[实用新型]一种多级掺混式低氮热风炉

说明书

本实用新型公开了一种多级掺混式低氮热风炉，由燃烧器、炉膛、旋流装置、风箱、炉壳和热风炉出口组成，所述的燃烧器为浓淡燃烧器，所述炉膛为多级阶梯炉膛，其中各级炉膛的长度沿燃烧方向逐级变短，各级炉膛的直径沿燃烧方向逐级增大；所述旋流装置为多级旋流装置，所述旋流装置设置在所述炉膛的阶梯处，所述炉膛和所述炉壳之间的间隙为风道。本实用新型结构简单，维修方便，通过燃气、烟气多级掺混，在炉膛内部燃烧火焰温度低，烟气温均匀下降，有效控制局部温度过高的现象，因而产生的NOX排放大大的减少达到排放标准要求。

技术领域

本实用新型涉及工业用燃气烟气热风炉，特别是一种掺混式低氮热风炉，主要用途是为钢厂、冶炼厂、水泥生产、化工、粮食烘干行业等企业提供烘干或者加热的烟气热源。

背景技术

热风炉作为热动力机械，于20世纪70年代末在我国开始广泛应用，它在许多行业已成为电热源和传统蒸汽动力热源的换代产品。热风炉品种多、系列全，以加煤方式分为手烧、机烧两种，以燃料种类分为煤、油、气炉等。随着节能减排的进行，传统的燃煤式热风炉逐渐被燃气式热风炉所取代。发展资源节约型、环境友好型经济已逐渐成为经济发展的主要方向，因此，国家对于供暖锅炉氮氧化物排放标准越来越严格，目前也有不少省市都出台了是用于本地的标准，如北京、郑州等地要求氮氧化物排放不能超过30mg，在工业上，现有的燃气烟气热风炉大都为200mg，已经不能满足排放要求了。为了在源头上降低NOx排放，有必要开发出一种排放不超过30mg的超低氮排放的燃气烟气热风炉。

发明内容

针对行业热风炉排放NOx超标的问题，本实用新型的目的在于提供一种结构简单、维修简单的超低氮排放的燃气烟气热风炉，该燃气烟气热风炉利用了火焰切割、氧浓淡、分级燃烧等技术，热风排放温度为100~900℃，热风中NO_X浓度在30mg/m³以下，完全符合国家环保对Nox最苛刻的排放要求。

本实用新型采用的技术方案是：一种多级掺混式低氮热风炉，由燃烧器、炉膛、旋流装置、风箱、炉壳和热风炉出口组成，所述的燃烧器为浓淡燃烧器，所述炉膛为多级阶梯炉膛，其中各级炉膛的长度沿燃烧方向逐级变短，各级炉膛的直径沿燃烧方向逐级增大；所述旋流装置为多级旋流装置，所述旋流装置设置在所述炉膛的阶梯处，所述炉膛和所述炉壳之间的间隙为风道。

所述旋流装置为径向旋流装置。

所述风道由带有开口的环形隔板分成多级风道。

多级阶梯炉膛的级数为2－10级。

多级阶梯炉膛的具体级数由出口温度确定，出口温度900℃时为2级炉膛；出口温度每降低100℃则增加一级炉膛，出口温度100℃时为10级炉膛。

本实用新型的工作原理描述如下：稀释风可以是回收烟气或者常温空气，通过位于炉头的风道进入炉壳内，再通过多级配风的旋流装置，分别进入多级阶梯炉膛内胆，进入每级炉膛内胆的部分稀释风和没有燃烧的高温燃气混合进行弥散性燃烧。首先在燃烧器的1级炉膛内对燃烧器配风量进行精确控制使得燃烧器初步燃烧区氧含量低，进行贫氧燃烧，部分没有燃烧的燃气和进入该级炉膛里面的稀释风被燃烧的火焰进行了加温同时也是对火焰的降温，被加热后的混合气体进入2级炉膛继续弥散性燃烧，同时通过多级配风的旋流装置的稀释风，掺混到正在燃烧的火焰烟气里面，对火焰再次降温，没有燃烧完成燃气继续进入3级炉膛，这样通过几个回合保证燃料被燃尽，由于燃烧温度低破坏掉了氮氧化物的产生条件，又由于多级阶梯炉膛设计，确保了燃烧温度场足够，使得火焰温度不会一下子突然下降而产生燃烧不完全的情况。最后燃烧完成的烟气和稀释风掺混在一起的工艺烟气通过热风炉出口提供给后续设备。

本实用新型稀释风通过热风炉窑头进入热风炉本体内，通过多次级配风的旋流装置进入多级阶梯炉膛内胆，配合多级燃烧的燃烧器，燃气在炉膛内半弥散性燃烧，使得整个炉膛内胆里面火焰温度场的温度均匀，火焰温度不偏高、这样氮氧化物产生的条件被破坏掉了，这样一来热风炉的氮氧化物排放相当低了。