[发明专利]多氧燃气燃烧装置及其燃烧方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种工业燃气燃烧装置，属于热能工程领域，具体是一种全新的气体燃料与纯氧一起燃烧的燃烧装置，适用于各种工业窑炉、冶炼炉、阳极炉、反射炉、分银炉等。

背景技术

在工业领域的生产中使用大量的燃烧器，它是能源消耗、碳排放和环境污染的主要设备之一，其效率的高低直接影响着能源利用和环境保护的效果好坏。因此，长期以来人们非常重视燃烧器技术的改进。目前使用的大都是空气助燃的燃烧器，在燃烧过程中，大量的N₂被加热成高温烟气并排放掉，不但浪费了能源，同时也对环境造成污染。空气的成份：O₂约21％，N₂约79％，若使用以空气为助燃气的燃烧器，在燃烧过程中，79％的N₂吸热并被完全排放掉，只有21％O₂参与燃烧，燃烧后生成CO₂排放，在排放的烟气中，吸热的氧气所占成份相当大。而参与燃烧的氧气量相对很少，要满足燃烧的要求就要加大空气量。这就是空气燃烧器耗能，污染的根本原因。因此，需要提出一种新型结构的燃烧器，以节约能源，减少环境污染，并且提高生产效率。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术问题，提出一种多氧燃气燃烧装置及其燃烧的方法。该多氧燃气燃烧装置与现有的空气助燃、富氧助燃或纯氧助燃等所有燃烧器的结构和方法均不同，燃气采用了喷射式，并且氧气以不同角度在炉窑内与燃气进行参混，使火焰弥漫性燃烧，温度均匀，燃料燃烧完全，炉中的烟气量少，大幅度地降低了热量损失，提高了燃烧效率，节约了燃料，极大的改善了炉内的燃烧状况，解决了纯氧燃烧时的局部高温，烧嘴砖和炉墙、窑墙烧蚀问题，有效地延长了燃烧嘴本身和炉窑的使用寿命。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

多氧燃气燃烧装置，设有燃烧本体，该燃烧本体设有烧嘴砖，该烧嘴砖由耐火材料进行模具浇注制成，形状为长方体或圆柱体，在烧嘴砖内设有燃气喷枪和氧气喷枪；其特征是：所述氧气喷枪为纯氧气喷枪，并且设有一次氧喷枪和二次氧喷枪，喷枪前端设有喷口，燃气喷枪和氧气喷枪间隔设置在烧嘴砖内的一个纵向截面上，从上至下依次为二次氧喷枪、一次氧喷枪、燃气喷枪，其中二次氧气喷枪为主燃氧气喷枪；所述燃气喷枪水平或稍向上倾斜设置，一次氧喷枪和二次氧喷枪的枪体前端向下倾斜，枪体与喷嘴处水平线的夹角为1-30°；燃气喷枪的喷口为直筒形或喇叭口形；氧气喷枪的喷口为双曲线拉法尔形；所述燃气喷枪的进气端通过快速接头和金属软管与燃气供给系统连接，所述一次氧喷枪和二次氧喷枪分别通过快速接头和金属软管与纯氧供给系统连接；所述烧嘴砖还设有前后贯通的观火孔、火焰检测器和点火枪；所述氧气供给系统的一次氧供气管上和二次氧供气管上以及燃气供给系统的供气管上分别设有可调稳压阀、压力变送器、气体流量计、流量调节阀和切断阀；所述可调稳压阀、压力变送器、气体流量计、流量调节阀和切断阀均为在线型，并与设置的PLC可编程序控制器进行信号和控制连接；PLC控制器还与设置在燃烧装置所在炉膛内或燃烧室内的测温热电偶进行温度信号连接；所述信号和控制连接的结构为：PLC控制器从所述在线型压力变送器、气体流量计和热电偶获得燃气和氧气的流量和压力信号以及炉膛或燃烧室的温度信号，与预先设置的流量、压力和温度值进行比较，根据比较结果向在线型可调稳压阀、流量调节阀和切断阀发出相应的调节或控制信号，并通过设置的执行器件实现对供气压力和流量的调节。

本发明进一步完善和实施的补充方案是：

所述PLC控制器与设置的声光报警装置进行控制连接，该报警装置为气压调节后气压仍异常报警和气流量调节后气流量仍异常报警以及炉膛或燃烧室温度异常报警的声光报警装置。

所述PLC控制器还通过设置的远程有线或无线信号发射与接收器，与远程监控器进行有线或无线信号连接，其连接结构是：将从所述可调稳压阀、压力变送器、气体流量计、流量调节阀和切断阀获取的适时信号和输出的控制信号传送给远程监控器，并从远程监控器获取返馈信号，从而实现燃烧装置的远程监控。

所述烧嘴砖内还设有一个用于安装、调节、固定所述氧气喷枪和燃气喷枪的调节固定板，该调节固定板方便拆装地整体安置在所述烧嘴砖内的空腔内。

所述烧嘴砖内还设有降温水循环管，该水循环管的外端进、出水口与循环水箱和循环泵连通。

上述的燃气燃烧装置的燃烧方法，其特征在于设有以下步骤：

1)对供给氧气系统进行检测与调节：