CN1185441C - 燃烧炉的节能净化器 - Google Patents

Abstract

“燃烧炉的节能净化器”是一项针对燃烧炉的有关节约燃料资源，净化生态环境的技术方案，其不同于现有技术的特征就是对因燃烧所产生的高温烟气，采取了强迫进入封闭回路、全面分离、分别利用、收集处理措施，从而大幅度地提高了燃料的燃烧率，提高了热能的利用率，降低了有害气体对大气的污染。另外，还可以得到有利于发展农林果牧业的二氧化碳。所以，本发明具有更能节约燃料，保护环境及绿化山川之三大优越性。适用于各种燃烧炉。

Description

燃烧炉的节能净化器

本发明属于针对燃烧炉的有关解决节约燃料资源，净化生态环境的技术方案。适用于封闭燃烧和可封闭燃烧的锅炉、家用煤炉、砖砌火炉、燃油、燃气炉等。

众所周知，在工业高度发达的当代，尤其在我国北方入冬以后，各厂矿企事业、各单位、还有千家万户一个个高耸入云的烟囱，争相呼应地向朗朗晴空吐放着团团黑烟，笼罩着天空。如此，不仅浪费了燃料资源，而且污染了环境。

据申请人所知，在该背景技术中，人们为使燃料充分燃烧、充分利用热能、防止大气污染，就锅炉技术中采用了以下三种方式：

①层状燃烧、悬浮燃烧、沸腾燃烧、气化燃烧等形式。又采用了固定炉排、双层炉排、链条炉排、倾斜往复炉排、水平往复炉排等等形式以及各种引风送风形式。

②为了充分利用燃烧后的热能，在炉膛四周布置了水冷壁，又在炉膛上方热气流冲刷地区布置了多条管子组成的对流管束，还在锅炉尾部高温烟气流经的地区布置了省煤器，又在烟气和烟火流经的地区布置了给水加热的烟管和火管。

③为了防止燃料燃烧后对大气排放污染物，在锅炉技术中采用了重力沉浮式、惯性力式、离心力式、湿式过滤式、电力式等除尘设备。

这些背景技术在辽宁省劳动局锅炉安全监察处编著的，中国劳动出版社1997年出版的《司炉读本》中皆有论述。但这些技术仍然存在着很大的缺限，而本发明和上述技术特征相比具有一定的进步性且有着很大的区别，申请人尚未发现和本技术相同或相似的背景技术。

从原始社会开始，人类就用燃烧燃料来取得热能供给人们的生产生活使用，燃料在炉中实际上很难完全燃烧，所释放出的热量一部分以散热的形式散失了，另一部分又由高温烟气带走了。除大型锅炉以外，其它燃烧炉对于燃料的利用率仅在百分之30至百分之60之间。另外，由于燃料燃烧后将产生多种对动植物及人类有害的物质，从烟囱排出严重地污染了生态环境。

本发明的目的，则是为了进一步解决节约人类有限的燃料资源和净化人类赖以生存的自然环境问题。

故：本发明名为“燃烧炉的节能净化器”其技术方案的特征是采用风机，强迫炉中因燃烧所产生的高温烟气先进入省煤器，将所带的热能传导给锅内的水中，充分进行热交换后再进入消烟罐进行全面分离，并分别将分离出的各种物质利用或妥善处理，尽量减少给大气排放污染物。关于本发明之详细的技术方案特征还需参阅本说明书后面第(四)节：“燃烧炉的节能净化器工作原理”后才能充分理解，这里不宜多述。

本发明与背景技术相比具有以下有益的效果：

①背景技术中，为了使燃料充分燃烧所采取的层状燃烧，如果空气与煤层混合的不均匀也仍然存在有燃烧不充分的现象；所采取的悬浮燃烧和沸腾燃烧，必须使用粉煤，而且如果研磨加工不均匀也有燃烧不充分，冒黑烟的现象。而本发明所采取的方式是无论块状、粉状燃料皆可使用，并且由于本发明是强迫烟气进入了封闭循环系统，从而可以将未燃烧的可燃气体反复送入炉膛，充分燃烧直至燃尽为止。另外，在采用本技术的操作运行过程中，还可以得到水煤气的燃烧。

