CN104235832A - 水基助燃秸秆颗粒煤气油等燃料的锅窑炉通用燃烧机 - Google Patents

Abstract

一种水基助燃秸秆颗粒煤气油等燃料的锅窑炉通用燃烧机技术，尤其是在方箱水冷壁机体内设有耐火异型肋条砖砌筑成为若干对“两侧方箱炉膛逆火对撞式”炉膛结构，中心炉膛两侧设方箱膛、行火对撞膛、出火口和特殊炉料口盖系、外延料斗、流线推料弯道、流线延管及其燃烧器和冷却三角篦，实现多种燃料混用或换用伺服累加料，以水、镁蒸汽的水基助燃而完全或不完全取代空气助燃的传统燃烧技术的锅炉给风系数远远“小于1”，达到水、镁等蒸汽催化下的不耗用空气、水基助燃、超效节能、杜绝NOx生成、脱硫、分解和固化二氧化碳的“超效节能环保六位一体”目的的锅窑炉通用燃烧机。

Description

水基助燃秸秆颗粒煤气油等燃料的锅窑炉通用燃烧机

技术领域

本发明涉及一种水基助燃秸秆颗粒煤气油等燃料的锅窑炉通用燃烧机技术，尤其是在方箱水冷壁机体内设有耐火异型肋条砖砌筑成为若干对“两侧方箱炉膛逆火对撞式”炉膛结构，实现多种燃料混用或换用伺服累加料，仅以水、镁蒸汽的水基助燃而完全或不完全取代空气助燃的传统燃烧技术，至少使被改造匹配了的锅炉给风系数远远“小于1”达到脱硝达标(或者以煤为燃料的脱硫)和烟尘排放达标都处在全国领先的节能环保目的，将对所有现行大中型生活锅炉、各类工业锅炉、各类工业窑炉、各类炕烘燥热风等炉、热载体炉及其能源设备、各类电站锅炉的燃料燃烧技术产生完全更新换代影响的锅窑炉通用燃烧机。

背景技术

目前，公知的秸秆颗粒燃烧机，大多不能兼容燃用其他燃料，火力不足，加之焦油问题严重，氮氧化物排放浓度超标，尤其是没有考虑在出现了秸秆颗粒市场供应不足时在工农业生产、上的“能源安全”问题，特别是不可能解决随着世界金融危机下人们为了工农业生产和生活冷暖能耗成本的“经济学意义上的资源节约、变废为宝、节能环保实实在在地统筹利益最大化”(比如，以兼容农村秸秆原生物、树叶、稻壳、生活废弃物等“农村泛垃圾资源化能源”为燃料，以现行油、气、煤等主要化石能源兼容为辅助燃料，包括兼功工业有机废料、城市生产生活废弃物气化等“城市泛垃圾性BOD资源化能源”以及造纸、化工黑液黑水顽疾性的水污染“焙烧性工艺微偿化”下的“化工黑液焚烧COD资源化利用”的源头性废固全回收等等)“能源安全性”、“环境友好性”、“政经和谐性”的多种需要，全社会最低能耗的长远利益经济性最大化集于一身的问题。另外，仅仅着眼在生物质秸秆颗粒燃烧技术，虽被全球人公认为“温室气体零排放”，但是氮氧化物气体的实际排放，仍然不能用新技术革命的方式予以根本性的“减排”成为美中不足。殊不知人类生存环境与工业文明发展的矛盾早已不仅仅是二氧化碳和二氧化硫减排那么简单，氮氧化物减排则更具挑战性(早有西方研究机构报道说：任其氮氧化物污染下去，再过80年，西欧的男性将大部分失去生殖能力)……而今人类燃用和推广秸杆颗粒物的紧迫性尚且不能被广泛接受，还要让全球人都进一步到道NOx(据中科院过程工程研完所谢裕生翻译策划的《燃烧生成物的发生与抑制技术》(33、43页)一书介绍说：“环境中的NO2浓度即使很低10～100ppb，也会危害人体健康”“二氧化碳、甲烷、一氧化二氮的相对温室系数分别是1、62、290”)对环境的危害……。

发明内容

本发明的目的是：将秸秆颗粒、煤、油、气、生活垃圾等的燃烧或混合燃烧的全过程置于镁、水蒸汽催化的碳氢重组的反应链之中，实现水基助燃取代空气助燃，至少是达到给风系数小于1或者远远小于1的超低氮、低硫、无烟微尘化排放燃烧的Mg催化低CO₂RO₂排放意义上的洁净燃焚，对包括电站锅炉在内的现役各类能源设备实行全面地超超效率的节能环保改造和整个燃烧技术的更新换代。

