CN103807851A - 一种煤粉气化脱礁燃烧机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种煤粉气化脱礁燃烧机，包括气化炉，设置在所述气化炉顶部的燃烧室，配合安装在所述气化炉顶壁、且穿过气化炉顶壁中心到达燃烧室的炉顶导火管，出风口面向所述炉顶导火管、且设置在气化炉上方的鼓风机，开设在所述气化炉的炉壁上的一个或多个送粉、送风口，配合安装在所述气化炉侧壁的一个或多个温度传感器，以及倾斜式安装在所述气化炉底部的除渣装置。本发明所述煤粉气化脱礁燃烧机，可以克服现有技术中煤粉燃尽率低、热交换效率低和环保性差等缺陷，以实现煤粉燃尽率高、热交换效率高和环保性好的优点。

Description

一种煤粉气化脱礁燃烧机

技术领域

本发明涉及燃烧设备技术领域，具体地，涉及一种煤粉气化脱礁燃烧机。

背景技术

我国的能源结构燃煤占比高达60～70％，传统燃煤锅炉的燃尽率和热效率很低，因此燃用煤粉是节能降耗的有效途径，但传统煤粉燃烧器使用中尚存在着一些缺陷，在环保形势日渐严峻的今天，开发新型煤粉气化燃烧设备对于节能减排来说至关重要。

传统煤粉燃烧器的问题，主要包括以下几个方面：

(1)冷风与煤粉同时喷入锅炉或窑炉，由于初始阶段温度较低煤粉不会燃烧，没有充分利用宝贵的燃烧空间，因此煤粉在炉中的燃烧过程极为短暂，存在着煤粉燃尽率较低的高能耗和高成本，同时对煤粉的品质要求也较高。

(2)运行中因炉内积灰较多，阻碍热交换降低了锅炉的整体热效率，为此必须定期停炉清灰，影响了设备的连续运行。

(3)为了提高煤粉的燃尽率，燃烧区的温度都很高，由于煤粉与氧气的氧化还原反应过程相对较慢，氧气与氮气在高温环境下生成了大量的氮氧化物，导致尾气排放严重超标，不符合国家减少雾霾降低氮氧化物排放的环保要求。

综上所述，现有技术至少存在着煤粉燃尽率低、热效率低和环保及稳定性差等缺陷。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种煤粉气化脱礁燃烧机，以实现煤粉燃尽率高、热效率高和连续生产的高可靠性高稳定性，实现即节能又环保的最终目的。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种煤粉气化脱礁燃烧机，包括气化炉，设置在所述气化炉顶部的燃烧室，配合安装在所述气化炉顶壁、且穿过气化炉顶壁中心到达燃烧室的炉顶导火管，出风口面向所述炉顶导火管、且设置在气化炉上方的鼓风机，开设在所述气化炉的炉壁上的多个送粉、送风口，配合安装在所述气化炉侧壁的多个温度传感器，以及安装在所述气化炉底部的除渣装置。

进一步地，所述多个送风口，包括开设在所述气化炉的侧壁顶部、且用于向气化炉内部输送一次煤粉风使煤粉从气化炉的高温区以切线方向喷入的一次煤粉风送风口，开设在所述气化炉内壁中下方的多个切向二次风送风口，以及开设在所述燃烧室右侧和左侧的二次、三次旋转风送风口。

进一步地，所述多个温度传感器，包括安装在所述气化炉侧壁的测温热电偶。

进一步地，所述炉顶导火管包括L形导火管，所述L形导火管的竖直端安装在气化炉的顶壁中心。

进一步地，所述L形导火管的竖直端穿过气化炉顶壁中心、位于炉顶外壳包裹的风道内所述L形导火管的水平端穿过炉顶炉体外壳处为出火口。

进一步地，所述气化炉，包括筒状且底部中心呈倒锥形的炉体外壳，以及设置在所述炉体外壳内部的高温绝热层。

进一步地，所述高温绝热层为筒状底部中心呈倒锥形结构。

进一步地，所述除渣装置，包括水封排渣装置或干式灰粉出渣装置。

本发明各实施例的煤粉气化脱礁燃烧机，由于包括气化炉，设置在气化炉顶部的燃烧室，配合安装在气化炉顶壁、且穿过气化炉顶壁中心到达燃烧室的炉顶导火管，出风口面向所述炉顶导火管、且设置在气化炉上方的鼓风机，开设在气化炉的炉壁上的多个送粉、送风口，配合安装在气化炉侧壁的温度传感器，以及安装在气化炉底部的除渣装置；可以使煤粉在高温欠氧环境和离心力的作用下，沿着炉壁燃烧着螺旋下落直至最终氧化还原殆尽，煤粉中的灰分逐渐熔化后形成液态焦砟，并顺着炉壁最终落入炉底的水封排渣或干式除渣装置中；由于煤粉在高温区的停留时间远远高于传统煤粉燃烧方式且火焰中不含灰分，从而可以克服现有技术中煤粉燃尽率低、因积灰导致热交换效率低和环保性差的缺陷，以实现煤粉燃尽率高、热效率高和连续生产的高可靠性高稳定性，实现即节能又环保的最终目的。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明煤粉气化脱礁燃烧机的工作原理示意图。

结合附图，本发明实施例中附图标记如下：

1-一次煤粉风；2-二次旋转风；3-三次旋转风；4-四次旋转风；5-炉顶导火管；6-高温CO气流；7-鼓风机；8-高温绝热层；9-火焰；10-炉体外壳；11-测温热电偶；12-水封或灰粉除渣装置。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

