一种蓄热式加热炉的双引射低氮燃烧系统的制作方法

文档序号:15581841发布日期:2018-10-02 17:55阅读:711来源:国知局

本发明涉及一种用于工业窑炉高效低污染燃烧系统,具体涉及一种蓄热式加热炉的双引射低氮燃烧系统,该系统具有独特的烟气引射装置,属于工业窑炉节能环保技术领域。



背景技术:

随着人民生活水平的提高,国家对环保的要求也越来越严格,对窑炉排放物的要求尤其严格。蓄热式加热炉可高效的利用了排烟余热,达到节能的效果,在工业窑炉领域得到广泛应用,但由于蓄热体将预燃空气加热到高温,燃烧火焰温度升高,使得燃烧过程中产生的nox也变多,氮氧化物含量增多加大了对环境的污染。因此,有必要从燃烧技术上进行nox的排控制。

烟气回流作为一种nox的控制技术,其技术关键是降低燃烧后烟气中氧的含量,从而降低nox的产率。专利201620082657.1提出一种带烟气回流的蓄热式辐射管烧嘴,虽然能够实现其烟气回流的目的,但由于稳定的压力降区域不存在,烟气回流量难以控制。如何实现烟气回流量的控制成为烟气回流技术的重点和难点。本发明的特点在于从炉膛尾部抽取烟气进行烟气回流,使高温烟气无需附加任何动力,回流到燃气与空气喷口处,形成一个稳定的低压区,可实现自吸式回流,同时将蓄热体空气出口处设计成缩口形式,提高空气流速,又会形成一个稳定的低压区,从而加快空气、燃气与烟气的混合,实现低氧含量的稳定着火和燃烧。



技术实现要素:

本发明拟提供一种蓄热式加热炉的双引射低氮燃烧系统,用于解决现有运行的工业窑炉的烟气nox排放高的问题,尤其适用于蓄热式加热炉。由于蓄热式加热炉的进气和排烟口对称布置且相互切换,本发明在排气口附近抽取高温低氧烟气进行回流加热燃料气,实现高温低氧燃烧。总体设计采用了两级引射方案:一级引射指的是高压燃料迅速由燃气进气管喷入预燃室,由于预燃室流速增加产生局部低压,从而形成对空气的引射作用;二级引射指在蓄热体处出口处接有文丘里管,由于高压空气流速加快,在文丘里管处形成低压,加速抽取排气口附近的烟气,加快了空气、烟气和燃气的混合,大大提高了燃烧效率,此即为第二次引射,这便是本发明的双引射功能。

本发明具体采取的技术方案如下:

一种蓄热式加热炉的双引射低氮燃烧系统,其特征在于:本装置从排气口附近进行烟气回流,使高温烟气无需附加任何动力,回流到燃气与空气喷口处,实现了一种自吸式回流,同时将蓄热体出口处接通文丘里管,营造低压环境实现烟气自然回流,利用文丘里管的加速原理,加快空气的进气速度,进而加快了空气、燃气与烟气的混合,提高了燃烧效率。

在所述的从排气口附近抽取烟气过程中,由于蓄热式加热炉的烧嘴是成对设置的,当其中一个烧嘴进行喷火时,另一个烧嘴进行排烟,在排气口的烧嘴附近抽取烟气,此时的烟气为压力和温度相对较高的烟气,将其引入到文丘里管处,结合文丘里管的特性,与低温低压空气混合,实现了高压到低压的自吸式回流,无需附加动力装置,从而节省了动力装置。

在所述的蓄热体空气出口处接有文丘里管,由于窑炉系统庞大,空气入口处虽有鼓风机,但空气传输管路较长,空气引进速率低,从而延迟了空气与烟气和燃气的混合,若将蓄热体空气的出口接有文丘里管,根据文丘里管的增压增速特性,可加快空气、烟气和燃气的混合,从而提高燃烧效率。

与现有技术相比,本发明的优点就在于:

1、本发明仅需从烟气尾部引出一根管路到空气入口处,无需额外添加动力装置,即可实现自吸式回流,节省了动力装置;

2、文丘里管在引射空气的同时,在回流烟气入口处形成低压环境,为烟气回流提供动力,同时达到空气与烟气双引射的效果,提高了空气温度,从而,可大大提高燃烧效率。

附图说明

图1是本发明的双引射式低氮氧化物燃烧系统工作原理示意图;

