本實(shí)用新型屬于燃燒設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種多功能燃燒裝置。
背景技術(shù)：
蓄熱式燃燒技術(shù)能將排煙溫度降到180℃以下，將空氣（或空氣和煤氣）預(yù)熱到只比爐溫低50~100℃，極大限度地回收高溫?zé)煔庵械挠酂?，大幅度提升燃料燃燒熱的利用率，?jié)能30%至70%，同時(shí)由于蓄熱式燃燒技術(shù)的燃燒換向方式，能很好的改善爐內(nèi)流場，使?fàn)t內(nèi)溫度均勻性得到提升，提高加熱質(zhì)量，同時(shí)減少因局部高溫而產(chǎn)生的污染物，但是在使用溫度要求低于800~900℃時(shí)，就不適合使用蓄熱式燃燒技術(shù)了。多孔介質(zhì)燃燒技術(shù)，燃燒反應(yīng)在多孔介質(zhì)的空隙中完成，燃燒溫度均勻性、完全燃燒度好，外部沒有明火焰，NO和CO等污染物的生成顯著降低(可達(dá)70%以上)。由于整體溫度的顯著提高和輻射傳熱的增加，燃燒熱利用效率大大提高。由于多孔介質(zhì)的熱容量大，在燃燒過程中，在煤氣熱值波度時(shí)，可以維持溫度的穩(wěn)定性，使得在使用超低熱值(劣質(zhì))燃料(低濃度瓦斯氣、有機(jī)廢氣等)時(shí)，能穩(wěn)定燃燒，但是在降低排煙溫度上的能力存在不足。因此如何設(shè)計(jì)一種能夠降低排放煙氣中氮氧化物含量的燃燒裝置成為本領(lǐng)域亟需解決的技術(shù)問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種多功能燃燒裝置，該裝置集煙氣脫硝催化處理方式和多孔介質(zhì)燃燒方式一體化，解決了目前蓄熱式多孔介質(zhì)燃燒裝置所排放煙氣中氮氧化物含量高等問題。
為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案為：
本實(shí)用新型提出了一種多功能燃燒裝置，根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，包括：左側(cè)燃燒器、爐體、右側(cè)燃燒器、三通換向閥、燃?xì)夂涂諝饣旌蠚怏w供給管路和煙氣排出管路，其中，所述左側(cè)燃燒器的一端設(shè)有燃?xì)夂涂諝饣旌蠚怏w入口以及位于所述燃?xì)夂涂諝饣旌蠚怏w入口下方的煙氣出口，在所述左側(cè)燃燒器的內(nèi)部依次設(shè)有蓄熱體、脫硝催化劑區(qū)和多孔介質(zhì)區(qū)，所述多孔介質(zhì)區(qū)的兩端為圓臺(tái)通道，在一端圓臺(tái)通道內(nèi)設(shè)有高能點(diǎn)火器和還原劑入口，其小孔徑一端與所述脫硝催化劑區(qū)相連，所述多孔介質(zhì)區(qū)的另一端圓臺(tái)通道形成高溫?zé)煔獬隹?，其小孔徑一端伸入所述爐體，用于使煙氣進(jìn)入爐膛，所述右側(cè)燃燒器的結(jié)構(gòu)與所述左側(cè)燃燒器相同且二者以所述爐體為對(duì)稱軸、左右對(duì)稱設(shè)置在所述爐體的兩側(cè)；所述三通換向閥包括：燃?xì)夂涂諝饣旌蠚怏w三通換向閥和煙氣三通換向閥，所述燃?xì)夂涂諝饣旌蠚怏w三通換向閥分別與所述燃?xì)夂涂諝饣旌蠚怏w供給管路、左側(cè)燃?xì)夂涂諝饣旌蠚怏w入口和右側(cè)燃?xì)夂涂諝饣旌蠚怏w入口相連，所述煙氣三通換向閥分別與所述煙氣排出管路、左側(cè)煙氣出口和右側(cè)煙氣出口相連，用于使所述左側(cè)燃燒器和右側(cè)燃燒器交替換向燃燒-排煙。
發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，根據(jù)本實(shí)用新型所述多功能燃燒裝置，集煙氣脫硝催化處理方式和多孔介質(zhì)燃燒方式一體化，解決了目前蓄熱式多孔介質(zhì)燃燒裝置所排放煙氣中氮氧化物含量高等問題，將多孔介質(zhì)填充燃燒器，以適應(yīng)多工況，大調(diào)節(jié)比，無極連續(xù)可調(diào)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)無明火加熱，提高爐膛溫度均勻性。
根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述高能點(diǎn)火器位于所述多孔介質(zhì)區(qū)一端圓臺(tái)通道的上方且其一端伸入所述圓臺(tái)通道，另一端位于所述燃燒器的外部，用于將所述燃?xì)夂涂諝饣旌蠚怏w進(jìn)行點(diǎn)燃燃燒，所述還原劑入口位于所述高能點(diǎn)火器所在的圓臺(tái)通道的下方且其一端伸入所述圓臺(tái)通道，另一端位于所述燃燒器的外部，用于當(dāng)所述燃燒器為排煙側(cè)時(shí)通入還原劑流經(jīng)所述脫硝催化劑區(qū)，進(jìn)行脫硝反應(yīng)，降低氮氧化物的排放。