②背景技术中为了充分利用燃烧后所产生的热能，在锅炉的结构中布置了水冷壁、对流管束、省煤器、以及烟管和火管等。总而言之是火中置水管，水中置火管，总不想使带有高温的烟气白白跑掉。但是，气体受热膨胀上升是客观存在的自然规律，而背景技术并没有克服这个规律，最终烟气还是带着大量的热能奔向天空。而本发明则是强迫带有高温的烟气进入省煤器内足够长的烟火管中尽情地和省煤器中的冷水通过管壁进行热交换，几乎可以把所带的热量全部传导在省煤器内的冷水中。因为省煤器可以作为锅炉的水箱；也可以和锅炉水箱连通在一起；也可以作为给锅炉加水的水源等。所以，因本发明克服了上述的规律，从而可以充分地利用热能，节约能源。

③背景技术中，为了防止锅炉燃烧后给大气排放污染物，在烟气排放口采取了多种除尘设备，但这些方式只能除去一部分粉尘、煤渣之类的块状物，而有害气体仍然还排放到了大气中。而本发明由于采取了强迫烟气全部进入到消烟罐中，不但对块状物进行了沉淀分离，而且对气体物也进行了沉浮分离，使有害的可燃气体充分燃尽，将其它物质分别利用和收集处理的措施，从而大幅度地控制了向大气排放有害气体。另外，还可以得到用于森林灭火；用于人工降雨；用于生产尿素；用于供植物进行光合作用提高大棚内农作物产量后又能释放氧气的二氧化碳。

所以说本发明与背景技术相比具有更能节约燃料，保护环境及绿化山川之三大优越性，并且对农、林、果、牧业的发展还将起着一定的积极作用。

下面对照附图，结合图面说明描述实现本发明的方式。(以立式横水管锅炉为例)

(一)附图的图面说明

图1：燃烧炉和省煤器主视剖面示意图：1.灰渣坑、2.抽板、3.漏斗形底板、4.灰渣室、5.燃烧炉进气口、6.除灰门和灰门盖位置、7.凹形炉排和可抽动炉排、8.加水阀、9.炉排和炉墙之间的通气间隙、10.蛋壳形炉膛(下部是燃料室，上部是燃烧室)、11.下炉门和炉门盖位置、12.观察口位置、13.外炉墙、内炉墙和炉墙内夹层、14.烟气出口窗、15.省煤器排气口、16.省煤器中盘绕着的烟火管、17.省煤器内部、18.燃烧炉烟火管内腔、19.压力表和安全阀、20.蒸气或热水输出阀、21.灰渣过滤网和燃烧炉排气口及省煤器进气口、22.三通烟火管内腔、23.自动气球阀(图中所示是尚未升起的位置)、24.烟气上升的空间、25.气球阀限位圈、26.烟道口、27.设计蛋壳形炉膛的绘图方法图。

图2：螺旋式风机主视剖面示意图：1.排气口、2.气流逆止阀、3.叶片外檐镶嵌软质密封条示意图、4.轴承架上的气流孔、5.气缸壁、6.叶轮轴、7.螺旋式叶片、8.进气口、9.推力轴承；注：图中箭头所示是风机正确的旋转方向。

图3：消烟罐主视剖面示意图：1.进气口、2.排污阀、3.过滤水箱内部、4.粗滤板、5.细滤板和过滤网、6.自动减压阀、7.加水阀和水位器、8.气体分离箱、倒置的漏斗形水箱盖和过滤水箱三件之紧固锣钉、9.汽水回流孔、10.手动减压阀手柄、11.倒置的漏斗形水箱盖、12.污物清除门、13.气体分离箱内部、14.安全阀、15.排气口、16.压力表、17.自动和手动减压阀排气口。