图2是本发明的双引射式低氮氧化物燃烧的装置局部放大图。

图例说明

1、第一蓄热体;2、第二烟气回流管;3、文丘里管a;4、第二烟气回流控制阀;5、第一燃气进气管;6、第一烧嘴;7、第一燃气控制阀;8、第二燃气控制阀;9、第二烧嘴;10、第二燃气进气管;11、文丘里管b;12、第一烟气回流控制阀;13、第一烟气回流管;14、第二蓄热体;15、炉膛;16、空气鼓风机;17、空气进气管;18、引风机;19、排烟管道;20、换向阀;21、预燃室a;22、预燃室b。

具体实施方式

下面结合具体实例对本发明作更进一步的说明。

如图1~图2所示,双引射式低氮氧化物燃烧系统包括:第一蓄热体1,第二烟气回流管2,文丘里管a3,第二烟气回流控制阀4,第一烧嘴6,第二蓄热体14,第二烧嘴9,文丘里管b11;第一烟气回流控制阀12,第一烟气回流管13。第一烧嘴6和第二烧嘴9成对称布置,分别布置在炉膛15的两端,所述两个烧嘴结构完全相同,第一蓄热体1上端接有空气烟气双向管,此管接在换向阀20的左端,换向阀20的下端接有空气进气管17,空气进气管17始端设有空气鼓风机16,所述第一蓄热体1下端接有文丘里管a3,第二烟气回流管2接在文丘里管a3处,并在烟气入口处设置有第二烟气回流控制阀4,第二烟气回流管2的入口接在靠近第二蓄热体14的附近区域,文丘里管a3的出口与预热室21相连接,第一烧嘴6入口处接有第一燃气进气管5,燃气进口处设有第一燃气控制阀7。所述第二蓄热体14上端设有空气烟气双向管,接在换向阀20的右端,换向阀20的上端接有排烟管道19,排烟管道19末端设有烟气引风机18,所述第二蓄热体14下端接有文丘里管b11,第一烟气回流管13接在文丘里管b11处,并在第一烟气回流管的出口处设有第一烟气回流控制阀12,第一烟气回流管13的入口接在靠近第一蓄热体1的附件区域,文丘里管b11的出口与预热室22相连接,第二烧嘴9入口处接有第二燃气进气管10,第二燃气进气管10进口处设有第二燃气控制阀8。

作为优选的实施方式,所述第二烟气回流管2的入口接在靠近第二蓄热体14的炉膛尾部,第二烟气回流管2的进口接在连接第一蓄热体的文丘里管a3处,所述第一烟气回流管13的入口接在靠近第一蓄热体1的炉膛尾部,第一烟气回流管13的出口接在第二蓄热体的文丘里管b11处,此种实施方式可实现自吸式烟气回流,间接达到引射效果。所述烟气空气管路中设有换向阀20,故只需设置一个空气进气管17,一个排烟管19。所述两个蓄热体下端接有文丘里管,运行时提高了空气和烟气的流速,提高了燃烧效率。

工作原理:本发明以第一烧嘴点火,第二烧嘴排烟为例来介绍原理,首先第一燃气控制阀7开启,第二燃气控制阀8关闭,第二烟气回流阀关闭,第一烟气回流阀开启,同时开启换向阀的阀口b和阀口c,此时阀口a和阀口d处于关闭状态。空气由空气鼓风机16导入到空气进气管17,通过阀口b和阀口c进入第一蓄热体1,第一蓄热体1出口接有文丘里管a3,加快了空气气流的流动,使管内形成一种低压环境,在此处同时文丘里管a3处接有第二烟气回流管道2,此管道从第二烧嘴9附近抽取高温高压烟气,利用气流从高压流向低压的原理,实现自吸式回流,在第一烧嘴6处同时通有第一燃气管5的燃气,在预燃室a21处,进行空气、燃气和高温烟气混合,形成点火的条件,其中高温烟气与氧气的混合,预热了混合空气,降低了着火温度的同时降低了燃烧时氧的含量,大大减少了氮氧化物的产生,达到了环保的效果,燃烧结束后的烟气一部分由高压环境直接回流到第一烧嘴6处,等待下一轮的燃烧,其余的烟气经第二烧嘴9流向第二蓄热体14,将烟气的热量储存到第二蓄热体14中,来预热第二轮燃烧时的空气,从而达到了节能的效果,烟气流出第二蓄热体14后,开启阀口d和阀口a,关闭阀口b和阀口c,经引风机18,使烟气从排烟管19排出。此即为一轮循环,运行时两个烧嘴交替运行,充分利用烟气余热及回流的高温烟气。

以上所述仅是发明的基本实施方式,应当指出:凡在本发明的精神和原则之内,不脱离本发明原理的前提下,做出的若干改进和润饰,也应视为本发明的保护范围。

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