一种通过次化学当量燃烧制取还原性气体的燃烧器制造技术

本发明专利技术提供一种通过次化学当量燃烧制取还原性气体的燃烧器。该燃气喷枪为可拆卸的扩散式喷枪，布置于燃烧器壳体头部喉道的中心位置，两个蒸汽喷枪设置于燃烧器壳体靠近出口处，沿燃烧器壳体的切向方向对称布置；所述的助燃风管布置于燃烧器壳体头部中心位置，在助燃风管内部及出口处沿助燃风流动方向依次布置空气寄存器和空气旋流器；所述的长明灯布置于燃烧器隔热衬里内部靠近喉口的位置；所述的隔热衬里布置在燃烧器壳体内，形成一个稳燃室。本发明专利技术采用模块化结构设计，具有操作方便弹性大，燃烧稳定效率高，在燃用设计燃料和操作负荷范围内不析碳、不结焦、不堵塞、寿命长等优点。

A burner for making reduced gases by secondary chemical equivalent combustion

The invention provides a burner with a secondary chemical equivalent burning to produce a reductive gas. The gas gun is a diffusion type gun removable, the center position is arranged on the burner head shell throat, two steam spray gun arranged on the burner housing near the exit, along the tangential direction of the burner housing symmetrical arrangement; the combustion air pipe is arranged in the center of the head position of the burner housing, and at the exit of the internal tube the combustion air flow along the direction of combustion air are arranged air and air register cyclone; light arrangement the internal insulating lining of the throat near the burner position; the heat insulation lining arranged in the burner casing, forming a stable combustion chamber. The invention adopts modular structure design, and has the advantages of convenient operation, large elasticity, high combustion stability and efficiency, and no carbon decomposition, no coking, no blockage and long service life in the range of design fuel and operation load.

【技术实现步骤摘要】
一种通过次化学当量燃烧制取还原性气体的燃烧器
本专利技术适用于燃气与助燃空气在反应炉内进行次化学当量燃烧，分解或反应生成含氢气的还原性气体的含硫尾气处理装置用燃烧器。
技术介绍
