CN1063347A

CN1063347A - 工业锅炉高效化系统

Info

Publication number: CN1063347A
Application number: CN 91100255
Authority: CN
Inventors: 王彦
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-01-19
Filing date: 1991-01-19
Publication date: 1992-08-05

Abstract

一种水管壁燃烧室、炉膛、网状罩、汽化室、锅筒、储水箱、炉排、转换器、发生器等组成的高效节能消烟除尘汽化式工业锅炉；当炉温达到一定温度时，转换器将水在汽化室内汽化，蒸气水进入燃烧室与高温碳反应，生成一氧化碳和氢气，高温的一氧化碳与水汽继续反应，生成二氧化碳和氢气，氢气在燃烧室内参与燃烧，从而强化炉温，燃烧的产物经过网状罩进入水管壁与二次风强烈混合，使烟气中可燃物在此燃尽，提高热效率，黑烟排放浓度低于林格图0.5级，减少环境污染。

Description

一种工业锅炉

目前，国外应用燃烧热水锅炉，例如：JP特开昭56-102615是采用水煤气法，制取煤气的结构是在炉排下设置储水槽，槽底与通入燃烧室内3根金属棍相连接，由于金属棍传热性较好，从而降低高温燃烧区温度，降低炉膛温度;又未设置水量控制阀，致使碳转化率，水汽分解率都不能根据煤种控制在最佳状态，况且，由于炉温低，造成碳转化成一氧化碳和一氧化碳转化成二氧化碳转化率低，烟气中恶臭的有毒，有害物质含量较高，污染环境，况且燃烧室内金属棍长时间处于高温下氧化，因耐高温、耐氧化材料价格昂贵，降低了经济效益，也使生产工艺方法的发展受到限制。

而国内应用于燃煤的热水锅炉方面的专利CN86107951A，所介绍的汽化室体积大，汽化量可调性差，碰到有的锅炉上、下炉排间间距小时，常难于安装;当环境温度，空气流速有变化时，都将严重影响汽化量，从而影响节能效果。

本发明的目的在于解决上述存在的问题，提出一种控制水量，控制水汽化粒径的方法;且该法的实施不受空气流速、环境温度、上、下炉排间间距的影响，从而得到恒定、可调的水蒸气量。从而提高炉温、提高碳转化成一氧化碳和一氧化碳转化成二氧化碳的转化率，创造出一种节省耐高温耐氧化材料和易于实施的高效新型工业锅炉。

本发明的目的还在于，该发明所述装置适用于各种环境，产生水蒸气量稳定，可调性大，且易于实现自动控制，因该套装置，不仅可以用来提高一般燃煤型工业锅炉的热效率，还适用于燃油、燃气锅炉以及电站锅炉。

本发明的技术方案及原理是：不动炉体，不占用锅炉房有效空间，在燃烧室[8]的下部，链条炉排[7]的上、下炉排中间，分隔成几个槽型汽化室[5];在发生器[14]控制下，转换器[13]端部插入汽化室[5]中;并在燃烧室[8]的上部，设置耐高温，耐炭化的催化剂载体-网状罩[10]。采用热化学方法，以水蒸汽做为高温碳的化学催化剂，采用耐高温耐碳化的催化剂载体-网状罩，生成易燃的CO和H₂，一部分高温的CO和O₂直接燃烧生成CO₂，另一部分高温的CO与H₂O（气）继续反应，生成CO₂和H₂。其反应方程为：

1000℃

500-550℃

燃烧

产生的氢气迅猛燃烧，使碳颗粒燃烧充分，大大的提高了炉温，促进了碳转化为一氧化碳的转化率。一般认为碳与氧的反应机理为先生成中间络合物C₃O₄，在温度较低时，有如下反应存在：

