CN107702129A - 燃烧方法及其燃烧装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及燃烧设备的技术领域，提供了一种燃烧方法及其燃烧装置。燃烧方法包括如下步骤：将煤块碾磨成煤粉；将碾磨得到的煤粉与水、燃油混合得到可燃混合物；对可燃混合物进行超声波乳化得到可燃乳化混合物；对可燃乳化混合物雾化形成可燃雾；点燃可燃雾。煤块做成煤粉，可以在燃烧的时候最大限度地与空气接触；燃油作为易燃物，在燃烧的过程中，也帮助煤粉燃烧；煤粉、水和燃油生成可燃雾后再燃烧，大大地增加了煤粉与空气之间的接触，使得煤粉可以被更加充分地燃烧。燃烧装置包括：依次连接的精磨装置、混合装置、超声波乳化装置、雾化装置和燃烧室。

Description

燃烧方法及其燃烧装置
技术领域
本发明属于燃烧设备领域，更具体地说，是涉及一种燃烧方法及其燃烧装置。
背景技术
目前，煤炭燃烧为主体的火力发电在中国飞速发展。
2001年至2005年8月，经国家环保总局审批的火电项目达472个，装机容量达344382MW，其中2004年审批项目135个，装机容量107590MW，比上年增长207％；2005年1至8月份，审批项目213个，装机容量168546MW，同比增长420％。如果这些火电项目全部投产，届时中国火电装机容量将达5.82亿千瓦，比2000年增长145％。
2006年12月，全国火电发电量继续保持快速增长。当月全国共完成火电发电量2266亿千瓦时，同比增长15.5％，增速同比回落1个百分点，环比回落3.3个百分点；随着冬季取暖用电的增长，火电发电量环比增长较快，12月份与上月相比火电发电量增加223亿千瓦时，环比增长10.9％。2006年1-12月，全国火电发电量为230,087,958.32万千瓦小时，同比增长15.8％，增速高于2005年同期3.3个百分点。
2007年1-10月，全国火电发电量为217,564,783.55万千瓦小时，比上年同期增长了16.04％。8月份的火电发电量最高，为23,904,609.94万千瓦小时，同比增长了10.19％。
2015年1-6月份，全国规模以上电厂发电量27091亿千瓦时，同比增长0.6％。其中，火力发电20879亿千瓦时，占上半年发电量总比重77.07％。
中国的火力发电或取暖主要是燃烧煤炭，而燃烧煤炭的过程中，许多煤炭没有充分燃烧，导致产生大量的污染物。
发明内容
本发明的目的在于提供一种燃烧方法和燃烧装置，以解决现有技术中存在的煤炭不能充分燃烧的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种燃烧方法，包括如下步骤：
将煤块碾磨成煤粉；
将碾磨得到的煤粉与水、燃油混合得到可燃混合物；
对所述可燃混合物进行超声波乳化得到可燃乳化混合物；
对所述可燃乳化混合物雾化形成可燃雾；
点燃所述可燃雾。
可选地，所述将碾磨得到的煤粉与水、燃油混合得到可燃混合物的步骤中，所述燃油包括：重油、汽油或柴油中的一种或几种。
进一步地，上述对所述可燃混合物进行超声波乳化的过程中包括多次超声波乳化步骤，且各次所述超声波乳化所采用的超声波频率不同。
可选地，所述将碾磨得到的煤粉与水、燃油混合得到可燃混合物的步骤中，所述煤粉、所述水、所述燃油的质量比为：50～80：5～15：10～30。
进一步地，所述对所述可燃乳化混合物雾化形成可燃雾的步骤中，采用超声波对所述可燃乳化混合物进行雾化。
进一步地，所述点燃所述可燃雾的步骤中，过滤所述可燃雾在燃烧过程中所产生的烟尘和废气。
