[发明专利]一种预混型富氢废气掺烧燃烧器

说明书

本发明公开了一种预混型富氢废气掺烧燃烧器，燃料筒的出口端伸入助燃风筒中并与助燃风筒同轴安装，助燃风筒上在燃料筒出口端的上游位置设有助燃风入口，冷却外壳设置于助燃风筒内并与助燃风筒同轴，冷却外壳的一端与助燃风筒连接，冷却外壳该端与助燃风筒的连接点位于助燃风入口的下游，冷却外壳的另一端延伸至助燃风筒的出口端；燃料筒的出口端伸入冷却外壳内；燃料筒的出口端安装有径向喷枪，稳燃钝体的一端与燃料筒出口端连接，稳燃钝体的另一端延伸至助燃风筒的端部；一级预混旋流器设置于燃料筒和冷却外壳之间并位于径向喷枪的上游；燃料筒和冷却外壳之间在径向喷枪的下游依次设置预混室和二级预混旋流器。本发明能够防止机组结焦以及火焰的稳燃性。

技术领域

本发明属于富氢废气安全稳定低氮燃烧、燃烧器设计领域，具体涉及一种预混型富氢废气掺烧燃烧器。

背景技术

在化工、冶金等行业，其众多生产工艺中往往伴随产生富含氢气的可燃废气混合物，如高炉煤气、甲醇尾气、电石尾气等。该类废气虽富含氢气，但由于热值较低，且产量不稳定，无法为之建立独立的燃烧系统。工厂通常将其送往火炬系统对空燃烧，不仅造成环境污染，更伴随严重的能源浪费。

新的能源形势与要求下，废气掺烧作为锅炉的辅助燃烧系统，将原本送往火炬的富氢废气，送入锅炉参与燃烧，从而实现节能减排，被越来越多的工厂重视起来。国内气体燃烧器的研究大多聚焦于其在环境单一的纯燃气锅炉中的应用，而对工况较为复杂的煤-气掺烧系统中的废气掺烧燃烧器关注较少。而现有的掺烧系统设计中，大多将可燃废气通过管道直接喷向炉内，虽解决了能源浪费问题，但排放问题和系统燃烧稳定性却大打折扣，甚至频繁发生机组结焦等事故。因此，有必要针对废气掺烧系统，开发出新型的富氢燃气掺烧燃烧器，以满足废气再利用的同时，保障机组安全稳定运行的需求。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种预混型富氢废气掺烧燃烧器，本发明能够防止机组结焦以及火焰的稳燃性。

本发明采用的技术方案如下：

一种预混型富氢废气掺烧燃烧器，包括燃料筒、助燃风筒、一级预混旋流器、二级预混旋流器、预混室、稳燃钝体及冷却外壳；

燃料筒的出口端伸入助燃风筒中并与助燃风筒同轴安装，助燃风筒上在燃料筒出口端的上游位置设有助燃风入口，冷却外壳设置于助燃风筒内并与助燃风筒同轴，冷却外壳的一端与助燃风筒连接，冷却外壳该端与助燃风筒的连接点位于助燃风入口的下游，冷却外壳的另一端延伸至助燃风筒的出口端；燃料筒的出口端伸入冷却外壳内；

燃料筒的出口端安装有径向喷枪，稳燃钝体的一端与燃料筒出口端连接，稳燃钝体的另一端延伸至助燃风筒的端部；

一级预混旋流器设置于燃料筒和冷却外壳之间并位于径向喷枪的上游；燃料筒和冷却外壳之间在径向喷枪的下游依次设置预混室和二级预混旋流器。

优选的，本发明预混型富氢废气掺烧燃烧器还包括环形助燃风流道隔层，环形助燃风流道隔层设置于燃料筒和助燃风筒之间并与燃料筒同轴设置；环形助燃风流道隔层的一端与冷却外壳靠近助燃风入口的端部连接，环形助燃风流道隔层的另一端延伸至燃风入口的上游；环形助燃风流道隔层与助燃风筒之间以及环形助燃风流道隔层与燃料筒之间均形成助燃风流通的环形通道。

优选的，冷却外壳内设有能够利用助燃风入口进入的助燃风进行冷却的冷却风腔室，冷却风腔室的冷却风入口位于冷却外壳靠近助燃风入口一侧的端部，冷却风腔室的冷却风出口位于预混室和二级预混旋流器之间并能够向冷却外壳的内腔吹风；

冷却风入口和冷却风出口均为圆环形。

优选的，预混室采用文丘里式预混室，二级预混旋流器设置于文丘里式预混室的出口。

优选的，所述冷却风出口位于二级预混旋流器的入口且出风方向与燃料筒轴向垂直。

优选的，冷却风腔室外侧壁与助燃风筒之间的部分设为空腔结构。