專利名稱：煙氣循環(huán)高溫空氣節(jié)能環(huán)保燃燒技術的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種鍋爐燃燒設備中的燃燒技術，特別是在工業(yè)鍋爐、冶金加熱爐、熱 風爐、輥底爐、陶瓷爐窯等等燃燒器上廣泛使用的煙氣循環(huán)高溫空氣節(jié)能環(huán)保燃燒技術。
背景技術：
隨著環(huán)保要求的日益提高，脫硫、脫硝已被廣泛重視，脫硫主要在燃煤電廠實施， 而脫銷就不僅在電站鍋爐需要實施，在一般工業(yè)爐窯，如水泥回轉窯、冶金加熱爐等等都需 要實施。如果能在生產的初始環(huán)節(jié)把污染物控制住，無疑會對治理環(huán)節(jié)減輕壓力和成本。傳統(tǒng)鍋爐或加熱爐燃燒器，其燃燒方式均為簡單、低效燃燒。其特點是燃料與空氣 通過緩慢和被動方式混合來完成燃燒過程，期間，燃料側，如為輕質燃料，則以常溫狀態(tài)噴 入爐膛，重質燃料(如煤粉、重油)會加熱到利于點燃的溫度(300°C以下)，對氣體燃料則 大部分情況則以環(huán)境溫度進行燃燒，而用于助燃的空氣則大多數(shù)情況以環(huán)境溫度進入爐體 燃燒，大型鍋爐裝有空氣換熱器，但即便有空氣換熱器，因其換熱率多為40%，空氣預熱溫度 通常不會超過400°C。理論證明空氣溫度每提高KKTC，可節(jié)約燃料5%。由于火焰的輻射 熱強度與火焰溫度的四次方成正比，因此，采用高溫空氣助燃，可以達到節(jié)約燃料的目的。但單純的高溫空氣燃燒，燃料可達到其理論(絕熱)火焰溫度2400°C，如此高的火 焰溫度很容易形成爐內局部過熱，煤粉爐容易形成燃燒器結焦，尤其對冶金加熱爐來講，鋼 坯的氧化燒損將會變得極為嚴重，影響鋼坯表面質量，產量也會隨之下降，同時，不管對何 種鍋爐，都會出現(xiàn)較高的NOx生成率。因為NOx生成都是熱力型的，在低溫下很難生成，火焰 輻射能力之所以隨溫度上升，一個決定性的因素就是NO的輻射作用開始顯現(xiàn)，也就是N2在 高溫下開始與O2反應。依靠燃燒器自身煙氣回流來抑制NOx的生成只在理論上存在可能， 具有很強的隨機性，不具有量化指標。NOx對人體危害遠超SO2,主要來自空氣中的N2,它會 影響中樞神經(jīng)系統(tǒng)，航空器如民航客機會產生NOx，但其排放高度較高，在10000m以上，對人 體無直接影響，但一般工業(yè)鍋爐煙囪較低，NOx會落到地面，隨呼吸進入人體。所以必須予以 高度重視，盡可能降低其產生率。如何在實現(xiàn)節(jié)約燃料的同時，能夠防止鍋爐結焦，又能減少工件氧化燒損，又能從 根本上抑制NOx的生成？減低對環(huán)境、對人體的侵害，一種新型燃燒技術應運而生，這就是 煙氣循環(huán)高風溫節(jié)能環(huán)保燃燒技術。

發(fā)明內容
煙氣循環(huán)高溫燃燒技術，實現(xiàn)真正的貧氧高溫燃燒，平抑理論火焰溫度，大幅節(jié)約 燃料，創(chuàng)造還原性煙氣環(huán)境，降低氧化燒損，雙向降低NOx的生成。既節(jié)能減排，又實現(xiàn)減硝 (NOx) ο


附圖是本發(fā)明煙氣循環(huán)高溫空氣節(jié)能環(huán)保燃燒技術的視圖。
