[实用新型]环形套筒窑节能燃烧装置

说明书

本实用新型属于燃烧设备技术领域，具体涉及一种环形套筒窑节能燃烧装置。所述的燃烧装置包括燃烧室，燃烧室中心轴线上依次设有预燃室和一次燃气喷管，一次燃气喷管外侧套有空气套管；预燃室出口伸入燃烧室，预燃室入口与一次燃气喷管出口和空气套管出口连通；预燃室周围设有与燃烧室连通的二次燃气喷管，预燃室出口为渐缩式出口。采用本实用新型所述的装置，控制燃烧过程中的温度，可以显著减少环形套筒窑上燃烧室的燃气消耗、改善窑内的煅烧工况，同时有效抑制燃烧过程中NOx的生成。

技术领域

本实用新型属于燃烧设备技术领域，具体涉及一种环形套筒窑节能燃烧装置。

背景技术

现有环形套筒窑的燃烧方式是：下燃烧室过氧燃烧，即过量空气系数大于1。上燃烧室欠氧燃烧，即过量空气系数小于1。下燃烧室剩余的氧与上燃烧室剩余的燃气在位于上燃烧室上方的上部煅烧带相遇后继续反应直至燃尽。上燃烧室采用欠氧燃烧方式的目的是利用过剩的燃气来稀释助燃空气中的氧浓度和产生更多的燃烧产物，以此来限制燃烧室的最高温度不超过耐材的工作温度。问题是要达到上述目的上燃烧室需要的燃气量通常远远多于煅烧工艺所需要的燃气量。这样不仅浪费燃气，还会造成排烟温度相对较高、窑内结瘤等问题。不少环形套筒窑换热器堵塞也与此有一定的关系。往往燃气热值越高问题越严重。

申请号为2015106387258的实用新型专利提出了在上燃烧室使用低热值燃气来控制燃烧温度的方案。该方案的实施需要具备低热值燃气资源和较复杂的燃气输送装置。如果在上燃烧室运用常温空气无焰燃烧技术可降低燃烧室峰值温度，消除局部高温，而不是依靠注入过量的燃气来抑制过高的温度。目前该领域已公开的技术大多要求通过特别高速的燃气或空气射流来获得无焰燃烧所需要的高温低氧条件，环形套筒窑现有的风机系统无法满足要求。申请号为200510022667.2的实用新型专利提出了一种预燃式无焰燃烧装置，对燃气或空气射流速度要求不高，但这种装置卷吸烟气的能力较弱，要获得无焰燃烧所需要的低氧条件预燃罩中过量空气系数不能过高。因此预燃温度相对较高，易产生热力型NOx。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种使环形套筒窑上燃烧室燃烧空间温度均匀、无局部高温区的燃烧装置，减少为防止燃烧室温度过高而注入的过量燃气。采用本实用新型可以显著减少环形套筒窑上燃烧室的燃气消耗、改善窑内的煅烧工况，同时有效抑制燃烧过程中NOx的生成。

本实用新型所述的一种环形套筒窑节能燃烧装置，包括燃烧室，燃烧室中心轴线上依次设有预燃室和一次燃气喷管，一次燃气喷管外侧套有空气套管；预燃室出口伸入燃烧室，预燃室入口与一次燃气喷管出口和空气套管出口连通；预燃室周围设有与燃烧室连通的二次燃气喷管，预燃室出口为渐缩式出口。

本实用新型所述的环形套筒窑节能燃烧方法具体为：

(1)将一次燃气经一次燃气喷管注入预燃室与经过空气套管注入预燃室的助燃空气混合进行过氧燃烧，生成温度为1000±50℃的低氧烟气；

(2)上述低氧烟气从预燃室的渐缩喷口喷入燃烧室，与二次燃气混合进行无焰燃烧，控制燃烧温度不高于1350℃。

一次燃气与助燃空气进行混合时，根据不同的燃气热值进行空、燃配比，生成温度为1000±50℃的低氧烟气，为无焰燃烧提供必要条件。由于高温膨胀，低氧烟气从预燃室的渐缩喷口高速喷入燃烧室。由于由于燃烧室的形状，空间突然扩大，气体喷出后，流速加快，在喷嘴后部产生一个低压区，形成烟气回流，增加了卷吸效果，此高速气流的卷吸效应在燃烧室内形成一个低氧回流区。二次燃气通过布置在预燃室周围的6～8个二次燃气喷口注入此低氧回流区从而发生无焰燃烧，控制燃烧温度不高于1350℃，若高于1350℃时，超出窑体所用耐材可承受温度，由于发生了二次燃烧，回流区的氧含量进一步降低。因此预燃室内可以允许较高的过量空气系数，使燃烧温度不致过高。优选的，所述渐缩式喷口锥角角度为12-18度，预燃室出口伸入燃烧室内70-120mm，可以保证较强的卷吸效果。

所述空气套管与一次燃气喷管同轴设置。