燃烧炉的制作方法

1.本公开涉及煤气化技术领域，尤其涉及一种燃烧炉。


背景技术：

2.燃烧炉是指一种产生高温气体的装置，常用于高温气体的反应装置中，如煤的加氢气化过程需要800～1400℃的高温氢气，以保证加氢气化反应的进行。
3.现有燃烧炉采用的高压点火装置，通入燃料气后，利用高压点火器，将燃料气电离，然后与空气接触，瞬间燃烧。由于燃烧会产生水汽，如果装置停车时间较长、或中间熄火未及时恢复，点火杆头部会接触水汽，造成绝缘失效，点火杆无法将燃料气电离，导致点火失败，因此现有燃烧炉在停机再启动时的故障率极高。


技术实现要素：

4.为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种燃烧炉。
5.本公开提供了一种燃烧炉，包括炉体，所述炉体的一端设置有高温气体出口，另一端设置有进气喷嘴和用于将经所述进气喷嘴进入所述炉体的气体点燃的点火喷嘴组件；其中，
6.所述进气喷嘴包括用于通入氢气的第一进气管道和用于为氢气燃烧提供氧气的第二进气管道；
7.所述点火喷嘴组件包括点火喷嘴、氢气输送管道、氧气输送管道和用于将所述氢气输送管道内的氢气加热至燃点的加热组件，所述氢气输送管道和氧气输送管道均绕设于所述加热组件外侧，且与所述点火喷嘴连通。
8.本公开提供的燃烧炉中，在点火喷嘴组件工作前，通过进气喷嘴向炉体内通入纯净氢气，以使炉体内充满纯净氢气，向点火喷嘴组件中的氢气输送管道内通入氢气，然后加热组件工作，对氢气输送管道内的氢气进行加热升温，在氢气升温至氢气燃点时，将氧气经氧气输送管道输送至炉体内，温度达到燃点的氢气遇到氧气后燃烧。在点火喷嘴处发生燃烧反应后，进气喷嘴通过第二进气管道向炉体内输送氧气，以使进气喷嘴的进气端处的氢气和氧气在点火喷嘴产生的火焰的作用下发生燃烧，以对炉体内的氢气加热，加热后的高温氢气经高温气体出口排出。在进气喷嘴的进气口处发生燃烧反应后，点火喷嘴组件停止工作。
9.上述燃烧炉中，通过将氢气输送管道绕设在加热组件外侧，以将氢气输送管道内的氢气加热至燃点，然后将温度达到燃点的氢气释放至炉体内与氧气发生燃烧反应产生火焰，其火焰引燃进气喷嘴，从而产生高温氢气，有效避免了长时间停机后产生的水汽与点火喷嘴接触对氢气燃烧的影响。同时通过上述点火喷嘴组件将氢气输送管道内的氢气加热并燃烧以实现点火功能，有效避免了炉体内气压值变化对点火成功率的影响，使得上述点火喷嘴可适用于不同压力环境下的点火，从而有效降低了燃烧炉内点火的故障率，降低了燃
烧炉的后期维护和维修成本，提高了燃烧炉使用的可靠性和稳定性，并增大了燃烧炉的使用范围。
10.可选地，所述加热组件包括壳体和设置于所述壳体内的发热部件，所述壳体背离所述炉体的一端设置有用于装卸所述发热部件的开口。
11.可选地，所述发热部件包括电磁感应线圈。
12.可选地，所述点火喷嘴的轴线方向与所述进气喷嘴的轴线方向之间的夹角的范围为大于或等于15度且小于或等于75度。
13.可选地，所述点火喷嘴位于所述炉体内的一端与所述炉体的内表面之间的距离小于所述进气喷嘴位于炉体内的一端与所述炉体的内表面之间的距离。
14.可选地，所述点火喷嘴包括用于与所述氢气输送管道连通的第三进气管道和用于与所述氧气输送管道连通的第四进气管道，所述第四进气管道位于所述炉体内的进气端低于所述第三进气管道位于所述炉体内的进气端。
15.可选地，所述第三进气管道的进气方向与所述第四进气管道的进气方向的夹角为30度。
16.可选地，所述第二进气管道设置于所述进气喷嘴的中部，所述第一进气管道绕所述第二进气管道的轴线设置。
17.可选地，所述第一进气管道的进气方向与所述第二进气管道的进气方向夹角范围为大于或等于15度且小于或等于45度。
18.可选地，所述第二进气管道位于所述炉体内的进气端低于所述第一进气管道位于所述炉体内的进气端。
附图说明
19.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