硫回收尾气处理装置中，还原气发生炉燃烧器承担着制取还原性气体--氢气的工艺任务，同时携带燃烧热，与进入炉内混合室的含硫及硫化物的尾气混合，并发生还原反应，尽可能多的回收尾气中的硫，最终使混合烟气的温度提高至加氢及水解反应所需的温度。通过在燃烧室的尾部沿切向对称喷入一定量的水蒸汽，既可以适当降低燃烧温度，保护衬里，又为制取氢气提供反应物，提高氢气的产量和硫回收的效率。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种通过次化学当量燃烧，以制取还原性气体氢气为目的的气体燃烧器。实现本专利技术的目的技术方案：一种通过次化学当量燃烧制取还原性气体的燃烧器，该燃烧器包括燃烧器壳体、燃气喷枪、蒸汽喷枪、助燃风管、空气寄存器、空气旋流器、长明灯、隔热衬；所述的燃气喷枪为可拆卸的扩散式喷枪，布置于燃烧器壳体头部喉道的中心位置，两个蒸汽喷枪设置于燃烧器壳体靠近出口处，沿燃烧器壳体的切向方向对称布置；所述的助燃风管布置于燃烧器壳体头部中心位置，在助燃风管内部及出口处沿助燃风流动方向依次布置空气寄存器和空气旋流器；所述的长明灯布置于燃烧器隔热衬里内部靠近喉口的位置，兼做点火枪用；所述的隔热衬里布置在燃烧器壳体内，形成一个稳燃室。如上所述的一种通过次化学当量燃烧制取还原性气体的燃烧器，其所述的整个燃烧器壳体内部均设置耐火及隔热衬里；所述的燃烧器上还有两个视镜和两个火焰检测器，分别设置在燃烧器壳体头部易于观察和检测的位置；按照次化学当量控制流量的助燃风进入助燃风管后，首先通过空气寄存器，一部分沿空气寄存器外壁上行，折返后沿空气寄存器内筒体下行，出空气寄存器，另一部分沿空气寄存器外壁下行，与另一部分混合，使助燃风沿助燃风管出口截面上均匀分布。如上所述的一种通过次化学当量燃烧制取还原性气体的燃烧器，其中心视镜通过法兰安装在燃气喷枪的中心套管上，燃气喷枪通过法兰安装在助燃风管上，燃气喷枪的燃气喷头伸到燃烧器壳体的混合室处，助燃风管和空气旋流器通过法兰连接，依次固定在燃烧器壳体上部，空气寄存器通过将导流叶片点焊在燃气喷枪的燃气管路外壁上来固定，衬里通过锚固钉安装在燃烧器壳体上，并外套在混合室外部，形成热防护结构，附件接口焊接在燃烧器壳体上并贯穿衬里用于安装点火器、视镜及火焰检测器。如上所述的一种通过次化学当量燃烧制取还原性气体的燃烧器，其所述的中心视镜包括视镜密封压盖、视镜玻璃和不锈钢球阀；视镜玻璃固定在视镜压盖和不锈钢球阀之间，便于观察中心火焰和在线拆卸。如上所述的一种通过次化学当量燃烧制取还原性气体的燃烧器，其所述的燃气喷枪的包括视镜冷却风入口、燃气入口、安装法兰、燃气管路、中心套管和燃气喷头；其中，燃气喷枪为环套式结构，中心套管为视镜通道，前端设置有视镜冷却风入口，当开启中心视镜的球阀观察火焰时，可防止高温烟气烫伤；燃气入口安装在燃气管路的前部，燃气喷头设置在燃气管路的尾部，安装法兰用于将燃气喷枪固定在助燃风管上；在燃气喷头的前端锥面上开有多个切向燃气喷孔，使燃气射流呈旋流状态喷出，旋向与空气旋流器叶片旋向保持一致。如上所述的一种通过次化学当量燃烧制取还原性气体的燃烧器，其所述的助燃风管的包括助燃空气入口和助燃空气管路；助燃空气入口安装在助燃空气管路中部，燃气喷枪和空气寄存器安装在助燃空气管路内。如上所述的一种通过次化学当量燃烧制取还原性气体的燃烧器，其所述的空气寄存器包括两个寄存器盖板、空气流道、导流叶片；其中，两个寄存器盖板分别设置于空气流道的前端和后端，导流叶片分别设置于空气流道内部的前端和后端，且呈交错布置，使助燃空气通过空气流道后能沿轴线均匀流出，进入空气旋流器，在设计上寄存器的内外径比n/N取0.4～0.6之间；所述的空气旋流器包括助燃空气流道、旋流叶片；其中，旋流叶片为弯曲叶片，安装在助燃空气流道内。