降低NOx排放的烟气再利用技术烟气与空气混合箱装置的制作方法

专利名称：降低NOx排放的烟气再利用技术烟气与空气混合箱装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及工业燃油燃烧器用部分烟气与空气的混合技术领域，尤其涉及一种降低NOx排放的烟气再利用技术、使再利用的烟气与新鲜空气均匀混合的混合箱装置。
背景技术：
随着国内环保要求的提高，低碳低排放、节能减排政策的出台和应用，对燃油燃气燃烧器在安全、环保等方面提出了更高要求。燃气燃烧产生的NOx主要是热力型的，即在1536度以上，NOx大量生成，而CO则是由于燃气未完全燃烧产生的结果。燃油燃烧产生的NOx主要有热力型和燃料型两种.其中 热力型NOx的原理与上述燃气燃烧器相似，而燃料型则主要由于燃料中的N原子易与空气中的氧气结合产生N0X。名称为《工业燃烧器气体燃料和助燃空气的超混合装置》(专利号200710041897. 2)的中国专利，主要是在针对热力型NOx的机理，在燃烧器本体结构上进行改进与发明，降低炉膛的火焰峰值温度，使得炉膛温度更均匀，从而降低NOx排放；而要降低燃油的燃料型N0X，还必须减少燃油中的N原子与氧气的结合的机会。比较少，效果不明显。而要降低燃油的燃料型N0X，还必须减少燃油中的N原子与氧气的结合的机会。传统的燃烧器特别是燃油燃烧器，在涉及降低NOx排放方面做的比较少，效果不明显。
发明内容本发明的目的是在不改变燃烧器本体结构的基础上，增加一燃烧产物烟气与新鲜空气的混合箱装置，从而降低烟气和空气混合物中的氧浓度，并且相对降低炉膛内的温度。为达到上述目的，采用的技术方案是降低NOx排放的烟气再利用技术烟气与空气混合箱装置，包括烟气-空气混合室，烟气入口段，助燃空气入口和混合气出口，其特征在于所述烟气-空气混合室内壁与轴向导流加强筋固定连接，所述烟气-空气混合室内腔中部置有板式整流栅；所述板式整流栅的上方置有助燃空气入口和烟气入口段，所述板式整流栅的下方置有混合气出口，所述烟气-空气混合室的下端为导流斜底，所述导流斜底的低端置有水封U形管。助燃空气入口呈喇叭状缩口。烟气入口段的轴线与混合室轴线呈α角，45° < α < 90°。所述板式整流栅的下方置有导流弧板，所述导流弧板中间为圆弧形，两端分别为直段平板.一端与混合室内导流加强筋固定连接，另一端置于混合气出口中。所述导流斜底与混合室轴线呈β角，30° < β <60°。工作时，助燃新鲜空气由喇叭型助燃空气入口进入到混合室上端进入混合室，燃烧产物的烟气经过烟气入口段进入到混合室，混合室内布置有板式整流栅、若干导流加强筋和导流弧板，新鲜空气与烟气呈一定角度在混合室内剧烈冲刷混合，混合气出口接外界的燃烧器风机入口，在风机的吸力作用下，最终使得混合室产生微负压，燃烧烟气部分与助燃空气混合，经由混合气出口被输送到燃烧器系统中去与燃料混合燃烧。本发明的积极效果是本发明混合室内布置有板式整流栅、若干导流加强筋和导流弧板，能减少空气扰动，并且新鲜空气与烟气呈一定角度在混合室内剧烈冲撞混合，形成均匀的烟气-空气混合物。由于新鲜空气均匀预混了部分烟气，能降低烟气和空气混合物中的氧浓度，一方面有利于减少高温型NOx的产生，另外也减少了中间产物含氮基团和氧的反应，一部分就会转化为分子N2，因此有利于减少燃油的燃料型生成。经本公司多处试验结果表明，燃气时NOx排放浓度可降低30%，燃油时可降低I 0% 3 O %。本混合装置结构简单，无需改动燃烧器本体，运行平稳，效果明显。


以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。图I为本发明结构示意图；图2为图I的A向结构示意图；图3为图I的B向结构示意图。图中，I 一助燃空气入口 ；2 —烟气-空气混合室；3 —烟气入口段；4 一混合气出口 ；5 —混合室导流斜底；6 —水封U形管；7 —导流加强筋；8 —导流弧板；9 一板式整流栅。
具体实施方式
