[实用新型]三层套管燃烧咀及具有该燃烧咀的燃烧器和锅炉

说明书

本实用新型提供一种三层套管燃烧咀，包括内层套管、中层套管和外层套管，内层套管的出口端、中层套管的出口端和外层套管的出口端依次嵌套，内层套管的入口端通入含有氨气的混合气，中层套管的入口端通入火焰传播速度高于氨气的燃料，外层套管的入口端通入空气。该燃烧咀可以实现含有氨气的混合气与火焰传播速度高于氨气的燃料充分混合，从而解决氨燃料没有完全燃烧造成的燃料浪费问题，并且显著减少有害气体的产生。本实用新型还公开了一种具有上述燃烧咀的燃烧器和锅炉。

技术领域

本实用新型涉及用于将燃料混合的装置，尤其涉及一种套管燃烧咀，以及具有该燃烧咀的燃烧器。

背景技术

目前的依靠热量供给运转的装置如锅炉、热水器、燃气轮机等仍是人类社会高速发展的基石。由于热量的供给仍是由不可再生的化石燃料如煤、石油等的燃烧而来，不仅污染地球环境，大量排放二氧化碳造成臭氧层破坏等严重后果，并且化石燃料也已经接近枯竭，寻找可持续的替代能源成为了全世界重点关注的焦点。

氨燃料具有高热值、高辛烷值性质，燃烧产物只有氮气和水无污染可循环利用，是一种清洁燃料。我国是目前世界上氨产量和用量最多的国家，占世界总产量的1/3左右，具有较为全面系统的氨生产布局，有望逐步实现从现有的化石能源转向可再生的氨能源。但是氨的燃点高，有可能出现燃烧不充分的现象。为了使氨更充分的燃烧往往添加烃类或者氢燃料作为助燃剂。因此使用氨与其他易燃燃气如天然气、水煤气等燃气组成热水器的混合燃料可保证氨的充分燃烧又减少化石燃料的使用。但如何实现氨气连同另一种火焰传播速度高于氨气的燃料的混合使用作为工程应用问题上引起广泛关注。目前可以应用的其他混合装置由四通结构(十字型)、三通结构(T字型)等只是单纯将氨气和另一种火焰传播速度高于氨气的燃料汇集在一起，再进入燃烧室燃烧。由于氨气燃烧速度缓慢，火焰传播速度小，难以及时燃烧完全，导致氨燃料没有完全燃烧造成燃料浪费并且产生有害气体，因而现有技术中的类似气体混合装置无法实现氨气的完全燃烧。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种三层套管燃烧咀，以克服现有技术中氨气和另一种烃类燃气混合后存在的氨气无法完全燃烧问题。

本实用新型解决该技术问题所采用的技术方案之一是：

三层套管燃烧咀，包括内层套管、中层套管和外层套管。内层套管的出口端、中层套管的出口端和外层套管的出口端依次嵌套，内层套管的入口端通入含有氨气的混合气。中层套管的入口端通入火焰传播速度高于氨气的燃料，外层套管的入口端通入空气。在本实用新型的燃烧咀中，内层套管被中层套管嵌套，可以实现内层套管中的含有氨气的混合气与中层套管中的火焰传播速度高于氨气的燃料充分混合。由于氨的火焰传播速度慢，气态氨在混入火焰传播速度高于氨气的燃料后可以加速氨的燃烧，从而解决氨燃料没有完全燃烧造成的燃料浪费问题，并且显著减少有害气体的产生。

进一步地，所述中层套管的出口包绕所述内层套管的出口。从而实现火焰传播速度高于氨气的燃料包裹含有氨气的混合气的技术效果。现有技术的四通结构(十字型)和三通结构(T字型)混合装置均无法实现火焰传播速度高于氨气的燃料包裹含有氨气的混合气的技术效果。

进一步地，所述外层套管的出口包绕所述中层套管的出口。从而防止氨向四周环境中扩散，实现混合燃料在外层套管出口喷出的空气气氛下充分燃烧。

进一步地，所述内层套管、中层套管和外层套管的径向中心轴重合。各层套管内的气流更为通畅，且更易加工和制造。

进一步地，该火焰传播速度高于氨气的燃料可以为：含有氢气、天然气、水煤气、石油气、煤油、汽油、柴油、甲醇、乙醇、乙醚或二甲醚的燃料。火焰传播速度高于氨气的燃料起到辅助含有氨气的混合气燃烧的作用。