本發(fā)明屬于加熱爐，具體涉及一種高熱值燃氣的低氮燃燒加熱爐和低氮燃燒方法。

背景技術：

1、氮氧化物氣體是危害最大、最難處理的大氣污染物之一。隨著經濟的迅猛發(fā)展，有效控制氮氧化物造成的大氣污染已刻不容緩。低氮氧化物燃燒技術是通過改進燃燒設備或控制燃燒條件，以降低燃燒尾氣中nox濃度的各項技術。燃燒過程中nox生成的主要因素是燃燒溫度、煙氣在高溫區(qū)的停留時間、煙氣中各種組分的濃度以及混合程度，因此，改變空氣-燃氣比、燃燒空氣的溫度、燃燒區(qū)冷卻的程度和燃燒器的形狀設計都可以減少燃燒過程中氮氧化物的生成。工業(yè)上多以減少過?？諝夂筒捎梅侄稳紵煔庋h(huán)和低溫空氣預熱、特殊燃燒器等方法達到目的。

技術實現思路

1、為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種高熱值燃氣的低氮燃燒加熱爐和低氮燃燒方法，通過外部煙氣循環(huán)降低燃氣熱值，從而降低燃燒區(qū)中心燃燒溫度，通過漸縮噴口形式提高噴出流速，使得噴出速度高于60?m/s，甚至90?m/s以上，高速噴出燃氣通過卷吸爐內高溫煙氣，進一步稀釋燃氣、降低燃氣熱值，降低燃燒尾氣中nox濃度，使得爐內燃燒更為均勻，提高爐內溫度均勻性。

2、本發(fā)明是這樣實現的，提供一種高熱值燃氣的低氮燃燒加熱爐，包括加熱爐爐體、多個低氮燃燒組件、高熱值燃氣輸送系統、空氣輸送系統和循環(huán)煙氣系統，多個低氮燃燒組件設置在加熱爐爐體的加熱區(qū)，每個低氮燃燒組件包括空氣助燃燒嘴和設置在空氣助燃燒嘴旁邊的一個混合氣體噴嘴，高熱值燃氣輸送系統包括燃氣供氣主管路，空氣輸送系統包括空氣供氣主管路，循環(huán)煙氣系統包括循環(huán)煙氣主管路，空氣助燃燒嘴分別通過燒嘴燃氣供氣支路和燒嘴空氣供氣支路與燃氣供氣主管路和空氣供氣主管路連接，混合氣體噴嘴分別通過噴嘴燃氣供氣支路和噴嘴循環(huán)煙氣支路與燃氣供氣主管路和循環(huán)煙氣主管路連接。

3、優(yōu)選的，在所述空氣助燃燒嘴的旁邊還設有一個空氣高速噴管，空氣高速噴管通過燒嘴-噴嘴連接支路與所述燒嘴空氣供氣支路連接或直接與所述空氣供氣主管路連接。

4、進一步優(yōu)選，所述空氣助燃燒嘴的旁邊還設有一個混合氣體噴嘴，兩個混合氣體噴嘴各自通過一個所述噴嘴燃氣供氣支路和一個所述噴嘴循環(huán)煙氣支路與所述燃氣供氣主管路和所述循環(huán)煙氣主管路連接。

5、進一步優(yōu)選，所述混合氣體噴嘴包括混合器和噴管結構，混合器包括第一氣體管道、第二氣體管道和混合管道，第二氣體管道從第一氣體管道的上方伸入到第一氣體管道內，混合管道與第一氣體管道連接；噴管結構包括外部套管和內部噴管，混合管道與內部噴管連接，外部套管與內部噴管之間的縫隙靠近混合管道的一端為封閉端，另一端為開放端，在外部套管靠近混合管道的一端設有冷卻氣體接口管。

6、進一步優(yōu)選，所述第一氣體管道包括依次連接的第一氣體直管道和第一氣體縮徑管道；所述混合管道包括依次連接的第一混合直管道、混合縮徑管道和第二混合直管道，第一混合直管道與第一氣體縮徑管道連接；

7、所述第二氣體管道包括依次連接的第二氣體第一直管道、第二氣體縮徑管道、第二氣體彎頭和第二氣體第二直管道，第二氣體管道從第二氣體彎頭開始的位置插入第一氣體管道，第二氣體第二直管道與第一氣體管道同軸。

