CN2800067Y - 一种煤水气化裂解燃烧装置 - Google Patents

Abstract

一种煤水气化裂解燃烧装置，该燃烧装置包括炉体1、汽化箱2、水位控制箱3、冷风管及调节阀4、热风管及调节阀5、出渣口6、排气管7、废气过滤器8、回气管及调节阀9。汽化箱2所生成的含有小分子团水雾的冷风和热风分别通过冷风管及调节阀4和热风管及调节阀5与炉体1内设有的多级燃烧室相互配合，完成了高温贫氧的燃烧过程。该燃烧装置具有升温快、温度高、造价低、耗煤少、噪音小、无烟、节能、环保等特性，热效率提高两倍以上，节能可达60％，可广泛应用于各种工业炉窑，具有不可限量的经济前景。

Description

一种煤水气化裂解燃烧装置

                            技术领域

本实用新型属于燃烧技术领域，特别涉及固体燃料的无烟、环保、高效燃烧装置。

                            背景技术

目前，全球90％的工业燃料来自于石油、天然气和煤炭，而消耗这些工业燃料的主要用户是热工设备。在我国，主要的热工设备是各行各业的各种工业炉窑及热水、蒸汽及发电锅炉，而绝大部分锅炉是燃煤锅炉，且各种燃煤锅炉普遍存在着燃烧效率低，烟尘排放浓度高，污染环境，浪费能源的问题。为解决这些问题，不得不采用的各种环保设备起到了一定的作用，但却又进一步消耗了能源，而热效率却始终得不到明显提高。典型工业炉窑调查统计结果表明，平均热效率仅为22.9％。追根寻源，造成这种结果的主要原因是以前的种种燃烧装置均不能使煤完全燃烧，大量的游离碳(黑烟)、一氧化碳、及部分碳氢化合物等可燃性物质随烟气从烟囱中被白白排放掉；大量的飞灰及二氧化硫、二氧化氮、和其它有毒、有害气体等不可燃性物质也从烟囱直接排进了大气；还有一些燃点高的高分子化合物被作为废渣排出遗弃。因此，现实社会的人们迫切需要能有一种全新概念的燃烧装置能够彻底解决这个长期令人头疼的大难题。

                       实用新型内容

本实用新型的目的就是提供一种全新概念的煤水气化裂解燃烧装置，从而彻底克服各种燃煤锅炉污染环境，浪费能源、热效率低的缺点，大大提高燃烧效率，实现无烟燃烧。

本实用新型所提供的燃烧装置包括炉体、汽化箱、水位控制箱、冷风管及调节阀、热风管及调节阀、出渣口、排气管、废气过滤器、回气管及调节阀；炉体固定在地面上，炉体下部设有出渣口，上部设有排气管，炉体上和汽化箱上均对应预留冷风输入、输出口和热风输入输出口，并通过冷风管及调节阀、热风管及调节阀对应连通，水位控制箱上均对应预留有进、出水口，并通过水管与炉体上和汽化箱上对应预留的进水口及水源的出水口连通。排气管的输出端连通废气过滤器的输入端，废气过滤器的输出端连通大气；或排气管的输出端连通废气过滤器的输入端，还通过回气管及调节阀连通冷风管及调节阀。

所述的炉体固定在地面上，由外壳、炉胆、第一燃烧室、炉排、贮水室、保温层、第二燃烧室或多级燃烧室构成。炉胆、第一燃烧室、炉排、贮水室、保温层、第二燃烧室或多级燃烧室均设置在外壳内，且按贮水室、炉排、第一燃烧室、炉胆的顺序，自下而上设置，第二燃烧室或多级燃烧室横向依次排列在炉胆下，并分别与前一级燃烧室连通，最后一级燃烧室还连通排气管，保温层覆盖在各级燃烧室内壁上。

所述的汽化箱包括，风机、分风管、汽化室、排水阀、进水口、出汽管；分风管固定在汽化室上，其一端在汽化室外部连接风机的输出端，另一端悬空在汽化室内的水面上，悬空端上还设有多根分风支管，排水阀、和进水口分别设置在汽化室下部，多根出汽管分别设置在汽化室上部。

所述的水位控制箱包括箱体、水位阀、进水口、出水口混合管；水位阀固定在箱体上，一端连通箱体的进水口，连接浮子的另一端悬空，混合管一端连接箱体的出水口，另一端连接汽化箱的进水口。

