【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及石油化工领域的燃料燃烧与环保，具体涉及一种掺混烟气的超低氮燃烧器，主要应用于涉及高温炉膛的裂解炉。常见的燃料为甲烷氢、天然气，对于氢气、丙烷等气体也同样适用。
技术介绍
1、随着我国经济技术的不断加快，国家对环保的标准也越来越高。nox排放带来了巨大的经济损失，国家对nox排放标准也日趋严格。现有的裂解炉燃烧器，常采用的低氮燃烧技术包括：分级燃烧、浓淡燃烧以及预混燃烧，基于上述技术的燃烧器往往是技术单一，且单一的低氮氧技术也已经达到瓶颈状态，仍不能满足当下裂解炉的nox排放要求。传统的裂解炉燃烧器不能满足现阶段的严格排放要求，而一套脱硝设备价格昂贵，后期的运行维护成本花费更高。因此，忒需新的燃烧技术并应用于燃烧器，可通过燃烧器本身，将氮氧化物控制在环保要求范围内。
技术实现思路
1、本申请解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种裂解炉用掺混烟气的超低氮燃烧器，用于降低裂解炉高温炉膛内产生的氮氧化物。
2、涉及燃气分级技术，同时耦合掺混烟气燃烧技术。众所周知，裂解炉中产生的氮氧化物主要为热力型nox，降低裂解炉内燃烧火焰的局部高温，控制燃烧火焰温度的均匀性至关重要。本专利技术通过合理设计燃气喷嘴以实现燃气与烟气的有效掺混，从而实现低氧燃烧，降低炉膛内火焰的局部高温，减少氮氧化物的生成。通过安装一种裂解炉用掺混烟气的超低氮燃烧器，不增加其它设备，即可有效降低氮氧化物的排放，且能满足裂解炉内热通量等工艺参数的要求。该专利技术的实施将能够满足现阶段国家对裂
3、本申请提供的技术方案如下：
4、一种裂解炉用掺混烟气的超低氮燃烧器，包括风箱、烧嘴砖、燃气上升管、燃气喷嘴和掺混管等，风箱上法兰连接于裂解炉的炉膛底部，炉膛底部设有炉底安装筒，烧嘴砖位于炉底安装筒内，烧嘴砖设有空气流通通道，空气流通通道一端与风箱连通、另一端与炉膛内部连通；燃气上升管一端连通至燃气管道、另一端穿过烧嘴砖进入炉膛内并连接燃气喷嘴，燃气喷嘴设有侧孔和顶孔；烧嘴砖设置有掺混管，且掺混管的一端正对燃气喷嘴的侧孔，掺混管位于空气流通通道的部分开设有喷孔。
5、在超低氮燃烧器的一个可实现方式中，所述烧嘴砖顶部设置有第一平面和第二平面，第二平面高于第一平面，燃气喷嘴的顶端伸出烧嘴砖的第一平面，空气流通通道的一端贯穿至第二平面，第一平面和第二平面之间为沿着远离燃气喷嘴方向逐渐倾斜向上的斜切面，空气流通通道在正对斜切面的内侧与斜切面倾斜方向一致，掺混管的一端伸出至斜切面。
6、在超低氮燃烧器的一个可实现方式中，所述斜切面与竖直方向角度在10～40度。
7、在超低氮燃烧器的一个可实现方式中，所述掺混管正对燃气喷嘴的一端为喇叭口，沿着靠近燃气喷嘴的方向，喇叭口的内径逐渐增大。
8、在超低氮燃烧器的一个可实现方式中，所述燃气喷嘴的侧孔为单一孔，方向与掺混管轴线相同，并指向掺混管喇叭口；燃气喷嘴的顶孔为多个孔，顶孔方向与竖直方向角度为15～30度，方向指向炉膛内的炉墙。
9、在超低氮燃烧器的一个可实现方式中，所述燃气管道连通多个燃气上升管，每个燃气上升管上均连接有用于控制燃气量的手阀。
10、在超低氮燃烧器的一个可实现方式中，所述掺混管截面面积为侧孔的喷孔面积的15～20倍。
11、在超低氮燃烧器的一个可实现方式中，所述喷孔位于掺混管远离燃气喷嘴的一端，喷孔的面积和是掺混管截面面积的30％～50％。
12、在超低氮燃烧器的一个可实现方式中，所述风箱设置有风口，燃烧所需的空气通过风口进入风箱；风口设计有用于调节助燃空气量的风门手阀。
13、在超低氮燃烧器的一个可实现方式中，所述燃烧器设计有用于点燃主火焰的长明灯，长明灯穿过风箱伸入烧嘴砖内，且长明灯位于掺混管的下方。
14、综上所述，本申请至少包括以下有益技术效果：
15、一种裂解炉用掺混烟气的超低氮燃烧器，利用两级燃气喷孔将燃料分为一级燃料和二级燃料。利用一级燃料有效抽吸裂解炉内的烟气(惰性气体)，被抽吸的烟气进入掺混管与燃料混合，通过特殊设计的喷嘴结构喷入炉膛进行燃烧。燃气掺混了烟气，降低了一级燃料的可燃组分占比，使燃烧偏离化学当量比，进而使得火焰的局部高温降低，炉膛火焰温度均匀，减少氮氧化物的排放。二级燃料通过二级燃气喷孔进入炉膛，二级燃气喷孔设计远离燃烧所需的空气，同时由于特殊设计的烧嘴砖，延缓了燃气和空气的直接接触。二级燃料的燃气离开喷嘴后大部分与炉膛内的惰性气体接触，掺混了烟气的燃气燃烧时，炉膛内局部的氧含量少，使得局部高温降低，从而减少氮氧化物的产生。通过两级燃料的合理设计，从而实现燃烧器的超低nox排放。
