[发明专利]一种空气燃料多层立体分级低氮气体燃烧器

说明书

本发明公开一种空气燃料多层立体分级低氮气体燃烧器，通过中心风筒、中心风筒与内旋流风筒之间的环形腔、内旋流风筒与外直流风外筒之间的环形腔、外直流风外筒与外二次风外筒之间的环形腔能够形成四级助燃气体，中心燃料枪、内一次燃料枪、外一次燃料枪和二次燃料枪喷出的气体燃料能够与上述四级助燃气体混合，一方面能够实现在整个燃烧器在燃烧端中心区域欠氧、外圈富氧燃烧模式，降低中心区域燃料的聚集程度及燃烧初期的剧烈程度，从而降低了燃烧温度，抑制热力型NOx生成；另一方面在尽可能将燃料扩散到外圈进行燃烧的同时中心布置直流及旋流风，保证了中心区域火焰混合稳定性，提高了燃烧效率，降低氮氧化物的排放。

技术领域

本发明属于超低氮清洁燃烧技术领域，涉及一种空气燃料多层立体分级低氮气体燃烧器。

背景技术

近年来，能源的需求量和价格都不断攀升，而能源供给却相对紧张，能源缺口问题日趋显著，同时全球环境问题不断凸显，譬如气候变暖、酸雨和光化学烟雾问题，使得环境问题日益受到社会关注，目前，世界能源供给主要依赖于化石能源，燃烧是其能源转换的主要方式，它将燃料的化学能转换为热能，通过燃烧矿物燃料所获得的能量占世界总能量消耗的90％以上，节能减排任务艰巨。

气体燃料具有较高的燃烧效率和低污染排放等特点，所以气体燃料作为清洁能源广泛应用于电力、化工、冶金、建材等行业的工业炉(窑)及锅炉中。而作为其关键设备的气体燃烧器，研究不断取得进展。但对它的研究主要集中在对燃烧器的性能改进方面。而对污染物控制方面关注的还远远不够。

根据标准，燃气锅炉(包括低热值燃气锅炉)的NOx排放质量浓度控制标准为50mg/m³(标态，3.5％O₂)。燃用低热值或天然气等燃料通过低氮燃烧器能将NOx排放控制在80mg/m³以下，在此基础上利用烟气再循环技术能将NOx排放控制在50mg/m³以下，但石油化工等行业气体燃料里面含有大量H₂以及高烷烃等成分，燃烧初期燃烧剧烈，温度高，氮氧化物排放偏高。NOx排放在200～300mg/m³，在此基础上采用以上技术手段，NOx排放很难控制在50mg/m³以下。而目前燃用该气体燃料的燃烧器依旧利用传统低氮技术分级，效果欠佳。因此急需开发出适用于该种气体燃料的低NOx燃烧器以满足最新的环保标准。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种空气燃料多层立体分级低氮气体燃烧器，该燃烧器具有高燃烧效率及低氮氧化物排放的特点。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种空气燃料多层立体分级低氮气体燃烧器，包括中心风筒、内旋流风外筒、外直流风外筒、外二次风外筒、中心燃料枪、内一次燃料枪、外一次燃料枪、二次燃料枪、内旋流盘和外旋流盘；

外二次风外筒套设于外直流风外筒的外部，外直流风外筒套设于内旋流风外筒的外部，内旋流风外筒套设于中心风筒的外部，中心风筒、内旋流风外筒、外直流风外筒和外二次风外筒的一端为燃烧端；

内旋流盘和外旋流盘设置于所述燃烧端，其中，内旋流盘设置于内旋流风外筒与中心风筒之间的环形腔内，外旋流盘设置于外二次风外筒与外直流风外筒之间的环形腔内；

中心燃料枪设置于中心风筒内，内旋流风外筒与中心风筒之间的环形腔内沿周向均布有若干内一次燃料枪，外直流风外筒与内旋流风外筒之间的环形腔内沿周向均布有若干外一次燃料枪，外二次风外筒与外直流风外筒之间的环形腔内沿周向均布有若干二次燃料枪，其中，中心燃料枪的喷口、内一次燃料枪的喷口、外一次燃料枪的喷口和二次燃料枪的喷口设置于所述燃烧端。

优选的，中心风筒在其燃烧端设有布风板，中心燃料枪穿出布风板，布风板上开设有通风孔。