專利名稱：蓄熱式富氧燃燒方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
■本發(fā)明涉及一種燃燒方法及裝置，尤其涉及一種蓄熱式富氧燃燒方法及裝置。
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)外廣泛應(yīng)用的兩項高新節(jié)能技術(shù)一即高溫空氣燃燒技術(shù)和富氧燃燒技術(shù)，其中 高溫空氣燃燒技術(shù)是高溫空氣與燃?xì)饣旌先紵谎跞紵夹g(shù)是氧氣與燃?xì)饣旌先紵?，但這 兩種技術(shù)均存在缺點，單純的蓄熱式高溫空氣燃燒追求的是從煙氣中最大限度的回收余熱， 具體表現(xiàn)為盡量提高空氣的預(yù)熱溫度，同時盡量降低排煙溫度，而在提高空氣助燃特性質(zhì)量 和減少單位燃料的排煙量方面存在嚴(yán)重缺陷。單純的富氧燃燒其主要缺陷是排煙溫度高，
N0x排放濃度大(如不采取降低N0x措施)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種既可節(jié)能、減少排煙量、降低排煙溫 度、還可使用低熱值燃料的蓄熱式富氧燃燒方法。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種集蓄熱、富氧、組合燃燒為一體，結(jié)構(gòu)緊湊，系統(tǒng)簡潔， 可方便的用于舊爐改造，替換原有的燃燒器；也可以在新的工業(yè)爐設(shè)計中直接使用、節(jié)能減 排的蓄熱式富氧燃燒裝置。
本發(fā)明的蓄熱式富氧燃燒方法，它包括以下步驟
(1) 在一個蓄熱式富氧燃燒器的氧氣混合噴頭處將燃?xì)夂脱鯕饣蛱烊粴?、液化氣、焦?fàn)t
煤氣以及柴油中的一種充分混合，并噴入設(shè)置在蓄熱室中心的混合氣體導(dǎo)管；
(2) 所述經(jīng)充分混合的燃?xì)夂脱鯕鈿怏w與被預(yù)熱到900 100(TC的助燃空氣在燃燒器噴 頭處再次混合，并燃燒； '
所述的被預(yù)熱到900 100(TC的助燃空氣是由經(jīng)四通換向閥鼓入的室溫空氣通過一個蓄熱式富氧燃燒器中的換熱室，室溫空氣與高溫蓄熱體換熱，吸収了蓄熱體的熱量而被預(yù)熱而 成；與此同時，另一個蓄熱式富氧燃燒器從爐內(nèi)經(jīng)沿燃燒器噴頭圓周設(shè)置的多個通孔吸入溫 度為1000 110(TC的高溫?zé)煔?，高溫?zé)煔饨?jīng)與所述的蓄熱式富氧燃燒器的蓄熱室中的蓄熱體 換熱，高溫?zé)煔獾拇蟛糠譄崃勘恍顭狍w所吸收，煙氣溫度由1000 110(TC下降到150 200°C， 形成廢氣被排出所述的蓄熱式富氧燃燒器；經(jīng)過一個換向周期，換向闊自動換向，在兩個蓄 熱式富氧燃燒器中進行上述的相反過程，前一周期的蓄熱室變?yōu)閾Q熱室，換熱室則變?yōu)樾顭?室；
(3)重復(fù)所述的步驟(1) 一 (2)。
