一种生物天然气的低氮燃烧器
技术领域
本实用新型涉及燃烧器技术领域，具体涉及一种生物天然气的低氮燃烧器。
背景技术
能源是人类生存与发展的基本要素，更是社会经济发展的引擎和根本动力。随着化石能源的资源开发和应用所引起的资源枯竭和环境问题越来越严重，特别是我国面正临着经济增长和环境保护的双重压力，清洁燃料的供给能力关系着国民经济的可持续发展，我国各地区农业残余物(秸秆、稻壳、花生壳等)及林业残余物(伐木残余物、木材加工废弃物、建筑废弃物等)的大量剩余，既浪费资源，又污染环境，通过研制生物质废弃物气化燃烧设备来尝试解决能源日益短缺和环境污染的问题。
硫化物、氮氧化物是主要大气污染物，是引发酸雨、雾霾、光化学烟雾的重要因素。我国各地的环保标准都对硫化物、氮氧化物排放量进行了严格限制。在工业及民用炉窑领域，传统上通常采用煤和石油制品作为燃料。但是由于这些燃料本身特点的限制，实现低硫化物、氮氧化物排放难度极大，通常需要尾气处理才能实现污染物排放达标，大大增加了环保费用。
近年来，以生物质气化燃气作为燃料的燃气燃烧器得到了大力发展。相比天然气燃烧器，生物质燃气具有含硫成分低，CO2零排放，价格便宜。生物质天然气燃烧器具有安全可靠、操作方便，硫化物、氮氧化物排放低的优点，其高效洁净利用能够大幅度降低大气污染物及温室气体的排放，有助于解决化石能源消耗带来的环境问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种设计合理的生物天然气的低氮燃烧器，其有效解决现有技术中燃烧器燃烧效果差、燃烧器结构复杂，制造成本高以及燃料和空气参混效果差等问题。
为达到上述目的，本实用新型采用了下列技术方案：它包含供风主管、一次风管、二次风管、一次调风阀、二次调风阀、一次风室、燃气室、一次风支管、生物质燃气入口、中间同心射流风管、环状射流风管、锥环状射流反射锥管状结构、锥形喷嘴出口冷却风管、点火电极、一次燃烧室；供风主管上分别连通有一次风管和二次风管，一次风管上连接有一次调风阀，二次风管上连接有二次调风阀；一次风管的另一端与一次风室连通设置，一次风室上贯通连接有数个一次风支管，位于圆心位置的一个一次风支管的另一端贯通连接有中间同心射流风管，以该圆心上的一次风支管为圆心呈环状分布的数个一次风支管的另一端上均贯通连接有环状射流风管；所述的一次风支管设置于燃气室内，所述的中间同心射流风管以及环状射流风管的出口端均设置于一次燃烧室内，一次燃烧室与燃气室贯通设置，一次燃烧室的出口端为向圆心处收拢的锥环状射流反射锥管状结构，一次燃烧室的外部套设有锥形喷嘴出口冷却风管，锥形喷嘴出口冷却风管与一次燃烧室外壁之间的空间构成锥形喷嘴出口冷却风室，该锥形喷嘴出口冷却风室的入口端与二次风管的出口端贯通连接，锥形喷嘴出口冷却风室的出口端以及一次燃烧室的出口端均与二次燃烧室贯通连接；所述的点火电极贯穿锥形喷嘴出口冷却风管以及一次燃烧室设置；所述的燃气室的侧壁上贯通连接有生物质燃气入口。
进一步地，所述的一次风室与一次风支管相背的一侧壁贯通连接有烟气回流接管，该烟气回流接管上连接有调节阀。
采用上述结构后，本实用新型的有益效果是：
1、燃气室内可燃气体通过若干根一次风支管8内高速空气的紊流引射作用吸入一次燃烧室进行混合，混合气体在高速气流的引射作用下，部分混合气体喷射到锥环状射流反射锥管状结构上，形成气流折射回流区，更好的混合气体；
2、二次风通过二次风室与二次调风阀连接进入锥形喷嘴出口冷却风室14，作用之一在于冷却一次燃烧室，防止一次燃烧室局部温度过高，及提高燃烧火焰稳定性；作用二在于二次风通过锥形喷嘴出口冷却风室的预热喷出进入二次燃烧室或者炉窑中与混合气体进行充分混合，增加了混合的均匀性，促进燃烧反应，使二次燃烧充分完成。
附图说明：
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是图1中A-A向剖视图。
附图标记说明：
供风主管1、一次风管2、二次风管3、一次调风阀4、二次调风阀5、一次风室6、燃气室7、一次风支管8、生物质燃气入口9、中间同心射流风管10、环状射流风管11、锥环状射流反射锥管状结构12、锥形喷嘴出口冷却风管13、锥形喷嘴出口冷却风室14、二次燃烧室15、点火电极16、烟气回流接管17、调节阀18、一次燃烧室19。
