一种烟气自循环的低氮蓄热烧嘴装置的制作方法

1.本实用新型涉及蓄热烧嘴领域，更具体地说，涉及一种烟气自循环的低氮蓄热烧嘴装置。


背景技术：

2.传统的蓄热燃烧器，采用高温助燃空气混合燃气燃烧，由于助燃空气温度高，在充分燃烧的基础上，火焰的中心温度高，造成在燃烧过程中大量的氮氧化物的产生，造成空气的污染。烧嘴在燃烧过程中，普遍存在着火力调节方式单一的问题，只能靠燃气的通断来实现保温阶段的温度调节，由于火力调节时火力状态变化会瞬间发生较大幅度的变化，即会造成燃气的浪费，又不能有效控制火力状态的需要，而增加燃烧过程中的氮氧化物产生。


技术实现要素：

3.针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在烧嘴实现节能的同时，提供一种烟气自循环的低氮蓄热烧嘴装置。
4.为解决上述问题，本实用新型采用如下的技术方案。
5.一种烟气自循环的低氮蓄热烧嘴装置，包括围绕在炉膛两侧面的至少一个蓄热箱体、安装在蓄热箱体上的烧嘴、尿素水溶液罐、鼓风机、引风机、排烟管和排气控制阀；蓄热箱体内形成蓄热室，蓄热室与烧嘴之间通过电磁阀控制连通；烧嘴的火焰喷射口位于炉膛内；鼓风机、排气控制阀和引风机之间依次通过引气管道相互连通；排气控制阀与炉膛连接，用以将炉膛废热烟气进行引流；排气控制阀与每一个蓄热室之间均连接有预热管道，预热管道用于将助燃空气；引风机与排烟管之间通过排气管道连通，进行烟气的排出，排气管道侧端连接有助燃管道，助燃管道远离排气管道的一端分叉连接至每一个蓄热室内，用于将烟气引入；尿素水溶液罐连接在助燃管道上，通过在助燃空气中喷入尿素溶液，使尿素在燃气的燃烧过程中和产生的氮氧化物，产生还原反应生成氮气，降低燃烧过程中的氮氧化物总量。
6.进一步的，本方案中采用一对烧嘴，一对烧嘴在火焰喷射方向上呈对称设置，且火焰喷射方向朝同一个位置。
7.进一步的，助燃管道内引入烟气的主要成分为二氧化碳和氮气。
8.进一步的，鼓风机可调节风量。
9.进一步的，助燃管道上连接有高压热风机，高压热风机位于排气管道与尿素水溶液罐之间，高压热风机通过将炉膛废热烟气中的一部分重新抽回，并加热传输至蓄热室中稀释助燃空气中的氧含量。
10.进一步的，预热管道内设有保温层，保温层减缓助燃空气中热量流失的速度。
11.进一步的，助燃管道的分叉接头上均设有风阀，风阀通过切换吹气方向使之与烧嘴的工作状态达到一致。
12.进一步的，尿素水溶液罐与助燃管道之间设有控制阀。
13.进一步的，尿素水溶液罐通过蒸汽的形式将尿素水溶液排出至助燃管道内。
14.相比于现有技术，本实用新型的优点在于：
15.一、本方案通过引入主要成分为二氧化碳和氮气的烟气，混合入助燃空气中，通过降低助燃空气中的氧含量的模式来实现对燃烧过程中抑制氮氧化物产生，实现烧嘴的贫氧燃烧；并在烟气中喷入尿素水溶液，使尿素水溶液混合入助燃空气中，使尿素在燃气的燃烧过程中和产生的氮氧化物发生还原反应生成氮气，降低燃烧过程中的氮氧化物总量，达到控制氮氧化物过甚的目的。
16.二、本方案通过引风机引出的炉膛废热烟气中的一部分，通过高压热风机重新抽回并加热到蓄热箱体中稀释助燃空气中的氧含量，以便于提高烟气的温度，来对烟气进入蓄热室后与助燃空气混合过程中，以使得将两者之间的温度保持相对一致，避免助燃空气在与烧嘴中的燃气混合时出现较大的温度差值比，而影响到烧嘴在火焰喷射过程中出现明显的温度变化，更进一步的避免火焰局部低温，影响燃烧效果。
17.三、本方案通过当废热烟气抽回混合助燃空气后，可通过鼓风机调节引入助燃空气的速率，来保证烧嘴火焰的喷射状态保持一致。同时，在高压热风机的调节下进一步增加火焰状态的稳定性，并最终在风阀的调控下，避免保证火焰在燃烧过程中出现燃烧中断和不稳定的现象。通过多角度的调控，方便进一步精准对火焰状态进行调控，以及能够精确的保证火焰的燃烧过程中的一致性。同时，通过减少鼓风机吹出的风量时，会因此减小空气量以对空气中的氧气量进行控制，以达到控制氮氧化物的合成量排放的目的。
18.四、本方案通过针对烧嘴需要连续转换工作的变化，通过风阀的方向切换来保持混合尿素水溶液的烟气持续进入蓄热室内，以确保烧嘴在充分的燃烧条件下火焰点燃并进行工作。