具體實施例方式煙氣循環(huán)高溫空氣節(jié)能環(huán)保燃燒技術，是將燃料燃燒后的煙氣與助燃空氣混合后再一起加熱成高溫氣體，再與燃料進行燃燒。下面參照附圖對本發(fā)明內容作進一步闡述如圖所示，在鍋爐爐墻13原來的燃燒器位置左右兩側各緊密布置一個雙工氣流 通道，分別為1通道和2通道，兩條通道采用全雙工工作方式，工作開始時，控制閥門3打 開，通道1在引風機7的作用下開始抽吸燃燒器12左邊的高溫煙氣，煙氣氣流首先流經(jīng)循 環(huán)體10，并被冷卻降至150°C左右，由引風機7從中引出，在保持一定時間后，控制閥門6打 開，并在引風機7的引導下，通道2開始吸入燃燒器12右邊的煙氣，過程與通道1相同；與 此同時，在通道2吸氣的同時，在鼓風機8激勵下，低溫助燃風9被強迫進入循環(huán)體10，該股 氣流在循環(huán)體10內被加熱后變成高溫氣體(約900°C 1100°C )，隨后進入燃燒器12左 邊通道1風道，在爐內與原燃燒器12燒嘴噴出的燃料相遇燃燒；同樣的，在通道1吸氣的同 時，助燃空氣9由同一鼓風機8激勵，強迫進入循環(huán)體11，并在循環(huán)體11內被加熱成高溫氣 流，隨后進入原燃燒器12右邊通道2風道，在爐內與原燒嘴噴出的燃料相遇燃燒，如此，整 個過程循環(huán)往復，這樣，供給燒嘴的助燃風就由低溫變成高溫助燃空氣，同時，爐內原高溫 煙氣直接排放也變成低溫排放，極大地回收了煙氣顯熱。如圖所示，將引風機7排出后的低溫煙氣通過管路與裝置14與未燃助燃空氣9混 合，同時送往循環(huán)體內10或11內高溫處理，然后參與燃料燃燒，就成為煙氣循環(huán)高溫燃燒。煙氣的主要成份為C02、H20、N2，煙氣中SO2的產生和燃料中硫的含量有關，NOx的 產生和燃燒狀態(tài)密切相關，其余的則為無機鹽灰分，隨排渣過程排掉。常見燃料燃燒后產生的煙氣主要成份為C02、H2O, N2,在空氣過量系數(shù)大于1的情 況下會含有一定體積的02，在燃燒系統(tǒng)設計中，為保證燃料燃燒完全，不產生C0，都必須使 空氣過量系數(shù)大于1，換句話說，就是要維持氧化性氣氛，過量的O2，雖然可將燃料燃盡，但 又會使燃燒后的火焰溫度明顯過低，火焰功率偏小，升溫速度慢，燃料使用效率低下，燃料 投入燃燒時間更長，假若使用是低熱值的燃料，將無法燃盡，浪費更大，更易造成爐膛內工 件氧化燒損，造成產量質量雙下降。采用煙氣循環(huán)燃燒技術，將燃燒后的中性氣體_乏氣，與新鮮未燃燒空氣摻混后 再與燃料燃燒，降低了新鮮氣體中的氧氣含量，其體積比將由21%大幅下降，由于乏氣不參 與燃燒，這樣整個燃燒過程就成為名副其實的貧氧燃燒環(huán)境，由于氧氣體積比下降，可知空 燃比必然變大，余氣增大，火焰溫度必然降低，可明顯抑制局部過熱，并可大幅降低NOx的生 成。又由于采用高溫空氣燃燒，助燃空氣具有很高的活化能，燃料極易燃燒。對于某些低熱值氣體燃料，也可以將其進行高溫處理，然后再進行燃燒。采用上述辦法的好處是1.方法簡單，易于實施，以燃燒器實際位置作為改造中心，每個燒嘴獨立配置；2.相鄰燒嘴之間沒有熱工聯(lián)系，更不需級聯(lián)到對側的燒嘴，管網(wǎng)簡單、走向清晰， 工期短，易于實施，安裝、維護方便；3.助燃空氣過量系數(shù)小于1，這在一般情況下很難達到，空氣消耗隨之減少，排煙 量下降，煙氣熱損失自然降低；
