專利名稱：可調(diào)節(jié)高效廢酸組合燃燒器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明 涉及一種廢酸組合燃燒器，可應(yīng)用于廢酸裂解爐或其它廢液焚燒爐，產(chǎn)生 高溫裂解氣，為焚燒裂解制工業(yè)硫酸或其它提供高溫裂解氣。
背景技術(shù)：
隨著工業(yè)化的高度發(fā)展，各種生產(chǎn)系統(tǒng)排出的廢氣、廢液及廢渣增多，由此帶來(lái)的 公害日益嚴(yán)重。為避免環(huán)境遭受污染，保障人們的正常生活與安全，必須對(duì)排放的廢物進(jìn)行 凈化處理。廢液處理可采用不同的處理方法，一般有機(jī)械法、吸附法、化學(xué)法、生物化學(xué)法及 高溫裂解法等。各類方法都有一定的適應(yīng)范圍和優(yōu)缺點(diǎn)，而裂解法常常是最為實(shí)用而有效 的。再之，采用裂解法其工藝系統(tǒng)的配置面積不大，建設(shè)費(fèi)用也不太高，因此裂解法處理廢 液在國(guó)內(nèi)外被廣泛采用。生產(chǎn)高標(biāo)號(hào)清潔汽油調(diào)和組分油(烴化油)的硫酸烷基化裝置，每生產(chǎn)It烴化油 要產(chǎn)生80 90kg濃度為85% 90%的廢硫酸，處理廢硫酸不僅關(guān)系到消除廢硫酸對(duì)生態(tài) 環(huán)境的污染，也可進(jìn)一步完善硫酸烷基化工藝。所以，我國(guó)煉油廠及環(huán)保部門對(duì)廢硫酸的處 理都極為重視。目前、高溫裂解法是處理烷基化廢酸的主要工藝過(guò)程。廢硫酸高溫裂解的基本原理可用下列方程進(jìn)行說(shuō)明(也就是廢硫酸的熱分解一 般按兩個(gè)階段進(jìn)行，第一階段是廢硫酸的蒸發(fā)脫水階段，第二階段是SO3分解成SO2階段)H2SO4 (液)—SO3 (氣)+H2O (氣)_176kJ/molSO3 (氣)—SO2 (氣)+1/202 (氣)-99kJ/mol或=H2SO4(液)一SO2 (氣)+1/202 (氣)+H2O (氣)_275kJ/molCnH2n+2+02 — C0+C02+H20+Q將這一裂解過(guò)程的溫度控制在1000 1100°C。其原因一是雖然廢硫酸在500 8500C的溫度下就開始裂解生成SO3和H2O,但實(shí)際上SO3裂解成SO2的過(guò)程必須在較高溫 度下才能進(jìn)行的更完全；二是在850°C的溫度下裂解速度緩慢，這樣物料在裂解爐內(nèi)的停 留時(shí)間也要更長(zhǎng)，則要求裂解爐爐體較長(zhǎng)，從設(shè)備角度考慮也不合理；三是低溫產(chǎn)生雜質(zhì)較 多，易堵塞設(shè)備、管道、閥門等對(duì)生產(chǎn)不利，且硫酸的回收率低，產(chǎn)生廢水多。為了避免以上 不利因素則將裂解溫度控制在1000 iioo°c。一般的廢酸高溫裂解爐，燒嘴和廢液噴槍分開布置，結(jié)構(gòu)不緊湊，占用面積較大， 并且當(dāng)廢液流量變化時(shí)，燒嘴不能進(jìn)行適應(yīng)性調(diào)節(jié)，或者調(diào)解過(guò)程燒嘴燃燒穩(wěn)定性較差，影 響廢酸裂解溫度，從而影響整個(gè)廢酸裂解的工藝過(guò)程。同時(shí)還會(huì)造成廢酸噴射到爐膛內(nèi)壁 對(duì)爐膛產(chǎn)生腐蝕，影響裂解爐的壽命。