可燃气体燃烧器转让专利

申请号 : CN201910380461.9

文献号 : CN110081447B

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法律信息:

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发明人 : 梁峙梁骁马捷徐旭张明胜肖扬

申请人 : 徐州工程学院

摘要 :

本发明公布一种可燃气体燃烧器,属于可燃性废气处理设备技术领域。包括进风筒、进气筒、混合室和燃烧室;进风筒上部收口、中部弧形筒和下部主筒;封环Ⅰ下端通过进风支杆连接有底座;进气筒包括滑动安装在内套筒Ⅰ内的滑筒;封盖与所述底座之间连接有调节杆;混合室中设有分流装置和点燃装置。本发明中可燃气体与助燃空气在混合室混合,可燃气体由进气筒进入,通过本身的锥形面和上方的锥形体实现分流,然后与助燃空气一同通过呈辐射状布置的叶片实现充分混合,提高燃烧效率,依此来降低燃烧生成的CO、SO3、NOx排放量,减小环境污染。

权利要求 :

1.一种可燃气体燃烧器,包括进风筒(1)、进气筒(4)、混合室(6)和燃烧室(7);

其特征在于:

所述进风筒(1)竖向布置,进风筒(1)包括由上至下依次连接的上部收口(1-1)、中部弧形筒(1-2)和下部主筒(1-3);所述下部主筒(1-3)内部设有与下部主筒(1-3)同心布置的内套筒Ⅰ(1-4);所述内套筒Ⅰ(1-4)下端面与下部主筒(1-3)下端面之间通过封环Ⅰ(1-5)密封固定;在所述封环Ⅰ(1-5)下端面开设有进风口(1-7),进风口(1-7)连接风源;

所述封环Ⅰ(1-5)下端通过进风支杆(1-6)连接有底座(2);

所述进气筒(4)包括滑动安装在内套筒Ⅰ(1-4)内的滑筒(4-1);所述滑筒(4-1)内部设有与滑筒(4-1)同心布置的内套筒Ⅱ(4-2);所述滑筒(4-1)上端固定连接有锥形面(4-5),在锥形面(4-5)和滑筒(4-1)上部圆周面上均开设有透气孔(4-6);所述内套筒Ⅱ(4-2)上端固定连接有封盖(4-3),内套筒Ⅱ(4-2)下端面与滑筒(4-1)下端面之间通过封环Ⅱ(4-4)密封固定;所述封环Ⅱ(4-4)下端面开设有进气口(4-7),进气口(4-7)连接气源;

所述封盖(4-3)与所述底座(2)之间连接有调节杆(3);

所述进风筒(1)中的下部主筒(1-3)上端内部空间为所述混合室(6),上部收口(1-1)、中部弧形筒(1-2)内部空间为所述燃烧室(7);

混合室(6)中设有分流装置和点燃装置(10);

所述分流装置包括固定在下部主筒(1-3)内壁上的一圈均布的叶片(5);一圈所述叶片(5)的中部固定连接有支撑环(8),所述支撑环(8)中部固定连接有倒置的锥形体(9),锥形体(9)与所述下部主筒(1-3)同轴心布置;

所述点燃装置(10)位于分流装置上方,点燃装置(10)包括固定在下部主筒(1-3)上端的支撑板(10-1);所述支撑板(10-1)中部开孔,支撑板(10-1)中部固定连接有一圈均布的喷管(10-2),喷管(10-2)中间设有脉冲电容器(10-3)。

2.根据权利要求1所述的可燃气体燃烧器,其特征在于:所述调节杆(3)选用电动推杆。

3.根据权利要求1所述的可燃气体燃烧器,其特征在于:所述调节杆(3)选用弹簧伸缩杆。

4.根据权利要求3所述的可燃气体燃烧器,其特征在于:所述调节杆(3)包括滑动套装在一起的外套杆(3-1)和内撑杆(3-2),外套杆(3-1)上端固定连接有盖板;所述外套杆(3-

