一种炭黑尾气低氮燃烧器及其使用方法与流程

1.本发明涉及一种炭黑尾气低氮燃烧器及其使用方法，属于燃烧器设计技术领域。


背景技术：

2.炭黑尾气具有较高的燃烧价值，现在市场上炭黑尾气低氮燃烧器只能能保证烟气中氮氧化物的排放值控制到300~400mg/m3（折算值）之间，这样的氮氧化物的排放值比较高，严重影大气环境，因此，人们需要进一步为降低烟气中氮氧化物排放值。


技术实现要素：

3.本发明目的是针对现有技术中存在的问题，提供一种炭黑尾气低氮燃烧器及其使用方法，可有效降低降低烟气中氮氧化物排放值。
4.本发明的目的是通过以下技术方案实现的，一种炭黑尾气低氮燃烧器，包括燃烧器本体，其特征是，所述燃烧器本体的一端设有内火焰管、外火焰管，内火焰管置于外火焰管内，外火焰管与内火焰管之间的腔体构成外火焰腔；所述燃烧器本体另一端为尾端；所述燃烧器本体内设有点火燃料通道，点火燃料通道的一端固定于内火焰管内，另一端穿出并固定于燃烧器本体的尾端；所述点火燃料通道内穿有点火燃料点火枪总成，点火燃料点火枪总成的两端分别穿出点火燃料通道，点火点火枪总成的一端设置于内火焰管内，位于燃烧器本体尾端一端设有点火电极接头，点火点火枪总成位于内火焰管内的一端设有点火电极；所述燃烧器本体上还设有空气通道、混合箱、循环烟气通道，空气通道、循环烟气通道与混合箱贯通；内火焰管内安装有燃气扩散盘、空气扩散盘，空气通道穿出混合箱后与燃气扩散盘、空气扩散盘贯通；所述燃烧器本体上还设有点火燃料空气通道、点火系统外套管，点火燃料空气通道与点火系统外套管贯通，点火系统外套管一端与点火燃料空气通道贯通，另一端设置于内火焰管内；所述燃烧器本体上还设有高压空气通道、乙烯焦油通道，高压空气通道、乙烯焦油通道通过乙烯焦油油枪总成延伸于内火焰管，乙烯焦油油枪总成前端安装有乙烯焦油油枪油咀，高压空气通道、乙烯焦油通道与乙烯焦油油枪油咀贯通；所述燃烧器本体上还设有炭黑尾气中心通道、炭黑尾气中心通道喷口，炭黑尾气中心通道喷口安装于内火焰管内，炭黑尾气中心通道与炭黑尾气中心通道喷口贯通；所述燃烧器本体上还设有炭黑尾气主通道、炭黑尾气主燃料喷管，炭黑尾气主燃料喷管安装于外火焰管内，炭黑尾气主通道与炭黑尾气主燃料喷管贯通；所述燃烧器本体上还设有用于将炭黑尾气低氮燃烧器安装于装炭黑尾气生产线热风炉上的炭黑尾气低氮燃烧器安装板。
5.所述燃烧器本体上还设有观火管，观火管的一端延伸于内火焰管内，另一端设有观火孔玻璃，观火孔玻璃通过观火孔法兰安装于观火管的端部；观火管靠近观火孔玻璃的
一端侧边连接有观火管冷却风通道，观火管冷却风通道与观火管贯通。
6.所述高压空气通道上设有高压空气阀门；所述乙烯焦油通道上设有乙烯焦油阀门；所述炭黑尾气主通道上设有炭黑尾气主通道阀门；所述火燃料空气通道上设有点火枪空气风阀门；所述点火燃料通道上设有点火燃料点火阀；所述炭黑尾气中心通道上设有炭黑尾气中心通道阀门；所述炭黑尾气主通道上设有炭黑尾气主通道阀门。
7.所述内火焰管内设有点火枪支架，高压空气通道、乙烯焦油通道、点火燃料通道、乙烯焦油油枪油咀安装于点火枪支架上；所述燃烧器本体上设有内火焰管支撑管，内火焰管安装固定于内火焰管支撑管上。
8.所述燃烧器本体上设有方便将整体燃烧器吊起的吊钩。
9.所述燃烧器本体的尾端安装有第一法兰、第二法兰，点火燃料通道、高压空气通道、乙烯焦油通道穿出第一法兰、第二法兰。
