有机废液焚烧炉的燃烧器及其燃烧方法

298 编辑：中冶有色技术网来源：华中科技大学

2023-12-14 15:38:35

权利要求书： 1.一种有机废液焚烧炉的燃烧器，其特征在于，包括：燃料管道(1)，用于向炉膛(5)内输入燃料；

空气管道(2)，套设于所述燃料管道(1)外部，所述空气管道(2)内设置有第一旋流叶片(21)，用于向炉膛(5)内输入旋流空气；以及，有机废液管道(3)，套设于所述空气管道(2)外部，所述有机废液管道(3)内设置有第二旋流叶片(31)，用于向炉膛(5)内输入雾化后的旋流有机废液；

其中，所述第一旋流叶片(21)的旋转方向与所述第二旋流叶片(31)的旋转方向相反，第一旋流叶片(21)的旋流数为0.8?0.9，第二旋流叶片(31)的旋流数为0.7?0.8；

所述炉膛(5)上开设有若干空气直流管道(4)，若干所述空气直流管道(4)分布于所述有机废液管道(3)的外周。

2.根据权利要求1所述的有机废液焚烧炉的燃烧器，其特征在于，所述空气管道(2)伸入所述炉膛(5)的一端呈向外扩张的喇叭口形状，所述有机废液管道(3)与所述炉膛(5)相连接。

3.根据权利要求2所述的有机废液焚烧炉的燃烧器，其特征在于，所述有机废液管道(3)伸入所述炉膛(5)的一端呈向外扩张的喇叭口形状，所述空气管道(2)与所述有机废液管道(3)的开口角度相同。

4.根据权利要求3所述的有机废液焚烧炉的燃烧器，其特征在于，所述有机废液管道(3)包括平直段(32)以及变截面段(33)，所述平直段(32)的截面大于所述变截面段(33)的截面，所述变截面段(33)伸入所述炉膛(5)内。

5.根据权利要求4所述的有机废液焚烧炉的燃烧器，其特征在于，所述第二旋流叶片(31)设置于所述变截面段(33)。

6.根据权利要求2所述的有机废液焚烧炉的燃烧器，其特征在于，所述有机废液管道(3)伸入所述炉膛(5)的一端呈向内收缩的圆锥口形状，所述空气管道(2)与所述有机废液管道(3)的开口方向相交。

7.根据权利要求6所述的有机废液焚烧炉的燃烧器，其特征在于，若干所述空气直流管道(4)在所述炉膛(5)上围合呈以所述燃料管道(1)为中心的圆形，所述空气直流管道(4)与所述燃料管道(1)之间的距离为所述有机废液管道(3)半径的1?1.5倍，每个所述空气直流管道(4)的半径为所述炉膛(5)半径的1/8?1/6。

8.一种有机废液焚烧炉的燃烧器的燃烧方法，其特征在于，采用权利要求1至7中任一项所述的有机废液焚烧炉的燃烧器，包括以下步骤：S1、通过所述空气管道(2)向所述炉膛(5)内输入旋流空气；

S2、通过所述燃料管道(1)向所述炉膛(5)内输入燃料，使所述炉膛(5)内形成稳定的燃烧区；

S3、通过所述有机废液管道(3)向所述炉膛(5)内输入雾化后的旋流有机废液，使雾化后的旋流有机废液在所述燃烧区燃烧。

9.根据权利要求8所述的有机废液焚烧炉的燃烧器的燃烧方法，其特征在于，所述炉膛(5)上开设有若干空气直流管道(4)，所述空气管道(2)内输入的旋流空气量为总空气量的

70?90％，若干所述空气直流管道(4)内输入的直流空气量为总空气量的10?30％，所述有机废液管道(3)内输入的雾化后的旋流有机废液的热值大于10500kJ/kg。

说明书：一种有机废液焚烧炉的燃烧器及其燃烧方法技术领域[0001] 本发明涉及有机废液焚烧处理技术领域，具体来说，是指一种有机废液焚烧炉的燃烧器及其燃烧方法。

背景技术[0002] 我国每年在医药、纺织、石油、造纸等行业排放数以万吨的高浓度、难降解的工业废液。这些工业废液的成分多为高浓度的有机物。近年来，随着社会对节能环保的呼吁愈来

