一种高效燃烧器

技术领域

本发明涉及化工废气及废水处理技术领域，具体涉及一种高效燃烧器。

背景技术

在化工产品的生产过程中往往会产生大量的废气及废液，大多数有毒有害的废气需要进一步深度处理。由于一些废气的独特性质，这些废气只能够采用高温焚烧的方式进行无害化处理，但废气的种类繁多、性质不同，即便将废气按照性质进行混合，依旧存在多股废气，一般的燃烧器无法满足同时焚烧多股废气的需求。

一些废液通常含有氟和氯等有害成分。在废液的焚烧过程中，焚烧温度提升慢、燃烧速度慢等情况均会导致燃烧不彻底的情况发生，甚至还会导致产生二噁英等剧毒物质。还有一些废液中含有带-CN氰基官能团的腈类物质及含-NH-氨基的胺类物质。

对于这些含氮的废气及废液，若焚烧强度大、焚烧温度过高则会产生大量的燃料型的氮氧化合物，仅依靠后续的尾部烟气脱硝处理会产生高昂的处理成本，这会对企业造成巨大的负担，很可能导致企业破产。

发明内容

本发明提供了一种高效燃烧器，以解决现有的燃烧器无法满足同时焚烧多股废气及废液的技术问题。

本发明公开一种高效燃烧器，包括燃烧机构、燃气助烧机构、废液喷烧机构；燃烧机构包括燃烧腔、多个废气接口及助燃风接口；燃烧机构安装于燃烧炉，燃烧腔与燃烧炉的炉腔连通，多个废气接口均与燃烧腔连通，助燃风接口与燃烧腔连通；燃气助烧机构设置于燃烧机构上；燃气助烧机构包括燃气口、助烧风口，燃气口、助烧风口均与燃烧腔连通；废液喷烧机构设置于燃气助烧机构上；废液喷烧机构包括多个废液喷管，多个废液喷管的管口贯穿燃气助烧机构至燃烧腔内。

进一步的，燃烧机构还包括助燃风道、废气通道，助燃风道设置于助燃风接口与燃烧腔之间，助燃风接口与助燃风道连通，助燃风道与燃烧腔连通。废气通道设置于多个废气接口与燃烧腔之间，多个废气接口与废气通道连通，废气通道与燃烧腔连通。

进一步的，燃烧机构设置有至少两个助燃风接口，助燃风道的数量与助燃风接口的数量相同；一助燃风接口设置于燃烧机构靠近燃烧炉的一端，另一助燃风接口设置于燃烧机构靠近燃气助烧机构的一端。

进一步的，多个废气接口位于至少两个助燃风接口之间。

进一步的，燃气助烧机构还包括助烧风道，助烧风道设置于助烧风口与燃烧腔之间，助烧风口与助烧风道连通，助烧风道与燃烧腔连通。

进一步的，燃气助烧机构设置有至少两个助烧风口，助烧风道的数量与助烧风口的数量相同；一助烧风道套设于另一助烧风道。

进一步的，燃气助烧机构还包括燃气分配件及燃气喷头，燃气分配件及燃气喷头设置于至少两个助烧风道之间；燃气口与燃气分配件连通，燃气分配件与燃气喷头连通；燃气喷头朝向燃烧腔设置。

进一步的，废液喷烧机构还包括套筒，套筒设置于燃气助烧机构上，套筒的一端贯穿助烧风道至燃烧腔内；套筒内设置有冷却水腔，套筒上设置有进水口及出水口，进水口及出水口均与冷却水腔连通；进水口位于套筒的下方，出水口位于套筒的上方。

进一步的，废液喷管设置于套筒上；废液喷管一端的管口设置于燃烧腔内，废液喷管另一端暴露于燃烧腔外；废液喷管另一端上设置有废液接口、雾化接口，雾化接口位于废液接口靠近燃烧腔的一侧。

进一步的，高效燃烧器还包括点火器、火焰检测器。点火器设置于废液喷烧机构上；火焰检测器设置于废液喷烧机构和/或燃气助烧机构和/或燃烧机构上，且用于检测燃烧腔内火焰的情况。

