本實(shí)用新型涉及節(jié)能減排及低污染燃燒技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種蓄熱式燃燒系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

當(dāng)前蓄熱燃燒系統(tǒng)中能用于抑制氮氧化物排放的技術(shù)主要有高溫低氧燃燒和煙氣再循環(huán)方法。對(duì)于高溫低氧燃燒方法，依靠蓄熱燃燒器自身的卷吸作用使部分煙氣與新鮮空氣混合助燃，由于難于控制煙氣卷吸量和助燃空氣中的氧濃度，抑制氮氧化物排放效果不理想。強(qiáng)制的煙氣再循環(huán)方法能精確控制燃燒區(qū)的氧濃度，但是需要增加外部循環(huán)煙氣管道，往往還伴隨燃燒效率降低和運(yùn)行費(fèi)用提高等問(wèn)題?；谏鲜鲈?，抑制蓄熱燃燒系統(tǒng)氮氧化物排放的技術(shù)不能滿足日益提高的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的要求。而且，當(dāng)前未見(jiàn)其它用于蓄熱燃燒的低氮氧化物排放燃燒技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實(shí)用新型的目的在于提供一種蓄熱式燃燒系統(tǒng)及蓄熱式燃燒方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題。

根據(jù)本實(shí)用新型提供一種蓄熱式燃燒系統(tǒng)，包括：

燃燒裝置，包括煙氣通道、第一蓄熱體和第二蓄熱體，所述第一蓄熱體設(shè)于所述煙氣通道的第一端口內(nèi)，所述第二蓄熱體設(shè)于所述煙氣循環(huán)通道的第二端口內(nèi)，所述第一蓄熱體和第二蓄熱體分別具有朝向所述煙氣通道內(nèi)部的第二端，以及朝向所述煙氣通道外部的第一端；

混合氣體支路，與所述第一蓄熱體的第一端或者第二蓄熱體的第一端擇一連通，用于向與之連通的蓄熱體提供預(yù)燃燃?xì)馀c助燃空氣的混合氣；

主燃料氣支路，與所述第一蓄熱體和第二蓄熱體之間的煙氣通道部分連通，并靠近與所述混合氣體支路連通的蓄熱體的第二端設(shè)置，用于向所述煙氣通道部分通入主燃料氣。

優(yōu)選地，所述混合氣體支路上設(shè)有混合器，用于分別接收預(yù)燃燃?xì)馀c助燃空氣并將二者混合均勻。

優(yōu)選地，所述混合器包括彼此同軸設(shè)置的第一筒體和第二筒體，以及第三筒體，

所述第一筒體和第二筒體沿著軸向依次設(shè)置并彼此連通，所述第三筒體包括彼此連接的第一段和第二段，所述第一段與所述第一筒體和第二筒體分別同軸設(shè)置，并依次穿過(guò)所述第一筒體和第二筒體，所述第二段穿出所述第一筒體的外壁，

其中，第一筒體用于連通助燃空氣，第三筒體用于連通預(yù)燃燃?xì)?，第二筒體用于對(duì)所述助燃空氣和預(yù)燃燃?xì)膺M(jìn)行混合。

優(yōu)選地，還包括第四筒體，所述第四筒體設(shè)于所述第二筒體上與第一筒體相對(duì)的一端，并與所述第二筒體連通，用于將所述助燃空氣和預(yù)燃燃?xì)獾幕旌蠚馀懦觥?/p>

優(yōu)選地，所述第二筒體與所述第一筒體截面積的比值為4-6，第三筒體第一段與第一筒體截面積的比值為0.15-0.32。

優(yōu)選地，所述第三筒體第一段位于第二筒體內(nèi)的部分的外壁上多個(gè)噴口，用于噴射預(yù)燃燃?xì)?，所述第一段位于第一筒體部分的外周和第一筒體的內(nèi)壁之間設(shè)有旋流器。

