[实用新型]适用于富氢燃料的内混式燃气燃烧器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种在与现代煤化工领域相配套的燃烧器上组合使用的适用于富氢燃料的内混式燃气燃烧器。

背景技术

国家统计局数据显示，2015年我国能源消费总量为43.0亿吨标准煤，比上年增长0.9%，煤炭消费量占能源消费总量的64%；我国“缺油、少气、煤炭资源相对丰富”的资源特点和煤炭价格相对低廉的原因，使得现在煤化工项目炙手可热；煤化工项目主要包括煤制甲醇、煤制油和甲醇及下游产品；该行业既是能源消耗大户，又是污染物排放大户，提高煤化工生产过程中的资源利用率，一方面将降低企业的生产成本，另一方面对于减少污染物排放具有重要意义。由于现代煤化工技术工艺普遍比较复杂、流程长，其可供选择燃烧的燃料气组份相对不稳定，且变化范围比较大（如下表），氢气又具有单位质量的能量密度高、可燃界限宽、燃烧速率快等特点，这就要求一般的燃烧器不仅要具有耐高温、性能可靠等特点，还要具备满足燃料气组份在大范围变化情况下的使用，所以使得目前市面上常见的烧嘴具有很大局限性，很难用一个烧嘴同时满足不同的工况或工艺的需求。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的不足而提供一种可增大燃料气和助燃空气的接触面积，降低燃料气的不完全燃烧量，从而减少尾气中CO的含量和C生成率，同时火型完美的适用于富氢燃料的内混式燃气燃烧器，优化了炉内温度的分布，且烧嘴的使用寿命大大增加。

本实用新型的目的是这样实现的：一种适用于富氢燃料的内混式燃气燃烧器，包括带有燃气进口和空气进口的燃烧器通道、与燃烧器通道相接通的预混腔、与预混腔相接通的混合腔、与混合腔相接通的喷嘴，在预混腔中开设有至少5个均布在混合腔主体中的以螺旋状排列的腔道，该螺旋状排列的腔道的进口开设在预混腔的一个端面上，在预混腔的另一个端面上开设有至少5个螺旋状排列的腔道出口，预混腔螺旋状排列的腔道出口外侧为混合腔，对应混合腔一侧的喷嘴的入口相对于喷嘴内壁圆周带有向外倾斜的空气喷射角α，喷嘴的出口相对于喷嘴内壁圆周带有向外倾斜的夹角β。

所述空气喷射角α为20°～65°或者60°，保证空气旋流稳定，所述喷嘴出口相对于喷嘴内壁圆周带有向外开放的夹角β为40°～60°或者60°，保证气体燃烧后火焰不回火，不烧坏烧嘴，同时火型完美。

所述混合腔喷出的燃气汇聚点A和空气喷射角α、夹角β的顶点都在喷嘴中轴线方向上，A和α的顶点的距离为N，N在-0.1D～+0.5D之间，D为喷嘴内径。

所述混合腔的宽度与燃烧器处理量呈正比，燃烧器处理量指通过燃烧器的燃料气与助燃空气的总流量。

所述预混腔和喷嘴均设置在燃烧器通道中，混合腔是燃烧器通道的一部分。

所述燃烧器通道、预混腔、混合腔和喷嘴均呈圆筒形。

所述燃烧器通道、预混腔和喷嘴为一体化结构，喷嘴安装于燃烧器通道的一侧，混合腔为管状结构。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型在煤化工托普索硫酸装置酸雾控制器中的实施例。

具体实施方式

如图1所示，一种适用于富氢燃料的内混式燃气燃烧器，包括带有燃气进口1和空气进口2的燃烧器通道3、与燃烧器通道3相接通的预混腔4、与预混腔4相接通的混合腔5、与混合腔5相接通的喷嘴6，在预混腔4中开设有至少5个均布在混合腔主体中的以螺旋状排列的腔道7，该螺旋状排列的腔道7的进口开设在预混腔4的一个端面上，在预混腔4的另一个端面上开设有至少5个螺旋状排列的腔道出口，预混腔4的螺旋状排列的腔道出口外侧为混合腔5，对应混合腔一侧的喷嘴6的入口相对于喷嘴内壁圆周带有向外倾斜的空气喷射角α，喷嘴6的出口相对于喷嘴内壁圆周带有向外倾斜的夹角β。

混合腔腔道喷嘴的喷射方向即喷嘴6的入口，相对于喷管入口内壁圆周切线保持一定角度α，且混合腔出口与喷管中间有一定距离，这是为了使燃烧用混合气在喷嘴处产生旋流和负压，由于这种旋流的作用和空间的改变，使得在喷嘴内形成负压，负压使燃烧气循环流动，因而促进燃烧，该空气喷射角α最大为60°，最好是取20°～40°，可使空气旋流稳定。

所述空气喷射角α为20°～40°或者60°，保证空气旋流稳定，所述喷嘴出口相对于喷嘴内壁圆周带有向外开放的夹角β为40°～60°或者60°，保证气体燃烧后火焰不回火，不烧坏喷嘴，同时火型完美。