8、進一步優(yōu)選，所述內部噴管包括依次連接的第一噴管直管道、噴管縮徑管道和第二噴管直管道，第一噴管直管道與所述混合管道連接；

9、所述外部套管包括依次連接的套管直管道和套管縮徑管道，套管直管道套在第一噴管直管道和部分噴管縮徑管道的外面，套管縮徑管道套在剩余的噴管縮徑管道和部分第二噴管直管道的外面，剩余的第二噴管直管道伸出套管縮徑管道。

10、進一步優(yōu)選，在所述外部套管與所述內部噴管之間的縫隙中，設有旋流片；在外部套管的外部設有連接套環(huán)。

11、本發(fā)明提供一種高熱值燃氣的低氮燃燒方法，基于上述的高熱值燃氣的低氮燃燒加熱爐，加熱爐剛開始工作時，處于低溫狀態(tài)，只使用所述空氣助燃燒嘴，當加熱爐內溫度大于等于設定溫度值時，關閉所述燒嘴燃氣供氣支路，開啟所述混合氣體噴嘴，實現低氮燃燒。

12、本發(fā)明提供一種高熱值燃氣的低氮燃燒方法，基于上述的高熱值燃氣的低氮燃燒加熱爐，加熱爐剛開始工作時，處于低溫狀態(tài)，只使用所述空氣助燃燒嘴，當加熱爐內溫度大于等于設定溫度值時，關閉空氣助燃燒嘴，開啟所述混合氣體噴嘴和所述空氣高速噴管，實現低氮燃燒。

13、本發(fā)明提供一種高熱值燃氣的低氮燃燒方法，基于上述的高熱值燃氣的低氮燃燒加熱爐，加熱爐剛開始工作時，處于低溫狀態(tài)，只使用所述空氣助燃燒嘴，當加熱爐內溫度大于等于設定溫度值時，關閉空氣助燃燒嘴，開啟兩個所述混合氣體噴嘴，實現低氮燃燒。

14、與現有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：

15、本發(fā)明提供一種高熱值燃氣的低氮燃燒加熱爐和低氮燃燒方法，可以用于煙氣與高熱值燃料、煙氣與空氣或者煙氣與氧氣之間的混合，高熱值燃料可以使天然氣、焦爐煤氣等，將混合器噴嘴作為燒嘴的一部分，降低燃料燃燒所需的空氣量，從而降低了燃燒產物中氮的含量，保證了燃燒效果，并且節(jié)約能源，保護環(huán)境。

技術特征：

1.一種高熱值燃氣的低氮燃燒加熱爐，其特征在于，包括加熱爐爐體（10）、多個低氮燃燒組件、高熱值燃氣輸送系統（40）、空氣輸送系統（50）和循環(huán)煙氣系統（60），多個低氮燃燒組件設置在加熱爐爐體（10）的加熱區(qū)，每個低氮燃燒組件包括空氣助燃燒嘴（20）和設置在空氣助燃燒嘴（20）旁邊的一個混合氣體噴嘴（30），高熱值燃氣輸送系統（40）包括燃氣供氣主管路（401），空氣輸送系統（50）包括空氣供氣主管路（501），循環(huán)煙氣系統（60）包括循環(huán)煙氣主管路（601），空氣助燃燒嘴（20）分別通過燒嘴燃氣供氣支路（402）和燒嘴空氣供氣支路（502）與燃氣供氣主管路（401）和空氣供氣主管路（501）連接，混合氣體噴嘴（30）分別通過噴嘴燃氣供氣支路（403）和噴嘴循環(huán)煙氣支路（602）與燃氣供氣主管路（401）和循環(huán)煙氣主管路（601）連接。

2.根據權利要求1所述的高熱值燃氣的低氮燃燒加熱爐，其特征在于，在所述空氣助燃燒嘴（20）的旁邊還設有一個空氣高速噴管（70），空氣高速噴管（70）通過燒嘴-噴嘴連接支路（201）與所述燒嘴空氣供氣支路（502）連接或直接與所述空氣供氣主管路（501）連接。

3.根據權利要求1所述的高熱值燃氣的低氮燃燒加熱爐，其特征在于，所述空氣助燃燒嘴（20）的旁邊還設有一個混合氣體噴嘴（30），兩個混合氣體噴嘴（30）各自通過一個所述噴嘴燃氣供氣支路（403）和一個所述噴嘴循環(huán)煙氣支路（602）與所述燃氣供氣主管路（401）和所述循環(huán)煙氣主管路（601）連接。