19.五、本方案通过将尿素水溶液蒸汽式排出，一方面，方便了尿素水溶液能够顺着烟气的流动而进入蓄热室内，保障了尿素水溶液的流动性；另一方面，在蒸汽式的尿素水溶液与助燃空气混合的过程中，进一步加快助燃空气吸收热量的过程，以保证火焰在喷射过程中不会由于尿素水溶液的温度较低而发生明显的温度改变。
20.六、本方案通过烧嘴之间周而复始的循环工作，来大大增加热回收效率以及热量使用效率，这样不仅可以节约大量燃气资源，还可以提高燃料的燃烧温度，以降低热损率的生成，提高了工作效率以及产量。
附图说明
21.图1为本实用新型的结构示意图。
22.图中标号说明：
23.鼓风机1、排气控制阀10、引风机2、高压热风机3、排烟管4、蓄热箱体5、烧嘴6、尿素水溶液罐7、风阀8、助燃管道91、预热管道92、排气管道93、引气管道94。
具体实施方式
24.请参阅图1，一种烟气自循环的低氮蓄热烧嘴装置，包括围绕在炉膛两侧面的至少一个蓄热箱体5、安装在蓄热箱体5上的烧嘴6、尿素水溶液罐7、鼓风机1、引风机2、排烟管4和排气控制阀10；蓄热箱体5内形成蓄热室，蓄热室与烧嘴6之间通过电磁阀控制连通；烧嘴
6的火焰喷射口位于炉膛内；鼓风机1、排气控制阀10和引风机2之间依次通过引气管道94相互连通；排气控制阀10与炉膛连接，用以将炉膛废热烟气进行引流；排气控制阀10与每一个蓄热室之间均连接有预热管道92，预热管道92用于将助燃空气；引风机2与排烟管4之间通过排气管道93连通，进行烟气的排出，排气管道93侧端连接有助燃管道91，助燃管道91远离排气管道93的一端分叉连接至每一个蓄热室内，用于将烟气引入；尿素水溶液罐7连接在助燃管道91上，通过在助燃空气中喷入尿素溶液，使尿素在燃气的燃烧过程中和产生的氮氧化物，产生还原反应生成氮气，降低燃烧过程中的氮氧化物总量。
25.请参阅图1，助燃管道91内引入烟气的主要成分为二氧化碳和氮气。鼓风机1可调节风量。助燃管道91上连接有高压热风机3，高压热风机3位于排气管道93与尿素水溶液罐7之间，高压热风机3通过将炉膛废热烟气中的一部分重新抽回，并加热传输至蓄热室中稀释助燃空气中的氧含量。尿素水溶液罐7与助燃管道91之间设有控制阀。尿素水溶液罐7通过蒸汽的形式将尿素水溶液排出至助燃管道91内。助燃管道91的分叉接头上均设有风阀8，风阀8通过切换吹气方向使之与烧嘴6的工作节拍达到一致。预热管道92内设有保温层，保温层减缓助燃空气中热量流失的速度。
26.控制烧嘴6开始燃烧工作前，选择烧嘴6是否进入燃烧状态，当其中一个烧嘴6燃烧时，则不同位置处蓄热箱体5上的烧嘴6不进入工作状态，同时，鼓风机1将助燃空气通过预热管道92引入蓄热箱体5内，并在电磁阀的控制下将助燃空气送入炉膛内，燃气与助燃空气混合并在烧嘴6点火端被点燃形成火焰。
27.通过鼓风机1启动将助燃空气从预热管道92吹入蓄热室内，用作助燃空气。并在电磁阀的控制下将助燃空气送入炉膛内，燃气与助燃空气混合并在烧嘴6点火端被点燃形成火焰。同时，通过引风机2启动将炉膛废热烟气通过排气控制阀10从炉膛内引出，并将烟气顺着排气管道93从排烟管4中排出，通过高压热风机3启动将其中一部分废热烟气重新抽回，并对这部分废热烟气进行加热，以用作与阻燃空气混合，此部分废气进入蓄热室之前，通过尿素水溶液罐7在控制阀的控制下，向助燃管道91内喷射尿素蒸汽，来使得这部分助燃气体进入炉膛后，在燃气的燃烧过程中和产生的氮氧化物产生还原反应生成氮气，降低燃烧过程中产生氮氧化物的总量，以达到最终控制氮氧化物的合成量排放的目的。
28.当烧嘴6的状态进行相互替换时，使不同状态下的烧嘴6瞬间进行切换，使烧嘴6进行循环工作以使炉膛内火焰燃烧的效果不间断。在风阀8的控制下将风阀8的方向进行切换，使得与燃烧状态的烧嘴6的工作状态一致，当烟气被抽回混合入助燃空气后，相应的鼓风机鼓风量减小，以此确保火焰状态的稳定，避免出现烧嘴6的火焰燃烧中断和不稳定的现象。同时减少鼓风机吹出的风量时，会因此减小空气量以对空气中的氧气量进行控制，以达到控制氮氧化物的合成量排放的目的。