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CN111911915B - 一种氨气低氮旋风无焰燃烧系统及其操作方法 - Google Patents

一种氨气低氮旋风无焰燃烧系统及其操作方法 Download PDF

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CN111911915B
CN111911915B CN202010745714.0A CN202010745714A CN111911915B CN 111911915 B CN111911915 B CN 111911915B CN 202010745714 A CN202010745714 A CN 202010745714A CN 111911915 B CN111911915 B CN 111911915B
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Xian Jiaotong University
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Xian Jiaotong University
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Abstract

本发明公开了一种氨气低氮旋风无焰燃烧系统及其操作方法，所述系统包括炉膛本体、热电偶、空气入口管道、燃气入口管道、石英玻璃窗口、烟气再循环管道、点火装置、高速相机、烟气出口管道等装置。空气按照一次风和二次风中空气分配比例并各自被均匀地分为两股从两个对角的空气入口管道进入炉膛；燃气同样按照一次风和二次风中燃料分配比例并各自被均匀地分为两股从两个对角的燃气入口管道进入炉膛；再循环烟气均匀分为两股通过对角布置的两个烟气再循环管道进入炉膛。本发明在燃用不同燃料时在旋风燃烧方式下均能实现无焰燃烧，避免炉膛出现温度超过1300℃的高温区，有效实现氮氧化物的控制。

Description

一种氨气低氮旋风无焰燃烧系统及其操作方法
技术领域
本发明属于气体燃料燃烧技术领域，特别涉及一种氨气低氮旋风无焰燃烧系统及其操作方法。
背景技术
氢能作为一种清洁能源，可以作为可再生能源的载体，具有解决温室效应的潜力。然而氢气的储存运输需要耗费大量能量，无法实现大规模长距离运输。氨气在常温下的液化压力只有1.03MPa，而氢气的这一数值为70MPa。将氢气合成为氨气或者通过电化学合成氨的方法直接将可再生能源储存在氨气中能够实现可再生能源的大规模长距离转运。氨气直接燃烧利用能够减少氨气裂解为氢气过程中损耗的能量，但氨气直接燃烧会造成氮氧化物和氨逃逸的问题。
氮氧化物是一种常见的燃料排放污染物，其与碳氢化合物在太阳的作用下会发生一系列的光化学反应，生成光化学烟雾；其次氮氧化物在大气中累积还会形成硝酸型酸雨；再者氮氧化物还会对臭氧层造成破坏，引起臭氧层空洞，辐射加强；最后氮氧化物和氨气对人体的呼吸系统会有刺激作用，破坏身体健康。
排放法规针对氮氧化物和氨逃逸的控制相当严格，超低排放要求氮氧化物必须控制在50mg/Nm3，氨逃逸需低于3ppm；这一限值的实现必须依靠新的燃烧模式或者低氮燃烧技术。
目前现在的燃气燃烧系统不能满足氨气等作为燃料时的排放标准，亟需一种新的燃气低氮旋风无焰燃烧系统及其操作方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种氨气低氮旋风无焰燃烧系统及其操作方法，以解决上述存在的一个或多个技术问题。本发明能够实现氮氧化物以及氨逃逸的深度脱除，在氨气作为燃料燃烧时能够满足50mg/Nm3的排放标准。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明的一种氨气低氮旋风无焰燃烧系统，包括：炉膛本体；所述炉膛本体设置有立方体内腔；所述炉膛本体设置有：
