專利名稱：一種低NOx燃燒器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種燃燒器，尤其涉及一種用于減少很少排放N0x的燃 燒器。
背景技術(shù)：
酸度降低
長(zhǎng)期以來(lái)人們一直認(rèn)為發(fā)電廠的煙氣是一種大氣污染源。在礦物燃料的燃 燒中，某些天然存在的元素被氧化形成(例如)S03、 N0x、 HCL、 HF及諸如此 類。若這些酸(尤其是S03)的濃度超過(guò)了某些臨界值則其可能會(huì)產(chǎn)生問(wèn)題。 例如，當(dāng)S03濃度升高時(shí)，煙氣的酸露點(diǎn)溫度會(huì)升高。若煙氣的溫度低于煙 氣的酸露點(diǎn)溫度，則氣體中的S03將發(fā)生凝結(jié)并與水起反應(yīng)形成H2S04，引發(fā) 爐內(nèi)腐蝕問(wèn)題。并且，自爐膛離開的煙氣可迅速冷卻且所述氣體中的S03及 其它酸發(fā)生凝結(jié)，形成局部酸雨(其為S03及其它酸的凝結(jié)物及降落物)落 到周圍地面上，具有后續(xù)腐蝕性。過(guò)多的S03會(huì)凝結(jié)成小滴，并在離開爐膛 時(shí)形成可見(jiàn)的煙流，此會(huì)造成美觀問(wèn)題和地方政治問(wèn)題。若所述煙氣中存有 類似于NH3的化合物，則這些化合物可能與S03起反應(yīng)形成硫酸氫銨(NH3HS04)， 其隨后會(huì)污染空氣加熱器。
因此，存在一如下需要降低煙氣酸露點(diǎn)溫度以使酸露點(diǎn)溫度低于爐膛最 冷部分(例如輸送管及煙囪)中的煙氣溫度。亦存在另一需要降低煙氣的 酸含量以便最小化局部酸雨及與高酸性煙氣有關(guān)的其它問(wèn)題。
S03增加
煙氣中載有的顆粒物質(zhì)可通過(guò)靜電除塵器除去，靜電除塵器可使所述單個(gè) 顆粒接受一電荷并隨后利用此電荷將它們吸引至收集板而實(shí)施清理。這些靜 電除塵器的效率取決于所述單個(gè)顆粒獲取電荷的能力，即，所述顆粒的電阻 率。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，煙氣中存在S03可有效降低所述顆粒的電阻率，使其更易于 以靜電方式帶電。在煤燃燒中，某些天然存在的硫轉(zhuǎn)化為S03。另一方面，S03降低所述顆粒 物質(zhì)電阻率的有效性取決于S03的濃度，其中約15至20百萬(wàn)份數(shù)(ppm)可 獲得最佳結(jié)果。因此，除塵器效率受調(diào)節(jié)煙氣中S03數(shù)量(不管所燃燒煤的 硫含量如何)以使總S03濃度處于最佳范圍內(nèi)的能力的影響。
S03也是在SCR (催化劑)裝置中通過(guò)S02的氧化產(chǎn)生，且經(jīng)常會(huì)超過(guò)最佳 15至20ppm的最佳濃度。在SCR中通常用于將N0x還原為化(在氨存在下) 的催化劑摻和物亦可將S02氧化成S03。此反應(yīng)的速度具有強(qiáng)溫度依賴性，且 在較高溫度下，可將1%的S02轉(zhuǎn)化成S03。高含硫U. S.煤在鍋爐中任何位置 皆可產(chǎn)生自2， 000至3， OOOppm的S02，且因此在SCR外部可產(chǎn)生20至30ppra 的S03。問(wèn)題是，差不多50% (或10至15卯m)的自所述SCR出來(lái)的S03會(huì)通 過(guò)清潔器而排出煙囪。在約8至10ppm時(shí)(取決于顆粒濃度)，S(V變成一可 見(jiàn)的藍(lán)色煙流。
并且，S03亦可以催化方式在其它鍋爐表面經(jīng)由與元素/化學(xué)品(例如釩) 相互作用而產(chǎn)生。
因此因?yàn)樗性赟CR之前形成的S03會(huì)添加至排出的S03中，所以減少在 SCR之前形成的S03對(duì)于減少排出的S03是重要的并容許使用SCR來(lái)減少氣體 的NOx而不會(huì)產(chǎn)生過(guò)量的S03。
S03控制
若S03濃度太低，則除塵器將以低于最佳的效率工作。另一方面，若S03 濃度太高，則煙氣會(huì)變?yōu)楦咚嵝缘?，產(chǎn)生"藍(lán)煙"并促進(jìn)形成酸雨。此外， 酸性煙氣會(huì)促進(jìn)對(duì)傳送煙氣管道的腐蝕，并且當(dāng)與NH3型化學(xué)品結(jié)合時(shí)可阻 塞空氣加熱器。
并且，SCR通常每年僅欲使用六個(gè)月(在夏季臭氧控制季節(jié))，而在冬天 則被忽略了。此情況在除塵器中、在管路中、及在排氣煙囪外面會(huì)造成S03 濃度的季節(jié)變化性。