根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述多功能燃燒裝置還包括：燃?xì)夂涂諝饣旌蠚怏w管線和煙氣管線，所述燃?xì)夂涂諝饣旌蠚怏w管線與所述燃?xì)夂涂諝饣旌蠚怏w三通換向閥以及所述左、右側(cè)燃?xì)夂涂諝饣旌蠚怏w入口相連，所述煙氣管線與煙氣三通換向閥和所述左、右側(cè)煙氣出口相連。
根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述燃?xì)夂涂諝饣旌蠚怏w入口和煙氣出口均為DN250的管道。
根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述蓄熱體是比表面積為800m2/ m3的蜂窩體，體積為0.128 m3，所述脫硝催化劑區(qū)域?yàn)?.15 m3，所述多孔介質(zhì)為孔徑為2-4mm的泡沫陶瓷，所述多孔介質(zhì)區(qū)域?yàn)?.084 m3。
本實(shí)用新型至少包括以下有益效果：本實(shí)用新型所述多功能燃燒器裝置，首先可以使用低熱值燃料實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定燃燒，熱負(fù)荷調(diào)節(jié)比大，可以達(dá)到普通蓄熱式燒嘴的2倍,同時(shí)不需要使用長明火裝置，其次能夠有效降低排煙溫度，提高煙氣余熱回收利用率，節(jié)能效果明顯，同時(shí)將煙氣脫硝處理措施應(yīng)用于蓄熱式多孔介質(zhì)燃燒裝置，集脫硝與節(jié)能一體化，有效地降低了煙氣中氮氧化物排放，系統(tǒng)更加簡潔，綜合投資成本降低，本實(shí)用新型采取的多孔介質(zhì)具有良好的蓄熱性能，高溫?zé)煔庀冉?jīng)過多孔介質(zhì)層，使多孔介質(zhì)可以維持在較高溫度（混合氣的著火溫度以上），經(jīng)過初步降溫的高溫?zé)煔?，在噴入還原劑條件下，再經(jīng)過脫硝催化劑，最后排出的煙氣中氮氧化物含量低于80 mg/m3，溫度能降到180℃以下，實(shí)現(xiàn)煙氣余熱的“極限”利用，省略了換熱器等附屬預(yù)熱回收設(shè)備，煙氣余熱利用效率得到明顯提高，從而獲得較高的能源利用率和環(huán)保效率，同時(shí)降低綜合投資成本、提高系統(tǒng)穩(wěn)定與安全性能；此外本實(shí)用新型所述裝置采用間斷換向式燃燒，可以促進(jìn)兩側(cè)多孔介質(zhì)內(nèi)的溫度均勻性，實(shí)現(xiàn)對(duì)超低熱值燃料燃燒的穩(wěn)定性和安全性，又可以實(shí)現(xiàn)對(duì)煙氣余熱的極限回收利用和爐膛內(nèi)溫度場的高度均勻性。
附圖說明
圖1為本實(shí)用新型的多功能燃燒裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
其中，左側(cè)燃燒器1，燃?xì)夂涂諝饣旌蠚怏w入口101，煙氣出口102，蓄熱體103，脫硝催化劑區(qū)104，多孔介質(zhì)區(qū)105，高能點(diǎn)火器106，還原劑入口107，高溫?zé)煔獬隹?08，爐體2，右側(cè)燃燒器3，燃?xì)夂涂諝饣旌蠚怏w供給管路4，燃?xì)夂涂諝饣旌蠚怏w三通換向閥401，燃?xì)夂涂諝饣旌蠚怏w管線402，煙氣排出管路5，煙氣三通換向閥501，煙氣管線502。
具體實(shí)施方式
為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本實(shí)用新型的技術(shù)方案，下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。下面描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本實(shí)用新型，而不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。實(shí)施例中未注明具體技術(shù)或條件的，按照本領(lǐng)域內(nèi)的文獻(xiàn)所描述的技術(shù)或條件或者按照產(chǎn)品說明書進(jìn)行。
本實(shí)用新型提出了一種多功能燃燒裝置，圖1為本實(shí)用新型的多功能燃燒裝置結(jié)構(gòu)示意圖，根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，參照圖1所示，本實(shí)用新型所述裝置包括：左側(cè)燃燒器1、爐體2、右側(cè)燃燒器3、三通換向閥、燃?xì)夂涂諝饣旌蠚怏w供給管路4、煙氣排出管路5、燃?xì)夂涂諝饣旌蠚怏w管線402和煙氣管線502。
