專(zhuān)利名稱(chēng)：蒸汽助燃型火炬燃燒器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種處理可燃廢氣的燃燒器，特別地，涉及一種利用水蒸汽消煙助燃處理可燃廢氣的火炬燃燒器。
背景技術(shù)：
常見(jiàn)的火炬燃燒器有蒸汽助燃型、鼓風(fēng)助燃型和無(wú)助燃型，多數(shù)企業(yè)采用的是蒸汽助燃型火炬燃燒器。利用水蒸汽助燃的基本原理為首先利用水蒸汽引射大量空氣助燃，然后水蒸汽在火焰中與碳發(fā)生水煤氣反應(yīng)，從而防止黑煙的產(chǎn)生，還能降低火炬燃燒器的溫度，延長(zhǎng)火炬燃燒器使用壽命。
專(zhuān)利號(hào)為98236888.7、名稱(chēng)為“空地點(diǎn)火水蒸汽消煙火炬燃燒器”的中國(guó)實(shí)用新型專(zhuān)利公開(kāi)了一種蒸汽助燃型火炬燃燒器，該蒸汽助燃型火炬燃燒器主要包括筒體、中心水蒸汽管、水蒸汽立管、環(huán)繞簡(jiǎn)體的水蒸汽環(huán)管以及設(shè)置在水蒸汽立管端部的梅花噴嘴，燃燒器主要通過(guò)梅花噴嘴噴出水蒸汽，噴出的水蒸汽卷入空氣參與火炬氣的燃燒。此類(lèi)蒸汽助燃型火炬燃燒器存在以下缺點(diǎn)1.由于在燃燒器的頂端有燃燒廢氣而產(chǎn)生的煙氣，該煙氣中含有大量的燃燒產(chǎn)物二氧化碳，水蒸汽在卷入空氣的同時(shí)，將二氧化碳也卷入燃燒區(qū)域，因此，該裝置引射空氣的能力有限，消煙效果不理想，最大消煙能力不夠，通常此類(lèi)火炬燃燒器只能在火炬氣的最大負(fù)荷的30％范圍內(nèi)消除黑煙；2.由水蒸汽噴射引起的噪音是水蒸汽助燃火炬燃燒器最主要的噪音來(lái)源，它比火炬氣放空、湍流燃燒等產(chǎn)生的噪音大很多，在火炬燃燒器地面處的噪音一般都在90分貝以上，由于該燃燒器的水蒸汽環(huán)管和噴嘴布置在頂部的高溫區(qū)域，不能采取有效的消音措施來(lái)消除水蒸汽噴射產(chǎn)生的巨大噪音；3.水蒸汽環(huán)管和噴嘴布置在火炬燃燒器頂部的高溫區(qū)域，其自身使用壽命不夠長(zhǎng)，另外，由于頂部水蒸汽的注入，高壓水蒸汽通過(guò)噴嘴臨界出流后需要繼續(xù)膨脹，對(duì)火炬氣火焰起壓制作用，使火炬燃燒器長(zhǎng)期處于高溫區(qū)域，會(huì)縮短火炬燃燒器的使用壽命。
隨著人們對(duì)工業(yè)生產(chǎn)的環(huán)保要求的提高，需要對(duì)現(xiàn)有的蒸汽助燃型火炬燃燒器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠提高消煙能力的、便于采用消音措施的并且易于延長(zhǎng)其壽命的蒸汽助燃型火炬燃燒器。
為了解決所述技術(shù)問(wèn)題，根據(jù)本發(fā)明的蒸汽助燃型火炬燃燒器包括筒體、引射水蒸汽至筒體中心處的中心引射管、環(huán)繞筒體的水蒸汽環(huán)管以及與所述水蒸汽環(huán)管套合的噴嘴，其特點(diǎn)是還包括蒸汽空氣引射管，套合在一起的水蒸汽環(huán)管和噴嘴設(shè)置在遠(yuǎn)離筒體頂端的位置，所述噴嘴鄰接并對(duì)準(zhǔn)所述蒸汽空氣引射管的入口處。由于蒸汽引射部件遠(yuǎn)離燃燒器的頂部高溫區(qū)域，有利于延長(zhǎng)這些部件的使用壽命，同時(shí)便于在引射部件的外圍設(shè)置消音措施；蒸汽空氣引射管將水蒸汽和空氣的混合物從火炬燃燒器的下部送至頂部的高溫區(qū)域，能增強(qiáng)火焰剛度、縮短火焰長(zhǎng)度以及托高火焰，降低火炬燃燒器各部件的溫度，也利于延長(zhǎng)火炬燃燒器的使用壽命；水蒸汽從噴嘴噴出后，可以卷入相對(duì)于現(xiàn)有的燃燒器來(lái)說(shuō)十倍量的空氣送至蒸汽空氣引射管，并參與燃燒，提高了燃燒器的消煙能力。