1)内部安装有弹簧(3-3),弹簧(3-3)下端固定连接在内撑杆(3-2)上端,弹簧(3-3)上端连接在外套杆(3-1)上端的盖板下。

5.根据权利要求1所述的可燃气体燃烧器,其特征在于:所述脉冲电容器(10-3)外部设有上端开口的锥形保护套(10-4),锥形保护套(10-4)位于喷管(10-2)中部。

6.根据权利要求1所述的可燃气体燃烧器,其特征在于:所述喷管(10-2)由以下组分按重量份数配比组成;

耐火熟料14-25份、

焦炭9-12份、

粘土13-18份、

氮化硅、碳化硅复合物5-18份、

白云石15-35份、

氧化镁2-6份、

氧化钙1-4份。

7.根据权利要求6所述的可燃气体燃烧器,其特征在于:所述氮化硅、碳化硅复合物的制备方法如下:步骤一:先将15-24wt%的硅粉和0.05-3wt%的催化剂粉球磨0.6-2.5h,加入0.6-

0.82wt%的三氧化二钇细粉和14-26wt%的碳化硅细粉,继续球磨0.8-6h,得混合细粉料;

步骤二:将4-7wt%的结合剂加入到40-45wt%的碳化硅粗颗粒和12-15wt%的碳化硅中颗粒中,搅拌0.2-0.5h,得润湿后的碳化硅颗粒料;

步骤三:将步骤一得到的混合细粉料加入到步骤二得到的润湿后的碳化硅颗粒料中,混炼0.6-3.5h,机压成型,再对成型后的坯体进行冷等静压处理,冷等静压处理的压力为

110-220MPa;然后将冷等静压处理后的坯体在40-50℃条件下干燥1-2.5h,在80-96℃条件下干燥1.5-3.5h,得烧结前驱体;

步骤四:将步骤三得到的烧结前驱体置于管式电炉内,在氮气气氛下:先以3-6℃/min的升温速率升至1100-1250℃,保温0.6-1.7h;再以3-4℃/min的升温速率升至1250-1350℃,保温0.6-1.8h;然后以2.5℃/min的升温速率升至1350-1400℃,保温16-22h,最后在氮气气氛下随炉自然冷却至室温,即得氮化硅结合碳化硅复相耐高温材料。

8.根据权利要求7所述的可燃气体燃烧器,其特征在于:所述喷管(10-2)由以下步骤制成;

步骤一:按照所述喷管(10-2)的配方配料,混合后采用行星式球磨机进行研磨,研磨过程中配料:球:水=1:2.5:2,研磨时间0.1-1.8h,得到中间混合料;

步骤二:向中间混合料加入水,继续研磨0.1-0.5h,研磨过程中中间混合料:水=1:

0.5;

步骤三:研磨完成后进行干燥,然后压制成型,采用100-130MPa的压力进行压制成型;

步骤四:在1500-1650℃下进行烧结。

说明书 :

可燃气体燃烧器

技术领域

[0001] 本发明涉及一种可燃性废气处理设备,具体是一种可燃气体燃烧器。

背景技术

[0002] 石油化学工业在国民经济的发展中有重要作用,是我国的支柱产业部门之一。石油化工指以石油和天然气为原料,生产石油产品和石油化工产品的加工工业。生产石油化工产品的第一步是对原料油和气(如丙烷、汽油、柴油等)进行裂解,生成以乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯为代表的基本化工原料。第二步是以基本化工原料生产多种有机化工原料(约200种)及合成材料(塑料、合成纤维、合成橡胶)。这两步产品的生产属于石油化工的范围。有机化工原料继续加工可制得更多品种的化工产品,习惯上不属于石油化工的范围。在有些资料中,以天然气、轻汽油、重油为原料合成氨、尿素,甚至制取硝酸也列入石油化工。
[0003] 燃烧器是国内石油化工等行业大量使用的加热设备,燃烧器的结构一般是:在底腔通过燃气、空气混合管连接炉头,在炉头的一侧设有值班燃烧器,在燃气、空气混合管的内部安装有燃气进气管,其上端开口为燃气喷出孔,燃气与空气呈同一方向供应给炉头进行燃烧。
[0004] 在实际使用过程中发现:由于可燃气体与助燃空气混合并不均匀、充分,造成燃烧状况不好,往往需要提高过剩空气系数,提高助燃空气量,才能保证燃烧延续下去,这也导致了排放的烟气中,炭黑微粒很多,其他污染物CO、SO3、NOx增多,污染环境。