本发明提供的燃烧方法的有益效果在于：煤块碾碎成煤粉，再将该煤粉与水和燃油混合成可燃混合物，该可燃混合物通过超声波乳化形成可燃乳化混合物，最后将可燃乳化混合物雾化成可燃雾后燃烧。煤块做成煤粉，可以在燃烧的时候最大限度地与空气接触；燃油作为易燃物，在燃烧的过程中，也帮助煤粉燃烧；煤粉、水和燃油生成可燃雾后再燃烧，大大地增加了煤粉与空气之间的接触，使得煤粉可以被更加充分地燃烧。
本发明还提出了一种燃烧装置，包括：
精磨装置，用于将煤块磨成煤粉；
混合装置，用于将所述煤粉与水和燃油混合形成可燃混合物；
超声波乳化装置，用于将所述可燃混合物通过超声波乳化形成可燃乳化混合物；
雾化装置，用于将所述可燃乳化混合物雾化形成可燃雾并燃烧；
燃烧室，供所述可燃雾燃烧并将所述可燃雾燃烧所产生的热量给位于所述燃烧室内的热量交换器加热；
所述精磨装置、所述混合装置、所述超声波乳化装置、所述雾化装置和所述燃烧室依次连接。
进一步地，所述超声波乳化装置包括多个用于将所述可燃混合物进行超声波乳化的超声波乳化模块，各所述超声波乳化模块采用的超声波频率不相同。
进一步地，所述热量交换器内设有用于装液态水的容置腔，所述容置腔的上部设置有用于将所述液态水加热产生的水蒸气传送出去驱动汽轮发电机组的蒸汽管道。
进一步地，所述燃烧室上部连通有用于排出所述雾化装置燃烧后产生的烟尘和废气的排气管道，所述排气管道上设置有用于过滤所述烟尘和废气的过滤装置；
所述排气管道外绕设有用于冷却水通过的冷却管，所述冷却管的入水端与外部冷水相连通，所述冷却管的出水端与所述热量交换器相连通。
本发明提供的燃烧装置的有益效果在于：煤块通过精磨装置碾碎成煤粉后，再将该煤粉与水和燃油混合成可燃混合物，该可燃混合物通过超声波乳化装置进行乳化形成可燃乳化混合物，最后将可燃乳化混合物通过雾化装置雾化成可燃雾后在燃烧室内燃烧并给位于燃烧室内的热量交换器加热。如此，煤块做成煤粉，可以在燃烧的时候最大限度地与空气接触；燃油作为易燃物，在燃烧的过程中，也帮助煤粉燃烧；煤粉、水和燃油生成可燃雾后再燃烧，大大地增加了煤粉与空气之间的接触，使得煤粉可以被更加充分地燃烧。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的燃烧方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的燃烧装置的结构示意图。
其中，图中各附图标记：
1-精磨装置；2-混合装置；21-超声波乳化装置；3-雾化装置；4-鼓风机；51-燃烧室；52-热量交换器；521-容置腔；53-蒸汽管道；54-汽轮发电机组；55-过滤装置；56-冷却管；57-排气管道；6-水流方向。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
请参阅图1，现对本发明提供的燃烧方法进行说明。提供一种燃烧方法，包括如下步骤：
S1：将煤块碾磨成煤粉；
S2：将碾磨得到的煤粉与水、燃油混合得到可燃混合物；
S3：对可燃混合物进行超声波乳化得到可燃乳化混合物；
S4：对可燃乳化混合物雾化形成可燃雾；
S5：点燃可燃雾。
其中，可选地，在步骤S1中，煤粉的直径大小可以是纳米级、微米级或毫米级，只要能将该煤粉与水、油或者其他溶剂在超声波的情况下可以乳化即可。
可选地，在执行步骤S1之前对煤块进行水洗，或者在执行步骤S1时或执行步骤S1后，采用水对煤粉进行水洗。可以除掉煤块或者煤粉中的一些杂质。
