CN113834064B - 一种氨气燃烧器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种氨气燃烧器，包括筒体，所述筒体前部形成有扩张段，所述扩张段的前部形成有蓄热稳燃体，所述扩张段内形成有与蓄热稳燃体对应的内燃烧室，所述筒体从内到外依次设置有内燃料通道、内空气通道、外燃气通道、外空气通道，所述内燃料通道、内空气通道与内燃烧室连通，所述外燃气通道、外空气通道延伸至蓄热稳燃体，所述内燃料通道、内空气通道、外燃气通道、外空气通道内均设置有均流器，能够更好的提高氨气的燃烧稳定性与转化效率。
Description
技术领域
本发明涉及燃烧器技术领域，具体涉及一种氨气燃烧器。
背景技术
氨气是一种极易液化的气体，常温下即可加压液化。氨气是重要的化工原料，主要用于制造氮肥和复合肥料。工业上氨是以哈伯法通过N2和H2在高温高压和催化剂存在条件下直接化合而制成，N2通常来源于空气，H2通常来源于化石燃料。
电解制氢一直受制于制氢成本，未能得到大规模推广。目前，在大规模推广新能源和可再生能源的情况下，电网调峰成为了电网安全运行的关键。新能源发电价格逐步降低，电解水制氢经济性逐渐显现出来，电解制氢不但可以消耗多余电量很好调节电网平衡，产生的氢气还是重要的能源化工原料。由于氢气能源密度低，不方便长距离运输，采用电解水制氢，再通过合成氨工艺，制成氨气，氨气易液化，方便长距离运输。
采用清洁能源制取的氨气，既可以作为原料，也可以用于燃料。目前，市场上还没有专门用于燃烧氨气的燃烧器。氨气在大空间燃烧稳定性较差，氨气燃烧面临的主要问题是燃烧稳定性差，氨气的转化率低。
发明内容
针对上述存在的技术不足，本发明的目的是提供一种氨气燃烧器，能够提高氨气的燃烧的稳定性以及氨气的转化率。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
本发明提供一种氨气燃烧器，包括筒体，所述筒体前部形成有扩张段，所述扩张段的前部形成有蓄热稳燃体，所述扩张段内形成有与蓄热稳燃体对应的内燃烧室，所述筒体从内到外依次设置有内燃料通道、内空气通道、外燃气通道、外空气通道，所述内燃料通道、内空气通道与内燃烧室连通，所述外燃气通道、外空气通道延伸至蓄热稳燃体，所述内燃料通道、内空气通道、外燃气通道、外空气通道内均设置有均流器，所述筒体上设置有连通内燃料通道的燃料进口一、连通外燃气通道的燃料进口二、连通内空气通道的空气进口一、连通外空气通道的空气进口二，所述燃料进口二、空气进口一、空气进口二沿切向进入筒体，所述筒体内设置有伸入到内燃烧室内的点火器装置，所述蓄热稳燃体内部为多孔蓄热体结构，所述多孔蓄热体结构的外部形成有带旋转叶片的外空气流道。
优选地，所述均流器为设置有若干小孔的多孔板结构。
优选地，所述均流器的小孔直径为5mm-20mm。
优选地，所述均流器的小孔截面面积总和为对应通道截面面积的50％-70％。
优选地，所述蓄热稳燃体的长度为200mm-500mm。
优选地，所述蓄热稳燃体内部为多孔砖蓄热体结构。
优选地，所述蓄热稳燃体内部为圆形网状结构。
优选地，所述多孔蓄热体结构采用氧化铝、氧化钛或者其混合物制作。
本发明的有益效果在于：。
本发明通过设置内外多层氨气、空气通道，氨气和空气分别分两股进入燃烧器，从中心到外侧依次为氨气、空气、氨气、空气，除中心通道氨气外，其余氨气、空气沿切向进入燃烧器各通道，并在燃烧器内部布置多孔均流器，能够保证其在筒体内部均匀分布，中心氨气先在内燃室内燃烧，加热蓄热稳燃体，加热后的蓄热稳燃体能够更好的保证氨气稳定燃烧；蓄热稳燃体中间为多孔结构，外侧为外部空气通道，外部空气通道内设置旋流叶片，能够使外通道空气流出蓄热稳燃体后产生旋转流动，更好地使空气与氨气充分混合燃烧，能够更好地提高氨气燃烧的稳定性以及转化率；本发明通过内燃室和蓄热稳燃体将实现中心火焰的稳定持续燃烧，避免了内部火焰被外部气流吹熄，通过蓄热体将外层氨气加热到燃点以上，实现外层氨气的顺利燃烧。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例1的一种氨气燃烧器示意图。
图2是本发明实施例1的氨气燃烧器的进口示意图。
图3是本发明实施例1的氨气燃烧器筒体示意图。
图4是本发明实施例1的均流器示意图。
图5是本发明实施例1的蓄热稳燃体结构示意图。
图6是本发明实施例1的均流器布置位置示意图。
图7是本发明实施例2的蓄热稳燃体结构示意图。
附图标记说明：
1、点火器装置；2、筒体；21、内燃料通道；22、内空气通道；23、外燃气通道；24、外空气通道；3、扩张段；4蓄热稳燃体；5、内燃烧室；6、均流器；F1、燃料进口一；F2、燃料进口二；A1、空气进口一；A2、空气进口二。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
