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CN101520178A - 高强力混合低污染排放酸性气体燃烧器 - Google Patents

高强力混合低污染排放酸性气体燃烧器 Download PDF

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CN101520178A
CN101520178A CN200910301366A CN200910301366A CN101520178A CN 101520178 A CN101520178 A CN 101520178A CN 200910301366 A CN200910301366 A CN 200910301366A CN 200910301366 A CN200910301366 A CN 200910301366A CN 101520178 A CN101520178 A CN 101520178A
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CN
China
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burner
tenacity
sour gas
combustion chamber
low pollution
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Pending
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CN200910301366A
Other languages
English (en)
Inventor
邹长青
陈隆生
任征军
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hunan Jixiang Petrochemical Science & Technology Co Ltd
Original Assignee
Hunan Jixiang Petrochemical Science & Technology Co Ltd
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Abstract

本发明涉及一种高强力混合低污染排放酸性气体燃烧器。本发明的工艺结构方法：在燃烧室的底部设置一个用于增加助燃空气流速的锥形开口，而中心烧嘴组中的主燃气烧嘴的端部喷头与锥形开口的小端平齐；中心烧嘴组中的含氨酸性气烧嘴和含硫酸性气烧嘴的端部空气旋流器伸入锥形开口的大端内，使酸性气与空气高强力混合；所述的主燃气烧嘴的中心轴线与燃烧室的中心轴线同心，而位于主燃气烧嘴外围的含氨酸性气烧嘴和含硫酸性气烧嘴的中心轴线与主燃气烧嘴的中心轴同心。本发明可以燃烧各种燃料气，且燃烧器的调节范围大。本发明使用常温助燃空气，在其冷却作用下，可保证炉壁温度低与降低燃烧室耐火衬里温度，使其长期处于低于允许的工作温度下而安全可靠地运行。