煤块碾碎成煤粉，再将该煤粉与水和燃油混合成可燃混合物，该可燃混合物通过超声波乳化形成可燃乳化混合物，最后将可燃乳化混合物雾化成可燃雾后燃烧。煤块做成煤粉，可以在燃烧的时候最大限度地与空气接触；燃油作为易燃物，在燃烧的过程中，也帮助煤粉燃烧；煤粉、水和燃油生成可燃雾后再燃烧，大大地增加了煤粉与空气之间的接触，使得煤粉可以被更加充分地燃烧。
可选地，请参阅图1，作为本发明提供的燃烧方法的一种具体实施方式，将碾磨得到的煤粉与水、燃油混合得到可燃混合物的步骤中，燃油包括：重油、汽油或柴油中的一种或几种。这三种燃油都是比较容易获得，其中，燃油的最优方案是采用重油，降低了成本。
进一步地，请参阅图1，作为本发明提供的燃烧方法的一种具体实施方式，对可燃混合物进行超声波乳化的过程中包括多次超声波乳化步骤，且各次超声波乳化所采用的超声波频率不同。如此，通过多次频率不同的超声波乳化，可以将乳化混合物乳化得更彻底。优选地，超声波乳化的次数为两次。
可选地，请参阅图1，作为本发明提供的燃烧方法的一种具体实施方式，将碾磨得到的煤粉与水、燃油混合得到可燃混合物的步骤中，煤粉、水、燃油的质量比为：50～80：5～15：10～30。其中，可燃混合物的主体是煤粉，其次是燃油和水。优选地，煤粉、水、燃油的质量比为70:10:20。
进一步地，请参阅图1，作为本发明提供的燃烧方法的一种具体实施方式，对可燃乳化混合物雾化形成可燃雾的步骤中，采用超声波对可燃乳化混合物进行雾化。如此，超声波雾化所获得的可燃雾颗粒更细更均匀，且雾化的控制也非常简便，而且可以连续雾化。
进一步地，请参阅图1，作为本发明提供的燃烧方法的一种具体实施方式，点燃可燃雾的步骤中，过滤可燃雾在燃烧过程中所产生的烟尘和废气。如此，可燃雾燃烧所产生的烟尘和废气经过过滤后可以清除掉里面的一些有害物质，有利于环境的保护。
请参阅图2，本发明还提出了一种燃烧装置(未图示)，包括：
精磨装置1，用于将煤块磨成煤粉；
混合装置2，用于将煤粉与水和燃油混合形成可燃混合物；
超声波乳化装置21，用于将可燃混合物通过超声波乳化形成可燃乳化混合物；
雾化装置3，用于将可燃乳化混合物雾化形成可燃雾并燃烧；
燃烧室51，供可燃雾燃烧并将可燃雾燃烧所产生的热量给位于燃烧室51内的热量交换器52加热；
精磨装置1、混合装置2、超声波乳化装置21、雾化装置3和燃烧室51依次连接。
煤块通过精磨装置1碾碎成煤粉后，再将该煤粉与水和燃油混合成可燃混合物，该可燃混合物通过超声波乳化装置21进行乳化形成可燃乳化混合物，最后将可燃乳化混合物通过雾化装置3雾化成可燃雾后在燃烧室51内燃烧并给位于燃烧室51内的热量交换器52加热。如此，煤块做成煤粉，可以在燃烧的时候最大限度地与空气接触；燃油作为易燃物，在燃烧的过程中，也帮助煤粉燃烧；煤粉、水和燃油生成可燃雾后再燃烧，大大地增加了煤粉与空气之间的接触，使得煤粉可以被更加充分地燃烧。
进一步地，请参阅图2，作为本发明提供的燃烧装置的一种具体实施方式，超声波乳化装置21包括多个用于将可燃混合物进行超声波乳化的超声波乳化模块(未图示)，各超声波乳化模块采用的超声波频率不相同。如此，通过多次频率不同的超声波乳化，可以将乳化混合物乳化得更彻底。优选地，超声波乳化模块的数量为两个，超声波乳化的次数为两次。
进一步地，请参阅图2，作为本发明提供的燃烧装置的一种具体实施方式，热量交换器52内设有用于装液态水的容置腔521，容置腔521的上部设置有用于将液态水加热产生的水蒸气传送出去驱动汽轮发电机组54的蒸汽管道53。如此，容置腔521中的水蒸气可以通过蒸汽管道53驱动汽轮发电机组54发电。
进一步地，请参阅图2，作为本发明提供的燃烧装置的一种具体实施方式，在燃烧室51一侧还设置有鼓风机4，鼓风机4将外部空气吹进燃烧室51中。如此，鼓风机4可为燃烧室51提供充足的空气，使得可燃雾在燃烧的过程中燃烧更加充分。