優(yōu)選地，所述噴口與所述第一筒體第一段的軸線之間成銳角設(shè)置。

優(yōu)選地，還包括用于排放燃燒尾氣的排氣支路，所述排氣支路與所述第一蓄熱體的第一端或者第二蓄熱體的第一端擇一連通。

優(yōu)選地，預(yù)燃燃?xì)庹计浜椭魅剂蠚饪偭康?0％～20％。

本蓄熱式燃燒系統(tǒng)及蓄熱式燃燒方法，可減少蓄熱燃燒系統(tǒng)煙氣中氮氧化物排放60％～80％，氮氧化物排放濃度可低于150mg/m³，同時(shí)具有熱效率高、系統(tǒng)簡(jiǎn)單、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

通過(guò)以下參照附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例的描述，本實(shí)用新型的上述以及其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將更為清楚。

圖1為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的電源接口裝置的電路圖。

圖2示出了根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的蓄熱式燃燒系統(tǒng)的混合器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：燃燒裝置100、外壁1、第一豎直段21、水平段23、第二豎直段22、第一蓄熱體3、第二蓄熱體4、第一引風(fēng)機(jī)51、第二引風(fēng)機(jī)52、混合器6、第一筒體61、第二筒體62、第一段631、第二段632、噴口 633、第四筒體64、旋流器65、第一閥門(mén)71、第二閥門(mén)72、第三閥門(mén)73、第四閥門(mén)74、第五閥門(mén)75、第六閥門(mén)76、第七閥門(mén)77、第八閥門(mén) 78、煙囪8、第一燃料噴槍91、第二燃料噴槍92。

具體實(shí)施方式

以下將參照附圖更詳細(xì)地描述本實(shí)用新型的各種實(shí)施例。在各個(gè)附圖中，相同的元件采用相同或類(lèi)似的附圖標(biāo)記來(lái)表示。為了清楚起見(jiàn)，附圖中的各個(gè)部分沒(méi)有按比例繪制。

本申請(qǐng)中的蓄熱式燃燒系統(tǒng)，包括燃燒裝置、混合氣體支路和主燃料氣支路。其中，燃燒裝置包括煙氣通道、第一蓄熱體和第二蓄熱體，所述第一蓄熱體設(shè)于所述煙氣通道的第一端口內(nèi)，所述第二蓄熱體設(shè)于所述煙氣循環(huán)通道的第二端口內(nèi)，所述第一蓄熱體和第二蓄熱體分別具有朝向所述煙氣通道內(nèi)部的第二端，以及朝向所述煙氣通道外部的第一端?；旌蠚怏w支路與所述第一蓄熱體的第一端或者第二蓄熱體的第一端擇一連通，用于向與之連通的蓄熱體提供預(yù)燃燃?xì)馀c助燃空氣的混合氣。主燃料氣支路，與所述第一蓄熱體和第二蓄熱體之間的煙氣通道部分連通，并靠近與所述混合氣體支路連通的蓄熱體的第二端設(shè)置，用于向所述煙氣通道部分通入主燃料氣。

本蓄熱式燃燒系統(tǒng)可減少蓄熱燃燒系統(tǒng)煙氣中氮氧化物排放 60％～80％，氮氧化物排放濃度可低于150mg/m³，同時(shí)具有熱效率高、系統(tǒng)簡(jiǎn)單、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。

下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)介紹。

圖1示出了根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的蓄熱式燃燒系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，該蓄熱式燃燒系統(tǒng)的燃燒裝置100包括外壁1，外壁1內(nèi)形成煙氣通道。為了起到更好的保溫效果，在外壁1上還可設(shè)置保溫層 (圖中未示)。在該實(shí)施例中，煙氣通道包括依次連接的第一豎直段21、水平段23和第二豎直段22。其中，第一水平段23的兩端分別于第一豎直段21和第二豎直段22連接。第一豎直段21的端口處塞設(shè)有第一蓄熱體3，第二豎直段22的端口處塞設(shè)有第二蓄熱體4。第一蓄熱體3和第二蓄熱體4的氣流通道均沿著豎直方向貫通。

