[实用新型]一种新型低排放天然气高速烧嘴结构

说明书

本实用新型涉及天然气洁净燃烧技术领域，提供了一种低排放天然气高速烧嘴结构。该结构通过天然气通道以及助燃气通道，在烧嘴特殊结构下，形成部分预混交叉射流。使燃料在燃烧器的径向方向上达到均匀分布的效果，保证燃料和助燃空气的混合气在燃烧器出口处形成合理的流场分布，形成均匀稳定的燃烧区域，保证了窑炉温度，降低了污染物排放，同时，内部冷却结构的设计有效的保护了烧嘴，提高了使用寿命。

技术领域

本实用新型涉及天然气洁净燃烧技术领域，特别提供一种新型低排放天然气高速烧嘴结构。

背景技术

工业炉窑是一种重要的工业生产热工设备，广泛应用于物料的焙烧、干燥、熔化、熔炼、加热和热处理等各种生产过程。传统工业炉窑通常采用煤作为燃料，在燃烧过程中会产生大量氮氧化物(NOx)、粉尘和SO2。随着环保要求日益提高，工业炉窑对NOx、粉尘和SO2的排放要求也日趋严格，近年来天然气等清洁可燃气体因其具有安全、高效、操作简便、低排放等优点，广泛应用于工业炉窑生产中。但是这类天燃气燃烧器在控制NOx排放方面仍有非常大的改善空间。因此，新型的低NOx燃气燃烧器结构设计对于组织燃烧、降低NOx物排放尤为重要。

氮氧化物的生成和温度有密切的关系，火焰的温度越高，氮氧化物的生成越大，反之亦然。通过合理的设计燃烧器结构，可以在保证燃烧安全可靠、高效的基础上，减少局部高温区的产生，使天然气和空气混合均匀，从而抑制燃烧过程中NOx的生成以减少NOx的排放量。专利“CN203586205”中涉及到的燃气燃烧器已经在设计理念和结构形式上进行改善和提升，但是采用“富燃-淬熄-贫燃”技术无法满足排放进一步降低的要求，同时上述技术方案在天然气工业炉窑应用中存在烧嘴安装空间上的局限，对工业窑炉的适应性有限。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

现行天然气工业窑炉通常采用天然气烧嘴对窑炉进行加热。受制于烧嘴安装空间，烧嘴结构通常较为简单，且多采用扩散燃烧组织方式，NOx排放量大。同时，由于烧嘴下游火焰温度高，使得烧嘴容易出现烧蚀现象，在短时间内就需要对烧嘴进行更换。

本实用新型通过改进燃料与助燃风的进气方式，形成部分预混合横向交叉射流，改善低氮烧嘴的混合度，从而降低燃烧温度以实现氮氧化物减排；同时在稳焰盘内部开设燃料通道，降低了烧嘴端部的温度，从而提高了烧嘴的使用寿命。

(二)技术方案

本实用新型提供的一种新型低排放天然气高速烧嘴结构，由天然气通道以及助燃气通道构成；天然气通道前端同稳焰盘相连，稳焰盘外侧布置有旋流槽道，稳焰盘同助燃风通道接触的部分开有助燃风通孔，稳焰盘开有周向天然气腔室，天然气通道开有通向天然气腔室的内侧天然气孔，天然气腔室开有通向旋流槽道的外侧天然气孔。

优选的，天然气通道外壁面开有天然气孔。

优选的，旋流槽道的数量为5～25个。

优选的，旋流槽道的截面形状为长方形。

优选的，旋流槽道的截面形状为梯形。

优选的，旋流槽道的旋流角度为20～70度

优选的，助燃风通孔的数量为3～15个。

优选的，助燃风通孔的直径为1～10mm。

优选的，内侧天然气孔的直径为0.5～8mm。

优选的，内侧天然气孔的数量为3～15个。

优选的，外侧天然气孔的数量为5～25个。

优选的，外侧天然气孔的直径为0.5～8mm。

优选的，天然气孔的数量为3～15个。

优选的，天然气孔的直径为0.5～10mm。