[发明专利]一种生物质气天然气混烧低NOx烧嘴及其应用

权利要求书

1.一种生物质气天然气混烧低NOx烧嘴，主要由4根截面圆周上呈均匀分布的一次空气通道(3)、截面圆中心的1根生物质气通道(5)、耐火材料(6)、钢结构件(7)和固定件(8)组成，耐火材料(6)和钢结构件(7)使得各通道的管路固定并成为一个整体，固定件(8)将烧嘴与炉墙(1)连接，其特征在于还设置有分别与一次空气通道(3)分布相同的4根二次空气通道(2)和4根天然气通道(4)，一次空气通道(3)、二次空气通道(2)、天然气通道(4)及生物质气通道(5)入口在端面圆的同一半径上，且在烧嘴中天然气通道(4)和生物质气通道(5)相交成30度角，一次空气通道(3)和生物质气通道(5)相交成65度角，二次空气通道(2)最终与中心的生物质气通道(5)平行。

2.如权利要求1所述的一种生物质气天然气混烧低NOx烧嘴，其特征在于其耐火材料(6)为由粗骨料、细骨料、高铝细粉和矾土水泥组成的耐火混凝土，生物质气通道(5)、天然气通道(4)、一次空气通道(3)及二次空气通道(2)预埋在耐火材料(6)中。

3.一种如权利要求1所述的一种生物质气天然气混烧低NOx烧嘴，其特征在于其使用方法包括如下步骤：

(1)、烧嘴与工业炉窑的连接

将生物质气天然气混烧低NOx烧嘴通过固定件(8)与工业炉窑的炉墙(1)连接固定好烧嘴；

(2)、燃料和空气输入管道的连接

将生物质气化炉或生物质气储存罐通过管道与烧嘴的生物质气入口(5)连接；将天然气管道或天然气储存罐通过管道与烧嘴的天然气入口(4)连接；将两根空气管道连接风机分别与一次空气入口(3)、二次空气入口(2)连接；这四根管道分别设置阀门和流量计；

(3)、炉内燃料的不完全燃烧

生物质气从生物质气通道(5)进入烧嘴，天然气从天然气通道(4)进入烧嘴，生物质气和天然气的混合气体沿着生物质气管道(5)继续前进，与一次空气(3)强制混合，混合后的气体受到来自炉膛的辐射热量，当温度达到650℃后，天然气与生物质气及一次空气混合燃烧，在火焰喷出区域燃料不完全燃烧，形成还原性气氛区域即形成还原燃烧区(9)；

其中一次空气的压力控制为2000Pa左右，理论空气需要量根据气体燃料的元素百分含量和过量空气系数计算所得Q＝4.986m³/h，一次空气的供给量为理论空气需要量的70％；

其中生物质气的压力为800Pa左右和流速为6m/s左右；生物质气的主要成分是N₂、O₂、H₂、CO₂、CO、CH₄和C_nH_m，各成分的体积比例分别为N₂∶O₂∶H₂∶CO₂∶CO∶CH₄∶C_nH_m＝51.86％∶0.79％∶12.15％∶15.36％∶18.08％∶1.38％∶0.38％；

其中天然气的压力为800Pa左右和流速为9m/s左右；

(4)、炉内燃料的完全燃烧

一次空气通入的同时也通入二次空气，二次空气的压力控制为2000Pa左右，其流量控制由理论空气需要量决定，二次空气的通气量为理论空气需要量的30％，使不完全燃烧的燃料燃烧干净，即形成氧化燃烧区(10)。

4.一种如权利要求1所述的一种生物质气天然气混烧低NOx烧嘴，其特征在于可用于冶金、化工、机械及建材领域的工业炉窑。