减少排放的工业燃烧器和设备制造技术

一种减少排放的工业燃烧器(1)，其可安装在燃烧室(3)中，并包括第一管状排放元件(5)，以供给构造成产生火焰根部(FR)的主要燃料流(PF)；第二供给管道(7)，用于产生主火焰(MF)；至少一个第三供给管道(8)，用于供给氧化剂(OX)。燃烧器(1)还包括第二管状排放元件(11)和抽吸元件，抽吸元件构造成使存在于燃烧器(1)外部的气体(G)的至少一部分流入第二管状排放元件(11)，并包括至少一个开口(13)，该开口布置在第一管状排放元件和第二管状排放元件(11)之间，并且由于在抽吸元件的区域中产生的低气压区，该开口抽吸存在于燃烧器(1)外部的气体(G)。的气体(G)。的气体(G)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】减少排放的工业燃烧器和设备
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本专利申请要求享有均于2020年11月25日提交的意大利专利申请No.102020000028394和No.102020000028400的优先权，其全部公开内容通过引用并入本文。


[0003]本专利技术涉及一种减少排放的工业燃烧器和设备以加热流体。特别地，本专利技术发现了有利的、尽管不是排他的在具有扩散火焰的整体式燃烧器中的应用，在下面的描述中将对此进行明确的引用，而不会因为这种普遍性而松懈。

技术介绍

[0004]在工业应用中加热流体，例如锅炉、铸造厂、焙烧系统、窑炉等的空气或水，通常是通过使用放置在锅炉和窑炉燃烧室中的工业燃烧器进行的，锅炉和窑炉燃烧室至少由两个相对的壁、顶板或管状或盒形主体限定。这些室通常由一个或多个串联布置的燃烧器加热，这取决于使用场景。特别地，安装在锅炉中的燃烧器通常是整体式燃烧器，即在燃烧器上具有相应的风扇和控制面板。
[0005]为了获得快速而均匀的加热并优化效率和排放，使用甲烷(或混合物或LPG)的燃烧器的运行周期通常设计有最高的精度。就此而言，近年来最经常引起关注的排放物肯定是氮氧化物(NO
X
)。
[0006]在热处理过程中，在高温和大量氧气存在的情况下，NO
X
从通常存在于氧化剂(大气)中的氮开始形成。然而，在理想燃烧的情况下，氮氧化物不是燃烧产物的一部分，因为已知氮在相对较低的温度下是惰性的。因此，由于在燃烧的中间(过渡)阶段达到了温度峰值，氮分子(N2)分解为氮原子，而另一方面，氮原子与氧气接触时具有极强的反应性，而氧气也具有原子性离解，从而导致NO
X
的形成。
[0007]此外，在燃烧的最后阶段或远离燃烧器中的火焰发生的极端温度下降冻结了上述反应，从而妨碍了氮和氧的重新结合，从而将副产物NO
X
排放到下游。氮氧化物通常被认为是污染物质，以及是造成肺部和/或大气问题的可能原因，因此，减少氮氧化物是工业燃烧领域的共同目标。
[0008]为达此目的，尽管为了环境目的和为了能源效率目的尽可能地减少了氮氧化物的排放，但是开发了不同类型的工业燃烧器以在燃烧室内获得所需的温度。
[0009]然而，减少排放的尝试决定了所用气体流量的减少，进而延长了达到所需火焰温度所需的时间。实际上，为了避免造成最大部分排放量的温度峰值(在稳定状态下开启时)，通常，随着冷却火焰的空气流量的增加，功率会降低，因此减少了NO
X
排放物的产生。
[0010]特别地，排放减少与为了快速达到所需的温度而获得稳定火焰所需满足的要求相反，这是因为所使用的燃料的最小化危害了所谓火焰根部的深度和稳定性。
[0011]本专利技术的目的是提供一种设备和燃烧器，其被设计为至少部分地克服现有技术的
缺点，并且同时价廉物美且易于制造。