第一一次风空气入口和第二一次风空气入口，所述第一一次风空气入口和第二一次风空气入口分别设置于所述立方体内腔的第一竖直对角，用于根据一二次风的空气分配比例，将一次风的空气从两个对角均等送入立方体内腔；第一一次风氨气入口和第二一次风氨气入口，所述第一一次风氨气入口和第二一次风氨气入口分别设置于所述立方体内腔的第一竖直对角，用于根据一二次风的氨气分配比例，将一次风的氨气从两个对角均等送入立方体内腔；第一二次风空气入口和第二二次风空气入口，所述第一二次风空气入口和第二二次风空气入口分别设置于所述立方体内腔的第一竖直对角，用于根据一二次风的空气分配比例将二次风的空气从两个对角均等送入立方体内腔；其中，第一二次风空气入口和第二二次风空气入口分别处于第一一次风空气入口和第二一次风空气入口的上方；第一二次风氨气入口和第二二次风氨气入口，所述第一二次风氨气入口和第二二次风氨气入口分别设置于所述立方体内腔的第一竖直对角，用于根据一二次风的氨气分配比例，将二次风的氨气从两个对角均等送入立方体内腔；其中，第一二次风氨气入口和第二二次风氨气入口分别处于第一一次风氨气入口和第二一次风氨气入口的上方；第一烟气进口和第二烟气进口，所述第一烟气进口和第二烟气进口分别设置于所述立方体内腔的第二竖直对角，用于通入再循环烟气；烟气出口，所述烟气出口设置于炉膛本体的顶部，用于通出烟气；其中，所述烟气出口通过烟气再循环管道分别与第一烟气进口和第二烟气进口相连通；所述炉膛本体设置有点火装置。
本发明的进一步改进在于，还包括：空气输送管路，所述空气输送管路包括：空气输送干路、第一空气输送支路和第二空气输送支路；空气输送干路的进口与空气供气装置相连通，出口分别与第一空气输送支路和第二空气输送支路的进口相连通；第一空气输送支路的出口分别与第一一次风空气入口和第二一次风空气入口相连通；第二空气输送支路的出口分别与第一二次风空气入口和第二二次风空气入口相连通；其中，所述空气输送干路上沿空气流动方向依次设置有空气压缩机和空气加热器，第一空气输送支路和第二空气输送支路分别设置有质量流量计。
本发明的进一步改进在于，还包括：氨气输送管路，所述氨气输送管路包括：氨气输送干路、稀释气输送管路、第一氨气输送支路和第二氨气输送支路；氨气输送干路的进口与氨气供气装置相连通，出口分别与第一氨气输送支路和第二氨气输送支路的进口相连通；稀释气输送管路的进口与稀释气供气装置相连通，出口分别与第一氨气输送支路和第二氨气输送支路的进口相连通；第一氨气输送支路的出口分别与第一一次风氨气入口和第二一次风氨气入口相连通；第二氨气输送支路的出口分别与第一二次风氨气入口和第二二次风氨气入口相连通；其中，所述氨气输送干路上沿氨气流动方向依次设置有减压阀和质量流量计，稀释气输送管路、第一氨气输送支路和第二氨气输送支路分别设置有质量流量计。
本发明的进一步改进在于，所述烟气循环管道设置有换热器、质量流量计、SCR脱硝装置和引风机；所述SCR脱硝装置通过管路与换热器相连通，用于同步脱除氮氧化物和逃逸的氨气。
本发明的进一步改进在于，还包括：若干热电偶，所述若干热电偶设置于所述炉膛本体的侧壁上，用于监测立方体内腔内的温度。
本发明的进一步改进在于，所述炉膛本体还设置有观察窗和高速相机，用于监测炉内无焰燃烧状态。
本发明的进一步改进在于，所述炉膛本体由莫来石或无机板制成；所述炉膛本体的外壁上由内到外依次设置有耐火砖和不锈钢外壳层。
本发明的进一步改进在于，与第一一次风空气入口、第二一次风空气入口、第一二次风空气入口和第二二次风空气入口相连通的管路的管径为8～15mm；
与第一一次风氨气入口、第二一次风氨气入口、第一二次风氨气入口和第二二次风氨气入口相连通的管路的管径为2～5mm；
烟气循环管道的管径为2～3cm。
本发明的一种氨气低氮旋风无焰燃烧系统的操作方法，包括以下步骤：
