生物质气低氮燃烧系统pdf

发布时间：2024-01-21 19:35:56| 来源：乐鱼平台登录

  一种生物质气低氮燃烧系统，包括燃烧器以及针对性烟气再循环结构，所述燃烧器与锅炉的前墙连接，其包括中心燃气通道、中心助燃风通道、中层燃气通道、主助燃风通道以及多个燃气喷枪，所述针对性烟气再循环结构包括用于向所述锅炉的炉膛高温区域喷射烟气的再循环喷嘴以及再循环烟道，所述再循环喷嘴设于所述炉膛上，所述再循环烟道的一端与所述锅炉的尾部烟道连接，另一端与所述再循环喷嘴连接。本实用新型的燃烧器降低了快速型NOx、热力型NOx及燃料型NOx的生成，同时，针对性烟气再循环结构将再循环烟气通入炉膛高温区域，能够精

  (19)国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 CN 219955311 U (45)授权公告日 2023.11.03 (21)申请号 1.8 (22)申请日 2023.03.21 (73)专利权人 上海铂纳森环境科技有限公司 地址 201901 上海市宝山区梅林路358号11 幢B1541室 (72)发明人 马子安徐正岳小俊贾丹丹 (74)专利代理机构 上海远同律师事务所 31307 专利代理师 许力 (51)Int.Cl. F23C 9/00 (2006.01) F23D 14/70 (2006.01) F23D 14/62 (2006.01) F23D 14/08 (2006.01) F23D 14/46 (2006.01) 权利要求书1页 说明书4页 附图3页 (54)实用新型名称 生物质气低氮燃烧系统 (57)摘要 一种生物质气低氮燃烧系统，包括燃烧器以 及针对性烟气再循环结构，所述燃烧器与锅炉的 前墙连接，其包括中心燃气通道、中心助燃风通 道、中层燃气通道、主助燃风通道以及多个燃气 喷枪，所述针对性烟气再循环结构包括用于向所 述锅炉的炉膛高温区域喷射烟气的再循环喷嘴 以及再循环烟道，所述再循环喷嘴设于所述炉膛 上，所述再循环烟道的一端与所述锅炉的尾部烟 道连接，另一端与所述再循环喷嘴连接。本实用 新型的燃烧器降低了快速型NOx、热力型NOx及燃 料型NOx的生成，同时，针对性烟气再循环结构将 再循环烟气通入炉膛高温区域，能够精准地降低 U 炉膛峰值温度，逐步降低热力型NOx的生成，从 1 而提高了燃烧生物质气时的安全性，降低了NOx 1 3 5 排放，避免污染自然环境。 5 9 9 1 2 N C CN 219955311 U 权利要求书 1/1页 1.一种生物质气低氮燃烧系统，其特征是，包括燃烧器以及针对性烟气再循环结构， 所述燃烧器与锅炉的前墙连接，其包括中心燃气通道、中心助燃风通道、中层燃气通道、主 助燃风通道以及多个燃气喷枪，所述中心助燃风通道、中层燃气通道以及主助燃风通道的 径向截面均呈环形，且以所述中心燃气通道为中心依次径向由内而外布置，所述多个燃气 喷枪以所述中心燃气通道为中心周向均布于所述主助燃风通道的径向外侧，且与各通道平 行，所述针对性烟气再循环结构包括用于向所述锅炉的炉膛高温区域喷射烟气的再循环喷 嘴以及再循环烟道，所述再循环喷嘴设于所述炉膛上，所述再循环烟道的一端与所述锅炉 的尾部烟道连接，另一端与所述再循环喷嘴连接。 2.依据权利要求1所述的一种生物质气低氮燃烧系统，其特征是，所述中心燃气通道 的出口形成端面，所述端面具有一圈周向斜面，所述周向斜面上具有至少一圈均布的中心 燃气喷口。 3.依据权利要求2所述的一种生物质气低氮燃烧系统，其特征是，所述中心助燃风通 道的出口设有稳焰盘。 4.依据权利要求3所述的一种生物质气低氮燃烧系统，其特征是，所述中层燃气通道 的出口设有燃气旋流盘，所述主助燃风通道的出口设有助燃风旋流盘。 