20.为了更清楚地说明本公开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，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1为本公开实施例所述燃烧炉的结构示意图；
22.图2为本公开实施例所述点火喷嘴组件的结构示意图；
23.图3为本公开实施例所述进气喷嘴的结构示意图。
24.其中，1
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炉体；11
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高温气体出口；2
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进气喷嘴；21
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第一进气管道；22
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第二进气管道；3
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点火喷嘴组件；31
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点火喷嘴；311
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第三进气管道；312
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第四进气管道；32
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氢气输送管道；33
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氧气输送管道；34
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加热组件；341
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壳体；4
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控制部件。
具体实施方式
25.为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
26.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采
用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。
27.图1为本公开实施例所述燃烧炉的结构示意图；图2为本公开实施例所述点火喷嘴组件的结构示意图；图3为本公开实施例所述进气喷嘴饿结构示意图。如图1至图3所示，本公开实施例提供了一种燃烧炉，包括炉体1，炉体1的一端设置有高温气体出口11，另一端设置有进气喷嘴2和用于将经进气喷嘴2进入炉体1的气体点燃的点火喷嘴组件3；其中，进气喷嘴2包括用于通入氢气的第一进气管道21和用于为氢气燃烧提供氧气的第二进气管道22；点火喷嘴组件3包括点火喷嘴31、氢气输送管道32、氧气输送管道33和用于将氢气输送管道32内的氢气加热至燃点的加热组件34，氢气输送管道32和氧气输送管道33均绕设于加热组件34外侧，且与点火喷嘴31连通。
28.本公开实施例提供的燃烧炉中，在点火喷嘴组件3工作前，通过进气喷嘴2向炉体1内通入纯净氢气，以使炉体1内充满纯净氢气，向点火喷嘴组件3中的氢气输送管道32内通入氢气，然后加热组件34工作，对氢气输送管道32内的氢气进行加热升温，在氢气升温至氢气燃点时，将氧气经氧气输送管道33输送至炉体1内，温度达到燃点的氢气遇到氧气后燃烧。在点火喷嘴31处发生燃烧反应后，进气喷嘴2通过第二进气管道22向炉体1内输送氧气，以使进气喷嘴2的进气端处的氢气和氧气在点火喷嘴31产生的火焰的作用下发生燃烧，以对炉体1内的氢气加热，加热后的高温氢气经高温气体出口11排出。在进气喷嘴2的进气口处发生燃烧反应后，点火喷嘴组件3停止工作。