本发明的目的是这样实现的：在方箱式水冷壁内部，底部通设的冷却三角篦和两侧的渣篦

之上，沿渣篦向上砌若干单元方箱膛的耐火墙基座，对应各单元耐火墙并于两侧对称平砌若干个肋条砖环、延砌成方(圆)形的方箱累料气化膛，在适度延砌向上的各方箱膛顶部过水冷壁每开炉料口盖，在冷却三角篦上空间的两侧方箱膛两内壁之间(对应空间的机体前部水冷壁设油汽水喷入口，于机尾处的内壁边缘线对开方箱膛上各肋条砖内的风道返烟口群，群口则是由机外对接锅炉系后经烟气分离器过副引风机返烟，烟经烟气再循环配烟箱暗过各砖而来)的顶部与产汽室水冷壁下方的换热壁构成中心炉膛；整机水冷层四周成方箱，方箱正顶上方设产汽室水冷壁，壁与水冷内壁焊接并由左右两排输汽管口横向对应的炉料口盖系的机体通汽焊接为一体，体与换热壁构成准圆形产汽室而于前部设外水系通水；而每对炉料口盖上每对应用户的“农村泛垃圾资源化能源”、“城市泛垃圾性BOD资源化能源”、“化工黑液焚烧COD资源化利用”的能源最经济节能环保结构状况以及把现行油、气、煤等主要化石能源兼容为辅助燃料的最经济结构情况，相应分设或统设不同类型和适型兼换的外延料斗和流线推料弯道；中心炉膛尾开燃机出口，三角篦与两侧的渣篦的下方灰膛里对应设螺旋推灰器。这样，当打开涡流真空炉膛的冷却三角篦内的错位双篦、灰膛下螺旋推灰器总成上的通风口门自然通空气之风，再对每个方箱膛底部的渣篦之上铺柴添煤，同时还要在冷却三角篦上铺柴，就可以在冷却三角篦的上面按常规方法点火(同时关闭上顶的所有炉料门盖系或者料斗和流线推料弯道内的插门)，启动主引风机引风，便是生火启炉开始了(早在2001年5月2日，本发明人在浙江省东阳市郭宅村东阳市台花纺织有限公司厂内，请求北京环科除尘设备检测中心，对自己设计并投资交由河南省豫园锅炉厂生产的“ZL(G)-AII-001”型的“水基助燃”性质的前置炉膛设备进行测试，其安装在该厂温州产的“KZG2-8-AII……1971年7月出厂”的锅炉之前，取代原炉的燃烧系为统一的锅炉系统。测试如本发明所述不二，当时有发明人为法人代表的“一净公司浙江洁净燃煤总装基地”、“浙江东阳市发兴机电有限公司”、“河南省豫园锅炉厂”的三方面人员互为监督接受专家的指挥进行了两天一夜的连续地极其认真地测试并讨论相关问题。由于测试过程中因专家对水助燃以及无空气的糊泥堵缝等十分怀疑，可是又实在找不到“弄虚作假”的可疑之处，发明人受到专家的严厉斥责，并一次次让“K N900”自动记录仪自动记录各种数据，双方持续的争执不断，更反复查验各种真伪却不见伪处端倪，专家始终惊呼“这是绝对不可能的事！我们没法出这样的报告！”……为了证明客观存在，于2001年5月9日又委托东阳市环境保护监测站，请求再用“K N900”自动记录仪认真测一次，测检过程连续20小时……东阳市的测试结果与上次北京的实际结果完全一样，2001年5月17日发送的报告号是“东环监测报2001气字第2001026号”，其客观地再一次证明了“NOx：14～26mg/Nm³；SO₂：580～668mg/Nm³”，当然也就成了本发明的坚守十多年的事实依据……但后来迟迟未发的北京检测中心的报告却是在我们登门催索之下，才出了一个事是而非的报告，报告号为“炉窑测环检字【2001】第15号”报告中除了“燃料消耗量：110kg/h；实测负荷：1.18MW；热态烟气量：3116Nm³/h；标态烟气量：1700Nm³/h；烟气分析：O₂：12.3％、CO：0.037”和在检测结果说明记载了“4、在煤中掺入适量的白云石粉……”中还接近事实之外，其余完全抹煞了与“NOx：14～26mg/Nm³；SO₂：580～668mg/Nm³”相关并且丝毫未予记录无空气助燃和水助燃燃煤的客观事实……鉴于专家把“水助燃燃煤”归类于“水基燃料”的当时被称为伪科学的试验范畴，发明人只能默认不语……而今国家早已对当时国家科委的伪科学问题作了检讨，我们又在相关问题进行理论梳理后完成了相关发明)。当各个方箱膛在半个小时内递次添加到一半膛煤(镁石粉供来口中随料掺入白云石粉)，再在临时大开顶部盖门系、插门等(同时关闭下部的所有的通风口门等)，使整炉转变成纯粹地逆向的尽大火力地燃烧工况，直到维持工况中排放出的烟气再无可见烟，使涡流真空炉膛里的温度大约升至1200℃以上(燃油燃气锅炉则在启炉燃烧之初，就要正常配供空气之时，这里，却将整个锅炉的给风系全部关闭，其间持续性地不断播白云石粉撒向各方箱膛，直到涡流真空炉膛里的温度升至1200℃左右)时，逐步打开产汽室的外系水源阀门加大给汽量(并相应关闭整个锅炉的通风门盖系等或者是燃油燃气锅炉的给风控制直减小到零)，与此同时，启动副引风机，使其进行烟气再循环同步保证干热炉内耐火材料始终处在荷重软化点温度限以下；为了完成大型锅窑炉的自动连续地给料，本发明的推料器可以大小系列造型，或对煤和秸秆等比重较大的颗粒块粉燃料类型中小燃烧机上的推料器对应若干对或全部炉料口系于机体顶部空间设在间闭墙上通设外延料斗以结合常规累加料系统或皮带输料系，或者对松散秸秆、树叶、稻壳、生活垃圾等比重较小的颗粒块粉燃料类型大中燃烧机上的推料器对应若干对或全部炉料口系于机体一侧设流线推料弯道47、流线延管48以实现所造型的自动给料；至于燃油燃气的本发明燃烧机造型，则是对应各对炉料口系设定燃烧机总成而正常如上述生火调整空气而逐步过到完全的供水混油气助燃上来和同步伺供镁石粉供量即可。

