[发明专利]周期作业的型煤顺流燃烧方法与装置

说明书

本发明是一种消烟节能的型煤燃烧方法和装置，适用于周期性作业的工业炉窑。它属于国际专利分类号F23B。

煤炭是我国的主要能源，如何烧好煤是一个非常重要的问题。只有在大型企业中才有条件将煤转化成煤气再使用，或者燃用加工后的煤粉或水煤浆，因为这些烧煤方法的设备复杂、投资很大。对于大量的中小型企业，只能采用直接烧煤的层状燃烧方法，其中最普遍的是手工加煤自然通风燃烧法。这种方法虽很简便，但劳动强度大，污染严重，煤耗很高，因此迫切要求用新的燃烧方法取代它。虽然在周期作业的工业炉窑上曾出现过顺流式燃烧方法，使消烟节能取得了一定的效果，但由于工艺中还存在着烧散煤、风量调节控制方面所带来的一系列问题，其结果破坏了预期的顺流式燃烧，冒黑烟和灰渣含碳高的现象仍得不到解决，工业上无法实现。

目前采用型煤燃烧主要是民用，民用型煤要求具有较高的强度，故加入了大量的粘土、石灰之类的粘结剂，这些无机物质不能参加燃烧，实际上是增加了煤的灰分，降低了煤的发热值。显然，民用型煤是不能作为工业炉窑使用的，所以要解决工业炉窑烧散煤存在的问题简单地以民用型煤代替是行不通的，必须考虑适合工业炉窑使用的型煤。

近十多年来，在工业炉窑上用机械燃煤装置（如链条炉排、往复炉排、螺旋绞煤机）替代手工加煤取得很好的消烟节能效果，也大大减轻了劳动强度，但是，机械燃煤装置的金属消耗大、造价高、还可能发生机械故障。

本发明的目的在于提出一种新的燃烧方法和装置，它可以在周期性作业的工业炉窑上取代手工烧煤和机械烧煤，既有消烟节能效果，又有设备简单操作方便的优点。

本发明的燃烧装置如图1所示。它由风室（2）、炉条（3）、存煤室（6），燃烬室（9）、燃烧产物通道（11）、通风机（14）、一次风管（16）和二次风管（12）等组成。存煤室为方形或圆形，高度为600-900毫米，断面积由一个周期所用的总煤量计算。整个燃烧室的外部用4-8毫米厚的钢板包围，内衬为232-348毫米厚的耐火材料层，它和钢板之间夹10-16毫米厚的石棉板。燃烧室墙上开有出灰口（1）、出渣口（5）和加煤口（10），平时用盖板封严。一次风量和二次风量分别用闸板阀（15）和（13）调节。

本发明的燃烧方法是周期作业的型煤顺流燃烧，型煤的形状为扁球形或圆柱形。在各种煤种中均可加入10-14%的水分，然后搅拌8小时以上，压出的煤球即可满足要求。如果压出的煤球强度不够，将其作为原料再压一次，即可增加煤的强度达到要求。炉前成型的煤直接加入存煤室（6）。

整个周期的用煤量一次全部加入。加煤前炉条上铺45-55毫米左右的块状煤渣（4），以保护炉条避免过热;加完煤后在表面上铺一层约15-25毫米厚的碎煤（7）和适量的引燃物质（8）。在上部点火后，从下部鼓入一次风，风量由小到大。待燃烧产物中的氧浓度低于2.5%后就需供入二次风并随时调节二次风量，使燃烧产物中的氧浓度在2.5-3.5%。

和现有的技术相比，本发明的特点和优点是：

1.采用上点火下鼓风顺流燃烧方式能有效地防止产生黑烟。

煤在燃烧时依次经历干燥、干馏、焦炭燃烧等阶段。上点火下鼓风燃烧时，焦炭燃烧层在上，干馏层居中，干燥层在下，鼓入的一次风由下往上依次经过干燥层、干馏层和焦炭燃烧层，这样就实现了顺流燃烧。由于在顺流燃烧过程中煤干馏所放出的挥发分首先与空气相遇互相混合，进入赤热的焦炭层后立即燃烬，因此挥发分中的碳氢化合物不可能裂解出炭黑进入燃烧产物，这样从根本上消除了黑烟。采用本发明后烟气黑度小于林格曼一级，烟尘浓度可低于200毫克/米³，能达到环保要求。

2.用烧型煤代替烧散煤使通风阻力小、风量分布均匀，因此燃烧均匀稳定。

如果直接燃用未经加工的含末量很多的散煤，则煤层通风阻力大，风量分布不均匀，甚至局部地区烧穿，破坏了正常的燃烧过程。采用粒度均匀的块状型煤代替散煤后，通风阻力减小，风量分布均匀，上述的顺流燃烧过程能稳定的实现，达到预期的效果。由于燃烧均匀稳定，燃烧完全，因此可节煤20%以上。

3.操作简便、容易掌握。

加煤操作在燃烧前常温下一次完成，出渣操作在燃烧结束后适当降低温度后再进行，因此在燃烧过程中不再冒着高温加煤和出渣，劳动条件大为改善。在燃烧过程中的主要操作是根据加热工艺要求调节一次风量和根据烟气中的氧浓度调节二次风量，因此操作非常简便。

4.结构简单、造价低廉。

本发明所用的燃烧装置和型煤机加在一起，其造价比同样烧煤量的机械燃煤装置低30-50%，

5.服务对象广，对煤种的适应性强。

凡周期作业的各种中小型工业炉窑，包括钢丝退火炉、铸件退火炉、砂型干燥窑等，都可采用本发明。对煤种、煤中粉末含量等无特殊要求。