如图1至图6所示，本实例提供一种氨气燃烧器，包括燃料进口一F1、燃料进口二F2、空气进口一A1、空气进口二A2、点火器装置1、筒体2、扩张段3、蓄热稳燃体4和内燃烧室5。
所述筒体2内设置有伸入到内燃烧室5内的点火器装置1，点火器装置1为本领域所熟知的现有结构，其与筒体2的连接采用本领域技术人员所熟知的现有连接方式，在此不作详细介绍。
如图2，燃料进口二F2、空气进口一A1、空气进口二A2沿切向进入筒体。
如图3，筒体从内到外共分为内燃料通道21、内空气通道22、外燃气通道23、外空气通道24，内燃料通道21、内空气通道22与内燃烧室连通，外燃气通道23、外空气通道24延伸至蓄热稳燃体4。
如图4，筒体2的每个通道内均布置均流器6，均流器6采用多孔板结构，每个通道内均流器6小孔面积和与通道流通面积比在50％-70％范围内，小孔直径在5mm-20mm范围内。
如图5，蓄热稳燃体4内部为多孔砖蓄热体结构，外部为带旋转叶片的外空气流道，旋转叶片产生一定旋流。蓄热稳燃体4沿气流方向长度200mm-500mm。多孔砖流通面积占总截面积的60％-80％。多孔砖材料为氧化铝、氧化钛或者其混合物。
如图6为均流器6位置示意图。筒体2的中心位置为C，燃料进口一F1到中心C的距离为L1,空气进口一A1到中心C的距离为L2,燃料进口二F2到中心C的距离为L3,空气进口二A2到中心C的距离为L4,均流器6的位置距离进口位置至少为1/3L(L为筒体长度)，不超过中心C位置；均流器6布置在该段主要目的是削弱进口不均匀性对均流器6的影响，保证均流器出口气流均匀性，即最大限度保证圆周方向速度分布；多孔板布置位置的关系为：L4≤L3≤L2≤L1。
氨气燃烧器工作时，先由空气对燃烧室进行吹扫，吹扫完毕后，氨气先由燃料进口一F1、空气由空气进口一A1送入燃烧器，点火器装置1点火，氨气和空气在内燃烧室5中燃烧，加热蓄热稳燃体4，蓄热稳燃体4出口有稳定火焰后，开启燃料进口二F2和空气进口二A2。
氨气燃烧器停止工作时，先切断燃料进口一F1和燃料进口二F2，当炉膛出口含氧量水平与空气含氧量水平相当时，关闭空气进口一A1和空气进口二A2。
实施例2
如图7，蓄热稳燃体4为圆形网状结构，内部为蓄热体，外部为外空气流道，外空气流道内设置旋流叶片。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (8)
1.一种氨气燃烧器，其特征在于，包括筒体(2)，所述筒体(2)前部形成有扩张段(3)，所述扩张段(3)的前部形成有蓄热稳燃体(4)，所述扩张段(3)内形成有与蓄热稳燃体(4)对应的内燃烧室(5)，所述筒体(2)从内到外依次设置有内燃料通道(21)、内空气通道(22)、外燃气通道(23)、外空气通道(24)，所述内燃料通道(21)、内空气通道(22)与内燃烧室(5)连通，所述外燃气通道(23)、外空气通道(24)延伸至蓄热稳燃体(4)，所述内燃料通道(21)、内空气通道(22)、外燃气通道(23)、外空气通道(24)内均设置有均流器(6)，所述筒体(2)上设置有连通内燃料通道(21)的燃料进口一(F1)、连通外燃气通道(23)的燃料进口二(F2)、连通内空气通道(22)的空气进口一(A1)、连通外空气通道(24)的空气进口二(A2)，所述燃料进口二(F2)、空气进口一(A1)、空气进口二(A2)沿切向进入筒体(2)，所述筒体(2)内设置有伸入到内燃烧室(5)内的点火器装置(1)，所述蓄热稳燃体(4)内部为多孔蓄热体结构，所述多孔蓄热体结构的外部形成有带旋转叶片的外空气通道(24)；所述筒体(2)的中心位置为C，长度为L，燃料进口一(F1)到中心C的距离为L1,空气进口一(A1)到中心C的距离为L2,燃料进口二(F2)到中心C的距离为L3,空气进口二(A2)到中心C的距离为L4,均流器(6)的位置距离进口位置至少为1/3L，不超过中心C位置。
2.如权利要求1所述的一种氨气燃烧器，其特征在于，所述均流器(6)为设置有若干小孔的多孔板结构。
3.如权利要求2所述的一种氨气燃烧器，其特征在于，所述均流器(6)的小孔直径为5mm-20mm。
4.如权利要求2所述的一种氨气燃烧器，其特征在于，所述均流器(6)的小孔截面面积总和为对应通道截面面积的50％-70％。
5.如权利要求1所述的一种氨气燃烧器，其特征在于，所述蓄热稳燃体(4)的长度为200mm-500mm。
6.如权利要求1所述的一种氨气燃烧器，其特征在于，所述蓄热稳燃体(4)内部为多孔砖蓄热体结构。
7.如权利要求1所述的一种氨气燃烧器，其特征在于，所述蓄热稳燃体(4)内部为圆形网状结构。
8.如权利要求1所述的一种氨气燃烧器，其特征在于，所述多孔蓄热体结构采用氧化铝、氧化钛或者其混合物制作。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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