图4：双联式气烟阀及工作原理示意图：图中瓦槽形的是带有锣纹的壳体剖面；圆形的是具有空心通路的球体；长条形的是调节手柄。1至3其左侧是俯视；右侧是主视；上半部是气阀；下半部是烟阀剖面图。双箭头表示全部开通；单箭头表示半开通；弯曲的双箭头表示全部关闭。

图4之1中可见：当手柄和气烟阀壳体平行时，则烟阀全部开通，气阀全部关闭。图4之2中可见：当手柄和气烟阀壳体互为45度时，则烟阀和气阀皆半开通。图4之3中可见：当手柄和气烟阀壳体垂直时烟阀全部关闭，气阀全部开通。图4之4是带有手柄调节角度定位盘的气烟阀主视外观图，定位盘上的“开”和“关”是仅对烟阀而言，形如喇叭口的是气阀的空气进气口。手柄一侧的是烟阀，烟阀右侧是烟阀进气口，左侧是烟阀排气口，箭头所示是烟气或空气的流动方向。

图5：是将图1、图2、图3、图4使用管道串连组合在一起即：“燃烧炉的节能净化器”之安装、操作、运行及工作原理主视剖面示意图。图左之下部是燃烧炉、上部是省煤器；图中间之右上方是风机和配套的电动机，左下方是气烟阀；图右之下部是消烟罐的过滤水箱，上部是消烟罐的气体分离箱。图中箭头所示是工作时烟气循环流动的方向。

(二)各部件的结构特征

本发明的主要部件是：燃烧炉、省煤器(即本领域锅炉之锅，因在本发明中起节能作用故称省煤器)、风机、消烟罐(本领域无此物，因其外形象直立的大油罐，又因在本发明中起消除烟尘作用故称消烟罐)双联式气烟阀(本领域称球形阀门，因在本发明中是设置在烟和气的通路中调节烟气流量的，又因其是两个球阀并列在一起使用，故称双联式气烟阀)。下面详细介绍。

一、燃烧炉(以下以立式锅壳锅炉之燃烧炉为例)

对于无论是新制造或已经投入使用的燃煤、燃气锅炉的燃烧炉只要经过以下的简单改造就可以投入使用：

1、在燃烧炉灰渣坑和灰渣室中间，用钢板焊接一个漏斗形底板，在底板中间焊接一个可以抽出插入的抽板，如图1之2和3。

2、将图1之6和11处的除灰门和灰门盖、下炉门和炉门盖修整吻合，关闭时不得严重漏气，在炉门盖中间打开一个观察口，如图1之12。

3、在烟火管和烟道口之间安装一个直径和烟道口相同的三通烟火管，在其中间通路的开口处即燃烧炉的排气口安装一个能拦挡大于3毫米左右固体物的灰渣过滤网，如图1之22和21。

4、在三通烟火管和烟道口连接处安装一个气流阀，有条件时该阀最好制作成自动球阀。就是说，当气流上行时可自动升起打开，当气流下行时可自动降落关闭烟道的耐高温金属球，该球可采用比重很轻的金属材料，制成直径大于三通烟火管直径的球形，内注氢气或抽成真空，安装在直径较大的球形壳体内，要求气球上升至壳体中部时，气球和壳体之间应留有足够烟气上行的空间，球的上方应焊接一个气球阀限位圈，如图1之23、24、25，无条件时也可安装一个传统的手动翻板式气流阀。

5、在灰渣室的外壁开两个口，焊接两个并列的截面不小于燃烧炉烟道口截面0.2倍的普通钢管，作为燃烧炉进气口。如图1之5。

6、因为燃料在炉内燃烧时，其一是炉内温度需要达到燃点，其二是需要充足的空气助燃，其三是需要合理的膨胀空间。为了满足这三个条件，本发明对于重新设计制造锅炉炉膛时提供以下方案，其特征是该炉膛的形状和小头向上的鸡蛋壳内腔相同，这里称蛋壳形炉膛，具体设计绘制方法请参照图1之27，按下面顺序绘制。