本发明提供的高效燃烧器，可以实现以下技术效果：

1、通过在燃烧机构上设置多个废气接口及在废液喷烧机构上设置多个废液喷管，能够满足多股废气及多种废液同时进入燃烧腔进行焚烧处理。

2、在燃烧外壳内设置浇筑耐火层，在废气及废液进行焚烧处理时，浇筑耐火层对燃烧外壳起保护作用，防止焚烧时产生的火焰损伤燃烧外壳。

3、高效燃烧器的集成化程度高，而其对于燃烧腔内的焚烧温度场的布局及产品结构的合理设计，使得高效燃烧器的燃烧速度快、升温快、焚毁去除率高，适用于焚烧含氟含氯的废气和废液。

以上的总体描述和下文中的描述仅是示例性和解释性的，不用于限制本发明。

附图说明

一个或一个以上实施例通过与之对应的附图进行示例性说明，这些示例性说明和附图并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件视为类似的元件，并且其中：

图1是本发明一种高效燃烧器与燃烧炉的一种实施例的安装示意图；

图2是本发明一种高效燃烧器的一种实施例的示意图；

图3是本发明一种高效燃烧器与燃烧炉的一种实施例的安装截面示意图；

图4是本发明一种高效燃烧器的一种实施例的结构示意图一；

图5是本发明一种高效燃烧器的一种实施例的结构示意图二；

图6是本发明一种高效燃烧器的燃烧机构的一种实施例的示意图；

图7是本发明一种高效燃烧器的燃气助烧机构的一种实施例的示意图；

图8是本发明一种高效燃烧器的燃气助烧机构的一种实施例的截面示意图；

图9是图8的A部放大图；

图10是本发明一种高效燃烧器的废液喷烧机构的一种实施例的示意图；

图11是本发明一种高效燃烧器的废液喷烧机构的一种实施例的局部截面示意图；

图12是图3的B部放大图；

图13是图3的C部放大图；

图14是图3的D部放大图。

附图标记：

1、燃烧炉；11、连接管；2、燃烧机构；21、燃烧外壳；211、燃烧安装孔；22、夹层；221、废气通道；222、助燃风道；23、浇筑耐火层；231、透气孔；232、过渡面；233、倒角；24、燃烧腔；25、助燃风管；26、废气管；3、燃气助烧机构；31、燃气壳体；311、第一风道；312、第二风道；313、助烧安装孔；32、燃气管；33、助烧风管；34、燃气分配件；341、燃气腔；342、通孔；35、燃气喷头；351、燃气喷孔；36、均风板；361、通气孔；37、配风筒；371、配风孔；4、废液喷烧机构；41、套筒；411、冷却水腔；412、筒腔；42、进水管；43、出水管；44、废液喷管；45、旋流器；451、叶片；46、废液管；47、雾化管；51、法兰；52、点火器；53、点火管；54、缝隙；55、火焰检测器；56、火焰检测管；61、升温腔；62、弱氧焚烧腔；63、有氧焚烧腔。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，一种高效燃烧器包括燃烧机构2、燃气助烧机构3及废液喷烧机构4。燃烧炉1上焊接有连接管11，该连接管11能够将燃烧炉1内的炉腔与外界空间连通。连接管11远离燃烧炉1的一端上设置有法兰51。

如图1～6所示，燃烧机构2包括燃烧外壳21。燃烧外壳21内依次设置有夹层22、浇筑耐火层23及燃烧腔24。将夹层22分割成多个废气通道221及多个助燃风道222，且多个废气通道221及多个助燃风道222均不相互连通。废气通道221的截面形状呈环形，助燃风道222的截面形状呈环形。在燃烧外壳21内进行浇筑形成浇筑耐火层23，浇筑耐火层23贴附于夹层22的内侧壁设置。在废气及废液进行焚烧处理时，浇筑耐火层23对燃烧外壳21起保护作用，防止焚烧时产生的火焰损伤燃烧外壳21。浇筑耐火层23内形成的空间可以视为燃烧外壳21的燃烧腔24，燃烧腔24的形状呈圆柱状。燃烧外壳21靠近燃烧炉1的一端焊接有法兰51，用螺栓将燃烧外壳21的法兰51与燃烧炉1的法兰51安装固定，实现了燃烧机构2安装于燃烧炉1。燃烧机构2的燃烧腔24与燃烧炉1的炉腔连通。