也有組合式廢酸燃燒器，但調(diào)節(jié)范圍有限，不能在較 大范圍調(diào)節(jié)時(shí)均能保證裂解爐高效穩(wěn)定工作。綜上所述，廢酸高溫裂解是硫酸烷基化工藝的核心部分，而廢酸組合燃燒器又是 廢酸裂解爐的核心裝置，在廢酸流量大范圍變化時(shí)，現(xiàn)有的組合式燃燒器還不能滿足適應(yīng) 性的調(diào)節(jié)過(guò)程，不能提供廢酸裂解時(shí)需要的合適溫度。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決背景技術(shù)中存在的上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種可調(diào)節(jié)高效廢酸組 合燃燒器，在廢酸流量30% 100%變化時(shí)能夠可靠工作，具有燃燒效率高，裂解溫度可 控，廢酸霧化好，分解快，布局緊湊等特點(diǎn)。本發(fā)明的技術(shù)解決方案一種可調(diào)節(jié)高效廢酸組合燃燒器，其特殊之處在于包括廢酸噴槍以及環(huán)繞廢酸噴槍的燒嘴；所述廢酸噴槍包括廢酸入口 6、廢酸管路61、霧化氣入口 7、霧化氣管路71、混合器 17、混合腔16以及噴頭10 ；所述霧化氣管路環(huán)繞設(shè)置于廢酸管路外部；所述霧化氣管路的 一端接霧化氣入口 7，另一端開口于混合器，所述廢酸管路的一端接廢酸入口 6，另一端開 口于混合器，所述混合器17設(shè)置在混合腔16后端部且開口于混合腔；所述噴頭10設(shè)置于 混合腔16前端部；所述燒嘴包括助燃空氣腔12、燃料氣管路81、可調(diào)針錐4、可調(diào)針錐盤11以及預(yù)燃 室5 ；所述廢酸噴槍設(shè)置在助燃空氣腔12的軸線上，所述燃料氣管路81環(huán)繞在霧化氣管路 71外部，所述可調(diào)針錐4環(huán)繞在燃料氣管路71外部，所述助燃空氣腔環(huán)繞在可調(diào)針錐4外 部，所述助燃空氣腔12的出口處為助燃空氣腔錐形壁13，所述可調(diào)針錐4的錐面與助燃空 氣腔錐形壁13之間形成助燃空氣腔12的可調(diào)通道20 ；所述預(yù)燃室5與助燃空氣腔12的 可調(diào)通道20的出口相連通；所述可調(diào)針錐4的端部與燃料氣管路81的出口端側(cè)面形成面 積可調(diào)的燃料氣矩形噴口 18，所述燃料氣噴口 18與可調(diào)通道20的出口相垂直；所述可調(diào) 針錐盤11與可調(diào)針錐4同軸固連且設(shè)置在助燃空氣腔12的外部；所述混合器17位于預(yù)燃室5內(nèi)，所述噴頭10伸出預(yù)燃室5。上述燒嘴還包括設(shè)置在助燃空氣腔12內(nèi)的助燃空氣腔均流板2以及助燃空氣軸 向旋流器3。上述混合器為內(nèi)混合T型結(jié)構(gòu)。上述混合器的廢酸出口的端部設(shè)置有射流孔。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是1、本發(fā)明可調(diào)節(jié)高效廢酸組合燃燒器，采用同軸式布置，結(jié)構(gòu)緊湊，布局合理，可 減小裂解爐的投資。2、本發(fā)明的燒嘴采用了液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)針?biāo)ㄊ絿娮⑵鞯脑O(shè)計(jì)思想，通過(guò)可調(diào)針錐 的合理設(shè)計(jì)，在燒嘴工況變化過(guò)程中，通過(guò)可調(diào)針錐的移動(dòng)，始終確保助燃空氣與燃料氣的 噴射動(dòng)量比在4 6之間，實(shí)現(xiàn)燒嘴的穩(wěn)定、高效燃燒，解決了氣-氣燒嘴在大范圍變工況 時(shí)的穩(wěn)定燃燒和高效燃燒問(wèn)題。