发明内容

[0005] 为解决上述技术问题,本发明提供一种可充分混合可燃气体与助燃空气的可燃气体燃烧器,通过可燃气体燃烧器对待处理废气进行充分的燃烧处理,使之达到可排放的要求,或者使之便于后续进一步的废气处理。
[0006] 本发明通过以下技术方案实现:一种可燃气体燃烧器,包括进风筒、进气筒、混合室和燃烧室;
[0007] 所述进风筒竖向布置,进风筒包括由上至下依次连接的上部收口、中部弧形筒和下部主筒;所述下部主筒内部设有与下部主筒同心布置的内套筒Ⅰ;所述内套筒Ⅰ下端面与下部主筒下端面之间通过封环Ⅰ密封固定;在所述封环Ⅰ下端面开设有进风口,进风口连接风源;
[0008] 所述封环Ⅰ下端通过进风支杆连接有底座;
[0009] 所述进气筒包括滑动安装在内套筒Ⅰ内的滑筒;所述滑筒内部设有与滑筒同心布置的内套筒Ⅱ;所述滑筒上端固定连接有锥形面,在锥形面和滑筒上部圆周面上均开设有透气孔;所述内套筒Ⅱ上端固定连接有封盖,内套筒Ⅱ下端面与滑筒下端面之间通过封环Ⅱ密封固定;所述封环Ⅱ下端面开设有进气口,进气口连接气源;
[0010] 所述封盖与所述底座之间连接有调节杆;
[0011] 所述进风筒中的下部主筒上端内部空间为所述混合室,上部收口、中部弧形筒内部空间为所述燃烧室;
[0012] 混合室中设有分流装置和点燃装置;
[0013] 所述分流装置包括固定在下部主筒内壁上的一圈均布的叶片;一圈所述叶片的中部固定连接有支撑环,所述支撑环中部固定连接有倒置的锥形体,锥形体与所述下部主筒同轴心布置;
[0014] 所述点燃装置位于分流装置上方,点燃装置包括固定在下部主筒上端的支撑板;所述支撑板中部开孔,支撑板中部固定连接有一圈均布的喷管,喷管中间设有脉冲电容器。
[0015] 其进一步是:所述调节杆选用电动推杆。
[0016] 所述调节杆选用弹簧伸缩杆。
[0017] 所述调节杆包括滑动套装在一起的外套杆和内撑杆,外套杆上端固定连接有盖板;所述外套杆内部安装有弹簧,弹簧下端固定连接在内撑杆上端,弹簧上端连接在外套杆上端的盖板下。
[0018] 所述脉冲电容器外部设有上端开口的锥形保护套,锥形保护套位于喷管中部。
[0019] 所述喷管由以下组分按重量份数配比组成;
[0020] 耐火熟料14-25份、
[0021] 焦炭9-12份、
[0022] 粘土13-18份、
[0023] 氮化硅、碳化硅复合物5-18份、
[0024] 白云石15-35份、
[0025] 氧化镁2-6份、
[0026] 氧化钙1-4份。