10.一种炭黑尾气低氮燃烧器的使用方法，其特征是，包括以下步骤：步骤1）、将炭黑尾气低氮燃烧器安装板安装于炭黑尾气生产线热风炉上，使燃烧器本体的一端的内火焰管、外火焰管置于炭黑尾气生产线热风炉的炉膛内；步骤2）、在空气通道的外部连接鼓风机，开启鼓风机，空气从空气通道进入，从燃气扩散盘和空气扩散盘出来进入炉膛；步骤3）、打开点火枪空气风阀门，空气从点火燃料空气通道进入，从点火系统外套管出来进入炉膛；步骤4）、给电点火变压器，由高压线连接点火电极接头，在点火电极产生电火花；步骤5）、开启点火燃料点火阀，点火燃料从点火燃料通道进入，被电子点火枪总成产生的电火花点燃，点火火焰在炉膛里燃烧；步骤6）、确认点火后，关闭电子打火；步骤7）、打开乙烯焦油阀门和高压空气阀门，乙烯焦油从乙烯焦油通道处进入，高压空气从高压空气通道进入，乙烯焦油和高压空气通过乙烯焦油油枪总成被乙烯焦油油枪油咀处雾化喷出后，被点火燃料点火枪总成点火燃料的火焰点燃；乙烯焦油火焰在炉膛里燃烧，至炉温800
°
c以上；步骤8）、先打开炭黑尾气中心通道阀门，炭黑尾气从炭黑尾气中心通道进入，从炭黑尾气中心通道喷口喷出，中心通道的炭黑尾气被乙烯焦油的火焰点燃，在炉膛里燃烧；再打开炭黑尾气主通道阀门，炭黑尾气从炭黑尾气主通道进入，从炭黑尾气主燃料喷管喷出被点燃，在炉膛里燃烧；因炭黑尾气中心喷口产生的火焰先和燃气扩散盘及空气扩散盘出来的空气接触助燃，空气充足，是浓氧燃烧，燃烧火焰温度高，富余的空气向外扩散，继续为炭黑尾气主燃料喷管燃料助燃，这时的空气量已减少，为淡氧燃烧；通过炭黑尾气浓淡燃烧，使普通燃烧时炭黑尾气燃烧烟气氮氧化物的浓度由900~1100mg/m3降低到300~400mg/m3；
步骤9）、关闭乙烯焦油阀门和高压空气阀门；步骤10）、根据生产需要将炭黑尾气低氮燃烧器烧调至正常的工况负荷；步骤11）、检测一下烟气含量，记录o2和no含量，注意co的含量，调节空气和炭黑尾气的比例，使燃料充分燃烧；步骤12）、将炉膛内产生的烟气经管道与循环烟气通道贯通；循环烟气通道上设置烟气外循环管道阀门，打开烟气外循环管道阀门，炉膛内产生的部分烟气从循环烟气通道进入，与空气通道进入的空气在混合箱混合，然后从燃气扩散盘和空气扩散盘出来进入火焰场；从而将燃烧产生的部分烟气重新引入燃烧区域，调节烟气循环的流量，在燃烧器充分燃烧和满足工况的情况下，将烟气中氮氧化物的浓度降到最低，此时烟气中的氮氧化物基本可以控制到100mg/m3以下。
11.在燃烧器本体上设有观火管，观火管的一端延伸于内火焰管内，另一端设有观火孔玻璃，观火孔玻璃通过观火孔法兰安装于观火管的端部，通过观火孔玻璃、观火管可观察炉膛内的燃烧情况；观火管靠近观火孔玻璃的一端侧边连接有观火管冷却风通道，观火管冷却风通道与观火管贯通，使用时，通过将外接的冷却风经观火管冷却风通道吹入观火管，有效避免炉膛内燃烧热量经观火管回流至观火孔玻璃造成观火孔玻璃的损坏，起到降低观火孔玻璃一端的观火管温度的作用。
12.本发明方法先进科学，通过本发明，提供一种炭黑尾气低氮燃烧器及其使用方法，与现有技术相比，现在市场上炭黑尾气低氮燃烧器能保证烟气中氮氧化物的排放值控制到300~400mg/m3（折算值）之间，而通过本发明的方案的炭黑尾气低氮燃烧器的氮氧化物的排放值控制到100mg/m3（折算值）以下，目前在国内属于最好的水平，从而有效降低烟气中氮氧化物排放值，相比现有的燃烧器及其方法，更加环保，具有很大的市场应用与推广价值。
附图说明