29.上述燃烧炉中，通过将氢气输送管道32绕设在加热组件34外侧，以将氢气输送管道32内的氢气加热至燃点，然后将温度达到燃点的氢气与氧气发生燃烧反应产生火焰，其火焰引燃进气喷嘴，从而产生高温氢气，有效避免了长时间停机后产生的水汽与点火喷嘴接触对氢气燃烧的影响。同时通过上述点火喷嘴组件3将氢气输送管道32内的氢气加热并燃烧以实现点火功能，有效避免了炉体1内气压值变化对点火成功率的影响，使得上述点火喷嘴可适用于不同压力环境下的点火，从而有效降低了燃烧炉内点火的故障率，降低了燃烧炉的后期维护和维修成本，提高了燃烧炉使用的可靠性和稳定性，并增大了燃烧炉的使用范围。
30.上述点火喷嘴组件3中，可通过调整氢气和氧气的流速，实现对火焰长度的调整，以实现点火喷嘴31处的火焰对进气喷嘴2处的氢气的引燃。
31.并且，在对进气喷嘴2的进气口处点火后，可以通过调节第二进气管道22中的氧气的流量，以控制单位时间内氢气的燃烧量，从而控制氢气燃烧的产热量，控制经高温气体出口11排出的气体的温度，实现氢气出口的温度可调可控，同时，可通过调整第二进气管道22中氧气的流速，调节火焰的刚性和长度，可有效避免发生火焰偏烧现象。
32.在一些实施例中，炉体1包括外壳和内衬，其中外壳可以为金属材质，内衬为耐火材质，具体可以为耐火砖。
33.在一些实施例中，加热组件34包括壳体341和设置于壳体341内的发热部件，壳体341背离炉体1的一端设置有用于装卸发热部件的开口。
34.上述加热组件34中，壳体341背离炉体1的一端设置有开口，在需要对发热部件进行检修或更换时，可直接通过壳体341的开口实现对发热部件的操作，而不需将壳体341与炉体1分离，实现了发热部件相对于炉体1的单独设置，避免了在对加热组件34检修时需减
小炉体1内的压力并将氢气置换为惰性气体的操作，有效简化了对加热组件34进行检修的步骤，降低了检修的难度，提高了检修效率。
35.在一些实施例中，发热部件包括电磁感应线圈，壳体341外设置有用于控制对电磁感应线圈通断电的控制部件4。
36.在加热组件34工作时，向控制部件4内输入交流电，控制部件4将交流电转变为可控性高的直流电，再经过振荡电路将直流电转变成高频交流电输入至电磁感应线圈中。经过电磁感应产生交变电磁场，当壳体341处于该交变电磁场时，壳体341内将产生感应电动势，在壳体341内部产生涡旋电流，从而产生焦耳热，壳体341的温度升高，从而达到对氢气输送管道32加热的效果。在氢气输送管道32内的氢气加热至温度不低于燃点后，与氧气接触发生燃烧，从而实现了点火喷嘴组件的点火功能。
37.在一些实施例中，点火喷嘴31的轴线方向与进气喷嘴2的轴线方向之间的夹角的范围为大于或等于15度且小于或等于75度。
38.在本实施例中，进气喷嘴2的轴线与炉体1的轴线重合，点火喷嘴组件3设置在进气喷嘴2一侧，将点火喷嘴31的轴线方向与进气喷嘴2的轴线方向之间的夹角设置为范围大于或等于15度且小于或等于75度，以使点火喷嘴31朝向进气喷嘴2设置，在点火喷嘴31端部的氢气点燃后，形成的火焰可向进气喷嘴2的端部处延伸，以便将进气喷嘴2处的氢气点燃。
39.具体地，点火喷嘴31的轴线方向与进气喷嘴2的轴线方向之间的夹角可以为15度、30度、45度、75度等，本实施例中不作限定。
40.为了避免进气喷嘴2端部的氢气被点燃后，点火喷嘴31触碰到进气喷嘴2处的火焰，本实施例中，点火喷嘴31的端部低于进气喷嘴2的端部，即，点火喷嘴31位于炉体1内的一端与炉体1的内表面之间的距离小于进气喷嘴2位于炉体1内的一端与炉体1的内表面之间的距离，在点火喷嘴组件3断电熄火后，点火喷嘴31不与进气喷嘴2处的火焰接触，避免点火喷嘴31被灼烧，以保障点火喷嘴31的使用寿命。