可选地，如图2～6所示，助燃风道222的数量为两个，废气通道221的数量为至少一个。燃烧外壳21的外表面上焊接有两个助燃风管25，助燃风道222的数量与助燃风管25的数量相同；一个助燃风道222设置于燃烧外壳21靠近燃烧炉1的一端，一个助燃风管25同样设置于燃烧外壳21靠近燃烧炉1的一端，该助燃风管25与该助燃风道222连通。另一个助燃风道222设置于燃烧外壳21远离燃烧炉1的一端，另一个助燃风管25同样设置于燃烧外壳21远离燃烧炉1的一端，该助燃风管25与该助燃风道222连通。助燃风管25远离燃烧外壳21的一端可以视为助燃风接口。废气通道221位于两个助燃风道222之间。助燃风通过废气通道221两侧的助燃风道222进入燃烧腔内，为废气、废液的燃烧提供助燃作用。燃烧外壳21的外表面上还焊接有多个废气管26。每个废气通道221至少与一个废气管26连通。废气管26远离燃烧外壳21的一端可以视为废气接口。浇筑耐火层23上一体成型有多个透气孔231，助燃风道222与燃烧腔24通过透气孔231连通，废气通道221与燃烧腔24通过透气孔231连通。

可选地，透气孔231的中心轴线与燃烧腔24的中心轴线之间形成有夹角，夹角的尖角朝向燃烧炉1的炉腔设置，该夹角的取值范围为45°～60°。当夹角的取值为60°时，便于废气及助燃风更好的进入燃烧腔24内，使得燃烧效果更佳。

可选地，如图2、4、6所示，助燃风管25远离燃烧外壳21的一端焊接有法兰51，废气管26远离燃烧外壳21的一端焊接有法兰51。在助燃风管25及废气管26上设置有法兰51，便于燃烧机构2与输送废气的管、输送助燃风的管进行固定连接。

可选地，如图3、4、6所示，燃烧外壳21远离燃烧炉1的一端的端面上一体成型有燃烧安装孔211。浇筑耐火层23靠近燃烧安装孔211的一端设置有过渡面232，过渡面232能够完成燃烧安装孔211的孔径与燃烧腔24的腔径的过渡。浇筑耐火层23上设置有倒角233，该倒角233位于燃烧安装孔211处。

如图4～8所示，燃气助烧机构3包括燃气壳体31、燃气管32、助烧风管33、燃气分配件34、燃气喷头35、均风板36及配风筒37。燃气壳体31靠近燃烧外壳21的一端焊接有法兰51，用螺栓穿过燃气壳体31的法兰51，并将燃气壳体31安装固定于燃烧外壳21远离燃烧炉1的一端。燃气壳体31内一体成型有两个助烧风道，其中，一个助烧风道为第一风道311，另一个助烧风道为第二风道312，第一风道311与第二风道312不连通，第一风道311设置于第二风道312内。燃气壳体31的外表面上焊接有两个助烧风管33，一个助烧风管33与第一风道311连通，另一个助烧风管33与第二风道312连通。助烧风管33远离燃气壳体31的一端可以视为助烧风口。助烧风管33远离燃气壳体31的一端焊接有法兰51，在助烧风管33上设置法兰51，便于助烧风管33与风机的送风口进行固定连接。燃气壳体31远离燃烧外壳21的一端的端面上一体成型有助烧安装孔313。

可选地，如图4、8、9所示，燃气分配件34呈圆环状，燃气分配件34内一体成型有燃气腔341。燃气分配件34通过焊接或粘接的方式安装于第一风道311与第二风道312之间的侧壁上，且燃气分配件34位于第一风道311内。燃气分配件34朝向燃烧外壳21的一侧面上构造有通孔342，通孔342的形状呈环形。燃气喷头35的形状呈管状，燃气喷头35内一体成型有多个燃气喷孔351。多个燃气喷孔351围绕燃气喷头35的中心轴线均匀布设，且燃气喷孔351的中心轴线平行于燃气喷头35的中心轴线。燃气喷头35的一端端面与燃气分配件34设置有通孔342的一侧面抵触，并通过焊接的方式进行连接。多个燃气喷孔351通过通孔342与燃气腔341连通，这种采用多孔喷射的方式有利于助燃风和燃气的快速混合，便于提高燃烧速度。燃气喷孔351靠近燃气分配件34的一端的孔径大于燃气喷孔351远离燃气分配件34的一端的孔径。燃气喷头35远离燃气分配件34的一端进入燃烧腔24内，该端位于燃烧安装孔211处。燃气管32通过焊接的方式固定连接于燃气壳体31。燃气管32的一端贯穿燃气壳体31的壳壁至燃气壳体31内，该端与燃气分配件34固定连接，燃气管32与燃气腔341连通。燃气管32位于燃气壳体31外的一端可以视为燃气口。燃气管32位于燃气壳体31外的一端焊接有法兰51，在燃气管32上设置法兰51，便于燃气管32与输送燃气的管进行固定连接。