自此，本发明启炉成功——

就在各方箱膛的炉料口盖系或料斗和插门等打开之初，仅作为临时性给风，受主引风机的引力会从上口向下通风，经各膛内四周的肋条沟旋下，与热煤气相遇而按照常规燃烧，火流逆下于颈口砖掖间行火膛与对应一侧的行火膛以基本相等的火力碰叠涡流燃烧在中心炉膛内，使其温度因火力对撞而进一步提高。自打开产汽室系统的供水阀开始起，随煤(油、气等)的气化加剧和温度逐渐升高而逐渐增量水基助燃(同时做到与伴随两三次累加煤到所有方箱膛内整满，随而相应缩小空气量，直到完全关闭所有空气入口达到稳定燃烧的水基助燃)，即时炉膛内的温度因其完失去空气助燃和各方箱膛加料至满而不断提升，稳定在一个调整烟气循环冷却与炉膛监测温度相协调的运行工况上。运行中，在中心炉膛后部的出口火流中，原本由大量惰性气体带走显热而使中心炉膛中的热平衡最高只能保持在1350℃左右的温度指标，因杜绝了所有惰性气体的输入，使其有条件升到了2000～2500℃(这一点已在2001年5月的受测样机在过后的检查中的发现的事实所证明：当时发现涡流真空炉膛的三氧化二铝的含量达到80％以上的高铝砖被烧肋条有软化变形和剖开截面已呈暗黄色)。关于方箱膛耐火材料的过热炉膛环境的耐火度安全保障，是由本燃烧机外匹配的锅炉系统吸热，所排烟气在200～230℃的锅炉尾部处由烟气分离器分离出经副引风机引出的被分流出烟气自烟气再循环配烟箱至各炉墙在冷却风道网内分配冷却烟流而一路吸热降温的，流至出火口加入中心炉膛的继出火流，构成锅炉热交换系复合再循环烟气冷却过热和洁净排烟系统。该系统按中心炉膛内的中心温度高达2000～2500℃并在肋条砖、冷却三角篦等刚玉砖上的控制水冷梯度，使其既保证中心涡流维持过热于现行耐火材料安全耐火度的需要，又通过副引风机推动循环烟气接力内循环气道的横、纵组屏网络，将耐火材料边界层上的低温梯度指标始终保证在荷重软化点以下的安全温度限以内，构成了本发明的副引风机与冷却风道横、纵组屏网络的两侧墙耐火度调节系统。其中，冷却三角篦、渣篦温度调节的目的是构成一个可调节得到中心炉膛底部始终保持200℃～800℃的若干个工作点的“反应中止低温区”以便排放或收集镁盐(碱)、钙盐(碱)和适量镁粉、金属镁，以此构成了本发明的镁催化和镁钙族盐碱物质反应低温中止系统。

由于中心炉膛升温到了常规锅、窑炉炉膛温度极限以上几百乃至上千摄氏度级的过热水平，首先是水蒸汽充分的热分解程度相应提高，再就是从现有理论出发也会得出积极的结论，尤其结合白云石(分子式为CaCO₃·MgCO₃，理论组成中的MgO含量19～22％、CO₂含量47％左右)粉或氧化镁粉(或其他含镁矿石、含镁卤水等矿物)中的氧化镁烧解成镁蒸汽，镁蒸汽几乎参与所有的反应过程，除参与碳氢氧化反应外，概括起来大致要有如下若干最主要的反应：

1、碳与水蒸汽反应(C+H₂O＝CO+H₂)生成一氧化碳和氢气；

2、氧化镁经热碳还原反应(MgO+C＝Mg+CO)生成镁蒸汽和一氧化碳(有实验认为：当T＞1000℃的时候，反应气氛是100％的CO)；

3、镁蒸汽与一氧化碳氧化反应(Mg+CO＝MgO+C)，我们通过使用大量水的热分解H2存在于Mg蒸气和CO的混合气体中，可以抑制CO氧化Mg蒸气的这种反应，尽量保持镁蒸汽的活性，使反应能够连续稳定的进行，在冷却三角篦内得以冷却，使之反应镁盐镁碱等态得以沉降或收集；

4、镁在CO₂中剧烈燃烧反应(CO₂+2Mg＝2MgO+C)生成热碳和氧化镁(从习惯上说，镁在二氧化碳气体中燃烧，可在其密闭的环境中进行，燃尽是完全可以不需要氧气的，所产热量用来维持其它必要分解反应的吸热需要)；关于2MgO+C＝CO₂+2Mg反应，已有经验介绍说：“在1350℃到1500℃已能较好地进行反应，温度升高，反应速度加快，在1520℃，氧化镁还原率达96.9％”，也就是说炉膛内温度只要超过了1600℃以上，热碳源源不断，便没有了氧化镁，有的只有镁蒸汽，即镁燃烧所生氧化镁，又即刻分解，直到其他反应“抢”走镁止；

5、镁蒸汽与水蒸汽反应生成(Mg+2H₂O＝Mg(OH)₂+H₂)氢氧化镁和氢气；

6、氢氧化镁热分解反应(Mg(OH)₂＝MgO+H₂O)生成氧化镁和水蒸汽；

7、氧化镁与二氧化碳反应(MgO+CO₂＝MgCO₃)生成碳酸镁(这也就是本发明在2001年5月的同类锅炉受测被自动记录仪记录下的“O₂：11.9％；CO₂：7.8％；NOx：25mg/nm³……”而比照常规烟气排放中的CO₂明显减少的原因，我们有理由相信：随着开发工作的深入，这个二氧化碳固化的环保优势将会得到逐步提高)；

