CN112902177A - 一种采用化工粗合成气增加固废燃尽的装置 - Google Patents

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Abstract

一种采用化工粗合成气增加固废燃尽的装置，涉及锅炉燃烧器领域。为解决现有的锅炉中的燃烧器在使用时，使锅炉内部的燃料无法充分的燃烧，导致产生大量的固废，并且使用的成本较高的问题。第二固废粉末道管的一端设有三级燃烧室，第二固废粉末道管的外表面上设有通孔，且通孔内部插设有第一固废风粉管道，第一固废风粉管道的内部设有一级燃烧室和二级燃烧室，第二固废粉末道管的另一端与旋风分离器的输入口连接，旋风分离器的输出口与第一固废风粉管道的上表面的输入口连接，点火枪的点火端穿过第一固废风粉管道的内部之后，伸入一级燃烧室的内部，点火枪的外表面上套设有中心化工粗合成气管道。本发明适用于锅炉燃烧器领域。

Description

一种采用化工粗合成气增加固废燃尽的装置
技术领域
本发明涉及锅炉燃烧器领域，具体涉及一种采用化工粗合成气增加固废燃尽的装置。
背景技术
基于我国是一个富煤，少油，贫气的能源消耗大国，在未来很长的时间内煤炭在我国一次能源消费中任然会占据着主要地位。目前，我国每年大约有6.7亿吨的煤炭被直接用于燃烧，产生环境污染。煤的气化是实现煤的高效清洁利用的有效方法之一。气化炉气化过程中产生大量固体灰渣，固废灰渣含有剩余残碳和矿物灰，掩埋和堆积的处理方式造成了能源浪费和土壤严重的污染，对人类的健康也造成巨大的威胁。
循环流化床技术由于炉内独特的流体动力特性和结构，被广泛用于劣质燃料的燃烧。循环流化床锅炉为了避免炉内洁渣，炉内最高温度在850摄氏度左右，炉内温度低，难以燃用高灰分、高碳化程度、高含碳量固废(气化灰、碳粉)，仍然无法解决固废难处理的问题。
中国专利(专利号为201810442945.7、申请公布日为2018年8月14日、申请公布号为CN108397774A)公开了一种用于天然气和煤粉单独燃烧或混烧的燃烧器，在一次风套筒与中心管之间的环形通道通入天然气与煤粉混烧，有利于煤粉燃尽；
中国专利(专利号为201620083741、申请公布日为2016年6月22日、申请公布CN2053332221U)公开了一种锅炉用煤粉与天然气混烧燃烧器，包括天然气结构，并在一次风管通入空气实现混烧，该结构实现煤粉的高效燃烧。天然气和煤粉混烧造成成本上涨，经济性不高。粗合成气作为一种化工副产品，作为燃料热值较大且成本低廉。
综上所述，现有的锅炉中的燃烧器在使用时，使锅炉内部的燃料无法充分的燃烧，导致产生大量的固废，并且使用的成本较高的问题。
发明内容
本发明为解决现有的锅炉中的燃烧器在使用时，使锅炉内部的燃料无法充分的燃烧，导致产生大量的固废，并且使用的成本较高的问题，而提出一种采用化工粗合成气增加固废燃尽的装置。
本发明的一种采用化工粗合成气增加固废燃尽的装置，其组成包括中心化工粗合成气管道、第一固废风粉管道、第二固废粉末道管、一级燃烧室、二级燃烧室、三级燃烧室、点火枪和旋风分离器；
第二固废粉末道管的一端设有三级燃烧室，第二固废粉末道管的外表面上设有通孔，且通孔内部插设有第一固废风粉管道，第一固废风粉管道的内部从左到右依次设有一级燃烧室和二级燃烧室，第一固废风粉管道的上表面一端设有输入口，第二固废粉末道管的另一端与旋风分离器的输入口连接，旋风分离器的输出口与第一固废风粉管道的上表面的输入口连接，点火枪的点火端穿过第一固废风粉管道的内部之后，伸入一级燃烧室的内部，点火枪的外表面上套设有中心化工粗合成气管道；
进一步的，所述的一级燃烧室、二级燃烧室和三级燃烧室同轴设置；
进一步的，所述的一级燃烧室、二级燃烧室和三级燃烧室连通设置；
进一步的，所述的一种采用化工粗合成气增加固废燃尽的装置还包括内二次风通道；三级燃烧室的外表面上套设有内二次风通道；
进一步的，所述的内二次风通道的内部设有内二次风旋流叶片；
进一步的，所述的一种采用化工粗合成气增加固废燃尽的装置还包括外二次风通道；所述的内二次风通道的外表面套设有外二次风通道；
进一步的，所述的外二次风通道的内部设有外二次风旋流叶片；
进一步的，所述的二号燃烧室的长度为L1，300mm≤L1≤500mm；
进一步的，所述的三号燃烧室的长度为L2，300mm≤L2≤500mm；
进一步的，在使用时，合成气是一种主要为一氧化碳和氢气可燃气体的混合物，具有层流燃烧速度大，燃烧界限宽和点火能量低等优点。因此，合成气与固废粉末混合燃烧能够显著的提升固废粉末的燃烧效率和燃尽率。
化工粗合成气在一级燃烧室中与固废充分混合并燃烧放热，由于一级燃烧室具有较小的截面，在一级燃烧室的具有高截面热负荷，有利于固废的着火和燃烧，产生的高温(1400℃)和高热量的烟气进入二级燃烧室再次点燃了二级燃烧室的固废粉末，能量进一步被放大。一级燃烧室和二级燃烧室的高温烟气进入三级燃烧室，且三级燃烧室通有空气和高浓度固废粉末，能量和温度达到顶峰，使得固废粉末的燃烧又一次被强化。最后，一级燃烧室、二级燃烧室和三级燃烧室的高温烟气和固废粉末喷入炉膛，在旋流二次风补气和扰动的作用下，使得固废粉末充分被燃尽。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
本发明克服了现有技术的缺点，采用天然气分以甲烷为主，而化工粗合成气价格远低于天然气，容易获取并有较高经济性，成本较低。另外，通过化工粗合成气与该结构相匹配形成一、二高浓度固废粉末燃烧和三级燃烧室低浓度固废粉末燃烧，形成了燃烧能量逐级放大，提高固体粉末的燃烧温度、燃烧速度，更容易点燃，稳燃能力更强，从而使锅炉内部的燃料充分的燃烧；
