高溫低氮燃燒液態醇燃料的窯爐燒嘴及其制造方法技術

高溫低氮燃燒液態醇燃料的窯爐燒嘴及其制造方法，其中，窯爐燒嘴包括燃燒裝置和供給裝置，供給裝置包括機殼和高壓液態燃料導管、混合單元，以及點火針，高壓液態燃料導管設有霧化噴嘴，燃燒裝置包括二維旋流燃燒室和導火管，二維旋流燃燒室是一兩端面互相平行的腔體，腔體是通過兩個平行的平面之間連接的向外彎曲的弧線沿兩個平面的中點的連線回轉成面而形成的，導火管設置在二維旋流燃燒室的一個端面上，二維旋流燃燒室設有開口，點火針是在開口處點火的，且點火后形成的火焰在二維旋流燃燒室內旋轉燃燒。因此，本發明專利技術具有既能使氮氧化物的生成量更低的、同時又能保證火焰的燃燒溫度符合要求的、燃料的利用率更高的、更加環保的優點。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及窯爐燒嘴的
,尤其是一種高溫低氮燃燒液態醇燃料的窯爐燒嘴；本專利技術還涉及一種高溫低氮燃燒液態醇燃料的窯爐燒嘴的制造方法。
技術介紹
窯爐是一種用耐火材料砌成的用以燒成制品的設備，是陶藝成型中的必備設施。我國的陶瓷制造工藝具有悠久的歷史，傳統的窯爐的燃料是以煤為主，但是由于煤的燃燒過程本質上都是煤的固體顆粒表面的燃燒，無法與空氣穩定均勻混合達到完全燃燒的效果，因此，煤直接燃燒的熱效率普遍都不高；另外一個方面，灰份是煤固有的一種成份，無法在燃燒器直接消除掉，容易造成排煙超標，因此，煤因其燃燒的熱效率不高和對環境的污染嚴重的缺陷，而被逐漸淘汰，于是，為了解決上述問題，人們致力于研究用于窯爐燃燒的更加環保的燃料；在研究的過程中，人們發現，醇基燃料燃燒后污染較小，而且燃燒的熱效率也比較高，于是就用醇基燃料作為窯爐的燃料進行試驗，但是，在試驗的過程中發現，醇基燃料的燃燒火焰的傳播速度慢，而且火焰溫度低，因此并不能滿足工業窯爐的高溫工況技術要求，也就不能作為燃料用于現有的窯爐中；那么，到底什么燃料用于窯爐才能達到環保、燃燒時熱效率高、同時又能達到火焰溫度高的目的呢？ 在試驗了多種燃料卻仍然達不到理想的效果之后，有人突然改變思考方向，嘗試設計一種用于適合于醇基燃料燃燒的窯爐，而窯爐燃燒燃料的核心部位在于燒嘴，于是人們就嘗試設計一種適合于醇基燃料燃燒的窯爐燒嘴。但是由于技術不夠成熟，設計出的窯爐燒嘴存在下述問題，生成的氮氧化物（NOX）多，對環境的危害大；因為窯爐是高溫燃燒，溫度是達到1500攝氏度以上的，而根據澤爾多維奇機理，低溫環境，氮氣很少參與燃燒，但是如果溫度達到了1500攝氏度以上，氮氧化物（NOX）生成反應則變得很明顯，氮氧化物（NOX）的生成速度與溫度、煙氣在高溫區停留的時間都分別成正比，溫度越高，煙氣在高溫區停留的時間越長，氮氧化物（NOX）的生成速度會越快，生成的氮氧化物（NOX）也就會越多，而大量的氮氧化物（NOX）排放到空氣中，會嚴重污染環境，影響地球上的生物的健康，甚至對地球上的生物的生命造成嚴重的威脅；而減少氮氧化物（NOX）的生成的方法有兩個，分別是降低溫度和縮短煙氣在高溫區的停留時間，由于窯爐是必須要滿足高溫工況的技術要求，因此，只有嘗試設計一種能夠縮短煙氣在高溫區的停留時間的窯爐燒嘴。
技術實現思路
為了克服上述問題，本專利技術向社會提供一種既能使氮氧化物的生成量更低的、同時又能保證火焰的燃燒溫度符合要求的、燃料的利用率更高的、更加環保的高溫低氮燃燒液態醇燃料的窯爐燒嘴。本專利技術還提供一種氮氧化物的生成量更低的、同時又能滿足火焰的燃燒溫度更高的、燃料的利用率更高的、更加環保的高溫低氮燃燒液態醇燃料的窯爐燒嘴的制造方法。本專利技術的技術方案是：提供一種高溫低氮燃燒液態醇燃料的窯爐燒嘴，包括燃燒裝置和給所述燃燒裝置提供液態醇燃料和助燃劑的供給裝置，所述供給裝置包括設有高壓風進口的機殼和設置在所述機殼內的高壓液態燃料導管、對液態醇燃料和助燃劑進行混合的混合單元，以及點火針，所述高壓液態燃料導管的下端設有霧化噴嘴，所述燃燒裝置包括二維旋流燃燒室和導火管，所述二維旋流燃燒室是一兩端面互相平行的腔體，所述腔體是通過兩個平行的平面之間連接的向外彎曲的弧線沿兩個所述平面的中點的連線回轉成面而形成的，所述導火管垂直設置在所述二維旋流燃燒室的其中一個端面上，且與所述二維旋流燃燒室的內部相通，所述二維旋流燃燒室的側面沿切向設有開口，所述供給裝置通過所述開口與所述二維旋流燃燒室的內部相通，所述點火針是在所述開口處點火的，且點火后形成的火焰在所述二維旋流燃燒室內旋轉燃燒。