[0027] 所述氮化硅、碳化硅复合物的制备方法如下:
[0028] 步骤一:先将15-24wt%的硅粉和0.05-3wt%的催化剂粉球磨0.6-2.5h,加入0.6-0.82wt%的三氧化二钇细粉和14-26wt%的碳化硅细粉,继续球磨0.8-6h,得混合细粉料;
[0029] 步骤二:将4-7wt%的结合剂加入到40-45wt%的碳化硅粗颗粒和12-15wt%的碳化硅中颗粒中,搅拌0.2-0.5h,得润湿后的碳化硅颗粒料;
[0030] 步骤三:将步骤一得到的混合细粉料加入到步骤二得到的润湿后的碳化硅颗粒料中,混炼0.6-3.5h,机压成型,再对成型后的坯体进行冷等静压处理,冷等静压处理的压力为110-220MPa;然后将冷等静压处理后的坯体在40-50℃条件下干燥1-2.5h,在80-96℃条件下干燥1.5-3.5h,得烧结前驱体;
[0031] 步骤四:将步骤三得到的烧结前驱体置于管式电炉内,在氮气气氛下:先以3-6℃/min的升温速率升至1100-1250℃,保温0.6-1.7h;再以3-4℃/min的升温速率升至1250-1350℃,保温0.6-1.8h;然后以2.5℃/min的升温速率升至1350-1400℃,保温16-22h,最后在氮气气氛下随炉自然冷却至室温,即得氮化硅结合碳化硅复相耐高温材料。
[0032] 所述喷管由以下步骤制成;
[0033] 步骤一:按照所述配方配料,混合后采用行星式球磨机进行研磨,研磨过程中配料:球:水=1:2.5:2,研磨时间0.1-1.8h,得到中间混合料;
[0034] 步骤二:向中间混合料加入水,继续研磨0.1-0.5h,研磨过程中中间混合料:水=1:0.5
[0035] 步骤三:研磨完成后进行干燥,然后压制成型,采用100-130MPa的压力进行压制成型;
[0036] 步骤四:在1500-1650℃下进行烧结。
[0037] 与现有技术相比,本发明的有益效果是:
[0038] 可燃气体与助燃空气在混合室混合,可燃气体由进气筒进入,通过本身的锥形面和上方的锥形体实现分流,然后与助燃空气一同通过呈辐射状布置的叶片实现充分混合,提高燃烧效率,依此来降低燃烧生成的CO、SO3、NOx排放量,减小环境污染;
[0039] 通过调节杆的伸缩可以调节进气筒的高度,进而调节进气量;调节杆可以选用弹簧杆,这样,通过改变进风筒内的进气压力,就可以自动调节进气筒的高度,进而调节进气量,使得可燃气体与助燃空气的量达到平衡,调节更加方便,这进一步提高可燃气体与助燃空气的混合度,提高燃烧效率。

