旋风分离悬浮层燃复合燃烧器制造技术

本发明专利技术是一种可以实现煤粉层燃燃烧的新型煤粉燃烧方式的设备装置，即旋风分离悬浮燃烧与煤粉燃烧床层燃燃烧的复合燃烧器。其特征在于设备主体包括旋风分离燃烧器和煤粉燃烧床；辅助设备包括点火装置、返料装置、煤灰冷却装置、二次风装置等。煤粉燃烧床的二次风供给采用燃烧床上部供给方式。整个旋风分离悬浮层燃复合燃烧器为全密封结构。由于在煤粉燃烧床实现煤粉层燃燃烧，可以有足够的时间实现煤粉的彻底燃烬。本发明专利技术可以实现低温、低氧和正压燃烧，减少氮氧化物排放和利于炉内脱硫。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是一种新型煤粉低温低氧燃烧装置和设备，实现煤粉的层燃燃烧方式；煤粉的悬浮与层燃复合燃烧方式，重点适用在锅炉领域，也适用于煤气发生炉(煤气化)、炉窑和一些烘干设施的燃烧设备。
技术介绍
燃煤锅炉、炉窑、一些烘干设施以及一些煤气发生炉的燃烧设备有如下基本的燃烧方式:层燃炉依托炉排燃烧(燃用颗粒状块煤)实现层燃燃烧、流化床炉实现沸腾或鼓泡燃烧(燃用小颗粒状块煤)、室燃炉实现悬浮燃烧(燃用煤粉)、室燃炉的特种形式旋风炉实现悬浮旋风燃烧(燃用煤粉)。由于颗粒状块煤往往伴有大量的煤肩煤粉，使得各种炉排形式的层燃炉都存在着细小煤肩煤粉从炉排缝隙直接跑冒漏至燃烧室外，从而造成浪费的现象。由于不可避免的颗粒块状原煤的颗粒不均、原煤成分不均以及在炉内燃烧配风配煤不均等原因，层燃炉的炉渣含碳量无法达到燃用煤粉的室燃炉的水平。众多工业锅炉、供热锅炉和烘干炉以各种形式炉排实现层燃燃烧，但都难有较高的燃烧效率，从而造成能源浪费。室燃煤粉炉的燃烧效率很高，由于燃烧温度比较高，特别是旋风炉燃烧强度大，其燃烧温度可以达到1600°C以上，极大增加了氮氧化物产生量，并增加了脱硝成本。循环流化床炉燃烧方式具有燃烧温度低，氮氧化物产量少，相对环保，一度得到推广应用。但实际运行中，由于煤种、颗粒不均、排渣不合理等原因，燃烧状况不理想，炉渣和飞灰含碳量较高，流化床床底风室的细小煤粉煤肩跑冒漏难以避免，也存在床内局部燃烧超温造成氮氧化物额外产生等现象。近些年兴起的水煤浆锅炉燃烧效果好。但水煤浆由70%左右煤粉、30%左右水和1%添加剂组成，由于存在30%水分，燃烧后烟气中额外含有的水蒸气带走的排烟损失是不可忽视的影响热效率因素。
技术实现思路
本悬浮和层燃复合燃烧器的悬浮燃烧部分类似于立式旋风锅炉的旋风燃烧。但旋风筒不设置二次风，使得开始燃烧的煤粉在缺氧状态下利用旋风筒进行煤粉和烟气分离，分离后的煤粉落入煤粉燃烧床。本悬浮和层燃复合燃烧器的层燃燃烧部分在底部煤粉燃烧床内进行，实现层燃燃烧的煤粉燃烧床为全密封结构，底部为平滑平面，区别于炉排底部送风方式，本燃烧床采用置于床上部的专用二次风管补充二次风。利用煤粉的物理特性，燃烧所用氧气能够渗透到所需部位。本悬浮和层燃复合燃烧装置为全密封结构，能够杜绝各类跑冒漏现象，实现低温和正压燃烧，提高燃烧效率。由于能够严格控制二次风的供给，煤粉燃烧床可以实现800°C以下稳定缓慢燃烧，减少了氮氧化物的生成量。在煤粉室燃炉的悬浮燃烧中，一般煤粉在燃烧室内的停留时间为2—5秒左右，燃烧速度快，容易不完全燃烧。本煤粉燃烧床为煤粉提供能够达到分钟级别的足够长时间，保证在低氧低温情况下煤粉的彻底燃烧。本悬浮和层燃复合燃烧装置可采用二级旋风分离方式。通过两次的分离基本可以实现烟气净化的效果。如果继续采取其他协同措施，可以做到在炉内完成烟气除尘。【附图说明】附图是本专利技术结构示意图。以锅炉为例，图1为炉前向后视图示意图；图2为炉右侧向左视图示意图，即本专利技术主视图；图3图4为俯视图示意图，其中图3为小容量锅炉设置一组一二级旋风分离燃烧器布置方式，图4为大容量锅炉设置多组一二级旋风分离燃烧器布置方式，为使结构紧凑，可将圆形柱体进行适当演化。