一种多级燃烧器的制作方法

[0001]
本实用新型属于化工装置废气处理技术领域，更具体地，涉及一种多级燃烧器。


背景技术：

[0002]
在石油化工、煤化工及等化工装置，在生产过程中产生大量有害可燃废气，气体用开放式火炬装置或者封闭式地面火炬装置对废气进行燃烧处理后排放到大气之中；由于目前开放式火炬、封闭式地面火炬的燃烧器在燃烧过程中，燃烧不完全，在燃烧的过程中大量帽黑烟，产生大量的二氧化碳等有害气体，对环境造成严重污染；燃烧火焰长，火焰刚性差，造成燃烧塔内部烧坏，火焰冒顶，蒸汽消耗量，燃烧器处理量小等，导致占地面积大、投资成本高、运行成本高等诸多问题。
[0003]
因此，期待一种新型燃烧器，能够有效解决上述问题。


技术实现要素：

[0004]
本实用新型的目的是提供一种多级燃烧器，能够具有燃烧火焰短、刚性好，投资成本低的特点。
[0005]
为了实现上述目的，本实用新型提供一种多级燃烧器，包括：
[0006]
底部筒体，所述底部筒体的侧壁上设有沿其周向均布的多个空气进孔；
[0007]
上部筒体，所述上部筒体罩设于所述底部筒体的顶部，且连接于所述底部筒体；
[0008]
排放废气低压燃气系统，所述排放废气低压燃气系统设于所述底部筒体底部，用于向所述底部筒体内提供低压燃气；
[0009]
排放废气高压燃气系统，所述排放废气高压燃气系统设于所述底部筒体底部，用于向所述底部筒体内提供高压燃气；
[0010]
底部蒸汽系统，所述底部蒸汽系统设于所述底部筒体底部，用于向所述底部筒体内提供蒸汽；
[0011]
上部蒸汽系统，所述上部蒸汽系统设于所述上部筒体底部，用于向所述上部筒体内提供蒸汽。
[0012]
优选地，所述排放废气低压燃气系统包括：
[0013]
低压进气管，所述低压进气管的一端穿过所述底部筒体的侧壁至其内部，所述低压进气管的另一端连通于低压燃气管道；
[0014]
低压环管，所述低压环管位于所述底部筒体之内，且连通于所述低压进气管的所述一端；
[0015]
多个低压喷嘴，所述多个低压喷嘴沿周向均布于所述低压环管上。
[0016]
优选地，所述排放废气高压燃气系统包括：
[0017]
高压进气管，所述高压进气管的一端由所述底部筒体的下方伸入至其内部，所述高压进气管的另一端连通于高压燃气管道；
[0018]
高压环管，所述高压环管位于所述底部筒体之内，且连通于所述高压进气管的所
述一端，所述高压环管与所述低压环管同心设置；
[0019]
多个高压喷嘴，所述多个高压喷嘴沿周向均布于所述高压环管上。
[0020]
优选地，还包括多个旋流片，每个所述旋流片的两端分别连接于所述低压环管和所述高压环管，且所述多个旋流片沿周向均布。
[0021]
优选地，每个所述旋流片与所述底部筒体的轴向形成第一夹角，所述第一夹角为10
°
～85
°
，且与水平方向形成第二夹角，所述第二夹角为10
°
～60
°
。
[0022]
优选地，所述底部蒸汽系统包括中心蒸汽系统和环形蒸汽系统，
[0023]
所述中心蒸汽系统包括：
[0024]
中心混合腔，所述中心混合腔固定于所述底部筒体的中心；
[0025]
蒸汽连接管，所述蒸汽连接管的底部连通于第一蒸汽管道，所述蒸汽连接管的顶部设有中心喷嘴，所述中心喷嘴位于所述中心混合腔内；
[0026]
所述环形蒸汽系统包括：
[0027]
蒸汽连接管，所述蒸汽连接管的一端连通于第二蒸汽管道；
[0028]
蒸汽环管，所述蒸汽环管与所述中心混合腔同心设置，且位于所述底部筒体下方；
[0029]
多个蒸汽喷嘴，所述多个蒸汽喷嘴沿圆周方向均布于所述蒸汽环管上。
[0030]
优选地，所述中心混合腔包括上混合腔和下混合腔，所述下混合腔的底部设有空气入口，所述中心喷嘴位于所述下混合腔内。
[0031]
优选地，所述下混合腔和所述上混合腔均为圆锥筒形，且所述下混合腔的小径端与所述上混合腔的小径端相连接。
