[发明专利]使用热解汽化燃烧方法的锅炉

说明书

技术领域

本发明涉及一种使用热解汽化燃烧方法的锅炉，尤其是一种可以热解煤炭、垃圾和生物质并将热解产物燃烧的锅炉。

背景技术

由于煤炭资源日益短缺，世界各国都在研究垃圾、生物质燃烧利用技术，以解决能源危机所产生的问题，同时也解决了环境污染问题。

就目前阶段，制约垃圾、生物质燃烧利用的瓶颈问题有：

1. 由于大多数的垃圾是由多种有机物质混合组成的并惨杂着很多不燃物的低品质可燃物，现有的燃烧技术对这类垃圾的燃烧效率低，而且产生二次污染，特别是二恶英(Dioxins)的污染问题。

2. 现有的锅炉产品都是针对于某种特定燃料设计的，由于垃圾和生物质的形状各异，粒径、比重、灰分的差异性很大，变化无常，很难建立稳定的燃烧工况点。

3. 由于秸秆的组织结构松散，其中含有硅、钾、镁、磷和钙等无机物，在燃烧的过程中呈熔融的微细的玻璃体态，进入的低温区后形成硅酸盐沉积物固化在结构壁面上降低热传导效果，其中碱金属会造成结构壁面腐蚀。

国家知识产权局授权公告了一种《生物质燃料热解气化燃烧方法》，授权公告号CN 10294707 B， 授权公告日2011.09.14，该生物质燃料热解气化燃烧方法，虽然是可行的，但是要将其产业化的应用还需要解决如下的一些问题：

1. 如何将不同形状和品质的燃料装填入热解装置。

2. 如何建立一个可控制的热解环境从而使热解反应持续和稳定进行，并且使热解能力和锅炉的输出能力相匹配。

3. 热解装置的结构设计及炉内的受热构件要避免热应力破坏，要便于维护和更换。

4. 炉内高温构件与炉外常温构件的连接方法及与炉体的固定方法。

发明内容

本发明的目的是在上述专利的基础上，针对需要解决的问题进一步的研究和设计，提供一种能综合的、可以具体实施的技术设计方案，设计一种使用热解汽化燃烧方法, 能够将不同品质和形状的煤炭、垃圾和生物质热解并将热解产物燃烧的锅炉产品。

本发明是用以下的技术方案实现的：

使用热解汽化燃烧方法设计的锅炉的基本形式，是以现有的双锅筒纵置式“D”型的锅炉产品的结构为基础设计而成，与现有技术区别是：

在炉膛的两侧炉墙上有炉墙洞口，在洞口的边沿牢固的固定有炉墙洞口框，在炉膛上面布置有防爆门，在炉膛内不布置换热面，在炉膛的下部有燃烬炉排，在炉膛内安装有通道式热解装置，在炉膛外有活塞式供料装置，通道式热解装置由热解筒、热解炉排组成，热解筒分成两段，一段是筒状的，在外部和内部有导热翅以增加受热面积，它的一端是燃料入口，与供料装置柔性连接，另一段的横截面是倒“U”字形，其下面和前面是开口的，在其下面有热解炉排，热解筒的燃料入口端有法兰，将热解筒的入口端于任一侧炉墙洞口伸出炉墙外，用连接件固定在洞口框上，与洞口框的空隙用刚性耐火材料和柔性耐火材料填塞，炉内部分处于悬挑状态，另一侧炉墙洞口作为炉门，所述的热解炉排由炉排条、横梁组成，炉排条的上翼板交错有缺口，用多根炉排条拼合而成的炉排面上能形成筛网式的孔隙，增加燃料与排面的摩擦阻力，使得燃料被推动前进时，燃料内部之间更容易产生相对运动，形成空隙，增强热交换作用，它还具有“擦菜板”效果，当燃料前进时，可以将接触面上燃料搓碎，播撒在燃烬炉排上；横梁上面有卡槽，炉排条的腹板卡在卡槽内，横向固定炉排条，选择不同的卡槽位置可以调整炉排条的间距，以此改变孔隙的密度，炉排条的腹板上有一个台肩顶在横梁上，纵向固定炉排条，燃烬炉排上面有炉排支架，横梁放在炉排支架上面，炉排面是向前倾斜的，以减少推料阻力，改变支架高度，可以调整排面的倾斜角度，还可以调整热解炉排与热解筒和燃烬炉排的间距；

上述的结构布置使得炉膛的内部空间沿高度方向分成三个区域：中间部位热解装置附近的空间是热解和着火区，其上部是气体燃烧区，其下部、燃烬炉排之上的空间是固体燃烧区；

活塞式给料装置由机架、液压系统、活塞杆、活塞杆导向轮、活塞、活塞导向轮组件、料仓、活塞切削刃、出口管切削刃、出口管、喉口、燃料通道、气体和液体燃料注入口组成，燃料通道的轴线可以是弯曲的。在活塞的端部和出口管端部有齿状的切削刃，用以对燃料产生剪切和撕扯作用，破坏燃料的缠绕，减轻推料阻力。推料活塞固定在活塞杆上，在导向轮组件的约束下使推料活塞只能沿轴线往复运动。通道式热解装置与给料装置的连接方法采用柔性连接，用密封组件填充间隙；

推料和热解燃烧的过程如下：