[发明专利]陶瓷燃烧器及顶燃式热风炉

说明书

本发明涉及一种陶瓷燃烧器及顶燃式热风炉，属于燃烧器领域。该陶瓷燃烧器中的煤气分流道有两层分流道共用一个进气口；空气分流道中有两层分流道共用一个进气口；在燃烧器的轴线方向上，最上层为煤气喷口层，最下层为空气喷口层，其他层均为空气喷口与煤气喷口同层设置的空煤混合层；在燃烧器的周向方向上，各煤气喷口与各空气喷口独立间隔设置。该陶瓷燃烧器能使空煤气混合更均匀，有助于燃烧着火位置提前，有利于提高燃烧器能力，使燃烧器的温差减小。将该型式的陶瓷燃烧器应用于顶燃式热风炉，再配合浓淡燃烧技术，可降低热风炉燃烧烟气中NOx的含量，是一种低氮环保型陶瓷燃烧器及顶燃式热风炉。

技术领域

本发明属于燃烧器领域，具体涉及一种陶瓷燃烧器及顶燃式热风炉。

背景技术

20世纪80年代末，首钢型顶燃式热风炉在大型高炉中开始投入运行，同时期，以俄罗斯卡卢金型为代表的顶燃式热风炉逐步在俄罗斯、乌克兰和中国等地得到推广应用；其中以我国曹妃甸5000m³以及日本JFE3200m³等特大型高炉上的应用为代表，标志着顶燃式热风炉在特大型高炉中应用实现了突破。

随着高炉冶炼技术的不断发展，对高风温的要求也越发迫切，高风温是降本增效的重要举措，为了获取高风温，燃烧器的燃烧温度也要随之不断提高，因此高燃烧效率也是顶燃式热风炉燃烧器发展的需求。

但高风温需求随之带来了环保问题，因燃烧烟气中的NOx排放会相应增加，一方面，高NOx排放无法满足国家日益严格的排放标准，另一方面，热风炉燃烧烟气中的NOx还会对高温区炉壳产生应力腐蚀、以及换热器后产生低温露点腐蚀，从而影响了热风炉及其设备的使用寿命。故现有顶燃式热风炉无法在高风温及高环保要求下实现两全。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种陶瓷燃烧器及顶燃式热风炉，在满足环保发展要求的前提下，提高燃烧器的燃烧效率，控制NOx的生成量，延长设备使用寿命。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种陶瓷燃烧器，包括外壳以及设置在外壳内的陶瓷内衬，陶瓷内衬中设有与煤气引入管相接的煤气环道、以及与空气引入管相接的空气环道，煤气环道上接有将煤气环道内煤气引入混合室内的煤气分流道，空气环道上接有将空气环道内空气引入混合室内的空气分流道；沿燃烧器的轴线方向，穿过陶瓷内衬的煤气分流道在陶瓷内衬的内壁面上形成多层煤气喷口，穿过陶瓷内衬的空气分流道在陶瓷内衬的内壁面上形成多层空气喷口。

与煤气环道相接的煤气分流道由上至下共设有三层，其中，第三层煤气分流道以第二层煤气分流道支路的形式、与第二层煤气分流道共用一个进气口；与空气环道相接的空气分流道由上至下共设有三层，其中，第一层空气分流道以第二层空气分流道支路的形式、与第二层空气分流道共用一个进气口。

在燃烧器的轴线方向上，最上层为煤气喷口层，最下层为空气喷口层，其他层均为空气喷口与煤气喷口同层设置的空煤混合层；在燃烧器的周向方向上，各煤气喷口与各空气喷口独立间隔设置。

进一步，在燃烧器的周向方向上，煤气喷口与空气喷口以交替形式布设。

进一步，在垂直于燃烧器轴线的水平面上，一端口为空气喷口的空气分流道的轴线与该水平面上的燃烧器对称轴间的夹角α₁为0～45°；一端口为煤气喷口的煤气分流道的轴线与该水平面上的燃烧器对称轴间的夹角α₂为0～45°；在竖直面上，一端口为空气喷口的空气分流道的轴线与燃烧器轴线间的夹角β₁为45°～90°；一端口为煤气喷口的煤气分流道的轴线与燃烧器轴线间的夹角β₂为45°～90°。

进一步，位于最上层的煤气分流道以喷口朝着混合室下部的方向倾斜设置，位于第二层的煤气分流道以其轴线水平的形式设置，位于第三层的煤气分流道以喷口朝着混合室下部的方向倾斜设置。