上述的蒸汽助燃型火炬燃燒器，其進(jìn)一步的特點(diǎn)是，還包括環(huán)繞所述簡(jiǎn)體的多個(gè)另一水蒸汽環(huán)管以及分別與所述多個(gè)另一水蒸汽環(huán)管套合的多個(gè)另一噴嘴，所述套合的另一噴嘴和另一水蒸汽環(huán)管設(shè)置在遠(yuǎn)離所述筒體頂端的位置，所述多個(gè)另一噴嘴分別鄰接并對(duì)準(zhǔn)多個(gè)蒸汽空氣引射管的入口處。增加了水蒸汽引射部件后，由于火炬燃燒器的出口布滿(mǎn)引射管，火炬氣流道被分割成很多小塊，加之預(yù)混火焰的剛度較好，防止外界空氣沖進(jìn)火炬燃燒器內(nèi)部形成可燃性混合氣體，從而阻止內(nèi)部燃燒現(xiàn)象的產(chǎn)生，穩(wěn)定火焰，延長(zhǎng)火炬燃燒器壽命；增加的引射部件能同時(shí)保證大排量和小排量廢氣的消煙能力。
上述的蒸汽助燃型火炬燃燒器，其進(jìn)一步的特點(diǎn)是，在所述水蒸汽環(huán)管和所述噴嘴的外圍設(shè)置有消音器，該消音器能有效降低水蒸汽的噴射噪音。
上述的蒸汽助燃型火炬燃燒器，其進(jìn)一步的特點(diǎn)是，還包括設(shè)置在頂部的水蒸汽環(huán)管和與所述在頂部的水蒸汽環(huán)管套合的噴嘴。
上述的蒸汽助燃型火炬燃燒器，其進(jìn)一步的特點(diǎn)是，所述消音器的內(nèi)壁或底部設(shè)置有陶瓷纖維層，在所述陶瓷纖維層上還設(shè)置有耐熱不銹鋼材料制成的鋼絲網(wǎng)或多孔薄板。
上述的蒸汽助燃型火炬燃燒器，其進(jìn)一步的特點(diǎn)是，所述陶瓷纖維層的層數(shù)是二至六，其優(yōu)選方案是四，該消音器可以使得地面的噪音可低于70分貝。
上述的蒸汽助燃型火炬燃燒器，其進(jìn)一步的特點(diǎn)是，所述蒸汽空氣引射管在燃燒器的出口處幾何均勻地分布。蒸汽空氣引射管幾何均勻地布置在火炬燃燒器內(nèi)部，起到冷卻火炬燃燒器的作用，利于延長(zhǎng)火炬燃燒器的使用壽命，此外，水蒸汽和空氣的混合物通過(guò)蒸汽空氣引射管從火炬燃燒器頂部中心區(qū)域噴出，可以很大程度上抵御側(cè)向風(fēng)的影響，使之不易產(chǎn)生火炬燃燒器外部燃燒，防止小氣量排放時(shí)火焰燎到火炬燃燒器的外壁，有利于延長(zhǎng)火炬燃燒器的使用壽命。
另外，根據(jù)本申請(qǐng)人的試驗(yàn)，在蒸汽耗量相同的情況下，即使對(duì)于重組分的烴類(lèi)氣體，本發(fā)明提供的蒸汽助燃型火炬燃燒器也能從最大處理量的30％提高到45％。
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容作進(jìn)一步的說(shuō)明。


在附圖中，相同的標(biāo)號(hào)標(biāo)示相同的部件；圖1是本發(fā)明的蒸汽助燃型火炬燃燒器的第一實(shí)施例的示意圖；圖2是本發(fā)明的蒸汽助燃型火炬燃燒器的第二實(shí)施例的示意圖；圖3是本發(fā)明的蒸汽助燃型火炬燃燒器的第三實(shí)施例的示意圖；圖4是在圖3中的蒸汽助燃型火炬燃燒器的出口處的引射管的布置的平面圖；圖5是本發(fā)明的盤(pán)式消音器的內(nèi)襯的剖面圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，本發(fā)明的蒸汽助燃型火炬燃燒器的第一實(shí)施例主要包括筒體100、環(huán)繞簡(jiǎn)體100的水蒸汽環(huán)管101、與水蒸汽環(huán)管101套合的多個(gè)噴嘴102以及蒸汽空氣引射管103，噴嘴102分別鄰接并對(duì)準(zhǔn)蒸汽空氣引射管103的入口，噴嘴102可以是梅花噴嘴，水蒸汽環(huán)管101遠(yuǎn)離燃燒器的頂端，比如說(shuō)可以在燃燒器的底部環(huán)繞筒體設(shè)置。水蒸汽進(jìn)入水蒸汽環(huán)管101，然后通過(guò)噴嘴102噴射出來(lái)，卷吸大量空氣進(jìn)入蒸汽空氣引射管103，高速?lài)姵龅乃羝约熬砣氲目諝馔ㄟ^(guò)蒸汽空氣引射管103均勻混合后送至火炬燃燒器的頂部，參與廢氣的燃燒；中心蒸汽管104直接送入火炬頭頂部，時(shí)刻保證有少量蒸汽送入火炬頭內(nèi)，以起到冷卻火炬頭和防止火炬氣倒灌的作用。