CN103438699A - 回转窑分解炉富氧催化节能减排系统 - Google Patents

回转窑分解炉富氧催化节能减排系统 Download PDF

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回转窑分解炉富氧催化节能减排系统，包括利用富氧雾化催化剂的富氧催化助燃喷枪，富氧催化助燃喷枪安装在回转窑分解炉燃料喷枪的上侧并与燃料喷枪成0°~45°夹角；其特征在于：在每一支燃料喷枪的正上方安装一支富氧催化助燃喷枪，使富氧催化助燃喷枪与燃料喷枪在同一平面内，富氧催化喷枪中轴线与燃料喷枪中轴线的夹角A，0°≤A≤45°，对于燃煤催化剂，其使用配比为：每吨煤使用0.2~0.8公斤燃煤催化剂母液，每公斤燃煤催化剂母液配3~15标方富氧气体，富氧气体的浓度为：27%~45%。

Description

回转窑分解炉富氧催化节能减排系统
技术领域
 本发明涉及回转窑分解炉富氧催化节能减排系统，适用于所有回转窑分解炉的富氧催化燃烧，属于富氧燃烧和催化燃烧科技领域。
背景技术
分解炉是把生料粉分散悬浮在气流中，使燃料燃烧和碳酸钙分解过程在很短时间(一般1.5～3秒)内发生的装置，是一种高效率的直接燃烧式固相一气相热交换装置。在分解炉内，由于燃料的燃烧是在激烈的紊流状态下与物料的吸热反应同时进行，燃料的细小颗粒呈一面浮游，一面燃烧，使整个炉内几乎都变成了燃烧区。所以不能形成可见火焰，即无明火燃烧，而是处于820～900℃低温无焰燃烧的状态；分解炉根据其结构与工作原理的不同，大致可以分为以下四种类型：旋流式分解炉、喷腾式分解炉、沸腾式分解炉、带预热室的分解炉；将锅炉的普通燃烧，转变为催化燃烧，是一种有效的节能新技术。燃烧反应实际上就是燃料中的可燃成分与氧发生化合反应并同时放出光和热的氧化过程。煤的燃烧过程非常复杂，一般可以分为初始挥发份析出，其燃烧过程为均相燃烧；当挥发份析出后煤中其余成分形成的碳粒的着火燃烧过程，为非均相燃烧。煤的催化燃烧技术就是在煤的燃烧过程中，借助催化剂的催化作用，使煤的氧化反应活化能降低，导致活化分子百分数增加，从而降低着火温度，提高燃烧速度，加速“内能”的释放，使得燃烧的“内耗”降低，缩短煤在炉膛内的燃尽时间，即提高煤的燃烧强度和炉膛温度，改善煤的燃烧性能，使煤的显热放热量增加；同时可提高煤的燃尽度，降低机械不完全燃烧损失，并可较大幅度减低空气过剩系数，从而达到节煤的目的。
    但在国内外还没有发现将富氧催化助燃技术应用到回转窑分解炉，本发明人通过多次的实验研究及应用，并利用本发明人魏伯卿的专利产品“201320405908.1富氧催化助燃喷枪”，能够较好地提高回转窑分解炉的节能减排效果。
发明内容
本发明的目的是提供一种将催化燃烧的催化剂通过富氧雾化并利用专用富氧雾化喷嘴喷射到回转窑分解炉的燃料喷射区及燃烧火焰区助燃的回转窑分解炉富氧催化节能减排系统。
回转窑分解炉富氧催化节能减排系统，包括利用富氧雾化催化剂的富氧催化助燃喷枪，富氧催化助燃喷枪安装在回转窑分解炉燃料喷枪的上侧并与燃料喷枪成0°~45°夹角；其特征在于：
1、在每一支燃料喷枪的正上方安装一支富氧催化助燃喷枪，使富氧催化助燃喷枪与燃料喷枪在同一平面内，富氧催化喷枪中轴线与燃料喷枪中轴线的夹角A ，0°≤A≤45°，使从富氧催化助燃喷枪2喷出的经富氧雾化的催化剂混合气流，与从燃料喷枪喷出的燃料流交汇混合，从而使燃料在燃烧前及刚开始燃烧时就被催化剂及富氧气体活化，使燃料的氧化反应活化能降低，导致活化分子百分数增加，从而降低燃料的着火温度，提高燃烧速度，加速“内能”释放，使得燃烧的“内耗”降低，缩短燃料在炉膛内的燃尽时间，即提高燃料的燃烧强度和炉膛温度，改善燃料的燃烧性能，使燃料的显热放热量增加；同时可提高燃料的燃尽度，降低机械不完全燃烧损失，并可较大幅度减低空气过剩系数，从而达到节约燃料的目的。
