CN210511603U - 炭化尾气焚烧余热锅炉、炭化工艺系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种炭化尾气焚烧余热锅炉、炭化工艺系统，解决了现有技术中的焚烧炉输出的焚烧烟气的温度难以控制，且随着焚烧过程的持续烟气温度会越来越高，甚至超过碳化工艺温度极限，导致碳化工艺中断的技术问题。该装置包括蒸汽发生结构和墙体，其中，蒸汽发生结构的内部存在腔室，腔室内设置有墙体，墙体将腔室分隔成相互独立的第一区间和第二区间；墙体上设置有通孔，炭化窑输出的炭化尾气能从第一区间穿过通孔进入第二区间；蒸汽发生结构上设置有点火口，点火装置能穿过点火口引燃第一区间内的炭化尾气，且蒸汽发生结构能吸收炭化尾气燃烧时释放的热量产生蒸汽以将输送至炭化窑的焚烧烟气的温度降低至预设温度区间。

Description

炭化尾气焚烧余热锅炉、炭化工艺系统

技术领域

本实用新型涉及余热利用装置技术领域，尤其是涉及一种炭化尾气焚烧余热锅炉、炭化工艺系统。

背景技术

如图1所示，现有技术中，炭化工艺过程产生的尾气进入1号焚烧炉燃烧， 1号焚烧炉焚烧后的尾气再送入炭化窑窑头。当1号焚烧炉的温度过高，使炭化窑窑头温度超过650℃时，开启2号焚烧炉，2号焚烧炉焚烧后的高温尾气送入余热锅炉。由于两台焚烧炉都是用耐火砖及外墙红砖砌筑结构，散热量不大，而燃烧产生的热量会在焚烧炉内不断累积，导致焚烧炉温度越来越高。

特别的，1号焚烧炉焚烧后的尾气温度过高时，会使炭化窑窑头温度超过工艺限度，造成炭化工艺过程的中断。当焚烧炉内的温度过高时会造成焚烧炉烧化、烧塌事故，以及炭化窑起火、燃烧、爆炸事故，导致炉、窑发生变形，甚至报废。

在原有工艺上，近两年经过多次的改进，效果并不明显，一直未能达到炭化转窑3吨/小时的设计产量。两台焚烧炉同时使用，炭化转窑产量最多只能达到每小时1.2吨，余热锅炉蒸汽产量每小时1吨左右，远不能达产达效。

显而易见的，炭化尾气在焚烧炉内燃烧时焚烧炉的散热不佳、对热量利用率低、降低其内部焚烧烟气温度的能力差，导致从焚烧炉输出至炭化窑处的烟气的温度越来越高，并超过碳化工艺温度极限，导致炭化工艺中断。

本申请人发现现有技术至少存在以下技术问题：

现有技术中焚烧炉输送至炭化窑的焚烧烟气的温度难以控制，且随着焚烧过程的持续，烟气温度会越来越高，且不可避免的超过碳化工艺温度极限导致碳化工艺中断。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种炭化尾气焚烧余热锅炉，以解决现有技术中的现有技术中焚烧炉输送至炭化窑的焚烧烟气的温度难以控制，且随着焚烧过程的持续，烟气温度会越来越高，并超过碳化工艺温度极限导致碳化工艺中断的技术问题。本实用新型提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果(结构简单、使用方便、生产制造成本低)详见下文阐述。

为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：

本实用新型提供的一种炭化尾气焚烧余热锅炉，包括蒸汽发生结构和墙体，其中，所述蒸汽发生结构的内部存在腔室，所述腔室内设置有墙体，所述墙体将所述腔室分隔成相互独立的第一区间和第二区间；所述墙体上设置有通孔，炭化窑输出的炭化尾气能从所述第一区间穿过所述通孔进入所述第二区间；所述蒸汽发生结构上设置有点火口，点火装置能穿过所述点火口引燃所述第一区间内的炭化尾气，且所述蒸汽发生结构能吸收炭化尾气燃烧时释放的热量产生蒸汽以将输送至炭化窑的焚烧烟气的温度降低至预设温度区间。

优选的，所述蒸汽发生结构包括锅筒、水体循环组件和蒸汽输送管道，所述水体循环组件与锅筒连通，所述蒸汽输送管道与所述锅筒以及所述水体循环组件连通，从所述锅筒流出的液体能流入所述水体循环组件中，所述水体循环组件内产生的水蒸气能通过所述蒸汽输送管道运送至所述锅筒内。