如上所述的一种通过次化学当量燃烧制取还原性气体的燃烧器，其所述的燃烧器壳体包括壳体、燃烧器安装法兰、混合室和混合室出口；其中，壳体前端设有用于固定空气旋流器和助燃风管的内螺纹法兰，壳体末端连接燃烧器安装法兰，混合室焊接在前端内螺纹上，为收缩型结构，收缩角β，β选取60°～90°。如上所述的一种通过次化学当量燃烧制取还原性气体的燃烧器，其所述的衬里的包括锚固钉、隔热浇注料和耐火浇注料；所述的隔热浇注料和耐火浇注料通过交错布置的锚固钉浇筑在燃烧器壳体壁面内。如上所述的一种通过次化学当量燃烧制取还原性气体的燃烧器，其所述的蒸汽喷枪包括蒸汽入口、安装法兰、蒸汽管路和蒸汽喷头；其中，蒸汽入口设置于蒸汽管路前端，蒸汽喷头设置于蒸汽管路末端，蒸汽喷头上开有一个蒸汽喷孔，开孔方向为斜向下，蒸汽射流张角为δ，通常取15°～30°；两根蒸汽喷枪切向对称布置在燃烧器壳体上，使两股蒸汽射流呈旋流状态与高温烟气充分混合，并为制氢反应提供必要的水蒸汽；两根蒸汽喷枪的切圆半径为L，为了达到较好的混合效果，设计L/D取0.25～0.35之间。本专利技术的效果在于：本专利技术的基本结构包括：燃气喷枪、蒸汽喷枪、风管、空气寄存器、空气旋流器、长明灯、壳体、衬里及附件接口等部件。燃气喷枪为可拆卸的扩散式喷枪，布置于燃烧器喉口的中心位置，两个蒸汽喷枪沿壳体的切向方向对称布置，助燃空气经由风管、寄存器以及旋流器进入燃烧器喉口，长明灯布置于喉口边易于点火的位置，兼做点火枪用，衬里通过锚固钉安装在燃烧器壳体内，形成一个小型燃烧室，同时起到热防护的作用，燃烧器上还有两个视镜和两个火检，分别设置在易于观察和检测的位置。本专利技术的主要功能有两个：功能一燃气与空气富氧燃烧进行烘炉和炉体升温；这是进行工艺生产的先决条件，具体过程为：燃气进入燃气喷枪经喷枪尾部的喷嘴喷出，形成多股分散射流；助燃空气经过风管进入，通过寄存器对助燃空气进行合理分级分配，再经喉口前端的旋流器产生旋转射流，形成稳定的回流区，空气旋转射流与燃气分散射流在小燃烧室内混合经点火器点燃，产生旋流火焰对加热炉进行烘炉和升温。功能二燃气与空气欠氧燃烧进行工艺生产；这是该燃烧器的主要功能，具体过程为：燃气进入燃气喷枪经喷枪尾部的喷嘴喷出，形成多股分散射流；为了满足氢气产率，助燃空气按照过量空气系数0.7～0.75，经风管进入，依次通过寄存器、旋流器，空气旋转射流与燃气分散射流充分混合并燃烧，喷入蒸汽的量取燃气量的0.25～0.35倍，分别进入两根蒸汽喷枪，经喷枪尾部的喷孔喷出，蒸汽喷枪设置于壳体内小燃烧室中后部，由于两根喷枪呈切向对称布置，两股蒸汽射流在小燃烧内呈旋流状态并与部分燃气混合反应，生成氢气，同时喷入的蒸汽还起到降低火焰温度，从而保护衬里的作用。本专利技术燃烧器采用模块化结构设计，具有操作方便弹性大，燃烧稳定效率高，在燃用设计燃料和操作负荷范围内不析碳、不结焦、不堵塞、寿命长等优点。本专利技术燃烧器可通过改变旋流强度与蒸汽掺混位置、角度等措施，达到控制火焰造型与温度场的目的，使天然气在欠氧状态下发生氧化还原反应，制取还原性气体，满足工艺系统需要。本专利技术燃烧器工作过程中，天然气、助燃空气与蒸汽设置比例调节控制，可调节范围较广，其中过量空气系数的可调节范围为0.本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通过次化学当量燃烧制取还原性气体的燃烧器，其特征在于：该燃烧器包括燃烧器壳体(7)、燃气喷枪(2)、蒸汽喷枪(9)、助燃风管(3)、空气寄存器(4)、空气旋流器(6)、长明灯、隔热衬里(8)；所述的燃气喷枪(2)为可拆卸的扩散式喷枪，布置于燃烧器壳体(7)头部喉道的中心位置，两个蒸汽喷枪(9)设置于燃烧器壳体(7)靠近出口处，沿燃烧器壳体(7)的切向方向对称布置；所述的助燃风管(3)布置于燃烧器壳体(7)头部中心位置，在助燃风管(3)内部及出口处沿助燃风流动方向依次布置空气寄存器(4)和空气旋流器(6)；所述的长明灯布置于燃烧器隔热衬里(8)内部靠近喉口的位置，兼做点火枪用；所述的隔热衬里(8)布置在燃烧器壳体(7)内，形成一个稳燃室。