本發(fā)明的蓄熱式富氧燃燒裝置，它包括分左右設(shè)置的兩個蓄熱式富氧燃燒器、所述的每 一個燃燒器包括蓄熱室、設(shè)置在所述的蓄熱室內(nèi)的蓄熱體以及位于所述的蓄熱體中心的混合 氣體導(dǎo)管，在所述的蓄熱體周圍包有隔熱層，在所述的蓄熱體的一個端部的蓄熱室內(nèi)連接有 燃燒器噴頭，所述的燃燒器噴頭的中心開有一個通孔與所述的混合氣體導(dǎo)管的管末端相連通 并且沿其圓周方向開有多個與所述的蓄熱體相連通的通孔；所述的蓄熱室的一個端壁與空氣 室的一個端壁相連接，所述的空氣室側(cè)壁經(jīng)其上裝有三通閥門的管道與一個其上設(shè)置有空氣 入口和廢氣出口的四通換向閥相連接，所述的空氣室的另一端壁與氧氣混合噴頭相連通，所
述的氧氣混合噴頭分別設(shè)置在其上裝有閥門的燃?xì)夤艿篮推渖涎b有閥門的氧氣管道的端部， 所述的氧氣混合噴頭與所述的混合氣體導(dǎo)管同軸相對設(shè)置。 采用本發(fā)明的方法和裝置具有以下優(yōu)點
1. 本發(fā)明集蓄熱、富氧、組合燃燒為一體，結(jié)構(gòu)緊湊，系統(tǒng)簡潔，可方便的用于舊爐 改造，替換原有的燃燒器；也可以在新的工業(yè)爐設(shè)計中直接采用本發(fā)明裝置。
2. 采用本發(fā)明可較普通加熱設(shè)施節(jié)能25 40個百分點(視原爐煙氣余熱利用程度而 定)；可較單純蓄熱而不加富氧的加熱爐節(jié)能10 15個百分點。
3. 采用本發(fā)明還可使用低熱值燃料作為助燃空氣，如高爐煤氣、發(fā)生爐煤氣、轉(zhuǎn)爐廢 氣、低熱值化工過程尾氣等，達到高溫(1350 145(TC)，從而實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟的要求。
4. 本發(fā)明可以顯著減少排煙量，并降低排煙溫度。5.本發(fā)明中的氧氣亦可以用天然氣、液化氣、焦?fàn)t煤氣以及柴油中的一種—代替。


圖1為本發(fā)明的蓄熱式富氧燃燒裝置的主視圖； .圖2為圖1所示裝置的側(cè)視圖； 圖3為圖1所示裝置的俯視圖4為圖1所示裝置的蓄熱式富氧燃燒器的剖面示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作以詳細(xì)描述。
蓄熱式富氧燃燒方法，它包括以下步驟在一個蓄熱式富氧燃燒器的氧氣混合噴頭處將 燃?xì)夂脱鯕獬浞只旌?，并噴入設(shè)置在蓄熱室中心的混合氣體導(dǎo)管；所述的經(jīng)充分混合的燃?xì)?和氧氣與被預(yù)熱到900 100CTC的助燃空氣在燃燒器噴頭處再次混合，并燃燒；所述的被預(yù)
熱到900 100(TC的助燃空氣是由經(jīng)四通換向閥鼓入的室溫空氣通過一個蓄熱式富氧燃燒器 中的換熱室，室溫空氣與高溫蓄熱體換熱，吸收了蓄熱體的熱量而被預(yù)熱而成；與此同時， 另一個蓄熱式富氧燃燒器從爐內(nèi)經(jīng)沿燃燒器噴頭圓周設(shè)置的多個通孔吸入溫度為1000 IIOO'C的高溫?zé)煔猓邷責(zé)煔饨?jīng)與所述的蓄熱式富氧燃燒器的蓄熱室中的蓄熱體換熱，高溫 煙氣的大部分熱量被蓄熱體所吸收，煙氣溫度由1000 110(TC下降到150 20(TC，形成廢 氣被排出所述的蓄熱式富氧燃燒器；經(jīng)過一個換向周期(一般為30秒至2分鐘，可根據(jù)煙 氣出口溫度或空氣預(yù)熱溫度等因素進行調(diào)節(jié))換向閥自動換向，在兩個蓄熱式富氧燃燒器中 進行上述的相反過程，前一周期的蓄熱室變?yōu)閾Q熱室，換熱室則變?yōu)樾顭崾遥蝗缓笾貜?fù)前述 的步驟。