8、碳酸镁分解反应(MgCO₃＝MgO+CO₂)生成氧化镁和二氧化碳(本发明的冷却三角篦，其中就有有效控制低温抑制这种碳酸镁等再分解和固化二氧化碳的目的)；

9、冷却三角篦内的灰渣回收的若干反应：

a、氧化镁与硫酸气体脱硫反应(MgO+H₂SO₄＝MgSO₄+H₂O)生成白色固体硫酸镁和水蒸汽：

b、氢氧化镁与硫酸气体脱硫反应(Mg(OH)₂+H₂SO₄＝MgSO₄+2H₂O)生成白色固体硫酸镁和水蒸汽；

c、氢氧化镁与硝酸气体脱硝反应(Mg(OH)₂+2HNO₃＝Mg(NO₃)₂+2H₂O)生成白色固体的硝酸镁和水蒸汽；

d、氧化镁与硝酸气体脱硝反应(MgO+2HNO₃＝Mg(NO₃)₂+H₂O)生成白色固体硝酸镁和水蒸汽；

e、氧化镁与CO2碳酸气体反应(MgO+CO₂＝MgCO₃)生成白色固体碳酸镁。

f、其他与碳酸钙相关的常规脱硫和固碳等主要的反应式：

CaCO₃＝CaO+CO₂、CaO+H₂O＝Ca(OH)₂、Ca(OH)₂+MgCl₂＝Mg(OH)₂+CaCl₂、Ca(OH)₂+CO₂＝CaCO₃+H₂O、CaCO₃+H₂O+CO-＝Ca(HCO₃)₂、CaO+2HCl＝CaCl₂+H₂O、Ca(OH)₂+SO₂＝CaSO₃+H₂O。

……因为各式无空气参与的氧化与非氧化反应的充分进行，加之变频调控、镁催化活性等条件的存在，可调解不同的引风真空度和烟气再循环程度下的超高温工况，使炉内正常工作温度在2000℃～3000℃(大致相当于工业真空钼丝炉和气氛炉坩埚的2400℃～3000℃的温度范围)之间。更是由于镁原子本身特有的原子化学属性，对结合态的氧原子具有强烈的占有、吸附性。因此，即使在二氧化碳、一氧化氮之类的气体当中，只要温度适宜，就会发生强烈反应。不仅如此，如果反应温度的释放，致使温度进一步上升而“来不及”释放、散失，原先的氧化镁，还会在这种过程的高温环境下，反过来和炭反应，生成碳化镁。这时，碳原子会处于极度活跃的状态，不光听从镁原子的召唤，还遵从氧原子的派遣，尤其是二氧化碳完全分解是有令人鼓舞的现实可能性(有人用超高温等离子体连续分解二氧化碳的实验报告说：二氧化碳在2300℃以上时可自动分解为一氧化碳和氧气)，我们的实验认为，只要涡流真空炉膛内温度高过2300以上，无论水、镁、碳、硫、钙、氧都在蒸汽态混合状态，其高温高热压要素前提之下恰恰与本发明的冷却三角篦中低温低热压的热平衡系构成镁、钙、碳等类盐碱生成阶段的反应中止沉降区(只有来不及沉降的气体等成为烟气，烟气系统排向烟囱而去)。如此，原本必须大量排放到大气中的二氧化碳气体减少了排放，而是将其以碳酸镁、碳酸钙等混入石粉灰的形式固化排放……从这个意义上讲，把白云石中近50％含量的二氧化碳，高温分解成为一氧化碳和氧蒸汽并进一步延长碳氢重组的的反应链条所具有积极意义是显而易见的。根据2001年5月的本发明受测的同类样机的自动记录排烟中的二氧化碳浓度7.8％数据比照常规手烧锅炉9％左右的二氧化碳排放浓度对应的一般性数值分析，分析结果是：对于同等的110kg/h燃煤耗量来说，在无空气或极少空气参与的助燃之下的每公斤煤的惰性气体烟气减排量要接近10nm³左右，总减少量大约1180nm³/h，以此折合等比常规手烧锅炉，原所测定本发明同类排烟中的二氧化碳浓度7.8％的数值，应该调整计算为(1-1180÷3116)×7.8％＝4.35％，由此推定本发明烟气中二氧化碳的排放浓度等比常规锅炉降低了(9-4.35)÷9×100％＝51.6％。

承上所述，对于110kg/h燃煤量的本发明同类锅炉“受测样机”，正是由于每小时将近900立方米的空气免于鼓入炉内，而代之以用水基助燃燃了煤，这就使得约700立方的氮气等惰性气体再没有了NOx唯有凭添污染和徒增排烟显热损失的机会，即在方箱膛和中心炉膛内变有空气助燃为基本完全的水基助燃，由于不再给风，就不再有空气中(78(氮气)+0.9(其它))％的惰性气体(常规手烧锅炉每燃用1kg煤的空气鼓入量最多可估算到8m³，其冷态鼓入的惰性气体就占有了6.3m³，而被热态排烟出炉的就是11.61m³，这个量还不包括部分氮气制造的NOx所占的排烟量部分)，既不会从排烟中带走热量而使炉膛温度相应提高，又把长期以来套在抑制NO2生成率的锅炉必须低温燃烧、贫富燃料燃烧、烟气再循环的环保“紧箍咒”彻底解除掉)，这也正是本发明同类受测样机的烟气中NOx浓度25mg/nm³测检结果的事实依据。