Description

高强力混合低污染排放酸性气体燃烧器
技术领域
本发明涉及酸性气体燃烧器，特别指该燃烧器实现高强力混合达到充分燃烧实现在某一个特定的高温区域从而达到对酸性气中杂质的高强去除能力，并由于增加了高温炉气的混合能力和在炉内的停留时间，从而保证了硫磺(或硫酸)产品的高纯度品质，同时在此过程中实现低污染烟气排放的高强力混合低污染排放酸性气体燃烧器。
背景技术
进入到上世纪九十年，炼油、化工生产的最终制硫装置被送入酸性气中的氨气、苯类气、碳氢气等杂质急剧增加，富氧燃烧越来越普遍，反应炉的操作压力也在不断地提高。过去的一般酸性气烧嘴在富氧条件下虽然能正常工作，但却阻碍了炉膛温度的提高，去除氨气、苯气类杂质能力不强，而氨类、苯类等杂质进入到下游设备严重影响产品的纯度，质量不能得到有效地保证。而本实用新型技术，较好地解决了此种难题，它不仅可以在低浓度的富氧燃烧条件运行，而且能适应高浓度的富氧甚至达到100％的纯氧燃烧，并且提高了炉膛的工作压力，使其效率更高，同时也增强了去除酸性气有害杂质的能力，同时也提高了操作可靠性，并可实现低污染排放。
发明内容
本发明的目的是针对背景技术中存在的缺点和问题加以改进、创新，提供一种高强力混合低污染排放酸性气体燃烧器。
本发明的技术方案是构造一种包括以下结构的燃烧器：
在炉膛端部设置一耐高温燃烧室，燃烧室的底部设一锥形开口；
燃烧室的锥形开口一侧设置中心烧嘴组，且中心烧嘴由主燃气烧嘴、含氨酸性气烧嘴和含硫酸性气烧嘴组成；
所述的燃烧室一侧还设有点火轮、紫外火检和观火孔管；
燃烧器壳体一侧设有助燃空气入口，壳体内设置空气旋流器、含氨酸性气旋流器和含硫酸性气旋流器。
本发明的工艺结构方法：
在燃烧室的底部设置一个用于增加助燃空气流速的锥形开口，而中心烧嘴组中的主燃气烧嘴的端部喷头与锥形开口的小端平齐；
中心烧嘴组中的含氨酸性气烧嘴和含硫酸性气烧嘴的端部空气旋流器伸入锥形开口的大端内，使酸性气与空气高强力混合；
所述的主燃气烧嘴的中心轴线与燃烧室的中心轴线同心，而位于主燃气烧嘴外围的含氨酸性气烧嘴和含硫酸性气烧嘴的中心轴线与主燃气烧嘴的中心轴同心。
本发明有以下优点和有益效果：
本发明可以燃烧各种燃料气、如天然气、瓦斯气、含氨与不含氨的酸性气。燃烧器的调节范围大，在设计负荷30％-120％可正常运行，并可在大的调节范围内燃烧低热值或不易燃烧的燃料而得到稳定的燃烧火焰。各种燃料与助燃空气混合强力，燃烧效率高，去除氨、苯类、碳氢气杂质能力强，该燃烧器使用常温助燃空气，在其冷却作用下，可保证炉壁温度低与降低燃烧室耐火衬里温度，使其长期处于低于允许的工作温度下而安全可靠地运行，设备寿命长。
本发明空气过剩系数低，出口烟气氧含量仅在3-5％，而NOX浓度仅为70-130mg/Nm3(平均值100mg/Nm3)间。
本发明可将含氨(或不含氨)、苯类、碳氢类气等杂质的酸性气通过一个旋流系数大的旋流器而产生高速旋转，同时，常温的助燃空气通过另一个旋流系数大的旋流器产生高速旋转，两股高速旋转的气流产生强力混合，从而保证含这些杂质的酸性气与助燃空气中的氧大面积的接触，使浓度场、温度场趋于充分地均匀，实现了由燃烧器三个同心烧嘴喷头喷入燃烧室充分地燃烧，使炉膛温度达到1250-1350℃，从而保证了酸性气中的各类杂质在此温度下充分地分解与燃烧，其杂质的去除率达99.5％以上。
附图说明
附图是本发明结构示意图
具体实施方式
由附图可知，本发明包括：
在炉膛17端部设置一耐高温燃烧室16，燃烧室16的底部设一锥形开口15；
燃烧室16的锥形开口15一侧设置中心烧嘴组，且中心烧嘴由主燃气烧嘴A、含氨酸性气烧嘴B和含硫酸性气烧嘴C组成；
所述的燃烧室16一侧还设有点火轮D、紫外火检E和观火孔管F；
燃烧器壳体一侧设有助燃空气入口11，壳体内设置空气旋流器12、含氨酸性气旋流器13和含硫酸性气旋流器14。
本发明的工艺结构方法：
在燃烧室16的底部设置一个用于增加助燃空气流速的锥形开口15，而中心烧嘴组中的主燃气烧嘴A的端部喷头与锥形开口15的小端平齐；
中心烧嘴组中的含氨酸性气烧嘴B和含硫酸性气烧嘴C的端部空气旋流器12、13伸入锥形开口15的大端内，使酸性气与空气高强力混合；
所述的主燃气烧嘴A的中心轴线与燃烧室16的中心轴线同心，而位于主燃气烧嘴A外围的含氨酸性气烧嘴13和含硫酸性气烧嘴C的中心轴线与主燃气烧嘴的中心轴同心。
本发明所述的主燃气烧嘴A的端部设一燃气入口1，燃气入口1的一侧设置吹扫口6。所述的含氨酸性气烧嘴B设置在主燃气烧嘴A的外周围，后端部一侧设置含氨酸性气入口2，前端部设置含氨酸性气旋流器13。所述的含硫酸性气烧嘴C设置在含氨酸性气烧嘴的外周围，后端部一侧设置含硫酸性气入口7，前端部设置含硫酸性气旋流器14。所述的点火轮D后端部设有点火电极入口5，两侧设有点火燃气入口3和点火空气入口4。所述的紫外火检E后端部设有紫外火检口8和仪表冷却风口9。所述的观火孔管F后端部设有观火口10和仪表冷却风口9。
本发明基本运行原理如下：
1)常温助燃空气通过助燃空气入口11进入燃烧器，其空气量大小根据燃料及酸性气流量调整供风管道上调节挡板(未标出)的开度供给；
2)常温空气在燃烧器壳体形成的沿壳内壁圆形隔热空气层，保证壳体表面温度处于常温状态；此助燃空气通过一组由叶片组成的空气旋流器12的导流板而产生旋流，随即通过耐热金属锥形口15被提速后流入燃烧室16。
3)点火燃料气通过点火枪D进入燃烧室与助燃空气混合，点火后点火枪长期燃烧并对主燃气烧嘴A实施二级点火，主燃气通过主燃气烧嘴A进入燃烧室与助燃空气混合，主燃气烧嘴A着火后，燃烧室16、炉膛17迅速升温。
4)当燃烧室16、炉膛17温度达到1000℃以上时，酸性气烧嘴B、C通入酸性气进行燃烧，当温度达到1250-1350℃后停烧主燃气烧嘴，维持该温度燃烧(当温度不够时，主燃气烧嘴补燃，保证此温度下充分去除杂质)。
5)由于高速旋转的助燃空气通过锥形口15提速后，在离心力作用下，部分空气引向燃烧室衬里内壁，形成25-30mm厚的空气膜对衬里内壁冷却，同时在燃烧室的中心形成一个低压区，从而使得部分炉气被抽回燃烧室。
6)回流的炉气与助燃空气与酸性气相互作用并在燃烧室16充分混合，所以在燃烧室的燃烧火焰非常稳定，并加快燃烧速度，从而使火焰的长度缩短。
7)由于燃烧温度在1250-1350℃之间，因此促使含氨、苯、碳氢气杂质能力极强，还由于此避免了氮与氧的反应温度区(在1400-1600℃之间)，故燃烧后排放的烟气中NOX浓度极低，只有100mg/Nm3左右。
本发明所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行的描述，并非对本发明构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域中工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims (8)