4.可控制并降低燃燒火焰的溫度，徹底解決了單由高溫空氣燃燒技術形成的爐內 溫度場不均、局部高溫以及煙氣灼熱對被加熱工件的局部熱漲問題；5.助燃氧氣濃度被控制且遠低于21%，真正實現(xiàn)貧氧燃燒，可控制并保證爐內為還原性氣氛，從而徹底避免了由過熱和富氧條件造成的工件氧化燒損，提高相關產品產量 和質量，提高企業(yè)核心競爭力；6.可控制并降低燃燒火焰的溫度，徹底解決了由高溫空氣燃燒帶來的NOx過高的 問題；7.煙氣循環(huán)過程對燃燒系統(tǒng)來說是一個負反饋過程；8.可顯著降低燃料消耗；9.既節(jié)能減排，又環(huán)保減硝，一舉多得。
權利要求
煙氣循環(huán)高溫空氣節(jié)能環(huán)保燃燒技術，其特征是燃料燃燒后的煙氣與將要參與燃燒的新鮮助燃空氣一起進入爐膛燃燒。
2.根據(jù)權利要求1所述的煙氣循環(huán)高溫空氣節(jié)能環(huán)保燃燒技術，其特征是循環(huán)煙氣可 以一部分進入爐膛參與燃燒，也可以全部進入爐膛燃燒。
3.根據(jù)權利要求1所述的煙氣循環(huán)高溫空氣節(jié)能環(huán)保燃燒技術，其特征是煙氣可以是 高溫的也可以是低溫的。
4.根據(jù)權利要求1所述的煙氣循環(huán)高溫空氣節(jié)能環(huán)保燃燒技術，其特征是煙氣可以在 助燃空氣的冷端與空氣混合，也可以在熱端與熱空氣混合。
5.根據(jù)權利要求1所述的煙氣循環(huán)高溫空氣節(jié)能環(huán)保燃燒技術，其特征是閥門組可以 是單體組合，也可以是集成式。
6.根據(jù)權利要求1所述的煙氣循環(huán)高溫空氣節(jié)能環(huán)保燃燒技術，其特征是通道1和通 道2和燃燒器之間的位置可以是左右對稱，也可以是四通道對角對稱布置。
7.根據(jù)權利要求1所述的煙氣循環(huán)高溫空氣節(jié)能環(huán)保燃燒技術，其特征是煙氣可以經(jīng) 過循環(huán)體降溫，也可以不經(jīng)過循環(huán)體降溫以高溫直接進入助燃風氣流通道燃燒。
8.根據(jù)權利要求1所述的煙氣循環(huán)高溫空氣節(jié)能環(huán)保燃燒技術，其特征是煙氣除對新 鮮助燃空氣實施摻混外，還可以對燃料，尤其是氣體燃料進行摻混。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種燃燒技術，特別是在電站鍋爐、工業(yè)鍋爐、冶金加熱爐等鍋爐燃燒器上廣泛使用的煙氣循環(huán)高溫空氣節(jié)能環(huán)保燃燒技術。它采用了煙氣循環(huán)燃燒理念，實現(xiàn)真正的貧氧高溫燃燒，平抑理論火焰溫度，創(chuàng)造還原性煙氣環(huán)境，降低氧化燒損，雙向降低NOX的生成，大幅節(jié)約燃料。既節(jié)能減排，又實現(xiàn)減硝。
文檔編號F23B80/02GK101839473SQ200910037908
公開日2010年9月22日 申請日期2009年3月16日 優(yōu)先權日2009年3月16日
發(fā)明者不公告發(fā)明人 申請人:胡建廷