优选的，所述水体循环组件包括膜式壁、两个上集箱和两个下集箱，所述膜式壁沿所述蒸汽输送管道的周向方向设置有一周，所述膜式壁使所述蒸汽输送管道的周向侧面呈封闭状态；两个所述上集箱设置于所述膜式壁的上端外侧，两个所述下集箱设置于所述膜式壁的下端外侧，且所述上集箱与所述下集箱均与所述锅筒连通；所述膜式壁连通所述上集箱和所述下集箱。

优选的，所述膜式壁包括第一膜式壁和第二膜式壁，所述第一膜式壁和所述第二膜式壁均呈折线结构；所述第一膜式壁和所述第二膜式壁均位于两个相对设置的第三膜式壁之间，且所述第一膜式壁以及所述第二膜式壁分别与所述第三膜式壁相连接，所述第一膜式壁、所述第二膜式壁以及所述第三膜式壁围合成所述腔室；所述第一膜式壁以及所述第二膜式壁分别与两个所述下集箱以及两个所述上集箱连通。

优选的，所述第一膜式壁包括第一竖向区段和第一倾斜区段，所述第一竖向区段与所述第一倾斜区段连通，且所述第一倾斜区段的自由端向着远离所述下集箱的方向延伸；所述第一竖向区段通过所述横联箱与两个所述下集箱连通，所述第一倾斜区段通过所述横联箱与两个所述上集箱连通。

优选的，所述第二膜式壁包括第二倾斜区段、第二竖向区段和第三倾斜区段，所述第二竖向区段连接所述第二倾斜区段以及所述第三倾斜区段，且所述第二倾斜区段、所述第二竖向区段以及所述第三倾斜区段之间连通；所述第二倾斜区段通过所述横联箱与两个所述下集箱连通，所述第三倾斜区段通过所述横联箱与两个所述上集箱连通。

优选的，所述通孔设置于所述墙体沿自身高度方向的下部区域；所述第一区间远离所述墙体的侧壁上设置有进烟口，所述进烟口与所述墙体之间设置有隔烟墙，从所述进烟口进入的炭化尾气能沿所述隔烟墙的高度方向向上流动。

优选的，所述墙体沿自身高度方向的下部区域设置有卫燃带。

优选的，所述蒸汽发生结构上设置有人孔，检修人员能穿过所述人孔进入所述腔室内。

本实用新型还提供一种炭化工艺系统，其特征在于，包括以上技术方案所述的炭化尾气焚烧余热锅炉。

本实用新型炭化尾气焚烧余热锅炉的墙体能延长炭化尾气在腔室内停留的时间，以使得炭化尾气在腔室内充分燃烧。蒸汽发生结构能够吸收炭化尾气燃烧过程中释放的热量产生蒸汽，以达到将从锅炉输出至炭化窑的焚烧烟气的温度降低至预设温度区间的目的，即将锅炉输出的焚烧烟气的温度降低至可使炭化工艺持续进行的温度区间，使炭化工艺得以连续运转。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术中炭化工艺系统尾气处理的流程图；

图2是设置有本实用新型炭化尾气焚烧余热锅炉的炭化工艺系统尾气处理的流程图

图3是本实用新型炭化尾气焚烧余热锅炉的主视图；

图4是本实用新型炭化尾气焚烧余热锅炉的右视图；

图5是本实用新型炭化尾气焚烧余热锅炉的左视图；

图6是本实用新型炭化尾气焚烧余热锅炉沿A-A的剖视图；

图7是本实用新型炭化尾气焚烧余热锅炉的主视图上尺寸标注；

图8是本实用新型炭化尾气焚烧余热锅炉的右视图上尺寸标注；

图9是本实用新型炭化尾气焚烧余热锅炉的左视图上尺寸标注；

图10是本实用新型炭化尾气焚烧余热锅炉沿A-A剖视图上的尺寸标注。

图中 1、蒸汽发生结构；11、墙体；12、点火口；13、人孔；14、烟气管道；15、锅筒；16、下降管；17、下集箱；18、上集箱；19、蒸汽输送管道；2、第一膜式壁；21、第一横联箱；22、第一竖向区段；23、第一倾斜区段；24、第二横联箱；25、进烟口；3、第二膜式壁；31、第三横联箱；32、第二倾斜区段；33、第二竖向区段；34、第三倾斜区段；35、第四横联箱；4、第三膜式壁；5、隔烟墙；6、第一区间；7、第二区间。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