  1. 【权利要求1】一种高强力混合低污染排放酸性气体燃烧器，其特征在于包括：
    在炉膛(17)端部设置一耐高温燃烧室(16)，燃烧室(16)的底部设一锥形开口(15)；
    燃烧室(16)的锥形开口(15)一侧设置中心烧嘴组，且中心烧嘴由主燃气烧嘴(A)、含氨酸性气烧嘴(B)和含硫酸性气烧嘴(C)组成；
    所述的燃烧室(16)一侧还设有点火轮(D)、紫外火检(E)和观火孔管(F)；
    燃烧器壳体一侧设有助燃空气入口(11)，壳体内设置空气旋流器(12)、含氨酸性气旋流器(13)和含硫酸性气旋流器(14)。
  2. 【权利要求2】根据权利要求1所述的高强力混合低污染排放酸性气体燃烧器的工艺结构方法，其特征在于：
    在燃烧室(16)的底部设置一个用于增加助燃空气流速的锥形开口(15)，而中心烧嘴组中的主燃气烧嘴(A)的端部喷头与锥形开口(15)的小端平齐；
    中心烧嘴组中的含氨酸性气烧嘴(B)和含硫酸性气烧嘴(C)的端部空气旋流器(12、13)伸入锥形开口(15)的大端内，使酸性气与空气高强力混合；
    所述的主燃气烧嘴(A)的中心轴线与燃烧室(16)的中心轴线同心，而位于主燃气烧嘴(A)外围的含氨酸性气烧嘴(13)和含硫酸性气烧嘴(C)的中心轴线与主燃气烧嘴的中心轴同心。
  3. 【权利要求3】根据权利要求1所述的高强力混合低污染排放酸性气体燃烧器，其特征在于所述的主燃气烧嘴(A)的端部设一燃气入口(1)，燃气入口(1)的一侧设置吹扫口(6)。
  4. 【权利要求4】根据权利要求1所述的高强力混合低污染排放酸性气体燃烧器，其特征在于所述的含氨酸性气烧嘴(B)设置在主燃气烧嘴(A)的外周围，后端部一侧设置含氨酸性气入口(2)，前端部设置含氨酸性气旋流器(13)。
  5. 【权利要求5】根据权利要求1所述的高强力混合低污染排放酸性气体燃烧器，其特征在于所述的含硫酸性气烧嘴(C)设置在含氨酸性气烧嘴的外周围，后端部一侧设置含硫酸性气入口(7)，前端部设置含硫酸性气旋流器(14)。
  6. 【权利要求6】根据权利要求1所述的高强力混合低污染排放酸性气体燃烧器，其特征在于所述的点火轮(D)后端部设有点火电极入口(5)，两侧设有点火燃气入口(3)和点火空气入口(4)。
  7. 【权利要求7】根据权利要求1所述的高强力混合低污染排放酸性气体燃烧器，其特征在于所述的紫外火检(E)后端部设有紫外火检口(8)和仪表冷却风口(9)。
  8. 【权利要求8】根据权利要求1所述的高强力混合低污染排放酸性气体燃烧器，其特征在于所述的观火孔管(F)后端部设有观火口(10)和仪表冷却风口(9)。
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PB01 Publication
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Open date: 20090902