CN2793550Y - 炭黑尾气锅炉 - Google Patents

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尹东
范汝新
曾建扬
贺俊
周全
陈贤琼
代越
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China Rubber Group Carbon Black Research and Design Institute
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Dongfang Boiler Group Co Ltd
China Rubber Group Carbon Black Research and Design Institute
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    • Y02E20/34—Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery

Abstract

本实用新型公开了一种能够将炭黑制造企业生产产生的尾气作为燃料进行发电或供热的锅炉，它是将锅炉本体设置呈D型布置，并在原有锅炉炉膛内的燃烧区和辐射换热区之间设置有一由耐火绝热材料构成的蓄热稳焰墙，使燃烧区和辐射换热区形成两个相对独立的区域，该蓄热稳焰墙固定在炉膛内的水冷壁上，并在蓄热稳焰墙和水冷壁之间至少设置有一个烟气流通截面，燃烧区和辐射换热区通过该烟气流通截面和设置在蓄热稳焰墙上的通气孔相通，可使燃烧区内温度提高到1100℃左右的温度，炭黑尾气容易被点燃，在燃烧区内燃烧也非常正常、稳定和充分，有效降低了炭黑尾气对环境的污染，提高了能源利用效率，降低了生产能耗，具有明显的经济和社会效益。

Description

炭黑尾气锅炉
                     技术领域
本实用新型涉及一种能够将炭黑制造企业生产产生的尾气作为燃料进行发电或供热的锅炉。
                     背景技术
长期以来，我国炭黑行业，在生产过程中伴生大量的低热值(低位发热值Qdw＝600～750kcal/Nm3)、高水份(水蒸气含量30～40％)的可燃气体-炭黑尾气，将其作为燃料在炭黑锅炉中燃烧，常因可燃气体热值低、水份含量高等因素，使得着火及稳定燃烧较为困难，经常出现脱火、熄火、燃烧器堵塞等现象。
炭黑锅炉包括锅炉本体、燃烧器、含有燃烧区和辐射换热区的炉膛、对流管束、省煤器和空预器，其中炉膛内的燃烧区和辐射换热区同在一个相对一体的区域内，造成燃烧区域内的烟气温度较低，一般仅能达到800℃～900℃左右，无法保证燃烧室内有足够高且稳定的温度，助燃效果十分有限，加之上述炭黑尾气的特性，这种锅炉结构缺陷将必然造成炭黑尾气着火困难，不能充分燃烧等现象的发生，这样既浪费了能源，又造成大量有害可燃烟气的排放污染环境，从而影响锅炉在该技术领域中的推广使用；
为了提高炉膛内的温度，常在炉膛底部设置耐火绝热材料，但是采用这种方式来提高炉膛内的温度效果并不理想，无法达到炭黑尾气正常稳定燃烧的理想温度；遗憾的是，常规的π型布置的锅炉炉膛内无法提供可靠的支承来设置其它装置以进一步提高燃烧区的温度。
实用新型内容
本实用新型的目的在于根据炭黑尾气的特性，提供一种具有较高燃烧区温度的锅炉，使炭黑尾气在该燃烧区内着火更容易，并能够充分稳定燃烧。
本实用新型的目的是这样实现的：
本实用新型包括常规的锅炉本体、燃烧器、含有燃烧区和辐射换热区的炉膛、对流管束、省煤器和空气预热器，主要将含有燃烧区和辐射换热区的炉膛进行改进，即在燃烧区和辐射换热区之间设置有一由耐火绝热材料构成的蓄热稳焰墙，使燃烧区和辐射换热区形成两个相对独立的区域，燃烧区是由五面敷设有耐火绝热材料的水冷壁和蓄热稳焰墙围成，剩余未敷设耐火绝热材料的水冷壁围成辐射换热区，蓄热稳焰墙固定在炉膛内的水冷壁上，并在蓄热稳焰墙和水冷壁之间至少设置有一个烟气流通截面，燃烧区和辐射换热区通过该烟气流通截面和设置在蓄热稳焰墙上的通气孔相通。