通过第一一次风空气入口和第二一次风空气入口将一次风高温空气送入炉膛形成旋转气流；一次风氨气通过第一一次风氨气入口和第二一次风氨气入口被高温空气旋转气流加热卷吸；在立方体内腔，高温高速射流通过旋转实现所有介质的充分混合，实现无焰燃烧；
通过第一二次风空气入口和第二二次风空气入口将二次风高温空气送入炉膛形成旋转气流；二次风氨气通过第一二次风氨气入口和第二二次风氨气入口被高温空气旋转气流加热卷吸；在立方体内腔，高温高速射流通过旋转实现所有介质的充分混合，实现无焰燃烧；
稀释气随氨气进入炉内；
将再循环烟气通入炉内；
其中，所述高温高速射流的高温为400～800℃，高速为40～200m/s；无焰燃烧时，炉内氨气的温度为1000～1200℃。
本发明的进一步改进在于，一次风的当量比为0.8～0.95，二次风的当量比为1.05～1.6；一次风中氨气占总氨气含量60～90％，二次风中氨气占总氨气含量10～40％，烟气再循环率控制在5％～20％。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明通过旋风燃烧方式实现了无焰燃烧，通过无焰燃烧技术、分级燃烧技术和烟气再循环技术实现了低氮燃烧，再与SCR相结合实现了氮氧化物和氨逃逸的深度控制。具体的，旋风燃烧方式与电站煤粉锅炉中四角切圆燃烧方式相似，这一燃烧方式能实现空气与燃料的充分均匀混合，避免局部高温点的出现，有效抑制氮氧化物的生成；但四角切圆燃烧至少需要四个进气点，而旋风燃烧方式只需要两个进气点即可实现燃料的旋转燃烧。无焰燃烧，又称为温和低氧浓度稀释燃烧或高温空气燃烧，它具有温度分布均匀、燃烧峰值温度低、能源效率高、NOx排放低等优点。传统的有焰燃烧方式由于明显的火焰锋面存在，火焰区域的燃烧温度较高，炉膛其他区域的温度相对较低，炉膛整体温度不均匀，局部温度过高会引起氮氧化物的大量生成。无焰燃烧不存在火焰锋面，炉内温度分布几乎处处均匀，氮氧化物的生成量极少，能明显的降低氮氧化物的排放。分级燃烧技术又被成为再燃烧技术，通常运用于燃煤锅炉中，其降低NOx的效果显著，一般为50％～70％；最高可达80％。燃煤锅炉中一次风区域的当量比通常大于1，二次风区域的当量比通常小于1，本发明则正好相反，这是为了在二次风区域利用SNCR的原理实现“热脱硝”过程。烟气再循环技术将燃烧产生的烟气重新送入炉膛，能够降低空气的氧浓度，并且加入了稀释性气体CO2和H2O，使炉内温度分布更加均匀，避免局部高温区的形成。这一技术能够使氮氧化物降低10～90％。
本发明的操作方法，基于本发明公开的系统，在运用分级燃烧以及烟气再循环技术的基础上实现了氨气、空气与烟气在炉膛内强烈的混合，在炉膛内旋风燃烧方式下实现无焰燃烧状态；燃烧过程中无明显火焰锋面，温度场分布均匀，且均未超过1300℃，实现了氮氧化物排放的深度控制。
附图说明
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，下面对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单的介绍；显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，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。
图1是本发明实施例的一种燃气低氮旋风无焰燃烧系统的结构示意图；
图2是本发明实施例中，热电偶分布示意图；
图3是本发明实施例中，空气布置示意图；
图4是本发明实施例中，燃气、稀释气布置示意图；
图5是本发明实施例中，烟气布置示意图；