技术实现思路

[0012]根据本专利技术，提供了一种根据所附的独立权利要求，并且优选地，根据直接或间接从属于独立权利要求的从属权利要求中任何一项的工业燃烧器和设备。
[0013]所附权利要求描述了本专利技术的优选实施例，并形成了说明书的组成部分。
附图说明
[0014]现在将参照附图描述本专利技术，附图示出了本专利技术的一些非限制性实施例，其中：
[0015]‑
图1是根据本专利技术的工业燃烧器的第一实施例的示意性截面侧视图；
[0016]‑
图2是根据本专利技术的工业燃烧器的第二实施例的示意性立体图；
[0017]‑
图3是图2的部分的截面侧视图；
[0018]‑
图4是图3的横截面的示意性立体图；以及
[0019]‑
图5是图2至图4的燃烧器的示意性主视图。
具体实施方式
[0020]在图1中，总体上，数字1表示根据本专利技术的第一方面的减少排放的工业燃烧器。
[0021]燃烧器1可以安装(即，为可安装的)在例如锅炉或窑炉的燃烧室3中，特别是在燃烧室3的壁4的区域中。更特别地，燃烧器1可以安装(即，为可安装的)在用于烧制陶瓷制品的搪瓷、用于烤漆房(booth painting)、用于干燥沙子和/或砾石、用于预烹饪食品(例如深冻产品)的设备中，在使用热水、过热水、蒸汽，具有透热油(热油锅炉)的过热蒸汽的热发生器中。
[0022]根据图1、图3以及图4，燃烧器1包括管状排放元件5，在其内部延伸有至少一个供给燃料(例如，天然气或液化石油气)的主要流(primary flow)PF的管道6，所述主要流PF被构成为产生火焰根部FR。特别地，在燃烧器的纵向(对称)轴线LA的区域中，在燃烧器1的径向中心区域中形成火焰根部FR。
[0023]特别地，燃烧器1包括供给次要燃料流SF的至少一个管道7，该次要燃料流SF被构造成产生主火焰MF(相对于纵向轴线LA在中心火焰根部FR的径向外侧上)。
[0024]燃烧器1还包括供给氧化剂OX(通常是环境空气)的至少一个管道8。特别地，通过燃料供给管道6和燃料供给管道7引入的燃料基本上是甲烷，而通过氧化剂OX供给通道8引入的氧化剂OX基本上是环境空气(具有大约21％的氧气)。
[0025]在附图的非限制性实施例中，管状排放元件5构造成被氧化剂OX(完全)越过(cross)，因此被管道8越过，特别是分别被供给主要燃料流PF和次要燃料流SF的管道6和管道7越过。
[0026]根据图1和图3的非限制性实施例，管状排放元件5具有端部9，该端部9构造成被安装在燃烧室3的外部，以及具有端部10，端部10与端部9相对并构造成被安装在燃烧室3内。
[0027]有利地，尽管不是必须的，燃烧器1还包括管状排放元件11，其从端部10在相对于端部9的相对侧上延伸，即朝着燃烧室3(更确切地说，燃烧室3的内部)延伸。特别地，管状排放元件11构造成至少部分地被管道6和管道7越过。更特别地，排放元件11构造成由从管状
排放元件5流出的流体流过。
[0028]根据一些非限制性实施例，管状排放元件5联接到包括凸缘的支撑元件，该凸缘构造成将燃烧器1固定到燃烧室3的壁4上。
[0029]有利地，尽管不是必须的，燃烧器还包括抽吸元件12，该抽吸元件构造成将存在于燃烧器1的外部(即，在燃烧室3内部)的气体G的至少一部分引入到管状排放元件11中，并且具有至少一个开口13，开口13被布置在管状排放元件5和管状排放元件11之间，并且由于在抽吸元件12的区域中产生的低气压区而抽吸存在于燃烧器1的外部的气体G。特别地，开口13具有环形形状。以这种方式，可以获得分散式气体G的抽吸。通过这样做，还可以使用留在燃烧室3内的氧气，并完成那些在燃烧器1内部的第一通道中未被完全燃烧的气体G、G
’
的燃烧，即主燃烧。此外，气体G、G
’