①把被设计锅炉炉排的直径假设为1：②在绘图纸上找出A、B、C三点，使AB＝BC＝CA＝0.8；③以A为圆心，以0.39为半径在上半部划一个半圆；④分别以B、C为圆心，以1.05为半径在各圆心的对方划一孤线，弧线的上方和所划的半圆相交，弧线的下方互相相交于D点；⑤分别在两边各划一条与半圆和弧相切的线段EF和GH；⑥在BC的下部孤线以内找出与BC平行且等于1的地段划一条线段OK；⑦将D裁掉，将孤取直划一条长为0.4的横线LM，使其与OK平行，则：蛋壳形炉膛设计图即绘成，如图1之27。

其OK以下的部分便是凹形炉排，为了得到充足的助燃空气，应在炉排和炉墙之间的周边地区留有足够宽敞的通气间隙。为了便于清理炉灰等杂物应把LM部分做成可以抽出插入的小型可抽动炉排，如图1之7、9。

另外，建议将炉墙制作成夹层结构，夹层中间根据锅炉的大小应保持2至5公分的间隙，间隙内填实耐火保温材料，如图1之13，应注意夹层厚度要适宜，过厚，炉墙内容易结焦，甚至烧毁，过簿则达不到保温的目的。

二、省煤器

本发明的省煤器和其它省煤器是不相同的，主要是由钢板或其它材料制作成可容纳水的圆筒形容器，和在它内部所盘绕的烟火管组成。该容器应备有加水阀和蒸气或热水输出阀，如图1之8、20，烟火管应在内部尽量地盘绕足够长，其截面应不小于所配套燃烧炉烟道口截面的0.3倍，管的两头伸出容器之外部，可以和燃烧炉排气口连通的称之为省煤器进气口，可以和风机连通的另一头称之为省煤器排气口，如图1之21、15，其盘绕形式可以多种多样。

省煤器容器部分便是锅炉之锅，故视其用途特征可作成压力容器或非压力容器，则其它所配合的技术部件或规格如：压力表、安全阀、体积、形状、锅壁簿厚，排污形式，清理水垢措施等皆可以依据用途决定。此乃属常规技术，这里不必多述。

省煤器可和燃烧炉制作成一体，如图1，也可单独制作和锅炉加水阀串连或配合使用。

三、风机

本发明所述的风机是可以强迫气体从自身的进气口进入，又从排气口排出的各种风机、鼓风机、气泵之类。

1、使用于矿井之下的风机、普通风机，或小型的风葫芦，通常只能作为井下通风或作为生活煤炉、锅炉，及冶练炉的充气助燃机械。所产生的气流量虽然可以，但因其压缩气体的能力不理想，若作为本发明的风机，还应串联使用。

2、气泵，又称空气压缩机，通常是作为给轮胎充气或喷涂使用的机械，如果作为本发明的风机使用，其压缩气体的能力是足够的，只是气流量不足应采用双缸，多缸或并联使用，但由于它的工作特征是活塞在缸筒内作往复运动，则振动性强，噪音大、工作不平稳，又经不起灰渣等的磨损，故障多。

3、因上述的风机都不很适用。从而本申请人发明了一种螺旋式风机，其特征是圆筒形的气缸内安装的是做旋转运动的螺旋式叶轮，气缸两端同样带有进气口和排气口，如图2.下面介绍它特征部分的设计、计算和制造方法：

由于该风机的叶片是象螺旋一样地盘绕在叶轮轴上，如图2之7，因而可认为它只有一片叶片，而下面所述的片与片之间的距离，实际所指的就是一周和相邻另一周的距离，以下简称片间距；又把叶片和叶轮轴总称螺旋式叶轮或叶轮，另外把每盘绕一周称为一级，一共盘绕多少周者就称多少级，级别愈高，所输出气压的能力愈高。而所输出气压的能力还与气缸内壁和叶轮外檐之间的配合间隙、风机的转速、动力机的功率，其它部件的密封程度、磨损程度等等有关。这些后来的因素都将影响着级数的确定，则级数的确定一般不应小于6级，这一点主要应依据所需要输出的气体压力强度确定。