至少有一根所述的冷风管及调节阀，其一端连通汽化箱的出汽管，另一端悬空在贮水室的水面上，该悬空端上设有分汽管。

至少有一根所述的冷风管及调节阀，其一端连通汽化箱的出汽管，另一端悬空在第一燃烧室上部。

至少有一根所述的热风管及调节阀，其输入端连通另一独立汽化箱的出汽管，热风管及管内气体经第一燃烧室高温预热，输出端顺向交汇在前、后级燃烧室的燃气输送口上。

本实用新型实际操作步骤如下：

(1)将堆积在炉体第一燃烧室底部炉排上的燃料层点燃，建立基本燃烧温度，形成高温燃烧层，此时的燃烧为传统的富氧燃烧；

(2)启动第一汽化箱的风机，向第一汽化箱中的水层送风，产生含有小分子团水雾的冷风，并保持压力。

(3)将该冷风通过第一汽化箱的输出口及带调节阀的冷风管输送到第一燃烧室底部炉排下的贮水室水层表面上进行风量放大，放大后的该冷风，由下向上运动，动态包裹炉排上的高温燃烧层从而产生煤水气化裂解反应，造成高温贫氧燃烧的基本环境，同时使生成的可燃气体向第一燃烧室上部运动、燃烧；或再将该冷风通过第一汽化箱的另一输出口及带调节阀的另一冷风管引导到第一燃烧室的上部，从上部包裹炉排上的高温燃烧层并产生煤水气化裂解反应，完善高温贫氧裂解燃烧环境，同时使生成的可燃气体向第二燃烧室运动、燃烧。

(4)启动第二汽化箱的风机，向第二汽化箱中或第二汽化箱中的水层送风，产生冷风或含有小分子团水雾的冷风，并保持压力。

(5)将该冷风通过第二汽化箱的输出口及带调节阀的热风管引入第一燃烧室高温预热后，再引导到第二燃烧室的输入口处，导引汇集于第一燃烧室上方的高温可燃气体高速射入第二燃烧室形成湍流，进而充分掺混使燃料裂解、自燃等燃烧过程加速进行，化学反应速率和燃烧效率提高，从而引发强烈的热辐射效应，使辐射力增强。

(6)根据第二燃烧室燃烧情况可增设多级燃烧室及相应的汽化箱、热风管，维持高温贫氧燃烧环境，直至可燃物质完全烧尽，不可燃废气通过废气过滤器吸收余热并净化后排出。

(7)根据需要维持第一燃烧室的煤水汽化裂解反应及高温贫氧燃烧环境，不可燃废渣通过贮水室下的出渣口排出。

以上所述的高温贫氧燃烧基本环境为：热风温度达到800～1000℃以上；氧气含量在2％～15％之间。

采用本实用新型所提供的燃烧装置，不但升温快、温度高、造价低、耗煤少、噪音小，而且做到了完全无烟，无污染，从而使燃煤锅炉永远告别了传统的烟囱、除尘、净化等设备，节能可达60％，热效率提高两倍以上。

                         附图说明

图1为本实用新型实施例的结构示意图；

图2为本实用新型实施例炉体的结构示意图

图3为本实用新型实施例炉体汽化箱及其水位控制箱的结构示意图

图中标注：

1.炉体--11.外壳12.炉胆13.第一燃烧室14.炉排

        15.贮水室16.保温层17.第二燃烧室

2.汽化箱--21.风机22.分风管23.汽化室24.排水阀

          25.进水26.出汽管

3.水位控制箱--31.箱体32.水位阀33.进水34.出水口

              35.混合管

4.冷风管及调节阀--41.分汽管

5.热风管及调节阀

6.出渣口

7.排气管

8.废气过滤器

9.回气管及调节阀

                     具体实施方式

下面结合附图对本实用新型实施例进行具体说明：

参考附图1，本实用新型实施例所提供的燃烧装置设计为具有两级燃烧室的蒸汽炉，包括炉体1、汽化箱2和2’、水位控制箱3、冷风管及调节阀4和4’、热风管及调节阀5、出渣口6、排气管7、废气过滤器8、回气管及调节阀9；炉体1固定在地面上，炉体1下部设有出渣口6，上部设有排气管7，炉体1上和汽化箱2和2’上均对应预留冷风输入、输出口和热风输入输出口，并通过冷风管及调节阀4和4’、热风管及调节阀5对应连通，水位控制箱3上均对应预留有进、出水口，并通过水管与炉体1上和汽化箱2上对应预留的进水口及水源的出水口连通。排气管7的输出端连通废气过滤器8的输入端，废气过滤器8的输出端连通大气；排气管7的输出端连通废气过滤器8的输入端，还通过回气管及调节阀9连通冷风管及调节阀4。

