CN1268872C - 气体分流式锅炉 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种气体分流式锅炉，包括锅炉主体，在主体的顶部设置有漏斗形的煤仓，与煤仓的出料口相通的、下端与炉膛燃烧层靠近的锥形干馏管，在干馏管内设置有分馏锥，两者之间的空间形成干馏室，在分馏锥下方设置有转动的推焦器和设置在推焦器下方的风室，该风室具有带风帽的通风孔。该炉能有效地脱硫、脱氮，减少锅炉燃煤对大气的污染，避免了酸雨的产生；同时收集的硫和氮作为一种资源使用，既节约大量对空气污染治理费用，又创造了财富，具有极大的社会效益和经济效益；从干馏室落下的焦炭向四周扩散，从上向下是炭、火、灰顺序，灰中没有还原性气体不结焦，极易由除灰器排出；可适用各吨位的锅炉、各种窑炉。

Description

气体分流式锅炉

技术领域

本发明涉及一种锅炉，具体地说，涉及一种将煤燃烧前、后所产生的二种气体分流排出的锅炉。

背景技术

当前使用的锅炉由两部分组成，上方为锅，下部为炉。其燃煤方法是横向添煤，直接把煤添进炉膛燃烧，造成煤在炉膛中要经历三阶段：准备燃烧阶段、燃烧阶段和燃尽阶段。这种燃烧方法造成在任何一个燃烧的炉膛中，总是有两种气体同时存在。一种是煤在准备燃烧阶段析出的挥发份气体，另一种是碳燃烧排放的气体。这两种气体虽然在炉膛中同时存在，但他们产生的时间和空间却不同。一种在煤的准备燃烧阶段产生，析出的挥发份气体是氢、氧、氮、硫混合元素。一种是在煤的燃烧阶段产生，碳燃烧排放的气体是二氧化碳。尽管煤准备燃烧阶段析出的挥发份气体进入燃烧阶段时被烧掉一部分，但硫烧不尽，氮不燃烧。两种气体混合排入大气是造成空气污染的根源。

发明内容

本发明的目的是克服两种气体混合升空造成大气污染的缺陷，提供一种将煤中的挥发份氢、氧、氮、硫气体和煤燃烧时产生的气体分别排出的气体分流式锅炉。

本发明所述的气体分流式锅炉.包括锅炉主体，在主体的顶部设置有漏斗形的煤仓，与煤仓的出料口相通的、下端与炉膛燃烧层靠近的锥形干馏管，在干馏管内设置有分馏锥，两者之间的空间形成干馏室，其外围设置有水冷壁，在分馏锥下方设置有转动的推焦器和设置在推焦器下方的风室，该风室具有带风帽的通风孔，所述主体上还设置有炉门，位于干馏管底部的上方。

所述水冷壁包括位于干馏管底部的环形下连箱，与环行下连箱竖直连通的竖直水管，其数量根据炉的大小确定，该竖直水管的上端与主体的水套或上联箱相连通。

所述漏斗形煤仓的下端具有锥形的导料管。

所述干馏管、分馏锥和导料管的锥度相同，干馏管的上端套装在导料管的外围，与漏斗相接，其下端放置在环形下联箱上，干馏管内壁与导料管外壁之间形成气流通道。

所述漏斗形煤仓与气流通道相接的部分，设置有输导干馏过程中析出的氢、氧、氮、硫气体的导气管。

所述风室与风机连接，其上的通风孔的数量根据锅炉大小及耗煤量确定。

在煤仓的上方设置有煤供应器，该供应器是连续输送的螺旋输送器或液压式的输送装置。

所述的推焦器为一圆锥体，其上端面的直径应等于或小于分馏锥的下端直径，下端面的直径与干馏管下端面的外径相适应。

在竖直水管内设置有拉杆，该拉杆通过固定板和螺栓，一端与主体壁连接，另一端与下联箱连接。

本发明所述的气体分流式锅炉是把煤的干馏原理运用于锅炉燃烧中，充分利用煤的特性和煤的燃烧规律，具有以下优点和效益：

1.以气体分流的方式，使煤在燃烧前同时脱硫、脱氮。减少甚至消除锅炉燃煤对大气的污染，避免了酸雨的产生；同时收集硫和氮转化成资源。既节约对空气污染治理的费用，又创造了财富，具有极大的社会效益和经济效益；

2.国际上流行的高温空气燃烧是加热空气，不能脱除硫、氮。本发明是加热煤，能同时脱除硫、氮，优于高温空气燃烧，为挑战极限温度的研究打下基础；

3.燃烧速度将比原煤增加10倍以上，现有锅炉10分钟烧掉的煤，本发明所述的锅炉1分钟即可烧掉。锅炉燃烧区的燃烧速度决定炉膛的温度、未燃烧损失和锅炉的出力或效率。燃烧时间的变化带来燃烧空间的变化，炉体的科学变化，为节约大量钢铁、煤炭创造条件；

4.本发明所述的锅炉中的干馏管和分馏锥套装在一起，可同步扩大和缩小，既使干馏的煤层厚度一致，受热均匀，干馏成功，又可增大干馏煤的数量，满足不同吨位锅炉的需要；

5.从干馏室落下的焦炭向四周扩散，从上向下是炭、火、灰顺序，灰中没有还原性气体不会结焦，极易由除灰器排出。

6.本发明所述的锅炉的气体分流式结构可适用各吨位的锅炉、各种窑炉。

下面结合附图，对本发明所述的气体分流式锅炉作进一步说明。

附图说明

图1是本发明所述的气体分流式锅炉的示意图。

具体实施方式

参见图1，本发明所述的气体分流式锅炉包括锅炉主体4，在主体4的顶部设置有漏斗形的煤仓2，与煤仓2的出料口相通的、下端与炉膛燃烧层靠近的锥形干馏管5，在于馏管5内设置有分馏锥6，两者之间的空间形成干馏室，在分馏锥6下方设置有转动的推焦器8和设置在推焦器8下方的风室9，该风室9具有带风帽的通风孔，所述主体4上还设置有炉门，其位置位于干馏管5底部的上方，供点火或检查炉内情况之用。