图1至图5中，1、炉膛本体；2、热电偶；3、空气入口管道；4、燃气入口管道；5、石英玻璃窗口；6、烟气再循环管道；7、点火装置；8、烟气出口管道；9、高速相机；10、空气压缩机；11、质量流量计；12、空气加热器；13、燃气瓶；14、减压阀；15、换热器；16、SCR脱硝装置；17、引风机。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术效果及技术方案更加清楚，下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例。基于本发明公开的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它实施例，都应属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明实施例的一种燃气低氮旋风无焰燃烧系统，包括：炉膛本体1、热电偶2、空气入口管道3、燃气入口管道4、石英玻璃窗口5、烟气再循环管道6、点火装置7、烟气出口管道8和高速相机9等装置。
本发明实施例中，所述的石英玻璃窗口5布置在炉膛本体1底部，通过高速相机9监测炉内燃烧状态；所述的热电偶2布置于炉膛侧面，用于监测炉内的温度分布；所述的烟气出口管道8布置于炉膛顶部；所述的空气按照一次风和二次风中空气分配比例并各自被均匀地分为两股从两个对角的空气入口管道3进入炉膛；燃气同样按照一次风和二次风中燃料分配比例并各自被均匀地分为两股从两个对角的燃气入口管道4进入炉膛；再循环烟气均匀分为两股通过对角布置的两个烟气再循环管道6进入炉膛。
本发明实施例中，炉膛本体1是由莫来石或无机板制成，具有防火隔热功能，无机板外面布置有耐火砖，具有保温功能，耐火砖外面布置有不锈钢外壳，厚度可为3mm，具有防爆功能。进一步地，无机板的厚度为5～10cm，耐火砖的厚度为5～10cm，炉膛本体1的容积尺寸为20cm长，20cm宽，5～15cm高。
请参阅图2，本发明实施例中，热电偶2共有9个，每一层为3个，炉膛高度每增加5cm，热电偶2增加3个，距离相邻的两个炉膛侧面距离为(10cm，5cm)，(5cm，7.5cm)和(2.5cm，10cm)。
本发明实施例中，空气入口管道3的管径为8～15mm；燃气入口管道4的管径为2～5mm；烟气出口管道8的管径为2～3cm。其中，当燃用反应性较好，层流火焰速度较高的碳氢类燃料(如天然气、氢气、丙烷、生物质气、煤气化气等)时，空气入口管道3及燃气入口管道4的管径可以适当减小；当燃用反应性较差，层流火焰速度较低的燃料(如氨气)时，空气入口管道3及燃气入口管道4的管径可以适当增加，出口管道的管径相应增加。
请参阅图3，本发明实施例中，空气入口管道3中的空气通过空气压缩机10压缩后，进入空气加热器12进行预热，再按照一次风空气和二次风空气的比例通过质量流量计11测量后均匀地分为两股风进入炉膛本体1。
请参阅图4，本发明实施例中，燃气入口管道4包含了燃气以及稀释气，燃气瓶13中的燃气经过减压阀14减压后与稀释气混合，按照一次风燃气和二次风燃气比例通过质量流量计11测量后分别均匀分为两股风进入炉膛本体1。
请参阅图5，本发明实施例中，从烟气出口管道8出来的烟气经过换热器15冷却后，少量经过质量流量计11测量后再通过烟气再循环管道6进入炉膛本体1，剩余烟气则经过SCR脱硝装置16和引风机17后处理后达标排放。
本发明实施例公开的技术方案，可以在运用分级燃烧技术以及烟气再循环技术的基础上实现燃气与空气在炉膛内强烈的混合，在炉膛内旋风燃烧方式下实现无焰燃烧状态。燃烧过程中无明显火焰锋面，温度场分布均匀，且均未超过1300℃，实现了氮氧化物排放的深度控制。
实施例
本发明实施例中，在旋风无焰燃烧燃气炉中加入氨气进行燃烧，炉膛的功率范围为5～15kW，空气作为氧化剂时NOx排放最低能够达到2ppm，满足最严格的排放法规50mg/Nm3的要求；表1为本发明实施例中的NOx排放数据。
表1.氨气燃烧时的NOx排放数据
功率(kW) 4 5 7
炉膛温度(℃) 1013 1043 1123
NOx排放(ppm) 2 7 20
本发明实施例的一种氨气低氮旋风无焰燃烧系统的操作方法，包括以下步骤：
布置于第一竖直对角的第一一次风高温空气以及第二一次风高温空气进入炉膛形成旋转气流，在内侧的第一一次风氨气以及第二一次风氨气进入炉膛不断被高温空气旋转气流加热卷吸，高温高速射流通过旋转实现炉膛内所有介质的充分混合，实现无焰燃烧。