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1.一种裂解炉用掺混烟气的超低氮燃烧器，其特征在于：包括风箱、烧嘴砖、燃气上升管(11)、燃气喷嘴(12)和掺混管(15)，裂解炉的炉膛底部设有炉底安装筒(7)，烧嘴砖位于炉底安装筒(7)内，风箱连接于裂解炉的炉膛底部，且风箱与炉底安装筒(7)正对，烧嘴砖设有空气流通通道，空气流通通道一端与风箱连通、另一端与炉膛内部连通；
2.根据权利要求1所述的一种裂解炉用掺混烟气的超低氮燃烧器，其特征在于：所述烧嘴砖顶部设置有第一平面和第二平面，第二平面高于第一平面，燃气喷嘴(12)的顶端伸出烧嘴砖的第一平面，空气流通通道的一端贯穿至第二平面，第一平面和第二平面之间为沿着远离燃气喷嘴(12)方向逐渐倾斜向上的斜切面，空气流通通道在正对斜切面的内侧与斜切面倾斜方向一致，掺混管(15)的一端伸出至斜切面。
3.根据权利要求2所述的一种裂解炉用掺混烟气的超低氮燃烧器，其特征在于：所述斜切面与竖直方向角度在10～40度。
4.根据权利要求1所述的一种裂解炉用掺混烟气的超低氮燃烧器，其特征在于：所述掺混管(15)正对燃气喷嘴(12)的一端为喇叭口，沿着靠近燃气喷嘴(
5.根据权利要求1所述的一种裂解炉用掺混烟气的超低氮燃烧器，其特征在于：所述燃气喷嘴(12)的侧孔为单一孔，方向与掺混管轴线相同，并指向掺混管喇叭口；燃气喷嘴的顶孔为多个孔，顶孔方向与竖直方向角度为15～30度，方向指向炉膛内的炉墙。
6.根据权利要求1所述的一种裂解炉用掺混烟气的超低氮燃烧器，其特征在于：所述燃气管道(8)连通多个燃气上升管(11)，每个燃气上升管(11)上均连接有用于控制燃气量的手阀(10)。
7.根据权利要求1所述的一种裂解炉用掺混烟气的超低氮燃烧器，其特征在于：所述掺混管(15)管径d1的截面积为侧孔的孔面积的15～20倍。
8.根据权利要求1所述的一种裂解炉用掺混烟气的超低氮燃烧器，其特征在于：所述喷孔位于掺混管远离燃气喷嘴(12)的一端，喷孔的面积和是掺混管截面面积的30％～50％。
9.根据权利要求1所述的一种裂解炉用掺混烟气的超低氮燃烧器，其特征在于：所述风箱设置有风口(1)，燃烧所需的空气通过风口(1)进入风箱；风口(1)设计有用于调节助燃空气量的风门手阀(14)。
10.根据权利要求1所述的一种裂解炉用掺混烟气的超低氮燃烧器，其特征在于：所述燃烧器设计有用于点燃主火焰的长明灯(13)，长明灯(13)穿过风箱伸入烧嘴砖内，且长明灯(13)位于掺混管(15)的下方。
...【技术特征摘要】
1.一种裂解炉用掺混烟气的超低氮燃烧器，其特征在于：包括风箱、烧嘴砖、燃气上升管(11)、燃气喷嘴(12)和掺混管(15)，裂解炉的炉膛底部设有炉底安装筒(7)，烧嘴砖位于炉底安装筒(7)内，风箱连接于裂解炉的炉膛底部，且风箱与炉底安装筒(7)正对，烧嘴砖设有空气流通通道，空气流通通道一端与风箱连通、另一端与炉膛内部连通；
2.根据权利要求1所述的一种裂解炉用掺混烟气的超低氮燃烧器，其特征在于：所述烧嘴砖顶部设置有第一平面和第二平面，第二平面高于第一平面，燃气喷嘴(12)的顶端伸出烧嘴砖的第一平面，空气流通通道的一端贯穿至第二平面，第一平面和第二平面之间为沿着远离燃气喷嘴(12)方向逐渐倾斜向上的斜切面，空气流通通道在正对斜切面的内侧与斜切面倾斜方向一致，掺混管(15)的一端伸出至斜切面。
3.根据权利要求2所述的一种裂解炉用掺混烟气的超低氮燃烧器，其特征在于：所述斜切面与竖直方向角度在10～40度。
4.根据权利要求1所述的一种裂解炉用掺混烟气的超低氮燃烧器，其特征在于：所述掺混管(15)正对燃气喷嘴(12)的一端为喇叭口，沿着靠近燃气喷嘴(12)的方向，喇叭口的内径逐渐增大。
5.根据权利要求1所述的一种裂解炉用掺混烟气的超低氮燃烧器，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：周春霄，李易峰，李忠义，韩学斌，惠军红，杨玉地，李志浩，闫玉平，蒲孜，陈雷，段浩楠，
申请(专利权)人：北京航天石化技术装备工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
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