如图2～6所示，本实用新型提供的炭化尾气焚烧余热锅炉，包括蒸汽发生结构1和墙体11，其中，蒸汽发生结构1的内部存在腔室，腔室内设置有墙体 11，墙体11将腔室分隔成相互独立的第一区间6和第二区间7(参考图6)；墙体11上设置有通孔，蒸汽发生结构1上设置有进烟口25和出烟口，从进烟口25进入的炭化尾气能从第一区间6穿过通孔进入第二区间7并从出烟口上的烟气管道14输送至炭化窑窑头；蒸汽发生结构1上设置有点火口12，点火装置能穿过点火口12引燃第一区间6内的炭化尾气，且蒸汽发生结构1能吸收炭化尾气燃烧时释放的热量产生蒸汽以将输送至炭化窑的焚烧烟气的温度降低至预设温度区间。本实用新型炭化尾气焚烧余热锅炉的墙体11能延长炭化尾气在腔室内停留的时间，以使得炭化尾气在腔室内充分燃烧。蒸汽发生结构1能够吸收炭化尾气燃烧过程中释放的热量产生蒸汽，以达到将从锅炉输出至炭化窑的焚烧烟气的温度降低至预设温度区间得目的，即将锅炉输出的焚烧烟气的温度降低至可使炭化工艺持续进行的温度区间，使炭化工艺得以连续运转。

具体的，蒸汽发生结构1包括锅筒15、水体循环组件和蒸汽输送管道19，锅筒15设置于水体循环组件的上方且水体循环组件与锅筒15的出水口连通。蒸汽输送管道19位于水体循环组件的上方，且其分别与水体循环组件以及锅筒 15的蒸汽入口连通，从锅筒15流出的液体能流入水体循环组件中，水体循环组件内产生的水蒸气能进入蒸汽输送管道19，且蒸汽输送管道19内的水蒸气能运送至锅筒15内。

参考图3～5，其中，水体循环组件包括膜式壁、两个上集箱18和两个下集箱17，其中，膜式壁包括第一膜式壁2和第二膜式壁3，第一膜式壁2和第二膜式壁3均为折线结构。第一膜式壁2和第二膜式壁3均位于两个相对设置的第三膜式壁4之间，且第一膜式壁2以及第二膜式壁3分别与两侧的第三膜式壁4相连接。并且，第一膜式壁2、第二膜式壁3以及两个第三膜式壁4围合成一侧面封闭的腔室。同时，点火口12设置于第三膜式壁4上，点火装置能通过点火口12进入第一区间6内。其中，点火装置可以是焚烧炉用气动点火装置或者焚烧炉用手动点火装置，气动点火装置和手动点火装置是现有技术中的产品，可以通过市场购买获得。

本实施方式中，第一膜式壁2包括第一竖向区段22和第一倾斜区段23，第一竖向区段22与第一倾斜区段23连通。第一倾斜区段23的一端与第一竖向区段22相连接，第一倾斜区段23的自由端与水平面具有一钝角的向着远离地面的方向延伸。

第二膜式壁3包括第二倾斜区段32、第二竖向区段33和第三倾斜区段34，第二竖向区段33连接第二倾斜区段32以及第三倾斜区段34。第二倾斜区段32 的一端靠近墙体11，其另一端与水平面具有一钝角的向着远离地面的方向向上延伸且该端与第二竖向区段33相连接。第三倾斜区段34的一端与第二竖向区段33相连接，第三倾斜区段34的另一端与水平面具有一锐角的向着靠近墙体 11的方向向上延伸。并且，为了方便水流流动，第二倾斜区段32、第二竖向区段33以及第三倾斜区段34之间相互连通。

其次，参考图3～5，两个上集箱18分别设置于两个第三膜式壁4的上端的外侧，且每个上集箱18分别与锅筒15的出水口连通。两个下集箱17分别设置于两个第三膜式壁4的下端的外侧且每个下集箱17均通过下降管16与锅筒15 的出水口连通，且第三膜式壁4连通对应侧的上集箱18和下集箱17。从锅筒 15中流出的液体能通过下降管16流入下集箱17内，且下集箱17内的液体能流入第三膜式壁4中，当第三膜式壁4满液后，第三膜式壁4内的液体能流入上集箱18中。并且，上集箱18通过下降管16与下集箱17连通。

