一种空气引射式高温热解气燃烧装置的制作方法

本发明涉及有机固废热解气燃烧利用领域，具体涉及一种空气引射式高温热解气燃烧装置。

背景技术：

1、有机固废是指生产、生活中产生的丧失原有利用价值或者未丧失价值但被抛弃或废弃的有机固体物质，包括秸秆、木屑、废塑料、废橡胶、生活垃圾等。传统的有机固废处置方法由于存在碳排放高、存在二次污染风险等不足，受到较大限制。相比之下，热解技术利用有机固废在无氧条件下受热易分解的特性，将其转化为清洁的可燃气、热解油和热解炭等产品，是极具潜力的有机固废资源化利用技术手段。

2、可燃气、热解油和热解炭作为热解获得的主要产品，其高效利用受到了学者们的普遍重点。一般而言，可燃气是指热解产生的高温热解气经降温获得的不可冷凝组分，其主要成分co、co2、h2、ch4等，具有较高的热值，目前主要用于直接燃烧供热。热解油则是指高温热解气降温获得的可冷凝组分，其组分十分复杂，包括酸、醛、酮、酯、酚、单环芳烃、多环芳烃等数百种物质，目前仍没有高效的利用方式，反而由于处置不当容易造成二次污染。为此，有学者提出高温热解气直接燃烧技术，将其直接转化为方便利用的热能，既可避免高温热解气降温冷凝过程中的显热浪费，同时避免产生较难利用的焦油。

3、然而，由于有机固废高温热解气的一些不良特性，包括热解气降温易冷凝结焦、热解气压力低且流量不稳定、热解气成分多变热值波动大，使其很难在现有气体燃烧器中实现稳定燃烧。有机固废的种类众多，不同有机固废热解产生的热解气理化性质差异较大，目前还缺乏更为通用的有机固废高温热解气的稳定高效燃烧装置。

技术实现思路

1、鉴于现有技术的上述缺点和不足，本发明提供一种空气引射式高温热解气燃烧装置，以解决现有设备无法对不同有机固废热解产生的热解气进行稳定高效燃烧的问题。

2、为了达到上述目的，本发明提供一种空气引射式高温热解气燃烧装置包括：空气引射管、热解气引入管、二次风管、燃烧炉头、点火燃烧器、燃烧炉体和检修炉门；所述检修炉门设置于所述燃烧炉体的后端；所述燃烧炉体和所述检修炉门共同形成炉膛；所述热解气引入管套设于所述空气引射管外且包括依次连接的热解气入口段、收缩管、喉管和扩张管，所述空气引射管的后端伸入所述收缩管内预定长度以用于向所述收缩管内喷出压缩空气；述二次风管套设于所述热解气引入管外且包括相互连接的二次风进口管和二次风腔体，所述二次风腔体的气体出口设有旋流叶片；所述燃烧炉头的前端对接所述二次风腔体且后端对接所述燃烧炉体，所述燃烧炉头的前端至后端内径逐渐增大，所述燃烧炉头上开设有火焰检测孔和点火孔，所述点火燃烧器的火焰出口探入所述点火孔内；所述燃烧炉体上设置有用于向所述燃烧炉体内通入三次风的三次风组件，所述燃烧炉体上还开设有用于排烟的烟气出口。

3、可选地，所述燃烧炉体为筒状，所述三次风组件包括三次风进口管、环形布风管和进风喷管，所述三次风进口管设置于所述燃烧炉体的前段且与所述环形布风管连通，所述环形布风管同心布置于所述燃烧炉体的外壁，所述环形布风管设有多个与所述燃烧炉体内部相通的所述进风喷管。

4、可选地，所述燃烧炉体沿轴向方向还均匀开设有多个检测口，所述烟气出口设置于所述燃烧炉体的后段；所述进风喷管至少为三个且沿所述环形布风管均匀分布，所述进风喷管的出口朝向所述燃烧炉体的后侧倾斜，所述进风喷管的中轴线与所述燃烧炉体的中轴线的夹角为65°-85°；所述空气引射管包括相互连接的一次空气入口段和一次空气喷出段；所述一次空气喷出段的后端设有收缩的气体喷出口，所述一次空气喷出段的后端伸入所述收缩管内预定长度以用于向所述收缩管内喷出高速压缩空气。

