一种全氧燃烧多功能燃烧器的制作方法

本发明属于燃烧器，特别涉及一种全氧燃烧多功能燃烧器。

背景技术：

1、首先工业加热炉烟气排放占据主导地位，那么碳减排或者零排放尤为重要，需要把二氧化碳浓度提高，再进行捕捉收集再利用，加热炉富氧燃烧是一个全新模式，富氧燃烧技术采用纯氧+烟气混合后代替助燃空气，实现充分燃烧，燃料燃烧后将形成高浓度co2的烟气，易于co2的捕集和处理，在未来有着广阔的发展前景。

2、富氧燃烧技术最重要的是燃烧器的选择，如何保证全氧燃烧顺利切换，切换以及平稳运行时，保证烟气中排放物达到国家标准，是本领域技术人员的研发重点。

3、此外，传统工业加热炉为空气进行助燃。而富氧燃烧主要是通过改变燃料组分和助燃物，首先燃料主要是采用天然气，天然气组分比较纯净；其次是助燃物，助燃物是氧气与烟气混合后作为助燃物，混合比例在30％-45％之间，最后达到富氧燃烧的目的。如图1所示的富氧燃烧流程图，主要流程为通过加热炉s1产生的烟气d，进入烟气预热器s2，出来后分为两路，一路进入二氧化碳收集器s3，一路进入烟气脱水器s4，再通过循环风机s5进入混合器s6，与氧气c混合后进入烟气预热器s2加热，最后进入加热炉s1与天然气b混合后燃烧。但是富氧燃烧需要进行切换，也就是从空气助燃切换至烟气与氧气助燃(烟气与氧气混合形成助燃气a)，从空气助燃点炉后，火焰以及加热炉负荷运行稳定时，才能进行切换，这时就要控制氮氧化物和一氧化碳排放物必须符合国家标准。针对燃烧器排放物的控制问题，主要涉及一氧化碳、氮氧化物两种排放物，在燃烧器技术中，这两种排放物的控制不可以兼得，因为提高氧气浓度，可以使天然气燃烧更加充分，烟气中产生的一氧化碳少，但是氮氧化物含量超过国家标准；如果降低氧气浓度，烟气中氮氧化物产生少，但是一氧化碳含量超标。

4、因此，如何实现从空气助燃切换至氧气和烟气混合后助燃，并且使燃烧器排放的一氧化碳和氮氧化物符合国家标准，是本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种全氧燃烧多功能燃烧器，实现从空气助燃切换至氧气和烟气混合后助燃，并且使燃烧器排放的一氧化碳和氮氧化物符合国家标准。

2、为解决上述技术问题，本发明提供一种全氧燃烧多功能燃烧器，包括：筒体、耐火砖、空气风道、旋流器、中心枪、内枪、外枪和烟气风道；

3、所述耐火砖位于所述筒体的上部，所述耐火砖围成一个环形区域，使所述筒体的上部空间分隔形成内燃烧区和外燃烧区；

4、所述空气风道贯穿所述筒体的底部侧壁且入口端用于通入助燃空气、出口端通过所述旋流器与所述内燃烧区连通，所述空气风道上串联有用于控制助燃空气流通的风道调节阀；

5、所述中心枪、所述内枪和所述外枪均贯穿所述筒体的底部且入口端用于通入燃料气，所述中心枪的出口端延伸至所述旋流器的出口处，所述内枪的出口端延伸至所述内燃烧区，所述外枪的出口端延伸至所述外燃烧区，所述外枪的出口端的高度高于所述内枪的出口端的高度；

6、所述烟气风道贯穿所述筒体的侧壁且入口端用于与烟气预热器的烟气加热出口连通、出口端与所述外燃烧区连通；

7、其中，所述中心枪、所述内枪和所述外枪上分别串联有中心枪阀门、内枪阀门和外枪阀门。

8、可选的，在上述全氧燃烧多功能燃烧器中，还包括设置于所述全氧燃烧多功能燃烧器的气体排放口的监测装置，用于监测排放物中一氧化碳和氮氧化物的含量。

9、可选的，在上述全氧燃烧多功能燃烧器中，还包括控制系统，所述控制系统与所述监测装置连接，所述中心枪阀门、所述内枪阀门和所述外枪阀门均为电控阀门；

10、所述控制系统用于根据排放物中一氧化碳和氮氧化物的含量控制所述中心枪阀门、所述内枪阀门和所述外枪阀门的开闭。

11、可选的，在上述全氧燃烧多功能燃烧器中，所述内枪和所述外枪的数量均为多个。

12、可选的，在上述全氧燃烧多功能燃烧器中，所述中心枪位于所述筒体的中心轴，多个所述内枪和多个所述外枪均沿所述中心轴周向均匀布置。

13、可选的，在上述全氧燃烧多功能燃烧器中，所有的所述内枪和所述外枪通过一个环形管道连通，各所述内枪上设置有一个内枪阀门，各所述外枪上设置有一个外枪阀门。

14、可选的，在上述全氧燃烧多功能燃烧器中，还包括用于通入燃料气的总管，所述总管的出口端分别通过第一支管与所述环形管道连通、通过第二支管与所述中心枪连通，所述第一支管上串联有内外枪阀门，所述第二支管上串联有所述中心枪阀门。

