一种NH3混合燃料低氧稀释燃烧自预热辐射燃烧器

本发明涉及污染物脱除，尤其涉及一种nh3混合燃料低氧稀释燃烧自预热辐射燃烧器。

背景技术：

1、气候变化和环境问题随之增多，其中，关键影响因素在于含碳燃料的使用，含碳燃料的燃烧是温室气体排放的主要来源之一，同时含碳燃料的燃烧会产生大量的污染物，包括颗粒物、硫化物、氮氧化物等，对环境和人类健康造成严重影响。

2、减少含碳燃料使用、降低碳排放是实现碳中和的一种重要手段，而氨气作为一种无碳燃料，其应用前景十分可观。目前针对氨热值低、燃烧不稳定、燃烧产生较多氮氧化物的特性，常用ch4、h2等易燃气体与其掺混燃烧，能够有效提高燃烧效率；此外，由于其燃烧产生较多氮氧化物，常使用预混稀燃等燃烧方式，能够有效降低nh3燃烧时产生的氮氧化物。而低氧稀释燃烧作为一种近年来新兴的燃烧技术，能够有效弥补nh3燃烧的缺陷，但要实现nh3的低氧稀释燃烧需要将助燃空气预热到很高的温度，此外nh3燃烧会产生大量氮氧化物，需要将其进行处理以达到排放要求，而现有技术难以保证将助燃空气预热到较高温度并降低nh3燃烧过程中的氮氧化物的排放量。

技术实现思路

1、为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中，难以保证将助燃空气预热到较高温度并降低nh3燃烧过程中的氮氧化物的排放量的技术问题。

2、为解决上述存在的技术问题，本发明提供了一种nh3混合燃料低氧稀释燃烧自预热辐射燃烧器，包括：

3、换热器、进燃气通道、进空气通道、燃气喷管、空气喷管、第一回流烟气通道、第二回流烟气通道、混合室、燃烧室、催化还原换热陶瓷球；

4、空气由所述进空气通道进入所述燃烧器，进入所述燃烧器的空气通入所述换热器，在所述换热器管束内被加热后经所述空气喷管进入所述混合室；

5、燃气由进所述进燃气通道进入所述燃烧器，进入所述燃烧器的燃气由所述燃气喷管喷入所述混合室；

6、所述空气和所述燃气燃烧后产生烟气，至少部分所述烟气经第一回流烟气通道回流，回流的所述烟气被引流进所述燃烧室，至少部分所述烟气经第二回流烟气通道进入换热器，并加热所述换热器内的空气；

7、所述催化还原换热陶瓷球设置于所述换热器内，用于催化还原所述烟气。

8、进一步地，所述换热器的内壁和外壁上均匀布置5～8mm的圆型喷孔。

9、进一步地，所述nh3混合燃料低氧稀释燃烧自预热辐射燃烧器包括：

10、燃烧管、辐射管；

11、所述燃烧管同轴固定设置于所述辐射管内，所述燃烧室设置于所述燃烧管内，所述燃烧管与辐射管之间形成所述第一回流烟气通道。

12、进一步地，所述混合室的一端分别连接于所述燃气喷管和所述空气喷管，另一端分别连接于所述燃烧室和所述第一回流烟气通道。

13、进一步地，所述nh3混合燃料低氧稀释燃烧自预热辐射燃烧器包括：

14、排气管；

15、所述进空气通道连接于炉前供风管道，所述进燃气通道连接于炉前供气管道，所述排气管连接于烟气回收管道。

16、进一步地，至少部分所述烟气经第二回流烟气通道进入换热器，并加热所述换热器内的空气，所述催化还原换热陶瓷球催化还原所述烟气后，所述烟气经所述排气管排出所述燃烧器。