5.依据权利要求1‑4任一项所述的一种生物质气低氮燃烧系统，其特征是，所述再循 环喷嘴向锅炉尾部倾斜设于所述炉膛的周壁上，其中心线与所述锅炉径向的夹角为15‑ 45°。 6.依据权利要求5所述的一种生物质气低氮燃烧系统，其特征是，所述再循环喷嘴为 多个，多个再循环喷嘴沿所述炉膛的周向均布。 7.依据权利要求6所述的一种生物质气低氮燃烧系统，其特征是，所述针对性烟气再 循环结构还包括烟气调节阀，所述烟气调节阀设于所述再循环烟道上。 8.依据权利要求7所述的一种生物质气低氮燃烧系统，其特征是，所述针对性烟气再 循环结构还包括抽风机，所述抽风机设于所述再循环烟道上。 2 2 CN 219955311 U 说明书 1/4页 生物质气低氮燃烧系统 技术领域 [0001] 本实用新型属于生物质气燃烧技术领域，尤其涉及一种生物质气低氮燃烧系统。 背景技术 [0002] 生物质气为农作物秸秆、林木废弃物、食用菌渣、禽畜粪便、污水污泥等含有生物 质的原料在高温下热解或者气化分解产生的一种可燃性混合气体，其可燃成分主要为H2、 CO及碳氢化合物(NOx)等。 [0003] 3 生物质气的热值为4500‑5500Kj/Nm ，其热值较低，燃烧温度整体较低，只有局部 高温区域会产生热力型NOx。 [0004] 因生物质气中含有氢气及碳氢化合物，在燃烧时会因碳氢化合物的分解一步步生 成HCN、CN、NH、NH3等物质，生成的这些含氮化合物再与氧气、氧自由基、OH等基团反应形成 了快速型NOx。 [0005] 生物质气中还含有少量含氮化合物，含氮化合物会与氧气反应生成燃料型NOx。 [0006] 一般而言，燃烧生物质气体综合NOx排放约为200‑350mg/Nm3，严重对环境造成污染，快速 型NOx约占50％以上。 [0007] 因此，对于生物质气，要设计一种能够降低快速型NOx、燃料型NOx及热力型NOx 的低氮燃烧系统。 实用新型内容 [0008] 基于此，针对上述技术问题，提供一种生物质气低氮燃烧系统。 [0009] 为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案： [0010] 一种生物质气低氮燃烧系统，包括燃烧器以及针对性烟气再循环结构，所述燃烧 器与锅炉的前墙连接，其包括中心燃气通道、中心助燃风通道、中层燃气通道、主助燃风通 道以及多个燃气喷枪，所述中心助燃风通道、中层燃气通道以及主助燃风通道的径向截面 均呈环形，且以所述中心燃气通道为中心依次径向由内而外布置，所述多个燃气喷枪以所 述中心燃气通道为中心周向均布于所述主助燃风通道的径向外侧，且与各通道平行，所述 针对性烟气再循环结构包括用于向所述锅炉的炉膛高温区域喷射烟气的再循环喷嘴以及 再循环烟道，所述再循环喷嘴设于所述炉膛上，所述再循环烟道的一端与所述锅炉的尾部 烟道连接，另一端与所述再循环喷嘴连接。 [0011] 本实用新型生物质气低氮燃烧系统中，燃烧器具有分级燃烧能力，使生物质气燃 料通过三层(中心燃气通道、中层燃气通道和燃气喷枪)通入到燃烧区域，使空气通过两层 (中心助燃风通道和主助燃风通道)通入到燃烧区域，由此形成了分级燃烧及浓淡燃烧，降 低了快速型NOx、热力型NOx和燃料型NOx的生成，同时，烟气再循环结构将再循环烟气通入 炉膛高温区域，能够精准地降低炉膛峰值温度，降低热力型NOx和燃料型NOx的生成，从而提 高了燃烧生物质气时的安全性，降低了NOx排放，避免污染自然环境。 [0012] 此外，所述中层燃气通道的出口设有燃气旋流盘，所述主助燃风通道的出口设有 3 3 CN 219955311 U 说明书 2/4页 助燃风旋流盘，这样子就能够使燃气与助燃风旋转进入燃烧区域，可以大幅度强化燃气与空气的 混合强度，进而逐步降低快速型NOx的生成。 