[发明专利]一种生物质、城市生活垃圾高温裂解炉裂解气部分燃烧纯氧烧嘴

说明书

技术领域

本发明涉及一种裂解气纯氧烧嘴，特别是一种用在生物质、城市生活垃圾高温裂解炉上的裂解气部分燃烧纯氧烧嘴。

背景技术

现在有一种生物质、城市生活垃圾高温裂解炉，使用自产裂解气燃烧热作为生物质、城市生活垃圾高温裂解的热源，实现了生活垃圾零污染处理过程、生物质资源化全利用的环保目标。为了不产生大气污染物二恶英和NOx，为了提高裂解气的热值，使其具有更高的使用价值，生物质、城市生活垃圾高温裂解炉的烧嘴，裂解气燃烧助燃剂选用纯氧而不用空气。

目前使用的纯氧烧嘴大都是用天然气（成分主要是甲烷）和纯氧燃烧。为了保护烧嘴和烧嘴砖免受过热的烧损，以及由于炉气减少而引起炉内局部高温现象,一般采用以下三种降低火焰温度保护烧嘴的方法。一种是在烧嘴内部设有水冷装置，但水冷装置制造不仅要求高，而且冷却水还带走大量的热；二种是自冷式纯氧燃烧器，用天然气与氧气燃烧，一个分子甲烷要配2个分子氧气。这样可设计用氧气流来冷却烧嘴；三种是烧嘴带烟气回流，就是用不可燃炉气与氧气混合来稀释氧气浓度，从而降低燃烧温度。

裂解气与纯氧燃烧，1个体积的裂解气配约0.5个体积氧气，燃烧后约生成1个体积的燃烧气，生成的燃烧气体积小，燃烧气的火焰温度很高,烧嘴砖和烧嘴难以承受这种过热的烧损，达不到裂解炉的工艺要求。

上述这些降低火焰温度的方法，生物质、生活垃圾高温裂解炉的烧嘴都不能采用。一是因为生物质、垃圾热值较低，用水冷却烧嘴，损失大量的热能，则生物质、垃圾利用的热能更低。况且在烧嘴内部设有水冷装置，制造要求高，安全运行周期短。二是一个单位体积的裂解气只需约0.5个单位体积的氧，由于氧气量小，无法使其冷却烧嘴；三是回收炉内烟气来稀释氧气，此法更不可行，因为裂解炉烧嘴的烟气与炉内裂解气混合后就成为了可燃气，可燃气回流遇到氧气会发生燃烧，温度更高甚至爆炸。

因此，上述降低纯氧烧嘴火焰温度、保护烧嘴的方法不能解决裂解气与纯氧燃烧时火焰温度过高的问题，裂解气与纯氧燃烧时烧嘴砖和烧嘴难以承受这种过热的烧损，不能满足工艺要求。

发明内容

本发明是针对背景技术中存在的问题加以创新，提供一种用于生物质、城市生活垃圾高温裂解炉上的烧嘴及裂解气通道上的裂解气自动调节阀，它既满足工艺要求，又不会对烧嘴和烧嘴砖产生烧损。

本发明采用的技术方案是：一种生物质、城市生活垃圾高温裂解炉裂解气部分燃烧纯氧烧嘴，包括烧嘴通道管和裂解气自动调节阀，所述烧嘴通道管为相互叠套的两层同心圆管，分别为裂解气通道管和氧气通道管；所述裂解气自动调节阀安装在裂解气通道管上，且该阀能使裂解气通道管提供超过完全燃烧需要的裂解气，形成裂解气不完全燃烧。

所述裂解气自动调节阀由安装在烧嘴砖正上方的热电偶温度传感器和控制台上的信号处理器传出的电流信号来驱动。热电偶温度传感器和控制台上的信号处理器根据烧嘴前燃烧气温度与工艺所设温度的差值来调节裂解气通道管中裂解气的流量，使其大于裂解气和氧气完全燃烧所需的裂解气量，裂解气一部分燃烧，剩余一部分不参与燃烧，即部分燃烧。由于未燃烧的裂解气体卷入火焰中，形成富燃料区燃烧，通过增加火焰的亮度和火焰的体积，降低火焰的温度。

本发明所述同心圆管从内到外为纯氧气通道管和裂解气通道管，氧气通道管的前端设置有多个当量直径小的氧气喷孔，氧气喷孔的中心线与烧嘴中线存在一个交角，每圈氧气喷孔的中心线线族在烧嘴后方相交于烧嘴中心线上；裂解气通道管的前端设置有旋流片，旋流片安装在通道管前端的裂解气通道的内壁和氧气通道管的外壁之间，形成一个旋流器。

本发明还可以是：所述同心圆管从内到外为纯氧气通道管和裂解气通道管，氧气通道管的前端设置有旋流片，旋流片安装在通道管前端的截面中心的旋流器盲板与氧气通道管内壁之间，形成一个旋流器；裂解气通道管的前端设置有多个当量直径小的裂解气喷孔；裂解气喷孔的中心线与烧嘴中线存在一个交角，每圈裂解气喷孔的中心线线族在烧嘴前方相交于烧嘴中心线上。

本发明还可以是：所述同心圆管从内到外为裂解气通道管和纯氧气通道管，裂解气通道管的前端设置有多个当量直径小的裂解气喷孔；裂解气喷孔的中心线与烧嘴中线存在一个交角，每圈裂解气喷孔的中心线线族在烧嘴后方相交于烧嘴中心线上。氧气通道管的前端设置有旋流片；旋流片安装在通道管前端的裂解气通道的外壁和氧气通道管的内壁之间，形成一个旋流器。