愈强烈，如何高效、清洁的处理工业废液，已经成为一个研究热点。

[0003] 现有技术中，污水处理企业通常采用焚烧法对有机废液进行处理，将有机废液雾化后输入焚烧炉的炉膛中进行焚烧处理。但是，由于有机废液的着火温度相对较高，即便是

将有机废液雾化后，常规的焚烧处理技术也很难使有机废液进行充分的燃烧，从而产生一

氧化碳或者二噁英等有害烟气，对环境造成严重的污染。

发明内容[0004] 有鉴于此，本发明的目的在于克服现有技术的不足，第一方面，提供一种有机废液焚烧炉的燃烧器，以解决现有技术中无法使雾化后的有机废液进行充分燃烧的技术问题。

[0005] 本发明解决该技术问题所采用的技术方案是：[0006] 一种有机废液焚烧炉的燃烧器，包括：[0007] 燃料管道，用于向炉膛内输入燃料；[0008] 空气管道，套设于所述燃料管道外部，所述空气管道内设置有第一旋流叶片，用于向炉膛内输入旋流空气；以及，

[0009] 有机废液管道，套设于所述空气管道外部，所述有机废液管道内设置有第二旋流叶片，用于向炉膛内输入雾化后的旋流有机废液；

[0010] 其中，所述第一旋流叶片的旋转方向与所述第二旋流叶片的旋转方向相反。[0011] 在上述技术方案的基础上，该有机废液焚烧炉的燃烧器还可以做如下的改进。[0012] 可选的，所述空气管道伸入所述炉膛的一端呈向外扩张的喇叭口形状，所述有机废液管道与所述炉膛相连接。

[0013] 可选的，所述有机废液管道伸入所述炉膛的一端呈向外扩张的喇叭口形状，所述空气管道与所述有机废液管道的开口角度相同。

[0014] 可选的，所述有机废液管道包括平直段以及变截面段，所述平直段的截面大于所述变截面段的截面，所述变截面段伸入所述炉膛内。

[0015] 可选的，所述第二旋流叶片设置于所述变截面段。[0016] 可选的，所述有机废液管道伸入所述炉膛的一端呈向内收缩的圆锥口形状，所述空气管道与所述有机废液管道的开口方向相交。

[0017] 可选的，所述炉膛上开设有若干空气直流管道，若干所述空气直流管道分布于所述有机废液管道的外周。

[0018] 可选的，若干所述空气直流管道在所述炉膛上围合呈以所述燃料管道为中心的圆形，所述空气直流管道与所述燃料管道之间的距离为所述有机废液管道半径的1?1.5倍，每

个所述空气直流管道的半径为所述炉膛半径的1/8?1/6。

[0019] 第二方面，本发明还提供一种有机废液焚烧炉的燃烧器的燃烧方法，采用上述的有机废液焚烧炉的燃烧器，包括以下步骤：

[0020] S1、通过所述空气管道向所述炉膛内输入旋流空气；[0021] S2、通过所述燃料管道向所述炉膛内输入燃料，使所述炉膛内形成稳定的燃烧区；[0022] S3、通过所述有机废液管道向所述炉膛内输入雾化后的旋流有机废液，使雾化后的旋流有机废液在所述燃烧区燃烧。

[0023] 在上述技术方案的基础上，该有机废液焚烧炉的燃烧器的燃烧方法还可以做如下的改进。

[0024] 可选的，所述炉膛上开设有若干空气直流管道，所述空气管道内输入的旋流空气量为总空气量的70?90％，若干所述空气直流管道内输入的直流空气量为总空气量的10?