本發(fā)明方法中使用的燃?xì)饪梢詾楦郀t煤氣、發(fā)生爐煤氣、轉(zhuǎn)爐廢氣、低熱值化工過 程尾氣等；所述的氧氣亦可以用天然氣、液化氣、焦?fàn)t煤氣以及柴油中的一種代替。
結(jié)合圖l-4所示的蓄熱式富氧燃燒裝置，它包括分左右設(shè)置的兩個蓄熱式富氧燃燒器、 所述的每一個燃燒器包括蓄熱(換熱)室1、設(shè)置在所述的蓄熱(換熱)室1內(nèi)的蓄熱體5 以及位于所述的蓄熱體中心的混合氣體導(dǎo)管6，在所述的蓄熱體5周圍包有隔熱層15，在所述的蓄熱體5的一個端部的蓄熱(換熱)室1內(nèi)連接有燃燒器噴頭7，所述的燃燒器噴頭7 的中心開有一個通孔與所述的混合氣體導(dǎo)管6的管末端相連通并且沿其圓周方向開有多個與 所述的蓄熱體5相連通的通孔；所述的蓄熱(換熱)室l的一個端壁與空(煙)氣室8的一 個端壁相連接，所述的空(煙)氣室8側(cè)壁經(jīng)其上裝有三通閥門3的管道與一個其上設(shè)置有 空氣入口 ll和廢氣出口 12的四通換向闊2相連接,所述的空(煙)氣室8的另一端壁與氧 氣混合噴頭13相連通，所述的氧氣混合噴頭13分別設(shè)置在其上裝有閥門4的燃?xì)夤艿?0 和其上裝有閥門9的氧氣管道14的端部，所述的氧氣混合噴頭13與所述的混合氣體導(dǎo)管6 同軸相對設(shè)置。所述的蓄熱體可以為按蓄熱量要求確定的若干蓄熱單元組成，單元體材質(zhì)為 堇青石、氧化鋁。
實施例1
分別以16.5Nm3 /h流量通入氧氣、以150Nm3 /h流量通入發(fā)生爐煤氣并在一個蓄熱式 富氧燃燒器的氧氣混合噴頭處將發(fā)生爐煤氣和氧氣充分混合，并噴入設(shè)置在蓄熱室中心的混 合氣體導(dǎo)管；將所述經(jīng)充分混合的發(fā)生爐煤氣和氧氣氣體與被預(yù)熱到90(TC的助燃空氣在燃 燒器噴頭處再次混合，并燃燒，燃燒溫度達到140(TC以上；所述的被預(yù)熱到90(TC的助燃空 氣是由經(jīng)四通換向閥鼓入的室溫空氣通過一個蓄熱式富氧燃燒器中的換熱室，室溫空氣與高 溫蓄熱體換熱，吸收了蓄熱體的熱量而被預(yù)熱而成；與此同時，另一個蓄熱式富氧燃燒器從 爐內(nèi)經(jīng)沿燃燒器噴頭圓周設(shè)置的多個通孔吸入溫度為100(TC的高溫?zé)煔?，高溫?zé)煔饨?jīng)與所述 的蓄熱式富氧燃燒器的蓄熱室中的蓄熱體換熱，高溫?zé)煔獾拇蟛糠譄崃勘恍顭狍w所吸收，煙 氣溫度由100(TC下降到15(TC，形成廢氣被排出所述的蓄熱式富氧燃燒器；經(jīng)過一個換向周 期，換向閥自動換向，在兩個蓄熱式富氧燃燒器中進行上述的相反過程，前一周期的蓄熱室 變?yōu)閾Q熱室，換熱室則變?yōu)樾顭崾?，重?fù)前述步驟。
實施例2