并且，参考图3，第一膜式壁2(第一倾斜区段23)的上端设置有第一横联箱21，第一膜式壁2的上端通过第一横联箱21与两个上集箱18连通，第一膜式壁2(第一竖向区段22)的下端设置有第二横联箱24，第一膜式壁2的下端通过第二横联箱24与两个下集箱17连通；第二膜式壁3(第三倾斜区段34) 的上端设置有第三横联箱31，第二膜式壁3的上端通过第三横联箱31与两个上集箱18连通。第二膜式壁3(第二倾斜区段32)的下端设置有第四横联箱35，第二膜式壁3的下端通过第四横联箱35与两个下集箱17连通。

下集箱17内的液体能流入第二横联箱24和第四横联箱35中，且第二横联箱24和第四横联箱35内的液体能流入第一膜式壁2和第二膜式壁3内。当第一膜式壁2以及第二膜式壁3满液后，第一膜式壁2和第二膜式壁3内的液体能流入第一横联箱21、第三横联箱31以及两个上集箱18内。并且，第一横联箱21和第三横联箱31之间形成出烟口，烟气管道14设置于该出烟口上，且烟气管道14与炭化窑连通。

如图3～4所示，蒸汽输送管道19分别与上集箱18的上部区域以及锅筒15 上部区域的蒸汽入口连通，且第一横联箱21通过蒸汽输送管道19与锅筒15 上部区域的蒸汽入口连通，第三横联箱31通过蒸汽输送管道19与锅筒15上部区域的蒸汽入口连通。

锅炉在吸收炭化烟气燃烧过程中释放的热量时，第一膜式壁2、第二膜式壁3以及第三膜式壁4内均会产生水蒸气，水蒸气的密度比水小，水蒸气会从膜式壁内进入上集箱18并上升至蒸汽输送管道19内，蒸汽输送管道19内的水蒸气进入锅筒15并经过锅筒15内的汽水分离器分离掉水分后，含水量较低的蒸汽从锅筒15输出至用户，供采暖和活化工艺使用。本实施方式中使用到的锅筒15为现有技术中的产品，可以通过市场购买获得。

优选的，两个下集箱17、第二横联箱24以及墙体11围合出的区域的地面上设置有现浇混凝土。

进一步的，通孔设置于墙体11沿自身高度方向的下部区域。并且，第一区间6远离墙体11的侧壁的下部区域(第一竖向区段22的下部区域)上设置有进烟口25，进烟口25与墙体11之间设置有隔烟墙5，从进烟口25进入的烟气能被隔烟墙5阻挡并向着第一区间6的上部区域流动，然后再穿过通孔从第一区间6流入第二区间7。隔烟墙5能增加炭化尾气在第一区间6内的流动时间，以使炭化尾气中的可燃物在第一区间6内充分燃烧。

优选的，墙体11沿自身高度方向的下部区域的表面设置有卫燃带，卫燃带位于第一区间6内，且卫燃带的高度小于墙体11的高度。

优选的，蒸汽发生结构1上还设置有人孔13，检修人员能穿过人孔13进入腔室内，对蒸汽发生结构1进行检修或者日常维护。

如图7～10所示为本实施方式中锅炉的优选尺寸。并且，本实施方式中的炭化尾气焚烧余热锅炉能够有效利用尾气焚烧时的热量产生蒸汽，提高尾气焚烧时能量利用率的同时提高了蒸汽产量。而且，3吨/小时设计产量的炭化窑运转时产生的炭化尾气连续不断的输送至第一区间6，炭化尾气在第一区间6内焚烧时第一区间6内的温度约为1300度。蒸汽发生结构1吸收其中一部分的热量产生蒸汽，使得从本实施方式中的锅炉中输出的尾气温度为800度左右，该尾气经过烟气管道14输送至炭化窑窑头。由于烟气管道14较长，尾气在输送过程中不可避免存在热量损失，当锅炉输出的尾气到达炭化窑时，温度降低至不超过600度，满足炭化窑的生产工艺要求。

本实用新型还提供一种炭化工艺系统，包括以上技术方案中的炭化尾气焚烧余热锅炉。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种炭化尾气焚烧余热锅炉，其特征在于，包括蒸汽发生结构(1)和墙体(11)，其中，

所述蒸汽发生结构(1)的内部存在腔室，所述腔室内设置有墙体(11)，所述墙体(11)将所述腔室分隔成相互独立的第一区间(6)和第二区间(7)；所述墙体(11)上设置有通孔，炭化窑输出的炭化尾气能从所述第一区间(6)穿过所述通孔进入所述第二区间(7)；所述蒸汽发生结构(1)上设置有点火口(12)，点火装置能穿过所述点火口(12)引燃所述第一区间(6)内的炭化尾气，所述蒸汽发生结构(1)能吸收炭化尾气燃烧时释放的热量产生蒸汽以将输送至炭化窑的焚烧烟气的温度降低至预设温度区间。

