CN101280917B - 煤气、煤粉、富氧混合燃烧装置 - Google Patents

Abstract

本发明是一种煤气、煤粉、富氧混合燃烧装置，将煤气、煤粉和富氧分别送到炉、窑燃烧室混合进行悬浮燃烧，所用装置是一个具有多层腔室结构的枪状喷管，喷管中心圈是轴流富氧风道，第二圈是煤气通道，第三圈轴流煤粉通道，第四圈是内锥旋流富氧风道，喷管尾端有四个法兰接口分别与轴流富氧风道、煤气通道、轴流煤粉通道和内锥旋流富氧风道连接，各风道、通道内，管与管之间形成的通道或风道有三点式筋条支承，内锥旋流富氧风道内有螺旋叶片。煤气、富氧和煤粉均以一定压力压入喷管，相间喷入炉窑，互相混合并悬浮燃烧。本发明解决了以煤粉为燃料的炉窑开炉点火困难的问题，富氧供风，充分利用了热能，提高了生产效率，降低能耗。

Description

煤气、煤粉、富氧混合燃烧装置

技术领域  本发明属于一种工业炉窑上应用的煤气、煤粉、富氧混合燃烧装置。

背景技术  现有的回转窑、反射炉、大型蒸汽锅炉等工业炉窑为了求得最佳的燃烧效果，往往要将煤块粉碎成粉末状与空气进行悬浮式燃烧。但炉子点火开炉时由于炉堂温度低，达不到固体燃料的燃点温度，很难实现正常连续燃烧。特别是回转窑，为了让粉煤与空气一进炉筒内就能连续燃烧，事先要在炉筒内放置很多柴火、燃烧很长时间才能供粉供气，即使这样也不能保证一次点火成功，总是要反复多次，费时费料。对于操作工人来说，这种操作也很不安全。另外，固体燃料正常悬浮燃烧时，由于要鼓入大量空气助燃，参与反应的氧气只占20％左右，将近70％的是不参与反应的氮气，氮气进入炉堂对于工业生产不仅没有任何积极意义，反而要将炉堂内大量热量带走，造成无谓的热能浪费。而空气中氮气对于炉窑燃烧存在的问题人们习以为常，视而不见，长期没有得到解决。因此，很有必要进行研究，开发新技术新工艺加以解决。

发明内容  本发明的目的是提出一种煤气、煤粉、富氧混合燃烧装置，解决固体燃料燃点高、开炉点火难、燃料热能得不到充分利用的问题，以克服现有技术长期而悬未决的问题。

本发明提出的这种煤气、煤粉、富氧混合燃烧方法，其特征是将煤气、煤粉和富氧分别送到炉、窑燃烧室混合进行悬浮燃烧。

所述煤气由煤气发生炉提供，粉煤细度100-200目，富氧浓度为30-40％。

富氧由富氧机产生，是空气浓缩气体。

富氧以旋风方式进入，以便将粉煤充分悬浮、散开，达到与煤气充分混合的效果。

本发明提出的这种煤气、煤粉、富氧混合燃烧的装置，是一个具有多层腔隙结构的枪状喷管，喷管中心圈是轴流富氧风道，第二圈是煤气通道，第三圈轴流煤粉通道，第四圈是内锥旋流富氧风道，喷管尾端有四个接口分别与轴流富氧风道、煤气通道、轴流煤粉通道和内锥旋流富氧风道连接，各风道、通道内，管与管之间形成的通道或风道有三点式筋条支承，保持形状结构。接口采用法兰接口。

内锥旋流富氧风道内有螺旋叶片。

轴流煤气通道在接近喷口处逐渐向轴流煤粉通道收小，以便煤气喷向煤粉悬浮混合。此通道离出口120mm处设计成螺纹接口，便于清理通道内的焦油，同时，根据煤气压力不同，可更换成螺旋喷咀。

轴流富氧风道沿方向逐渐收小，以便提高风速，调节火焰长度。

本发明对回转窑、反射炉、大型锅炉等炉窑均适用，将燃烧器安装在炉、窑的炉口中，或是燃烧室口，尾端与煤粉管、煤气管接通，富氧管与轴流富氧风道和旋流富氧风道接通。煤气、富氧和煤粉均以一定压力压入燃烧器，喷向炉窑燃烧室，互相混合、反应、燃烧。由于燃烧器的间层结构，使得燃料与富氧相间喷出，充分混合，最外圈的旋风叶片又让富氧以旋风形式喷出，更将煤粉搅散、悬浮，与煤气富氧更充分地混匀，快速燃烧，释放出热量。