分別以33Nm3 /h流量通入氧氣、以300Nm3 /h流量通入發(fā)生爐煤氣并在一個蓄熱式富氧燃燒器的氧氣混合噴頭處將發(fā)生爐煤氣和氧氣充分混合，并噴入設(shè)置在蓄熱室中L、的混合氣 體導(dǎo)管；將所述經(jīng)充分混合的發(fā)生爐煤氣和氧氣氣體與被預(yù)熱到95(TC的助燃空氣在燃燒器 噴頭處再次混合，并燃燒，燃燒溫度達到140(TC以上；所述的被預(yù)熱到950'C的助燃空氣是 由經(jīng)四通換向閥鼓入的室溫空氣通過一個蓄熱式富氧燃燒器中的換熱室，室溫空氣與高溫蓄 熱體換熱，吸收了蓄熱體的熱量而被預(yù)熱而成；與此同時，另一個蓄熱式富氧燃燒器從爐內(nèi) 經(jīng)沿燃燒器噴頭圓周設(shè)置的多個通孔吸入溫度為105(TC的高溫?zé)煔猓邷責(zé)煔饨?jīng)與所述的蓄 熱式富氧燃燒器的蓄熱室中的蓄熱體換熱，高溫?zé)煔獾拇蟛糠譄崃勘恍顭狍w所吸收，煙氣溫 度由1050。C下降到18(TC，形成廢氣被排出所述的蓄熱式富氧燃燒器；經(jīng)過一個換向周期， 換向閥自動換向，在兩個蓄熱式富氧燃燒器中進行上述的相反過程，前一周期的蓄熱室變?yōu)?換熱室，換熱室則變?yōu)樾顭崾?，重?fù)前述步驟。
實施例3
分別以7 Nm3 /h流量通入液化氣、以300Nm3 /h流量通入發(fā)生爐煤氣并在一個蓄熱式燃 燒器的氧氣混合噴頭處將上述兩種氣體充分混合，并噴入設(shè)置在蓄熱室中心的混合氣體導(dǎo) 管；將所述經(jīng)充分混合的兩種氣體與被預(yù)熱到98(TC的助燃空氣在燃燒器噴頭處再次混合， 并燃燒，燃燒溫度達到140(TC;所述的被預(yù)熱到98(TC的助燃空氣是由經(jīng)四通換向閥鼓入的 室溫空氣通過一個蓄熱式燃燒器中的換熱室，室溫空氣與高溫蓄熱體換熱，吸收了蓄熱體的 熱量而被預(yù)熱而成；與此同時，另一個蓄熱式燃燒器從爐內(nèi)經(jīng)沿燃燒器噴頭圓周設(shè)置的多個 通孔吸入溫度為IIOO'C的高溫?zé)煔?，高溫?zé)煔饨?jīng)與所述的蓄熱式燃燒器的蓄熱室中的蓄熱體 換熱，高溫?zé)煔獾拇蟛糠譄崃勘恍顭狍w所吸收，煙氣溫度由IIO(TC下降到200'C，形成廢氣 被排出所述的蓄熱式富氧燃燒器；經(jīng)過一個換向周期，換向閥自動換向，在兩個蓄熱式燃燒 器中進行上述的相反過程，前一周期的蓄熱室變?yōu)閾Q熱室，換熱室則變?yōu)樾顭崾?，重?fù)前述 步驟。
實施例4分別以194Nm3 /h流量通入焦?fàn)t煤氣、以600Nm3 /h流量通入高爐煤氣并在—一個蓄熱式 燃燒器的氧氣混合噴頭處將上述兩種氣體充分混合，并噴入設(shè)置在蓄熱室中心的混合氣體導(dǎo) 管；將所述經(jīng)充分混合的兩種氣體與被預(yù)熱到96(TC的助燃空氣在燃燒器噴頭處再次混合， 并燃燒，燃燒溫度達到140CTC;所述的被預(yù)熱到96(TC的助燃空氣是由經(jīng)四通換向閥鼓入的 窒溫空氣通過一個蓄熱式燃燒器中的換熱室，室溫空氣與高溫蓄熱體換熱，吸收了蓄熱體的 熱量而被預(yù)熱而成；與此同時，另一個蓄熱式燃燒器從爐內(nèi)經(jīng)沿燃燒器噴頭圓周設(shè)置的多個 通孔吸入溫度為106(TC的高溫?zé)煔?，高溫?zé)煔饨?jīng)與所述的蓄熱式燃燒器的蓄熱室中的蓄熱體 換熱，高溫?zé)煔獾拇蟛糠譄崃勘恍顭狍w所吸收，煙氣溫度由106(TC下降到16(TC，形成廢氣 被排出所述的蓄熱式富氧燃燒器；經(jīng)過一個換向周期，換向闊自動換向，在兩個蓄熱式燃燒 器中進行上述的相反過程，前一周期的蓄熱室變?yōu)閾Q熱室，換熱室則變?yōu)樾顭崾遥貜?fù)前述 步驟。