如图4、5、7、8、9所示，均风板36呈圆环状，均风板36上一体成型有多个通气孔361，多个通气孔361围绕均风板36的中心轴线均匀布设。配风筒37上一体成型有多个配风孔371，多个配风孔371围绕配风筒37的中心轴线均匀布设。配风筒37一端的外筒壁与均风板36的环孔的孔壁抵触，配风筒37与均风板36通过焊接的方式固定连接。配风筒37设置于均风板36朝向燃烧腔24的一侧面。将均风板36与配风筒37套设于燃气喷头35上，燃气喷头35位于配风筒37内。均风板36位于第二风道312内，配风筒37远离均风板36一端的外筒壁抵触于浇筑耐火层23位于燃烧安装孔211处的侧壁上。

如图3、8、10、11所示，废液喷烧机构4包括套筒41、进水管42、出水管43、多根废液喷管44及旋流器45。套筒41的外筒壁上焊接有一个法兰51，该法兰51位于套筒41的一端，用螺栓穿过套筒41的法兰51，并将套筒41安装固定于燃气壳体31远离燃烧外壳21的一端。套筒41的另一端穿过燃气壳体31的助烧安装孔313及第一风道311进入燃烧腔24内。旋流器45设置于套筒41另一端的外筒壁上。当废液喷烧机构4与燃气助烧机构3安装固定后，旋流器45位于燃气喷头35处。旋流器45包括多个如图10所示的叶片451，多个叶片451围绕套筒41的中心轴线均匀布设。旋流器45能够对第一风道311内的风力进行增强。

如图10所示，套筒41内一体成型有冷却水腔411，该冷却水腔411的截面形状呈环形。冷却水腔411能够防止燃烧废气、废液的火焰对套筒造成损伤。套筒41的外表面上焊接有一根进水管42及一根出水管43，进水管42与出水管43均位于燃气壳体31外。进水管42、出水管43均与冷却水腔411连通，进水管42远离套筒41的一端可以视为进水口，出水管43远离套筒41的一端可以视为出水口。进水管42位于套筒41的下方，出水管43位于套筒41的上方。

可选地，如图10所示，进水管42远离套筒41的一端焊接有法兰51，出水管43远离套筒41的一端焊接有法兰51。在进水管42及出水管43上设置有法兰51，便于进水管42与水泵的供水管进行固定连接及出水管43与排水管进行固定连接。

如图10所示，对套筒41位于燃气壳体31外的一端做封口处理。多根废液喷管44设置在套筒41上，多根废液喷管44围绕套筒41的中心轴线均匀布设。便于多根废液喷管44能够同时喷出多种不同的废液。由于多根废液喷管44与套筒41的连接方式相同，故以其中一根废液喷管44与套筒41的连接方式为例进行介绍，废液喷管44的一端贯穿套筒41做封口处理的一端及套筒41的筒腔412至燃烧腔24内，废液喷管44的另一端做封口处理，废液喷管44的另一端位于套筒41外。废液喷管44的外表面上焊接有一根废液管46及一根雾化管47，废液管46及雾化管47均位于废液喷管44暴露于套筒41外的一端。废液管46与废液喷管44内的空间连通，雾化管47与废液喷管44内的空间连通。废液管46远离废液喷管44的一端可以视为废液接口，雾化管47远离废液喷管44的一端可以视为雾化接口。雾化管47位于废液管46的右侧。

如图3、10、12所示，高效燃烧器还包括点火器52。套筒41的法兰51远离燃气壳体31的一端的端面上焊接有一根点火管53。第一风道311内的燃气喷头35与套筒41上的旋流器45之间存在缝隙54，点火管53的一端贯穿法兰51，且穿过缝隙54进入燃烧腔24内，该端位于燃烧安装孔211处。点火管53位于燃烧安装孔211处的一端设置于燃气喷头35的管腔内。点火管53暴露于燃烧腔24外的一端上设置有点火器52，点火器52用于对燃烧喷头喷出的燃气进行点火。例如，点火器52可以采用陕西新绿高能环保设备有限公司售卖的型号为XLGND-03J的点火器52。