圖2示出了根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的蓄熱式燃燒系統(tǒng)的混合器6的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，混合器6設(shè)于第一支路上，用于分別接收預(yù)燃燃?xì)馀c助燃空氣并將二者混合均勻。所述混合器6包括彼此同軸設(shè)置的第一筒體61和第二筒體62，以及第三筒體。所述第一筒體61和第二筒體62沿著軸向依次設(shè)置并彼此連通，所述第三筒體包括彼此連接的第一段631和第二段632，所述第一段631與所述第一筒體61和第二筒體 62分別同軸設(shè)置，并依次穿過(guò)所述第一筒體61和第二筒體62，所述第二段632穿出所述第一筒體61的外壁1。其中，第一筒體61用于連通助燃空氣，第三筒體用于連通預(yù)燃燃?xì)猓诙搀w62用于對(duì)所述助燃空氣和預(yù)燃燃?xì)膺M(jìn)行混合。所述第二筒體62與所述第一筒體61截面積的比值為4-6，第三筒體第一段631與第一筒體61截面積的比值為0.15-0.32。

第三筒體第一段631位于第二筒體62內(nèi)的部分的外壁1上多個(gè)噴口633，用于噴射預(yù)燃燃?xì)?；所述第一?31位于第一筒體61部分的外周和第一筒體61的內(nèi)壁之間設(shè)有旋流器65，用于助燃空氣進(jìn)入第一筒體61后經(jīng)旋流器65后形成旋流進(jìn)入第二筒體62內(nèi)。所述噴口633與所述第一筒體61第一段631的軸線之間成銳角設(shè)置，使得預(yù)燃燃?xì)饽軌蛐毕驀姵觯沟妙A(yù)燃燃?xì)馀c助燃?xì)怏w充分混合。噴口633的數(shù)目為n個(gè)，其內(nèi)徑為D，此時(shí)，應(yīng)滿足關(guān)系式第三筒體的截面積＝C×n×D2，其中 C為常數(shù)，取值0.157～0.262。

進(jìn)一步地，該混合器6還包括第四筒體64，所述第四筒體64設(shè)于所述第二筒體62上與第一筒體61相對(duì)的一端，并與所述第二筒體62 連通，用于將所述助燃空氣和預(yù)燃燃?xì)獾幕旌蠚馀懦觥?/p>

該混合器結(jié)構(gòu)緊湊，能夠在有限的空間內(nèi)完成安裝，并且能夠最大程度的實(shí)現(xiàn)預(yù)混功能。

在混合氣體支路中，混合器6第一筒體61的端口連通外部助燃空氣管道，第三筒體的端口連通外部預(yù)燃燃?xì)夤艿?。第四筒體64端口分成兩路，一路連通煙氣通道第一豎直段21的端口，另一路連通第二豎直段 22的端口。在第四筒體64端口與第一豎直段21的端口之間設(shè)有第一閥門(mén)71，第四筒體64端口與第二豎直段22的端口之間設(shè)有第二閥門(mén)72，通過(guò)切換第一閥門(mén)71和第二閥門(mén)72的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，可以控制預(yù)燃燃?xì)馀c助燃空氣的混合氣可選擇的進(jìn)入第一豎直段21的端口或者第二豎直段 22的端口，并分別進(jìn)入對(duì)應(yīng)的蓄熱體進(jìn)行燃燒，產(chǎn)生高溫?zé)煔?。進(jìn)入對(duì)應(yīng)的蓄熱體時(shí)，自蓄熱器的第一端進(jìn)入，燃燒后，高溫?zé)煔庾孕顭狍w第二端流出。

進(jìn)一步地，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)預(yù)燃燃?xì)夂椭伎諝獾牧髁康目刂?，在預(yù)燃燃?xì)夤艿郎显O(shè)有第三閥門(mén)73，在助燃空氣管道上設(shè)有第四閥門(mén)74。為了保證充足的助燃空氣供應(yīng)量，在助燃空氣管道上第四閥門(mén)74之間還設(shè)有第一引風(fēng)機(jī)51。