①螺旋式风机的规格尺寸应根据所需要输出的气体流量和级别按照下面算式估算。

式中：

R是气缸内的半径，单位是厘米；

Q是应输出的气体流量，单位是厘米³/秒；(该流量可测量具体燃烧炉的进气流量或查阅资料而获得)

V是每一级叶轮轴的体积，一般取Q的0.09左右单位是厘米³；

n是叶轮的转数单位是转/秒；

a_n是片间距在R内的比值，一般取0.6R左右；

Л是圆周率取3.1416；

R²是缸筒内半径的平方，单位是厘米²；

η是风机的工作效率，由于因工作时随回路内气压的不断升高，而在螺旋内及气缸内壁和叶片外檐的间隙，所产生的逆流损耗及其它，一般取0.8左右。

从上式中计算出R值后，则缸筒的直径就是2R，螺旋式叶轮的直径就是2R减去二倍的间隙(即二倍的0.2至0.5毫米)，片间距就是0.6R，缸筒和螺旋式叶轮的有效长度就是0.6R乘以级数(轴承以内的部分)。

②螺旋式风机应配合的电动机功率，按照下面算式估算。

$P=\frac{\mathrm{WSphna}}{\mathrm{\η}}$ 式中

P是所需电动机的功率，单位是瓦特；

W是千克·米/秒和瓦特的换算比值，应代入9.8；

S是减去叶轮轴截面的缸筒以内的截面积，单位是厘米²；

P是工作时回路内的气体压力，也就是所配合使用的消烟罐之耐压能力，应代入可能出现的最高气压，单位是千克·米/秒；

h是片间距，单位是米；

n是风机的转数，由于多速电动机有利于拓宽炉温的调整范围，建议最好选用多速电动机，计算时应代入最高转数，单位是转/秒；

a是常数，是压力机作功的特性系数，一般取0.33；

η是电动机的工作效率，是输出在输入功率内的比值，一般取0.8左右；

螺旋式风机的设计和制造还应注意下列几点：

③该风机的工作效率，最关键之处就是叶片外檐和气缸内壁的配合间隙。一般应在0.2至0.5之间，间隙愈小效率愈高，因之除要求气缸内壁和叶轮的配合要精细加工以外，再则由于铝的热膨胀系数高，则其一就是建议采用铝材料制作叶片，工作时在带有余热烟气的作用下，膨胀后恰好减小了配合间隙，缺点是一旦损坏就得更换。其二是给叶片外缘镶上铜、橡胶或塑料之类耐高温的软质密封条，如图2之3，损坏后只需更换密封条，缺点是工艺烦锁。

④由于该风机是在温度较高的烟气环境中工作，除了高温还有粉尘，灰渣以及二氧化硫等易磨损易腐蚀物质，则应选用适合该特性的材料。进气口一端应选用推力轴承。如图2之9，便于克服工作时叶轮向反方向的推动力，并且还应有可靠的润滑和冷却设施。

⑤风机的进气口截面应不小于所配套的省煤器排气口截面，排气口截面应不小于所配套的燃烧炉进气口截面，排气口必须安装气流逆止阀，如图2之2。

⑥螺旋式风机的旋转方向，是针对排气口方向而言，以螺旋旋出的方向为正转。

其它部件和参数属常规技术，这里不必多述。

四、消烟罐

消烟罐是可容纳气体和液体的压力容器，它是由倒置的漏斗形水箱盖(以下简称水箱盖)以下的过滤水箱(以下简称水箱)和以上的立式气体分离箱(以下简称气箱)两大部分组成(如图3所示)，该两部分可分别制作成两件，也可制作在一起，内部应作防锈处理。

消烟罐及部件必须按照压力容器的规定制作，一般应采用0.3公分以上的钢板焊接成圆顶、圆盖，圆底的立式圆柱形；也可用钢筋混凝土预制；也可用砖混结构砌成；也可采用各种材料混合制作；但必须作成立式的。也可设在锅炉附近；也可设在距锅炉较远的偏僻地区。