[0032]
优选地，所述上部蒸汽系统包括：
[0033]
上部蒸汽管，所述上部蒸汽管的一端连通于所述第三蒸汽管道；
[0034]
上部蒸汽环管，所述上部蒸汽环管位于所述上部筒体的底部，所述上部蒸汽管的另一端连通于所述上部蒸汽环管；
[0035]
多个上部蒸汽喷嘴，所述多个上部蒸汽喷嘴沿周向均布于所述上部蒸汽环管上，且位于所述上部筒体和所述底部筒体之间。
[0036]
优选地，所述低压燃气管道、高压燃气管道、第一蒸汽管道、第二蒸汽管道和第三蒸汽管道上均设有阀门。
[0037]
本实用新型涉及的一种多级燃烧器，其有益效果在于：燃烧能力增大，在同等排放量减少了占地面积，解决现有封闭式地面火炬燃烧器及开放式地面火炬燃烧器处理能力小、燃烧不完全、火焰长刚性不足、燃烧时黑烟严重等缺陷；加速燃气燃烧速度；通过蒸汽吸入大量的空气参与燃烧；通过将旋流片加速催化燃烧，降低火焰长度，增加火焰刚性；减少二氧化碳及氮氧化合物排放等有害燃烧产物排放。
[0038]
本实用新型的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
[0039]
通过结合附图对本实用新型示例性实施方式进行更详细的描述，本实用新型的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本实用新型示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
[0040]
图1示出了本实用新型的一个示例性实施例的多级燃烧器的结构示意图；
[0041]
图2示出了本实用新型的一个示例性实施例的另一角度多级燃烧器的俯视图示意图；
[0042]
图3示出了本实用新型的一个示例性实施例的多级燃烧器中底部筒体的内部结构示意图；
[0043]
图4示出了本实用新型的一个示例性实施例的多级燃烧器中底部筒体的俯视图；
[0044]
附图标记说明：
[0045]
1底部筒体，2空气进孔，3低压进气管，4排放废气低压燃气系统，5低压环管，6低压喷嘴，7低压喷孔，8高压进气管，9高压环管，10高压喷嘴，11高压喷孔，12第一支架，13旋流片，14排放废气高压燃气系统，15下混合腔，16空气入口，17蒸汽连接管，18中心喷嘴，19上混合腔，20蒸汽连接管，21蒸汽环管，22蒸汽喷嘴，23底部蒸汽系统，24上部蒸汽系统，25上部蒸汽管，26上部蒸汽环管，27上部蒸汽喷嘴，28第二支架，29上部筒体，30火焰出口。
具体实施方式
[0046]
下面将更详细地描述本实用新型的优选实施方式。虽然以下描述了本实用新型的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本实用新型更加透彻和完整，并且能够将本实用新型的范围完整地传达给本领域的技术人员。
[0047]
为解决现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种多级燃烧器，包括：
[0048]
底部筒体，底部筒体的侧壁上设有沿其周向均布的多个空气进孔；
[0049]
上部筒体，上部筒体罩设于底部筒体的顶部，且连接于底部筒体；
[0050]
排放废气低压燃气系统，排放废气低压燃气系统设于底部筒体底部，用于向底部筒体内提供低压燃气；
[0051]
排放废气高压燃气系统，排放废气高压燃气系统设于底部筒体底部，用于向底部筒体内提供高压燃气；
[0052]
底部蒸汽系统，底部蒸汽系统设于底部筒体底部，用于向底部筒体内提供蒸汽；
[0053]
上部蒸汽系统，上部蒸汽系统设于上部筒体底部，用于向上部筒体内提供蒸汽。
[0054]
本实用新型涉及的多级燃烧器，单台燃烧器的燃烧能力增大，在同等排放量减少了占地面积，解决现有封闭式地面火炬燃烧器及开放式地面火炬燃烧器处理能力小、燃烧不完全、火焰长刚性不足、燃烧时黑烟严重等缺陷；加速燃气燃烧速度；通过蒸汽吸入大量的空气参与燃烧。
