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废气焚烧炉的燃烧室与燃烧器介绍

日期:2018-05-16  人气:419 views

废气焚烧炉燃烧过程原理,简单地可归纳为三个步骤,即:反应物的制备,反应物的混合以及点燃和燃烧反应。这些过程由燃烧室中的燃烧器来完成。

所谓反应物的制备,例如将液体燃料雾化,或者为产生**的流型将废气导流,形成旋涡;而反应物的混合是热力燃烧中的一个关键步骤,即所谓”混合好就能燃烧好”的道理。混合的机理有两种:基于浓度梯度的扩散(无外界影响)和采用外加措施的对流流动(例如在流道中设置构件);这里混合是有目的地采用一些构件实现反应物间的对流,从而改变流动的湍流结构。在上述两个步骤的基础上即可点火并实施化学反应。

(1)废气焚烧炉燃烧室的构造形式基本上可分两类:**由金属制成的燃烧室和衬耐火材料的燃烧室。**由金属制成的燃烧室,即所谓的旋涡燃烧器(Combus-tor),它是把燃烧室与燃烧器组成一个整体。衬耐火材料(耐火砖或陶瓷纤维)燃烧室的特点是:在整个燃烧室中的温度分布较均匀,以及由于其高的热容,即使当废气中VOC浓度波动时(热值变化)也可保持良好的温度分布;但缺点是重量大、体积大,因而比金属燃烧室的投资高很多。

耐热钢的**使用温度为800℃,因此金属燃烧室的燃烧温度一般控制在750℃以下;而一般陶瓷材料使用温度可高达1200℃。

(2)废气焚烧炉旋涡燃烧器(Combustor)如图一所示。要净化的有机废气(含足够的氧,不需再加空气)经过导向装置呈切线方向进入燃烧室并产生旋涡;之后,这股旋涡废气流先经外部折流后进入内部环隙(2),在再次折流时与燃料一起经导向混合机构(3)混合后进入燃烧室(5)。这样经过多次折流后使其与燃料气均匀混合,然后进入一个高度湍流的旋涡流火焰中,并与中央的燃料气体充分混合一起燃烧,产生稳定的火焰。

这种燃烧器适应含不同VOC浓度的废气;其操作温度一般在750℃左右,在特殊场合可高达1200℃,但需要衬耐火砖;废气处理量在100-40000Nm3/h范围内。

在高湍流、超临界的旋涡流情况下,其优点是:

①在相对较低的反应温度下,停流时间很短,即能达到所要求的转化率;

②NOx的生成速率低;

③可实现氧化/还原反应;

④借助流体动力学的控制,废气流量变化可达1:5;

⑤火焰温度较低;

⑥燃烧室与废气预热一体化;

⑦燃烧室内温度分布均匀。

图一:废气焚烧炉旋涡燃烧器(Combustor)示意图

(3)废气焚烧炉平面燃烧器的原理如图二所示。它**由钢板制成的面积式燃烧器系统,有机废气先进入一个集气室,然后再通过混合锥(2)上的小孔进到反应空间(3),燃料则从供料机构(1)输入。由于废气通过混合锥上小孔后产生的射流,使得在混合区内的流体呈湍流状态,从而使反应物达到良好的混合。

图二:废气焚烧炉平面燃烧器示意图


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