并且将固废与化工粗合成气进行混合，在混合的过程中还能对难燃固体进行预热，从而使得固废更易于被点燃，提高了固废的燃尽率。
附图说明
图1是本发明所述的一种采用化工粗合成气增加固废燃尽的装置的剖视图；
图2是图1本发明所述的一种采用化工粗合成气增加固废燃尽的装置加装内二次风通道和内二次风旋流叶片的剖视图；
图3是图2本发明所述的一种采用化工粗合成气增加固废燃尽的装置加装外二次风通道和外二次风旋流叶片的剖视图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述的一种采用化工粗合成气增加固废燃尽的装置包括中心化工粗合成气管道1、第一固废风粉管道2、第二固废粉末道管3、一级燃烧室4、二级燃烧室5、三级燃烧室6、点火枪7和旋风分离器8；
第二固废粉末道管3的一端设有三级燃烧室6，第二固废粉末道管3的外表面上设有通孔，且通孔内部插设有第一固废风粉管道2，第一固废风粉管道2的内部从左到右依次设有一级燃烧室4和二级燃烧室5，第一固废风粉管道2的上表面一端设有输入口，第二固废粉末道管3的另一端与旋风分离器8的输入口连接，旋风分离器8的输出口与第一固废风粉管道2的上表面的输入口连接，点火枪7的点火端穿过第一固废风粉管道2的内部之后，伸入一级燃烧室4的内部，点火枪7的外表面上套设有中心化工粗合成气管道1；
本具体实施方式，在使用时，合成气是一种主要为一氧化碳和氢气可燃气体的混合物，具有层流燃烧速度大，燃烧界限宽和点火能量低等优点。因此，合成气与固废粉末混合燃烧能够显著的提升固废粉末的燃烧效率和燃尽率。
化工粗合成气在一级燃烧室中与固废充分混合并燃烧放热，由于一级燃烧室4具有较小的截面，在一级燃烧室4的具有高截面热负荷，有利于固废的着火和燃烧，产生的高温(1400℃)和高热量的烟气进入二级燃烧室5再次点燃了二级燃烧室5的固废粉末，能量进一步被放大。一级燃烧室4和二级燃烧室5的高温烟气进入三级燃烧室6，且三级燃烧室6通有空气和高浓度固废粉末，能量和温度达到顶峰，使得固废粉末的燃烧又一次被强化。最后，一级燃烧室4、二级燃烧室5和三级燃烧室6的高温烟气和固废粉末喷入炉膛，在旋流二次风补气和扰动的作用下，使得固废粉末充分被燃尽。
具体实施方式二：结合图1说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述的燃烧装置的进一步的限定，本实施方式所述的一种采用化工粗合成气增加固废燃尽的装置，所述的一级燃烧室4、二级燃烧室5和三级燃烧室6同轴设置。
具体实施方式三：结合图1说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式二所述的燃烧装置的进一步的限定，本实施方式所述的一种采用化工粗合成气增加固废燃尽的装置，所述的一级燃烧室4、二级燃烧室5和三级燃烧室6连通设置。
具体实施方式四：结合图2说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述的燃烧装置的进一步的限定，本实施方式所述的一种采用化工粗合成气增加固废燃尽的装置还包括内二次风通道9；三级燃烧室6的外表面上套设有内二次风通道9。
具体实施方式五：结合图2说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式四所述的燃烧装置的进一步的限定，本实施方式所述的一种采用化工粗合成气增加固废燃尽的装置，所述的内二次风通道9的内部设有内二次风旋流叶片10。
具体实施方式六：结合图3说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式四所述的燃烧装置的进一步的限定，本实施方式所述的一种采用化工粗合成气增加固废燃尽的装置还包括外二次风通道11；所述的内二次风通道9的外表面套设有外二次风通道11。
具体实施方式七：结合图3说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式六所述的燃烧装置的进一步的限定，本实施方式所述的一种采用化工粗合成气增加固废燃尽的装置，所述的外二次风通道11的内部设有外二次风旋流叶片12。
具体实施方式八：结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述的燃烧装置的进一步的限定，本实施方式所述的一种采用化工粗合成气增加固废燃尽的装置，所述的二号燃烧室5的长度为L1，300mm≤L1≤500mm。
具体实施方式九：结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述的燃烧装置的进一步的限定，本实施方式所述的一种采用化工粗合成气增加固废燃尽的装置，所述的三号燃烧室6的长度为L2，300mm≤L2≤500mm。
工作原理
在使用时，合成气是一种主要为一氧化碳和氢气可燃气体的混合物，具有层流燃烧速度大，燃烧界限宽和点火能量低等优点。因此，合成气与固废粉末混合燃烧能够显著的提升固废粉末的燃烧效率和燃尽率。
化工粗合成气在一级燃烧室中与固废充分混合并燃烧放热，由于一级燃烧室4具有较小的截面，在一级燃烧室4的具有高截面热负荷，有利于固废的着火和燃烧，产生的高温(1400℃)和高热量的烟气进入二级燃烧室5再次点燃了二级燃烧室5的固废粉末，能量进一步被放大。一级燃烧室4和二级燃烧室5的高温烟气进入三级燃烧室6，且三级燃烧室6通有空气和高浓度固废粉末，能量和温度达到顶峰，使得固废粉末的燃烧又一次被强化。最后，一级燃烧室4、二级燃烧室5和三级燃烧室6的高温烟气和固废粉末喷入炉膛，在旋流二次风补气和扰动的作用下，使得固废粉末充分被燃尽。