30％，所述有机废液管道内输入的雾化后的旋流有机废液的热值大于10500kJ/kg。

[0025] 与现有技术相比，本发明提供的有机废液焚烧炉的燃烧器具有的有益效果是：[0026] 本发明通过燃料与空气在炉膛内混合燃烧，使炉膛内形成稳定的燃烧区，空气通过第一旋流叶片向炉膛内输入旋流空气，雾化后的有机废液通过第二旋流叶片向炉膛内输

入旋流有机废液，旋流空气经过燃烧区的加热受热膨胀向外扩散，使雾化后的有机废液能

够附着在受热膨胀的空气旋转面上，由于旋流空气与旋流有机废液的旋转方向相反，使空

气与有机废液能够充分的混合，从而实现有机废液的充分燃烧。

附图说明[0027] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本

发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以

根据这些附图获得其他的附图。

[0028] 图1是本发明有机废液焚烧炉的燃烧器的剖视结构示意图；[0029] 图2是本发明有机废液焚烧炉的燃烧器的左视结构示意图；[0030] 图3是本发明有机废液焚烧炉的燃烧器的流场结构示意图；[0031] 图4是本发明有机废液焚烧炉的燃烧器的另一实施方式剖视结构示意图；[0032] 图5是本发明有机废液焚烧炉的燃烧器的燃烧方法的流程图。[0033] 图中：[0034] 1—燃料管道；2—空气管道；21—第一旋流叶片；3—有机废液管道；31—第二旋流叶片；32—平直段；33—变截面段；4—空气直流管道；5—炉膛。

具体实施方式[0035] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全面的实施例。基

于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有

其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

[0036] 实施例1：[0037] 本发明提供一种有机废液焚烧炉的燃烧器，如图1至图3所示，包括燃料管道1、空气管道2以及有机废液管道3。空气管道2套设于燃料管道1的外部，空气管道2的输入口位于

空气管道2的侧壁上。有机废液管道3套设于空气管道2的外部，有机废液管道3的输入口位

于有机废液管道3的侧壁上。燃料管道1、空气管道2以及有机废液管道3之间既可以共用同

一管壁，也可以分别设置不同的管壁。有机废液管道3的输出口连接在炉膛5的侧壁上，使燃

料管道1、空气管道2以及有机废液管道3的输出口伸入炉膛5内。

[0038] 如图1至图3所示，在空气管道2内设置有第一旋流叶片21，第一旋流叶片21的旋流数为0.8?0.9。在有机废液管道3内设置有第二旋流叶片31，第二旋流叶片31的旋流数为

0.7?0.8。第一旋流叶片21的旋转方向与第二旋流叶片31的旋转方向相反。第一旋流叶片21

与第二旋流叶片31可以分别通过法兰连接在空气管道2与有机废液管道3内。

[0039] 如图3所示，当向空气管道2内输入空气时，空气在第一旋流叶片21的作用下产生旋流。当向有机废液管道3内输入雾化后的有机废液时，雾化后的有机废液在第二旋流叶片

31的作用下产生旋流。通过燃料管道1向炉膛5内输入天然气或者水煤气等可燃性气体燃

料，燃料与空气混合后在炉膛5中心形成稳定的燃烧区。旋流空气经过燃烧区的加热，受热

膨胀并且向外扩散，使雾化后的有机废液能够附着在空气的旋转面上。同时，由于第一旋流

叶片21与第二旋流叶片31的旋转方向相反，使旋流空气与雾化后的旋流有机废液能够相互

冲撞、相互渗入，从而使空气与有机废液能够充分的混合，以保证有机废液的充分燃烧。

[0040] 本发明通过将空气与有机废液进行混合，根据燃烧的三要素，可燃物与空气充分混合后，当具备燃烧的温度时，即可使有机废液进行充分的燃烧，从而避免由于有机废液燃

烧不充分而产生一氧化碳或者二噁英等有害烟气的问题，保护了环境。

[0041] 如图1至图3所示，为了使空气与雾化后的有机废液更充分的混合，将空气管道2伸入炉膛5的一端设置为向外扩张的喇叭口形状。同时，将有机废液管道3伸入炉膛5的一端也

设置为向外扩张的喇叭口形状。空气管道2与有机废液管道3的开口角度相同，有机废液管

道3与炉膛5相连接。这样设计能够延长空气与雾化后的有机废液的混合长度与混合区域面

积，并且保持有机废液的雾化角不变。

[0042] 如图1至图3所示，有机废液管道3包括平直段32以及变截面段33。平直段32的截面大于变截面段33的截面，变截面段33伸入炉膛5内，第二旋流叶片31设置于变截面段33。当

