一種燃燒低熱值煤熱解氣的熱煙氣發(fā)生爐的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種低熱值氣體燃燒設(shè)備，尤其涉及一種燃燒低熱值煤熱解氣的熱煙氣發(fā)生爐。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)能源消耗巨大，能源結(jié)構(gòu)可以用六個(gè)字概括，“多煤、少油、缺氣”。煤炭是我國(guó)的主要能源，占一次能源消費(fèi)的70%左右。我國(guó)煤炭資源總量雖然豐富，但是優(yōu)質(zhì)煤比例不高。內(nèi)蒙、黑龍江及西南部等省區(qū)有大量的低階煤資源，占煤炭總儲(chǔ)藏量的58.13%。由于品質(zhì)較低，利用率不高。大唐華銀公司在錫林浩特組建了褐煤凈化基地，擬解決褐煤利用中的一些重大問(wèn)題。褐煤通過(guò)凈化，制成半焦產(chǎn)品，熱值有較大幅度的提高，同時(shí)副產(chǎn)煤焦油和低熱值熱解氣。褐煤的熱解過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量熱解氣，這些氣體中含有可燃成分，但是這種燃料的熱值很低，只有300大卡/kg，通常情況下，很難直接燃燒，利用困難。直接排放不僅污染環(huán)境，而且是能源的巨大浪費(fèi)；進(jìn)行濃縮處理，增加處理設(shè)備費(fèi)用及其他產(chǎn)物的處理費(fèi)用。怎樣合理利用這些低熱值氣體，是煤化工和其他行業(yè)急需解決的問(wèn)題。
[0003]這一問(wèn)題的有效解決，具有廣泛的現(xiàn)實(shí)意義。對(duì)低階煤的利用將起到巨大的推動(dòng)作用。
[0004]燃?xì)鉄犸L(fēng)爐的結(jié)構(gòu)大致分燃燒器、爐膛、換熱器及助燃空氣系統(tǒng)等。使用的主要燃料是液化天然氣、高爐煤氣或其他高熱值的氣體。產(chǎn)生的高溫?zé)釤煔庵苯佑脕?lái)做熱載體，成本高，燃?xì)獠荒艹浞秩急M，煙氣溫度通過(guò)補(bǔ)充助燃空氣來(lái)調(diào)節(jié)，溫度波動(dòng)范圍大，不易控制。
[0005]公開(kāi)號(hào)為CN201527165U的專利，公開(kāi)了一種正壓燃?xì)庋b置，它為干燥系統(tǒng)生產(chǎn)提供滿足流化床干燥工藝要求的穩(wěn)定熱源。主要由燃燒鼓風(fēng)機(jī)，干燥鼓風(fēng)機(jī)，燃燒器，燃?xì)鉄犸L(fēng)爐組成。燃燒鼓風(fēng)機(jī)和干燥鼓風(fēng)機(jī)與燃燒器連接，燃燒器接入可燃?xì)猓紵鬟€與燃?xì)鉄犸L(fēng)爐連接。本裝置中，可燃?xì)怏w首先在燃燒器中進(jìn)行不完全燃燒，產(chǎn)生熱煙氣，進(jìn)入燃?xì)鉄犸L(fēng)爐，在燃?xì)鉄犸L(fēng)爐內(nèi)，不完全燃燒的氣體、熱煙氣和助空氣進(jìn)行充分混合、燃燒、產(chǎn)生高溫正壓熱煙氣。
[0006]公開(kāi)號(hào)為CN2676102的專利，公開(kāi)了工業(yè)生產(chǎn)熱工工藝中的一種高效燃油燃?xì)鉄犸L(fēng)爐，它具有鋼制爐體外筒，其前端口上安裝有燃燒裝置，后端口為熱煙氣出口，爐體外筒內(nèi)裝耐熱鋼板卷制而成的內(nèi)筒，內(nèi)筒與外筒之間形成冷氣通道，在爐體外筒后段內(nèi)相對(duì)內(nèi)筒后安裝有可水平移動(dòng)或擺動(dòng)的擋火調(diào)節(jié)板；并在內(nèi)筒前端口靠?jī)?nèi)壁設(shè)置環(huán)形二次風(fēng)裝置。熱風(fēng)爐體積重量小，熱慣性小，燃燒條件不受系統(tǒng)限制。
[0007]公開(kāi)號(hào)為CN201476299U的專利，公開(kāi)了涉及一種利用天然氣作為熱源的間接加熱熱風(fēng)爐。熱風(fēng)爐底層換熱箱組件通過(guò)一層換熱管與中間換熱箱相連，中間換熱箱再通過(guò)二層換熱管、三層換熱管與頂層換熱箱相連；各層換熱管以平行方式連接各換熱箱。風(fēng)機(jī)將空氣過(guò)濾裝置過(guò)濾后的冷風(fēng)吹進(jìn)爐膛及換熱箱、換熱管表面。啟動(dòng)燃燒氣加熱，煙氣通過(guò)換熱箱、換熱管使其被加熱。
[0008]如上所述，現(xiàn)有的燃?xì)鉄犸L(fēng)爐結(jié)構(gòu)類似，大體可分燃?xì)夤?yīng)部分、助燃空氣部分、燃燒部分和熱能利用部分。熱能利用可分為直接利用和間接利用，直接利用是直接利用燃燒產(chǎn)生的熱煙氣加熱、烘烤其他物資的方法，熱煙氣與烘烤物直接接觸；間接利用是指利用熱交換的原理，傳熱介質(zhì)與被加熱的物體不直接接觸，把熱量傳入被加熱的方法。