进一步地，请参阅图2，作为本发明提供的燃烧装置的一种具体实施方式，雾化装置3上设置有用于喷出可燃雾并燃烧该可燃雾的喷头(未图示)，使得可燃雾的喷出方向比较稳定，便于可燃雾在燃烧的过程中产生的火焰方向比较稳定，提高了燃烧效率。
进一步地，请参阅图2，作为本发明提供的燃烧装置的一种具体实施方式，燃烧室51上部连通有用于排出雾化装置3燃烧后产生的烟尘和废气的排气管道57，排气管道57上设置有用于过滤烟尘和废气的过滤装置55；
排气管道57外绕设有用于冷却水通过的冷却管56，冷却管56的入水端与外部冷水相连通，冷却管56的出水端与热量交换器52相连通。
如此，过滤装置55过滤掉可燃雾燃烧所产生的烟尘和废气，更好地保护了环境。外部冷水通过绕设于排气管57外围的冷却管56，排气管57给冷却管56中的冷水加热，加热后的水流进热量交换器52，使得排气管57中的废气热量得到了充分的利用。其中，水流方向6如图2所示。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.燃烧方法，包括如下步骤：
将煤块碾磨成煤粉；
将碾磨得到的煤粉与水、燃油混合得到可燃混合物；
对所述可燃混合物进行超声波乳化得到可燃乳化混合物；
对所述可燃乳化混合物雾化形成可燃雾；
点燃所述可燃雾。
2.如权利要求1所述的燃烧方法，其特征在于：所述将碾磨得到的煤粉与水、燃油混合得到可燃混合物的步骤中，所述燃油包括：重油、汽油或柴油中的一种或几种。
3.如权利要求1所述的燃烧方法，其特征在于：所述对所述可燃混合物进行超声波乳化的过程中包括多次超声波乳化步骤，且各次所述超声波乳化所采用的超声波频率不同。
4.如权利要求1所述的燃烧方法，其特征在于：所述将碾磨得到的煤粉与水、燃油混合得到可燃混合物的步骤中，所述煤粉、所述水、所述燃油的质量比为：50～80：5～15：10～30。
5.如权利要求1所述的燃烧方法，其特征在于：所述对所述可燃乳化混合物雾化形成可燃雾的步骤中，采用超声波对所述可燃乳化混合物进行雾化。
6.如权利要求1所述的燃烧方法，其特征在于：所述点燃所述可燃雾的步骤中，过滤所述可燃雾在燃烧过程中所产生的烟尘和废气。
7.燃烧装置，其特征在于：包括：
精磨装置，用于将煤块磨成煤粉；
混合装置，用于将所述煤粉与水和燃油混合形成可燃混合物；
超声波乳化装置，用于将所述可燃混合物通过超声波乳化形成可燃乳化混合物；
雾化装置，用于将所述可燃乳化混合物雾化形成可燃雾并燃烧；
燃烧室，供所述可燃雾燃烧并将所述可燃雾燃烧所产生的热量给位于所述燃烧室内的热量交换器加热；
所述精磨装置、所述混合装置、所述超声波乳化装置、所述雾化装置和所述燃烧室依次连接。
8.如权利要求7所述的燃烧装置，其特征在于：所述超声波乳化装置包括多个用于将所述可燃混合物进行超声波乳化的超声波乳化模块，各所述超声波乳化模块采用的超声波频率不相同。
9.如权利要求7所述的燃烧装置，其特征在于：所述热量交换器内设有用于装液态水的容置腔，所述容置腔的上部设置有用于将所述液态水加热产生的水蒸气传送出去驱动汽轮发电机组的蒸汽管道。
10.如权利要求7所述的燃烧装置，其特征在于：所述燃烧室上部连通有用于排出所述雾化装置燃烧后产生的烟尘和废气的排气管道，所述排气管道上设置有用于过滤所述烟尘和废气的过滤装置；
所述排气管道外绕设有用于冷却水通过的冷却管，所述冷却管的入水端与外部冷水相连通，所述冷却管的出水端与所述热量交换器相连通。
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