[0055]
优选地，上部筒体与底部筒体通过第二支架和螺栓相连接，第二支架在底部筒体上的高度可通过更换不同的连接点而调节，以满足实际需求。
[0056]
优选地，排放废气低压燃气系统包括：
[0057]
低压进气管，低压进气管的一端穿过底部筒体的侧壁至其内部，低压进气管的另一端连通于低压燃气管道；
[0058]
低压环管，低压环管位于底部筒体之内，且连通于低压进气管的一端；
[0059]
多个低压喷嘴，多个低压喷嘴沿周向均布于低压环管上，每个低压喷嘴顶部设有低压喷孔。
[0060]
生产过程排放的废气输入低压燃气管道内，形成低压燃气进入低压进气管，并在
低压环管内流动，通过多个低压喷嘴和低压喷孔向底部筒体内喷出，以在混合筒体内燃烧处理。低压喷嘴的喷出方向与底部筒体的轴向相同，低压环管于底部筒体的轴向同心设置。
[0061]
优选地，排放废气高压燃气系统包括：
[0062]
高压进气管，高压进气管的一端由底部筒体的下方伸入至其内部，高压进气管的另一端连通于高压燃气管道；
[0063]
高压环管，高压环管位于底部筒体之内，且连通于高压进气管的一端，高压环管与低压环管同心设置；
[0064]
多个高压喷嘴，多个高压喷嘴沿周向均布于高压环管上，每个高压喷嘴顶部设有高压喷孔。
[0065]
优选地，高压环管和低压环管均通过第一支架连接于底部筒体内壁上。高压喷嘴的喷出方向与底部筒体的轴向相同，高压环管可根据实际需求设于低压环管内侧或外侧，且高压环管在底部筒体内的高度与低压环管在底部筒体内的高度也可以根据实际需求而进行调节。
[0066]
生产过程排放的废气输入高压燃气管道内，形成高压燃气进入高压进气管，并在高压环管内流动，通过多个高压喷嘴和高压喷孔向底部筒体内喷出，以在混合筒体内与低压燃气混合而燃烧处理，以便无污染排放。
[0067]
优选地，还包括多个旋流片，每个旋流片的两端分别连接于低压环管和高压环管，且多个旋流片沿低压环管的周向均布。通过旋流片加速催化燃烧，降低火焰长度，增加火焰刚性。
[0068]
优选地，每个旋流片与底部筒体的轴向形成第一夹角，第一夹角为10
°
～85
°
，且与水平方向形成第二夹角，第二夹角为10
°
～60
°
。通过旋流片的轴向和水平方向的设计角度，使喷出的低压燃气与高压燃气的混合气体形成旋流。
[0069]
优选地，底部蒸汽系统包括中心蒸汽系统和环形蒸汽系统，
[0070]
中心蒸汽系统包括：
[0071]
中心混合腔，中心混合腔通过支架固定于底部筒体的中心；
[0072]
蒸汽连接管，蒸汽连接管的底部连通于第一蒸汽管道，蒸汽连接管的顶部设有中心喷嘴，中心喷嘴位于中心混合腔内；
[0073]
环形蒸汽系统包括：
[0074]
蒸汽连接管，蒸汽连接管的一端连通于第二蒸汽管道；
[0075]
蒸汽环管，蒸汽环管与中心混合腔同心设置，且位于底部筒体下方；
[0076]
多个蒸汽喷嘴，多个蒸汽喷嘴沿圆周方向均布于蒸汽环管上。
[0077]
优选地，中心混合腔包括上混合腔和下混合腔，下混合腔的底部设有空气入口，中心喷嘴位于下混合腔内。
[0078]
蒸汽环管套设于中心混合腔外，第一蒸汽管道可通入蒸汽或高压空气，第一蒸汽管道的蒸汽进入蒸汽连接管，并通过中心喷嘴喷出至中心混合腔内，同时由下混合腔底部的空气入口吸入大量的空气，空气进入底部筒体内参与低压燃气和高压燃气的燃烧；
[0079]
第二蒸汽管道可通入蒸汽或高压空气，第二蒸汽管道的蒸汽进入蒸汽连接管，并在蒸汽环管内流动，从蒸汽喷嘴喷出，喷出的蒸汽通过底部筒体侧壁的空气进孔吸入大量空气，进一步参与燃烧，以加速催化燃烧，同时，空气、低压燃气以及高压燃气形成的混合气
体在旋流片的作用下形成旋流，从而加速催化燃烧，降低火焰长度，增加火焰刚性，蒸汽用于辅助燃烧而消烟。
[0080]