3、采用本發(fā)明的組合燃燒器，工況調(diào)節(jié)范圍較大，燒嘴的流量調(diào)節(jié)范圍可做到 1 10，對(duì)廢酸流量變化的適應(yīng)性強(qiáng)，可提高廢酸的裂解效率，延長(zhǎng)裂解爐的使用壽命。4、本發(fā)明廢酸噴槍，氣液比在10% 20%之間均能獲得良好霧化，具備高效霧化 較高粘性廢液的能力。


圖1是本發(fā)明的可調(diào)節(jié)高效廢酸組合燃燒器結(jié)構(gòu)圖2是本發(fā)明的可調(diào)節(jié)高效廢酸組合燃燒器的可調(diào)針錐移動(dòng)后的位置示意圖；圖3是本發(fā)明的燒嘴結(jié)構(gòu)圖；圖4是本發(fā)明的廢酸噴槍結(jié)構(gòu)
其中1-助燃空氣入口，2-助燃空氣腔均流板，3-助燃空氣軸向旋流器，4-可調(diào)針 錐，5-預(yù)燃室，6-廢酸入口，61-廢酸管路，7-霧化氣入口，71-霧化氣管路，8-燃料氣入口， 81-燃料氣管路，9-燃料氣噴口，10-噴頭，11-可調(diào)針錐盤，12-助燃空氣腔，13-助燃空氣 腔錐形壁，14-火焰區(qū)，15-液霧區(qū)，16-混合腔，17-混合器，18-燃料氣噴口，20-可調(diào)通道。
具體實(shí)施例方式可調(diào)節(jié)高效廢酸組合燃燒器，包括廢酸噴槍以及環(huán)繞廢酸噴槍的燒嘴；廢酸噴槍 和燒嘴采用同軸布置。廢酸噴槍包括廢酸入口 6、廢酸管路61、霧化氣入口 7、霧化氣管路71、混合器17、
混合腔16以及噴頭10 ；霧化氣管路環(huán)繞設(shè)置于廢酸管路外部；霧化氣管路的一端接霧化氣 入口 7，另一端開口于混合器，廢酸管路的一端接廢酸入口 6，另一端開口于混合器，混合器 17設(shè)置在混合腔16后端部且開口于混合腔；噴頭10設(shè)置于混合腔16前端部；混合器為內(nèi) 混合T型結(jié)構(gòu)，可在較小的氣液比時(shí)廢酸能獲得較好的霧化，有利于廢酸的裂解?；旌锨恢?氣液進(jìn)行撞擊加強(qiáng)摻混，混合腔容積較大，有利于氣液的充分混合。燒嘴包括助燃空氣腔12、燃料氣管路81、可調(diào)針錐4、可調(diào)針錐盤11以及圓筒狀 預(yù)燃室5 ；助燃空氣腔12內(nèi)設(shè)置有助燃空氣腔均流板2以及助燃空氣軸向旋流器3。廢酸 噴槍設(shè)置在助燃空氣腔12的軸線上，燃料氣管路81環(huán)繞在霧化氣管路71外部，可調(diào)針錐 4環(huán)繞在燃料氣管路71外部，助燃空氣腔環(huán)繞在可調(diào)針錐4外部，助燃空氣腔12的出口處 為助燃空氣腔錐形壁13，可調(diào)針錐4的錐面與助燃空氣腔錐形壁13之間形成助燃空氣腔 12的可調(diào)通道20 ；預(yù)燃室5與助燃空氣腔12的可調(diào)通道20的出口相連通；可調(diào)針錐4的 端部與燃料氣管路81的出口端側(cè)面形成面積可調(diào)的燃料氣矩形噴口 18，燃料氣噴口 18最 好為矩形噴口。