关于所述的氧化镁在密闭的高温炉膛的热碳中还原镁蒸汽的机理，本发明人借鉴性地参考了《昆明理工大学》2009年11月19日刘红湘先生发表的《真空碳热还原氧化镁制取金属镁的研究》(1、2、3)，找到了产生镁蒸汽并结合水蒸汽(代替空气助燃)热分解与燃料中的碳氢碳氢重组的上述各种反应过程的根据，相比常规燃煤减少了半数左右的排烟生成量，以此大大提高了炉膛温度又反过来增强了镁的催化活性。由于镁活性原本就很大，利用热碳还原提高了镁蒸汽反应生产率，同时，CO₂又可助镁燃烧释放热能。

关于所述的中心炉膛内水蒸汽由镁蒸汽参与催化的碳氢重组过程(以C-MgO体系为例，随着反应温度的升高，C-MgO体系开始发生反应：Mg-O键开始断裂，形成新的C-O键，还原初期的反应速率较快；随着反应过程的进行，MgO颗粒与C颗粒体积逐渐缩小，颗粒间的距离逐渐增大，再加上MgO颗粒本身发生分解反应就非常困难，离解生成的0更不容易扩散到C颗粒表面并与之发生反应，使其还原反应中后期的反应速率逐渐降低。可是，水蒸汽无所不在，便乘机与C反应生成水煤气和H，H的扩散性极强又与C反应生CH……)，由于主、副引风机制得引风真空又过热2000～3000℃，形成H₂O、MgO、Mg、CO、CO₂、H、C、O、CaO、Ca混合蒸汽流气化的热碳、水、镁蒸汽催化碳氢重组洁净排烟和固体排出MgSO4、Mg(OH)₂、Mg(NO₃)₂、MgCO₃、Mg(NO₃)₂、CaSO₃、CaCO₃等盐碱之物兼有金属镁产出的是在碳氧化合物、碳酸镁、氧化镁、硫酸镁、碳酸钙等维持一个“从中心炉膛的超高温区——向冷却三角篦反应低温中止区到主引风机”一系列稳定运行的水基助燃燃生物质、燃生活垃圾、燃煤、燃油、燃气、锅窑炉的水基热碳镁催化碳氢重组助燃的固碳、固硫、固氮反应工作原理下的动态平衡，更使中心炉膛温度维持在两千到三千摄氏度左右，实现了水、镁等蒸汽催化下的不耗用空气、水基助燃、超效节能、杜绝NOx生成、脱硫、分解和固化二氧化碳的“超效节能环保的六位一体”的热碳水镁蒸汽催化碳氢重组的氮氧化物零排放和酸性气体(碳酸、硫酸、硝酸)等固化性排放的水基和极少空气助燃的节能环保的(简称水基热碳镁催化碳氢重组助燃燃烧机工作原理)。至此，不难作出判断，只要采用合适的催化剂(如镁、钾、锰、镍等)，即使把水蒸汽助燃的煤、油、气、秸秆等除核能以外的所有现行能源以全水基助燃的水基环保节能贡献比，从2001年5月受测的同类样机测定值开始，向更高趋势更大范围争取应该是大可作为。

运行中，中心炉膛所出之火(烟气)被主、副两只引风机经锅炉系充分吸热后而一同引出的喷气过火口，口因再循环烟气调配烟温才使得所过之火流不至于过热而保证本发明锅炉水循环系统管束受热面的计算壁温在现行锅炉规范以内。出火口的口缘之内，内里正巧与炉膛所出的超高温火流混合使其降至常规锅炉炉膛出口温度，构成了主引风机引出被旋烟分离器分离的大部洁净烟气推向烟囱而去和副引风机引通旋烟分离器分离的小部分含尘烟之烟气，持续作为冷却介质的洁净排烟系统。

不过，应该指出的是：由于镁蒸汽催化和反应活性实在太大了(镁比氢活泼多了，与其有关所有的反应过程几乎都存在可逆反应)，我们决不能只抽象出来某一种反应和生成物或者因为某些“无法亵渎”的权威理论和“庄严”去孤立地判定为本发明的结论，必须充分理解和综合分析炉膛中的H₂O、MgO、Mg、CO、CO₂、H、C、O等多质蒸汽混合流，在超高温和相当真空度之下充分催化分解等反应集中热出力的统一性，才能正确地反映和把握其客观存在。然而，这里定然有诸多未能通晓其中的燃烧学在无空气研究上的新课题，但事实是不可以亵渎的！事实就是那尘封十几年的两个测试报告互为佐证和弥补的客观反映和任何权咸的再结论都无权在本发明复制样机全面检测之前作出——让中国的各个检测权威机构同时作为“中华尺、规、矩、秤”去客观地再不要夹带任何主观情结地去告知全国人民这个新事物的“长、宽、重、量……”！