图中符号说明:以锅炉为例，1、旋风分离燃烧器；2、点火装置和观火孔；3、一次风入口和一次风燃烧室；4、二次风；5旋风分离燃烧器中心筒；6、对流受热面；7、方圆节；8、返料装置；9、煤粉燃烧床二次风；10、煤粉燃烧床；11、煤灰冷却装置；12、出灰口(接仓泵入口【具体实施方式】含煤粉的一次风在一次风燃烧室3被点火装置2点燃，点火装置退出一次风燃烧室。挥发份燃烧的煤粉进入旋风分离燃烧器1，燃烧着的挥发份、烟气和细煤粉经过中心筒5，到达一级旋风分离燃烧器出口，接受适量二次风4完全燃烧后进入二级旋风分离燃烧器。没有燃烧的较粗煤粉在一级旋风分离燃烧器分离落入煤粉燃烧床10，与二级旋风分离燃烧器分离下的没有燃烬的煤粉和粉煤灰混合，一同进入煤粉的层燃燃烧阶段。为保证整个燃烧装置的压力均衡，设置必要的返料器8或其他锁风装置。煤粉在煤粉燃烧床10，有足够的时间完成燃烧和燃烬，其中所需的二次风由布置在煤粉燃烧床上面的二次风管供给。当锅炉容量较大，使得煤粉燃烧床10较宽时，可纵向设置导流板，一般以第一级旋风分离燃烧器为单位，其下部的煤粉燃烧床，沿着纵向为一个独立导流单元，相应二级旋风分离燃烧器落灰均衡分配于各导流单元内。控制煤粉燃烧床二次风量9，目的是防止燃烧过快造成超温。燃烧燃烬后的粉煤灰，经过煤灰冷却器11 (换热装置)以较低温度经出灰口 12进入仓泵。旋风分离燃烧器和煤粉燃烧床可设置传统意义的墙壁式辐射受热面，尾部烟道设置对流受热面6。由于煤粉在煤粉燃烧床停留时间足够长，可以在煤粉制备过程在加入适量石灰石等，完成在低温低氧燃烧过程中脱硫。【主权项】1.旋风分离悬浮层燃复合燃烧器，其特征在于煤的燃烧方式是煤粉在旋风分离燃烧器中悬浮燃烧与在煤粉燃烧床上层燃燃烧相结合的方式进行燃烧。2.旋风分离悬浮层燃复合燃烧器，其特征在于利用旋风分离装置将燃烧着的煤粉分离为两部分，煤粉燃烧逸出的挥发份伴随生成的烟气通过旋风分离燃烧器中心筒并继续悬浮燃烧；旋风分离燃烧器分离下来的粗煤粉部分到达底部煤粉燃烧床上进行层燃燃烧。3.根据权利要求1、2所述，实现煤粉层燃燃烧的装置为煤粉燃烧床，其特征在于煤粉燃烧床为全密封平底结构，有效防止煤粉煤肩的跑冒漏现象，可实现正压燃烧。4.根据权利要求1、2所述，旋风分离燃烧器可以串联使用，以增加悬浮燃烧时间和分离正在燃烬的煤粉灰，将正在燃烬的粉煤灰导入煤粉燃烧床继续燃烬。5.经煤粉燃烧床燃烬的煤粉灰灰渣，经冷却换热器后进入仓泵向外输送。6.根据上述要求，旋风分离燃烧器可适用于锅炉、燃烧煤粉的煤气化煤气发生炉、各类炉窑或烘干设备。7.根据权利要求1、2所述，煤粉燃烧床的二次风由安装在燃烧床上部的专用二次风管供给。8.根据权利要求1、2所述，悬浮燃烧的二次风在第一级旋风分离出口。【专利摘要】本专利技术是一种可以实现煤粉层燃燃烧的新型煤粉燃烧方式的设备装置，即旋风分离悬浮燃烧与煤粉燃烧床层燃燃烧的复合燃烧器。其特征在于设备主体包括旋风分离燃烧器和煤粉燃烧床；辅助设备包括点火装置、返料装置、煤灰冷却装置、二次风装置等。煤粉燃烧床的二次风供给采用燃烧床上部供给方式。整个旋风分离悬浮层燃复合燃烧器为全密封结构。由于在煤粉燃烧床实现煤粉层燃燃烧，可以有足够的时间实现煤粉的彻底燃烬。本专利技术可以实现低温、低氧和正压燃烧，减少氮氧化物排放和利于炉内脱硫。【IPC分类】F23C10-18, F23C5-08【公开号】CN104748106【申请号】CN201510089518【专利技术人】周增顺 【申请人】周增顺【公开日】2015年7月1日【申请日】2015年2月27日本文档来自技高网...

【技术保护点】
旋风分离悬浮层燃复合燃烧器，其特征在于煤的燃烧方式是煤粉在旋风分离燃烧器中悬浮燃烧与在煤粉燃烧床上层燃燃烧相结合的方式进行燃烧。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周增顺，
申请(专利权)人：周增顺，
类型：发明
国别省市：山东;37