在条件允许的情况下，消烟罐的容积愈大愈好，但不得过小，最小不得小于所配锅炉的容积。消烟罐的耐压性能愈高愈好，高则容量大，效果好，低则成本低，便于实施，一般耐压范围应在4Pa至8Pa(4帕斯卡至8帕斯卡)之间。

过滤水箱底部有进气口和排污阀，气箱顶端有排气口，进气口和排气口截面不应小于所配套燃烧炉进气口的截面，排污管和排污阀截面要尽量大。水箱从下向上有用钢板作成的粗滤板，细滤板和金属丝作成的过滤网，粗滤板钻有密度大约每平方米5000个，直径约为1公分的圆孔，细滤板上钻有密度大约为每平方米20,000个，直径约为0.3公分的小圆孔。所谓的“过滤”则是为了给风机送进来的强气流起到缓冲和分流作用，使其和水充分混合，故：它是过滤大气泡。污物清除门各处使用时，应能够封闭严密不得露气，最下方的自动减压阀和手动减压阀，共用一个进气口和排气口，水箱盖边沿应有汽水回流孔，如图3中所示，其顶端的安全阀和压力表及图3中所示的加水阀和水位器之类及其它部件属常规技术，这里不必多述。

五、双联式气烟阀

双联式气烟阀类似水暖设施中使用的球阀，是由两个阀并列在一起使用，由一个调节手柄控制两球阀壳体内具有空心通路的球体旋转，两球体内通路方向互相垂直，截面不得小于所配套燃烧炉的进气口截面，其中手柄一侧的阀控制由消烟罐排气口进入锅炉进气口的烟气流量，称之为烟阀。另一侧的阀一头和大气相通，控制进入锅炉进气口的空气流量，称之为气阀。其功能是当烟阀全部开通时，气阀全部关闭；当烟阀全部关闭时，气阀全部开通；当烟阀半通时，气阀也半通；则烟大时气小，烟小时气大，而绝无都开通和都关闭的情况。而且开通的总量始终是相同的，调节手柄的控制角度由所配备的手柄调节角度定位盘显示，如图4中所示。

六、各部件的安装和连接

根据锅炉蒸发量和压力的大小配套选用相适应的部件，将燃烧炉的排气口和省煤器的进气口，省煤器的排气口和风机的进气口，风机的排气口和消烟罐的进气口，消烟罐的排气口和烟阀的进气口，烟阀的排气口和燃烧炉的进气口，将气阀的排气口和燃烧炉的空气进气口，用相适应截面的管道加好密封垫连接起来。应注意：风机的安装高度要超过消烟罐水箱，以防倒流水浸入气缸，如图5所示。其相互之间的安装距离可远可近。

(三)燃烧炉节能净化器的操作和运行。

一、操作规程(以烟煤的燃烧为例)

1、按照锅炉常规要求作好一切运行前的其它准备工作，并检查风机和所配套的电动机及电源线路设备，电压是否正常。

2、清除燃烧炉各处余灰余渣，关闭除灰门，插入抽板，关闭消烟罐排污阀、将气烟阀手柄搬到关的位置，给省煤器和消烟罐水箱按要求加足清水后关闭加水阀。

3、打开消烟罐手动减压阀，启动风机运行数会钟将回路中余气排尽，使回路处于常压状态后再关闭减压阀，如果燃烧炉烟道口是手动翻板式气流阀，则应打开此阀。

4、按常规点火，必要时可增加引燃木柴等物，让足够的热气流冲开烟道口自动气球阀，再投煤引燃。如果风机由多速电动机拖动，也可以低速启动风机，同时关闭手动翻板式气流阀。