15、可选的，在上述全氧燃烧多功能燃烧器中，所述内燃烧区和所述外燃烧区同轴布置。

16、可选的，在上述全氧燃烧多功能燃烧器中，所述风道调节阀为蝶阀，和/或，所述旋流器为反向双旋流器。

17、可选的，在上述全氧燃烧多功能燃烧器中，所述筒体的底部为中心板，所述中心板上安装有所述中心枪、所述内枪和所述外枪。

18、本发明提供了一种全氧燃烧多功能燃烧器，其有益效果在于：

19、通过耐火砖将筒体的上部分隔成内燃烧区和外燃烧区，中心枪和内枪延伸至筒体的内燃烧区的入口处，旋流器设置在中心枪的出口，空气风道通过旋流器与内燃烧区连通，外枪延伸至外燃烧区，烟气风道与外燃烧区连通。在空气助燃过程中，燃料气由中心枪喷出，同时，助燃空气通过空气风道进入旋流器，此时，助燃空气包裹燃料气，实现完全燃烧，降低一氧化碳含量。氧气和烟气混合后的助燃过程发生在内燃烧区和外燃烧区，内枪的燃料气与助燃空气过氧燃烧，内枪属于稳定火焰作用。外枪为主要燃烧区域，外枪的燃料气与烟气风道中的氧气和烟气混合燃烧，从而降低氧气含量、降低氮氧化物含量。根据燃烧器排放物中一氧化碳和氮氧化物的含量控制切换各阀门的开闭，最终能够实现空气助燃至氧气和烟气混合后助燃的切换过程，并且使燃烧器排放的一氧化碳和氮氧化物符合国家标准。

技术特征：

1.一种全氧燃烧多功能燃烧器，其特征在于，包括：筒体、耐火砖、空气风道、旋流器、中心枪、内枪、外枪和烟气风道；

2.根据权利要求1所述的全氧燃烧多功能燃烧器，其特征在于，还包括设置于所述全氧燃烧多功能燃烧器的气体排放口的监测装置，用于监测排放物中一氧化碳和氮氧化物的含量。

3.根据权利要求2所述的全氧燃烧多功能燃烧器，其特征在于，还包括控制系统，所述控制系统与所述监测装置连接，所述中心枪阀门、所述内枪阀门和所述外枪阀门均为电控阀门，所述控制系统用于根据排放物中一氧化碳和氮氧化物的含量控制所述中心枪阀门、所述内枪阀门和所述外枪阀门的开闭。

4.根据权利要求1所述的全氧燃烧多功能燃烧器，其特征在于，所述内枪和所述外枪的数量均为多个。

5.根据权利要求4所述的全氧燃烧多功能燃烧器，其特征在于，所述中心枪位于所述筒体的中心轴，多个所述内枪和多个所述外枪均沿所述中心轴周向均匀布置。

6.根据权利要求4所述的全氧燃烧多功能燃烧器，其特征在于，所有的所述内枪和所述外枪通过一个环形管道连通，各所述内枪上设置有一个内枪阀门，各所述外枪上设置有一个外枪阀门。

7.根据权利要求6所述的全氧燃烧多功能燃烧器，其特征在于，还包括用于通入燃料气的总管，所述总管的出口端分别通过第一支管与所述环形管道连通、通过第二支管与所述中心枪连通，所述第一支管上串联有内外枪阀门，所述第二支管上串联有所述中心枪阀门。

8.根据权利要求1所述的全氧燃烧多功能燃烧器，其特征在于，所述内燃烧区和所述外燃烧区同轴布置。

9.根据权利要求1所述的全氧燃烧多功能燃烧器，其特征在于，所述风道调节阀为蝶阀，和/或，所述旋流器为反向双旋流器。

10.根据权利要求1所述的全氧燃烧多功能燃烧器，其特征在于，所述筒体的底部为中心板，所述中心板上安装有所述中心枪、所述内枪和所述外枪。

技术总结
本发明提供的一种全氧燃烧多功能燃烧器，耐火砖将筒体分隔成内燃烧区和外燃烧区，中心枪和内枪延伸至内燃烧区的入口处，空气风道通过旋流器与内燃烧区连通，外枪延伸至外燃烧区，烟气风道与外燃烧区连通。在空气助燃过程中，燃料气由中心枪喷出，助燃空气通过空气风道进入旋流器，此时助燃空气包裹燃料气，实现完全燃烧，降低一氧化碳含量。在氧气和烟气混合后的助燃过程中，内枪的燃料气与助燃空气过氧燃烧，外枪为主要燃烧区域，外枪的燃料气与烟气风道中的氧气和烟气混合燃烧，从而降低氧气、降低氮氧化物含量。通过控制各阀门的开闭，能够实现空气助燃至氧气和烟气混合后助燃的切换过程，使燃烧器排放的一氧化碳和氮氧化物符合国家标准。

技术研发人员：马韵升,姜小明,马全波,鲍学伟
受保护的技术使用者：山东京博石油化工有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/17