[发明专利]石油焦粒燃烧装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种以燃用石油焦粒，基于连通器原理、燃烧面位置固定、燃烧室容积热强度不变原理的石油焦粒燃烧装置，尤其适用于中小型燃煤工业炉窑(含锅炉)装置低碳节能减排技术升级改造场所使用。

背景技术

石油焦低热值高达33440kJ/kg～37620kJ/kg，购买成本低，作为燃料使用替代燃煤，受到越来越多的关注。以2015年物价水平为例，石油焦市场价不到重油市场价的一半，一吨重油相当于1.2吨石油焦产生的热量。我国容量35t/h及以下中小型燃煤炉窑(含锅炉)装置使用分布广泛、数量大、燃煤消耗总量大，以低硫(硫含量<0.5％)石油焦替代燃煤，可以促进我国工农业领域煤燃烧装置低碳节能环保工作的开展。

中小型燃煤炉窑(含锅炉)广泛使用附图4所示的固定炉排式煤燃烧装置，该装置包括炉内壁2和炉条3，炉条3两端伸出炉内壁2外，嵌入炉壁内，炉条3位置固定不动。炉条3上方堆置燃煤，燃煤层顶面上方为燃烧室。燃煤层顶面煤着火燃烧。随着燃烧过程进行，燃煤层顶面位置降低，燃烧室容积增大，燃烧室容积热强度降低，降低燃烧温度，造成不完全燃烧，能效降低，烟气中粉尘、碳粒、一氧化碳和氮氧化物化物等污染物排放超标等问题。燃烧室容积热强度太小不利于维持燃烧温度，太大缩短了可燃物在高温区停留时间和行程，均会导致煤燃烧不完全。根据燃烧规律，燃烧室容积热强度稳定维持在265kW/m³～305kW/m³范围，是燃烧反应完全充要条件。固定燃烧室容积和容积热强度，增强煤燃烧过程可控性，是燃煤炉窑(含锅炉)低碳节能减排技术升级改造的关键。

开发燃烧容积及容积热强度可控性良好的新型石油焦粒燃烧装置，可以减少工农业领域燃煤消耗，降低碳排放及烟气污染物排放，满足当今社会能源消耗总量及其增长速度双控制，节能减排和雾霾治理等需要。

发明内容

为了克服固定炉排式煤燃烧装置燃烧面位置下降，导致燃烧室容积增加、容积热强度降低，煤不完全燃烧热损失及烟气污染物排放增加等问题，本发明设计一种具有“连通器自动调节固定焦粒层顶面位置”结构特征，“燃烧室容积热强度不变”技术特点，“燃烧过程可控性良好，低碳节能环保，烟气污染物达标排放”等技术优势的石油焦粒燃烧装置。

石油焦粒燃烧装置，主要包括正立长圆桶状炉外壳、长圆筒状炉内胆、短圆柱状炉条、倒立圆台筒状均压室、圆管状进气管和圆板状顶盖，进气管出口边缘和均压室小底面边缘焊接连接，均压室大底面边缘和炉条底面边缘焊接连接，炉条、均压室和进气管自然成一体，炉内胆底部均匀开设众多连通口，炉内胆底面圆周和炉外壳底板焊接连接，进气管进口从炉外壳底板中心开设的圆孔穿出，炉条侧壁紧贴炉内胆无缝隙上下移动，同时带动进气管紧贴炉外壳底板中心圆孔边缘无缝隙上下移动，进气管、均压室、炉条、炉内胆和炉外壳侧壁竖直布置且中心轴线共线，炉内胆和炉外壳之间圆环柱区域宽度是0.41～0.43倍炉内胆半径，炉内胆和炉外壳之间圆环柱区域和炉内胆圆柱区域通过炉内胆底部连通口相连通，连通区域充注纯水后形成外圆环柱区域—内圆柱区域型连通器，低硫石油焦粒从炉内胆顶部加入并在炉条上方堆成焦粒层，焦粒层顶面至炉内胆顶面空腔为燃烧室，燃烧室高度满足容积热强度在265kW/m³～305kW/m³范围，炉内胆顶面和顶盖法兰连接，顶盖中心开设排烟口，高出焦粒层顶面的外圆环柱水柱高度和内圆柱焦粒层厚度相等。

燃用密度2.0t/m³～2.1t/m³、灰分含量<8％且硫含量<0.5％的低硫石油焦型煤或粒径8mm以下占比<25％低硫石油焦粒，容量≤35t/h中小型燃煤工业炉窑(含锅炉)装置，可使用本发明。

发明投资少，原理易于理解，可一次性加料并稳定燃烧，燃烧效率>95％，碳排放减少及节能>5％～15％，烟气碳黑及一氧化碳排放浓度低于《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)达标排放水平。

附图说明

图1为堆满石油焦粒时的石油焦粒燃烧装置通过中心轴线的竖直剖视图。

图2为剩余少量石油焦粒时石油焦粒燃烧装置通过中心轴线竖直剖视图。

图3为未堆置石油焦粒时石油焦粒燃烧装置通过中心轴线的竖直剖视图。

图4为固定炉排式煤燃烧装置通过中心轴线的竖直剖视图。