因此人們期望依靠是否使用SCR來(lái)控制煙氣中S03的濃度。接近40ppm的 S03濃度可引發(fā)嚴(yán)重不利的局部酸問(wèn)題，雖然不一定要對(duì)其進(jìn)行調(diào)節(jié)，但會(huì)造 成設(shè)施的局部政治問(wèn)題。U. S. EPA已經(jīng)指出，期望將來(lái)對(duì)S03的排放進(jìn)行管理。
因此，人們期望擁有一種在使用或不使用SCR的情況下能夠調(diào)節(jié)煙氣中 S03濃度的S03煙氣系統(tǒng)以將S(V濃度維持在最佳水平從而達(dá)到高ESP效能，且不增加局部S03排放。 分級(jí)
燃燒分級(jí)是以兩或更多個(gè)階段鍛燒燃料(即煤)的過(guò)程。富燃料階段(或 簡(jiǎn)單而言，富集階段)是一其中可用空氣對(duì)于完全燃燒所述燃料而言不充分 的階段。貧燃料階段為一其中對(duì)于完全燃燒所述燃料而言具有充分或過(guò)量空
氣的階段。分級(jí)在先前技術(shù)中用于通過(guò)a)降低峰溫度(熱力型NOx)及b) 提供一還原環(huán)境來(lái)還原N0x(N0x還原)。宏觀分級(jí)乃將爐膛各段劃分成富集階 段和貧乏階段且通過(guò)使用此等例如燃盡風(fēng)(OFA)等技術(shù)實(shí)現(xiàn)。宏觀分級(jí)即產(chǎn) 生具有不同功能性特征(例如還原電位、溫度、及諸如此類)的近微觀環(huán)境。
舉例而言，爐膛內(nèi)的微觀分級(jí)可在所述爐膛的第一階段中通過(guò)使用低NOx燃 燒器并調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)葉輪設(shè)定值及配風(fēng)器來(lái)達(dá)成。增加的分級(jí)可增加在還原氣氛 中的停留時(shí)間并可增強(qiáng)所述還原氣氛的作用。
先前技術(shù)已經(jīng)采用了微觀分級(jí)來(lái)減少燃燒器中NOx的排放。低NOx燃燒器 (LNB)通過(guò)將高燃料含量的一次風(fēng)遞送至爐膛中與流過(guò)一或多個(gè)二次配風(fēng)器 的二次風(fēng)相混合來(lái)分級(jí)。LNB主要使用微觀分級(jí)。通過(guò)一LNB的流量被設(shè)計(jì) 為可使煤的揮發(fā)性組份以接近一 (1. 0)的化學(xué)計(jì)量比與可利用的附近區(qū)域空 氣混合。在接近燃燒器的中央核心中的凈燃燒總體上是富集燃料的且由于溫 度很低而不會(huì)產(chǎn)生大量的熱NOx。當(dāng)越來(lái)越多的空氣緩慢地混合于所述中央 核心時(shí)，煤最終經(jīng)過(guò)爐膛深度而耗盡。此區(qū)域中產(chǎn)生的大部分NOx來(lái)自燃料 結(jié)合氮并經(jīng)由中間物HCN反應(yīng)為N0。外部三次風(fēng)混合于核心氣流的速率通過(guò) 調(diào)節(jié)風(fēng)門及旋轉(zhuǎn)葉輪、以及煤管道中的旋轉(zhuǎn)葉輪進(jìn)行設(shè)定。由于遍及燃燒區(qū) 具有一豐富的燃燒產(chǎn)物及二次風(fēng)的連續(xù)混合，LNB系統(tǒng)通過(guò)分級(jí)降低NOx。分 級(jí)通過(guò)降低豐富的核心氣流及外部二次風(fēng)氣流之間混合比率而增加。
先前技術(shù)己經(jīng)采用了宏觀分級(jí)來(lái)減少燃燒器中NOx的排放。宏觀分級(jí)由較 低爐膛中高度混合的燃料及空氣組成，對(duì)于大部分氣流而言混合至一低于一 的化學(xué)計(jì)量比。最終還是需要過(guò)量的氧來(lái)確保所有燃料已經(jīng)燃燒及降低爆炸 的危險(xiǎn)。在一經(jīng)宏觀分級(jí)的爐膛中，將過(guò)量空氣引入燃燒器的下游。增加的 分級(jí)通過(guò)增加停留時(shí)間、溫度、或在缺乏氧的情況下降低燃燒產(chǎn)物的品質(zhì)來(lái) 達(dá)成。
先前技術(shù)使用微觀分級(jí)(LNB)及宏觀分級(jí)(OFA)兩種方式來(lái)降低燃燒器中的N0x排放。在微觀分級(jí)及宏觀分級(jí)兩者的情況下，使用各上述的組合并 對(duì)其進(jìn)行調(diào)節(jié)以達(dá)成N0x排放物還原。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種低N0x燃燒器，通過(guò)合理設(shè)計(jì)燃燒器的結(jié) 構(gòu)，其燃燒器內(nèi)部形成分段燃燒，控制每段的反應(yīng)中的空氣量，抑制NOx的 產(chǎn)生，從而有效減少了有毒有害氣體。
