[发明专利]一种窑炉的催化燃烧方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种窑炉的催化燃烧方法与装置，特别是一种利用氢氧混合气体对窖炉进行催化助燃的方法与装置。

背景技术

工业窑炉利用燃料燃烧或电能产生的热量，对工件或物料进行熔炼、加热、烧结、裂解和蒸馏等各种加工，广泛应用于冶金、建材、化工、轻工、食品和陶瓷等行业，因而，工业窑炉品种多、耗能高、影响大，是工业生产的关键设备，也是能源消耗大户。

我国现有工业窑炉80余万台，燃煤炉窑约占64%，燃油、燃气炉窑为20%左右，年耗能源折合标准煤达3亿多吨，约占我国工业用煤的40％，平均能效比国外先进水平低20％以上。为了提高能源利用效率，我国一直在对现有工业窑炉进行节能改造，改造的内容包括燃烧系统改造、窑炉结构改造、窑炉保温改造、控制系统改造以及烟气余热回收利用等。其中对燃烧系统的改造是最主要和最有效的措施之一。

现有工业窑炉在燃烧过程中，燃料堆积于炉排之上，容易出现燃料堆积较厚、炉排通风不畅，导致燃料燃烧不充分，直接当成料渣排出炉膛。目前工业窑炉的燃烧系统在使用过程中，不同程度地存在着过量空气系数大，火焰温度低，燃烧不充分，燃烧效率低，环保难以保证的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术中窑炉燃料的燃烧率低的问题，提供一种能提高窑炉燃烧效率的窑炉催化燃烧方法与装置。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种窑炉催化燃烧方法，其通过在窑炉的鼓风管道上增加一条水电解氢氧气管道，使由水电解氢氧发生器产生的氢氧气与空气按1‰-3‰的比例混合后从底部和侧面吹入窑炉炉膛作为燃烧催化剂即可。

本发明提供的一种窑炉催化燃烧装置，包括一窑炉炉膛，该窑炉炉膛内设置炉排，该炉排的下方及侧面安装一鼓风管道，且鼓风管道的鼓风口朝向炉排设置，该鼓风管道的末端设置鼓风机，该鼓风管道的中段设置水电解氢氧气管道，该水电解氢氧气管道的前端设置阀门，末端设置水电解氢氧发生器。

本发明通过在窑炉的鼓风管道上增加一条水电解氢氧气管道，并在窑炉燃烧过程中，使得由水电解氢氧发生器产生的氢氧气与空气按1‰-3‰的比例混合后吹入炉膛。利用水电解方式产生的氢氧混合气体中含有一定数量的离子态氢氧，具有较高的能级和活性。在燃煤或燃油炉窑的燃烧过程中，存在大量一氧化碳、烃类物质，这些物质与空气混合物的燃烧速度不高，而在有含氢物质存在时，燃烧速度就会显著提高。一氧化碳的氧化链式反应成立的条件是必须有H⁺和OH^-等原子团组成的活化中心参与反应，一旦反应启动，就会循环下去，由于水电解氢氧气对燃烧中间产物氧化反应的链式推进，提高了一氧化碳、烃类等的氧化反应速度。因此本发明方法和装置中混入的氢氧气作为燃烧催化剂，混入重油、煤粉或生物质燃料的炉膛中共同燃烧，对燃料产生催化助燃的效果，有效提高燃料的燃烧率。

与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：

1.由于氢氧气在高温燃烧过程中可产生H+、OH-等活性原子，促进燃料中高碳氢链的裂解，使氧化反应速度加快，起到催化助燃的作用，能有效地提高燃料的燃烧效率从而节省燃料。

2.因为氢氧气中含有三分之一的氧气和三分之二的氢气，因此，燃烧过程不需额外增氧，无过量空气现象，采用氢氧气催化燃烧，过量空气系数约为α=1.01-1.02，十分接近过量空气系数的理想值α=1，极小的过量空气系数大大减少了炉内过量空气的加热热损失，另外，氢氧气的催化作用能有效地促进一氧化碳、烃类物质的充分燃烧，大幅减少了烟气排放。

3.氢氧气与空气混合后通过鼓风管道进入炉膛，避免与火焰直接接触，解决了氢氧气回火问题，从而提高了水电解氢氧发生器的安全性。

4.加入氢氧气可形成高温燃烧环境与富氧环境，有利于燃料的着火与燃尽，有利于烟气中可燃气体与可燃微粒的燃尽，提高燃料利益率，降低能耗；且，应用氢氧气可使燃况得以改善，既获洁净燃烧效果，又能提高燃烧效率，有利环保，并可降低锅炉运行成本。

5．本发明方法简单实用，安全可靠，既可用于新置炉窑，也可用于旧炉窑的改造，具有显著的节能效果。

附图说明

图1为本发明一实施例的结构示意图。

图中：1.炉排；2.鼓风管道；3.鼓风机；4.水电解氢氧发生器；5.氢氧气管道；6.阀门；7.窑炉炉膛。

具体实施方式