5、当炉火燃烧正常时，关闭下炉门，将气烟阀手柄搬到“开”的位置，着情提高风机转速，此时由在气流回路中的炉膛，经省煤器中的烟火管到螺旋式风机气缸一段的管道便产生了负压，则烟道口的自动气球阀便自然落下，关闭了烟道口。炉膛内的燃烧室因燃烧所产生的高温烟气，便由烟气出口窗经三通烟火管，灰渣过滤网进入省煤器内的烟火管，又经风机进气口进入风机气缸内，又在螺旋式叶片高速旋转运动的推动作用下，从风机排气口排出，进入消烟罐水箱，经过水中的粗滤板、细滤板和过滤网的缓冲分流作用后，又由漏斗型水箱盖进入消烟罐气箱，在风机不断运行的作用下随着消烟罐内气压的升高，又从消烟罐排气口排出，通过烟阀、燃烧炉灰渣室又进入燃烧室参加燃烧。如图5中箭头所示。

初燃时因烟气内还混有空气，消烟罐内也贮存有大量空气，因之进入燃烧室内的气体仍然带有大量的空气助燃，并不会拟制燃烧，在风机不断运行的作用下，混有空气的烟气便进入到回路中作如此反复的循环。

6、从观察口发现炉火不很旺盛时，说明回路中已经缺氧，此时应将气烟阀手柄逐渐向“关”的方向搬动，于是就自然打开了空气阀，此时由于烟阀的部分关闭，消烟罐内的输入大于输出，气压就会升高，燃烧炉灰渣室到风机一段回路中的负压也会增加，空气必然经空气阀进入燃烧室助燃。同时观察火候，手握气烟阀手柄，调整气阀和烟阀至适当的开启角度。此时，进入燃烧室的有烟气也有空气。则炉火仍然在燃烧。

(四)燃烧炉的节能净化器工作原理

一、节能原理

节能原理是可想而知的，当燃烧后的高温烟气进入省煤器中的烟火管后，由于烟火管外部全是等待加热的冷水，于是高温烟气通过烟火管管壁必然要和省煤器内的冷水进行热交换。由于烟火管盘绕的足够长，所以这种热交换是很充分的，如果认为效果不满足，还可在外部再串连类似的省煤器直至满足。

二、净化原理

因燃烧而膨胀后的高温烟气，在省煤器的热交换作用下已经大幅度地降低了温度，也就大幅度地缩小了体积。

由于燃料燃烧或未完全燃烧后所排放出来的物质中，可与水混合的有未燃烧的碳粉粒和其它杂物、灰分，可溶于水的有二氧化碳，还有能与水化合生成硝酸的氮；与水化合生成亚硫酸的二氧化硫，与水化合生成硫酸的三氧化硫。所以在风机的作用下，当烟气进入消烟罐的水箱时，在水中粗滤板、细滤板、过滤网的缓冲和分流作用下，上述物质大部分皆可混在或暂时混在水中，而其它气体物质经过滤、分流后，便会自然上升到消烟罐气箱，根据它们的比重在气箱中从顶点到下部的排列顺序应为①一氧化碳，氮。②一氧化氮。③氧。④二氧化碳。⑤二氧化氮。⑥二氧化硫。

可见排在上半部的除了氮和一氧化氮以外，便是大量的可以燃烧的一氧化碳和少量的氧，而排在下半部的除了极少量可溶解于水生成亚硫酸的二氧化硫和可与水合成生成硝酸的二氧化氮，其次大部分就是二氧化碳，从而可以认为，消烟罐的上部大部分是氮和可以燃烧的一氧化碳，下部大部分是不可燃烧的二氧化碳。

在风机不停运转的作用下，烟气不停地进入消烟罐中，在罐内形成正压。飘浮在罐上部的一氧化碳在正压的作用下从罐顶上端的排气口排出，经过烟阀进入燃烧炉的燃烧室，燃烧后又生成二氧化碳，经过燃烧炉烟气出口窗、三通烟火管中的燃烧炉排气口、灰渣过滤网又进入省煤器，经风机又进入消烟罐，如此反复循环，便可使所有的一氧化碳全部燃烧而生成二氧化碳、沉积在消烟罐气箱下部。