当温度升高到一定程度时，C₃O₄这种络合物不待氧分子撞击就自行分解，反应式为：

显然高温时碳生成一氧化碳的量大大提高，从而提高了可燃一氧化碳气体的量。因而采用此法，可以多方面促进煤的完全燃烧，燃尽一切可燃气体和固体，提高锅炉热效率，同时消烟除尘。

本发明与已有工业锅炉相比，具有高效汽化装置，水汽通过热化学反应，增加可燃气体氢气和一氧化碳的量，并参与燃烧，同时强化了炉温;还有燃烬火焰和高温烟气中一切可燃物的可拆卸网状罩。经使用，该锅炉煤耗节省8%，热效率可提高6%，炉渣含碳量低于10%，可燃用劣质煤，用10吨煤可省1吨煤。烟、尘：烟达到标格曼1级;尘，下降21%。并且其它环境指标下降百分比为：烟气速度13.04m/s、热态烟气量13.04m³/s、标态烟气量11.77m³/s、过剩空气系数10.95、实测烟尘排放浓度20.47mg/Nm³、实测烟尘排放量34.68kg/H，折算烟尘排放浓度34.26mg/Nm³，折算烟尘排放量50.10kg/H。

图1是本发明高效节能消烟除尘汽化式工业锅炉的割面示意图。

本发明的最佳实施方案是，如图1：汽化室[5]同输水管相连，体积很小，形状为长方形槽体，槽体上带有盖，转换器端部在槽体中下部，以利于提高汽化效果。汽化所需水由储水箱[2]供给，水量由控制器操纵控制阀[6]调节，同时调节发生器[14]，控制转换器[13]的激振振幅（和激振频率），使之在汽化室内产生最佳状态的汽化水。锅炉点燃后，炉内温度达到200℃时，即可开启发生器[14]和水量控制阀[6]，在发生器[14]控制下，转换器[13]将水汽化，水汽通过链条炉排，进入水壁管燃烧室[8]与高温碳反应，完成上述主要反应过程，实现充分燃烧，放出大量的热，强化炉温。从燃烧室通过耐高温耐氧化金属材料的网状罩[10]进入炉膛内的可燃气体与拨火门[3]进入的二次风强烈混合，使烟气中的可燃物在此燃尽，提高热效率，减少环境污染。

Claims

1、工业锅炉的气化燃烧方法，其特征是采用热化学方法，利用在汽化室[5]产生的水蒸汽，做为高温碳的化学催化剂，来加速高温碳的充分燃烧，并采用耐高温耐氧化的催化剂载体-网状罩[10]，在燃烧室内，水蒸气与碳反应生成易燃的一氧化碳和氢气，一部分高温的一氧化碳同氧气直接燃烧生成二氧化碳，另一部分与水蒸汽反应，生成二氧化碳和氢气，氢气爆燃，炸裂煤在燃烧过程中所产生的无机盐硬壳，使煤快速充分地燃烧，使炉温得到提高，同时促使碳生成可燃气体一氧化碳比例的提高，从而达到提高煤的利用率和消烟除尘的目的。

2、一种用于权利要求1所述方法的装置，由燃烧室[8]，汽化室[5]，链条炉排[7]，电、声转换器[13]和发生器[14]等组成。其特征在于，汽化室[5]同输水管[4]、控制阀[6]和装在水壁管炉膛外部的储水箱[2]相通，汽化室的水由储水箱[2]供给，水量由控制阀[6]调节，在燃烧室[8]下部的链条炉排[7]的上、下炉排中间有分隔的槽型汽化室[5];电、声转换器[13]的端部插入汽化室[5]内，由设置在炉体外的发生器[14]控制电、声转换器[13]。

3、根据权利要求1、2，该发明还应包括：由控制阀[6]的水量控制与电、声转换器[13]的激振振幅（激振频率）调节的结合，其中电、声转换器[13]的激振振幅（激振频率）控制由发生器[14]进行。

4、按权利要求1、2、3所述技术方法及装置，其应用范围包括燃煤、燃油、燃气锅炉以及电站锅炉。