根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，參照圖1所示，本實(shí)用新型所述左側(cè)燃燒器的一端設(shè)有燃?xì)夂涂諝饣旌蠚怏w入口101以及位于所述燃?xì)夂涂諝饣旌蠚怏w入口下方的煙氣出口102，在所述左側(cè)燃燒器的內(nèi)部依次設(shè)有蓄熱體103、脫硝催化劑區(qū)104和多孔介質(zhì)區(qū)105，所述多孔介質(zhì)區(qū)的兩端為圓臺(tái)通道，在一端圓臺(tái)通道內(nèi)設(shè)有高能點(diǎn)火器106和還原劑入口107，所述圓臺(tái)通道的小孔徑一端與所述脫硝催化劑區(qū)相連，所述高能點(diǎn)火器位于所述多孔介質(zhì)區(qū)一端圓臺(tái)通道的上方且其一端伸入所述圓臺(tái)通道，另一端位于所述燃燒器的外部，用于將所述燃?xì)夂涂諝饣旌蠚怏w進(jìn)行點(diǎn)燃燃燒，所述還原劑入口位于所述高能點(diǎn)火器所在的圓臺(tái)通道的下方且其一端伸入所述圓臺(tái)通道，另一端位于所述燃燒器的外部，用于當(dāng)所述燃燒器為排煙側(cè)時(shí)通入還原劑流經(jīng)所述脫硝催化劑區(qū)，進(jìn)行脫硝反應(yīng)，降低氮氧化物的排放；所述多孔介質(zhì)區(qū)的另一端圓臺(tái)通道形成高溫?zé)煔獬隹?08，所述圓臺(tái)通道的小孔徑一端伸入所述爐體，用于使煙氣進(jìn)入爐膛；根據(jù)本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，本實(shí)用新型所述多孔介質(zhì)區(qū)的兩端均為圓臺(tái)通道，且兩端圓臺(tái)通道均為小孔徑向外，大孔徑朝內(nèi)對(duì)接形成大內(nèi)部空間，用于當(dāng)燃燒器為燃燒側(cè)時(shí)使煙氣在所述多孔介質(zhì)區(qū)充分穩(wěn)定燃燒提供熱源，且提高煙氣進(jìn)入爐體的流速，當(dāng)燃燒器為排煙側(cè)時(shí)使煙氣在所述多孔介質(zhì)區(qū)充分加熱提供熱源，且使煙氣與還原劑充分混合，降低排放煙氣中的氮氧化物含量；所述右側(cè)燃燒器的結(jié)構(gòu)與所述左側(cè)燃燒器相同且二者以所述爐體為對(duì)稱軸、左右對(duì)稱設(shè)置在所述爐體的兩側(cè)。
根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述燃?xì)夂涂諝饣旌蠚怏w入口和煙氣出口均為DN250的管道，所述蓄熱體是比表面積為800m2/ m3的蜂窩體，體積為0.128 m3，所述脫硝催化劑區(qū)域?yàn)?.15 m3，所述多孔介質(zhì)為孔徑為2-4mm的泡沫陶瓷，所述多孔介質(zhì)區(qū)域?yàn)?.084 m3。
根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，參照圖1所示，所述三通換向閥包括：燃?xì)夂涂諝饣旌蠚怏w三通換向閥401和煙氣三通換向閥501，所述燃?xì)夂涂諝饣旌蠚怏w三通換向閥分別與所述燃?xì)夂涂諝饣旌蠚怏w供給管路、左側(cè)燃?xì)夂涂諝饣旌蠚怏w入口和右側(cè)燃?xì)夂涂諝饣旌蠚怏w入口相連，所述煙氣三通換向閥分別與所述煙氣排出管路、左側(cè)煙氣出口和右側(cè)煙氣出口相連，用于使所述左側(cè)燃燒器和右側(cè)燃燒器交替換向燃燒-排煙。
根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，參照圖1所示，所述燃?xì)夂涂諝饣旌蠚怏w管線與所述燃?xì)夂涂諝饣旌蠚怏w三通換向閥以及所述左、右側(cè)燃?xì)夂涂諝饣旌蠚怏w入口相連，所述煙氣管線與煙氣三通換向閥和所述左、右側(cè)煙氣出口相連，當(dāng)左側(cè)為燃燒側(cè)，右側(cè)燃燒器為排煙側(cè)時(shí)，切換所述燃?xì)夂涂諝饣旌蠚怏w三通換向閥，連通所述左側(cè)空氣和燃?xì)夤芫€，切換煙氣三通換向閥連通右側(cè)煙氣管線，連通右側(cè)煙氣管線。
在本實(shí)用新型的另一方面，提供了一種利用前面所述多功能燃燒裝置進(jìn)行燃燒的方法，根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，包括以下步驟：第一步：當(dāng)所述左側(cè)燃燒器為燃燒側(cè)，右側(cè)燃燒器為排煙側(cè)，切換所述燃?xì)夂涂諝饣旌蠚怏w三通換向閥，連通所述左側(cè)空氣和燃?xì)夤芫€，經(jīng)所述左側(cè)燃?xì)夂涂諝饣旌蠚怏w入口向所述左側(cè)燃燒器通入所述空氣和燃?xì)饣旌蠚怏w，所述空氣和燃?xì)饣旌蠚怏w依次經(jīng)過左側(cè)所述蓄熱體、脫硝催化劑區(qū)和多孔介質(zhì)區(qū)。
根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述左側(cè)和右側(cè)燃燒器的熱負(fù)荷范圍均為50×104kcal/h-150×104kcal/h，所述高溫?zé)煔夂蜖t膛的溫度均為500-1000℃，所述低溫?zé)煔獾臏囟葹樾∮?80℃；所述燃?xì)馐菬嶂禐?50 kcal/Nm3的高爐煤氣，額定煤氣流量為175Nm3/h，所述空氣過剩系數(shù)為1，助燃空氣量為935 Nm3/h。