由于煤气的燃点接近常温，火一点就燃，而煤粉燃点较高，常温下不易燃烧。有煤气与之混合燃烧就能让炉窑燃烧室温度迅速攀升达到煤粉燃点，快速点燃煤粉，从而使炉窑连续正常燃烧。因此，本发明解决了以煤粉为燃料的炉窑开炉点火困难的问题。同时，以富氧形式供风，减少了大量不参与反应的氮气进入炉堂，对于冶金行业上大量使用的回转窑、反射炉等工业炉窑来说意味着炉内热量不被氮气带出炉外，可以更多地利用热量来进行正常的炉内化学反应、提高生产效率，降低能耗。

附图说明  附图1是本发明煤气、煤粉、富氧混合悬浮燃烧流程图。

附图2是本发明燃烧装置前端部分的主视图(局部剖视)。

附图3是燃烧装置左视图。

附图2-3中各零部件标号如下：

1-喷咀卡孔；2-混合口；3-内锥套管；4-螺旋叶片；5-螺旋叶片管；6-轴流煤粉通道；7-煤粉煤气隔离管；8-煤气通道；9-中心管；10-轴流富氧风道；11-内锥旋流富氧风道；12-内锥外放射喷咀。

具体实施方式  以云南个旧某锌氧粉生产企业的回转窑为例。该企业有两台直径3米，长50米的回转窑，利用冶炼厂的各种含铅锌废渣进行烟化焙烧，使铅锌以氧化物形态进入烟尘，经收尘得主要含氧化锌的产品。该回转窑以100-200目的煤粉为燃料，以压缩空气供风进行悬浮燃烧。每当开炉点火时，要事先在炉筒内放置数十吨干柴先将炉筒烧热，加温到粉煤燃点要花费8个多小时才能转动炉筒供煤供风，遇上柴火不干，时间掌握不好还点不着，又得重新停炉待温度下来后工人进炉筒重新装柴点火，既浪费柴火又浪费工时，同时损失的还有相当一部分煤粉。

后来，按本发明的方法增加了一台煤气发生炉，并在原罗茨鼓风机上增加空气过滤的分子膜，对空气进行富氧处理，使氧含量从原来的16-20％提高到30-40％，实际就是大部分氮气过滤掉后才被压入燃烧器装置与燃料混合燃烧。

所用燃烧装置，就是附图1中所示的混合燃烧器，又称燃烧喷枪或喷管。其内部结构如图2至3所示。各种气、粉的通道分四层或四圈。从中心往外数的第一圈是轴流富氧风道(10)，由中心管(9)构成，该管在离出口大约12cm处开有外螺纹，以便与内锥外放射喷咀(12)对接。第二圈是煤气通道(8)，由中心管与煤粉煤气隔离管(7)的间隙构成。第三圈是轴流煤粉通道(6)，由煤粉煤气隔离管与螺旋叶片管(5)的间隙构成。第四圈是内锥旋流富氧风道(11)，由螺旋叶片管与内锥套管(3)的间隙构成。螺旋叶片管外表面上固定有螺旋叶片(4)3-8股(图中的螺旋叶片采用了简示画法)。保证富氧经过时形成旋风使粉煤在出口处散开、悬浮。中心管、煤粉煤气隔离管、螺旋叶片管和内锥套管基本上都共同一条轴心线。喷管尾端有四个法兰接口分别与轴流富氧风道、煤气通道、轴流煤粉通道和内锥旋流富氧风道连接，管与管之间形成的通道或风道有三点式筋条支承，保持形状结构。未提及的零部件标号如上所述。

轴流煤气通道在接近喷口处逐渐向轴流煤粉通道收小，以便煤气喷向煤粉悬浮混合。

轴流富氧风道沿方向逐渐收小，以便提高风速，调节火焰长度。

照上述结构的燃烧装置，结合上述工艺改造后，能使煤粉、煤气、富氧充分混合。在回转窑内充分及时地燃烧，释放生产所需热量。富氧输送压力20KPa。开炉点火，一点就燃，不用任何柴火，不会反复点火，实现点火成功率100％。

经试用，本发明在该企业的回转窑生产中获得了令人满意的技术效果。按产品每个金属吨计算的煤炭消耗，从原来的9吨降低到5吨，总的生产成本降低了30-50％。

Claims (4)

1.一种煤气、煤粉、富氧混合燃烧的装置，是一个具有多层腔隙结构的枪状喷管，其特征在于喷管中心圈是轴流富氧风道，第二圈是煤气通道，第三圈是轴流煤粉通道，第四圈是内锥旋流富氧风道，喷管尾端有接口分别与轴流富氧风道、煤气通道、轴流煤粉通道和内锥旋流富氧风道连接。

2.根据权利要求1所述的煤气、煤粉、富氧混合燃烧的装置，其特征在于内锥旋流富氧风道内有螺旋叶片。

3.根据权利要求1所述的煤气、煤粉、富氧混合燃烧的装置，其特征在于煤气通道在接近喷口处逐渐向轴流煤粉通道收小。

4.根据权利要求1所述的煤气、煤粉、富氧混合燃烧的装置，其特征在于轴流富氧风道沿气流前进方向逐渐收小。

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