一种部分氧化燃烧器及其工作方法

本发明属于燃烧器，特别涉及一种部分氧化燃烧器及其工作方法。

背景技术：

1、燃烧器的目标群体广泛，涉及锅炉、冶炼炉、熔炉、热处理等领域，其和热能有关的行业，是燃烧系统必不可少的部分。燃烧器本身具有投资少，炉膛热负荷高，传热效果好，设备的维护工作量小，以及燃油燃气燃烧污染物排放少等优点，上述这些优点为燃烧器的发展提供了良好的基础条件。

2、目前，现有技术中的燃烧器普遍采取以空气为氧化介质，再混入燃料进行氧化燃烧的方式；这种方式对燃烧器的安全及防爆提出了特殊要求，如果人为处理不当或燃烧器材质不达标，极易产生爆炸等安全隐患；另外，在物料燃烧过程中易形成焦油，会导致燃烧不彻底，造成能量浪费，燃烧器中的焦油逐渐积累，附着于管壁，极易造成腐蚀、结垢、堵塞等一系列威胁管道和设备安全的问题，还会造成环境有机物排放污染。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种部分氧化燃烧器及其工作方法，以解决上述存在的一个或多个技术问题。本发明提供的技术方案，可解决现有技术中燃烧器普遍存在安全防爆问题、焦油产生及其衍生危害的技术缺陷。

2、为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

3、本发明提供的一种部分氧化燃烧器，包括：

4、气流均化仓，所述气流均化仓用于输入空气、燃气和燃烧底物并混合，获得气固掺杂物；其中，所述气固掺杂物中，燃气与氧气的体积比为60％～95％；

5、燃烧室，所述燃烧室包括燃烧室前驱、隔板和燃烧室后驱；其中，所述燃烧室前驱和所述燃烧室后驱之间可开闭的设置有所述隔板，所述隔板用于实现所述燃烧室前驱和所述燃烧室后驱的连通或分隔；所述燃烧室前驱用于输入所述气固掺杂物以及氨气，所述气固掺杂物和所述氨气形成还原性氛围，所述气固掺杂物在还原性氛围里进行部分氧化燃烧，所述氨气还用于在部分氧化燃烧时进行一段脱酸，输出前驱燃烧产物和剩余氨气；所述燃烧室后驱用于输入水汽以及所述燃烧室前驱输出的前驱燃烧产物和剩余氨气，所述剩余氨气和所述水汽用于对所述前驱燃烧产物进行重整及二段脱酸，所述水汽还用于对前驱燃烧产物固体除尘以及尾气降温，所述剩余氨气还用于作为热载体提供二段脱酸所需能量，输出后驱燃烧产物；

6、点火装置，所述点火装置设置于所述燃烧室前驱内。

7、本发明的进一步改进在于，所述部分氧化燃烧器为卧式结构，所述燃烧室前驱的横截面积大于所述燃烧室后驱的横截面积；

8、所述隔板与所述燃烧室后驱之间还设置有燃烧过渡锥形管。

9、本发明的进一步改进在于，所述燃烧室前驱设置有氨气注入阀，所述燃烧室后驱设置有水汽注入阀，采用膜式水冷壁包裹四周。

10、本发明的进一步改进在于，所述点火装置为连续电脉冲点火装置。

11、本发明的进一步改进在于，所述连续电脉冲点火装置的正负极分别嵌套在陶瓷套管内并伸入所述燃烧室前驱中，在燃烧室前驱的轴线上相互靠近。

12、本发明的进一步改进在于，所述气流均化仓外接有燃气入口和空气夹带燃烧物料入口，内设有外旋通风孔转轮、内旋通风孔转轮和支架；

13、其中，所述气流均化仓中的内旋通风孔转轮的转轮直径小于外旋通风孔转轮的转轮直径。

14、本发明的进一步改进在于，燃气入口的轴线和空气夹带燃烧物料入口的轴线在平面上保持垂直。

15、本发明的进一步改进在于，所述燃烧室前驱还设置有旋流配风器。

16、本发明提供的一种部分氧化燃烧器的工作方法，包括以下步骤：

17、气流均化仓输入空气、燃气和燃烧底物并混合，获得气固掺杂物；其中，所述气固掺杂物中，燃气与氧气的体积比为60％～95％；

18、通过所述隔板实现所述燃烧室前驱和所述燃烧室后驱分隔，所述燃烧室前驱输入所述气固掺杂物以及氨气，所述气固掺杂物和所述氨气形成还原性氛围，通过点火装置点火，所述气固掺杂物在还原性氛围里进行部分氧化燃烧，所述氨气在部分氧化燃烧时进行一段脱酸，输出前驱燃烧产物和剩余氨气；

