[发明专利]一种以煤代油的燃烧工艺及设备

说明书

技术领域

本发明涉及燃烧技术的工艺流程和系统设备，特别适用于以煤代油的技术改造。

背景技术

我国可燃矿产储量中，煤炭占95.5％，石油天然气等只占4.5％，所以建国五十年来我国的能源消费构成中，煤炭所占的比例，一直都在70-76％。由于石油天然气资源不够丰富，从1993年起我国已从石油出口国变为纯进口国，而且进口量逐年增加，2000年我国石油进口量超过7000万吨。

目前，我国油田、玻璃、陶瓷等行业普遍采用石油做锅炉和窑炉的燃料，全国这三个行业每年的燃油量近6000万吨，烧掉石油进口量的85％左右。如用燃煤全部代替这部分燃油，经估算每年可获得600多亿人民币的效益，还可节约进口6000万吨石油的200亿美元外汇。

以燃煤代替燃油是资源特征的要求，是经济效益的需要。但由于改燃煤后，锅炉炉窑无法排出燃煤的炉渣，原煤燃烧时会造成严重的煤烟污染，且原煤的燃烧性能也远低于石油的燃烧性能，所以采用原煤代替燃油是很困难的。因此在不更换新锅炉的前提下以煤代油的可行途径是用型煤代替燃油。

用型煤代替燃油的方法之一是用型煤制成煤气代替燃油，经专利文献检索，有中国专利89103246、94225393、99248296等仅公开了有关煤气发生炉的结构或煤气生成技术，而对以型煤制气替代燃油加热锅炉和窑炉的工艺设备未曾见到。

发明内容

本发明是通过用型煤制成低热值热煤气代替燃油未加热的技术，现以煤代油的目的。

本发明所采用的主要技术措施有：

在煤气发生炉内加入型煤后，用集于汽包内的蒸气与空气混合为气化剂，由煤气炉鼓风机从炉底鼓入煤气发生炉内，将型煤气化生成低热值热煤气，450-550摄氏度的低热值热煤气，从煤气发生炉炉顶导出，并经净化装置净化后，送入燃烧器。燃烧器可以是单一发生炉低热值煤气燃烧器，或兼用燃油的“双燃料燃烧器”。燃烧所需空气由燃用空气鼓风机送出，经烟气热交换器予热至约300-400摄氏度，然后与低热值热煤气并流进入燃烧器，而后在锅炉内燃烧加热，其烟气可经烟气热交换器回收余热用于预热燃用空气后由排烟风机排出。

本发明所采用的主要技术措施还有：

由煤气发生炉自产而集于汽包内的蒸汽与空气混合为气化剂；经净化装置净化后的低热值热煤气和通过烟气热交换器用从高温烟气回收的余热对燃烧用的经燃用空气鼓风机送入的空气进行预热，再进入燃烧器混合燃烧，构成煤气空气双预热的高温、高效燃烧系统。经净化装置净化后的热煤气与燃用空气鼓风机鼓出并经烟气热交换器预热的空气，并流进入套筒式燃烧器，构成煤气的柱状长火焰燃烧。

本发明所采用的主要技术措施还有：

可以用块煤做煤气发生炉的气化原料。由燃用空气鼓风机鼓出的常温空气，送入烟气热交换器，予热至300-400摄氏度后，再送入燃烧器。

本发明所采用的主要设备有：

主要由煤气发生炉、与煤气发生炉相连的汽包、煤气炉鼓风机、净化装置和连接管路、阀门组成的煤气发生站：净化装置由起安全作用的钟罩阀和除尘器组成。主要由燃用空气鼓风机、燃烧器、锅炉、以及予热燃用空气的烟气热交换器、排烟风机和相互连接的管路、阀门组成的锅炉燃烧系统。锅炉可以是油田热采注汽锅炉或集输站用于加热石油和热水的力口热炉。

为使燃气更清洁，也可以增加冷却洗涤塔和电捕焦油器，因为锅炉起动和煤气发生炉起动均需二、三十分钟的起动程序才能转入正常运行，因此可以同步起动而省去煤气储罐；由烟气热交换器、燃用空气鼓风机、低热值热煤气柱状长火焰燃烧器、锅炉、和相互连接的管路、阀门组成的锅炉燃烧系统；不考虑燃油的可能性，可以用单一煤气燃烧器。如同时考虑燃油则用油、气双燃料燃烧器。

型煤或块煤用提升装置送至煤气发生炉顶上的储煤斗，再经双钟罩加煤机将其加入煤气发生炉内，煤气发生炉自产而集于汽包内的蒸气和由煤气炉鼓风机鼓出的空气混合后，从炉底送入煤气发生炉内，在约1200摄氏度时，将型煤或块煤气化成出口温度约450-550摄氏度的低热值热煤气。

本发明的优点在于：

1.可靠性高：本发明对燃油锅炉主体不作改动，锅炉自动控制系统采用原燃油锅炉的控制程序及设备，只将锅炉的油料(或天然气)燃烧器改造为低热值热煤气燃烧器或油气双燃料系统。并且，不存在水煤浆等燃料的煤灰排放难题，确保生产的可靠性，安全性。