4.根據權利要求1-3任意一項所述的高熱值燃氣的低氮燃燒加熱爐，其特征在于，所述混合氣體噴嘴（30）包括混合器（310）和噴管結構（320），混合器（310）包括第一氣體管道（311）、第二氣體管道（312）和混合管道（313），第二氣體管道（312）從第一氣體管道（311）的上方伸入到第一氣體管道（311）內，混合管道（313）與第一氣體管道（311）連接；噴管結構（320）包括外部套管（321）和內部噴管（322），混合管道（313）與內部噴管（322）連接，外部套管（321）與內部噴管（322）之間的縫隙靠近混合管道（313）的一端為封閉端，另一端為開放端，在外部套管（321）靠近混合管道（313）的一端設有冷卻氣體接口管（323）。

5.根據權利要求4所述的高熱值燃氣的低氮燃燒加熱爐，其特征在于，所述第一氣體管道（311）包括依次連接的第一氣體直管道（311-2）和第一氣體縮徑管道（311-1）；所述混合管道（313）包括依次連接的第一混合直管道（313-1）、混合縮徑管道（313-2）和第二混合直管道（313-3），第一混合直管道（313-1）與第一氣體縮徑管道（311-1）連接；

6.根據權利要求4所述的高熱值燃氣的低氮燃燒加熱爐，其特征在于，所述內部噴管（322）包括依次連接的第一噴管直管道（322-1）、噴管縮徑管道（322-2）和第二噴管直管道（322-3），第一噴管直管道（322-1）與所述混合管道（313）連接；

7.根據權利要求4所述的高熱值燃氣的低氮燃燒加熱爐，其特征在于，在所述外部套管（321）與所述內部噴管（322）之間的縫隙中，設有旋流片（324）；在外部套管（321）的外部設有連接套環(huán)（321-3）。

8.一種高熱值燃氣的低氮燃燒方法，其特征在于，基于權利要求1所述的高熱值燃氣的低氮燃燒加熱爐，加熱爐剛開始工作時，處于低溫狀態(tài)，只使用所述空氣助燃燒嘴（20），當加熱爐內溫度大于等于設定溫度值時，關閉所述燒嘴燃氣供氣支路（402），開啟所述混合氣體噴嘴（30），實現低氮燃燒。

9.一種高熱值燃氣的低氮燃燒方法，其特征在于，基于權利要求2所述的高熱值燃氣的低氮燃燒加熱爐，加熱爐剛開始工作時，處于低溫狀態(tài)，只使用所述空氣助燃燒嘴（20），當加熱爐內溫度大于等于設定溫度值時，關閉空氣助燃燒嘴（20），開啟所述混合氣體噴嘴（30）和所述空氣高速噴管（70），實現低氮燃燒。

10.一種高熱值燃氣的低氮燃燒方法，其特征在于，基于權利要求3所述的高熱值燃氣的低氮燃燒加熱爐，加熱爐剛開始工作時，處于低溫狀態(tài)，只使用所述空氣助燃燒嘴（20），當加熱爐內溫度大于等于設定溫度值時，關閉空氣助燃燒嘴（20），開啟兩個所述混合氣體噴嘴（30），實現低氮燃燒。

技術總結
本發(fā)明屬于加熱爐技術領域，具體涉及一種高熱值燃氣的低氮燃燒加熱爐和低氮燃燒方法，包括加熱爐爐體、多個低氮燃燒組件、高熱值燃氣輸送系統、空氣輸送系統和循環(huán)煙氣系統，每個低氮燃燒組件包括空氣助燃燒嘴和設置在空氣助燃燒嘴旁邊的一個混合氣體噴嘴，空氣助燃燒嘴分別通過燒嘴燃氣供氣支路和燒嘴空氣供氣支路與燃氣供氣主管路和空氣供氣主管路連接，混合氣體噴嘴分別通過噴嘴燃氣供氣支路和噴嘴循環(huán)煙氣支路與燃氣供氣主管路和循環(huán)煙氣主管路連接。本發(fā)明將混合氣體噴嘴作為燒嘴的一部分，降低燃料燃燒所需的空氣量，從而降低了燃燒產物中氮的含量，保證了燃燒效果，節(jié)約能源，保護環(huán)境。

技術研發(fā)人員：李坤鵬,劉晶晶,白鳳
受保護的技術使用者：沈陽東翼節(jié)能科技有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/10/21