参考附图2，本实用新型实施例的炉体1固定在地面上，由外壳11、炉胆12、第一燃烧室13、炉排14、贮水室15、保温层16、第二燃烧室17构成。炉胆12、第一燃烧室13、炉排14、贮水室15、保温层16、第二燃烧室17均设置在外壳11内，且按贮水室15、炉排14、第一燃烧室13、炉胆12的顺序，自下而上设置，第二燃烧室17横向依次排列在炉胆12下，并与第一燃烧室13连通，还连通排气管7，保温层16覆盖在第一燃烧室13和第二燃烧室内壁上。

参考附图3，本实用新型实施例的汽化箱2包括风机21、分风管22、汽化室23、排水阀24、进水口25、出汽管26；分风管22固定在汽化室23上，其一端在汽化室23外部连接风机21的输出端，另一端悬空在汽化室23内的水面上，悬空端上还设有多根分风支管，排水阀24、和进水口25分别设置在汽化室23下部，两根出汽管26和26’分别设置在汽化室23上部。

本实用新型实施例的水位控制箱3包括箱体31、水位阀32、进水口33、出水口34、混合管35；水位阀32固定在箱体31上，一端连通箱体31的进水33，连接浮子的另一端悬空，混合管35一端连接箱体31的出水34，另一端连接汽化箱2的进水25。

在本实用新型实施例中，设有一根冷风管及调节阀4，其一端连通汽化箱2的出汽管26，另一端悬空在贮水室15的水面上，该悬空端上设有分汽管41。还设有一根冷风管及调节阀4’，其一端连通汽化箱2的出汽管26’，另一端悬空在第一燃烧室13上部。另设有一根热风管及调节阀5，其输入端连通另一独立汽化箱2’的出汽管26，热风管及管内气体经第一燃烧室13高温预热，输出端顺向交汇在第二燃烧室的燃气输入口上。

本实用新型实施例的实际工作过程是这样完成的：

(1)将堆积在炉体(1)第一燃烧室(13)底部炉排(14)上的燃料层点燃，建立基本燃烧温度，形成高温燃烧层，此时的燃烧为传统的富氧燃烧；

(2)启动第一汽化箱(2)的风机(21)，向第一汽化箱(2)中的水层送风，产生含有小分子团水雾的冷风，并保持压力。

(3)将该冷风通过第一汽化箱(2)的出汽管(26)及带调节阀的冷风管(4)输送到第一燃烧室(13)底部炉排(14)下的贮水室(15)水层表面上进行风量放大，放大后的该冷风，由下向上运动，动态包裹炉排(14)上的高温燃烧层从而产生煤水气化裂解反应，造成高温贫氧燃烧的基本环境，同时使生成的可燃气体向第一燃烧室(13)上部运动、燃烧；再将该冷风通过第一汽化箱(2)的另一出汽管(26’)及带调节阀的另一冷风管(4’)引导到第一燃烧室(13)的上部，从上部包裹炉排(14)上的高温燃烧层并产生煤水气化裂解反应，完善高温贫氧裂解燃烧环境，同时使生成的可燃气体向第二燃烧室(17)运动、燃烧。

(4)启动第二汽化箱(2’)的风机(21’)，向第二汽化箱(2’)中送风，产生含有小分子团水雾的冷风，并保持压力。

(5)将该冷风通过第二汽化箱(2’)的出汽管及带调节阀的热风管(5)引入第一燃烧室(13)高温预热后，再引导到第二燃烧室(17)的输入口处，导引汇集于第一燃烧室(13)上方的高温可燃气体高速射入第二燃烧室(17)形成湍流，进而充分掺混使燃料裂解、自燃等燃烧过程加速进行，化学反应速率和燃烧效率提高，从而引发强烈的热辐射效应，使辐射力增强。

