烧嘴简介
烧嘴也可以叫燃烧器，但不同于小型锅炉上用的一体化燃烧器，因为都属于燃烧器，所以二者的概念很容易在生产实践中被混淆。后者属于一体机，一般也叫燃烧机，包含助燃风机、燃料加压输送管件和点火监测控制器集成为一体，适用于小型锅炉及少量喷燃点的小型燃料加热炉。前者可包含点火电极和火焰监测探头，但单一烧嘴一般不含助燃风机、燃料加压及输送管件和点火监测控制器，需要根据不同加热炉的具体结构及加热工艺要求布置烧嘴及助燃风机、助燃空气管路、燃料加压及输送管件和点火监测控制器，烧嘴的适用领域比一体化燃烧器要广。烧嘴按照用途来分，有可以分为工业套用烧嘴，商业套用烧嘴，工艺套用烧嘴。
工业套用烧嘴以及商业套用烧嘴一般功率较大，一般属于固定设备。工艺套用烧嘴，一般功率较小，没有特定的型号，可以根据实际的工艺来开发出来的烧嘴，并且属于损耗件。
烧嘴按点火方式分为两种：一种是自动点火，点火方式通过电极发出高压点燃可燃气体；一种是人工点火。点火方式是用明火点燃可燃气体。自动点火适用于相对纯净气体；人工点火适用于纯净可燃气体、较髒可燃气体。
烧嘴的性能
工艺烧嘴技术是气化技术中最关键的技术之一，它直接决定了该工艺技术的效能和系统的稳定。一般而言，对工艺烧嘴的要求是从以下几个方面来考虑的。
（1）雾化效果
根据烧嘴的原理利用高速喷出原料气体与其它原料物流混合均匀，达到理想的混合。通过对烧嘴的液雾平均粒径、雾粒直径分布、雾炬张角和液雾流量密度分布等指标的测定，获得设计条件下比较优良的数据，并最终经过实际生产的工艺指标的验证。
例如，利用高速喷出（80～120m/s）的氧气的动能将煤浆打散、雾化，使雾化后的煤浆微粒与氧气在高温气化炉内发生快速、充分的反应，要求雾化后的粒子小、分布均匀。
（2）气化炉的高度和直径
在设计参数状态下，喷射出来的反应物气流的张角应该有一个合理的开度，不宜直接沖刷到耐火砖的墙面。其工作状态下的火焰长短（反应高温区位置）应该合理，长短合适，以避免对耐火砖及烧嘴本身带来不利的影响。因此，气化炉的设计应该有一个合理的高度和直径，使烧嘴的最佳工作状态与气化炉相匹配，并留有一定的余地。
（3）操作弹性
要有一个合适的操作弹性，使其能够满足系统开车时的低负荷、正常生产时的满负荷以及单炉运行时的超负荷（50%～130%）能力，在上述操作弹性範围内应保证其正常的工作性能。
（4）使用寿命
在保证其工作性能的前提下，最大限度地延长其使用寿命，以确保装置的长周期稳定运行及经济运行效能。确切地说，一个无维修运转周期应该在一年以上，最好为5～10年。
烧嘴的形式
工艺烧嘴的形式是影响烧嘴性能的主要因素之一。
国内对工艺烧嘴的结构和型式作过大量的研究。例如，西北化工研究院曾与兰州化工机械研究院合作，对十几种不同结构的烧嘴进行过合作攻关。研究中归纳了两大类烧嘴。
（1）内混式
即物料在烧嘴内的一混合室进行充分混合后喷出烧嘴。这种烧嘴经各物理参数的测定，表明其雾化性能较好，但对内混室的耐磨件要求较高，难以实现工业化大生产。
（2）外混式
即物料在烧嘴的出口处进行混合，在喷口处燃烧。目前国内工业化生产中套用的就是这种类型的烧嘴。这种烧嘴与内混式相比，其最大的优点就是相对降低了对烧嘴头部耐磨件的要求，但雾化性能略差于内混式。事实上，上述的研究都是在没有内部通道有冷却水的情况下进行的，都是採用外夹套或蛇管冷却的方式对烧嘴进行冷却降温，这与目前国际上採用的内冷却式是不同的。
