，所述助燃风管设有沿前后延伸的内腔和第一空气进口，所述第一空气进口与所述内腔连通，所述助燃风管的前端面设有助燃风孔、旋流槽和所述喷头，所述喷头的外周面设有多个氨气孔，所述助燃风孔设有多个且环绕所述喷头圆周设置，所述旋流槽位于所述助燃风孔的外侧，所述旋流槽设有多个且环绕所述喷头圆周设置，所述氨气管设在所述内腔，所述氨气管贯穿所述助燃风管的前端面并与所述喷头连通。
[0019]在烧嘴结构中，氨气从氨气管流向喷头，并沿着喷头的径向从氨气孔流至一级燃烧室，使得氨气的轴向流速大大减少，而空气从第一空气进口流至助燃风管的内腔，一部分
空气经助燃风孔流出并吹向氨气，使得空气和氨气的接触时间延长，促进空气和氨气充分混合，从而令氨气容易燃烧起来，另一部分空气从旋流槽流出，为氨气提供更多的氧气，促使火焰燃烧得更加充分。
[0020]作为上述技术方案的进一步改进，所述助燃风孔倾斜朝向所述氨气孔。如此设置，使得从助燃风孔处流出的空气在轴向上的流速降低，让空气能与从氨气孔喷出的氨气相互混合，接触时间增加，促进它们混合的更加均匀，从而令氨气更加容易被点燃。
[0021]作为上述技术方案的进一步改进，所述外套筒的外周面设有法兰板，所述第二空气进口位于所述法兰板的后侧，所述燃烧端位于所述法兰板的前侧，所述外套筒位于所述法兰板前后两侧的部分为耐温等级不同的制件。通过法兰板将外套筒安装在窑炉外壁，烧嘴的燃烧端位于法兰板的前侧，因此，燃烧端产生的高温火焰远离窑炉的外壁面，可减少热量损失，提升热效率。而且，如此设计，位于法兰板前侧本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.低氮氧化物排放的氨气分级燃烧结构，其特征在于，包括：内套筒(300)，其设有沿前后延伸的第一腔体(310)，所述内套筒(300)的前端面设有与所述第一腔体(310)连通的第一出口(320)；烧嘴(100)，其具有供氨气燃烧的燃烧端，所述燃烧端贯穿所述内套筒(300)的后端面并设于所述第一腔体(310)内，所述燃烧端与所述第一出口(320)之间形成一级燃烧室；外套筒(200)，其设有沿前后延伸的第二腔体(230)，所述外套筒(200)的后端设有与所述第二腔体(230)连通的第二空气进口(210)，所述外套筒(200)的前端面设有第二渐缩口(220)，所述内套筒(300)设于所述第二腔体(230)内，所述第一出口(320)和第二渐缩口(220)之间形成二级燃烧室，所述第二渐缩口(220)的孔径小于所述第一出口(320)的孔径，所述第二腔体(230)与所述一级燃烧室之间设有空气通道，所述空气通道靠近所述第一出口(320)设置。2.根据权利要求1所述的低氮氧化物排放的氨气分级燃烧结构，其特征在于，所述第一出口(320)呈渐缩状，所述空气通道位于所述第一出口(320)的前侧。3.根据权利要求2所述的低氮氧化物排放的氨气分级燃烧结构，其特征在于，所述第一出口(320)和第二渐缩口(220)均为锥形的渐缩结构；所述第一出口(320)具有第一倾斜内壁，所述第二渐缩口(220)具有第二倾斜内壁，所述第一倾斜内壁倾斜角度小于所述第二倾斜内壁的倾斜角度。4.根据权利要求1所述的低氮氧化物排放的氨气分级燃烧结构，其特征在于，所述内套筒(300)的前端与所述外套筒(200)的内周面密封连接，所述内套筒(300)的外周面设有多个出气孔(330)，多个所述出气孔(330)分别与所述第一腔体(310)和所述第二腔体(230)连通，所述出气孔(330)为所述空...

【专利技术属性】
技术研发人员：周吉伟，王宇，柯善军，梁伟桦，程一兵，蒙臻明，
申请(专利权)人：佛山市德力泰科技有限公司，
类型：新型
国别省市：