如图5、6所示，高效燃烧器还包括三个火焰检测器55。例如，火焰检测器55可以采用陕西新绿高能环保设备有限公司售卖的型号为XLZJ-102AT的一体化紫外线火焰检测器55。其中，如图5所示，一个火焰检测器55设置于废液喷烧机构4，另外两个火焰检测器55设置于燃烧机构2。套筒41的法兰51上焊接有一根火焰检测管56，该火焰检测管56的一端与燃气壳体31内的第一风道311连通，该火焰检测管56的另一端与火焰检测器55连接。通过火焰检测器55检测第一风道311内是否存在火焰。如图6所示，燃烧外壳21上设置有两根火焰检测管56，这两根火焰检测管56分别设置于燃烧安装孔211的两侧。因为两根火焰检测管56与燃烧外壳21的连接方式相同，故以其中一根火焰检测管56与燃烧外壳21的连接方式为例进行介绍，火焰检测管56焊接于燃烧外壳21设置有燃烧安装孔211的一端的端面，火焰检测管56的一端贯穿燃烧外壳21至浇筑耐火层23的一个透气孔231内，火焰检测管56的另一端与火焰检测器55连接便于通过火焰检测器55对燃烧腔24内的火焰的情况进行监控。

一示例性实施例的高效燃烧器的工作过程：

如图1～图14所示，将高效燃烧器的燃烧机构2与燃烧炉1进行安装固定，并达到高效燃烧器安装于燃烧炉1的目的。图3中的两条弧形的点划线组合形成形状可以视为燃烧腔24内的火焰。当高效燃烧器安装于燃烧炉1后，燃烧腔24与连接管11内的空间形成了新燃烧腔，新燃烧腔包括三个燃烧子腔，如图3所示，三个燃烧子腔分别是升温腔61、弱氧焚烧腔62及有氧焚烧腔63。

先通燃气，燃气通过燃气管32依次流经燃气分配件34的燃气腔341、燃气喷头35的燃气喷孔351，并通过燃气喷孔351喷入升温腔61内，之后用点火器52通过点火管53将燃气点燃并形成燃烧火焰。需要焚烧的废液通过废液管46流入废液喷管44内，雾化管47喷出的压缩空气对废液喷管44内的废液进行雾化处理，雾化后的废液由废液喷管44的一端喷入燃烧腔24内进行焚烧处理。

第一路配风由助烧风管33进入第一风道311内，经过旋流器45后在燃气喷头35前喷出，一部分第一路配风为燃气的燃烧助燃；另一部分第一路配风会沿着套筒41移动，并在移动过程中迅速升温，为废液喷管44喷出的废液的燃烧提供助燃，具有对废液辅助雾化及整流的作用。第二路配风由助烧风管33进入第二风道312内，第二路配风先经过均风板36的通气孔361，使得风力变得均匀，之后通过配风筒37的配风孔371从燃气喷头35前喷出，第二路配风能够与燃气快速混合，通过这样的设置方式能够提高燃烧效率，提高火焰燃烧的稳定性。升温腔61利用燃气的燃烧保证其腔内具有较高温度，且此区域富含氧气，雾化后的废液能够被迅速引燃并快速燃烧，从而提高了废液的燃烧速度和升温速度，有利于有害物质的快速氧化。

当需要焚烧多种废气时，先将性质相同的几种废气分别与同一废气通道221的多个废气管25连通，之后将其余性质不同的几种废气分别与不同的废气通道221的废气管连通，对多个废气通道221上多余的废气管25做封口处理。之后废气能够通过浇筑耐火层23的透气孔231进入燃烧腔24内，这样的设置能够使高效燃烧器可以同时焚烧多种性质不同的废气。弱氧焚烧腔62内燃烧需要的氧气量供应不足，火焰的燃烧强度低，故缺少生成氮氧化物的条件，能抑制氮氧化物的产生，尤其是含氮有机物的焚烧。有氧焚烧腔63内含有较少的助燃风，利于废气、废液中有机成分的焚毁。

这样的三个燃烧子腔的特殊设计方式，能够使高效燃烧器加快对废气、废液的燃烧速度、升温速度快、燃烧温度高，能够焚烧含氯含氟的有机物废液及废气，焚毁去除率高，抑制了二噁英的产生。同时，还易于降低弱氧焚烧腔62内的氧气含量，抑制了氮氧化物的生成。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。