附图说明

[0040] 图1是本发明结构示意图;
[0041] 图中:1、进风筒;1-1、上部收口;1-2、中部弧形筒;1-3、下部主筒;1-4、内套筒Ⅰ;1-5、封环Ⅰ;1-6、进风支杆;1-7、进风口;2、底座;3、调节杆;3-1、外套杆;3-2、内撑杆;3-3、弹簧;4、进气筒;4-1、滑筒;4-2、内套筒Ⅱ;4-3、封盖;4-4、封环Ⅱ;4-5、锥形面;4-6、透气孔;
4-7、进气口;5、叶片;6、混合室;7、燃烧室;8、支撑环;9、锥形体;10、点燃装置;10-1、支撑板;10-2、喷管;10-3、脉冲电容器;10-4、锥形保护套。

具体实施方式

[0042] 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。
[0043] 实施例一
[0044] 如图1所示,一种可燃气体燃烧器,包括进风筒1、调节杆3、进气筒4、混合室6和燃烧室7。
[0045] 进风筒1:
[0046] 进风筒1竖向布置,进风筒1包括由上至下依次连接的上部收口1-1、中部弧形筒1-2和下部主筒1-3;下部主筒1-3内部设有与下部主筒1-3同心布置的内套筒Ⅰ1-4;内套筒Ⅰ1-
4下端面与下部主筒1-3下端面之间通过封环Ⅰ1-5密封固定;在封环Ⅰ1-5下端面开设有进风口1-7,进风口1-7连接风源;封环Ⅰ1-5下端通过进风支杆1-6连接有底座2。
[0047] 进气筒4:
[0048] 进气筒4包括滑动安装在内套筒Ⅰ1-4内的滑筒4-1;滑筒4-1内部设有与滑筒4-1同心布置的内套筒Ⅱ4-2;滑筒4-1上端固定连接有锥形面4-5,在锥形面4-5和滑筒4-1上部圆周面上均开设有透气孔4-6;内套筒Ⅱ4-2上端固定连接有封盖4-3,内套筒Ⅱ4-2下端面与滑筒4-1下端面之间通过封环Ⅱ4-4密封固定;封环Ⅱ4-4下端面开设有进气口4-7,进气口4-7连接气源。
[0049] 调节杆3:
[0050] 调节杆3连接在封盖4-3与底座2之间。调节杆3选用弹簧伸缩杆,当进风筒1内部压力有变化时,这个压力与调节杆3的弹力有个自动平衡过程,据此,可以通过调节进风筒1的进风压力,调节可燃气体与助燃空气的混合比。具体的:调节杆3包括滑动套装在一起的外套杆3-1和内撑杆3-2,外套杆3-1上端固定连接有盖板;外套杆3-1内部安装有弹簧3-3,弹簧3-3下端固定连接在内撑杆3-2上端,弹簧3-3上端连接在外套杆3-1上端的盖板下。
[0051] 进风筒1中的下部主筒1-3上端内部空间为混合室6,上部收口1-1、中部弧形筒1-2内部空间为燃烧室7。
[0052] 混合室6中设有分流装置和点燃装置10;
[0053] 分流装置包括固定在下部主筒1-3内壁上的一圈均布的叶片5,从横截面上来看,一圈叶片5呈涡轮状,能够均匀分散气体;一圈叶片5的中部固定连接有支撑环8,支撑环8中部固定连接有倒置的锥形体9,锥形体9与所述下部主筒1-3同轴心布置;
[0054] 点燃装置10位于分流装置上方,点燃装置10包括固定在下部主筒1-3上端的支撑板10-1;所述支撑板10-1中部开孔,支撑板10-1中部固定连接有一圈均布的喷管10-2,喷管10-2中间设有脉冲电容器10-3。脉冲电容器10-3外部设有上端开口的锥形保护套10-4,锥形保护套10-4位于喷管10-2中部。
[0055] 上述实施例可以看出,本发明将可燃气体与助燃空气在混合室混合。具体的:可燃气体由进气筒进入,通过本身的锥形面和上方的锥形体实现分流,然后与助燃空气一同通过呈辐射状布置的叶片实现充分混合,提高燃烧效率,依此来降低燃烧生成的CO、SO3、NOx排放量,减小环境污染。
[0056] 另外,通过调节杆的伸缩可以调节进气筒的高度,进而调节进气量;调节杆可以选用弹簧杆,这样,通过改变进风筒内的进气压力,就可以自动调节进气筒的高度,进而调节进气量,使得可燃气体与助燃空气的量达到平衡,调节更加方便,这进一步提高可燃气体与助燃空气的混合度,提高燃烧效率。
[0057] 实施例二
[0058] 在上述实施例一的基础上,喷管10-2由以下组分按重量份数配比组成;
[0059] 耐火熟料14-21份、
[0060] 焦炭9-10份、
[0061] 粘土13-15份、
[0062] 氮化硅、碳化硅复合物5-13份、
[0063] 白云石15-30份、
[0064] 氧化镁2-5份、
[0065] 氧化钙1-3份。
[0066] 其中氮化硅、碳化硅复合物的制备方法如下:
[0067] 步骤一:先将15-20wt%的硅粉和0.05-2wt%的催化剂粉球磨0.6-2.1h,加入0.6-0.70wt%的三氧化二钇细粉和14-20wt%的碳化硅细粉,继续球磨0.8-5h,得混合细粉料;