附图说明 [0013] 图1为本实用新型的结构示意图； [0014] 图2为本实用新型的纵向切面图； [0015] 图3为本实用新型的燃烧器的俯视结构示意图； [0016] 图4为本实用新型的流体流向示意图； [0017] 图5为本实用新型的再循环喷嘴的安装角度示意图。 具体实施方式 [0018] 以下将结合说明书附图对本实用新型的实施方式予以说明。需要说明的是，本说 明书中所涉及的实施方式不是穷尽的，不代表本实用新型的唯一实施方式。以下相应的实 施例仅仅是为了清楚的说明本实用新型专利的实用新型内容，并非对其实施方式的限定。对 于该领域的普通技术人员来说，在该实施例说明的基础上还能做出不同形式的变化和改 动，凡是属于本实用新型的技术构思和实用新型内容并且显而易见的变化或变动也在本实 用新型的保护范围以内。 [0019] 如图1所示，本申请实施例提供一种生物质气低氮燃烧系统，包括燃烧器110以及 烟气再循环结构120。 [0020] 燃烧器110与锅炉2的前墙连接，燃烧器110包括中心燃气通道111、中心助燃风通 道112、中层燃气通道113、主助燃风通道114以及多个燃气喷枪115。 [0021] 中心助燃风通道112、中层燃气通道113以及主助燃风通道114的径向截面均呈环 形，且以中心燃气通道111为中心依次径向由内而外依次布置，多个燃气喷枪115以中心燃 气通道111为中心周向均布于主助燃风通道114的径向外侧，且与各通道平行。 [0022] 如图4所示，生物质气燃料通过三层(中心燃气通道111、中层燃气通道113和燃气 喷枪115)通入到燃烧区域，助燃风(空气)通过两层(中心助燃风通道112和主助燃风通道 114)通入到燃烧区域，由此形成了分级燃烧，一方面使燃气空气更均匀的混合，降低了快速 型NOx的生成，另一方面，使燃烧更均匀，降低了燃烧峰值温度，以此来降低热力型NOx的生成。 [0023] 分级燃烧可以通过调节不同空燃配比实现浓淡燃烧，燃烧器110的中心区域为浓 燃烧区域，通过中心助燃风通道112向该区域提供少量空气(过量空气系数1)，进而生成具 有还原性的产物CO及H+等，如此可还原已形成的NOx，并且还原性氛围可降低燃料型NOx的 生成，燃烧器110的外围为淡燃烧区域，通过主助燃风通道114向该区域提供足够的空气(过 量空气系数＞1)，以确保燃料的完全燃烧。 [0024] 其中，如图2所示，各通道以及喷枪的出口均位于各自的右侧。 [0025] 中心燃气通道111用于提供稳定的约占5‑15％的少量中心稳燃燃气，在本实施例 中，如图2以及图3所示，中心燃气通道111的出口形成端面，端面具有一圈周向斜面，周向斜 面上具有至少一圈均布的中心燃气喷口111a，从而经中心燃气喷口111a提供上述少量中心 稳燃燃气。 [0026] 如图3所示，中心助燃风通道112的出口设有稳焰盘112a，可以使燃烧器中心区域 4 4 CN 219955311 U 说明书 3/4页 形成负压，使高温烟气形成回流，一方面保证着火热和火焰的连贯性，另一方面，降低了中 心区域的燃烧峰值温度，进而逐步降低热力型NOx的生成，此外，稳焰盘112a上根据自身的需求 可设置冷却孔112b和或旋流叶片112c，冷却孔112b起到冷却作用，防止稳焰盘112a烧坏，旋 流叶片112c能增加空气在径向上的动能，增强空气与燃气的混合，进一步实现均匀燃烧， 且能形成中心负压，进一步卷吸高温烟气。 [0027] 如图3所示，中层燃气通道113的出口设有燃气旋流盘113a，燃气旋流盘113a上根 据旋流强度的需要布置不同倾斜角度及数量的旋流叶片。 [0028] 如图3所示，主助燃风通道114的出口设有助燃风旋流盘114a，主助燃风通道114上 根据旋流强度的需要布置不同倾斜角度及数量的旋流叶片。 [0029] 通过燃气旋流盘113a和助燃风旋流盘114a能够使燃气与助燃风旋转进入燃烧区 域，可以大幅度强化燃气与空气的混合强度，逐步降低快速型NOx的生成。 [0030] 燃气喷枪115的数量视实际的需求而定，如图3所示，在本实施例中，燃气喷枪115的 数量为6个。 [0031] 如图1以及图2所示，针对性烟气再循环结构120包括用于向锅炉2的炉膛高温区域 喷射烟气的再循环喷嘴121以及再循环烟道122。 [0032] 再循环喷嘴121的数量和位置视实际的需求而定，如图2以及图4所示，在本实施例 中，再循环喷嘴121为多个，多个再循环喷嘴121沿炉膛的周向均布，每个再循环喷嘴121向 锅炉尾部倾斜设于炉膛的周壁上，其中心线的一端与锅炉2的尾部烟道21连接，另一端与再循环喷嘴121连接。 [0034] 不同于市面上应用的一般烟气外循环系统将再循环烟气与助燃空气混合后再通 入燃烧器参与燃烧，在本申请实施例中，再循环烟气通过再循环烟道122通入炉膛高温区 域，能够精准地降低炉膛峰值温度，降低热力型NOx的生成，同时，稀释了局部区域的氧量， 降低了燃料型NOx的生成，这样的形式使再循环烟气不与助燃空气在燃烧器前混合，避免在不 必要的低温区域掺进再循环烟气(降低了再循环烟气量)，提高了热效率。 [0035] 为了调节再循环烟气的量，针对性烟气再循环结构120还包括烟气调节阀123，烟 气调节阀123设于再循环烟道122上，参见图1。 [0036] 为了更方便地将再循环烟气通入炉膛高温区域，针对性烟气再循环结构120还可 以选择设置抽风机(图中未示出)，抽风机设于再循环烟道122上。 [0037] 由上可知，本申请实施例提供的生物质气低氮燃烧系统中，燃烧器110具有分级燃 烧能力，使生物质气燃料通过三层(中心燃气通道111、中层燃气通道113和燃气喷枪115)通 入到燃烧区域，使空气通过两层(中心助燃风通道112和主助燃风通道114)通入到燃烧区 域，由此形成了分级燃烧和浓淡燃烧，降低了快速型NOx和热力型NOx及燃料型NOx的生成， 此外，燃烧器110还具有浓淡燃烧、燃气空气超强混合、火焰连贯性好等能力，使得燃烧器 110在燃烧生物质气时更安全、NOx排放更低。 [0038] 进一步地，中层燃气通道113及主助燃风通道114端面都配置有旋流盘，此结构能 够使燃气与助燃风旋转进入燃烧区域，可以大幅度强化燃气与空气的混合强度，进而进一步 降低快速型NOx的生成。 [0039] 同时，针对性烟气再循环结构120将再循环烟气通入炉膛高温区域，能够精准地降 低炉膛峰值温度，逐步降低热力型NOx的生成。 5 5 CN 219955311 U 说明书 4/4页 [0040] 显然，本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本 实用新型，而并非用作为对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围内，对以 上所述实施例的变化、变型都将落在本实用新型的权利要求书范围内。 6 6 CN 219955311 U 说明书附图 1/3页 图1 图2 7 7 CN 219955311 U 说明书附图 2/3页 图3 8 8 CN 219955311 U 说明书附图 3/3页 图4 图5 9 9

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