該實(shí)施例與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于將頂部引射蒸汽替換為底部引射蒸汽，高速出流的水蒸汽通過(guò)噴嘴102后可以引射10倍量的空氣參與廢氣的燃燒；蒸汽空氣引射管103有利于水蒸汽和空氣的均勻混合，提高燃燒器的消煙能力；由于水煤氣反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，水蒸汽和空氣的混合物通過(guò)引射管103進(jìn)入火焰高溫區(qū)域，有利于反應(yīng)正方向進(jìn)行，促進(jìn)水蒸汽的分解，提高水蒸汽利用率，從而提高消煙能力。由于蒸汽環(huán)管101和噴嘴102設(shè)置在火炬燃燒器遠(yuǎn)離火炬燃燒器的高溫區(qū)域，該實(shí)施例在環(huán)管101和噴嘴102的外圍設(shè)置了消音器107。
如圖5所示，盤(pán)式消音器107內(nèi)壁和底部襯有四層陶瓷纖維毯105，采用不銹鋼絲網(wǎng)或多孔薄板106和不銹鋼螺柱108固定。襯有陶瓷纖維毯105的盆式消音器107能有效降低水蒸汽的噴射噪音，地面的噪音可低于70分貝。該陶瓷纖維毯105對(duì)300～30000Hz的噪音具有良好的吸聲特性，同時(shí)還具有耐火、耐高溫、抗腐蝕、抗急冷急熱能力強(qiáng)的特性，能夠很好的吸收水蒸汽高速?lài)娚渌a(chǎn)生的噪聲。同時(shí)在消音材料上還覆有耐熱不銹鋼材料制成的鋼絲網(wǎng)或多孔薄板106，除起到牢固消音材料的作用外，對(duì)降噪也可起到較好的效果。
如圖2所示，本發(fā)明的蒸汽助燃型火炬燃燒器的第二實(shí)施例在第一實(shí)施例的基礎(chǔ)上增加了設(shè)置在頂部的蒸汽環(huán)管201和與之套合的多個(gè)噴嘴205，水蒸汽通過(guò)蒸汽環(huán)管205后，從多個(gè)噴嘴205直接噴射出來(lái)。第二實(shí)施例作為第一實(shí)施例的一種變型，其目的在于提供能處理更大廢氣排放量的燃燒器，然而這種方式不是最佳的。
較佳地，參照?qǐng)D3，相對(duì)于第二實(shí)施例，本發(fā)明的蒸汽助燃型火炬燃燒器的第三實(shí)施例除去了設(shè)置在燃燒器頂端的環(huán)管201和多個(gè)噴嘴205，增加設(shè)置在燃燒器中部的環(huán)管301和與環(huán)管301套合的噴嘴302，噴嘴302鄰接并對(duì)準(zhǔn)蒸汽空氣引射管303的入口處。由于環(huán)管201設(shè)置在筒體300中部，遠(yuǎn)離頂部高溫區(qū)域，有利于延長(zhǎng)這些部件的使用壽命。本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)能理解實(shí)施例三并不是實(shí)施例一的簡(jiǎn)單替換，兩者有實(shí)質(zhì)上的不同，比如說(shuō)，當(dāng)廢氣排放量增加時(shí)，為了增加助燃的水蒸汽以及隨之卷入燃燒區(qū)域的空氣，實(shí)施例一中的噴嘴102和引射管103數(shù)目會(huì)增加，蒸汽環(huán)管101的橫截面積變大，然而在排氣量減小時(shí)，增加了所述部件的燃燒器就不能有效地運(yùn)行，比如說(shuō)引射的水蒸氣過(guò)多或者不足；在此應(yīng)當(dāng)注意到，根據(jù)廢氣排放量的情況，還可以進(jìn)一步地增加包括環(huán)管301、噴嘴302和蒸汽空氣引射管303的引射組件，但應(yīng)當(dāng)使得該組件布置在遠(yuǎn)離燃燒器的高溫區(qū)域，即遠(yuǎn)離燃燒器的頂端。