二次风空气与氨气进入炉膛的方式与一次风空气与氨气进入炉膛的方式相似，但一次风与二次风的当量比不同。一次风的当量比为0.8～0.95，二次风的当量比为1.05～1.6。一次风中氨气占总氨气含量60～90％，二次中氨气占总氨气含量10～40％，一二次风氨气配比以及一二次风当量比确定之后，一二次风的空气配比随之确定。稀释气与氨气主管道相连，从氨气主管道进入炉膛。
布置于第二竖直对角的再循环烟气进入炉膛的方式与一二次风相似，烟气再循环率控制在5～20％。
本系统共有四层污染物脱除机制。第一层污染物脱除机制通过无焰燃烧实现，无焰燃烧比起有焰燃烧氮氧化物生成更低，这一层氨气作为燃料使用；第二层污染物脱除机制通过烟气再循环实现，再循环烟气进入炉膛降低了氧气浓度，通过引入稀释性气体CO2和H2O使炉内温度分布更加均匀，从而抑制氮氧化物的生成，这一层氨气依然作为燃料使用；第三层污染物脱除机制通过分级燃烧实现，二次风的高当量比创造出还原性气氛，在燃烧的同时还作为还原剂抑制氮氧化物生成，这一层氨气同时作为燃料和还原剂使用；第四层污染物脱除机制通过SCR脱硝装置(16)实现，烟气中同时含有逃逸的氨气与氮氧化物，在适当的氨氮摩尔比以及催化剂的作用下，逃逸氨气与氮氧化物被还原为氮气与水蒸气，实现氨气与氮氧化物的同步深度脱除，这一层氨气作为还原剂使用。四层氨气不同的作用在于温度的控制，第一二层炉内氨气的温度为1000～1200℃，第三层炉内氨气的温度为800～1000℃，第四层烟气内氨气的温度为150～400℃。
综上所述，本发明实施例公开了一种氨气低氮旋风无焰燃烧系统及其操作方法，所述系统包括炉膛本体、热电偶、空气入口管道、燃气入口管道、石英玻璃窗口、烟气再循环管道、点火装置、高速相机、烟气出口管道等装置。所述的空气按照一次风和二次风中空气分配比例并各自被均匀地分为两股从两个对角的空气入口管道进入炉膛；燃气同样按照一次风和二次风中燃料分配比例并各自被均匀地分为两股从两个对角的燃气入口管道进入炉膛；再循环烟气均匀分为两股通过对角布置的两个烟气再循环管道进入炉膛。通过以上布置能够运用空气分级、燃料分级以及烟气再循环等低氮燃烧技术，使该燃气炉在燃用不同燃料时在旋风燃烧方式下均能实现无焰燃烧，避免炉膛出现温度超过1300℃的高温区，有效实现氮氧化物的控制。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (6)

1.一种氨气低氮旋风无焰燃烧系统，其特征在于，包括：炉膛本体(1)；所述炉膛本体(1)设置有立方体内腔；
所述炉膛本体(1)设置有：
第一一次风空气入口和第二一次风空气入口，所述第一一次风空气入口和第二一次风空气入口分别设置于所述立方体内腔的第一竖直对角，用于根据一二次风的空气分配比例，将一次风的空气从两个对角均等送入立方体内腔；
第一一次风氨气入口和第二一次风氨气入口，所述第一一次风氨气入口和第二一次风氨气入口分别设置于所述立方体内腔的第一竖直对角，用于根据一二次风的氨气分配比例，将一次风的氨气从两个对角均等送入立方体内腔；
第一二次风空气入口和第二二次风空气入口，所述第一二次风空气入口和第二二次风空气入口分别设置于所述立方体内腔的第一竖直对角，用于根据一二次风的空气分配比例将二次风的空气从两个对角均等送入立方体内腔；其中，第一二次风空气入口和第二二次风空气入口分别处于第一一次风空气入口和第二一次风空气入口的上方；
第一二次风氨气入口和第二二次风氨气入口，所述第一二次风氨气入口和第二二次风氨气入口分别设置于所述立方体内腔的第一竖直对角，用于根据一二次风的氨气分配比例，将二次风的氨气从两个对角均等送入立方体内腔；其中，第一二次风氨气入口和第二二次风氨气入口分别处于第一一次风氨气入口和第二一次风氨气入口的上方；
第一烟气进口和第二烟气进口，所述第一烟气进口和第二烟气进口分别设置于所述立方体内腔的第二竖直对角，用于通入再循环烟气；