(假设还考虑到它们具有相对较高的温度这一事实)有助于提高燃烧效率。另外，由于由次要流SF和次要部本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种减少排放的工业燃烧器(1)，其可安装在燃烧室(3)中；所述燃烧器(1)至少包括：一个第一管状排放元件(5)，在其内部有至少一个第一供给管道(6)，以供给构造成形成火焰根部(FR)的主要燃料流(PF)；至少一个第二供给管道(7)，用于供给构造成产生主火焰(MF)的次要燃料流(SF)；至少一个第三供给管道(8)，用于供给氧化剂(OX)；所述第一管状排放元件(5)构造成供所述氧化剂(OX)流过，并具有第一端(9)和第二端(10)，所述第一端(9)构造成安装在所述燃烧室(3)的外部，所述第二端(10)与所述第一端相对，并构造成安装在所述燃烧室(3)的内部；所述燃烧器(1)还包括在相对于所述第一端(9)的相对侧上从所述第二端(10)延伸的第二管状排放元件(11)；和抽吸元件，其构造成使存在于所述燃烧器(1)外部的至少一部分气体(G)流入所述第二管状排放元件(11)，并包括至少一个开口(13)，所述开口布置在所述第一管状排放元件和所述第二管状排放元件(11)之间，并且由于在所述抽吸元件的区域中产生的低气压区而抽吸存在于所述燃烧器(1)外部的所述气体(G)。2.根据权利要求1所述的燃烧器(1)，所述燃烧器(1)构造成在所述抽吸元件的区域中产生所述氧化剂(OX)的加速。3.根据前述权利要求中任一项所述的燃烧器(1)，其包括用于所述氧化剂(OX)的分隔元件(14)，所述分隔元件构造成将所述氧化剂(OX)划分成与所述主要流(PF)混合的主要部分(OX
’
)和与所述次要流(SF)混合的次要部分(OX”)。4.根据权利要求3所述的燃烧器(1)，所述燃烧器(1)构造成产生所述次要部分(OX”)和/或所述主要部分(OX
’
)的加速；特别是产生所述次要部分(OX”)的加速和所述主要部分(OX
’
)的减速。5.根据前述权利要求中任一项所述的燃烧器(1)，其包括扩散器端子(16)，所述扩散器端子(16)流体地连接到所述第一管道(6)以用于燃料的供给，并且构造成扩散所述主要燃料流(PF)并引起其涡旋，特别地，所述扩散器端子(16)与第一管状排放元件(5)一体成型；特别地，所述第二管状排放元件(11)是可纵向调节的，以使所述抽吸元件的所述至少一个开口(13)加宽或缩窄；特别地，所述扩散器端子(16)是可纵向调节的，以改变所述氧化剂(OX)的分离。6.根据权利要求5所述的燃烧器(1)，其中，所述扩散器端子(16)包括垂直于所述燃烧器(1)的纵向轴线(LA)布置的湍流盘(17)；所述湍流盘(17)包括多个贯通狭缝(18)和/或孔(19)，所述贯通狭缝(18)和/或孔(19)构造成产生所述主要流(PF)的湍流运动。7.根据前述权利要求中任一项所述的燃烧器(1)，其中，所述第二管状排放元件(11)以整体方式连接到所述第一管状排放元件(5)，并且与所述第一管状排放元件(5)基本同轴。8.根据前述权利要求中任一项所述的燃烧器(1)，其中，所述抽吸元件(12)具有布置在所述第二端的区域中的至少一个缩窄部(20)，其中，所述缩窄部(20)具有截锥形的至少一个段，所述段由较大的基部和较小的基部界定；所述第二管状排放元件(11)具有面对所述抽吸元件的第一开口端(21)和面对所述燃烧室(3)的内部的第二开口端(22)。9.根据权利要求8所述的燃烧器(1)，其中，所述缩窄部(20)包括具有截锥形的第一段(TT
’
)，所述第一段沿着流动方向(FD)朝着所述燃烧器(1)的中心纵向轴线(LA)径向延伸，特别是其较大的基部与第一管状排放元件(5)的第二端重合，以及具有截锥形的第二段(TT”)，其沿所述流动方向(FD)从所述燃烧器(1)的中心纵向轴线(LA)径向延伸。
10.根据权利要求9所述的燃烧器(1)，其中，具有截锥形的第一段(TT
’
)相对于具有截锥形的第二段(TT”)在径向上布置在外部。11.根据权利要求9或10所述的燃...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢卡，
申请(专利权)人：百得股份公司，
类型：发明
国别省市：