[发明专利]沼气燃烧器

说明书

本申请是申请日为2009年12月29日、申请号为200910265344.4、发明名称为“沼气燃烧器”专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及燃烧器的结构，特别涉及一种沼气燃烧器。

背景技术

发酵沼气是利用诸如生活垃圾、粪便、污泥、污水等废弃物进行厌氧发酵后产生的气体，其主要由甲烷、二氧化碳、水蒸气以及多种微量杂质组成。

发酵沼气的收集利用已经越来越受到人们的重视，而且由于这些气体都是来自于废弃物发酵，属于可再生能源，其利用与消纳不仅可以替代不可再生的化石燃料，而且可以减少温室气体的排放。

但是，在发酵沼气处理利用系统中，由于产气与用气的不匹配，往往需要设置焚烧设备将多余的气体集中烧掉。另外，由于前述废弃物处理过程当中往往有污染浓度高的污水排出，在垃圾填埋场成为“渗滤液”，利用废弃物发酵产生的气体燃烧来处理渗滤液是一种新的“以废治废”的处理模式。沼气燃烧器即是在这个基础上进行研发而来。传统的沼气利用，一般是作为家用燃气，其相应的燃烧器――灶具－－已经成为较为普通的燃烧设备，但是对于大量气体焚烧或者渗滤液焚烧蒸发工艺中需要的燃烧器，目前还没有成熟的应用。另外，现有的燃烧器为了保证燃烧的安全，一般都采用扩散式为主的燃烧器，这样不会出现“回火”类的危险事故，但是燃烧控制比较困难，燃烧产物中污染物的含量也较高。

发明内容

本发明的目的在于，为解决目前在发酵沼气处理利用系统中沼气的安全、高效、无污染地燃烧等诸多问题，从而提供一种沼气燃烧器。

为实现上述目的，本发明的一种沼气燃烧器，包括：引射器和喷嘴，其特征在于，所述的引射器包括同轴设置的引入段和混合段，混合段的口径大于引入段，以形成间隙，引入空气进行混合；

所述的喷嘴的嘴部设有若干小孔径的通道。通过局部小孔的设计解决回火的危险，并保证整体的过火面积不变，气流单个小孔的口径设计符合淬熄距离的要求。

作为上述技术方案的另一种改进，所述的嘴部的若干小孔径布置呈梅花状，且连通设置。或所述的嘴部的若干小孔径呈圆环状分隔设置；所述的圆环状小孔径多层设置，内层孔径小，外层孔径大。

作为上述技术方案的又一重要改进，所述的引入段的进口端沿侧壁均匀设置有一圈小孔，这样，空气可以被引射进入燃烧器并与燃气混合，不仅可以降低燃气的流速，而且可以引射入燃烧所需空气量的约40％，改善燃烧排放。这些小孔决定了引射入的空气量，也就是一次空气系数的大小，其将直接影响燃烧过程以及排放的好坏。进一步地，所述的混合段的上端口沿侧壁均匀设置有一圈小孔。这样，一可以使空燃混合更充分；二是降低头部的温度，对材料的要求低，可以延长设备的使用寿命；三是具有稳焰的作用。所述的引入段的进口端设置为中心孔和一圈小孔的结构。中心孔是燃气的通道，一圈小孔的设置不仅结构简单，而且是距离燃气最高速最近的地方开孔，可有效引射足够的空气，减少损失。

作为上述技术方案的又一种改进，所述的混合段或引入段中设置有漩流片。所述的漩流片为两个，呈半椭圆形，并在圆心处交叉布置。该两个漩流片在引入段横截面上的投影呈圆形，气流通过时，漩流片起旋以加强混合。

作为上述技术方案的再一种改进，所述的混合段的上端口设置有网格状稳焰器，燃烧器的稳定工作范围有很大程度上来自于这个部分的结构。流量大时，火焰稳定，燃烧工作负荷比可以达到1︰20～30，而一般情况下，仅为1︰10左右。进一步地优选，所述的网格状稳焰器为大致呈井字状布置的隔离网筛，该隔离网筛的高度为30mm。网格状稳焰器的形式有多种，燃烧器的稳定工作范围有很大程度上来自于这个部分的结构。

本发明的优点在于，本发明的设计的喷嘴的结构形式、混合器下部的小孔以及网格状稳焰器，为沼气提供了一种燃烧器，解决了目前在发酵沼气处理利用系统中沼气的安全、高效、无污染地燃烧等诸多问题。沼气燃烧利用中，安全燃烧是首先要解决的问题，由于沼气系统产气速度不均匀，气量的波动变化很大，而且还可能产生漏气使空气混入系统，如果有回火发生将会演变成不可估计的事故，其喷嘴的形式充分考虑了甲烷的燃烧特性，可以有效防止回火的发生；混合器下部的小孔主要是利用高速燃气流行成的负压来引射空气，根据计算，可以使化学当量比0.4～0.6的空气由此引入，与燃气混合，预混合的燃气燃烧产物的污染排放量将更小；网格状稳焰器可以有效提高燃烧器的稳定工作范围，以适应沼气产生量的大幅度变化。

附图说明

图1是本发明沼气燃烧器的喷嘴的结构半剖示意图；

图2是图1的喷嘴头部的结构示意图；