燃料氣噴口 18與可調(diào)通道20的出口相垂直；可調(diào)針錐盤11與可調(diào)針錐 4同軸固連且設(shè)置在助燃空氣腔12的外部；助燃空氣經(jīng)軸向旋流器旋轉(zhuǎn)從可調(diào)通道20噴 出，同時(shí)可調(diào)針錐又與燃?xì)夤苈沸纬扇剂蠚饩匦螄娍冢剂蠚饨?jīng)徑向噴口噴出，與助燃空氣 90度撞擊混合后進(jìn)入預(yù)燃室燃燒?？烧{(diào)針錐軸向移動(dòng)，可同時(shí)調(diào)節(jié)助燃空氣和燃料氣噴口 面積，其中助燃空氣旋轉(zhuǎn)軸向噴出，燃料氣徑向多矩形孔噴射，此種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使得助燃空氣 和燃料氣獲得很好的混合，確保燃燒的穩(wěn)定。待燒嘴燃燒穩(wěn)定后，廢酸和霧化氣經(jīng)廢酸噴槍 的混合腔混合后，從噴頭噴出，此時(shí)高溫燃?xì)獍鼜U酸液滴，使廢酸液滴獲得好的蒸發(fā)和裂 解。當(dāng)廢酸流量變化時(shí)，調(diào)節(jié)可調(diào)針錐，變化助燃空氣可調(diào)通道和燃料氣噴口面積，確保助 燃空氣和燃料氣流量減小時(shí)仍能獲得高效的燃燒?；旌掀?7位于預(yù)燃室5內(nèi)，噴頭10伸出預(yù)燃室5。廢酸由射流孔形成射流，與經(jīng)矩形噴口噴出的霧化空氣撞擊后，從噴頭噴出，獲得 良好的霧化。本發(fā)明原理本發(fā)明可調(diào)節(jié)高效廢酸組合燃燒器采用同軸布置，中心為廢酸噴槍， 燒嘴環(huán)繞廢酸噴槍。由于廢酸具有較高的粘性，廢酸噴槍采用內(nèi)混合T型霧化噴嘴，實(shí)現(xiàn)較 高粘性廢酸的良好霧化。燒嘴設(shè)計(jì)借鑒了液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)針?biāo)ㄊ絿娮⑵鞯脑O(shè)計(jì)思想，實(shí)現(xiàn)燒嘴流量大范圍調(diào)節(jié)。助燃空氣進(jìn)入助燃空氣腔后，經(jīng)過(guò)軸向漩流器，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)氣流，燃料氣經(jīng)過(guò)燃?xì)夤苈返膰娍趶较驀姵觯c助燃空氣90度撞擊后混合，調(diào)節(jié)可調(diào)針錐前后移動(dòng)， 可同時(shí)調(diào)節(jié)助燃空氣路和燃料氣路出口的流通面積，實(shí)現(xiàn)助燃空氣腔壓力和燃料氣管路壓 力不變的情況下，同時(shí)變化兩路氣體的流量，并保持助燃空氣和燃料氣出口的噴射速度，從 而保證助燃空氣和燃料氣的穩(wěn)定高效燃燒。廢酸噴槍和燒嘴同時(shí)工作時(shí)，廢酸液霧處于高 溫燃?xì)庵校⑴c高溫燃?xì)庥辛己玫幕旌?，保證了廢酸快速有效的分解，當(dāng)廢酸流量變化時(shí)， 燒嘴也能進(jìn)行適應(yīng)性調(diào)節(jié)，保證廢酸裂解爐中的爐溫和廢酸的分解。
權(quán)利要求
1.一種可調(diào)節(jié)高效廢酸組合燃燒器，其特征在于包括廢酸噴槍以及環(huán)繞廢酸噴槍的燒嘴；所述廢酸噴槍包括廢酸入口(6)、廢酸管路(61)、霧化氣入口(7)、霧化氣管路(71)、混 合器(17)、混合腔(16)以及噴頭(10)；所述霧化氣管路環(huán)繞設(shè)置于廢酸管路外部；所述霧 化氣管路的一端接霧化氣入口(7)，另一端開口于混合器，所述廢酸管路的一端接廢酸入口 (6)，另一端開口于混合器，所述混合器(17)設(shè)置在混合腔(16)后端部且開口于混合腔；所 