对于仅仅燃煤的小型燃烧机，可以不具体分设不同类型的外延料斗和流线推料弯道而将每个炉料口盖系都设计为“口+盖”的手烧累煤造型；仅仅燃油燃气的小型燃烧机，炉料口盖系都设计为“口+燃烧机”的造型。而对于根据不同地和用户的“农村泛垃圾资源化能源”、“城市泛垃圾性BOD资源化能源”、“化工黑液焚烧COD资源化利用”的能源最经济节能环保结构状况以及把现行油、气、煤等主要化石能源兼容为辅助燃料的最经济结构情况，相应分设或统设不同类型和适型兼换的外延料斗和流线推料弯道的中大型燃烧机，炉料口盖系则有针对性地设“口+盖”和“口+燃烧机”之外，其所设的外延料斗上的推料器，借用锥形螺旋结构，给树叶、散秸秆物、稻壳、生活垃圾等等轻飘燃料施加机械下行累料的动力；其所设的流线推料弯道上的推料器，则是考虑到仅仅采用若干间隔空间给料无法适型的特大型工业锅窑炉和电站锅炉，为连接各料场里的推料机在几十米或几百米甚至于上千米外向燃烧机的中远距离推料，给伺供树叶、散秸秆物、稻壳、生活垃圾等等轻飘燃料施加机械管道行进累料的动力……随着燃烧机造型的加大和燃料结构的统配多元化，对应连接各类燃料场的外延料斗和流线推料弯道的种类和型制会有多种布局和伺供方案，乃至于备有足够的换装兼换功的外延料斗和流线推料弯道等输料及推料器系统。

由于采用了上述方案，本发明把水蒸汽全部取代空气助燃秸秆颗粒、煤、油、气、生活垃圾、工业废水等，其燃烧或混合燃烧的全过程置于镁、水蒸汽催化的碳氢重组的反应链之中，实现了水基助燃取代空气助燃，至少是达到给风系数小于1或者远小于1的超低氮、低硫、无烟微尘化排放燃烧的Mg催化低CO2RO2排放意义上的洁净燃焚，对包括电站锅炉在内的现役各类能源设备实行全面地超超效率的节能环保改造和整个燃烧技术的更新换代，开辟了常规锅、窑炉领域全部节省空气中氧气的先河，抑制了NOx的95％以上生成量，又通过二氧化碳分解使其减排30～50％，得到了镁蒸汽催化的不耗用空气、水基助燃、超效节能、杜绝NOx生成、脱硫、分解二氧化碳“六位一体的超效节能环保”。

附图说明

下面根据说明书附图对本发明作进一步说明。

图1，是本发明的第一个实施例的局位中剖结构示意图。

图2，是图1的侧视局剖结构示意图。

图3，是图1的上视局剖结构示意图。

图中1、方箱及方箱顶上延余热热交换出力中心设有常压限制阀、表的周体水冷壁(简称水冷壁)；2、方箱顶上延余热热交换出力中凸水冷体内进出锅炉水源水的换热器系统(简称换热器)；3、膨胀水箱；4、自来水浮球开关系统；5、不设阀的膨胀管；6、常规累加料系统；7、间闭墙；8、口向外的外延累料斗(简称外延料斗)；9、炉料口(盖或备用安全燃气燃油机头与伺供石粉和化工黑液“化工黑液焚烧COD资源化利用”的门盖总成调配方箱膛内混合燃料比例和水基助燃方式)系(简称炉料口系)；10、输汽管口；11、产汽室水冷壁；12、产汽室；13、油汽水喷入口；14、产汽室换热跨墙的耐火钢底凹壁槽(简称换热壁)；15、耐火异型冷却风道肋条肋沟砖(简称肋条砖)；16、肋沟；17、出火口；18、颈口砖；19、底脚支撑结构性承重并机械泄渣(非炉排性)渣篦(简称渣篦)；20、三角两边设耐火篦条，篦成等腰两坡递次阶排状，下弦有再冷灰篦、多孔筒底边的错位双篦，篦下设钢结构架托梁的氧化硅、氧化镁耐火材料材质或锆金属钢管的再循环烟气通烟冷却条组，组内再冷却调节腔组篦若干层的承尘三角篦系统(简称冷却三角篦)；21、灰膛；22、备有备用通风口门的螺旋杆推灰电动器(简称螺旋推灰电动器)；23、单元承重耐火墙(简称耐火墙)；24、行火对撞膛(简称行火膛)；25、外料口；26、推料器传动盒；27、锥形螺旋推料器(简称推料器)；28、启动阶段空气助燃油气喷火运行和正常运行中撤离塞闭或在切断给风而代为喷供水或污水“化工黑液焚烧COD资源化利用”喷雾制控中心炉膛温度的燃烧器(简称燃烧器)；29、耐火异型砖方箱炉膛墙(简称膛墙)；30、水冷内壁；31、方箱水冷机体(简称机体)；32、换热器出水对接口(简称出水口)；33、水源入口；34、皮带输料系；35、工作原理及结构特征一并参照本人发明并开发成功的实践证明优于布袋除尘器的ZL200620132144.3《内外循环往复分离组合增益式超净消烟除尘器》专利性技术的主、副两只引风机分别引烟在主排烟口和侧向返烟口的外旋套筒与旋烟分离胆筒结构用来实现烟气再循环冷却过热墙拱排和洁净排烟的烟气分离器(简称烟气分离器)；36、烟囱；37、相对小功率变频调速高压烟循环的副引风机(简称副机)；38、相对大功率的变频调速高压排烟的主引风机(简称主引风机)；39、被取代燃烧技术的锅炉匹配对接的炉膛入火对接口、给水水源的除氧器供水接入口、排烟口等系统(简称锅炉系)；40、烟气再循环配烟箱；41、推渣池箱；42、除氧器；43、砖内返烟(连通网络)冷却风道(简称风道)；44、机尾风道列口；45、汽化室外供水阀及安全及手孔盖系统(简称外水阀系)；46、锥头轴架；47、秸秆树叶稻壳等散推进流线弯道(简称流线推料弯道)；48、推进器流线延管(简称流线延管)；49、镁石粉供来或石粉液乃至石粉混入污液水基助燃系统口(简称石粉供来口)；50、方箱累料气化膛(简称方箱膛)；51、超高温中心炉膛(简称中心炉膛)；52、中凸水冷体。