實施例5
分別以21Kg/h流量通入柴油、以300Nm3 /h流量通入轉(zhuǎn)爐煤氣并在一個蓄熱式燃燒器的 氧氣混合噴頭處將上述兩種燃料充分混合，并噴入設(shè)置在蓄熱室中心的混合氣體導(dǎo)管；將所 述經(jīng)充分混合的兩種燃料與被預(yù)熱到90(TC的助燃空氣在燃燒器噴頭處再次混合，并燃燒， 燃燒溫度達到1400°C;所述的被預(yù)熱到90(TC的助燃空氣是由經(jīng)四通換向閥鼓入的室溫空氣 通過一個蓄熱式燃燒器中的換熱室，室溫空氣與高溫蓄熱體換熱，吸收了蓄熱體的熱量而被 預(yù)熱而成；與此同時，另一個蓄熱式燃燒器從爐內(nèi)經(jīng)沿燃燒器噴頭圓周設(shè)置的多個通孔吸入 溫度為108(TC的高溫?zé)煔?，高溫?zé)煔饨?jīng)與所述的蓄熱式燃燒器的蓄熱室中的蓄熱體換熱，高 溫?zé)煔獾拇蟛糠譄崃勘恍顭狍w所吸收，煙氣溫度由108(TC下降到18(TC，形成廢氣被排出所 述的蓄熱式富氧燃燒器；經(jīng)過一個換向周期，換向閥自動換向，在兩個蓄熱式燃燒器中進行 上述的相反過程，前一周期的蓄熱室變?yōu)閾Q熱室，換熱室則變?yōu)樾顭崾?，重?fù)前述步驟。
實施例6分別以35Nm3 /h流量通入氧氣、以300Nm3 /h流量通入轉(zhuǎn)爐煤氣并在一個蓄熱式燃燒器 的氧氣混合噴頭處將上述兩種氣體充分混合，并噴入設(shè)置在蓄熱室中心的混合氣體導(dǎo)管；將 所述經(jīng)充分混合的兩種氣體與被預(yù)熱到IOO(TC的助燃空氣在燃燒器噴頭處再次混合，并燃 燒，燃燒溫度達到140(TC;所述的被預(yù)熱到IOO(TC的助燃空氣是由經(jīng)四通換向闊鼓入的室 ^空氣通過一個蓄熱式燃燒器中的換熱室，室溫空氣與高溫蓄熱體換熱，吸收了蓄熱體的熱 量而被預(yù)熱而成；與此同時，另一個蓄熱式燃燒器從爐內(nèi)經(jīng)沿燃燒器噴頭圓周設(shè)置的多個通 孔吸入溫度為1100'C的高溫?zé)煔?，高溫?zé)煔饨?jīng)與所述的蓄熱式燃燒器的蓄熱室中的蓄熱體換 熱，高溫?zé)煔獾拇蟛糠譄崃勘恍顭狍w所吸收，煙氣溫度由IIO(TC下降到20(TC，形成廢氣被 排出所述的蓄熱式富氧燃燒器；經(jīng)過一個換向周期，換向閥自動換向，在兩個蓄熱式燃燒器 中進行上述的相反過程，前一周期的蓄熱室變?yōu)閾Q熱室，換熱室則變?yōu)樾顭崾?，重?fù)前述歩 驟。
權(quán)利要求