根据本发明实施例，如图1所示，提供了一种煤粉气化脱礁燃烧机，具体为一种可以节能减排的螺旋入粉中心回燃式的煤粉气化脱礁燃烧机。

本实施例的煤粉气化脱礁燃烧机，包括气化炉，设置在气化炉顶部的燃烧室，配合安装在气化炉顶壁、且穿过气化炉顶壁中心到达燃烧室的炉顶导火管(如炉顶导火管5)，出风口面向炉顶导火管、且设置在气化炉上方的鼓风机(如鼓风机7)，开设在气化炉的炉壁上的多个送风口，配合安装在气化炉侧壁的多个温度传感器，以及安装在气化炉底部的除渣装置。

其中，上述多个送风口，包括开设在气化炉的侧壁顶部、且用于向气化炉内部输送一次煤粉风使煤粉从气化炉的高温区以切线方向喷入的一次煤粉风(如一次煤粉风1)送风口，开设在燃烧室下壁内侧的二次旋转风(如二次风2)送风口，以及开设在燃烧室内右侧和左侧的三次旋转风、四次旋转风(如三、四次旋转风3和4)送风口。多个温度传感器，包括安装在气化炉侧壁的测温热电偶(如测温热电偶11)。炉顶导火管包括L形导火管，L形导火管的竖直端安装在气化炉的顶壁中心；L形导火管的竖直端穿过气化炉顶壁中心、位于炉顶外壳包裹的风道内L形导火管的水平端穿过预炉顶的炉体外壳处为出火口。气化炉，包括底部中心为倒锥形的炉体外壳(如炉体外壳10)，以及设置在炉体外壳内部的高温绝热层(如高温绝热层8)；高温绝热层为筒形底部中心为环状倒锥形结构。除渣装置，包括水封排渣装置或干式灰粉出渣装置(如水封或灰粉除渣装置12)。

上述实施例的煤粉气化脱礁燃烧机，从气化炉的上方以切线方式喷入，煤粉进入炉内就处于高温区很快就被点燃，燃烧着的煤粉随着外旋气流围绕着炉壁下旋到炉底直至燃尽。高温状态下煤粉中的灰分逐渐熔化相互粘连形成液态焦砟，在离心力的作用下熔融状态的焦砟会顺着炉壁最终落入炉底的水封排渣或干式除渣装置中。由于煤粉在高温及欠氧环境中旋转下落有着较为充裕的氧化还原反应时间，因此生成了大量一氧化碳气体，外旋高温气流到达锥形炉底后，转变为向上的内螺旋气流，高温CO气体(如高温CO气流6)在燃烧室的三四次旋转风的补氧降温下喷入锅炉(或窑炉)炉膛最终燃烧殆尽。

本发明上述各实施例的煤粉气化脱礁燃烧机，至少可以达到以下有益效果：

(1)外旋气流中的煤粉颗粒由于离心力的作用，使其在螺旋下落燃烧的过程中紧贴炉壁，而不会随着内旋气流很快飞出炉体，这样煤粉就有着较长的氧化还原反应时间，可以有效提高煤粉的燃尽率；

(2)煤粉燃烧后灰分生成熔融状态的焦砟，因为离心力的作用也会紧贴炉壁逐渐下落流入炉底的清渣装置，因此炉中喷出的CO火焰(如火焰9)基本上不含灰分，可以克服锅炉清灰的麻烦；

(3)为了实现煤粉转化成CO气体的效果，气化炉上方一次送粉风的空气过剩系数远小于1，因此气化炉内处于高温欠氧环境，可以有效减少氮氧化物的生成，从而实现低氮燃烧的目的；

(4)为了消除尾气当中的二氧化硫，煤粉中可以添加较高比例的石灰石粉，此时炉底的水封除渣装置应改换成干式集灰装置，收集到的石灰粉可另作它用。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种煤粉气化脱礁燃烧机，其特征在于，包括气化炉，设置在所述气化炉顶部的燃烧室，配合安装在所述气化炉顶壁、且穿过气化炉顶壁中心到达燃烧室的炉顶导火管，出风口面向所述炉顶导火管、且设置在气化炉上方的鼓风机，开设在所述气化炉的炉壁上的一个或多个送粉、送风口，配合安装在所述气化炉侧壁的一个或多个温度传感器，以及安装在所述气化炉底部的除渣装置。

2.根据权利要求1所述的煤粉气化脱礁燃烧机，其特征在于，所述多个送风口，包括开设在所述气化炉的侧壁顶部、且用于向气化炉内部输送一次煤粉风使煤粉从气化炉的高温区以切线方向喷入的一次煤粉风送风口，开设在所述气化炉内壁与一次风同向以切线方式送入二次风的送风口，以及开设在所述燃烧室内左侧和右侧的三次、四次环状旋转风送风口。

3.根据权利要求1所述的煤粉气化脱礁燃烧机，其特征在于，所述多个温度传感器，包括安装在所述气化炉侧壁的测温热电偶。

4.根据权利要求1所述的煤粉气化脱礁燃烧机，其特征在于，所述炉顶导火管包括L形导火管，所述L形导火管的竖直端安装在气化炉的顶壁中心。

5.根据权利要求4所述的煤粉气化脱礁燃烧机，其特征在于，所述L形导火管的竖直端穿过气化炉顶壁中心、位于炉顶外壳包裹的风道内所述L形导火管的水平端穿过预炉顶的炉体外壳处为出火口。

6.根据权利要求1所述的煤粉气化脱礁燃烧机，其特征在于，所述气化炉，包括炉体外壳，以及设置在所述炉体外壳内部的高温绝热层。

7.根据权利要求1所述的煤粉气化脱礁燃烧机，其特征在于，所述除渣装置，包括水封排渣装置或干式灰粉出渣装置。