(6)连续维持第二燃烧室(17)高温贫氧燃烧环境，可燃气体完全烧尽，不可燃废气通过废气过滤器(8)吸收余热并净化后排出；

(7)根据需要维持第一燃烧室(13)的煤水汽化裂解反应及高温贫氧燃烧环境，不可燃废渣通过贮水室(15)下的出渣口(6)排出。

本实用新型实施例已经山东省能源利用检测中心及山东省环境监测中心多次检测和监测，技术测试数据表明，本实用新型实施例达到了预定的设计目的。

Claims (8)

1.一种煤水气化裂解燃烧装置，其特征在于：该燃烧装置包括炉体(1)、汽化箱(2)、水位控制箱(3)、冷风管及调节阀(4)、热风管及调节阀(5)、出渣口(6)、排气管(7)；炉体(1)固定在地面上，炉体(1)下部设有出渣口(6)，上部设有排气管(7)，炉体(1)上和汽化箱(2)上均对应预留冷风输入、输出口和热风输入输出口，并通过冷风管及调节阀(4)、热风管及调节阀(5)对应连通，水位控制箱(3)上均对应预留有进、出水口，并通过水管与炉体(1)上和汽化箱(2)上对应预留的进水口及水源的出水口连通。

2.根据权利要求1所述的燃烧装置，其特征在于：还包括废气过滤器(8)、回气管及调节阀(9)；排气管(7)的输出端连通废气过滤器(8)的输入端，废气过滤器(8)的输出端连通大气；或排气管(7)的输出端连通废气过滤器(8)的输入端，还通过回气管及调节阀(9)连通冷风管及调节阀(4)。

3.根据权利要求1或2所述的燃烧装置，其特征在于：所述的炉体(1)固定在地面上，由外壳(11)、炉胆(12)、第一燃烧室(13)、炉排(14)、贮水室(15)、保温层(16)、第二燃烧室(17)或多级燃烧室构成，炉胆(12)、第一燃烧室(13)、炉排(14)、贮水室(15)、保温层(16)、第二燃烧室(17)或多级燃烧室均设置在外壳(11)内，且按贮水室(15)、炉排(14)、第一燃烧室(13)、炉胆(12)的顺序，自下而上设置，第二燃烧室(17)或多级燃烧室横向依次排列在炉胆(12)下，并分别与前一级燃烧室连通，最后一级燃烧室还连通排气管(7)，保温层(16)覆盖在各级燃烧室内壁上。

4.根据权利要求1或2所述的燃烧装置，其特征在于：所述的汽化箱(2)包括风机(21)、分风管(22)、汽化室(23)、排水阀(24)、进水口(25)、出汽管(26)；分风管(22)固定在汽化室(23)上，其一端在汽化室(23)外部连接风机(21)的输出端，另一端悬空在汽化室(23)内的水面上，悬空端上还设有多根分风支管，排水阀(24)、和进水口(25)分别设置在汽化室(23)下部，多根出汽管(26)分别设置在汽化室(23)上部。

5.根据权利要求1或2所述的燃烧装置，其特征在于：所述的水位控制箱(3)包括箱体(31)、水位阀(32)、进水口(33)、出水口(34)、混合管(35)；水位阀(32)固定在箱体(31)上，一端连通箱体(31)的进水口(33)，连接浮子的另一端悬空，混合管(35)一端连接箱体(31)的出水口(34)，另一端连接汽化箱(2)的进水口(25)。

6.根据权利要求1或2所述的燃烧装置，其特征在于：至少有一根所述的冷风管及调节阀(4)，其一端连通汽化箱(2)的出汽管(26)，另一端悬空在贮水室(15)的水面上，该悬空端上设有分汽管(41)。

7.根据权利要求1或2所述的燃烧装置，其特征在于：至少有一根所述的冷风管及调节阀(4)，其一端连通汽化箱(2)的出汽管(26)，另一端悬空在第一燃烧室(13)上部。

8.根据权利要求1或2所述的燃烧装置，其特征在于：至少有一根所述的热风管及调节阀(5)，其输入端连通另一独立汽化箱(2)的出汽管(26)，热风管及管内气体经第一燃烧室(13)高温预热，输出端顺向交汇在前、后级燃烧室的燃气输送口上。

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