[0009]現(xiàn)有技術(shù)的熱風(fēng)爐一般采用高熱值的氣體燃料，成本高，不便運(yùn)輸、儲(chǔ)存，而且爐型較小，供能能力有限。另外，現(xiàn)有技術(shù)的熱風(fēng)爐采用助燃空氣來(lái)調(diào)節(jié)煙氣溫度，煙氣溫度波動(dòng)范圍大，不易控制。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0010]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是:針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本實(shí)用新型提供了一種燃燒低熱值煤熱解氣的熱煙氣發(fā)生爐，能有效地利用資源降低生產(chǎn)成本，使低熱值氣體能充分燃燒，燃燒產(chǎn)物經(jīng)過(guò)脫硫及其他處理，可直接排入大氣，降低排放時(shí)對(duì)環(huán)境的污染；通過(guò)專門的配氣系統(tǒng)，可調(diào)節(jié)熱煙氣的溫度，以滿足不同的需要。
[0011]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是，一種燃燒低熱值煤熱解氣的熱煙氣發(fā)生爐，包括依次連通的助燃空氣供應(yīng)裝置1，燃燒器2，燃燒室3，和配氣室4 ；其中，燃燒器2具有一次風(fēng)道26和二次風(fēng)道227。
[0012]前述的燃燒低熱值煤熱解氣的熱煙氣發(fā)生爐，所述燃燒室3為圓筒形結(jié)構(gòu)，端部裝有燃燒器2，燃燒器2的一側(cè)穿過(guò)筒體端面伸入燃燒室3內(nèi)，燃燒器2的另一側(cè)與助燃空氣供應(yīng)裝置I相連。
[0013]前述的燃燒低熱值煤熱解氣的熱煙氣發(fā)生爐，所述燃燒室3筒體端部的燃燒室壁內(nèi)環(huán)繞設(shè)置有圓柱形的密封端部空腔32，燃燒室3筒體端部的燃燒室壁內(nèi)還設(shè)置有多個(gè)主燃料噴口 33，端部空腔32通過(guò)主燃料噴口 33與燃燒室3相通。
[0014]前述的燃燒低熱值煤熱解氣的熱煙氣發(fā)生爐，所述燃燒室3設(shè)有主燃料入口 31，主燃料入口 31與燃燒室3的端部空腔32相通。
[0015]前述的燃燒低熱值煤熱解氣的熱煙氣發(fā)生爐，所述燃燒器2為具有中心內(nèi)筒21和中間內(nèi)筒24的雙內(nèi)筒結(jié)構(gòu)，中心內(nèi)筒21外附點(diǎn)火裝置22，中間內(nèi)筒24設(shè)有輔助燃料入口25。
[0016]前述的一次風(fēng)道26形成于中間內(nèi)筒24與燃燒器外殼之間；前述的二次風(fēng)道27形成于中間內(nèi)筒24與中心內(nèi)筒21之間。
[0017]前述的燃燒低熱值煤熱解氣的熱煙氣發(fā)生爐，所述中心內(nèi)筒21的高熱值的輔助燃料與主燃料噴口 33的低熱值的熱解氣體積比例是1:35.9?64.8，優(yōu)選1:46。
[0018]前述的燃燒低熱值煤熱解氣的熱煙氣發(fā)生爐，所述燃燒室3與配氣室4之間設(shè)置有格柵35。
[0019]前述的燃燒低熱值煤熱解氣的熱煙氣發(fā)生爐，所述燃燒室3的高溫?zé)煔饨?jīng)格柵35均流后進(jìn)入配氣室4。
[0020]本實(shí)用新型利用高熱值的天然氣作為褐煤低溫?zé)峤鈿馊紵妮o助燃料，為褐煤低溫?zé)峤鈿馊紵⒉⒕S持燃燒所需要的溫度及其他環(huán)境條件，解決了如下問(wèn)題:①褐煤高溫干燥和熱解過(guò)程中產(chǎn)生的低熱值燃料常溫下難以燃燒的問(wèn)題；②低熱值氣體在高溫低氧環(huán)境中穩(wěn)定燃燒且燃盡的問(wèn)題；③低熱值氣加以利用，燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)釤煔猓鳛闊彷d體，為褐煤的干燥及熱解過(guò)程及其他工藝設(shè)備提供熱量，降低生產(chǎn)成本；④重復(fù)利用資源，避免資源浪費(fèi)及對(duì)環(huán)境的污染。
[0021]本實(shí)用新型的燃燒低熱值煤熱解氣的熱煙氣發(fā)生爐，其高熱值的輔助燃料與低熱值的熱解氣體積比例是1:35.9?64.8 (優(yōu)選1:46)，實(shí)現(xiàn)了褐煤低溫?zé)峤鈿獾某浞秩紵?、穩(wěn)定燃燒。