有机废液从平直段32进入到变截面段33时，由于变截面段33的截面变小，有利于促进有机

废液的进一步雾化。当然，也可以在平直段32上设置若干小孔，当有机废液通过若干小孔

时，使有机废液能够进一步的雾化，再通过第二旋流叶片31成为旋流有机废液。

[0043] 如图4所示，作为另一种实施方式，本发明还可以将有机废液管道3伸入炉膛5的一端设置为向内收缩的圆锥口形状，使空气管道2与有机废液管道3的开口方向相交。当空气

从空气管道2输出时，雾化后的有机废液从有机废液管道3输出时，空气与有机废液相互交

叉，能够更充分的冲撞、相互渗入，从而使空气与有机废液能够充分的混合。

[0044] 如图1至图3所示，炉膛5的侧壁上开设有若干空气直流管道4，若干空气直流管道4在炉膛5上围合呈圆形，圆形的圆心为燃料管道1。空气直流管道4与燃料管道1之间的距离

为有机废液管道3半径的1?1.5倍，每个空气直流管道4的半径为炉膛5半径的1/8?1/6。

[0045] 如图3所示，本发明通过空气直流管道4向炉膛5内输入直流空气，直流空气能够在炉膛5内形成风幕。一方面，风幕能够弥补雾化后的有机废液与旋流空气微量的混合不充分

问题；另一方面，风幕还可以补充炉膛5内的氧气，使有机废液在炉膛5内更充分的燃烧。此

外，直流空气与燃料燃烧还能够补充炉膛5内燃烧的热量。当然，空气直流管道4也可以设计

为扁平孔的结构形式，使输入炉膛5内的直流空气宽度更大，使风幕的覆盖面积更大。本发

明也可以通过空气管道2或者空气直流管道4向炉膛5内输入纯氧，使有机废液在炉膛5内进

行富氧燃烧，从而以保证有机废液的充分燃烧。

[0046] 可以理解的是，本发明并不对空气直流管道4设置的数量做具体的限定，根据炉膛5内腔的空间大小、有机废液管道3直径的大小以及旋流空气量、雾化后的旋流有机废液量、

燃料的输入量，还可以设置更多数量的空气直流管道4。当然，通过空气直流管道4输入直流

空气时，既可以采用持续输入的方式，也可以采用间隔时间输入的方式。

[0047] 实施例2：[0048] 本发明还提供一种有机废液焚烧炉的燃烧器的燃烧方法，如图5所示，采用上述的有机废液焚烧炉的燃烧器。首先通过空气管道2向炉膛5内输入旋流空气，然后通过燃料管

道1向炉膛5内输入燃料。旋流空气与燃料在炉膛5内混合后，在炉膛5内燃烧形成稳定的燃

烧区。此时，通过有机废液管道3向炉膛5内输入雾化后的旋流有机废液，雾化后的旋流有机

废液附着在旋流空气的旋转面上，旋流空气受热膨胀，又与雾化后的旋流有机废液相互冲

撞、渗入，使空气与有机废液充分的混合，从而实现有机废液的充分燃烧。

[0049] 特别地，本发明还通过空气直流管道4向炉膛5内输入直流空气。其中，通过空气管道2向炉膛5内输入的旋流空气量为总空气量的70?90％，通过若干空气直流管道4向炉膛5

内输入的直流空气量为总空气量的10?30％。通过有机废液管道3向炉膛5内输入的雾化后

的旋流有机废液的热值大于10500kJ/kg，以保证有机废液的充分燃烧。

[0050] 本发明通过空气与有机废液双旋流的结构形式，保证了空气与有机废液的充分混合，并且通过直流空气作为弥补空气与有机废液混合的补充、燃烧热量的补充以及氧气的

补充，保证了有机废液的充分燃烧。当然，为了提高炉膛5的燃烧效率，可以在炉膛5的侧壁

上设置多组有机废液焚烧炉的燃烧器，多组有机废液焚烧炉的燃烧器沿炉膛5的高度方向

间隔、交错设置，能够进一步保证有机废液的充分燃烧。

[0051] 以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵

盖在本发明的保护范围之内。