13.图1为本发明的结构示意图；图2为图1左侧结构示意图；图3为图1右侧结构示意图；图中：1乙烯焦油油枪油咀、2点火电极、3内火焰管、4燃气扩散盘、5炭黑尾气中心通道喷口、6空气扩散盘、7炭黑尾气主燃料喷管、8外火焰管、9点火电极、10炭黑尾气低氮燃烧器安装板、11点火枪支架、12火焰管支撑管、13吊钩、14炭黑尾气主通道、20观火管、22观火管冷却风通道、23观火孔玻璃、24观火孔法兰、25第一法兰、26第二法兰、27高压空气通道、28乙烯焦油通道、29点火电极、30点火燃料通道、31点火系统外套管、32点火燃料空气通道、33炭黑尾气中心通道、35混合箱、36空气通道、37循环烟气通道、38点火燃料点火枪总成、39乙烯焦油油枪总成。
具体实施方式
14.以下结合附图以及附图说明对本发明做进一步说明。
15.一种炭黑尾气低氮燃烧器，包括燃烧器本体，燃烧器本体的一端设置内火焰管3、
外火焰管8，内火焰管3置于外火焰管8内，外火焰管8与内火焰管3之间的腔体构成外火焰腔；燃烧器本体另一端为尾端。
16.在燃烧器本体内设置点火燃料通道30，点火燃料通道30的一端固定于内火焰管3内，另一端穿出并固定于燃烧器本体的尾端；点火燃料通道30内穿有点火燃料点火枪总成38，点火燃料点火枪总成38的两端分别穿出点火燃料通道30，点火电极2的一端设置于内火焰管3内，位于燃烧器本体尾端一端设置有点火电极接头29。
17.在燃烧器本体上还设置空气通道36、混合箱35、循环烟气通道37，空气通道36、循环烟气通道37与混合箱35贯通；内火焰管3内安装有燃气扩散盘4、空气扩散盘6，空气通道36穿出混合箱35后与燃气扩散盘4、空气扩散盘6贯通。
18.在燃烧器本体上还设置点火燃料空气通道32、点火系统外套管31，点火燃料空气通道32与点火系统外套管31贯通，点火系统外套管31一端与点火燃料空气通道32贯通，另一端设置于内火焰管3内。
19.在燃烧器本体上还设置高压空气通道27、乙烯焦油通道28，高压空气通道27、乙烯焦油通道28延伸于内火焰管3，内火焰管3内安装有乙烯焦油油枪油咀1，高压空气通道27、乙烯焦油通道28与乙烯焦油油枪油咀1贯通。
20.在燃烧器本体上还设置炭黑尾气中心通道33、炭黑尾气中心通道喷口5，炭黑尾气中心通道喷口5安装于内火焰管3内，炭黑尾气中心通道33与炭黑尾气中心通道喷口5贯通。
21.在燃烧器本体上还设置炭黑尾气主通道14、炭黑尾气主燃料喷管7，炭黑尾气主燃料喷管7安装于外火焰管8内，炭黑尾气主通道14与炭黑尾气主燃料喷管7贯通。
22.在燃烧器本体上还设置用于将炭黑尾气低氮燃烧器安装于装炭黑尾气生产线热风炉上的炭黑尾气低氮燃烧器安装板10。
23.在燃烧器本体上还设置观火管20，观火管20的一端延伸于内火焰管3内，另一端设置观火孔玻璃23，观火孔玻璃23通过观火孔法兰24安装于观火管20的端部；观火管20靠近观火孔玻璃23的一端侧边连接有观火管冷却风通道22，观火管冷却风通道22与观火管20贯通。
24.进一步的，高压空气通道27上安装高压空气阀门。乙烯焦油通道28上安装乙烯焦油阀门。炭黑尾气主通道14上安装炭黑尾气主通道阀门。火燃料空气通道32上安装点火枪空气风阀门。点火燃料通道30上安装点火燃料点火阀。炭黑尾气中心通道33上安装炭黑尾气中心通道阀门；炭黑尾气主通道14上安装炭黑尾气主通道阀门。