优选地，下混合腔和上混合腔均为圆锥筒形，且下混合腔的小径端与上混合腔的小径端相连接，上混合腔在下混合腔之上。
[0081]
优选地，上部蒸汽系统包括：
[0082]
上部蒸汽管，上部蒸汽管的一端连通于第三蒸汽管道；
[0083]
上部蒸汽环管，上部蒸汽环管位于上部筒体的底部，上部蒸汽管的另一端连通于上部蒸汽环管；
[0084]
多个上部蒸汽喷嘴，多个上部蒸汽喷嘴沿周向均布于上部蒸汽环管上，且位于上部筒体和底部筒体之间。
[0085]
优选地，上部筒体顶部设有火焰出口。
[0086]
第三蒸汽管道用于提供蒸汽或有害低热值废气，当排放的废气为重组分气体时，第三蒸汽管道通入蒸汽，蒸汽进入上部蒸汽管，并通过上部蒸汽环管和上部蒸汽喷嘴喷出，喷出的蒸汽由上部筒体底部吸入大量空气参与燃烧，并从底部筒体侧壁的空气进孔吸入少量空气参与燃烧，与底部筒体喷出的混合气体再次混合，进一步促进燃烧更充分，减轻黑烟，降低火焰长度，提高火焰刚性，燃烧火焰从火焰出口喷出燃烧，以对废气进行无污染化处理；
[0087]
当生产过程产生有害低热值废气时，由于废气具有低热值、有毒有害且不易燃烧的特点，不能直接排放，且不易直接燃烧，将废气通入第三蒸汽管道，进而通过上部蒸汽喷嘴喷出与，底部筒体喷出的混合气体再次混合，通过底部筒体的高热值混合气体，即燃气，对废气进行燃烧处理，并根据燃烧火焰情况调节各管道通入的蒸汽大小，以充分燃烧分解有毒有害的废气，使燃烧后的气体形成无黑烟、低氮氧化物化合物进行排放，从而减少二氧化碳及氮氧化合物排放等有害燃烧产物排放。
[0088]
优选地，低压燃气管道、高压燃气管道、第一蒸汽管道、第二蒸汽管道和第三蒸汽管道上均设有阀门，用于调节和控制气体通入量。
[0089]
实施例1
[0090]
如图1至图4所示，本实用新型提供一种多级燃烧器，包括：
[0091]
底部筒体1，底部筒体1的侧壁上设有沿其周向均布的多个空气进孔2；
[0092]
上部筒体29，上部筒体29罩设于底部筒体1的顶部，且连接于底部筒体1；
[0093]
排放废气低压燃气系统4，排放废气低压燃气系统4设于底部筒体1底部，用于向底部筒体1内提供低压燃气；
[0094]
排放废气高压燃气系统14，排放废气高压燃气系统14设于底部筒体1底部，用于向底部筒体1内提供高压燃气；
[0095]
底部蒸汽系统23，底部蒸汽系统23设于底部筒体1底部，用于向底部筒体1内提供蒸汽；
[0096]
上部蒸汽系统24，上部蒸汽系统24设于上部筒体29底部，用于向上部筒体29内提供蒸汽。
[0097]
在本实施例中，上部筒体29与底部筒体1通过第二支架28和螺栓相连接。
[0098]
在本实施例中，排放废气低压燃气系统4包括：
[0099]
低压进气管3，低压进气管3的一端穿过底部筒体1的侧壁至其内部，低压进气管3的另一端连通于低压燃气管道；
[0100]
低压环管5，低压环管5位于底部筒体1之内，且连通于低压进气管3的一端；
[0101]
多个低压喷嘴6，多个低压喷嘴6沿周向均布于低压环管5上，每个低压喷嘴6顶部设有低压喷孔7。
[0102]
生产过程排放的废气输入低压燃气管道内，形成低压燃气进入低压进气管3，并在低压环管5内流动，通过多个低压喷嘴6和低压喷孔7向底部筒体1内喷出，以在混合筒体内燃烧处理。低压喷嘴6的喷出方向与底部筒体1的轴向相同，低压环管5于底部筒体1的轴向同心设置。
[0103]
排放废气高压燃气系统14包括：
[0104]
高压进气管8，高压进气管8的一端由底部筒体1的下方伸入至其内部，高压进气管8的另一端连通于高压燃气管道；
[0105]
高压环管9，高压环管9位于底部筒体1之内，且连通于高压进气管8的一端，高压环管9与低压环管5同心设置；
[0106]
多个高压喷嘴10，多个高压喷嘴10沿周向均布于高压环管9上，每个高压喷嘴10顶部设有高压喷孔11。
[0107]