2、燃料或者是燃料煤，或者是燃料油，或者是燃料气，燃料煤使用专用的燃煤催化剂，燃料油使用专用的燃油催化剂，燃料气使用专用的燃气催化剂，不同种类的燃料与不同种类的催化剂不能混用或串用；燃料为燃料气时的富氧催化喷枪中轴线与燃料喷枪中轴线的夹角A气，要大于燃料为燃料油时的富氧催化喷枪中轴线与燃料喷枪中轴线的夹角A油，燃料为燃料油时的富氧催化喷枪中轴线与燃料喷枪中轴线的夹角A油，要大于燃料为燃料煤时的富氧催化喷枪中轴线与燃料喷枪中轴线的夹角A煤。
3、对于燃煤催化剂，其使用配比为：每吨煤使用0.2~0.8公斤燃煤催化剂母液，每公斤燃煤催化剂母液配3~15标方富氧气体，富氧气体的浓度为：27%~45%。
4、富氧催化助燃喷枪喷出的富氧雾化催化剂混合气流速度大于燃料流速度，以使富氧雾化催化剂混合气流能很好地喷射到分解炉中轴线区的燃料及燃烧区内混合燃烧。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、国内外均无发现将富氧局部增氧射流助燃与催化燃烧结合起来并应用于回转窑分解炉的报导或专利。
2、将富氧局部增氧射流助燃与催化燃烧结合起来应用于回转窑分解炉，实现了1+1>2的效应。
3、将催化剂通过富氧气体雾化喷射到燃烧火焰中心，比将催化剂加入到燃料中效果更好、更均匀、且更易使燃料活化。
附图说明
图1是本发明实施例的结构示意图；
图2是图1所示实施例中富氧催化助燃喷枪示意图。
图1-2中：1、燃料喷枪    2、富氧催化助燃喷枪    3、富氧催化喷枪中轴线    4、富氧催化喷枪中轴线与燃料喷枪中轴线的夹角A    5、燃料喷枪中轴线   6、空气入口    7、底吹空气    8、分解炉    9、富氧气体入口   10、富氧气体流   11、催化剂喷入孔    12、催化剂喷入流    13、富氧催化喷枪管外催化剂包套    14、包套入口    15、富氧催化喷枪管    16、混合气流   17、催化剂液流管    18、催化剂液流    19、三道过滤    20、二道过滤   21、一道过滤   22、过滤包    23、螺旋涡流板    24、混合涡流气流    25、变径    26、富氧催化喷枪喷嘴    27、富氧催化喷枪喷孔    28、富氧催化喷枪喷嘴头    29、混合气流。
具体实施方式
在图1—2所示的实施例中：回转窑分解炉富氧催化节能减排系统，包括利用富氧雾化催化剂的富氧催化助燃喷枪2，富氧催化助燃喷枪2安装在回转窑分解炉8燃料喷枪1的上侧并与燃料喷枪1成0°~45°夹角；其特征在于：在每一支燃料喷枪1的正上方安装一支富氧催化助燃喷枪2，使富氧催化助燃喷枪2与燃料喷枪1在同一平面内，富氧催化喷枪中轴线与燃料喷枪中轴线的夹角A  4，0°≤A≤45°，使从富氧催化助燃喷枪2喷出的经富氧雾化的催化剂混合气流29，与从燃料喷枪1喷出的燃料流交汇混合，从而使燃料在燃烧前及刚开始燃烧时就被催化剂及富氧气体活化，使燃料的氧化反应活化能降低，导致活化分子百分数增加，从而降低燃料的着火温度，提高燃烧速度，加速“内能”释放，使得燃烧的“内耗”降低，缩短燃料在炉膛内的燃尽时间，即提高燃料的燃烧强度和炉膛温度，改善燃料的燃烧性能，使燃料的显热放热量增加；同时可提高燃料的燃尽度，降低机械不完全燃烧损失，并可较大幅度减低空气过剩系数，从而达到节约燃料的目的。
燃料或者是燃料煤，或者是燃料油，或者是燃料气，燃料煤使用专用的燃煤催化剂，燃料油使用专用的燃油催化剂，燃料气使用专用的燃气催化剂，不同种类的燃料与不同种类的催化剂不能混用或串用；燃料为燃料气时的富氧催化喷枪中轴线与燃料喷枪中轴线的夹角A气，要大于燃料为燃料油时的富氧催化喷枪中轴线与燃料喷枪中轴线的夹角A油，燃料为燃料油时的富氧催化喷枪中轴线与燃料喷枪中轴线的夹角A油，要大于燃料为燃料煤时的富氧催化喷枪中轴线与燃料喷枪中轴线的夹角A煤。
对于燃煤催化剂，其使用配比为：每吨煤使用0.2~0.8公斤燃煤催化剂母液，每公斤燃煤催化剂母液配3~15标方富氧气体，富氧气体的浓度为：27%~45%。
富氧催化助燃喷枪1喷出的富氧雾化催化剂混合气流29速度大于燃料流速度，以使富氧雾化催化剂混合气流能很好地喷射到分解炉8中轴线区的燃料及燃烧区内混合燃烧。