主燃料氣支路分成兩路，第一路通向第一蓄熱體3的第二端的上方，第二路通向第二蓄熱體4的第二端的上方。具體地，第一路的末端和第二路的末端分別設(shè)有穿過(guò)燃燒裝置100外壁1并探入煙氣通道內(nèi)的第一燃料噴槍91和第二燃料噴槍92。進(jìn)一步地，第一燃料噴槍91之前的管道上還設(shè)有第五閥門(mén)75，第二燃料噴槍92之前的管道上還設(shè)有第六閥門(mén)76，通過(guò)第五閥門(mén)75和第六閥門(mén)76之間開(kāi)關(guān)狀態(tài)的切換可以控制主燃料氣可選擇的進(jìn)入第一蓄熱體3的上方或者第二蓄熱體4的上方。在排氣支路中，第一豎直段21的端口與第二豎直端的端口分別與第二引風(fēng)機(jī)52的進(jìn)氣端連通，第二引風(fēng)機(jī)52的出氣端與煙囪8連通。第一豎直段21的端口與第二引風(fēng)機(jī)52之間設(shè)有第七閥門(mén)77，第二豎直段22的端口與第二引風(fēng)機(jī)52之間設(shè)有第八閥門(mén)78，通過(guò)第七閥門(mén)77和第八閥門(mén)78之間開(kāi)關(guān)狀態(tài)的切換，可以控制燃燒后的尾氣自第一豎直段21的端口或者第二豎直端擇一外排。

利用該實(shí)用新型中的蓄熱式燃燒系統(tǒng)的蓄熱式燃燒系統(tǒng)包括以下步驟：

a、將一定量的預(yù)燃燃?xì)馀c助燃?xì)怏w以一定體積比例混合后，通入第一蓄熱體3的第一端，并在第一蓄熱體3內(nèi)燃燒，燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔膺M(jìn)入燃燒裝置100的燃燒通道，與通入第一蓄熱體3上部燃燒通道內(nèi)的主燃料氣混合燃燒，燃燒產(chǎn)生的氣體自第二蓄熱體4排出燃燒裝置100。

具體地，打開(kāi)第四閥門(mén)74、第一閥門(mén)71、第三閥門(mén)73和第八閥門(mén) 78和第五閥門(mén)75，其他閥門(mén)關(guān)閉。啟動(dòng)第一引風(fēng)機(jī)51，將助燃燃?xì)夤娜牖旌掀?內(nèi)，預(yù)燃燃?xì)馔瑫r(shí)進(jìn)入混合器6內(nèi)，預(yù)燃燃?xì)馀c助燃空氣以一定比例在混合器6內(nèi)混合均勻，然后自第一閥門(mén)71進(jìn)入燃燒裝置100 第一豎直段21的端口內(nèi)，并進(jìn)入第一蓄熱體3的第一端進(jìn)入第一蓄熱體 3內(nèi)燃燒，采用低燃料濃度預(yù)混燃燒原理抑制氮氧化物生成。其中，預(yù)燃燃?xì)馀c助燃空氣比例為0.9％-1.3％(以天然氣為例)，在此比例下，由于預(yù)燃燃?xì)夂枯^小，能夠使得預(yù)燃燃?xì)夥浅浞秩紵?，但又能產(chǎn)生具有一定助燃空氣余量的高溫?zé)煔?，從而抑制氮氧化物生成的同時(shí)又能得到后續(xù)步驟需要的高溫?zé)煔狻?/p>

高溫?zé)煔鈴牡谝恍顭狍w3的第二端流出后，與第一燃料噴槍91噴出的主燃?xì)饣旌?。高溫?zé)煔鈱?duì)主燃料氣進(jìn)行加熱，使得主燃料氣與高溫?zé)煔庵械闹伎諝獬煞秩紵?，此時(shí)，采用低氧濃度擴(kuò)散燃燒原理抑制氮氧化物生成。

主燃料氣與高溫?zé)煔庵械闹伎諝獬煞秩紵螽a(chǎn)生的高溫氣體自第二蓄熱體4的第二端進(jìn)入第二蓄熱體4，對(duì)第二蓄熱體4進(jìn)行加熱，然后經(jīng)第八閥門(mén)78、第二引風(fēng)機(jī)52和煙囪8排入大氣。

b、間隔一段時(shí)間后，將上述預(yù)燃燃?xì)馀c助燃?xì)怏w切換至第二蓄熱體4的第一端，并在第二蓄熱體4內(nèi)燃燒，燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔膺M(jìn)入燃燒通道，與通入第二蓄熱體4上部的燃燒通道內(nèi)的主燃料體很混燃燒，燃燒產(chǎn)生的氣體自第一蓄熱體3排出燃燒裝置100。