高压环管9和低压环管5均通过第一支架12连接于底部筒体1内壁上。高压喷嘴10的喷出方向与底部筒体1的轴向相同。
[0108]
生产过程排放的废气输入高压燃气管道内，形成高压燃气进入高压进气管8，并在高压环管9内流动，通过多个高压喷嘴10和高压喷孔11向底部筒体1内喷出，以在混合筒体内与低压燃气混合而燃烧处理。
[0109]
在本实施例中，还包括多个旋流片13，每个旋流片13的两端分别连接于低压环管5和高压环管9，且多个旋流片13沿低压环管5的周向均布。
[0110]
每个旋流片13与底部筒体1的轴向形成第一夹角，第一夹角为45
°
，且与水平方向形成第二夹角，第二夹角为45
°
。
[0111]
在本实施例中，底部蒸汽系统23包括中心蒸汽系统和环形蒸汽系统，中心蒸汽系统包括：
[0112]
中心混合腔，中心混合腔通过支架固定于底部筒体1的中心；
[0113]
蒸汽连接管17，蒸汽连接管20的底部连通于第一蒸汽管道，蒸汽连接管20的顶部设有中心喷嘴18，中心喷嘴18位于中心混合腔内；
[0114]
环形蒸汽系统包括：
[0115]
蒸汽连接管20，蒸汽连接管20的一端连通于第二蒸汽管道；
[0116]
蒸汽环管21，蒸汽环管21与中心混合腔同心设置，且位于底部筒体1下方；
[0117]
多个蒸汽喷嘴22，多个蒸汽喷嘴22沿圆周方向均布于蒸汽环管21上。
[0118]
优选地，中心混合腔包括上混合腔19和下混合腔15，下混合腔15的底部设有空气入口16，中心喷嘴18位于下混合腔15内。
[0119]
蒸汽环管21套设于中心混合腔外，第一蒸汽管道可通入蒸汽或高压空气，第一蒸汽管道的蒸汽进入蒸汽连接管17，并通过中心喷嘴18喷出至中心混合腔内，同时由下混合腔15底部的空气入口16吸入大量的空气，空气进入底部筒体1内参与低压燃气和高压燃气
的燃烧；
[0120]
第二蒸汽管道通入蒸汽，第二蒸汽管道的蒸汽进入蒸汽连接管20，并在蒸汽环管21内流动，从蒸汽喷嘴22喷出，喷出的蒸汽通过底部筒体1侧壁的空气进孔2吸入大量空气，进一步参与燃烧，以加速催化燃烧，同时，空气、低压燃气以及高压燃气形成的混合气体在旋流片13的作用下形成旋流，从而加速催化燃烧，降低火焰长度，增加火焰刚性，蒸汽用于辅助燃烧而消烟。
[0121]
下混合腔15和上混合腔19均为圆锥形，且下混合腔15的小径端与上混合腔19的小径端相连接，上混合腔19在下混合腔15之上。
[0122]
在本实施例中，上部蒸汽系统24包括：
[0123]
上部蒸汽管25，上部蒸汽管25的一端连通于第三蒸汽管道；
[0124]
上部蒸汽环管26，上部蒸汽环管26位于上部筒体29的底部，上部蒸汽管25的另一端连通于上部蒸汽环管26；
[0125]
多个上部蒸汽喷嘴27，多个上部蒸汽喷嘴27沿周向均布于上部蒸汽环管2621上，且位于上部筒体29和底部筒体1之间。
[0126]
上部筒体29顶部设有火焰出口30。
[0127]
第三蒸汽管道用于提供蒸汽或有害低热值废气，在本实施例中，排放的废气为重组分气体，第三蒸汽管道通入蒸汽，蒸汽进入上部蒸汽管25，并通过上部蒸汽环管26和上部蒸汽喷嘴27喷出，喷出的蒸汽由上部筒体29底部吸入大量空气参与燃烧，并从底部筒体1侧壁的空气进孔2吸入少量空气参与燃烧，与底部筒体1喷出的混合气体再次混合，进一步促进燃烧更充分，减轻黑烟，降低火焰长度，提高火焰刚性，燃烧火焰从火焰出口30喷出燃烧。
[0128]
在本实施例中，低压燃气管道、高压燃气管道、第一蒸汽管道、第二蒸汽管道和第三蒸汽管道上均设有阀门，用于调节气体通入量。
[0129]
以上已经描述了本实用新型的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

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