具体实施方式

在图1中，方箱水冷机体31上中凸体水冷壁51内设有外向出水口32和水源入口33的换热器2，器2之下的水冷内壁30为呈大半圆形产汽室水冷壁11，壁11两侧全对称横设穿过壁11和炉料口系9内的水冷壁1而以外轮廓正对扣口在下部凹曲面槽的换热壁14，壁14凝固在左右准对称砌筑的膛墙29之上成为中心炉膛51的半水冷膛顶；膛墙29砌筑构成左右方箱膛50，膛50竖向通膛的内壁每旋递若干条由肋条砖15砌筑结构接续的肋沟16，沟16于膛50底砌颈口砖18构成于方箱膛50内通续沟16的行火对撞膛24，左右，膛50逆过膛24通来中心炉膛51于冷却三角篦20和两侧渣篦19之上，篦20与篦19之下的灰膛21之内对应设螺旋推灰器22；对应在某几对炉料口系9延上或计划设有外延料斗8和流线推料弯道47、流线延管48以结合常规累加料系统6、皮带输料系34或推料器27。

在图2中，方箱水冷机体31的水冷壁1内，膛墙29内侧为中心炉膛51，膛51中对应为火对撞膛24，膛24下是支撑在耐火墙23、冷却三角篦20和两侧渣篦19之上，篦20与篦19之下的灰膛21于机体31前设螺旋推灰电动器22后设推渣池箱41而与灰膛21底内的螺旋杆构成推灰总成；机体31前开的油汽水喷入口13装有燃烧器28，对应其体31后部向外通开出火口17；篦20内通风道43由机体31后部的烟气再循环配烟箱40分配副引风机37返烟而来的烟气流，流通至灰膛21前部闭合暗通上折90°到膛墙29的各肋条砖15内的各曲折平行的风道43向膛24并中心炉膛51的后部方向的出火口17临近的机尾风道列口44；膛51顶部水平通设换热壁14成槽由体31前部的外水阀系45通水入产汽室12；或对应整机六对炉料口系9的中位两对口系9上设外延料斗8，斗8呈漏斗状阔口设在间隔墙7顶板上，上开外料口25，口25内四边里临边面竖置若干锥形螺旋推料器27，间隔墙7顶板上面设常规累加料系统6或皮带输料系34。出火口17对接锅炉系39炉膛入火对接口、给水水源的除氧器供水接入口；系39的排烟口对接烟气分离器35，器35主排烟口接主引风机38排烟向烟囱36而去，而器35侧向返烟口接副引风机37，机37闭合返烟到机，31后的烟气再循环配烟箱40。

在图3中，方箱水冷机体31前部的燃烧器28，而后部设有出火口17；机体31两侧顶对称设六对炉料口系9，正中中凸水冷体52内设换热器2，器2闭合引出出水口32接去锅炉系39的除氧器，引出水源入口33接来锅炉系39的软水水源之水。

Claims (10)

1.一种水基助燃秸秆颗粒煤气油等燃料的锅窑炉通用燃烧机，为方箱水冷机体(31)内的耐火材料砌筑炉体，其特征是：上中凸体水冷壁(52)内设有外向出水口(32)和水源入口(33)的换热器(2)，器(2)之下的水冷内壁(30)为呈大半圆形产汽室水冷壁(11)，壁(11)两侧全对称横设穿过壁(11)和炉料口系(9)内的水冷壁(1)而以外轮廓正对扣口在下部凹曲面槽的换热壁(14)，壁(14)凝固在左右准对称砌筑的膛墙(29)之上成为中心炉膛(51)的半水冷膛顶；膛(51)前设燃烧器(28)，后开出火口(17)；膛(51)两侧的膛墙(29)砌筑构成左右方箱膛(50)，膛(50)竖向通膛的内壁每旋递若干条由肋条砖(15)砌筑结构接续的肋沟(16)，沟(16)于膛(50)底砌颈口砖(18)构成于方箱膛(50)内通续沟(16)的行火对撞膛(24)，左右膛(50)逆过膛(24)通来中心炉膛(51)于冷却三角篦(20)和两侧渣篦(19)之上，篦(20)与篦(19)之下的灰膛(21)之内对应设螺旋推灰器(22)；对应在某几对炉料口系(9)延上或计划设有外延料斗(8)和流线推料弯道(47)、流线延管(48)以结合常规累加料系统(6)、皮带输料系(34)或推料器(27)的多种燃料并用或配置相应伺服累加料系统主体结构的通用燃烧机。