作為對本專利技術的改進，還包括風機，所述風機設置在所述機殼外，所述風機通過所述高壓風進口向機殼內部輸送助燃劑。作為對本專利技術的改進，所述混合單元是穩焰碟，所述混合單元將霧化后的液態醇燃料和進入混合單元處的助燃劑旋轉混合。作為對本專利技術的改進，還包括用于檢測火焰的存在或熄滅的火焰離子探針，所述火焰離子探針伸進所述機殼內且靠近所述開口的位置。作為對本專利技術的改進，所述二維旋流燃燒室包括下述重量百分比的組分： 800-1200目的氧化鋁微粉 2%-7%、純鋁酸鈣水泥 35%-46%、20-100目的碳化硅細砂 3%-10%、不銹鋼纖維 0.77%-2.3%、聚羧酸鹽類減水劑 0.077%-0.23%、 直徑為2-5mm的耐火砂 35%-45%、800-1200目的碳化硅微粉 2%-7%，以及水 11%-18.4%。作為對本專利技術的改進，所述二維旋流燃燒室包括下述重量百分比的組分： 800-1200目的氧化鋁微粉 3%-6%、純鋁酸鈣水泥 37%-44%、20-100目的碳化硅細砂 4%-9%、不銹鋼纖維 1.01%-2.0%、聚羧酸鹽類減水劑 0.101%-0.2%、直徑為2-5mm的耐火砂 37%-43%、800-1200目的碳化硅微粉3%-6%，以及水12%-17.4%。作為對本專利技術的改進，所述二維旋流燃燒室包括下述重量百分比的組分：800-1200目的氧化鋁微粉 4%-5%、純鋁酸鈣水泥39%-42%、20-100目的碳化硅細砂5%-8%、不銹鋼纖維1.31%-1.7%、聚羧酸鹽類減水劑0.131%-0.17%、直徑為2-5mm的耐火砂 39%-41%、800-1200目的碳化硅微粉4%-5%，以及水 13%-16.4%。本專利技術還提供一種高溫低氮燃燒液態醇燃料的窯爐燒嘴的制造方法，其制造方法如下：（1）、供給裝置的制作：制作供給裝置；（2）、燃燒裝置的制作；（21）、二維旋流燃燒室的制作：（211）、將800-1200目的氧化鋁微粉、純鋁酸鈣水泥、20-100目的碳化硅細砂、不銹鋼纖維和聚羧酸鹽類減水劑混煉，形成第一混煉物；（212）、將直徑為2-5mm的耐火砂和800-1200目的碳化硅微粉加入到（1）中的第一混煉物中，混合后共同混煉形成第二混煉物；（213）、向上述的第二混煉物中加入水，混合均勻，成型，得到坯體；（214）、升溫至1200℃-1500℃對（3）中的坯體進行烘干，烘干時間為2 小時 -2.5小時；（22）、導火管的制作：制作導火管；（23）、燃燒裝置的組合：將所述導火管與所述二維旋流燃燒室的其中一個端面垂直連接，且與所述二維旋流燃燒室的內部相通；（3）、成品：將所述供給裝置通過法蘭固定在所述燃燒裝置的二維旋流燃燒室的側面切向的開口處，且與所述燃燒裝置內部相通，便形成了窯爐燒嘴。作為對本專利技術的改進，所述二維旋流燃燒室包括下述重量百分比的組分： 800-1200目的氧化鋁微粉 2%-7%、純鋁酸鈣水泥 35%-46%、20-100目的碳化硅細砂 3%-10%、不銹鋼纖維 0.77%-2.3%、聚羧酸鹽類減水劑 0.077%-0.23%、 直徑為2-5mm的耐火砂 35%-45%、800-1200目的碳化硅微粉 2%-7%，以及水 11%-18.4%。