[实用新型]自预热低氮燃气烧嘴

说明书

技术领域

本实用新型涉及工业炉窑的低氮燃气烧嘴，尤其是关于一种自预热低氮燃气烧嘴。

背景技术

随着雾霾的肆虐，人们对空气质量和环保的要求日趋严格，对燃料的洁净燃烧及其污染物超低排放的指标要求日益提高。众所周知，燃气燃烧所产生的氮氧化物是产生雾霾的因素之一。因此，如何降低空气中的氮氧化物，成为改善空气质量和环保的关键所需。氮氧化物，如NO，NO2，N2O3，N2O5等等统称为NOx，一般都来自燃料的燃烧。而燃烧产生的NOx主要有两个：一是由燃料燃烧时由助燃空气中游离的氮和氧在高温下反应形成的，称为高温Nox；二是由燃气中的有机氮化物氧化形成的，燃气中的有机氮化物在高温下分解为各种含氮的自由基，它们在燃烧器附近区域与氧反应形成挥发性的NOx，称为燃料Nox。

高温Nox是燃料燃烧时产生的有害排放产物，是空气中Nox的主要来源。而燃料Nox与燃料的品质有关，通过净化燃料就可以消除或降低。因此，低Nox燃烧主要是解决高温Nox的排放问题。

在燃气燃烧过程中，Nox的生成浓度与燃烧区的温度、氮气浓度及氮气在高温燃烧区域的滞留时间等因素有关。鉴于炉膛温度是由热处理工艺决定，原则上不可更改，因此，燃烧器的结构和燃烧技术是减少Nox的关键所在。

已知公开的“工业炉窑燃气烧嘴空气导流器”(201320714519.7)和“工业炉窑低氮氧化物燃气烧嘴”(201320714517.8)两件专利，较好地解决了低NOx排放燃气烧嘴的结构问题，并已广泛用于工业炉窑的重要供热单元之中。然而，这种结构的烧嘴虽然降低了NOx的排放，但是在高温烟气余热的回收利用方面仍存有局限，只有在使用外置换热器后，方能提高烧嘴内空气的预热温度，以达到节约能源的目的。尤其是在间接加热(辐射管加热)或者空间狭小的热加工场合，更显不足。

实用新型内容

本实用新型的目的，是在现有一种低氮燃气烧嘴结构的基础上，利用返流的高温烟气来提高助燃空气的预热温度，以达到节能减排之目的。为实现上述之目的，采用如下的技术方案：一种自预热低氮燃气烧嘴，包括外套管、燃气管、空气管、烟气管、导流管、喷嘴、导流器、燃烧室，其特征是外套管内与导流管外之间设有热交换管，热交换管的出口端连接燃烧室，热交换管的管壁内外分别置有若干列纵向排列的内翘片条和外翘片条；每一列内翘片条和外翘片条沿热交换管的轴向均匀间隔设置，每一列内翘片条与其相邻的一列外翘片条沿管的径向互为错相间隔设置；每一列内翘片条和每一列外翘片条均由若干个均匀隔断的径向凸片组成；每一列内翘片条和每一列外翘片条均设为一连续的径向凸片条；每一列内翘片条和每一列外翘片条沿热交换管轴向为螺旋排列的错相间隔设置；每一列内翘片条和每一列外翘片条沿热交换管轴向为同向螺旋排列的错相间隔设置；每一列内翘片条和每一列外翘片条沿热交换管轴向互为反向螺旋排列的错相间隔设置；每一列内翘片条和每一列外翘片条与热交换管轴向螺旋排列的螺旋角设置为5度至30度；每一列内翘片条和每一列外翘片条与热交换管轴向螺旋排列的螺旋角为20度；热交换管与燃烧室制为一体。

按上述方案实施的自预热低氮燃气烧嘴，由于在外套管内与导流管外之间设置了返流烟气与助热空气进行热传导的热交换管，并在交换管管壁内、外分别设置了纵向直行排列或螺旋排列的内凸和外凸的翘片条。数列内凸和外凸翘片条的设置较单纯的管可增加1～4倍的热交换面积，由此而较明显的提高了热交换效率。其次，逆流于空气流的返流烟气流更加有利于将其所含有的余温传导至空气流。此结构不仅在增加热交换面积以提高热交换效率、节能减排，降低烟气排放温度以及进一步降低氮氧化物的排放等方面获得有益效果，更为主要的是自预热热交换结构较显著的实现了节能及改善大气环境之目的。

附图说明

图1为本实用新型一种实施例的纵剖面结构示意图；

图2为图1中一种热交换管的剖面结构示意图；

图3为图2中A--A断面的结构示意图。

具体实施方式