5、可选地，所述一次空气入口段与所述一次空气喷出段通过螺纹连接，所述一次空气喷出段的后端设有收缩的气体喷出口，所述气体喷出口延伸至所述收缩管内，通过调节所述气体喷出口的延伸位置能够调节同一横截面上所述气体喷出口的横截面积与所述收缩管的横截面积之比。

6、可选地，所述空气引射式高温热解气燃烧装置还包括以下三种技术方案中的至少一种：第一，所述一次空气入口段的外壁焊接有法兰以用于连接至所述热解气引入管的前端法兰；第二，所述热解气入口段上的热解气入口的中轴线与所述空气引射管的中轴线相互垂直；第三，所述扩张管的后段为等直径的平直段，所述平直段的长度大于所述旋流叶片的轴向长度。

7、可选地，所述空气引射式高温热解气燃烧装置还包括以下三种技术方案中的至少一种：第一，所述喉管的外壁设有法兰以用于连接所述二次风管的前端法兰，所述二次风腔体的前端延伸至所述喉管且完全包裹所述扩张管；第二，所述二次风进口管的中轴线与所述二次风腔体的中轴线相互垂直；第三，所述二次风管的后端与所述燃烧炉头的前端通过法兰对接，所述燃烧炉头的后端与所述燃烧炉体的前端通过法兰对接。

8、可选地，所述火焰检测孔的中轴线和所述点火孔的中轴线均与所述燃烧炉体的中轴线相互垂直，所述火焰检测孔的中轴线位于所述点火孔的中轴线的后侧。

9、可选地，所述点火燃烧器与所述点火孔通过法兰连接；和/或，所述点火燃烧器为燃气燃烧器、燃油燃烧器或者油气混合燃烧器。

10、可选地，所述三次风进口管的中轴线与所述燃烧炉体的中轴线相互垂直；所述检测口至少为三个且分别布置在所述燃烧炉体的前段、中段和后段，所述检测口用于检测温度和压力；所述烟气出口的中轴线与所述燃烧炉体的中轴线相互垂直。

11、可选地，所述燃烧炉体与所述检修炉门通过法兰连接；所述检修炉门上设置有观火孔、烟气取样孔、烟气检测口和保温层；所述空气引射管、所述热解气引入管、所述二次风腔体、所述燃烧炉头以及所述燃烧炉体的中轴线共线。

12、本发明的空气引射式高温热解气燃烧装置，通过在燃烧炉头上设置空气引射管、热解气引入管以及二次风管，将热解气引入管套设于空气引射管外(与现有燃烧器中燃气在内且空气在外不同)，使用少量高速压缩空气卷吸引射高温热解气，克服热解气生产过程中气体压力较低、成分变化大、产气不稳定等导致热解气供应不稳定的难题。同时，少量空气与热解气进行预混再加上高速压缩空气的冲击作用，能够避免热解气大幅降温结焦。此外，设置旋流二次风确保热解气与空气的充分混合，通过三次风控制燃烧温度，从而保证高温热解气的稳定高效燃烧。

13、附图说明本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

技术特征：

1.一种空气引射式高温热解气燃烧装置，其特征在于，包括：空气引射管(1)、热解气引入管(2)、二次风管(3)、燃烧炉头(4)、点火燃烧器(43)、燃烧炉体(5)和检修炉门(6)；所述检修炉门(6)设置于所述燃烧炉体(5)的后端；所述燃烧炉体(5)和所述检修炉门(6)共同形成炉膛；