其中，为了对蓄热稳焰墙提供最简便可靠的支承，最好将锅炉本体设置呈D型布置，这种D型布置是由上下锅筒和水冷壁及对流管束、省煤器和空预器形成的，使锅炉呈卧式布置；具体对蓄热稳焰墙的支撑方式是在蓄热稳焰墙垂直方向下方对应的水冷壁下设置有数个承重支座，承重支座安装于基础上，数个承重支座按水冷壁的倾角由高到低布置。
本实用新型相比于现有技术有如下优点：
因为本实用新型将锅炉本体设置呈D型布置，并用蓄热稳焰墙将传统的炉膛部分划分成燃烧区和辐射换热区两个相对独立的区域，从而可以保证燃烧区内具有较高的温度，约为1100℃左右，即便炭黑尾气有热值低、水份含量高这些不利于燃烧的特性，也会因燃烧区内较高的温度而容易被点燃，在燃烧区内燃烧也非常正常、稳定和充分，彻底杜绝了脱火、熄火、燃烧器堵塞等现象的发生，通过对炭黑尾气的充分燃烧利用，有效降低了企业生产的炭黑尾气对环境的污染，提高了企业的能源利用效率，降低了生产能耗，具有明显的经济和社会效益；同时，D型布置的锅炉本体为蓄热稳焰墙的可靠支承提供保障，使锅炉本体结构更加紧凑。
                     附图说明
图1是本实用新型的俯视剖视图；
图2是本实用新型的A-A向剖视图；
图3是图1的局部放大图。
                   具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述：
本实用新型包括常规的锅炉本体1、燃烧器2、含有燃烧区3和辐射换热区4的炉膛5、对流管束6、省煤器7和空气预热器8，锅炉本体1设置呈D型布置，这种D型布置是由上、下锅筒13、14和水冷壁10及对流管束6、省煤器7和空气预热器8形成的，使锅炉呈卧式布置，其中在燃烧区3和辐射换热区4之间设置有一由耐火绝热材料构成的蓄热稳焰墙9，使燃烧区3和辐射换热区4形成两个相对独立的区域，燃烧区3是由五面敷设有耐火绝热材料的水冷壁10和蓄热稳焰墙9围成，剩余未敷设耐火绝热材料的水冷壁10围成辐射换热区4，蓄热稳焰墙9固定在炉膛5内的水冷壁10上，并在蓄热稳焰墙9和水冷壁10之间至少设置有一个烟气流通截面11，燃烧区3和辐射换热区4通过该烟气流通截面11和设置在蓄热稳焰墙9上的通气孔12相通，在蓄热稳焰墙9垂直方向下方对应的水冷壁10下设置有数个承重支座15，承重支座15安装于基础16上，数个承重支座15按水冷壁的倾角由高到低布置。
本实用新型的工作原理是：炭黑尾气和热空气通过各自管道进入燃烧器2混合后燃烧，燃烧后的高温烟气穿过蓄热稳焰墙9进入炉膛5内的辐射换热区4，经水冷壁10吸热后，烟气180°转弯由后向前依次横向冲刷第I烟道对流管束6，再转180°由前向后横向冲刷第II烟道对流管束6，由锅炉本体1后部流出进入省煤器7和空气预热器8，最后经钢制烟道由引风机引入烟囱排向大气。
将本实用新型应用于新疆塔里木炭黑公司新工艺软质炭黑尾气发电项目为例，炭黑尾气发电每吨炭黑生产用电由现在的380元下降到180元，经济效益十分显著。

Claims (3)

1、炭黑尾气锅炉，包括锅炉本体、燃烧器、含有燃烧区和辐射换热区的炉膛、对流管束、省煤器和空气预热器，其特征在于在燃烧区和辐射换热区之间设置有一由耐火绝热材料构成的蓄热稳焰墙，使燃烧区和辐射换热区形成两个相对独立的区域，蓄热稳焰墙固定在炉膛内的水冷壁上，并在蓄热稳焰墙和水冷壁之间至少设置有一个烟气流通截面，燃烧区和辐射换热区通过该烟气流通截面和设置在蓄热稳焰墙上的通气孔相通。
2、根据权利要求1所述的炭黑尾气锅炉，其特征在于锅炉本体呈D型布置。
3、根据权利要求2所述的炭黑尾气锅炉，其特征在于在蓄热稳焰墙垂直方向下方对应的水冷壁下设置有数个承重支座，承重支座安装于基础上，数个承重支座按水冷壁的倾角由高到低布置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018049703A1 (zh) * 2016-09-18 2018-03-22 江苏金牛环保工程设备有限公司 一种酒精脱水蒸汽加热装置
US10723964B2 (en) 2015-09-28 2020-07-28 Haldor Topsøe A/S Process for energy recovery in carbon black production

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