[其他]沸腾悬浮综合燃烧装置

说明书

本发明属于主要以极低热值的工艺尾气和其他工业二次能源物料为燃料的燃烧技术与其燃烧设备的改进。

在工业冶炼厂的工艺流程中，通常有大量可燃的工业尾气产生，其中一类是热值极低的工业尾气，如密闭鼓风炉冶炼铅锌的工艺流程中产生的工艺尾气（简称L、C、V炉气），炉气中仅含有17～22%的CO易着火成分H、CH含量接近于零，其理论燃烧温度仅1048℃，实际燃烧温度约890℃，着火温度大致在660～740℃。由于L、C、V炉气热值低，着火温度高，因此单独地燃烧L、C、V炉气将是极不稳定和不够安全的。目前，世界上用密闭鼓风炉冶炼铅锌〔该工艺是英国I.S.P（ImperialSmeltingProcess）专利〕的厂家，其L、C、V炉气除个别以燃油、燃天燃气或发生炉煤气助燃方式加以部分利用外，多数排空逸出。此外，在上述工艺流程中，尚有以无烟块煤为原料的造气炉渣。烟道灰，洗涤灰和造气块煤筛下物等二次可燃动力资源，开发上述废弃可燃物和L、C、V炉气作为工业能源。实现化废为宝，综合利用，是工业上急待解决的问题。目前工业上常用的全沸腾炉燃烧装置（见《锅炉原理》上册，西安交通大学陈学俊主编，机械工业出版社1981年第一版P209～223），由进风管、布风板、进料口、沸腾床和悬浮空间等组成，空气由进风管送至风室，经布风板的分配而均匀地进入炉子的下部-沸腾床，燃料则从进料口进入沸腾床，它是让燃料在沸腾床上由吹入的气流搅动下而逞沸腾状，同时有一部分细粉被流动的气流吹出床面进入悬浮空间，以保证燃料的完全燃烧，但这种沸腾炉对燃用低热值煤气如L、C、V炉气是无能为力的。

为此，本发明提供一种以沸腾悬浮综合燃烧技术为基础的，能以极低热值煤气和其他工业二次可燃物料为燃料，能保证煤气顺利着火，稳定燃烧，不出现爆炸事故，结构合理的综合性燃烧装置，本发明的要点在于把燃烧劣质煤的沸腾床技术与外混扩散气体燃烧技术相结合，设计出一种新型的沸腾悬浮综合燃烧装置。

沸腾悬浮综合燃烧装置的示意图为附图1所示，其下部为沸腾床，上部则是可燃气体（也可加煤粉或灰粉），通过喷燃器四角切向喷燃的悬浮燃烧室。其燃烧原理是：任何一种燃料，包括企业各类二次能源物料，在沸腾床上燃烧，然后，将极低热值工业尾气（如L、C、V炉气）由喷燃器喷入炉内。以沸腾床燃烧生成的900～950℃烟气作为极低热值煤气燃烧的稳定热源，以保证煤气顺利着火与持续稳定燃烧，由沸腾床上升烟气中携带未烧透的细粒，在四角切向喷入气流形成的漩涡中产生强烈混合，螺旋上升，延长了停留时间，沸腾床与中心漩涡相辅相成，互相促长，从而获得较高的效率。

通过喷燃器的燃料可以是热值极低的工艺尾气，其低位发热量应不小于500大卡/标米³，该工艺尾气的可燃成分可以仅是CO气体。

沸腾床上可以燃烧任何低挥发分煤炭燃料，包括燃用各种含碳炉渣，烟道灰，洗涤灰，筛下物等废弃可燃物料，或由其组成的混合燃料。进料口可以设置在燃烧装置中布风板以上的任何部位。

本发明的喷燃器采取外混扩散燃烧法，即空气、煤气以及煤粉独立导入喷燃器，在喷燃器出口处混合扩散燃烧。由于所用煤气热值低，理论空气量小，流量小，为加工方便，喷燃器设计成园型多管状结构，并具有一可以喷燃煤粉或其他可燃灰粉（如烟道灰，洗涤灰或锅炉沉降灰等）的中心园管，在喷燃器出口处设有热烟气回流的锥形钝体结构。

喷燃器配置在炉室四角或两侧墙，切向喷燃，在炉膛中心形成漩涡，加强混合。喷燃器气流出口速度为20～40米/秒。悬浮燃烧产生的热量通常占整个炉膛生成热量的50%左右，其波动范围允许从零增加到80%。

根据设计所用燃料的热值低的特点，本发明设计的沸腾层润浸受热面在额定工况时全部在层内（未伸出层表面）。悬浮燃烧室仅炉顶有少量受热面，在主要燃烧区均无水冷壁面，悬浮燃烧室若敷设受热面，则其上需加复盖层，以尽量减少吸热量。

喷燃器与沸腾层溢流口两者中心间距，经研究试验，其最佳有效尺寸为：H＝X（a+b），其中：a、b分别为沸腾床的长与宽，x为0.25～0.4。