[实用新型]水泥回转窑多介质多通道离散式低NOx煤粉燃烧器

说明书

技术领域

本实用新型涉及的是一种水泥回转窑多介质多通道离散式低NOx煤粉燃烧器，它能有效控制煤粉在水泥回转窑燃烧过程中NOx的排放，属于水泥回转窑专用燃烧设备技术领域。

背景技术

煤粉燃烧系统是新型干法水泥工业、火力发电、冶金等工业生产中不可或缺的关键组成部分，煤粉在燃烧过程中会产生污染物气体，其中氮氧化合物(简称NOx)就是主要污染物之一，根据2008年的统计数据，目前我国NOx排放总量大约为2000万吨左右，其中由水泥工业排放的NOx占6％左右，随着我国经济的不断发张，NOx的排放量还有着不断增大的趋势，水泥工业排放的NOx主要来自回转窑煤粉燃烧过程。目前水泥工业控制NOx排放的技术有很多，其中通过优化改进回转窑专用燃烧器的结构形式，从源头来控制NOx的产生是一种有效控制NOx排放的方法。

对于新型干法水泥回转窑燃烧器结构的改进研究国内外已经做了不少设计和试验。CN00224766、CN200720032397公开了一种低NOx燃烧器，它们分别是利用空气分级燃烧以及燃料分级燃烧的原理达到低NOx排放的效果，但这种燃烧器由于结构限制，较难应用于水泥回转窑。CN200510062039公开一种利用水煤浆再燃的方法和装置来降低锅炉NOx的排放，其脱硝效率可达50％以上。CN200710071815、CN200520110782、CN200720191861、CN200620100978等专利公开了几种低NOx燃烧器，这些燃烧器大都应用于锅炉工业。20世纪80年代德国KHD公司推出的Pyro-Jet水泥回转窑燃烧器，可用燃料为：煤粉、天然气、石油焦等，这种燃烧器主要是改变各进风管道的风速、风压、进风方式的工艺参数从而达到降低NOx排放量的目的。F.L.Smidth公司的Swirlex型、Centrax型、Duoflex型等三种燃烧器，在固定一次风量的前提下，优化一次风速和一次风压来保证燃料的低NOx燃烧。法国Pillard公司的Rotaflam型四通道燃烧器通过增加火焰稳定器、拢焰罩等零件设备来增加燃料的燃烧效果，它具有良好的燃料适应性。上述三家国外公司的燃烧器虽然能够降低NOx的排放，但其NOx的排放也很难满足日益严格的环保要求。

发明内容

本实用新型的目的是提出一种水泥回转窑低NOx煤粉燃烧器，它具有可有效控制NOx排放、一次风量低、火焰形状合理，操作灵活方便、调节范围广、对煤质适应性强等优点。

本水泥回转窑多介质多通道离散式低NOx煤粉燃烧器，由四个环形通道组成，从外到内依次为轴流风道(1)、旋流风道(2)、煤风道(3)和中心风通道(4)，燃烧器中心设置水煤浆管道(5)，水煤浆管道(5)出口处设置水煤浆烧嘴(7)。

作为改进，上述低NOx煤粉燃烧器，轴流风道出风口处有2个以上沿周向均布的拉法尔管超音速喷嘴(6)，拉法尔管超音速喷嘴(6)轴线与燃烧器轴线成一定角度离散式布置。最好拉法尔管超音速喷嘴可拆卸连接在轴流风道出风口处。

作为改进，上述低NOx煤粉燃烧器，其特征在于中心风通道的出口处设置开有两个以上出风孔的布风板(8)。优选布风板上的出风孔为圆孔或槽状孔。

作为改进，上述低NOx煤粉燃烧器，水煤浆烧嘴(7)的雾化方式为机械压力雾化、压缩空气介质雾化、或水蒸汽介质雾化。

作为改进，上述低NOx煤粉燃烧器，旋流风通道从进口到出口为渐缩式结构，旋流风通道出口处设有旋流器。

本实用新型的优点：

(1)能有效减少NOx生成，实现低NOx排放要求；

(2)一次风量少，有效降低热耗；

(3)火焰调节便利；

(4)对煤质的适应性强。

附图说明

图1是水泥回转窑多介质多通道低NOx煤粉燃烧器的主视图

图2是燃烧器喷嘴剖面图。

具体实施方式

图1、2中，1栔崃鞣绲溃？栃  鞣缤ǖ溃？柮悍弁ǖ溃？栔行姆绲溃？查  航  艿溃？-拉法尔管超音速喷嘴；7-水煤浆喷嘴；8-中心风布风板

本水泥回转窑低NOx煤粉燃烧器为多介质多通道煤粉燃烧器，由四个同心环形通道组成，从外到内依次为轴流风道、旋流风道、煤风道和中心风通道，中心设置水煤浆管道，水煤浆管道出口处设置水煤浆烧嘴。最外层的轴流风道，其出风口处采用10～40个周向均布的拉法尔管超音速喷嘴(6)，与轴线成一定角度离散式布置。由于采用拉法尔管喷嘴，可以得到超音速流动，相对于传统低音速喷嘴极大地提高了轴流风的动量，采用离散式布置，增强了轴流风与来自冷却机的二次风的接触面积，这两种措施保证了轴流风对二次风的卷吸能力和在较低风量的前提下所需的推力；第二层为旋流风，旋流风通道为渐缩式结构，旋流风出口处设有旋流器，通过调节上游的阀门来调节旋流风量，通过调节旋流强度，控制火焰中心回流区尺度；通过在轴流风、旋流风内侧布置煤风，可有效延缓煤粉与二次风的接触时间，从而降低NOx的生成。第四层为中心风，中心风道出口设有圆心或槽型开口的分布板(8)。中心风道中心出口处设水煤浆烧嘴(7)，其雾化方式为机械压力雾化、压缩空气介质雾化、或水蒸汽介质雾化。水煤浆在煤粉燃烧火焰底部产生水煤气反应，所产生的还原气氛可极大地降低NOx的生成。