為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的一種低NOx燃燒器，包括一燃燒器， 還包括 一電風(fēng)機(jī)，設(shè)置在燃燒器附近，其分別通過(guò)一吸風(fēng)管道和一噴風(fēng)管 道分別連接燃燒器的高位端和低位端； 一吸收劑噴射口，設(shè)置在燃燒器高位 端噴風(fēng)管道的對(duì)側(cè)，所述吸收劑噴射口上設(shè)有流量控制閥門； 一控制單元， 連接所述電風(fēng)機(jī)和吸收劑噴射口，分別向電風(fēng)機(jī)的發(fā)送控制功率大小的信號(hào) 和向吸收劑噴射口發(fā)送的控制流量大小的信號(hào)。
優(yōu)選地，還包括一可調(diào)噴風(fēng)口，設(shè)置在噴風(fēng)管道與燃燒器的接口處。
優(yōu)選地，所述可調(diào)噴風(fēng)口的可調(diào)角度為0到120度。
優(yōu)選地，所述的吸風(fēng)管道與噴風(fēng)管道的直徑相同。
優(yōu)選地，還包括至少兩個(gè)流量傳感器，所述流量傳感器分別設(shè)置在吸風(fēng) 管道口和噴風(fēng)管道口，所述流量傳感器分別連接控制單元。
優(yōu)選地，所述電風(fēng)機(jī)從燃燒器下端通過(guò)吸風(fēng)管道抽取30% 60%的風(fēng)量， 再通過(guò)噴風(fēng)管道噴射到燃燒器中。
優(yōu)選地，所述可調(diào)噴風(fēng)口的噴射速度為200m/s。
本實(shí)用新型的一種低NOx燃燒器，通過(guò)合理設(shè)計(jì)燃燒器的結(jié)構(gòu)，其燃燒 器內(nèi)部形成分段燃燒，控制每段的反應(yīng)中的空氣量，并與充分吸附劑充分反 應(yīng)，抑制N0x的產(chǎn)生，從而有效減少了有毒有害氣體。


此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的 一部分，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu) 成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。在附圖中
圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖標(biāo)號(hào):燃燒器[2]吸風(fēng)管道噴風(fēng)管道[4]電風(fēng)機(jī)吸收劑噴射口[6]控制單元
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖1來(lái)具體介紹一種本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例。 實(shí)施例1
本實(shí)用新型的一種低NOX燃燒器，包括一燃燒器l，其特征在于還包括:
電風(fēng)機(jī)4設(shè)置在燃燒器1附近，其分別通過(guò)一吸風(fēng)管道2和一噴風(fēng)管道 3分別連接燃燒器1的高位端和低位端，所述的吸風(fēng)管道2與噴風(fēng)管道3的 直徑相同。
吸收劑噴射口 5設(shè)置在燃燒器1高位端噴風(fēng)管道3的對(duì)側(cè)，所述吸收劑 噴射口 5上設(shè)有流量控制閥門；
控制單元6連接所述電風(fēng)機(jī)4和吸收劑噴射口 5，分別向電風(fēng)機(jī)4的發(fā) 送控制功率大小的信號(hào)和向吸收劑噴射口 5發(fā)送的控制流量大小的信號(hào)。
可調(diào)噴風(fēng)口設(shè)置在噴風(fēng)管道3與燃燒器1的接口處，所述可調(diào)噴風(fēng)口的 可調(diào)角度為0到120度。所述可調(diào)噴風(fēng)口的噴射速度為200m/s。
兩個(gè)流量傳感器分別設(shè)置在吸風(fēng)管道2 口和噴風(fēng)管道3 口，所述流量傳 感器分別連接控制單元6。
所述電風(fēng)機(jī)4從燃燒器1下端通過(guò)吸風(fēng)管道2抽取30% 60%的風(fēng)量，再 通過(guò)噴風(fēng)管道3噴射到燃燒器1中。
使用本實(shí)用新型后，電風(fēng)機(jī)4及時(shí)的4從燃燒器1下端通過(guò)吸風(fēng)管道2 抽取50%的風(fēng)量到燃燒器1的上端，使得燃燒器1上部形成強(qiáng)大的渦流，使 燃料與空氣充分混合，迅速燃燒，進(jìn)而改善氣體的溫度分布、熱能吸收、CO 的氧化，以及減少N0x的生成，最終達(dá)到降低煙氣的酸性、抑制N0x氣體的 目的。
