一種低熱值固體粉料燃燒裝置制造方法
【專利摘要】一種低熱值固體粉料燃燒裝置，它包括殼體以及固結(jié)在殼體端部的入料管，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是，殼體為中空的管狀結(jié)構(gòu)，入料管與殼體相連通，殼體連接有入料管的一端還設(shè)有用于提供助燃空氣的風(fēng)管裝置、用于通入助燃劑的助燃劑輸入裝置以及用于點(diǎn)火的脈沖點(diǎn)火器，脈沖點(diǎn)火器位于殼體內(nèi)的一端連有用于將助燃空氣、助燃劑和固體粉料的混合物發(fā)散擴(kuò)散在殼體的燃燒腔體內(nèi)的分散帽。本發(fā)明采用PLC自動(dòng)控制，助燃風(fēng)和輔助燃料用量不需要人工干預(yù)；采用兩次切向旋流助燃風(fēng)助燃，燃燒穩(wěn)定、高效，保證低熱值物料自持燃燒。它可實(shí)現(xiàn)對(duì)煤泥、污泥等大宗固體粉料進(jìn)行焚燒處置，并充分利用固體粉料的熱值，實(shí)現(xiàn)固體廢棄物的資源化利用。
【專利說(shuō)明】一種低熱值固體粉料燃燒裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及粉料燃燒裝置，尤其涉及一種低熱值固體粉料燃燒裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]工業(yè)生產(chǎn)中，常常會(huì)產(chǎn)生大量的低熱值固體粉料，尤其是以污泥、煤泥為代表的低熱值固體粉料，它具有排放量和堆存量巨大的特點(diǎn)；這些熱值固體粉料若不能及時(shí)得到處理，不僅占用了寶貴的土地資源，還容易造成環(huán)境的污染；目前尚無(wú)快速高效的處置方法，而傳統(tǒng)的填埋、堆存手段由于諸多嚴(yán)重缺點(diǎn)已被逐漸禁止。
[0003]低熱值固體粉料本身是一種資源，若能夠有效處理，不僅可以消除其環(huán)境污染，還能為工業(yè)生產(chǎn)和建筑提供合適的原料。目前采用燃燒處理低熱值固體粉料，常用的燃燒設(shè)備主要有煤粉燃燒器、流化床鍋爐等，例如中國(guó)專利ZL201320330966.2公開(kāi)的低熱值燃料燃燒機(jī)，它在燃燒低熱值物料時(shí)，需要大量的高熱值物料，并且無(wú)物料混合的輔助設(shè)置，燃燒過(guò)程不能充分進(jìn)行；因此，現(xiàn)有設(shè)備對(duì)低熱值固體粉料的處理效率極低，需要大量的輔助燃料，且燃燒極不充分，幾乎都不能對(duì)熱值在2000kcal/kg以下的固體粉料進(jìn)行處理。現(xiàn)有低熱值固體粉料燃燒設(shè)備有以下幾個(gè)主要的技術(shù)缺點(diǎn):1、對(duì)2000kcal/kg以下的粉料幾乎不能自持燃燒，需消耗大量的輔助燃料。2、燃燒不夠充分，有大量熱值不能利用。3、燃燒火焰溫度低，普遍低于1000°C。4、對(duì)固體物料揮發(fā)成分份要求高，一般不能高于30%。5、對(duì)水分含量要求高，一般要求不能高于5%。這正是限制燃燒法處理低熱值固體粉料的技術(shù)瓶頸，而目前還沒(méi)有有效的解決途徑。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種低熱值固體粉料燃燒裝置，它具有燃燒處理效率高、對(duì)低熱值固體粉狀要求低和控制方便的優(yōu)點(diǎn)。