參照?qǐng)D4，在燃燒器頂端的廢氣排出口，引射管303幾何均勻地分布，中心引射管303′位于排出口的中心，由于火炬燃燒器的出口布滿(mǎn)引射管303，火炬氣流道被分割成很多小塊，加之預(yù)混火焰的剛度較好，從而防止外界空氣沖進(jìn)火炬燃燒器內(nèi)部形成可燃性混合氣體，阻止內(nèi)部燃燒現(xiàn)象的產(chǎn)生，穩(wěn)定火焰，延長(zhǎng)火炬燃燒器壽命。同樣地，在第一實(shí)施例或第二實(shí)施例中的引射管也是在廢氣排出口均勻分布。
應(yīng)當(dāng)注意到所述的實(shí)施例應(yīng)在所有方面僅考慮成示例性的而不是限制性的。本發(fā)明的范圍因此由本申請(qǐng)的權(quán)利要求來(lái)限定，而不是前面的說(shuō)明內(nèi)容，在權(quán)利要求書(shū)的等價(jià)的意義和范圍內(nèi)的所有變化都將包含于這個(gè)范圍。
權(quán)利要求
1.一種蒸汽助燃型火炬燃燒器，包括筒體、引射水蒸汽至筒體中心處的中心引射管、環(huán)繞筒體的水蒸汽環(huán)管以及與所述水蒸汽環(huán)管套合的噴嘴，其特征在于還包括蒸汽空氣引射管，所述套合的水蒸汽環(huán)管和噴嘴設(shè)置在遠(yuǎn)離所述筒體頂端的位置，所述噴嘴鄰接并對(duì)準(zhǔn)所述蒸汽空氣引射管的入口處。
2.如權(quán)利要求1所述的蒸汽助燃型火炬燃燒器，其特征在于，還包括環(huán)繞所述筒體的多個(gè)另一水蒸汽環(huán)管以及分別與所述多個(gè)另一水蒸汽環(huán)管套合的多個(gè)另一噴嘴，所述套合的另一噴嘴和另一水蒸汽環(huán)管設(shè)置在遠(yuǎn)離所述筒體頂端的位置，所述多個(gè)另一噴嘴分別鄰接并對(duì)準(zhǔn)多個(gè)蒸汽空氣引射管的入口處。
3.如權(quán)利要求1或2所述的蒸汽助燃型火炬燃燒器，其特征在于，在所述水蒸汽環(huán)管和所述噴嘴的外圍設(shè)置有消音器。
4.如權(quán)利要求1至3中任一權(quán)利要求所述的蒸汽助燃型火炬燃燒器，其特征在于，還包括設(shè)置在頂部的水蒸汽環(huán)管和與所述在頂部的水蒸汽環(huán)管套合的噴嘴。
5.如權(quán)利要求3所述的蒸汽助燃型火炬燃燒器，其特征在于，所述消音器的內(nèi)壁或底部設(shè)置有陶瓷纖維層，在所述陶瓷纖維層上還設(shè)置有耐熱不銹鋼材料制成的鋼絲網(wǎng)或多孔薄板。
6.如權(quán)利要求4所述的蒸汽助燃型火炬燃燒器，其特征在于，所述陶瓷纖維層的層數(shù)是二至六。
7.如權(quán)利要求1至4中任一權(quán)利要求所述的蒸汽助燃型火炬燃燒器，其特征在于，所述蒸汽空氣引射管在燃燒器的出口處幾何均勻地分布。
8.如權(quán)利要求6所述的蒸汽助燃型火炬燃燒器，其特征在于，所述陶瓷纖維層的層數(shù)是4。
全文摘要
本發(fā)明提供一種蒸汽助燃型火炬燃燒器，包括筒體、引射水蒸汽至筒體中心處的中心引射管、環(huán)繞筒體的水蒸汽環(huán)管以及與所述水蒸汽環(huán)管套合的噴嘴，其特點(diǎn)是還包括蒸汽空氣引射管，套合在一起的水蒸汽環(huán)管和噴嘴設(shè)置在遠(yuǎn)離筒體頂端的位置，噴嘴鄰接并對(duì)準(zhǔn)所述蒸汽空氣引射管的入口處；蒸汽引射部件遠(yuǎn)離燃燒器的頂部高溫區(qū)域，有利于延長(zhǎng)這些部件的使用壽命，同時(shí)便于在引射部件的外圍設(shè)置消音措施；通過(guò)噴嘴噴出蒸汽卷入空氣的量大大增加，從而該燃燒器的消煙能力增強(qiáng)。
文檔編號(hào)F23D14/46GK1959211SQ20061011867
公開(kāi)日2007年5月9日 申請(qǐng)日期2006年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月23日
發(fā)明者張世程, 朱國(guó)慶, 劉世俊, 劉柏鏞, 陳斌, 曹楓 申請(qǐng)人:中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七一一研究所