【技术特征摘要】
1.一种通过次化学当量燃烧制取还原性气体的燃烧器，其特征在于：该燃烧器包括燃烧器壳体(7)、燃气喷枪(2)、蒸汽喷枪(9)、助燃风管(3)、空气寄存器(4)、空气旋流器(6)、长明灯、隔热衬里(8)；所述的燃气喷枪(2)为可拆卸的扩散式喷枪，布置于燃烧器壳体(7)头部喉道的中心位置，两个蒸汽喷枪(9)设置于燃烧器壳体(7)靠近出口处，沿燃烧器壳体(7)的切向方向对称布置；所述的助燃风管(3)布置于燃烧器壳体(7)头部中心位置，在助燃风管(3)内部及出口处沿助燃风流动方向依次布置空气寄存器(4)和空气旋流器(6)；所述的长明灯布置于燃烧器隔热衬里(8)内部靠近喉口的位置，兼做点火枪用；所述的隔热衬里(8)布置在燃烧器壳体(7)内，形成一个稳燃室。2.根据权利要求1所述的一种通过次化学当量燃烧制取还原性气体的燃烧器，其特征在于：所述的整个燃烧器壳体(7)内部均设置耐火及隔热衬里(8)；所述的燃烧器上还有两个视镜和两个火焰检测器，分别设置在燃烧器壳体(7)头部易于观察和检测的位置；按照次化学当量控制流量的助燃风进入助燃风管(3)后，首先通过空气寄存器(4)，一部分沿空气寄存器(4)外壁上行，折返后沿空气寄存器(4)内筒体下行，出空气寄存器(4)，另一部分沿空气寄存器(4)外壁下行，与另一部分混合，使助燃风沿助燃风管(3)出口截面上均匀分布。3.根据权利要求1所述的一种通过次化学当量燃烧制取还原性气体的燃烧器，其特征在于：中心视镜(1)通过法兰安装在燃气喷枪(2)的中心套管(18)上，燃气喷枪(2)通过法兰安装在助燃风管(3)上，燃气喷枪(2)的燃气喷头(19)伸到燃烧器壳体(7)的混合室(29)处，助燃风管(3)和空气旋流器(6)通过法兰连接，依次固定在燃烧器壳体(7)上部，空气寄存器(4)通过将导流叶片(24)点焊在燃气喷枪(2)的燃气管路(17)外壁上来固定，衬里(8)通过锚固钉(31)安装在燃烧器壳体(7)上，并外套在混合室(29)外部，形成热防护结构，附件接口(5)焊接在燃烧器壳体(7)上并贯穿衬里(8)用于安装点火器、视镜及火焰检测器。4.根据权利要求1所述的一种通过次化学当量燃烧制取还原性气体的燃烧器，其特征在于：所述的中心视镜(1)包括视镜密封压盖(11)、视镜玻璃(12)和不锈钢球阀(13)；视镜玻璃(12)固定在视镜压盖(11)和不锈钢球阀(13)之间，便于观察中心火焰和在线拆卸。5.根据权利要求1所述的一种通过次化学当量燃烧制取还原性气体的燃烧器，其特征在于：所述的燃气喷枪(2)的包括视镜冷却风入口(14)、燃气入口(15)、安装法兰(16)、燃气管路(17)、中心套管(18)和燃气喷头(19)；其中，燃气喷枪(2)为环套式结构，中心套管(18)为视镜通道，前端设置有视镜冷却风入口(14)，当开启中心视镜(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐浩鹏，殷义，时明伟，夏鹏，董志明，王伟彬，袁莉，
申请(专利权)人：北京航化节能环保技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11