作為對本專利技術的改進，所述二維旋流燃燒室包括下述重量百分比的組分： 800-1200目的氧化鋁微粉 3%-6%、純鋁酸鈣水泥 37%-44%、20-100目的碳化硅細砂 4%-9%、不銹鋼纖維 1.01%-2.0%、聚羧酸鹽類減水劑 0.101%-0.2%、直徑為2-5mm的耐火砂 3本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種高溫低氮燃燒液態醇燃料的窯爐燒嘴，包括燃燒裝置（1）和給所述燃燒裝置（1）提供液態醇燃料和助燃劑的供給裝置（2），所述供給裝置（2）包括設有高壓風進口（200）的機殼（20）和設置在所述機殼（20）內的高壓液態燃料導管（21）、對液態醇燃料和助燃劑進行混合的混合單元（23），以及點火針（24），其特征在于，所述高壓液態燃料導管（21）的下端設有霧化噴嘴（211），所述燃燒裝置（1）包括二維旋流燃燒室（11）和導火管（12），所述二維旋流燃燒室（11）是一兩端面互相平行的腔體，所述腔體是通過兩個平行的平面之間連接的向外彎曲的弧線沿兩個所述平面的中點的連線回轉成面而形成的，所述導火管（12）垂直設置在所述二維旋流燃燒室（11）的其中一個端面上，且與所述二維旋流燃燒室（11）的內部相通，所述二維旋流燃燒室（11）的側面沿切向設有開口（110），所述供給裝置（2）通過所述開口（110）與所述二維旋流燃燒室（11）的內部相通，所述點火針（24）是在所述開口（110）處點火的，且點火后形成的火焰在所述二維旋流燃燒室（11）內旋轉燃燒。

【技術特征摘要】
1.一種高溫低氮燃燒液態醇燃料的窯爐燒嘴，包括燃燒裝置（1）和給所述燃燒裝置（1）提供液態醇燃料和助燃劑的供給裝置（2），所述供給裝置（2）包括設有高壓風進口（200）的機殼（20）和設置在所述機殼（20）內的高壓液態燃料導管（21）、對液態醇燃料和助燃劑進行混合的混合單元（23），以及點火針（24），其特征在于，所述高壓液態燃料導管（21）的下端設有霧化噴嘴（211），所述燃燒裝置（1）包括二維旋流燃燒室（11）和導火管（12），所述二維旋流燃燒室（11）是一兩端面互相平行的腔體，所述腔體是通過兩個平行的平面之間連接的向外彎曲的弧線沿兩個所述平面的中點的連線回轉成面而形成的，所述導火管（12）垂直設置在所述二維旋流燃燒室（11）的其中一個端面上，且與所述二維旋流燃燒室（11）的內部相通，所述二維旋流燃燒室（11）的側面沿切向設有開口（110），所述供給裝置（2）通過所述開口（110）與所述二維旋流燃燒室（11）的內部相通，所述點火針（24）是在所述開口（110）處點火的，且點火后形成的火焰在所述二維旋流燃燒室（11）內旋轉燃燒。2.根據權利要求1所述的高溫低氮燃燒液態醇燃料的窯爐燒嘴，其特征在于，還包括風機（25），所述風機（25）設置在所述機殼（20）外，所述風機（25）通過所述高壓風進口（200）向機殼（20）內部輸送助燃劑。3.根據權利要求1或2所述的高溫低氮燃燒液態醇燃料的窯爐燒嘴，其特征在于，所述混合單元（23）是穩焰碟，所述混合單元（23）將霧化后的液態醇燃料和進入混合單元（23）處的助燃劑旋轉混合。4.根據權利要求1或2所述的高溫低氮燃燒液態醇燃料的窯爐燒嘴，其特征在于，還包括用于檢測火焰的存在或熄滅的火焰離子探針（25），所述火焰離子探針（25）伸進所述機殼(20）內且靠近所述開口（110）的位置。5.根據權利要求1所述的高溫低氮燃燒液態醇燃料的窯爐燒嘴，其特征在于，所述二維旋流燃燒室（11）包括下述重量百分比的組分： 800-1200目的氧化鋁微粉 2%-7%、純鋁酸鈣水泥 35%-46%、20-100目的碳化硅細砂 3%-10%、不銹鋼纖維 0.77%-2.3%、聚羧酸鹽類減水劑 0.077%-0.23%、 直徑為2-5mm的耐火砂 35%-45%、800-1200目的碳化硅微粉 2%-7%，以及水 11%-18.4%。6.根據權利要求5所述的高溫低氮燃燒液態醇燃料的窯爐燒嘴，其特征在于，所述二維旋流燃燒室（11）包括下述重量百分比的組分： 800-1200目的氧化鋁微粉 3%-6%、純鋁酸鈣水泥 37%-44%、20-100目的碳化硅細砂 4%-9%、不銹鋼纖維 1.01%-2.0%、聚羧酸鹽類減水劑 0.101%-0.2%、直...

【專利技術屬性】
技術研發人員：周文斌，馬世華，余林生，陳湘龍，王金玖，
申請(專利權)人：中藍能源深圳有限公司，
類型：發明
國別省市：廣東;44