Claims (9)

1.一种采用化工粗合成气增加固废燃尽的装置，其特征在于：包括中心化工粗合成气管道(1)、第一固废风粉管道(2)、第二固废粉末道管(3)、一级燃烧室(4)、二级燃烧室(5)、三级燃烧室(6)、点火枪(7)和旋风分离器(8)；
第二固废粉末道管(3)的一端设有三级燃烧室(6)，第二固废粉末道管(3)的外表面上设有通孔，且通孔内部插设有第一固废风粉管道(2)，第一固废风粉管道(2)的内部从左到右依次设有一级燃烧室(4)和二级燃烧室(5)，第一固废风粉管道(2)的上表面一端设有输入口，第二固废粉末道管(3)的另一端与旋风分离器(8)的输入口连接，旋风分离器(8)的输出口与第一固废风粉管道(2)的上表面的输入口连接，点火枪(7)的点火端穿过第一固废风粉管道(2)的内部之后，伸入一级燃烧室(4)的内部，点火枪(7)的外表面上套设有中心化工粗合成气管道(1)。
2.根据权利要求1所述的一种采用化工粗合成气增加固废燃尽的装置，其特征在于：所述的一级燃烧室(4)、二级燃烧室(5)和三级燃烧室(6)同轴设置。
3.根据权利要求2所述的一种采用化工粗合成气增加固废燃尽的装置，其特征在于：所述的一级燃烧室(4)、二级燃烧室(5)和三级燃烧室(6)连通设置。
4.根据权利要求1所述的一种采用化工粗合成气增加固废燃尽的装置，其特征在于：它还包括内二次风通道(9)；三级燃烧室(6)的外表面上套设有内二次风通道(9)。
5.根据权利要求4所述的一种采用化工粗合成气增加固废燃尽的装置，其特征在于：所述的内二次风通道(9)的内部设有内二次风旋流叶片(10)。
6.根据权利要求4所述的一种采用化工粗合成气增加固废燃尽的装置，其特征在于：它还包括外二次风通道(11)；所述的内二次风通道(9)的外表面套设有外二次风通道(11)。
7.根据权利要求6所述的一种采用化工粗合成气增加固废燃尽的装置，其特征在于：所述的外二次风通道(11)的内部设有外二次风旋流叶片(12)。
8.根据权利要求1所述的一种采用化工粗合成气增加固废燃尽的装置，其特征在于：所述的二号燃烧室5的长度为L1，300mm≤L1≤500mm。
9.根据权利要求1所述的一种采用化工粗合成气增加固废燃尽的装置，其特征在于：所述的三号燃烧室6的长度为L2，300mm≤L2≤500mm。
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