7最后應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非 對(duì)其限制；盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，所屬領(lǐng)域 的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解依然可以對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
進(jìn)行修改 或者對(duì)部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的精神， 其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型請(qǐng)求保護(hù)的技術(shù)方案范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求1.一種低NOx燃燒器，包括一燃燒器(1)，其特征在于還包括一電風(fēng)機(jī)(4)，設(shè)置在燃燒器(1)附近，其分別通過(guò)一吸風(fēng)管道(2)和一噴風(fēng)管道(3)分別連接燃燒器(1)的高位端和低位端；一吸收劑噴射口(5)，設(shè)置在燃燒器(1)高位端噴風(fēng)管道(3)的對(duì)側(cè)，所述吸收劑噴射口(5)上設(shè)有流量控制閥門；一控制單元(6)，連接所述電風(fēng)機(jī)(4)和吸收劑噴射口(5)，分別向電風(fēng)機(jī)(4)的發(fā)送控制功率大小的信號(hào)和向吸收劑噴射口(5)發(fā)送的控制流量大小的信號(hào)。
2. 如權(quán)利要求1所述的低N0x燃燒器，其特征在于還包括 一可調(diào)噴風(fēng)口， 設(shè)置在噴風(fēng)管道(3)與燃燒器(1)的接口處。
3. 如權(quán)利要求2所述的低N0x燃燒器，其特征在于所述可調(diào)噴風(fēng)口的可調(diào) 角度為0到120度。
4. 如權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的低N0x燃燒器，其特征在于所述的 吸風(fēng)管道(2)與噴風(fēng)管道(3)的直徑相同。
5. 如權(quán)利要求4所述的低N0x燃燒器，其特征在于還包括至少兩個(gè)流量傳 感器，所述流量傳感器分別設(shè)置在吸風(fēng)管道(2) 口和噴風(fēng)管道(3) 口， 所述流量傳感器分別連接控制單元(6)。
6. 如權(quán)利要求5所述的低N0x燃燒器，其特征在于所述電風(fēng)機(jī)(4)從燃 燒器(1)下端通過(guò)吸風(fēng)管道(2)抽取30% 60%的風(fēng)量，再通過(guò)噴風(fēng)管 道(3)噴射到燃燒器(1)中。
7. 如權(quán)利要求6所述的低N0x燃燒器，其特征在于所述可調(diào)噴風(fēng)口的噴射 速度為200m/s。
專利摘要本實(shí)用新型介紹了一種低NOx燃燒器，包括一燃燒器，還包括一電風(fēng)機(jī)，設(shè)置在燃燒器附近，其分別通過(guò)一吸風(fēng)管道和一噴風(fēng)管道分別連接燃燒器的高位端和低位端；一吸收劑噴射口，設(shè)置在燃燒器高位端噴風(fēng)管道的對(duì)側(cè)，所述吸收劑噴射口上設(shè)有流量控制閥門；一控制單元，連接所述電風(fēng)機(jī)和吸收劑噴射口，分別向電風(fēng)機(jī)的發(fā)送控制功率大小的信號(hào)和向吸收劑噴射口發(fā)送的控制流量大小的信號(hào)。本實(shí)用新型的一種低NOx燃燒器，通過(guò)合理設(shè)計(jì)燃燒器的結(jié)構(gòu)，其燃燒器內(nèi)部形成分段燃燒，控制每段的反應(yīng)中的空氣量，并與充分吸附劑充分反應(yīng)，抑制NOx的產(chǎn)生，從而有效減少了有毒有害氣體。
文檔編號(hào)F23D1/00GK201363720SQ20092006775
公開日2009年12月16日 申請(qǐng)日期2009年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月17日
發(fā)明者周正彤, 白立彬, 譚夢(mèng)溪, 磊 郭 申請(qǐng)人:納爾科摩博泰柯環(huán)?？萍?上海)有限公司