为了控制干馏管5的温度，在干馏管5的外围设置有用于阻热和吸热的水冷壁7，该水冷壁包括位于干馏管5底部的环形下连箱11，与环行下连箱竖直连通的竖直水管12，其数量根据炉的大小确定，一般为20-30根，该竖直水管的上端与主体4的水套相连通。所述环形下连箱11的内圆壁上设置有支座，以便支撑干馏管5。

所述漏斗形煤仓2的下端具有锥形的导料管14，上小下大，煤料通过该管时不会发生堵塞。

所述干馏管5、分馏锥6和导料管14的锥度相同，干馏管5的上端套装在导料管14的外围，与漏斗相接，其下端放置在环形下联箱11的支座上，干馏管5内壁与导料管14外壁之间形成气流通道，煤在干馏过程中产生的氢、氧、氮、硫由此向上排出。

所述的推焦器8为一圆锥体，其上端面的直径应等于或小于分馏锥6的下端直径，下端面的直径与干馏管5下端面的外径相适应。该推焦器8套装在支撑分馏锥6的支撑柱上，由电机(未视出)通过变速箱带动。

为了增加强度，在竖直水管12内设置有拉杆13，该拉杆通过固定板和螺栓，一端与主体4连接，另一端与下联箱11连接。

所述漏斗形煤仓2位于气流通道部分，即干馏管5与导料管14之间形成的气流通道的顶部，设置有导气管3，以输导干馏过程中析出的氢、氧、氮、硫等气体。

所述风室9与鼓风机(未视出)连接，向其内鼓风。其上的通风孔的数量根据锅炉大小及耗煤量确定。

在煤仓2的上方设置有煤供应器1，该煤供应器可以是螺旋推运器或液压式输送装置。

本发明所述的气体分流式锅炉采用了煤干馏原理，利用了煤经过干馏，煤中的氢、氧、氮、硫元素受热即化为气体析出，碳在隔绝空气下，虽经高温也不会析出的特性。煤从锅炉上方加入，进入干馏管5与分馏锥6之间形成的干馏室中，该干馏室既是向炉膛添煤的输送道又是利用煤在干馏室中储存、通过的时间为煤加热的加热道。干馏室上口被煤仓2中厚厚的煤层封住不使进入空气，其下口的空气又被炉膛中的火焰燃尽，上下口都不能进入空气即形成了隔绝空气加强热的干馏区。被干馏后的焦炭进入炉膛，由于转动的推焦器8的作用向四周扩散，从上向下是炭、火、灰顺序，灰中没有还原性气体不会结焦，极易由除灰器10排出。

工作时，煤在干馏室中低温干馏，当温度在100℃以下时，煤处于干燥阶段，加热到200℃时，挥发份开始析出，加热到350℃时开始软化、粘结，温度升至550℃开始固化，固化使粘结的煤纹裂成小块，成为焦炭和/或半焦状态。析出的氢、氧、氮、硫气体，沿室壁上升，通过气流通道和导气管3引入清洗塔，收集硫、氮综合利用。其它气体既可收集，也可回炉燃烧。硫和氮不排入大气中，减少了形成酸雨的因素。

Claims (8)

1.气体分流式锅炉，包括锅炉主体(4)，设置在主体(4)顶部的漏斗形的煤仓(2)和与煤仓(2)的出料口相通的锥形干馏管(5)，其特征是在干馏管(5)内设置有分馏锥(6)，两者之间的空间形成干馏室，其外围设置有水冷壁(7)，在分馏锥(6)下方设置有转动的推焦器(8)和设置在推焦器(8)下方的风室(9)，该风室(9)具有带风帽的通风孔，所述主体(4)上还设置有炉门，位于干馏管(5)底部的上方，所述干馏管(5)的顶部设置有输导干馏过程中析出的氢、氧、氮流气体的导气管(3)。

2.根据权利要求1所述的锅炉，其特征是所述水冷壁(7)包括位于干馏管(5)底部的环形下连箱(11)，与环行下连箱竖直连通的竖直水管(12)，其数量根据炉的大小确定，该竖直水管的上端与主体(4)的水套或上联箱相连通。

3.根据权利要求1或2所述的锅炉，其特征是所述漏斗形煤仓(2)的下端具有锥形的导料管(14)，上小下大。

4.根据权利要求3所述的锅炉，其特征是所述干馏管(5)、分馏锥(6)和导料管(14)的锥度相同，干馏管(5)的上端套装在导料管(14)的外围，与漏斗相接，其下端放置在环形下联箱(11)上，干馏管(5)内壁与导料管(14)外壁之间形成气流通道。

5.根据权利要求4所述的锅炉，其特征是所述的推焦器(8)为一圆锥体，其上端面的直径应等于或小于分馏锥(6)的下端直径，下端面的直径与干馏管(5)下端面的外径相适应。

6.根据权利要求5所述的锅炉，其特征是在煤仓(2)的上方设置有煤供应器(1)，该供应器是连续输送的螺旋输送器或液压式的输送装置。

7.根据权利要求6所述的锅炉，其特征是所述风室(9)与风机连接，其上的通风孔的数量根据锅炉大小及耗煤量确定。

9.根据权利要求8所述的锅炉，其特征是在竖直水管(12)内设置有拉杆(13)，该拉杆通过固定板和螺栓，一端与主体壁连接，另一端与下联箱(11)连接。

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