[其他]沸騰懸浮綜合燃燒裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 101985000007207
• 申請(qǐng)日: 1985-09-23
• 公開（公告）號(hào): CN85107207B
• 公開（公告）日: 1988-10-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 廖德林
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院廣州能源研究所
• 代理公司: 中國科學(xué)院廣州專利事務(wù)所
• 代理人: 余炳和

本發(fā)明涉及主要以極低熱值的工藝尾氣和其他工業(yè)二次能源物料為燃料的燃燒技術(shù)及燃燒裝置。設(shè)計(jì)了由沸騰床與四角切向噴燃的懸浮燃燒室相結(jié)合的沸騰懸浮綜合燃燒爐型，本裝置結(jié)構(gòu)合理，能保證煤氣順利著火，穩(wěn)定燃燒，為極低熱值的工藝尾氣（低位發(fā)熱量不小于５００大卡／標(biāo)米³）和其他工業(yè)二次能源物料的合理利用提供一個(gè)嶄新的途徑。

本發(fā)明屬于主要以極低熱值的工藝尾氣和其他工業(yè)二次能源物料為燃料的燃燒技術(shù)與其燃燒設(shè)備的改進(jìn)。

在工業(yè)冶煉廠的工藝流程中，通常有大量可燃的工業(yè)尾氣產(chǎn)生，其中一類是熱值極低的工業(yè)尾氣，如密閉鼓風(fēng)爐冶煉鉛鋅的工藝流程中產(chǎn)生的工藝尾氣（簡(jiǎn)稱L、C、V爐氣），爐氣中僅含有17～22%的CO易著火成分H、CH含量接近于零，其理論燃燒溫度僅1048℃，實(shí)際燃燒溫度約890℃，著火溫度大致在660～740℃。由于L、C、V爐氣熱值低，著火溫度高，因此單獨(dú)地燃燒L、C、V爐氣將是極不穩(wěn)定和不夠安全的。目前，世界上用密閉鼓風(fēng)爐冶煉鉛鋅〔該工藝是英國I.S.P（Imperial Smelting Process）專利〕的廠家，其L、C、V爐氣除個(gè)別以燃油、燃天燃?xì)饣虬l(fā)生爐煤氣助燃方式加以部分利用外，多數(shù)排空逸出。此外，在上述工藝流程中，尚有以無煙塊煤為原料的造氣爐渣。煙道灰，洗滌灰和造氣塊煤篩下物等二次可燃動(dòng)力資源，開發(fā)上述廢棄可燃物和L、C、V爐氣作為工業(yè)能源。實(shí)現(xiàn)化廢為寶，綜合利用，是工業(yè)上急待解決的問題。目前工業(yè)上常用的全沸騰爐燃燒裝置（見《鍋爐原理》上冊(cè)，西安交通大學(xué)陳學(xué)俊主編，機(jī)械工業(yè)出版社1981年第一版P209～223），由進(jìn)風(fēng)管、布風(fēng)板、進(jìn)料口、沸騰床和懸浮空間等組成，空氣由進(jìn)風(fēng)管送至風(fēng)室，經(jīng)布風(fēng)板的分配而均勻地進(jìn)入爐子的下部-沸騰床，燃料則從進(jìn)料口進(jìn)入沸騰床，它是讓燃料在沸騰床上由吹入的氣流攪動(dòng)下而逞沸騰狀，同時(shí)有一部分細(xì)粉被流動(dòng)的氣流吹出床面進(jìn)入懸浮空間，以保證燃料的完全燃燒，但這種沸騰爐對(duì)燃用低熱值煤氣如L、C、V爐氣是無能為力的。

為此，本發(fā)明提供一種以沸騰懸浮綜合燃燒技術(shù)為基礎(chǔ)的，能以極低熱值煤氣和其他工業(yè)二次可燃物料為燃料，能保證煤氣順利著火，穩(wěn)定燃燒，不出現(xiàn)爆炸事故，結(jié)構(gòu)合理的綜合性燃燒裝置，本發(fā)明的要點(diǎn)在于把燃燒劣質(zhì)煤的沸騰床技術(shù)與外混擴(kuò)散氣體燃燒技術(shù)相結(jié)合，設(shè)計(jì)出一種新型的沸騰懸浮綜合燃燒裝置。

沸騰懸浮綜合燃燒裝置的示意圖為附圖1所示，其下部為沸騰床，上部則是可燃?xì)怏w（也可加煤粉或灰粉），通過噴燃器四角切向噴燃的懸浮燃燒室。其燃燒原理是：任何一種燃料，包括企業(yè)各類二次能源物料，在沸騰床上燃燒，然后，將極低熱值工業(yè)尾氣（如L、C、V爐氣）由噴燃器噴入爐內(nèi)。以沸騰床燃燒生成的900～950℃煙氣作為極低熱值煤氣燃燒的穩(wěn)定熱源，以保證煤氣順利著火與持續(xù)穩(wěn)定燃燒，由沸騰床上升煙氣中攜帶未燒透的細(xì)粒，在四角切向噴入氣流形成的漩渦中產(chǎn)生強(qiáng)烈混合，螺旋上升，延長了停留時(shí)間，沸騰床與中心漩渦相輔相成，互相促長，從而獲得較高的效率。

通過噴燃器的燃料可以是熱值極低的工藝尾氣，其低位發(fā)熱量應(yīng)不小于500大卡/標(biāo)米³，該工藝尾氣的可燃成分可以僅是CO氣體。

沸騰床上可以燃燒任何低揮發(fā)分煤炭燃料，包括燃用各種含碳爐渣，煙道灰，洗滌灰，篩下物等廢棄可燃物料，或由其組成的混合燃料。進(jìn)料口可以設(shè)置在燃燒裝置中布風(fēng)板以上的任何部位。

本發(fā)明的噴燃器采取外混擴(kuò)散燃燒法，即空氣、煤氣以及煤粉獨(dú)立導(dǎo)入噴燃器，在噴燃器出口處混合擴(kuò)散燃燒。由于所用煤氣熱值低，理論空氣量小，流量小，為加工方便，噴燃器設(shè)計(jì)成園型多管狀結(jié)構(gòu)，并具有一可以噴燃煤粉或其他可燃灰粉（如煙道灰，洗滌灰或鍋爐沉降灰等）的中心園管，在噴燃器出口處設(shè)有熱煙氣回流的錐形鈍體結(jié)構(gòu)。

噴燃器配置在爐室四角或兩側(cè)墻，切向噴燃，在爐膛中心形成漩渦，加強(qiáng)混合。噴燃器氣流出口速度為20～40米/秒。懸浮燃燒產(chǎn)生的熱量通常占整個(gè)爐膛生成熱量的50%左右，其波動(dòng)范圍允許從零增加到80%。

根據(jù)設(shè)計(jì)所用燃料的熱值低的特點(diǎn)，本發(fā)明設(shè)計(jì)的沸騰層潤浸受熱面在額定工況時(shí)全部在層內(nèi)（未伸出層表面）。懸浮燃燒室僅爐頂有少量受熱面，在主要燃燒區(qū)均無水冷壁面，懸浮燃燒室若敷設(shè)受熱面，則其上需加復(fù)蓋層，以盡量減少吸熱量。