[发明专利]具有喷射吸附剂的燃烧器装置

说明书

这个发明涉及燃烧器装置特别是减少由于燃料燃烧而形成的氧化氮和二氧化硫的改进的燃烧器装置。

在烧煤的蒸气发生器的典型设备中，几个燃烧器被配置与炉子的内部起热交换作用，运行时烧空气和煤粉的混合物，在这类设备中使用的燃烧器一般是通过喷嘴连续喷射燃料-空气混合物，使其形成一个单个的相对大的火焰。

以这样的方式燃烧煤，所产生的二氧化硫会达到难以接受的水平，为符合政府对空气质量的标准，必须把它减少。燃烧器的火焰温度超过2800°F时由助燃空气分离出的氮化合物的量也随温度的增加按指数规律而增加。这种情况导致在最后燃烧生成物中产生大量的氧化氮，造成严重的空气污染。

对排出二氧化硫的控制，通常用外部手段解决，例如，湿或干烟气的脱硫，现场控制（即在炉内）已经过多年的研究，其方法是把石灰（或其它吸附剂）与煤予先混合，或者通过几个单独的口或小喷嘴把外部的粉状吸附剂喷射到燃烧器喉口。然而，这两种技术各有缺点。与煤一起喷射吸附剂，由于吸附剂的烧结，使二氧化硫吸收率减低，却使熔渣增加。从外部喷射吸附剂需要穿透许多墙壁，弯头很多，管道费用也贵，而且燃烧器对各喷口都要分级控制。

在燃烧器之间或上面喷射吸附剂由于下述几种因素的影响也限制了除硫：

-燃烧产物和吸附剂颗粒之混合不适当;

-在锅炉辐射区停留时间不足，和

-在吸附剂被喷射到多层锅炉的较低的燃烧器的位置上时，会增加炉渣，而且吸附剂沉积到锅炉的侧壁上。这些吸附剂颗粒能够再被卷吸入高温火焰中，因而也减少了除硫量。

在内分级的低氧化氮燃烧器中喷射吸附剂，这些不足就能得到纠正。这种类型的燃烧器与湍流燃烧器相比氧化氮减少50%以上，而不必同时使用外部燃烧空气分级系统，例如过热空气口或三次风口。然而，当使用过热空气口时，能够使氧化氮减少75%之多。一个内分级氧化氮低的燃烧器的定义是：在类似湍流燃烧器的火焰外层，产生富燃料区和贫燃料区。这与延迟混合的燃烧器完全不同，那种燃烧器产生十分窄长的火焰，燃料在这段较长的距离中逐渐燃烧，其燃烧距离较之湍流或内分级式燃烧器的大得多。

其它尝试，包括两级燃烧，烟气的再循环和导入缺氧的燃料-空气混合物，抑制了火焰的温度，减少了在燃烧过程中可用氧的量，因此减少了氧化氮的形成。

虽然这些方法各自都有些效果，但它们无法使氧化氮减少到最低的水平。同时这些方法由于增加结构，引起成本增加，而且导致产生其它的有关问题，如产生煤烟等等，它们自身也没有通过喷射吸附剂对硫加以控制。

因此，本发明的一个目的是提供一种燃烧器装置其在运行时大大减少了燃料在燃烧时二氧化硫和二氧化氮的产生，而不须增加费用，也不会引起其它问题。

本发明的进一步目的是提供一种内部分级设计的可控气流/分离火焰，低氧化氮的燃烧器，其在与吸附剂的喷射相结合时，有效减少了硫的放出。

本发明更具体的目的是提供一种燃烧器装置，其每个单位体积的火焰的表面积增加了，产生了更大的火焰辐射，较低的火焰温度，而且火焰内的气体组成在最大温度时停留的时间较短，因而减少了由空气中惰性氮而形成的热的氧化氮。

本发明更进一步的目的是提供一种上述类型的燃烧器装置减少在燃烧过程中理论配比的氧，使燃料中的氮形成氧化氮的机会减少。

本发明的另一具体的目的是提供上述类型的燃烧器装置其二次风是用两平行管直通燃烧器出口，在这两平行管上各自带有调节装置，分别控制通过每一管中的气流。

本发明还有另一更具体的目的是提供上述类型的燃烧器装置，通过前述二次风的外平行管道喷射予先粉碎的吸附剂，以减少二氧化硫的形成从而避免了以前所述的问题。

为了实现这些和其他目的，本发明的燃烧器装置包括一环形通道，其一端有一入口以接纳燃料，另一端有一出口可排出燃料。空气由两条包在燃烧器外的平行管道直接引向出口，每一管道上装有许多调节片用来调节通过空气的量。一系列喷嘴配置在外层的平行管道上，喷射吸附剂来消除由于煤的燃烧而产生的硫。

上述简要说明以及本发明进一步的目的，特征和优点通过参考下列细节的描述连同附图，会更清楚地被理解。此处：

图1是描绘本发明的燃烧器装置剖视图，

图2是图1燃烧器装置的一个构件的局部透视图，

图3是本发明装置中燃烧器部分放大的局部剖视图。

图4是图3的燃烧器部分的端视图;

图5是沿图3的5-5线所作的剖面;