二甲醚燃气锅炉燃烧机烟气内循环减氮装置及其使用方法与流程

本发明涉及燃烧器技术领域，尤其涉及二甲醚燃气锅炉燃烧机烟气内循环减氮装置及其使用方法。

背景技术：

燃料燃烧过程中会产生的氮的氧化物，主要为no和no2，一般把这两种氮的氧化物通称为氮氧化物nox，平均占比约95%，而其中no2仅占5%左右。氮氧化物（nox）在大气中通过一系列的物理化学反应，经过日照与碳氢化合物、臭氧等会生成光化学烟雾，危害人体健康。不仅如此，nox同时也是形成酸雨的重要原因，更是产生大气超细颗粒物（pm2.5）的重要元凶。

低氮燃烧器就是在燃料燃烧过程中nox排放量低的燃烧器。那么燃烧器如何降低nox的排放，氮氧化物（nox）的产生机理是在燃料的燃烧过程中,含氮化合物中的氮一般以原子状态存在，其结合键能量小，在燃烧过程中氮原子很容易分解出来氧化成nox由空气中的n2在高温下氧化产生，反应温度越高，nox的生成速度越快，火焰温度低于1300℃，产生的nox很少；温度超过1500℃时，nox将会成倍增长；氧化浓度越高，nox产生量就越大；在高温区停留时间越长，nox产生量越多。

进行低氮燃烧技术改进时，主要控制的是温度，降低火焰温度，尤其降低火焰峰值温度，缩小火焰高温区范围，燃料、空气分级燃烧，烟气再循环、内循环、外循环全预混燃烧。

技术实现要素：

针对上述的技术问题，本发明提出二甲醚燃气锅炉燃烧机烟气内循环减氮装置及其使用方法，用以解决现有技术中燃料燃烧过程中nox的排放量较高的问题。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

二甲醚燃气锅炉燃烧机烟气内循环减氮装置及其使用方法，包括一级风管、二级风管和燃料管，二级风管设置在所述一级风管外侧，燃料管包括相连通的燃料进口管和燃料出口管，燃料出口管设置在一级风管内侧，燃料进口管依次穿过一级风管和二级风管，所述燃料出口管的出口端连接有分级出口管，分级出口管上设有燃料一级出口和燃料二级出口，燃料一级出口与一级风管对应，燃料二级出口与二级风管对应；所述二级风管上靠近出口的一端设有回烟口。

进一步地，所述分级出口管包括与燃料出口管同轴相连的外管，所述燃料一级出口设有至少三个，且三个燃料一级出口均布在外管的侧壁上。

进一步地，所述外管的内部设有内管，内管伸出外管后分设成若干支管，所述燃料二级出口设置在支管的出口端。

进一步地，所述外管上靠近燃料一级出口的一端设有扰流器，且扰流器与一级风管的出口端对应。

进一步地，所述扰流器通过轴承转动连接在外管上，且扰流器位于燃料一级出口与一级风管的出口端之间。

进一步地，所述二级风管与一级风管之间设有扰流板。

进一步地，所述回烟口设有六个，且六个回烟口均布在二级风管靠近出口一端的侧壁上。

二甲醚燃气锅炉燃烧机烟气内循环减氮装置的使用方法，包括如下步骤：

s1、所述一级风管通入一级空气，同时燃料管输入燃料，燃料经过燃料管上的分级出口管时被分流，一部分燃料从燃料一级出口排出与一级风管通入的一级空气预混并燃烧；

s2、在步骤s1进行的同时，扰流器在一级空气气流的作用下转动，对一级空气和燃料一级出口排出的燃料进行混流和稳燃；

s3、在步骤s2进行的同时，所述二级风管通入二级空气，二级空气经过扰流板被旋流分散；

s4、所述步骤s1中燃料管输入的燃料另一部分从燃料二级出口排出与步骤s3中的二级空气进行预混并燃烧；

s5、在步骤s1和步骤s4进行的同时，燃烧后排出二级风管外的烟气从回烟口进行回流并与二级空气以及燃料二级出口排出的燃料混合并再次燃烧。

本发明的有益效果：本发明通过将燃料分级输入并与分级输入的空气进行预混，达到分散高温区温度的目的，降低高温，能够减少氮氧化物的产生；通过在二级风管上设有回烟口，使燃烧过的烟气回旋进入二级风管内进行再次燃烧，进一步降低氮氧化物的产生，并且烟气再循环，燃烧烟气的热容量大，可使燃烧温度进一步降低，进一步减少氮氧化物的产生。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的俯视的结构示意图；

