專利名稱：用于工業(yè)鍋爐的生物質(zhì)氣化再燃噴嘴系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種生物能源技術(shù)領(lǐng)域的裝置，具體是一種用于工業(yè)鍋爐的生物 質(zhì)氣化再燃噴嘴系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
生物質(zhì)能是一種可再生的清潔能源，我國生物質(zhì)資源總量十分豐富，但是由于分 布較分散，運輸困難，作為單一燃料燃燒成本大，而直接將生物質(zhì)燃料與煤混燒對設(shè)備的運 行與維護(hù)會產(chǎn)生不良的影響。因此生物質(zhì)燃料在氣化爐內(nèi)氣化后噴入燃煤鍋爐與煤共同燃 燒的再燃技術(shù)是一種適合我國國情的利用生物質(zhì)能的方式。我國工業(yè)鍋爐數(shù)量眾多，耗煤量大，排放量大，節(jié)能減排潛力巨大，因此工業(yè)鍋爐 使用生物質(zhì)氣化再燃技術(shù)不僅能節(jié)約常規(guī)化石能源，同時也能降低氮氧化物的排放。其中 連接氣化爐和工業(yè)鍋爐的噴嘴系統(tǒng)是一核心部件，涉及到生物質(zhì)氣化氣的噴入位置、入射 角度、混合效果等多方面因素，這些因素直接影響生物質(zhì)氣化氣的燃燒效果，同時與生物質(zhì) 和煤的間接混燒所能達(dá)到的節(jié)能環(huán)保效果直接相關(guān)。經(jīng)過對現(xiàn)有技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)，目前尚未有在工業(yè)鍋爐中再燃生物質(zhì)氣化氣的實 例，比較多的是在電站煤粉爐中再燃天然氣，且該技術(shù)僅再燃而言也只有單一噴嘴的再燃 模型，如重慶大學(xué)吳雙應(yīng)等發(fā)表過《采用噴氣再燃降低N0X排放時單噴嘴射流的冷態(tài)分析》。 首先，本發(fā)明的適用對象不同于電站煤粉鍋爐，是數(shù)量眾多，排放量大的工業(yè)鍋爐；其次，本 發(fā)明中通過噴嘴的介質(zhì)不同于天然氣，是含有焦油的生物質(zhì)氣化氣；第三，不同于單個噴嘴 的射流，本發(fā)明是一個噴嘴系統(tǒng)，是由多對噴嘴組合在一起的整體，利用多個噴嘴的布置實 現(xiàn)一個有利于生物質(zhì)氣化氣充分燃燒還原氮氧化物的流場。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對工業(yè)鍋爐煤耗量大，排放量大的問題，提供一種用于工業(yè)鍋爐的生物 質(zhì)氣化再燃噴嘴系統(tǒng)，使生物質(zhì)氣化氣能在工業(yè)鍋爐爐膛內(nèi)最大限度地燃燒，從而實現(xiàn)工 業(yè)鍋爐節(jié)能減排的目的。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的，本發(fā)明包括噴嘴及若干成對設(shè)置于爐膛內(nèi) 的噴嘴，其中噴嘴沿工業(yè)鍋爐徑向成對設(shè)置于爐膛的喉口位置兩側(cè)。所述噴嘴的頭部為半球形，該噴嘴的頭部外表面上設(shè)有5個噴口，該噴嘴從噴嘴 端部算起，伸入工業(yè)鍋爐爐膛0. 1 0. 15米，同一水平面上相鄰兩個噴嘴間距0. 6 1米， 各噴嘴的中心軸線與水平面的夾角為5 30度。本發(fā)明將非預(yù)混的生物質(zhì)氣化氣以高速射流的方式噴入工業(yè)鍋爐內(nèi)，由于工業(yè)鍋 爐空氣過量系數(shù)大，故生物質(zhì)氣化氣的燃燒無需再配備二次風(fēng)。通過本發(fā)明的噴嘴系統(tǒng)，生 物質(zhì)氣化氣將覆蓋工業(yè)鍋爐喉口位置高度的整個平面，并在該平面上形成多個環(huán)流區(qū)域。 利用生物質(zhì)氣化氣的高速射流卷吸上升至喉口處的煙氣及過量空氣，使生物質(zhì)氣化氣與空 氣均勻混合充分燃燒，同時降低煙氣中的氮氧化物的排放濃度。