具體地，第三閥門(mén)73、第四閥門(mén)74、第二閥門(mén)72、第七閥門(mén)77、第六閥門(mén)76打開(kāi)，其他閥門(mén)關(guān)閉。啟動(dòng)第一引風(fēng)機(jī)51，將助燃燃?xì)夤娜牖旌掀?內(nèi)，預(yù)燃燃?xì)馔瑫r(shí)進(jìn)入混合器6內(nèi)，預(yù)燃燃?xì)馀c助燃空氣以一定比例在混合器6內(nèi)混合均勻，然后自第二閥門(mén)72進(jìn)入燃燒裝置100 第二豎直段22的端口內(nèi)，并進(jìn)入第蓄熱體的第一端進(jìn)入第二蓄熱體4 內(nèi)燃燒，采用低燃料濃度預(yù)混燃燒原理抑制氮氧化物生成。其中，預(yù)燃燃?xì)馀c助燃空氣比例為0.9％-1.3％(以天然氣為例)，在此比例下，由于預(yù)燃燃?xì)夂枯^小，能夠使得預(yù)燃燃?xì)夥浅浞秩紵?，但又能產(chǎn)生具有一定助燃空氣余量的高溫?zé)煔?，從而抑制氮氧化物生成的同時(shí)又能得到后續(xù)步驟需要的高溫?zé)煔狻?/p>

高溫?zé)煔鈴牡诙顭狍w4的第二端流出后，與第二燃料噴槍92噴出的主燃?xì)饣旌?。高溫?zé)煔鈱?duì)主燃料氣進(jìn)行加熱，使得主燃料氣與高溫?zé)煔庵械闹伎諝獬煞秩紵?，此時(shí)，采用低氧濃度擴(kuò)散燃燒原理抑制氮氧化物生成。

主燃料氣與高溫?zé)煔庵械闹伎諝獬煞秩紵螽a(chǎn)生的高溫氣體自第一蓄熱體3的第二端進(jìn)入第一蓄熱體3，對(duì)第一蓄熱體3進(jìn)行加熱，然后經(jīng)第七閥門(mén)77、第二引風(fēng)機(jī)52和煙囪8排入大氣。

由此可見(jiàn)，步驟b過(guò)程在燃燒裝置100中的氣體流量基本與步驟a 中，實(shí)現(xiàn)周期性換向。

在預(yù)定的間隔時(shí)間內(nèi)，步驟a和b不斷切換，以便保證兩個(gè)蓄熱體的蓄熱溫度，實(shí)現(xiàn)對(duì)燃料的蓄熱式加熱。

該實(shí)施例中，預(yù)燃燃?xì)饪墒褂锰烊粴?、液化石油氣等氣體燃料；預(yù)燃燃?xì)獾牧髁空既咳剂狭髁康?0％～20％。全部助燃空氣和預(yù)燃燃?xì)饣旌虾蟮娜細(xì)鉂舛葢?yīng)低于燃?xì)獗O限下線的25％；以天然氣為例，混合氣中甲烷濃度應(yīng)低于1.3％；以液化石油氣為例，混合氣中丙烷、丁烷總濃度應(yīng)低于0.45％。

主燃料可使用天然氣、液化石油氣、燃料油等各種氣體、液體燃料；主燃料的流量占全部燃料流量的80％～90％。

采用前述貧燃預(yù)混和燃料分級(jí)方法，可有效抑制蓄熱燃燒系統(tǒng)氮氧化物的生成，可減少氮氧化物排放60％～80％，設(shè)計(jì)工況下氮氧化物排放濃度可低于150mg/m³。

應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類(lèi)的關(guān)系術(shù)語(yǔ)僅僅用來(lái)將一個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開(kāi)來(lái)，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語(yǔ)“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒(méi)有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒(méi)有更多限制的情況下，由語(yǔ)句“包括一個(gè)……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。

最后應(yīng)說(shuō)明的是：顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型所作的舉例，而并非對(duì)實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而由此所引申出的顯而易見(jiàn)的變化或變動(dòng)仍處于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之中。