低氮窑炉烧嘴.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110081426A(43)申请公布日2019.08.02(21)申请号201910394321.7(22)申请日2019.05.13(71)申请人佛山市湛蓝环保设备有限公司地址528100广东省佛山市三水区云东海街道创业一路14号(72)发明人丁光学(74)专利代理机构佛山市南海智维专利代理有限公司44225代理人李宪宾(51)Int.Cl.F23D14/48(2006.01)F23D14/58(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图3页(54)发明名称低氮窑炉烧嘴(57)摘要本发明公开一种低氮窑炉烧嘴，该烧嘴的喷筒的起始段具有在径向上分成里中外的三层腔道，其中外层腔道连通一次助燃风，中心腔道连通二次助燃风，中层腔道连通燃气，中层腔道的末端设有挡盖外层腔道和中层腔道的喷火盖，喷火盖上布设有一次助燃风喷孔和径向贯通的燃气喷孔，中心腔道远离喷火盖延伸一段，且末端设成二次助燃风喷头，外层腔道安装有点火极伸出喷火盖的点火器。本发明低氮窑炉烧嘴设置两次助燃，先使一次燃烧在理论空气量80％的还原气氛下燃烧，发生还原反应，基本不产生氮氧化物，然后再进行氧化气氛下的二次燃烧，使燃气完全燃烧。实践表明，本发明窑炉的氮氧化物含量小于50mg/Nm3。CN110081426ACN110081426A权利要求书1/1页1.一种低氮窑炉烧嘴，该烧嘴的喷筒的起始段具有在径向上分成里中外的三层腔道，其特征在于：其中外层腔道连通一次助燃风，中心腔道连通二次助燃风，中层腔道连通燃气，中层腔道的末端设有挡盖外层腔道和中层腔道的喷火盖，喷火盖上布设有一次助燃风喷孔和径向贯通的燃气喷孔，中心腔道远离喷火盖延伸一段，且末端设成二次助燃风喷头，外层腔道安装有点火极伸出喷火盖的点火器。2.根据权利要求1所述的低氮窑炉烧嘴，其特征在于：所述一次助燃风喷孔设为旋风式喷孔。2CN110081426A说明书1/3页低氮窑炉烧嘴技术领域[0001]本发明涉及窑炉烧嘴技术领域，尤其是指可实现低氮燃烧窑炉烧嘴。背景技术[0002]经过四十年的改革开放，我国已经成为全世界最大的制造业大国，不久以后，我国制造业占全球的份额必将超过百分之五十。在制造业蓬勃发展的同时，人们越来越重视环境污染的问题，党和国家针对环境治理适时出台了一系列法律法规。作为制造业的一个分支--陶瓷行业也对环境污染进行了大力治理，其中，二氧化硫及其污染物已经得到有效治理，有很多家企业甚至可将二氧化硫排放量降低到10mg/Nm3以下；氮氧化物排放量却不太好控制，目前各行各业普遍做法不外乎以下四种：炉内高温喷氨水(或尿素溶液)的SNCR法，脱硝效率低于50％；在催化剂作用下低温喷氨水(或尿素溶液)的SCR法，脱硝效率低于80％；臭氧氧化法，脱硝效率约90％；次氯酸钠氧化法，脱硝效率约90％；但是，这四种方法都有各自的明显缺点，SNCR法脱硝效率低，SCR法对烟气温度要求苛刻，催化剂容易因堵塞而失效，臭氧法成本高，臭氧容易逃逸造成二次污染，次氯酸钠法除了成本高外反应产物有硝酸盐、亚硝酸盐、盐酸盐，甚至还有硫酸盐，都是不容易处理的物质。严格意义上说，氮氧化物的去除还没有一个稳定的、运行成本低廉的好方法，因此，人们在产生氮氧化物的源头—燃烧上想办法，祈求从根本上解决氮氧化物的问题。[0003]具体到陶瓷行业，陶瓷产品烧制过程中的不同阶段对温度和气氛有不同的严格要求，表现在窑炉的长度方向上窑内的温度、气氛也不相同，而这种温度和气氛的差异完全依赖烧嘴的调节来达到。尤其是陶瓷产品要求窑炉内部氧化气氛强烈，而强氧化气氛显著增加氮氧化物生产量。陶瓷窑炉都比较长，少则一百米，多则四五百米，为节省能耗，窑炉向着愈来愈长、愈来愈宽的方向发展，每条窑炉使用的烧嘴两百支到五百支不等，这数百支烧嘴的燃气(天然气或发生炉煤气)是分组控制的(大部分每八支烧嘴一组)，燃气的用量(阀的开度)分布在百分之五至百分之八十之间；燃烧用空气(助燃风)用量是按风机控制的(基本上每条窑炉两台助燃风机)。这就导致了不同开度的烧嘴使用的空气(助燃风)量是相同的，而且是普遍现象，客观上导致燃气燃烧是处于氧化性气氛中，氮氧化物生成量必然高。[0004]事实上，陶瓷烧成窑炉的氮氧化物生成量大部分在200～450mg/Nm3范围内，其中，氮氧化物低于300mg/Nm3窑炉的喷枪都或多或少地采纳了意大利SCM公司窑炉烧嘴的燃烧原理，如图1所示。它主要是在烧嘴的燃烧部位(喷头)将助燃风喷孔分成直喷的一次助燃风喷孔1和呈倒锥斜喷的二次助燃风喷孔2，使得一小部分的空气参与二次燃烧，大部分空气都参与一次燃烧。这种方法可适当降低氮氧化物生成量，但它的致命缺点是参与一次燃烧和二次燃烧的空气是同一条管道输送，不可分