烟气出口，所述烟气出口设置于炉膛本体(1)的顶部，用于通出烟气；其中，所述烟气出口通过烟气再循环管道分别与第一烟气进口和第二烟气进口相连通；
所述炉膛本体(1)设置有点火装置(7)；
还包括：空气输送管路，所述空气输送管路包括：空气输送干路、第一空气输送支路和第二空气输送支路；空气输送干路的进口与空气供气装置相连通，出口分别与第一空气输送支路和第二空气输送支路的进口相连通；第一空气输送支路的出口分别与第一一次风空气入口和第二一次风空气入口相连通；第二空气输送支路的出口分别与第一二次风空气入口和第二二次风空气入口相连通；其中，所述空气输送干路上沿空气流动方向依次设置有空气压缩机(10)和空气加热器(12)，第一空气输送支路和第二空气输送支路分别设置有质量流量计(11)；
还包括：氨气输送管路，所述氨气输送管路包括：氨气输送干路、稀释气输送管路、第一氨气输送支路和第二氨气输送支路；氨气输送干路的进口与氨气供气装置相连通，出口分别与第一氨气输送支路和第二氨气输送支路的进口相连通；稀释气输送管路的进口与稀释气供气装置相连通，出口分别与第一氨气输送支路和第二氨气输送支路的进口相连通；第一氨气输送支路的出口分别与第一一次风氨气入口和第二一次风氨气入口相连通；第二氨气输送支路的出口分别与第一二次风氨气入口和第二二次风氨气入口相连通；其中，所述氨气输送干路上沿氨气流动方向依次设置有减压阀(14)和质量流量计(11)，稀释气输送管路、第一氨气输送支路和第二氨气输送支路分别设置有质量流量计(11)；
其中，与第一一次风空气入口、第二一次风空气入口、第一二次风空气入口和第二二次风空气入口相连通的管路的管径为8～15mm；与第一一次风氨气入口、第二一次风氨气入口、第一二次风氨气入口和第二二次风氨气入口相连通的管路的管径为2～5mm；烟气循环管道的管径为2～3cm；
一次风的当量比为0.8～0.95，二次风的当量比为1.05～1.6；一次风中氨气占总氨气含量60～90％，二次风中氨气占总氨气含量10～40％，烟气再循环率控制在5％～20％。
2.根据权利要求1所述的一种氨气低氮旋风无焰燃烧系统，其特征在于，所述烟气循环管道设置有换热器(15)、质量流量计(11)、SCR脱硝装置(16)和引风机(17)；
所述SCR脱硝装置(16)通过管路与换热器(15)相连通，用于同步脱除氮氧化物和逃逸的氨气。
3.根据权利要求1所述的一种氨气低氮旋风无焰燃烧系统，其特征在于，还包括：
若干热电偶(2)，所述若干热电偶(2)设置于所述炉膛本体(1)的侧壁上，用于监测立方体内腔内的温度。
4.根据权利要求1所述的一种氨气低氮旋风无焰燃烧系统，其特征在于，所述炉膛本体(1)还设置有观察窗(5)和高速相机(9)，用于监测炉内无焰燃烧状态。
5.根据权利要求1所述的一种氨气低氮旋风无焰燃烧系统，其特征在于，所述炉膛本体(1)由莫来石或无机板制成；所述炉膛本体(1)的外壁上由内到外依次设置有耐火砖和不锈钢外壳层。
6.一种权利要求1所述的氨气低氮旋风无焰燃烧系统的操作方法，其特征在于，包括以下步骤：
通过第一一次风空气入口和第二一次风空气入口将一次风高温空气送入炉膛形成旋转气流；一次风氨气通过第一一次风氨气入口和第二一次风氨气入口被高温空气旋转气流加热卷吸；在立方体内腔，高温高速射流通过旋转实现所有介质的充分混合，实现无焰燃烧；
通过第一二次风空气入口和第二二次风空气入口将二次风高温空气送入炉膛形成旋转气流；二次风氨气通过第一二次风氨气入口和第二二次风氨气入口被高温空气旋转气流加热卷吸；在立方体内腔，高温高速射流通过旋转实现所有介质的充分混合，实现无焰燃烧；
稀释气随氨气进入炉内；
将再循环烟气通入炉内；
其中，所述高温高速射流的高温为400～800℃，高速为40～200m/s；无焰燃烧时，炉内氨气的温度为1000～1200℃。
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