【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1為燃燒低熱值煤熱解氣的熱煙氣發(fā)生爐的剖面結(jié)構(gòu)圖。
[0023]圖2為燃燒器的剖面結(jié)構(gòu)圖。
[0024]圖3為格柵的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖4為圖1中A向所示的燃燒器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖5為圖2中B向所示的燃燒器的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]為了充分了解本實(shí)用新型的目的、特征及功效，通過(guò)下述【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說(shuō)明。
[0028]本實(shí)用新型采用具有二次風(fēng)通道的燃燒器，控制出口煙氣的含氧量；采用端部密封的燃燒室，使低熱值熱解氣燃燒并燃盡，產(chǎn)生高溫?zé)煔?；燃燒室和配氣室之間采用耐高溫材料做成的格柵，和具有配氣入口的配氣室，調(diào)節(jié)出符合要求的氣體溫度。
[0029]本實(shí)用新型的燃燒低熱值煤熱解氣的熱煙氣發(fā)生爐可用于燃燒褐煤熱解產(chǎn)生的低熱值熱解氣，也適用于常溫下難以燃燒且不能直接排放的低熱值可燃?xì)怏w。
[0030]本實(shí)用新型提供了一種燃燒低熱值燃料的熱煙氣發(fā)生爐。
[0031]圖1是本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】的裝置示意圖。在該【具體實(shí)施方式】中，燃燒低熱值煤熱解氣的熱煙氣發(fā)生爐，包括依次連通的助燃空氣供應(yīng)裝置1，燃燒器2，燃燒室3和配氣室4。該裝置用于燃燒低熱值燃料，本實(shí)用新型使用的低熱值燃料為低熱值煤熱解氣，其是褐煤在熱解溫度為600°C、壓力為5KPa、停留時(shí)間為15min的條件下熱解產(chǎn)生的。
[0032]具體的，助燃空氣供應(yīng)裝置I與燃燒器2通過(guò)法蘭相連。圖2為燃燒器的剖面結(jié)構(gòu)圖，圖4為圖1中A向所示的燃燒器的結(jié)構(gòu)示意圖，圖5為圖2中B向所示的燃燒器的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2、4和5所示，燃燒器2為具有中心內(nèi)筒21和中間內(nèi)筒24的雙內(nèi)筒結(jié)構(gòu)，中心內(nèi)筒21外附點(diǎn)火裝置22，中間內(nèi)筒24設(shè)有輔助燃料入口 25沖間內(nèi)筒24與燃燒器外殼形成燃燒一次風(fēng)道26 ;中間內(nèi)筒24與中心內(nèi)筒21形成燃燒二次風(fēng)道27。燃燒器2側(cè)面的法蘭分別連接一次風(fēng)道26及二次風(fēng)道27。
[0033]如圖4、圖5所示，主燃料噴口 33呈環(huán)狀設(shè)置。一次風(fēng)道26截面呈圓環(huán)形，位于主燃料噴口 33與輔助燃料噴口 23之間，能使燃料與氧充分接觸，穩(wěn)定燃燒。二次風(fēng)道27主要是點(diǎn)火時(shí)，在點(diǎn)火裝置22端部形成有氧區(qū)域，便于輔助燃料燃燒；當(dāng)點(diǎn)火裝置22退出運(yùn)行后，二次風(fēng)起補(bǔ)充燃燒的作用。一次風(fēng)和二次風(fēng)均為空氣，通過(guò)測(cè)量熱風(fēng)爐出口煙氣中氧的含量，調(diào)節(jié)一次風(fēng)和二次風(fēng)的流量，可以控制爐膛煙氣中氧氣含量。
[0034]助燃空氣供應(yīng)裝置I主要是為低熱值氣體燃燒提供足量的氧氣，其分兩路管路，分別通過(guò)法蘭接入燃燒器2的一次風(fēng)道26和二次風(fēng)道27。
[0035]在進(jìn)行燃燒時(shí)，輔助燃料分成兩路，第一路接入中心內(nèi)筒21管道內(nèi)，形成點(diǎn)火燃料，被點(diǎn)火裝置22點(diǎn)燃，當(dāng)?shù)谝宦窔怏w被點(diǎn)燃后，中心內(nèi)筒21及點(diǎn)火裝置22可退出運(yùn)行；第二路接入中間內(nèi)筒24接口內(nèi)，第二路氣體由燃燒器2的輔助燃料噴口 23噴出，即被點(diǎn)燃，周圍環(huán)境的氣體被加熱至800°C以上，為實(shí)現(xiàn)低熱值氣體燃燒提供所需要的溫度條件，且低熱值氣體燃燒穩(wěn)定后，輔助燃料可退出運(yùn)行。