2.根据权利要求1所述的锅窑炉通用燃烧机，其特征是：方箱水冷机体(31)的水冷壁(1)内，膛墙(29)内侧为中心炉膛(51)，膛(51)中对应为火对撞膛(24)，膛(24)下是支撑在耐火墙(23)、冷却三角篦(20)和两侧渣篦(19)之上，篦(20)与篦(19)之下的灰膛(21)于机体(31)前设螺旋推灰电动器(22)后设推渣池箱(41)而与灰膛(21)底内的螺旋杆构成推灰总成；机体(31)前开的油汽水喷入口(13)装有燃烧器(28)，对应其体(31)后部向外通开出火口(17)；篦(20)内通风道(43)由机体(31)后部的烟气再循环配烟箱(40)分配副引风机(37)返烟而来的烟气流，流通至灰膛(21)前部闭合暗通上折90°到膛墙(29)的各肋条砖(15)内的各曲折平行的风道(43)向膛(24)并中心炉膛(51)的后部方向的出火口(17)临近的机尾风道列口(44)；中凸水冷体(52)下的膛(51)顶部水平通设换热壁(14)成槽由体(31)前部的外水阀系(45)通水入产汽室(12)，而后部设有出火口(17)；中凸水冷体(52)内设换热器(2)，器(2)闭合引出出水口(32)接去锅炉系(39)的除氧器，引出水源入口(33)接来锅炉系(39)的软水水源之水；整体对应整机若干对炉料口系(9)的或设几个种类的外延料斗(8)，或者设大中小型流线推料弯道(47)、流线延管(48)，连接各料场里的推料机在几十米或几百米甚至于上千米外向燃烧机的中远距离推料；系(9)内内有石粉供来口(49)，外有所设斗(8)呈漏斗状阔口设在间隔墙(7)顶板上，上开外料口(25)，口(25)内四边里临边面竖置若干锥形螺旋推料器(27)，间隔墙(7)顶板上面设常规累加料系统(6)或皮带输料系(34)；道(47)和管(48)则为随着燃烧机造型的加大和燃料结构的统配多元化，对应连接各类燃料场的道(47)和管(48)的种类和型制会有多种布局和伺供方案，乃至于备有足够的换装兼换功的外延料斗和流线推料弯道等输料及推料器系统；出火口(17)对接锅炉系(39)炉膛入火对接口、给水水源的除氧器供水接入口；系(39)的排烟口对接烟气分离器(35)，器(35)主排烟口接主引风机(38)排烟向烟囱(36)而去，而器(35)侧向返烟口接副引风机(37)，机(37)闭合返烟到机体(31)后的烟气再循环配烟箱(40)系统结构的通用燃烧机。

3.根据权利要求1所述的锅窑炉通用燃烧机，其特征是：带有“启动阶段空气助燃油气喷火运行和正常运行中撤离塞闭或在切断给风而代为喷供水或污水喷雾制控中心炉膛(51)温度”及“备用安全燃气燃油机头与伺供石粉和化工黑液的门盖总成调配方箱膛(50)混合燃料比例和水基助燃方式”的燃烧器(28)和炉料口盖系(9)综合伺供料工作原理。

4.根据权利要求1所述的锅窑炉通用燃烧机，其特征是：由高压引风机(66)制得引风真空的涡流真空炉膛(23)内过热2000～3000℃形成H₂O、MgO、Mg、CO、CO₂、H、C、O、CaO、Ca混合蒸汽流过热气化的热碳、水、镁蒸汽催化碳氢重组、氮氧化物零排放、碳酸气体固化排放、无空气燃烧的洁净排烟和固体排出MgSO₄、Mg(OH)₂、Mg(NO₃)₂、MgCO₃、Mg(NO₃)₂、CaSO₃、CaCO₃维持一个“从涡流真空炉膛(23)的超高温区——分向冷却三角篦(31)反应低温中止区到主引风机”一系列反应动态平衡稳定运行的水基助燃燃“农村泛垃圾资源化能源”、“城市泛垃圾性BOD资源化能源”、“化工黑液焚烧COD资源化利用”以及燃用煤、油、气等常规能源的的固碳、固硫、固氮反应排渣的工作原理。

5.根据权利要求1所述的锅窑炉通用燃烧机，其特征是：中心炉膛(51)以两侧行火膛(24)之上的方箱膛(50)中的肋条砖(15)带有冷却风道(43)暗布网络结合冷却性三角篦(20)，篦(20)三角两边设耐火篦条，篦成等腰两坡递次阶排状，下弦有再冷灰篦、多孔筒底边的错位双篦，篦下设氧化硅、氧化镁耐火材料材质或锆金属钢管的再循环烟气通烟冷却条组，组内再冷却调节腔组篦若干层烟气再循环冷却的创新工作原理。

6.根据权利要求1所述的锅窑炉通用燃烧机，其特征是：中心炉膛温度维持在两千到三千摄氏度左右，实现了水、镁等蒸汽催化下的不耗用空气、水基助燃、超效节能、杜绝NOx生成、脱硫、分解和固化二氧化碳的“超效节能环保六位一体”的热碳水镁蒸汽催化碳氢重组的氮氧化物零排放和酸性气体固化性排放的镁催化碳氢重组的水基与极少空气助燃的燃烧机工作原理。

7.根据权利要求6所述的锅窑炉通用燃烧机，其特征是：冷却三角篦(20)内的多孔筒周布耐火冷却风道(43)的水基助燃燃煤、燃油、燃气锅炉的金属镁冷凝积结替换收集系统。

8.根据权利要求3所述的锅窑炉通用燃烧机，其特征是：炉料口盖系(9)和燃烧器(28)设有兼功于工业黑液向中心炉膛(50)污染水混合镁基石粉、卤水喷雾焚烧的水基助燃石粉污液伺供系统。

9.根据权利要求1所述的锅窑炉通用燃烧机，其特征是：主引风机(38)过锅炉系(39)降温并引经旋烟分离器(35)的洁净主流烟气推向烟囱(36)而去，副引风机(37)引出通旋烟分离器(35)分离的含尘烟之气，压向烟气再循环配烟箱(40)而来作为持续冷却的水冷复合热交换系的再循环烟气洁净排烟系统。

10.根据权利要求4所述的锅窑炉通用燃烧机，其特征是：冷却三角篦(20)构成调节得到200℃～800℃若干个工作点，排放或收集镁盐、碱和钙盐、碱的水基助燃的镁催化和镁钙族盐碱物质反应低温中止系统。