1.蓄熱式富氧燃燒方法，其特征在于它包括以下步驟(1)在一個蓄熱式富氧燃燒器的氧氣混合噴頭處將燃?xì)夂脱鯕饣蛱烊粴狻⒁夯瘹?、焦?fàn)t煤氣以及柴油中的一種充分混合，并噴入設(shè)置在蓄熱室中心的混合氣體導(dǎo)管；(2)所述經(jīng)充分混合的燃?xì)夂脱鯕鈿怏w與被預(yù)熱到900～1000℃的助燃空氣在燃燒器噴頭處再次混合，并燃燒；所述的被預(yù)熱到900～1000℃的助燃空氣是由經(jīng)四通換向閥鼓入的室溫空氣通過一個蓄熱式富氧燃燒器中的換熱室，室溫空氣與高溫蓄熱體換熱，吸收了蓄熱體的熱量而被預(yù)熱而成；與此同時，另一個蓄熱式富氧燃燒器從爐內(nèi)經(jīng)沿燃燒器噴頭圓周設(shè)置的多個通孔吸入溫度為1000～1100℃的高溫?zé)煔?，高溫?zé)煔饨?jīng)與所述的蓄熱式富氧燃燒器的蓄熱室中的蓄熱體換熱，高溫?zé)煔獾拇蟛糠譄崃勘恍顭狍w所吸收，煙氣溫度由1000～1100℃下降到150～200℃，形成廢氣被排出所述的蓄熱式富氧燃燒器；經(jīng)過一個換向周期，換向閥自動換向，在兩個蓄熱式富氧燃燒器中進行上述的相反過程，前一周期的蓄熱室變?yōu)閾Q熱室，換熱室則變?yōu)樾顭崾遥?3)重復(fù)所述的步驟(1)-(2)。
2. —種實現(xiàn)權(quán)利要求1的方法的蓄熱式富氧燃燒裝置，它包括分左右設(shè)置的兩個蓄熱式富氧燃燒器、所述的每一個燃燒器包括蓄熱室、設(shè)置在所述的蓄熱室內(nèi)的蓄熱體以及位于所述的蓄熱體中心的混合氣體導(dǎo)管，在所述的蓄熱體周圍包有隔熱層，在所述的蓄熱體的一個端部的蓄熱室內(nèi)連接有燃燒器噴頭，所述的燃燒'器噴頭的中心開有一個通孔與所述的混合 氣體導(dǎo)管的管末端相連通并且沿其圓周方向開有多個與所述的蓄熱體相連通的通孔；所述的蓄熱室的一個端壁與空氣室的一個端壁相連接，所述的空氣室側(cè)壁經(jīng)其上裝有三通閥門的管 道與一個其上設(shè)置有空氣入口和廢氣出口的四通換向閥相連接，其特征在于所述的空氣室的另一端壁與氧氣混合噴頭相連通，所述的氧氣混合噴頭分別設(shè)置在其上裝有阓門的燃?xì)夤?道和其上裝有閥門的氧氣管道的端部，所述的氧氣混合噴頭與所述的混合氣體導(dǎo)管同軸相對 設(shè)置。
全文摘要
本發(fā)明公開了蓄熱式富氧燃燒方法及裝置，在一個蓄熱式富氧燃燒器的氧氣混合噴頭處將燃?xì)夂脱鯕饣蚱渌鼩怏w充分混合，并噴入設(shè)置在蓄熱室中心的混合氣體導(dǎo)管；經(jīng)充分混合的上述氣體與被預(yù)熱到900～1000℃的助燃空氣在燃燒器噴頭處再次混合，并燃燒；本發(fā)明的蓄熱式富氧燃燒裝置，它包括兩個蓄熱式富氧燃燒器、所述的每一個燃燒器包括蓄熱室、蓄熱體以及混合氣體導(dǎo)管、燃燒器噴頭，所述的蓄熱室的與空氣室相連接，所述的空氣室與四通換向閥相連接，氧氣混合噴頭分別設(shè)置在燃?xì)夤艿篮脱鯕夤艿赖亩瞬?。采用本發(fā)明的方法和裝置結(jié)構(gòu)緊湊、節(jié)能、還可使用低熱值燃料作為助燃空氣，可以顯著減少排煙量，并降低排煙溫度。
文檔編號F23C5/08GK101280916SQ20081005312
公開日2008年10月8日 申請日期2008年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月14日
發(fā)明者吳德榮, 峰 邱 申請人:天津市賽洋工業(yè)爐有限公司