特种烧嘴
高速等温烧嘴
高速等温烧嘴利用烧嘴喷射的高动能，造成窑炉内气流循环并强化高温燃气对环境的对流换热，获得更均匀的温度场，满足快速烧成的要求。高速等温烧嘴的基本原理是单活塞发动机原理。大部分燃料的燃烧过程在燃烧室内完成，燃料气体具有相当大的压力，在这个过程中产生的膨胀使气体以很高的速度喷出，从而实现改善宽断面窑炉温度均匀性的目的。
高速烧嘴中的可燃气体在烧嘴内部混合与燃烧完全，然后以100～300 m/s的速度喷入窑炉内，喷出的气体温度可在200～1800℃範围内调节。
脉冲烧嘴
在大容积梭式窑、宽断面隧道窑中，採用高速等温烧嘴可以较好地解决窑内温差，但是由于高速等温烧嘴喷出的高速焰气对窑内气体产生抽吸作用。使窑内气体运动形成涡流，而涡流中心气流相对静止，所以温差现象仍然存在。脉冲烧嘴在控制窑内温度场、气氛场的均匀性和稳定性方面具有更好的效果。脉冲烧嘴需和脉冲控制系统配合使用，通过控制烧嘴燃料的开与断，使得窑内气体的运动呈现不稳定状态，脉冲控制系统调整烧嘴火焰的喷出功率，使其按一定周期变化，当一个烧嘴的喷出功率达到最大，另一个达到最小时来加剧气流流动，消除局部热点，避免窑内气流形成涡流，从而实现窑内温度场、气氛场的均匀性和稳定性。
调温烧嘴
调温烧嘴的原理是二次空气式调温。它主要用于间歇式窑炉适应某些产品的升温要求，如某高铝电瓷要求150℃保温10 h，普通烧嘴的流量调节比很难达到这种要求，而採用调温烧嘴，焰气经加入二次空气调温后。烧嘴砖出口温度最低，可控制到80℃，顺利地达到了丁艺要求。
富氧燃烧器
富氧燃烧是将助燃剂中的氧气含量提高，通过减少N2的含量来减少烟气带走的热损失，提高理论燃烧温度，增加热设备的产量，并且可以通过富集烟气中的CO2来降低对它的捕集能耗。
富氧燃烧的研究始于20世纪30年代。至20世纪70～80年代由于石油等能源价格飞涨，富氧燃烧因为其温度高、节能显着等特点得到了重视，并在玻璃炉窑、搪瓷熔炉等热工设备上取得了良好的效果。富氧/纯氧燃烧器是富氧燃烧技术能否成功套用的关键性设备，不仅决定了燃料燃烧过程中的能源转化效率，而且对炉膛内部的传质、传热等过程均有较大的影响。根据目前的工业利用情况，可以将富氧燃烧分为三类：助燃剂中氧浓度在21%～30%範围内称为低浓度富氧；氧浓度在30%～95%为高浓度富氧；而氧浓度在95%～100%则可近似地认为是纯氧燃烧。富氧燃烧器与纯氧燃烧最大的不同，是富氧燃烧过程需要着重考虑NOx的生成，而纯氧燃烧器一般不需要。
用途
工艺烧嘴广泛套用于产品成型以后的工艺处理，如玻璃器皿成型后的抛光，切割，烧口，应力处理等，塑胶件表面喷涂之前的火焰处理，以增强塑胶件表面的张力/亲水性，增强喷漆的效果。由上向下喷射的气流床，在水煤浆气化、天然气部分氧化、粉煤气化等煤化工中，气化炉和烧嘴是不可缺少的。只要烧嘴的结构设计合理，气化炉有足够的空间和高度，燃烧反应就可以进行得比较完全，化学反应产物的平衡温距很小或接近于零，关键原料的转化率比较高，可以认为气化反应达到了理想的效果。在有些关于烧嘴的研究报告中声称他们的烧嘴可以提高转化率，巨观来看，就是这个原因。
烧嘴的结构设计与烧嘴的寿命密切相关，如果一个烧嘴的运转寿命在一年以上，气化炉就不需要备炉，在两次系统维修停车期之间不用更换或维修烧嘴，可以实现稳定、长周期和满负荷生产，其意义不言而喻。