根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，第二步：所述空氣和燃?xì)饣旌蠚怏w到達(dá)左側(cè)所述多孔介質(zhì)區(qū)一端的圓臺(tái)通道后，啟動(dòng)所述高能點(diǎn)火器，點(diǎn)燃所述空氣和燃?xì)饣旌蠚怏w，在左側(cè)所述多孔介質(zhì)區(qū)進(jìn)行燃燒產(chǎn)生高溫?zé)煔?，?jīng)左側(cè)所述高溫?zé)煔獬隹谶M(jìn)入且加熱所述爐膛，提供熱源，再進(jìn)入右側(cè)燃燒器，所述高溫?zé)煔饨?jīng)過右側(cè)所述多孔介質(zhì)區(qū)并將其加熱，此時(shí)高溫?zé)煔鉁囟认陆怠?/p>
根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，第三步：當(dāng)煙氣到達(dá)右側(cè)多孔介質(zhì)區(qū)一端的圓臺(tái)通道時(shí)，通過所述右側(cè)還原劑入口噴入還原劑，所述還原劑與所述煙氣一起進(jìn)入所述右側(cè)脫硝催化劑區(qū)，進(jìn)行脫硝反應(yīng)，經(jīng)過反應(yīng)后的煙氣流經(jīng)所述蓄熱體進(jìn)一步降低煙氣自身溫度，最后煙氣以低溫的狀態(tài)經(jīng)過右側(cè)所述煙氣出口進(jìn)入右側(cè)煙氣管線，此時(shí)切換煙氣三通換向閥連通右側(cè)煙氣管線，經(jīng)所述煙氣排出管路排出。
根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，第四步：經(jīng)過一段時(shí)間進(jìn)行換向，所述右側(cè)燃燒器為燃燒側(cè)，左側(cè)燃燒器為排煙側(cè)，工作方式與所述左側(cè)燃燒器為燃燒側(cè)時(shí)相同，并且兩側(cè)燃燒器每經(jīng)過半個(gè)燃燒周期進(jìn)行交替換向燃燒-排煙。
根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述燃燒周期為：左側(cè)燃燒器燃燒-右側(cè)燃燒器排煙-右側(cè)燃燒器燃燒-左側(cè)燃燒器排煙。
發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，根據(jù)本實(shí)用新型所述多功能燃燒裝置，集煙氣脫硝催化處理方式和多孔介質(zhì)燃燒方式一體化，解決了目前蓄熱式多孔介質(zhì)燃燒裝置所排放煙氣中氮氧化物含量高等問題，將多孔介質(zhì)填充燃燒器，以適應(yīng)多工況，大調(diào)節(jié)比，無極連續(xù)可調(diào)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)無明火加熱，提高爐膛溫度均勻性。
在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示意性實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本實(shí)用新型的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對(duì)上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。
在本實(shí)用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語“上”、“下”、“左”、“右”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個(gè)或者更多個(gè)該特征。在本實(shí)用新型的描述中，除非另有說明，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上。
在本實(shí)用新型的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是點(diǎn)連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本實(shí)用新型中的具體含義。
盡管上面已經(jīng)示出和描述了本實(shí)用新型的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例性的，不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實(shí)用新型的范圍內(nèi)可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型，同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本申請的思想，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處。