[0068] 步骤二:将46wt%的结合剂加入到40-44wt%的碳化硅粗颗粒和12-13wt%的碳化硅中颗粒中,搅拌0.2-0.4h,得润湿后的碳化硅颗粒料;
[0069] 步骤三:将步骤一得到的混合细粉料加入到步骤二得到的润湿后的碳化硅颗粒料中,混炼0.6-2.0h,机压成型,再对成型后的坯体进行冷等静压处理,冷等静压处理的压力为110-200MPa;然后将冷等静压处理后的坯体在40-46℃条件下干燥1-2.1h,在80-95℃条件下干燥1.5-3.4h,得烧结前驱体;
[0070] 步骤四:将步骤三得到的烧结前驱体置于管式电炉内,在氮气气氛下:先以3-5℃/min的升温速率升至1100-1240℃,保温0.6-1.2;再以3-4℃/min的升温速率升至1250-1340℃,保温0.6-1.5h;然后以2.5℃/min的升温速率升至1350-1350℃,保温16-20h,最后在氮气气氛下随炉自然冷却至室温,即得氮化硅结合碳化硅复相耐高温材料。
[0071] 实施例三
[0072] 在上述实施例二的基础上,喷管10-2由以下步骤制成;
[0073] 步骤一:按照所述配方配料,混合后采用行星式球磨机进行研磨,研磨过程中配料:球:水=1:2.5:2,研磨时间0.1-1.5h,得到中间混合料;
[0074] 步骤二:向中间混合料加入水,继续研磨0.1-0.3h,研磨过程中中间混合料:水=1:0.5
[0075] 步骤三:研磨完成后进行干燥,然后压制成型,采用100-120MPa的压力进行压制成型;
[0076] 步骤四:在1500-1600℃下进行烧结。
[0077] 实施例四
[0078] 在上述实施例一的基础上,喷管10-2由以下组分按重量份数配比组成;
[0079] 耐火熟料16-25份、
[0080] 焦炭11-12份、
[0081] 粘土15-18份、
[0082] 氮化硅、碳化硅复合物15-18份、
[0083] 白云石25-35份、
[0084] 氧化镁3-6份、
[0085] 氧化钙2-4份。
[0086] 其中氮化硅、碳化硅复合物的制备方法如下:
[0087] 步骤一:先将20-24wt%的硅粉和0.30-3wt%的催化剂粉球磨1.5-2.5h,加入0.75-0.82wt%的三氧化二钇细粉和20-26wt%的碳化硅细粉,继续球磨2.5-6h,得混合细粉料;
[0088] 步骤二:将6-7wt%的结合剂加入到42-45wt%的碳化硅粗颗粒和14-15wt%的碳化硅中颗粒中,搅拌0.3-0.5h,得润湿后的碳化硅颗粒料;
[0089] 步骤三:将步骤一得到的混合细粉料加入到步骤二得到的润湿后的碳化硅颗粒料中,混炼0.9-3.5h,机压成型,再对成型后的坯体进行冷等静压处理,冷等静压处理的压力为115-220MPa;然后将冷等静压处理后的坯体在45-50℃条件下干燥1.5-2.5h,在85-96℃条件下干燥2.5-3.5h,得烧结前驱体;
[0090] 步骤四:将步骤三得到的烧结前驱体置于管式电炉内,在氮气气氛下:先以4-6℃/min的升温速率升至1150-1250℃,保温0.8-1.7h;再以3-4℃/min的升温速率升至1260-1350℃,保温0.7-1.8h;然后以2.5℃/min的升温速率升至1360-1400℃,保温17-22h,最后在氮气气氛下随炉自然冷却至室温,即得氮化硅结合碳化硅复相耐高温材料。
[0091] 实施例五
[0092] 在上述实施例四的基础上,喷管10-2由以下步骤制成;
[0093] 步骤一:按照所述配方配料,混合后采用行星式球磨机进行研磨,研磨过程中配料:球:水=1:2.5:2,研磨时间0.2-1.8h,得到中间混合料;
[0094] 步骤二:向中间混合料加入水,继续研磨0.2-0.5h,研磨过程中中间混合料:水=1:0.5
[0095] 步骤三:研磨完成后进行干燥,然后压制成型,采用110-130MPa的压力进行压制成型;
[0096] 步骤四:在1550-1650℃下进行烧结。
[0097] 在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0098] 以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节,也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然,根据本说明书的内容,可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例,是为了更好地解释本发明的原理和实际应用,从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。