[发明专利]一种煤气用烟气再循环旋流燃烧器

说明书

本发明公开一种煤气用烟气再循环旋流燃烧器，包括由内向外同轴逐级布置的中心风筒、焦炉煤气通道、内二次风通道、燃气通道和外二次风通道；燃烧器还包括设置在内二次风通道、燃气通道之间同轴布置的烟气夹层；燃气通道内部靠近出口端的位置还环形布置有煤气旋流叶片；外二次风通道内部靠近出口端的位置还环形布置有外二次风旋流叶片；煤气旋流叶片和外二次风旋流叶片均沿对应的管道径向均匀分布。本发明通过在煤气通道和内二次通道之间设置烟气夹层，在烟气夹层中通入再循环烟气来推迟空气和燃气通道中的燃料的混合，使得本发明能够单独或混合燃用不同热值的煤气，燃料适用范围较广，对于高热值煤气也能起到降低氮氧化物的效果。

技术领域

本发明属于锅炉燃烧领域，具体涉及一种煤气用烟气再循环旋流燃烧器。

背景技术

钢铁企业在炼铁过程中通常会产生多种副产品，煤气中含有大量CO、H₂、CH₄等可燃成分，杂质含量较低，将这部分煤气用于发电，不仅能够有效减少能源浪费，还可以降低污染物的排放量。所产生煤气成分和热值有所差异，常见的高热值煤气有COREX煤气、焦炉煤气，常见的低热值煤气有高炉煤气等，煤气燃烧过程中产生的污染物主要有NO_x和SO₂，其中NO_x的生成量与燃烧器的结构密切相关。

随着我国对氮氧化物排放控制的进一步严格，低氮旋流燃烧器在大型电站锅炉的应用越来越广泛。煤气燃烧时产生的NO_x主要为热力型NO_x，低氮燃烧技术中常用的烟气再循环技术对于热力型NO_x有较好的抑制作用，这一技术的原理是抽取一部分低温烟气送入炉膛，通过烟气的吸热和对O₂的稀释作用来降低燃烧速度和炉内温度。现有技术中的煤气燃烧器多适用于高炉煤气等低热值燃气，而COREX煤气的热值是高炉煤气的2.5倍，当燃用此类高热值煤气或锅炉负荷升高时，原有煤气燃烧器多存在燃烧器效率降低、出口氮氧化物浓度超标等问题。因此，将旋流燃烧和烟气再循环燃烧技术相结合，研究开发一种适用范围较广的煤气用烟气再循环旋流燃烧器至关重要。

现有技术中的烟气再循环旋流燃烧器多适用于燃用低热值气体的锅炉，主要目的是解决低热值煤气燃烧过程中的不稳定问题，并不适用于高热值煤气的低氮旋流燃烧，对于COREX煤气等高热值气体燃用过程中出现的燃烧效率下降、氮氧化物含量上升等现象不能很好解决。

发明内容

针对现有技术中煤气燃烧器多适用于燃烧低热值气体，对于高热值气体燃用过程中出现的燃烧效率下降、氮氧化物含量上升等现象不能很好解决的问题，本发明提出一种燃料适用范围较广，对于高热值煤气能起到较好降低氮氧化物效果的煤气燃烧器。

本发明的目的是通过如下的技术方案来实现的：

一种煤气用烟气再循环旋流燃烧器，包括由内向外同轴逐级布置的中心风筒、焦炉煤气通道、内二次风通道、燃气通道和外二次风通道；

所述燃烧器还包括设置在内二次风通道、燃气通道之间的同轴布置的烟气夹层；

所述燃气通道内部靠近出口端的位置还环形布置有煤气旋流叶片；

所述外二次风通道内部靠近出口端的位置还环形布置有外二次风旋流叶片；

所述煤气旋流叶片和外二次风旋流叶片均沿对应的管道径向均匀分布。

进一步地，所述烟气夹层的环形气流通道的厚度为10～20mm。

进一步地，所述烟气夹层和中心风筒的入口处均与罗茨风机相连，通过罗茨风机通入再循环烟气。

进一步地，所述外二次风旋流叶片共有24片，叶片倾角为30°。

进一步地，所述煤气旋流叶片共有12片，叶片倾角为45°。