[发明专利]一种用于工业窑炉的采用烟气再循环的旋流煤粉燃烧器

说明书

技术领域

本发明涉及一种煤粉燃烧器。

背景技术

中国是一个以煤为主要能源的国家。煤炭使用过程产生的污染是中国最大的大气环境污染问题，全国氮氧化物排放量的67％来自于燃煤。根据中国环境规划院的研究预测，二氧化氮排放量将从1995年的1065.5万吨增加到2010年的2500万吨，2010年以后的NOx排放量将更大。如果不加以控制，NOx将对我国大气环境造成严重的污染。目前我国的工业窑炉领域采取NOx控制措施的比例还较低，早期的一些工业窑炉上使用的煤粉燃烧器，例如实用新型专利《双旋流式煤粉燃烧器》(中国专利号为ZL 03241135.9、授权公告日为2004年7月7日、授权公告号为CN2624060Y，下称“文件一”)和实用新型专利《混合式煤粉燃烧器》(中国专利号为ZL 97214077.8、授权公告日为1998年11月4日、授权公告号为CN2296451Y，下称“文件二”)。他们仅设置一次风道和二次风道，不能有效地控制一、二次风的混合；近期的用于工业窑炉上的煤粉燃烧器，例如实用新型专利《一种多旋流多风道煤粉燃烧器》(中国专利申请号为200920091463.8、授权公告日为2010年5月12日、授权公告号为CN201462824U，下称“文件三”)采用了多风道布置用于控制一、二次风的混合，改善燃烧特性。从现有研究成果看来，“文件一”、“文件二”和“文件三”提出的煤粉燃烧器普遍没有采用燃料分级燃烧和空气分级燃烧等先进的低氮氧化物燃烧技术，不能有效控制NOx排放量，很难满足NOx的排放要求，难以有效控制日益增长的NOx排放及其二次污染造成的环境损害。

发明内容

本发明的目的是为了解决目前用于工业窑炉的煤粉燃烧器NOx排放量大的问题，提出了一种用于工业窑炉的采用烟气再循环的旋流煤粉燃烧器。

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：所述煤粉燃烧器包括一次风通道、内二次风通道、内二次风旋流器、外二次风通道和外二次风旋流器，所述一次风通道设在环形内二次风通道内，所述内二次风通道设在环形外二次风通道内，所述内二次风通道内安装有内二次风旋流器，所述外二次风通道内安装有外二次风旋流器，所述煤粉燃烧器还包括一组锥环形的分离环、内侧烟气再循环通道和外侧烟气再循环通道，所述一次风通道内设有一组锥环形的分离环，一组锥环形的分离环的小直径端朝向一次风通道的出口端，所述一次风通道与内二次风通道之间设有环形内侧烟气再循环通道，所述内二次风通道与外二次风通道之间设有环形外侧烟气再循环通道。

本发明具有以下有益效果：1、强化分级燃烧：本发明一次风通道与内二次风通道之间设有环形内侧烟气再循环通道，内二次风通道与外二次风通道之间设有环形外侧烟气再循环通道，推迟一次风与内二次风的混合及内二次风和外二次风的混合，从而达到了强化空气径向分级燃烧的目的，从一次风输粉管道送来的煤粉空气经过一组锥环形的分离环后，煤粉被集中在本发明的中心喷入炉膛，形成煤粉浓淡分级燃烧，与空气分级燃烧相结合可有效抑制燃料型NOx的生成。2、强化中心回流区域内还原性气氛，延长煤粉在还原性气氛下的停留时间：内侧再循环烟气的氧量很低，减少了中心回流区附近区域的氧量，强化了中心回流区附近区域的还原性气氛，由于煤粉在还原性气氛下燃料型NOx的排放量降低，有效地抑制了NOx的生成；同时紧贴一次风的内侧再循环烟气，风速为3-5m/s，风量较低，便于在本发明中心区域形成负压区，使中心回流区的直径和长度增大，从而使煤粉在还原性气氛下的停留时间延长，使得主燃烧区域NOx的排放量进一步降低；3、降低火焰温度：内侧再循环烟气温度和外侧再循环烟气温度低且不参与燃烧反应，能够从主燃烧区域吸收大量的热量，从而降低火焰温度峰值，由于热力型NO的生成速度与温度呈指数关系，随着温度的升高而迅速增加，当燃烧温度高于1450℃时，温度每增加100℃，NOx的生成速度将增加6～7倍，降低主燃烧区的火焰温度可以有效的抑制热力型NOx的产生。因此，本发明用于工业窑炉的采用烟气再循环的旋流煤粉燃烧器能够有效解决现有的工业窑炉NOx排放量大的问题。

附图说明

图1是本发明的结构示意图，图2是具体实施方式二的结构示意图，图3是具体实施方式三的结构示意图，图4是具体实施方式四的结构示意图，图5是具体实施方式五的结构示意图，图6是具体实施方式六的结构示意图，图7是具体实施方式七的结构示意图。

具体实施方式