图2为图1的剖视的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1和图2所示，本发明所述的二甲醚燃气锅炉燃烧机烟气内循环减氮装置及其使用方法，包括一级风管1、二级风管2和燃料管3，一级风管1的进口端连接有一级风机5用于给燃烧机通入一级空气，所述一级风管1外侧设有二级风管2，一级风管1和二级风管2以及燃料管3均同轴设置，二级风管2的一侧设有二级风进口管并通过二级风进口管连接有二级风机6用于给燃烧机通入二级空气，燃料管3包括相连通的燃料进口管31和燃料出口管32，燃料出口管32设置在一级风管1内侧，燃料进口管31依次穿过一级风管1和二级风管2，燃料进口管31的进口端与二甲醚燃气源连接用于给燃烧机输入燃料，燃料出口管32的出口端连接有分级出口管33，分级出口管33上设有燃料一级出口331和燃料二级出口332；燃料一级出口331与一级风管1的出口端对应，燃料一级出口331输出的二甲醚燃气在一级风管1的出口与一级风管1输出的空气进行预混，能够降低火焰的温度，从而降低氮氧化物的产生；燃料二级出口332与二级风管2对应，具体地，本实施例中，二级风管2的出口端长于一级风管1，燃料为二甲醚，分级出口管33的燃料二级出口332伸向二级风管2，便于燃料二级出口332输出的燃料与二级风管2输入的二级空气预混，便于进一步降低火焰的温度，尤其降低火焰峰值温度，缩小火焰高温区范围，从而降低氮氧化物的产生；燃料二级出口332位于燃料一级出口331的外圈，使燃料分级输入并与分级输入的空气进行预混，达到分散高温区温度的目的；所述二级风管2上靠近出口的一端设有回烟口22，由于二级风管2出口端内侧燃料混合空气燃烧后，二级风管2内侧的气压会稍低于二级风管2外侧，燃烧过的烟气在二级风管2外侧会从回烟口22回旋进入二级风管2内侧与二级空气、燃料二级出口332排出的燃料进行再次燃烧，进一步降低氮氧化物的产生，并且烟气再循环，燃烧烟气的热容量大，可使燃烧温度进一步降低，进一步减少氮氧化物的产生。

进一步地，如图1和图2所示，所述分级出口管33包括与燃料出口管32同轴相连的外管333，所述燃料一级出口331设有至少三个，且三个燃料一级出口331均布在外管333的侧壁上，燃料一级出口331与燃料管3内部相通。本实施例中，燃料管3的出口端设置成三个，由于独火焰的温度高达1500℃以上，而采用三孔火焰的燃烧温度不超过1300℃，能够降低了高温，减少氮氧化物的产生，而炉膛内效率并没有降低。

进一步地，如图2所示，所述外管333的内部设有内管334，内管334伸出外管333后分设成若干支管，所述燃料二级出口332设置在支管的出口端。具体地，内管334的一部分位于外管333内部且与外管333同轴设置，内管334的另一部分伸出外管333后分设成若干支管，支管与内管334弧形过渡，内管334与外管333的端部固定，支管部分沿燃烧管3的径向延伸，燃料二级出口332设置在支管的出口端，内管334内为燃料二级出口332的气流通道，内管334与外管333之间为燃料一级出口331的气流通道。本实施例中，内管333伸出燃料管3后的部分分设成六个支管，相应地，有六个燃料二级出口332，优选地，上述燃料一级出口331也设有六个，六个燃料一级出口331与六个支管在燃料管3的俯视投影上呈交叉设置，以使支管不阻碍燃料一级出口331排出的燃料的燃烧。

进一步地，如图2所示，所述外管333上靠近燃料一级出口331的一端设有扰流器4，且扰流器4与一级风管1的出口端对应，在一级风管1出口端，燃料与一级空气混合，扰流器4提供旋流气流，有效促进气体混合，促进火焰稳定燃烧。

进一步地，如图1和图2所示，所述扰流器4通过轴承41转动连接在外管333上，且扰流器4位于燃料一级出口331与一级风管1的出口端之间，以使扰流器4在空气流的作用下旋转，提高旋流效果和稳燃效果。

进一步地，如图1和图2所示，所述二级风管2与一级风管1之间设有若干扰流板21，若干扰流板21呈螺旋状在一级风管1的外壁上均匀布置，二级空气经过扰流板21作用进入燃烧区，可获得更佳的分级燃烧效果，从而降低火焰中心的温度。安装时，先将扰流板21固定在一级风管1外壁上，再套入二级风管2。

进一步地，如图1所示，所述回烟口22设有六个，且六个回烟口22均布在二级风管2靠近出口一端的侧壁上，便于二级风管2外侧的烟灰回旋进入二级风管2内燃烧，本实施例中，六个回烟口22设置在二级风管2长于一级风管1的部分上，二级风管2长于一级风管1的部分形成燃料和空气的混合区。

本发明的工作流程包括如下步骤：

首先开启一级风机5、二级风机6和二甲醚燃气源，s1、所述一级风管1通入一级空气，同时燃料管3输入燃料，燃料经过燃料管3上的分级出口管33时被分流，一部分燃料从燃料一级出口331排出与一级风管1通入的一级空气预混并燃烧；s2、在步骤s1进行的同时，扰流器在一级空气气流的作用下转动，对一级空气和燃料一级出口331排出的燃料进行混流和稳燃；s3、在步骤s2进行的同时，所述二级风管2通入二级空气，二级空气经过扰流板21被旋流分散，可获得更佳的分级燃烧效果；s4、所述步骤s1中燃料管3输入的燃料另一部分从燃料二级出口332排出与步骤s3中的二级空气进行预混并燃烧；s5、在步骤s1和步骤s4进行的同时，燃烧后排出二级风管2外的烟气从回烟口22进行回流并与二级空气以及燃料二级出口332排出的燃料混合并再次燃烧。

本实施例中，二级风管2直径220mm，一级风管1内径120mm，燃烧管3内径60mm，外管333的内径60mm，燃料一级出口331的孔径25mm，支管的内径25mm，则燃料二级出口32的内径25mm；北京、上海氮氧化合物（nox）排放标准：每立方米30毫克以下，我公司研制的燃烧机经过半月测试，氮氧化物（nox）为25毫克，热效率不减。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。