19、通过所述隔板实现所述燃烧室前驱和所述燃烧室后驱连通，所述燃烧室后驱输入水汽以及所述燃烧室前驱输出的前驱燃烧产物和剩余氨气，所述剩余氨气和所述水汽对所述前驱燃烧产物进行重整及二段脱酸，所述水汽对前驱燃烧产物固体除尘以及尾气降温，所述剩余氨气作为热载体提供二段脱酸所需能量，输出后驱燃烧产物。

20、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

21、本发明提供的部分氧化燃烧器，设置有气流均化仓，采取以“燃气为主、氧气为辅”的载气混合模式；设置有燃烧室，将燃烧物料悬浮在燃烧室前驱，同时通入氨气进一步形成还原性气氛，提供燃烧物料的部分氧化环境，借助点火装置实现燃烧物料的部分氧化燃烧，产生的能量进行后续的燃烧物料的降解；最终能够实现部分氧化燃烧，从而减少焦油的产生及衍生危害，降低安全隐患。进一步具体解释性的，本发明实施例技术方案的目的在于将空气混入燃气中营造部分氧化环境，配合点火装置实现部分氧化燃烧，通入氨气进一步提升燃烧室前驱的还原性，初步除去部分氧化燃烧过程产生的酸，同时在燃烧室后驱与水汽发生进一步反应除去部分氧化燃烧过程产生的酸，通入的水汽还起到物理除尘和物理降温的效果，同时依靠气体热载体提供的能量和燃烧物料及产物发生重整反应。

技术特征：

1.一种部分氧化燃烧器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种部分氧化燃烧器，其特征在于，所述部分氧化燃烧器为卧式结构，所述燃烧室前驱(17)的横截面积大于所述燃烧室后驱(14)的横截面积；

3.根据权利要求1所述的一种部分氧化燃烧器，其特征在于，所述燃烧室前驱(17)设置有氨气注入阀(9)，所述燃烧室后驱(14)设置有水汽注入阀(13)，采用膜式水冷壁包裹四周。

4.根据权利要求1所述的一种部分氧化燃烧器，其特征在于，所述点火装置为连续电脉冲点火装置(11)。

5.根据权利要求4所述的一种部分氧化燃烧器，其特征在于，所述连续电脉冲点火装置(11)的正负极分别嵌套在陶瓷套管(5)内并伸入所述燃烧室前驱(17)中，在燃烧室前驱(17)的轴线上相互靠近。

6.根据权利要求1所述的一种部分氧化燃烧器，其特征在于，所述气流均化仓(7)外接有燃气入口(1)和空气夹带燃烧物料入口(6)，内设有外旋通风孔转轮(3)、内旋通风孔转轮(2)和支架(4)；

7.根据权利要求6所述的一种部分氧化燃烧器，其特征在于，燃气入口(1)的轴线和空气夹带燃烧物料入口(6)的轴线在平面上保持垂直。

8.根据权利要求1所述的一种部分氧化燃烧器，其特征在于，所述燃烧室前驱(17)还设置有旋流配风器(8)。

9.一种部分氧化燃烧器的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种部分氧化燃烧器及其工作方法，所述部分氧化燃烧器包括：气流均化仓，所述气流均化仓用于输入空气、燃气和燃烧底物并混合，获得气固掺杂物；燃烧室，所述燃烧室包括燃烧室前驱、隔板和燃烧室后驱；其中，所述燃烧室前驱和所述燃烧室后驱之间可开闭的设置有所述隔板，所述隔板用于实现所述燃烧室前驱和所述燃烧室后驱的连通或分隔；点火装置，所述点火装置设置于所述燃烧室前驱内。本发明提供的技术方案，可解决现有技术中燃烧器普遍存在安全防爆问题、焦油产生及其衍生危害的技术缺陷。

技术研发人员：全翠,张晋,高宁博
受保护的技术使用者：西安交通大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14