圖1為噴嘴系統(tǒng)在工業(yè)鍋爐上的布置示意圖。圖2為噴嘴系統(tǒng)效果示意圖；其中4噴嘴，5環(huán)流區(qū)域。圖3為噴嘴結(jié)構(gòu)示意圖；其中6噴嘴與氣化爐出氣管密封連接處，7漸縮段，8噴嘴伸入鍋爐爐內(nèi)段，9噴嘴 前部半球形表面。圖4為噴嘴前部半球形表面開孔示意圖；其中10噴嘴前部半球形表面，11半球形表面上的5個噴口。
具體實施例方式下面對本發(fā)明的實施例作詳細(xì)說明，本實施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行 實施，給出了詳細(xì)的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實施 例。如圖1所示，本實施例包括爐膛1及若干成對設(shè)置于爐膛1內(nèi)的噴嘴2，其中噴 嘴2沿工業(yè)鍋爐徑向成對設(shè)置于爐膛1的喉口 3位置兩側(cè)。所述噴嘴2的頭部為半球形，該噴嘴2的頭部伸入工業(yè)鍋爐爐膛0. 05 0. 1米， 同側(cè)噴嘴2間距0. 6 1米，各噴嘴2的中心軸線與水平面的夾角為5 30度。本發(fā)明可于工業(yè)鍋爐實行生物質(zhì)氣化再燃技術(shù)改造期間，經(jīng)實際測量后在鍋爐壁 面的指定位置鉆孔安裝，連接生物質(zhì)氣化爐與工業(yè)鍋爐，噴嘴數(shù)量可由鍋爐徑向長度及各 噴嘴間距算得，噴嘴大小可根據(jù)不同爐型及生物質(zhì)氣化氣需求量按比例放大或縮小。在小型實驗臺上生物質(zhì)氣化再燃系統(tǒng)可替代10% 20%的煤，該噴嘴系統(tǒng)則能 使氮氧化物的排放量降低60%以上。
權(quán)利要求
一種用于工業(yè)鍋爐的生物質(zhì)氣化再燃噴嘴系統(tǒng)，包括噴嘴及若干成對設(shè)置于爐膛內(nèi)的噴嘴，其特征在于噴嘴沿工業(yè)鍋爐徑向成對設(shè)置于爐膛的喉口位置兩側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于工業(yè)鍋爐的生物質(zhì)氣化再燃噴嘴系統(tǒng)，其特征是，所述 的噴嘴的頭部為半球形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于工業(yè)鍋爐的生物質(zhì)氣化再燃噴嘴系統(tǒng)，其特征是，所述 的噴嘴的頭部外表面上設(shè)有5個噴口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3中任一所述的用于工業(yè)鍋爐的生物質(zhì)氣化再燃噴嘴系統(tǒng)， 其特征是，所述的噴嘴從噴嘴端部伸入工業(yè)鍋爐爐膛0. 1 0. 15米且同一水平面上相鄰兩 個噴嘴間距0. 6 1米，各噴嘴的中心軸線與水平面的夾角為5 30度。
全文摘要
一種生物能源技術(shù)領(lǐng)域的用于工業(yè)鍋爐的生物質(zhì)氣化再燃噴嘴系統(tǒng)，包括噴嘴及若干成對設(shè)置于爐膛內(nèi)的噴嘴，噴嘴沿工業(yè)鍋爐徑向成對設(shè)置于爐膛的喉口位置兩側(cè)，該噴嘴從噴嘴端部伸入工業(yè)鍋爐爐膛0.1～0.15米且同一水平面上相鄰兩個噴嘴間距0.6～1米，各噴嘴的中心軸線與水平面的夾角為5～30度。本發(fā)明使生物質(zhì)氣化氣能在工業(yè)鍋爐爐膛內(nèi)最大限度地燃燒，從而實現(xiàn)工業(yè)鍋爐節(jié)能減排的目的。
文檔編號F23C5/08GK101975393SQ201010518479
公開日2011年2月16日 申請日期2010年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月26日
發(fā)明者劉春元, 張睿智, 曹陽, 殷仁豪, 羅永浩 申請人:上海交通大學(xué)