图I为本发明结构示意图，由图示可见，降低NOx排放的烟气再利用技术烟气与空气的混合箱装置，包括烟气-空气混合室2，烟气入口段3，助燃空气入口 I和混合气出口 4，其特征在于所述烟气-空气混合室2内壁与轴向导流加强筋7固定连接，所述烟气-空气混合室2内腔中部置有板式整流栅9 ;所述板式整流栅9的上方置有助燃空气入口 I和烟气入口段3，所述板式整流栅9的下方置有混合气出口 4，所述烟气-空气混合室2的下端为导流斜底5，所述导流斜底5的低端置有水封U形管6。烟气入口段3的轴线与混合室2的轴线呈α角，45° < α < 90°。所述板式整流栅9的下方置有导流弧板8，所述导流弧板8中段为圆弧形，两端分别为直段平板.一端与混合室2内导流加强筋7固定连接，另一端置于混合气出口 4中。所述导流斜底5与混合室2轴线呈β角，30° < β < 60°。工作时，助燃新鲜空气由喇叭状收缩入口段I从混合室2上端进入混合室，燃烧产物的烟气经过烟气入口段3进入到混合室2，混合室2内布置有板式整流栅9、若干导流加强筋7和导流弧板8，能减少空气扰动，并且新鲜空气与烟气呈一定角度在混合室2内剧烈冲刷混合，形成均匀的烟气-空气混合物，混合气出口 4接外界的燃烧器风机入口，在风机的吸力作用下，使得混合室2内产生微负压，助燃新鲜空气由干于混合室2内负压的作用下，从混合室2顶部进入混合室2与从烟气入口段3进入的燃烧烟气部分混合，最后所述烟气-空气混合物分别经过导流弧板8的上方和下方，经由混合气出口 4被输送到燃烧器系统中去与燃料混合燃烧。这样减少了中间产物含氮基团和氧气的反应，使得燃烧烟气部分与助燃空气混合，然后共同输送到燃烧器与燃料混合燃烧。空气入口呈缩口喇叭形能减少空气的入口阻力。[0024]混合室2内壁面竖直方向从上到下均匀布置焊接有4 10条导流加强筋7，即扁铁条，材质为普通碳钢，能减少空气扰动，并且加强混合室2壁面的强度；烟气入口段3与混合室2成锐角a (45 < a < 90)，这样，空气与烟气能相互剧烈冲刷混合，并且空气不至于倒灌到烟气入口段3中去。烟气来自于锅炉尾部，是燃料燃烧后的产物，由于燃烧产物的烟气温度为140 180度，主要成分是二氧化碳，水蒸气，露点温度约65度，而新鲜空气一般温度为-5 25度，两者的质量流量比为10 : I 8 : I。故而一经混合，烟气中的水蒸气便迅速凝结成液态水沉积在混合室2的底部，体积急剧减小，使得气流容易发生剧烈紊流，易诱发混合室2强烈震动，而本装置中，由于先有板式整流栅9的整流作用，再有导流 弧板8的导流作用加上混合气出口 4前端的喇叭形缩口的渐缩整流作用，混合气能平稳的流出混合气出口 4 ;同时混合室2的底部为导流斜底5，并与竖直方向成锐角P (30 <3< 60)。水封U形管6位于混合室2最低处，与混合室2连通。而凝结的液态水则沉积在混合室导流斜底5，经由水封式U形管6排出混合室2，避免混合室2积水而腐蚀混合装置，影响运行。
权利要求1.降低NOx排放的烟气再利用技术烟气与空气混合箱装置，包括烟气-空气混合室，烟气入口段，助燃空气入口和混合气出口，其特征在于所述烟气-空气混合室内壁与轴向导流加强筋固定连接，所述烟气-空气混合室内腔中部置有板式整流栅；所述板式整流栅的上方置有助燃空气入口和烟气入口段，所述板式整流栅的下方置有混合气出口，所述烟气-空气混合室的下端为导流斜底，所述导流斜底的低端置有水封U形管。
2.根据权利要求I所述降低NOx排放的烟气再利用技术烟气与空气混合箱装置，其特征在于所述烟气入口段的轴线与混合室轴线呈α角。
3.根据权利要求2所述降低NOx排放的烟气再利用技术烟气与空气混合箱装置，其特征在于所述α角为45° < α < 90°。
4.根据权利要求I所述降低NOx排放的烟气再利用技术烟气与空气混合箱装置，其特征在于所述板式整流栅的下方置有导流弧板，所述导流弧板中间为圆弧形，两端分别为直段平板，其中一端与混合室内导流加强筋固定连接，另一端置于混合气出口中部。
5.根据权利要求I所述降低NOx排放的烟气再利用技术烟气与空气混合箱装置，其特征在于所述导流斜底与混合室轴线呈β角。
6.根据权利要求5所述降低NOx排放的烟气再利用技术烟气与空气混合箱装置，其特征在于所述β角为30° < β < 60°。
专利摘要本实用新型降低NOX排放的烟气再利用技术烟气与空气混合箱装置，涉及工业燃烧器技术领域，其特征在于烟气-空气混合室内壁与轴向导流加强筋固定连接，混合室内腔中部置有板式整流栅；板式整流栅的上方置有助燃空气入口和烟气入口段，板式整流栅的下方置有混合气出口，混合室的下端为导流斜底，导流斜底的低端置有水封U形管。本实用新型优点是由于新鲜空气均匀预混，降低了烟气和空气混合物中氧的浓度，有利于减少高温型NOX的产生，也减少了中间产物含氮基团和氧的反应，因此有利于减少燃油的燃料型NOX的生成。本混合装置结构简单，无需改动燃烧器本体，运行平稳，效果明显，燃气时NOX排放浓度可降低30%，燃油时可降低10％～30％。
文档编号F23D11/40GK202494107SQ20122011944
公开日2012年10月17日 申请日期2012年3月27日 优先权日2012年3月27日
发明者徐志斌, 肖江东 申请人:上海诺特飞博燃烧设备有限公司