[发明专利]一种空气引射煤气预混卷吸烟气预热蓄热体燃烧装置

说明书

本发明涉及空气引射煤气预混卷吸烟气预热蓄热体燃烧装置，实现在可控氧浓度下的空煤气快速均混、高温烟气回流预热、蓄热体中高强度燃烧，达到高效，低氮无污染排放的问题。燃烧装置墙体是包含承压承重结构层与保温层的墙体，燃烧室内环墙是承压承重墙体结构，空气煤气混合装置的煤气进口管和空气进口管设置在燃烧装置墙体的外侧，分别连通煤气和空气分配环道，煤气分配环道内侧的煤气出口通道向内连通气流预混环槽，空气分配环道内侧的空气出口通道转折向上连通空气喷出口，空气喷出口向上连通气流预混环槽的底部，气流预混环槽收缩向上形成预混气流喷出环缝；本发明实现工业炉窑的控氧、控燃、控温，达到高效、节能、低氮、环保之目的。

技术领域

本发明涉及气体燃料燃烧装置，特别是适合于低热值煤气获取高温烟气的热风炉、锅炉、加热炉、熔炼炉、回转窑、隧道窑、梭式窑等工业炉窑类热利用设备使用的一种空气引射煤气预混卷吸烟气预热蓄热体燃烧装置。

背景技术

工业炉窑是工业生产热利用必不可少的重要设备，目前，在工业炉窑的应用领域，针对燃烧不同燃气的条件下，既能获得高效可控的完全燃烧，又能有效降低燃烧过程中氮氧化物（NOx）的生成量，已经成为燃烧装置实现高效、节能、环保与安全使用的主要技术方向。为此，在工业炉窑燃烧器的结构设计上除了必须实现快速均匀混合与高强度稳定燃烧外，还要针对不同的燃气品种实现燃烧过程的调节与可控，最终在获取高温热能的同时，使得氮氧化物的排放符合相关规定。因此，对氮氧化物可控的气体燃料燃烧对燃烧装置、燃烧室结构、以及相互间的合理配置等提出了更高的技术要求。

纵观目前各种工业炉窑使用的气体燃烧器，由于结构上存在的问题，在使用中明显存在诸多技术问题，如，因倾向于煤（燃）气与空气之间的边混合边燃烧的扩散燃烧方式或先部分预混的半预混燃烧方式，从而造成煤（燃）气与空气不能充分且均匀地混合与燃烧，燃烧过程的空气量（氧浓度）得不到有效控制和利用，不仅仅导致燃烧装置的燃烧强度和燃烧效率得不到提升，而且出现低燃烧温度（平均温度）下，烟气中氮氧化物含量超标。分析原因在于，燃烧过程中存在局部高温与烟气中氧含量过高，对于长焰燃烧而言，在其混合燃烧的火焰锋面的空气侧，存在局部的高温与充裕的氧浓度，从而形成氮氧化物浓度生成的不可控状态。

此外，对于高炉热风炉类，以蓄热体为传热介质的周期性蓄热式热交换设备，通过部分煤气与空气在蓄热体中燃烧以提高蓄热体温度是获得高热风温度的主要技术措施。如果采用预混燃烧后进入蓄热体，就必然使得热风炉的热风温度难以提升。因此，必须采用部分煤气与空气的预混气流在蓄热完成体燃烧过程，还必须是带有烟气回流的燃烧过程，这样才有可能在获得高热风温度的同时，实现煤气与空气的预混控氧的低氮燃烧。基于上述情况，提出一种实现稳定高热风温度，或者使低热值煤气燃烧获得高烟气温度的新结构的燃烧装置，用以完成气体燃料燃烧中的助燃空气高速引射煤气，实现充分均匀预混并卷吸高温烟气预热的蓄热体辅助燃烧的燃烧过程，即一种空气引射煤气预混卷吸烟气预热蓄热体中燃烧的燃烧装置势在必行。

发明内容

针对上述情况，为克服热利用设备在燃烧技术上的缺陷，本发明之目的就是提出一种空气引射煤气预混卷吸烟气预热蓄热体燃烧装置，可有效实现在可控氧浓度下的空煤气快速均混、高温烟气回流预热、蓄热体中高强度燃烧的燃烧过程，达到高燃烧温度（高蓄热体温度）与低氮氧化物生成的燃烧效果，使气体燃料燃烧不需要设置烟气脱氮（硝）装置就能实现低氮无污染排放成为可能的问题。