2.根据权利要求1所述的炭化尾气焚烧余热锅炉，其特征在于，所述蒸汽发生结构(1)包括锅筒(15)、水体循环组件和蒸汽输送管道(19)，所述水体循环组件与所述锅筒(15)的出水口连接，所述蒸汽输送管道(19)与所述水体循环组件以及所述锅筒(15)的蒸汽入口连接，从所述锅筒(15)流出的液体能流入所述水体循环组件中，所述水体循环组件内产生的水蒸气能通过所述蒸汽输送管道(19)运送至所述锅筒(15)内。

3.根据权利要求2所述的炭化尾气焚烧余热锅炉，其特征在于，所述水体循环组件包括膜式壁、两个上集箱(18)和两个下集箱(17)，所述膜式壁沿所述蒸汽输送管道(19)的周向方向设置有一周，所述膜式壁使所述蒸汽输送管道(19)的周向侧面呈封闭状态；两个所述上集箱(18)设置于所述膜式壁的上端外侧，两个所述下集箱(17)设置于所述膜式壁的下端外侧，且每个所述上集箱(18)和每个所述下集箱(17)均与所述锅筒(15)连通；所述膜式壁连通对应侧的所述上集箱(18)和所述下集箱(17)。

4.根据权利要求3所述的炭化尾气焚烧余热锅炉，其特征在于，所述膜式壁包括第一膜式壁(2)和第二膜式壁(3)，所述第一膜式壁(2)和所述第二膜式壁(3)均为折线结构；所述第一膜式壁(2)和所述第二膜式壁(3)均位于两个相对设置的第三膜式壁(4)之间，且所述第一膜式壁(2)以及所述第二膜式壁(3)分别与所述第三膜式壁(4)相连接，所述第一膜式壁(2)、所述第二膜式壁(3)以及所述第三膜式壁(4)围合成所述腔室；所述第一膜式壁(2)、所述第二膜式壁(3)以及所述第三膜式壁(4)均与两个所述下集箱(17)以及两个所述上集箱(18)连通。

5.根据权利要求4所述的炭化尾气焚烧余热锅炉，其特征在于，所述第一膜式壁(2)包括第一竖向区段(22)和第一倾斜区段(23)，所述第一竖向区段(22)与所述第一倾斜区段(23)连通，且所述第一倾斜区段(23)的自由端向着远离所述下集箱(17)的方向延伸；所述第一竖向区段(22)的下端通过第二横联箱(24)与两个所述下集箱(17)连通，所述第一倾斜区段(23)的上端通过第一横联箱(21)与两个所述上集箱(18)连通。

6.根据权利要求4所述的炭化尾气焚烧余热锅炉，其特征在于，所述第二膜式壁(3)包括第二倾斜区段(32)、第二竖向区段(33)和第三倾斜区段(34)，所述第二竖向区段(33)连接所述第二倾斜区段(32)以及所述第三倾斜区段(34)，且所述第二倾斜区段(32)、所述第二竖向区段(33)以及所述第三倾斜区段(34)之间连通；所述第二倾斜区段(32)的下端通过第四横联箱(35)与两个所述下集箱(17)连通，所述第三倾斜区段(34)的上端通过第三横联箱(31)与两个所述上集箱(18)连通。

7.根据权利要求1所述的炭化尾气焚烧余热锅炉，其特征在于，所述通孔设置于所述墙体(11)沿自身高度方向的下部区域；所述第一区间(6)远离所述墙体(11)的侧壁上设置有进烟口(25)，所述进烟口(25)与所述墙体(11)之间设置有隔烟墙(5)，从所述进烟口(25)进入的炭化尾气能沿所述隔烟墙(5)的高度方向向上流动。

8.根据权利要求1所述的炭化尾气焚烧余热锅炉，其特征在于，所述墙体(11)沿自身高度方向的下部区域设置有卫燃带，所述卫燃带位于所述第一区间(6)内。

9.根据权利要求1所述的炭化尾气焚烧余热锅炉，其特征在于，所述蒸汽发生结构(1)上设置有人孔(13)，检修人员能穿过所述人孔(13)进入所述腔室内。

10.一种炭化工艺系统，其特征在于，包括权利要求1～9任意一项所述的炭化尾气焚烧余热锅炉。

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