一种燃料喷口、固体燃料燃烧系统及预热燃烧方法与流程

技术特征：
1.一种燃料喷口，其特征在于：包括直筒部和锥筒部，锥筒部与直筒部下部固定连接，直筒部的上方设置有顶盖，锥筒部的底部设置有燃料出口；顶盖上设置有二次风入口；直筒部的侧面处分别设置有预热燃料入口和三次风入口。2.根据权利要求1所述的喷口，其特征在于：三次风入口数量为多个，分别设置于直筒部侧面的不同高度处；优选地，三次风入口段安装可调动的叶片挡板，当旋转连接叶片挡板的转动杆，叶片挡板的旋向和旋度就随着变化，以此调动三次风旋向和旋度。3.根据权利要求1所述的喷口，其特征在于：二次风入口连接二次风进风管，所述二次风进风管伸入到直筒部；优选地，二次风进风管的插入深度和预热燃料入口的截面口高度比值为0.3-0.7。4.根据权利要求1所述的喷口，其特征在于：直筒部分为上直筒段和下直筒段，上直筒段和下直筒段固定连接；下直筒段内径比上直筒段内径大；下直筒段长度比上直筒段长度长；优选地，上直筒段和下直筒段的截面直径比值范围为0.3-0.8。5.根据权利要求4所述的喷口，其特征在于：上直筒段的上方设置有顶盖；下直筒段与锥筒部固定连接；优选地，在上直筒段上以切向方式设置有预热燃料入口，在下直筒段上以切向方式设置有三次风入口。6.根据权利要求1所述的喷口，其特征在于：所述燃料喷口的外侧面上包裹有冷却夹套，所述夹套具有冷却介质进口和冷却介质出口。7.根据权利要求5所述的喷口，其特征在于：三次风入口包括第一三次风入口和第二三次风入口。8.一种燃料喷口，其特征在于，包括直筒部，直筒部的一端设置有端盖，直筒部另一端为燃料出口，端盖处设置有二次风输送管，所述二次风输送管伸入至直筒部内部；直筒部的侧面处分别设置有预热燃料入口和三次风入口。9.根据权利要求8所述的喷口，其特征在于：二次风输送管上均匀分布有多排沿所述输送管周向分布的弯折孔；优选地，所述二次风输送管沿着所述喷口中心轴布置或者二次风输送管沿着切向布置；优选地，弯折孔的弯折方向是向着所述喷口的燃料出口方向。10.根据权利要求9所述的喷口，其特征在于：所述直筒部包括主腔体和外腔体；外腔体同轴套设在主腔体外面；主腔体和外腔体之间相互连通；主腔体与外腔体之间形成腔体外环道。11.根据权利要求10所述的喷口，其特征在于：主腔体和外腔体的两截面的直径满足：d
主腔体
/d
外腔体
＝0.4-0.9；优选地，主腔体和外腔体的相对轴向长度满足：l
主腔体
/l
外腔体
＝0.2-0.7。12.根据权利要求11所述的喷口，其特征在于：所述主腔体依次包括第一直筒段和第二直筒段，第一直筒段和第二直筒段固定连接；第一直筒段内径比第二直筒段内径小；第一直筒段长度比第二直筒段长度短。13.根据权利要求12所述的喷口，其特征在于：所述外腔体依次包括第三直筒段和第四直筒段，第三直筒段和第四直筒段固定连接；第三直筒段内径比第四直筒段内径小，第三直筒段长度比第四直筒段长度短；第三直筒段套设在第一直筒段外部；第四直筒段套设在第二直筒段外部。14.根据权利要求13所述的喷口，其特征在于：二次风输送管经过端盖伸入至主腔体
中；优选地，二次风输送管依次经过端盖和第一直筒段伸入到第二直筒段中。15.根据权利要求14所述的喷口，其特征在于：所述预热燃料入口以切向方式设置在第一直筒段侧面。16.根据权利要求13所述的喷口，其特征在于：所述第三直筒段侧面上以切向方式设置有第一三次风入口。17.根据权利要求13所述的喷口，其特征在于：所述第二直筒段侧面上以切向方式设置有第二三次风入口。18.根据权利要求13所述的喷口，其特征在于：第一直筒段和第二直筒段的长度比为0.2-0.7，第一直筒段和第二直筒段的腔体直径比例为0.4-0.9。19.根据权利要求13所述的喷口，其特征在于：第三直筒段和第四直筒段的长度比为0.2-0.7，第三直筒段和第四直筒段腔体直径比例为0.4-0.9。20.一种固体燃料燃烧系统，其特征在于：所述系统包括权利要求1-10任一项或者权利要求11-19任一项所述的喷口和预热燃烧器，所述喷口和预热燃烧器连通。21.一种固体燃料预热燃烧方法，其特征在于：所述方法使用如权利要求20所述的燃烧系统，通过将固体燃料在预热燃烧器中的预热燃烧热处理，预热反应温度范围为800-1000℃，形成固体预热燃料焦炭和煤气，进入到所述喷口进行二次气化反应，气化反应温度为900-1100℃，形成改性的预热燃料，再通过喷口组织燃烧将新的预热燃料有序地送入炉膛燃烧。22.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，预热燃料入口的化学当量比为0.15-0.35，对应的切向进入喷口的风率0.13-0.29，二次风当量比为0.10-0.30，三次风当量比为0.40-0.65。

技术总结
本发明公开一种燃料喷口、固体燃料燃烧系统及预热燃烧方法。所述喷口，包括直筒部，直筒部的上方设置有盖；盖上设置有二次风入口；所述直筒部包括两段直径不同的筒段，所述两段直径不同的筒段固定连接，预热燃料入口和三次风入口分别设置在两段直径不同的筒段上。所述预热燃料入口用于通入预热燃料。本发明基于预热燃烧器预热改性降氮基础上，分离腔喷口再气化降氮，纵向沿程多层三次风加入，分离腔体气流旋转，沿程分层二次气化、降氮，反应停留时间增大，热半焦燃料转化率提高，实现超低NOx排放、稳定燃烧。稳定燃烧。稳定燃烧。


技术研发人员：刘敬樟 朱建国 吕清刚 欧阳子区 朱书骏 满承波 曾雄伟
受保护的技术使用者：中国科学院工程热物理研究所
技术研发日：2021.12.24
技术公布日：2022/3/29