[发明专利]一种氢燃料燃烧装置

说明书

本发明公开了一种氢燃料燃烧装置，中心燃料筒、中心风筒、旋流风筒和直流风筒由内到外依次同轴设置，若干个回喷预混喷枪设置于旋流风筒与直流风筒与之间，若干个回喷预混喷枪沿旋流风筒的周向均匀设置；若干个主燃料喷枪均匀设置于直流风筒的外周；主燃料喷枪的喷嘴外周同轴套设有第一喇叭烟气卷席装置，第一喇叭烟气卷席装置为筒状，第一喇叭烟气卷席装置的两端均设为喇叭口，第一喇叭烟气卷席装置两端喇叭口之间的部位为第一喇叭烟气卷席装置的喉部，主燃料喷枪的喷嘴位于第一喇叭烟气卷席装置的喉部。本发明能够从燃烧侧利用燃烧产生的烟气降低助燃风里面的氧含量，从而降低烟气温度控制热力型NOx生成。

技术领域

本发明属于氢燃料超低氮清洁燃烧技术领域，涉及一种氢燃料燃烧装置。

背景技术

目前氢燃料是公认的清洁低碳燃料，氢燃料燃烧可以获取能量，降低碳排放，但是存在着诸多缺陷，如能量品位低及由于较高的燃烧温度所产生的氮氧化物NOx污染，传统的燃烧装置燃用氢气就具有很高的NOx排放.目前有一些可应用的方法来降低氢燃料燃烧的NOx的排放，如浓淡燃烧技术、富氧燃烧。浓淡燃烧影响氢的NOx排放的主要因素：淡氢气侧空气的过量系数；整体空气当量比和供应热量的大小，其控制过程相对复杂。氢与纯氧的燃烧技术，氢燃烧生成的污染物主要就是NOx，如果能够在氢燃烧的过程中降低氮的浓度，这对于控制NOx的排放无疑是十分有效的。降低氮浓度的方法在空气燃烧时是不可能的，但是在使用富氧空气或纯氧作为氧化剂燃烧时可以形成低氮燃烧。纯氧燃烧不仅在理论上可以使得热力型NOx的生成降为零，而且，由于燃烧气体中不含有与热辐射有关的氮气，因而具有能强化火焰的辐射传热以及提高传热效率的优点，彻底消除NOx的生成，从而实现氢燃烧的零排放。不过该技术在实际应用还存在一些问题，如制纯氧的高能耗，燃烧器对高温火焰的耐受性以及当燃烧器里混入被视为杂质的微量氮气或空气就会产生高浓度的NOx等急待解决的问题。

综上，现有技术在利用氢燃料存在技术复杂以及能耗大这些问题，因此亟需提供新的技术方案来实现氢燃料燃烧过程中NOx的排放。

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氢燃料燃烧装置，该装置能够从燃烧侧利用燃烧产生的烟气降低助燃风里面的氧含量，从而降低烟气温度控制热力型NOx生成，具有结构简单成本较低的特点。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种氢燃料燃烧装置，包括中心燃料筒、中心风筒、旋流风筒、若干个回喷预混喷枪、直流风筒和若干个主燃料喷枪，所述中心燃料筒、中心风筒、旋流风筒和直流风筒由内到外依次同轴设置，所述若干个回喷预混喷枪设置于所述旋流风筒与所述直流风筒与之间，所述若干个回喷预混喷枪沿所述旋流风筒的周向均匀设置；所述若干个主燃料喷枪均匀设置于所述直流风筒的外周；

所述主燃料喷枪的喷嘴外周同轴套设有第一喇叭烟气卷席装置，所述第一喇叭烟气卷席装置为筒状，所述第一喇叭烟气卷席装置的两端均设为喇叭口，所述第一喇叭烟气卷席装置两端喇叭口之间的部位为第一喇叭烟气卷席装置的喉部，所述主燃料喷枪的喷嘴位于所述第一喇叭烟气卷席装置的喉部。

优选的，所述第一喇叭烟气卷席装置上位于所述主燃料喷枪喷嘴喷射方向一侧的喇叭口口部的切线与所述第一喇叭烟气卷席装置的轴线夹角为45°～70°；

所述第一喇叭烟气卷席装置另一喇叭口口部的切线与所述第一喇叭烟气卷席装置的轴线垂直。

优选的，所有回喷预混喷枪的外围套设有第二喇叭烟气卷席装置，所述第二喇叭烟气卷席装置位于所述直流风筒的出口侧；

所述第二喇叭烟气卷席装置的两端均设为喇叭口，所述第二喇叭烟气卷席装置两端喇叭口之间的部位为第二喇叭烟气卷席装置的喉部，所述中心燃料筒的出口、中心风筒的出口、旋流风筒的出口和回喷预混喷枪的出口均位于所述第二喇叭烟气卷席装置的喉部。