当然，消烟罐中的二氧化碳等在不断增加的情况下，消烟罐中的气压也就在不断地升高，当罐中的气压上升到额定值时(注：额定值就是根据具体罐的耐压能力，调整自动减压阀自动打开的耐压最高值)自动减压阀便自动打开，沉积在气箱下部的二氧化碳气体就从减压阀排气口排出，进入事前准备好的气囊、塑料袋或集气瓶中。

当发现炉火不很旺盛时，说明消烟罐及回路中气压已经很高，而且充满二氧化碳，且已经进入燃烧室拟制燃烧。此时应打开手动减压阀将消烟罐中的二氧化碳从减压阀排气口排出装进气囊、塑料袋或集气瓶中，减小回路及消烟罐内压力后，再关闭手动减压阀，便可以恢复正常运行。如此反复操作。直至炉火纯青时，停止风机工作，打开烟道口气流阀，将烟阀开通量调整到最小，让从空气阀进入的混有少量一氧化碳的氮气等，经过燃烧室从烟道排出，减小消烟罐压力。因为炉火纯青时温度很高，少量的一氧化碳经过燃烧室时可能全部燃烧。

可见在整个运行过程中，碳粉粒和其它杂物、灰分、一氧化碳、二氧化硫等有害物质就不会排放到大气层中，而只是生产出了以二氧化碳为主的气体物质和消烟罐水箱的污水。那么到底能产生多少二氧化碳和污水，申请人无法考证，可能量是很大的，不过这些二氧化碳和污水已经收集起来，可以服从人为的处理，并没有排放到大气层。

消烟罐的污水中含有还可以燃烧的碳粉粒，少量的硝酸、亚硫酸及极少量的铝、钙、铁等元素，排放出来还可以经过浓缩后安排用途。

另外这种燃烧形式在运行时，因消烟罐水箱内的水受热后所产生的水蒸气，进入燃料室时遇到炽热的碳会立即分解，生成可以燃烧的水煤气又接着燃烧而产生热能，还可以进一步提高燃烧率。

另外这种燃烧形式在运行时，空气中与燃烧无关的氮气会在空气阀开通时，也进入循环回路增加消烟罐压力，不利于系统的运行，这一点是本发明的不足之处。

(五)燃烧炉的节能净化器除污和清洗方法

该节能净化器虽然保护了环境卫生，但却严重地污染了自己。因工作时回路中的所有管道内有高速流动的气体，污物的沉积不会很严重，污染最严重的就是消烟罐。清除消烟罐时，可先打开消烟罐水箱的排污阀，待污水自动排出后，再打开罐壁和水箱盖的污物清除门，人工进内清除。并可以在消烟罐的加水阀门接通高压自来水配合人工清洗水箱和粗滤板、细滤板、过滤网，也可以在停炉时开通烟阀关闭气阀，启动风机高速运行，利用高速流动的气体，清除系统管道中的沉积物，家用小型的可采取拆卸的办法清洗。

Claims (5)

1、一套燃烧炉的节能净化器，其特征是将本发明中的燃烧炉、省煤器、风机、消烟罐、双联式气烟阀利用管道串连成供烟气循环流通的闭合回路。

2、权利要求1中所述的燃烧炉的节能净化器，省煤器由容器和内部的管道组成，其特征是利用风机强迫炉中因燃料燃烧所产生的烟气通过管道，把所带的热能经管壁传递到容器内的水中。

3、权利要求1中所述的燃烧炉的节能净化器，消烟罐属于压力容器，其特征是用于容纳和分离风机充进的因燃料燃烧所产生的烟气。

4、如权利要求1-3任一权利要求所述的燃烧炉的节能净化器，风机属于螺旋式，其特征是圆筒形的气缸内安装的是做旋转运动的螺旋式叶轮。

5、权利要求1中所述的燃烧炉的节能净化器，双联式气烟阀是由控制烟气流量和空气流量的两个球阀并列组成，其特征是由一个手柄驱动两个球阀内通路方向互相垂直的空心球体。

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