具体实施方式：
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
如图1和图2所示，本具体实施方式采用如下技术方案：它包含供风主管1、一次风管2、二次风管3、一次调风阀4、二次调风阀5、一次风室6、燃气室7、一次风支管8、生物质燃气入口9、中间同心射流风管10、环状射流风管11、锥环状射流反射锥管状结构12、锥形喷嘴出口冷却风管13、点火电极16、一次燃烧室19；供风主管1上分别连通有一次风管2和二次风管3，一次风管2上连接有一次调风阀4，二次风管3上连接有二次调风阀5；一次风管2的另一端与一次风室6连通设置，一次风室6上贯通连接有数个一次风支管8，位于圆心位置的一个一次风支管8的另一端贯通连接有中间同心射流风管10，以该圆心上的一次风支管8为圆心呈环状分布的数个一次风支管8的另一端上均贯通连接有环状射流风管11；所述的一次风支管8设置于燃气室7内，所述的中间同心射流风管10以及环状射流风管11的出口端均设置于一次燃烧室19内，一次燃烧室19与燃气室7贯通设置，一次燃烧室19的出口端为向圆心处收拢的锥环状射流反射锥管状结构12，一次燃烧室19的外部套设有锥形喷嘴出口冷却风管13，锥形喷嘴出口冷却风管13的外环壁利用连接片与二次燃烧室15的入口端外壁连接固定，锥形喷嘴出口冷却风管13与一次燃烧室19外壁之间的空间构成锥形喷嘴出口冷却风室14，该锥形喷嘴出口冷却风室14的入口端与二次风管3的出口端贯通连接，锥形喷嘴出口冷却风室14的出口端以及一次燃烧室19的出口端均与二次燃烧室15贯通连接；所述的点火电极16贯穿锥形喷嘴出口冷却风管13以及一次燃烧室19设置；所述的燃气室7的侧壁上贯通连接有生物质燃气入口9；所述的一次风室6与一次风支管8相背的一侧壁贯通连接有烟气回流接管17，该烟气回流接管17上连接有调节阀18。
本具体实施方式的工作原理：依据生物质空气气化可燃气的特点：产出气体中氮气含量较高占50％左右，气体热值偏低，主要可燃成分为一氧化碳和氢气及少量甲烷；本装置将空气分两级，即一次风管2分成若干根一次风支管8，通过高压空气紊流引射作用，由中间同心射流风管10和环状射流风管11喷出，形成同心引射流和环状引射流，把生物质天然气分成多股引射进入一次燃烧室19，在一次燃烧室19火嘴喷口附近形成环状回流区，由于紊流涡团的揉搓摩擦作用，引射流呈现周向速度分量，增添了侧面的法向分应力，故卷吸掺混作用非常强烈；另外环状射流风管11的外环引射流喷射到锥环状射流反射锥管状结构12的内壁上，形成气流回旋进一步加强空气与可燃气体的充分混合；二次风由二次风管3进入锥形喷嘴出口冷却风室14内，在锥形喷嘴出口冷却风室14中流过，可以降低火嘴喷口头部温度及预热二次配风，中间同心射流风管10和环状射流风管11的内环引射流喷射出混合气体在火嘴喷口外部与二次加热空气再一次强烈混合，加速空气和可燃气的混合效果，增加了混合均匀性，促进燃烧反应，防止局部高温的产生，使火焰具有均匀的较低的温度水平，同时强烈的混合还可以在较低过剩空气系数下完全燃烧。
采用上述结构后，本具体实施方式的有益效果是：
1、燃气室7内可燃气体通过若干根一次风支管8内高速空气的紊流引射作用吸入一次燃烧室进行混合，混合气体在高速气流的引射作用下，部分混合气体喷射到锥环状射流反射锥管状结构12上，形成气流折射回流区，更好的混合气体；
2、二次风通过二次风室3与二次调风阀5连接进入锥形喷嘴出口冷却风室14，作用之一在于冷却一次燃烧室19，防止一次燃烧室19局部温度过高，及提高燃烧火焰稳定性；作用二在于二次风通过锥形喷嘴出口冷却风室14的预热喷出进入二次燃烧室15或者炉窑中与混合气体进行充分混合，增加了混合的均匀性，促进燃烧反应，使二次燃烧充分完成；
3、在一次风室6后端接入烟气回流接管17，利用空气引射作用或外接风机把烟气重新引入燃烧区，降低燃烧区的氧浓度和燃烧温度，防止局部高温产生，并缩短了烟气在高温区停留时间，抑制氮氧化物生成。
尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