2.根据权利要求1所述的空气引射式高温热解气燃烧装置，其特征在于，所述燃烧炉体(5)为筒状，所述三次风组件包括三次风进口管(51)、环形布风管(52)和进风喷管(53)，所述三次风进口管(51)设置于所述燃烧炉体(5)的前段且与所述环形布风管(52)连通，所述环形布风管(52)同心布置于所述燃烧炉体(5)的外壁，所述环形布风管(52)设有多个与所述燃烧炉体(5)内部相通的所述进风喷管(53)。

3.根据权利要求2所述的空气引射式高温热解气燃烧装置，其特征在于，所述燃烧炉体(5)沿轴向方向还均匀开设有多个检测口(54)，所述烟气出口(55)设置于所述燃烧炉体(5)的后段；

4.根据权利要求3所述的空气引射式高温热解气燃烧装置，其特征在于，所述一次空气入口段(11)与所述一次空气喷出段(12)通过螺纹连接，所述一次空气喷出段(12)的后端设有收缩的气体喷出口，所述气体喷出口延伸至所述收缩管(22)内，通过调节所述气体喷出口的延伸位置能够调节同一横截面上所述气体喷出口的横截面积与所述收缩管(22)的横截面积之比。

5.根据权利要求3或4所述的空气引射式高温热解气燃烧装置，其特征在于，所述空气引射式高温热解气燃烧装置还包括以下三种技术方案中的至少一种：

6.根据权利要求3或4所述的空气引射式高温热解气燃烧装置，其特征在于，所述空气引射式高温热解气燃烧装置还包括以下三种技术方案中的至少一种：

7.根据权利要求1-4任一项所述的空气引射式高温热解气燃烧装置，其特征在于，所述火焰检测孔(41)的中轴线和所述点火孔(42)的中轴线均与所述燃烧炉体(5)的中轴线相互垂直，所述火焰检测孔(41)的中轴线位于所述点火孔(42)的中轴线的后侧。

8.根据权利要求1-4任一项所述的空气引射式高温热解气燃烧装置，其特征在于，所述点火燃烧器(43)与所述点火孔(42)通过法兰连接；

9.根据权利要求3或4所述的空气引射式高温热解气燃烧装置，其特征在于，所述三次风进口管(51)的中轴线与所述燃烧炉体(5)的中轴线相互垂直；所述检测口(54)至少为三个且分别布置在所述燃烧炉体(5)的前段、中段和后段，所述检测口(54)用于检测温度和压力；所述烟气出口(55)的中轴线与所述燃烧炉体(5)的中轴线相互垂直。

10.根据权利要求1或2所述的空气引射式高温热解气燃烧装置，其特征在于，所述燃烧炉体(5)与所述检修炉门(6)通过法兰连接；所述检修炉门(6)上设置有观火孔(61)、烟气取样孔(62)、烟气检测口(63)和保温层(64)；所述空气引射管(1)、所述热解气引入管(2)、所述二次风腔体(32)、所述燃烧炉头(4)以及所述燃烧炉体(5)的中轴线共线。

技术总结本发明提供一种空气引射式高温热解气燃烧装置，包括：空气引射管、热解气引入管、二次风管、燃烧炉头、点火燃烧器、燃烧炉体和检修炉门；热解气引入管套包括依次连接的热解气入口段、收缩管、喉管和扩张管，空气引射管的后端伸入收缩管内预定长度以用于向收缩管内喷出压缩空气；二次风管套设于热解气引入管外，燃烧炉头的前端对接二次风腔体且后端对接燃烧炉体，燃烧炉头的前端至后端内径逐渐增大，燃烧炉头上开设有火焰检测孔和点火孔，点火燃烧器的火焰出口探入点火孔内。本发明将热解气引入管套设于空气引射管外，使高速压缩空气卷吸引射高温热解气，克服热解气生产过程中热解气供应不稳定的难题。技术研发人员：唐晶,周勇汉,王琼,孙文涛,时尚,朱旭东,张效重受保护的技术使用者：中车山东机车车辆有限公司济南低碳科技分公司技术研发日：技术公布日：2024/6/20