Claims (3)

1.回转窑分解炉富氧催化节能减排系统，包括利用富氧雾化催化剂的富氧催化助燃喷枪（2），富氧催化助燃喷枪（2）安装在回转窑分解炉（8）燃料喷枪（1）的上侧并与燃料喷枪（1）成0°~45°夹角；其特征在于：在每一支燃料喷枪（1）的正上方安装一支富氧催化助燃喷枪（2），使富氧催化助燃喷枪（2）与燃料喷枪（1）在同一平面内，富氧催化喷枪中轴线与燃料喷枪中轴线的夹角A  （4），0°≤A≤45°，使从富氧催化助燃喷枪（2）喷出的经富氧雾化的催化剂混合气流（29），与从燃料喷枪（1）喷出的燃料流交汇混合，从而使燃料在燃烧前及刚开始燃烧时就被催化剂及富氧气体活化，使燃料的氧化反应活化能降低，导致活化分子百分数增加，从而降低燃料的着火温度，提高燃烧速度，加速“内能”释放，使得燃烧的“内耗”降低，缩短燃料在炉膛内的燃尽时间，即提高燃料的燃烧强度和炉膛温度，改善燃料的燃烧性能，使燃料的显热放热量增加；同时可提高燃料的燃尽度，降低机械不完全燃烧损失，并可较大幅度减低空气过剩系数，从而达到节约燃料的目的；燃料为燃料气时的富氧催化喷枪中轴线与燃料喷枪中轴线的夹角A气，要大于燃料为燃料油时的富氧催化喷枪中轴线与燃料喷枪中轴线的夹角A油，燃料为燃料油时的富氧催化喷枪中轴线与燃料喷枪中轴线的夹角A油，要大于燃料为燃料煤时的富氧催化喷枪中轴线与燃料喷枪中轴线的夹角A煤；对于燃煤催化剂，其使用配比为：每吨煤使用0.2~0.8公斤燃煤催化剂母液，每公斤燃煤催化剂母液配3~15标方富氧气体，富氧气体的浓度为：27%~45%。
2.如权利要求1所述的回转窑分解炉富氧催化节能减排系统，其特征在于：燃料或者是燃料煤，或者是燃料油，或者是燃料气，燃料煤使用专用的燃煤催化剂，燃料油使用专用的燃油催化剂，燃料气使用专用的燃气催化剂，不同种类的燃料与不同种类的催化剂不能混用或串用。
3.如权利要求1所述的回转窑分解炉富氧催化节能减排系统，其特征在于：富氧催化助燃喷枪（1）喷出的富氧雾化催化剂混合气流（29）速度大于燃料流速度，以使富氧雾化催化剂混合气流能很好地喷射到分解炉（8）中轴线区的燃料及燃烧区内混合燃烧。
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