17、进一步地，所述nh3混合燃料低氧稀释燃烧自预热辐射燃烧器包括：

18、法兰，所述进空气通道102通过法兰与所述炉前供风管道相连，所述进燃气管通过法兰与所述炉前供气管道相连。

19、进一步地，所述nh3混合燃料低氧稀释燃烧自预热辐射燃烧器包括：

20、支撑环，所述换热器通过多个所述支撑环固定在燃烧器内，所述燃烧管通过多个所述支撑环同轴固定在所述辐射管内。

21、进一步地，所述催化还原换热陶瓷球的表面包含催化剂，所述催化剂用于催化所述烟气的还原反应。

22、进一步地，所述催化剂包括：pt(铂)、pd(钯)或rh(铑)中的至少一种。

23、本申请的有益效果为：

24、本发明的一种nh3混合燃料低氧稀释燃烧自预热辐射燃烧器，包括：

25、换热器、进燃气通道、进空气通道、燃气喷管、空气喷管、第一回流烟气通道、第二回流烟气通道、混合室、燃烧室、催化还原换热陶瓷球；

26、其中，空气由进空气通道进入燃烧器，进入燃烧器的空气通入换热器，在换热器管束内被加热后经空气喷管进入混合室；燃气由进进燃气通道进入燃烧器，进入燃烧器的燃气由燃气喷管喷入混合室；空气和燃气燃烧后产生烟气，至少部分烟气经第一回流烟气通道回流，回流的烟气被引流进燃烧室，至少部分烟气经第二回流烟气通道进入换热器，并加热换热器内的空气。

27、本发明提及的低氧稀释燃烧自预热辐射燃烧器，利用高温烟气对辐射管加热，再通过辐射管将热量传递给产品，实现了对产品的间接加热，无需通过高温烟气与产品之间的接触，避免产品被气体氧化。另外，通过烟气对空气的预热，并在烟气和空气喷入燃烧室时卷吸烟气，形成低氧稀释燃烧，有助于降低氮氧化物的生成，通过低氧稀释燃烧的特点，弥补了nh3燃烧的缺陷，使nh3能够作为一种无碳燃料，符合“双碳”目标。并通过催化陶瓷球对烟气中氮氧化物的催化还原反应，进一步降低了烟气中的氮氧化物。

技术特征：

1.一种nh3混合燃料低氧稀释燃烧自预热辐射燃烧器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述一种nh3混合燃料低氧稀释燃烧自预热辐射燃烧器，其特征在于，

3.根据权利要求1所述一种nh3混合燃料低氧稀释燃烧自预热辐射燃烧器，其特征在于，包括：

4.根据权利要求1所述一种nh3混合燃料低氧稀释燃烧自预热辐射燃烧器，其特征在于，

5.根据权利要求1所述一种nh3混合燃料低氧稀释燃烧自预热辐射燃烧器，其特征在于，包括：

6.根据权利要求5所述一种nh3混合燃料低氧稀释燃烧自预热辐射燃烧器，其特征在于，

7.根据权利要求5所述一种nh3混合燃料低氧稀释燃烧自预热辐射燃烧器，其特征在于，包括：

8.根据权利要求3所述一种nh3混合燃料低氧稀释燃烧自预热辐射燃烧器，其特征在于，包括：

9.根据权利要求1所述的一种nh3混合燃料低氧稀释燃烧自预热辐射燃烧器，其特征在于，

10.根据权利要求8所述的一种nh3混合燃料低氧稀释燃烧自预热辐射燃烧器，其特征在于，

技术总结本发明提及了一种NH<subgt;3</subgt;混合燃料低氧稀释燃烧自预热辐射燃烧器，包括：换热器、进燃气通道、进空气通道、燃气喷管、空气喷管、第一回流烟气通道、第二回流烟气通道、混合室、燃烧室、催化还原换热陶瓷球；其中，空气和燃气燃烧后产生烟气，至少部分烟气经第一回流烟气通道回流，回流的烟气被引流进燃烧室，至少部分烟气经第二回流烟气通道进入换热器，并加热换热器内的空气。本发明提及的低氧稀释燃烧自预热辐射燃烧器，不仅利用高温烟气实现了对本燃烧器助燃空气的高温预热，而且通过换热器烟气通道中附着在陶瓷球表面催化剂的催化作用，大幅降低烟气中氮氧化物的含量。技术研发人员：夏毓谦,刘晟晖,冯明杰受保护的技术使用者：东北大学技术研发日：技术公布日：2024/6/2