述噴頭(10)設(shè)置于混合腔(16)前端部；所述燒嘴包括助燃空氣腔(12)、燃料氣管路(81)、可調(diào)針錐(4)、可調(diào)針錐盤(11)以及 預(yù)燃室(5)；所述廢酸噴槍設(shè)置在助燃空氣腔(12)的軸線上，所述燃料氣管路(81)環(huán)繞在 霧化氣管路(71)外部，所述可調(diào)針錐(4)環(huán)繞在燃料氣管路(71)外部，所述助燃空氣腔環(huán) 繞在可調(diào)針錐(4)外部，所述助燃空氣腔(12)的出口處為助燃空氣腔錐形壁(13)，所述可 調(diào)針錐(4)的錐面與助燃空氣腔錐形壁(13)之間形成助燃空氣腔(12)的可調(diào)通道(20)； 所述預(yù)燃室(5)與助燃空氣腔(12)的可調(diào)通道(20)的出口相連通；所述可調(diào)針錐(4)的 端部與燃料氣管路(81)的出口端側(cè)面形成面積可調(diào)的燃料氣矩形噴口(18)，所述燃料氣 噴口(18)與可調(diào)通道(20)的出口相垂直；所述可調(diào)針錐盤(11)與可調(diào)針錐(4)同軸固連 且設(shè)置在助燃空氣腔(12)的外部；所述混合器(170位于預(yù)燃室(5)內(nèi)，所述噴頭(10)伸出預(yù)燃室(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)節(jié)高效廢酸組合燃燒器，其特征在于所述燒嘴還包括 設(shè)置在助燃空氣腔(12)內(nèi)的助燃空氣腔均流板(2)以及助燃空氣軸向旋流器(3)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可調(diào)節(jié)高效廢酸組合燃燒器，其特征在于所述混合器 為內(nèi)混合T型結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的可調(diào)節(jié)高效廢酸組合燃燒器，其特征在于所述混合器的廢 酸出口的端部設(shè)置有射流孔。
全文摘要
本發(fā)明涉及可調(diào)節(jié)高效廢酸組合燃燒器，包括廢酸噴槍以及環(huán)繞廢酸噴槍的燒嘴；廢酸噴槍包括廢酸入口、廢酸管路、霧化氣入口、霧化氣管路、混合器、混合腔以及噴頭；霧化氣管路環(huán)繞設(shè)置于廢酸管路外部；霧化氣管路的一端接霧化氣入口，另一端開口于混合器，廢酸管路的一端接廢酸入口，另一端開口于混合器，所述混合器設(shè)置在混合腔后端部且開口于混合腔；所述噴頭設(shè)置于混合腔前端部；燒嘴包括助燃空氣腔、燃料氣管路、可調(diào)針錐、可調(diào)針錐盤以及預(yù)燃室。本發(fā)明解決了背景技術(shù)中存在的上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了在廢酸流量30％～100％變化時(shí)能夠可靠工作，具有燃燒效率高，裂解溫度可控，廢酸霧化好，分解快，布局緊湊等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)F23G7/04GK102042603SQ20101062030
公開日2011年5月4日 申請(qǐng)日期2010年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月31日
發(fā)明者李龍飛, 楊偉東, 楊國(guó)華, 洪流 申請(qǐng)人:中國(guó)航天科技集團(tuán)公司第六研究院第十一研究所