25.使用时，包括以下步骤：步骤1）、将炭黑尾气低氮燃烧器安装板10安装于炭黑尾气生产线热风炉上，使燃烧器本体的一端的内火焰管3、外火焰管8置于炭黑尾气生产线热风炉的炉膛内；步骤2）、在空气通道36的外部连接鼓风机，开启鼓风机，空气从空气通道36进入，从燃气扩散盘4和空气扩散盘6出来进入炉膛；为点火燃料点火枪总成38和乙烯焦油油枪总成冷却保护；步骤3）、打开点火枪空气风阀门，空气从点火燃料空气通道32进入，从点火系统外套管31出来进入炉膛；步骤4）、给电点火变压器，由高压线连接点火电极接头29，在点火电极2产生电火花；
步骤5）、开启点火燃料点火阀，点火燃料从点火燃料通道30进入，被点火电极2产生的电火花点燃，点火火焰在炉膛里燃烧；步骤6）、确认点火后，关闭电子打火；步骤7）、打开乙烯焦油阀门和高压空气阀门，乙烯焦油从乙烯焦油通道28处进入，高压空气从高压空气通道27进入，乙烯焦油和高压空气通过乙烯焦油油枪总成被乙烯焦油油枪油咀处雾化喷出，被点火燃料点火枪总成38点火燃料的火焰点燃；乙烯焦油火焰在炉膛里燃烧，至炉温800
°
c以上；步骤8）、先打开炭黑尾气中心通道阀门，炭黑尾气从炭黑尾气中心通道33进入，从炭黑尾气中心通道喷口5喷出，中心通道的炭黑尾气被乙烯焦油的火焰点燃，在炉膛里燃烧；再打开炭黑尾气主通道阀门，炭黑尾气从炭黑尾气主通道14进入，从炭黑尾气主燃料喷管7喷出被点燃，在炉膛里燃烧；因炭黑尾气中心喷口产生的火焰先和燃气扩散盘4及空气扩散盘（6出来的空气接触助燃，空气充足，是浓氧燃烧，燃烧火焰温度高，富余的空气向外扩散，继续为炭黑尾气主燃料喷管7燃料助燃，这时的空气量已减少，为淡氧燃烧；通过炭黑尾气浓淡燃烧，使普通燃烧时炭黑尾气燃烧烟气氮氧化物的浓度由900~1100mg/m3降低到300~400mg/m3；步骤9）、关闭乙烯焦油阀门和高压空气阀门；步骤10）、根据生产需要将炭黑尾气低氮燃烧器烧调至正常的工况负荷；步骤11）、检测一下烟气含量，记录o2和no含量，注意co的含量，调节空气和炭黑尾气的比例，使燃料充分燃烧；步骤12）、将炉膛内产生的烟气经管道与循环烟气通道37贯通；循环烟气通道37上设置烟气外循环管道阀门，打开烟气外循环管道阀门，炉膛内产生的烟气从循环烟气通道37进入，与空气通道36进入的空气在混合箱35混合，然后从燃气扩散盘4和空气扩散盘6出来进入火焰场；从而将燃烧产生的烟气重新引入燃烧区域，调节烟气循环的流量，在燃烧器充分燃烧和满足工况的情况下，将烟气中氮氧化物的浓度降到最低，此时烟气中的氮氧化物基本可以控制到100mg/m3以下。
26.在燃烧器本体上设置观火管20，观火管20的一端延伸于内火焰管3内，另一端设置观火孔玻璃23，观火孔玻璃23通过观火孔法兰24安装于观火管20的端部，通过观火孔玻璃23、观火管20可观察炉膛内的燃烧情况；在观火管20靠近观火孔玻璃23的一端侧边连接有观火管冷却风通道22，观火管冷却风通道22与观火管20贯通，使用时，通过将外接的冷却风经观火管冷却风通道22吹入观火管20，有效避免炉膛内燃烧热量经观火管20回流至观火孔玻璃23造成观火孔玻璃23的损坏，起到降低观火孔玻璃23一端的观火管20温度的作用。
27.在内火焰管3内设置点火枪支架11，高压空气通道27、乙烯焦油通道28、点火燃料通道30、乙烯焦油油枪油咀1安装于点火枪支架11上；燃烧器本体上设置内火焰管支撑管12，内火焰管3安装固定于内火焰管支撑管12上。在燃烧器本体上设置方便将整体燃烧器吊起的吊钩13。燃烧器本体的尾端安装有第一法兰25、第二法兰26，点火燃料通道30、高压空气通道27、乙烯焦油通道28穿出第一法兰25、第二法兰26。