41.具体地，点火喷嘴31的端部和进气喷嘴2的端部之间的距离范围为大于或等于50毫米且小于或等于300毫米，保证点火喷嘴31处产生的火焰可引燃进气喷嘴2端部的氢气的同时，可有效避免点火喷嘴31与进气喷嘴2端部处产生的火焰接触。
42.具体地，点火喷嘴31的端部和进气喷嘴2的端部之间的距离可以为50毫米、100毫米、150毫米、200毫米或300毫米，此处不作限定。
43.在一些实施例中，点火喷嘴31包括用于与氢气输送管道32连通的第三进气管道311和用于与氧气输送管道33连通的第四进气管道312，第四进气管道312位于炉体1内的进气端低于第三进气管道311位于炉体1内的进气端。
44.上述第四进气管道312的端部低于第三进气管道311的端部，即，第四进气管道312的进气端与炉体1的内表面之间的距离小于第三进气管道311的端部与炉体1的内表面之间的距离，以提高氧气和氢气的混合效果，保障火焰的稳定燃烧。
45.具体地，第三进气管的端部与第四进气管的端部之间的距离范围为大于或等于2毫米且小于或等于6毫米，具体可以为2毫米、4毫米或6毫米，此处不作限定，可根据氢气和氧气的进气量大小进行选取。
46.为了进一步提高氧气和氢气的混合效果，第三进气管道311的进气方向与第四进气管道312的进气方向的夹角为30度。
47.本实施例中，第四进气管道312设置在点火喷嘴31的中部，第三进气管道311绕第四进气管道312的轴线设置，第三进气管道311可以为环管，轴线与第四进气管道312的轴线重合。第三进气管道311的进气方向与第四进气管道312的进气方向夹角为30度，以使氢气的进气方向朝向第四进气管道312的轴线方向延伸，以使氢气和氧气汇聚，提高氢氧的混合效果。
48.同时，通过将第三进气管道311的进气方向与第四进气管道312的进气方向夹角设置为30度，可使点火喷嘴31处形成的火焰的宽度在预设值范围内。
49.在一些实施例中，第二进气管道22设置于进气喷嘴2的中部，第一进气管道21绕第二进气管道22的轴线设置。
50.上述实施例中，第二进气管道22设置在进气喷嘴2的中部，第一进气管道21绕第二进气管道22的轴线设置，第一进气管道21可以为多个进气管道，多个进气管道绕第二进气管道22的轴线方向排布，或者，第一进气管道21可以为环管，轴线与第二进气管道22的轴线重合。
51.具体地，第一进气管道21的进气方向与第二进气管道22的进气方向夹角范围为大于或等于15度且小于或等于45度。
52.通过将第一进气管道21的进气方向与第二进气管道22的进气方向夹角范围设置为大于或等于15度且小于或等于45度，使得氢气的进气方向朝向第二进气管道22的轴线方向延伸，以使氢气和氧气汇聚，提高氢氧的混合效果。并且，通过选取不同的角度可形成不用宽度的火焰。
53.具体地，第二进气管道22位于炉体1内的进气端低于第一进气管道21位于炉体1内的进气端。
54.上述第二进气管道22的端部低于第一进气管道21的端部，即，第二进气管道22的进气端与炉体1的内表面之间的距离小于第一进气管道21的端部与炉体1的内表面之间的距离，以提高氧气和氢气的混合效果。
55.具体地，根据第一进气管道21和第二进气管道22的进气量，可将第一进气管道21的直径设置为大于或等于3毫米且小于或等于5毫米，第二进气管道22的直径设置为大于或等于1毫米且小于或等于3毫米。
56.具体地，第一进气管的端部与第二进气管的端部之间的距离范围为大于或等于2毫米且小于或等于6毫米，具体可以为2毫米、4毫米或6毫米，此处不作限定。
57.通过设置上述进气喷嘴2，能够保证经第一进气管道21进入的氢气集中在进气喷嘴2的中心线方向，火焰不发生分散，且氢气与氧气充分的混合，保障火焰的稳定燃烧。
58.需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
59.以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公
开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。