[0005]本發(fā)明是這樣來(lái)實(shí)現(xiàn)的，一種低熱值固體粉料燃燒裝置，它包括殼體以及固結(jié)在殼體端部的入料管，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是，所述殼體為中空的管狀結(jié)構(gòu)，入料管與殼體相連通，所述殼體連接有入料管的一端還設(shè)有用于提供助燃空氣的風(fēng)管裝置、用于通入助燃劑的助燃劑輸入裝置以及用于點(diǎn)火的脈沖點(diǎn)火器，脈沖點(diǎn)火器位于殼體內(nèi)的一端連有用于將助燃空氣、助燃劑和固體粉料的混合物發(fā)散擴(kuò)散在殼體的燃燒腔體內(nèi)的分散帽。所述燃燒腔體設(shè)有緊貼殼體內(nèi)壁的耐火材料層。
[0006]所述助燃劑輸入裝置包括套裝在入料管外的助燃劑外管、與助燃劑外管連通的助燃劑進(jìn)入管以及連接在助燃劑進(jìn)入管上用于控制助燃劑流量的助燃劑閥門(mén)。當(dāng)助燃劑在助燃劑閥門(mén)的控制下由助燃劑進(jìn)入管進(jìn)入助燃劑外管，此時(shí)助燃劑與入料管中的固體粉料是隔離的，直到兩者通入到脈沖點(diǎn)火器內(nèi)進(jìn)行混合，這利于物料的集中燃燒，避免了熱量的分散。
[0007]所述風(fēng)管裝置包括穩(wěn)流風(fēng)管、旋流風(fēng)管以及一端與燃燒腔體相連通的主風(fēng)管，主風(fēng)管與燃燒腔體之間的主風(fēng)管部分還連有用于控制助燃空氣流量的主助燃閥門(mén)；所述穩(wěn)流風(fēng)管的一端和旋流風(fēng)管的一端依次與主風(fēng)管相連通，穩(wěn)流風(fēng)管的另一端與套裝在助燃劑外管外的穩(wěn)流外管相連通，旋流風(fēng)管的另一端與套裝在穩(wěn)流外管外的脈沖點(diǎn)火器相連通；所述穩(wěn)流風(fēng)管和旋流風(fēng)管上分別設(shè)有用于控制通入風(fēng)量的穩(wěn)流閥門(mén)和旋流閥門(mén)；所述入料管、助燃劑外管和穩(wěn)流外管位于脈沖點(diǎn)火器內(nèi)的端部開(kāi)口并連通。
[0008]風(fēng)管裝置中的一部分助燃空氣通過(guò)穩(wěn)流閥門(mén)的控制經(jīng)穩(wěn)流風(fēng)管進(jìn)入穩(wěn)流外管中，形成平行氣流；一部分助燃空氣通過(guò)旋流閥門(mén)的控制經(jīng)旋流風(fēng)管進(jìn)入脈沖點(diǎn)火器內(nèi)，形成旋轉(zhuǎn)的氣流；平行氣流和旋轉(zhuǎn)氣流在管內(nèi)是隔離的，直到平行氣流和旋轉(zhuǎn)氣流到達(dá)固體粉料和助燃劑的混合處，被高壓噴出；在平行氣流和旋轉(zhuǎn)氣流的擾動(dòng)下，固體粉料和助燃劑混合非常均勻，此時(shí)脈沖點(diǎn)火器控制點(diǎn)火，在旋轉(zhuǎn)氣流的帶動(dòng)下，固體粉料和助燃劑旋轉(zhuǎn)擴(kuò)散，也增加了粉料的燃燒時(shí)間。來(lái)自于主風(fēng)管的進(jìn)入燃燒腔體內(nèi)的氣流，會(huì)進(jìn)一步增加固體粉料和助燃劑混合的均勻度，提高燃燒的效率。
[0009]優(yōu)選的是:所述脈沖點(diǎn)火器正對(duì)入料管處設(shè)有喇叭形擴(kuò)口，呈丁字形的分散帽位于喇叭形擴(kuò)口內(nèi)，并與喇叭形擴(kuò)口尺寸配合。從脈沖點(diǎn)火器高壓噴出的固體粉料、助燃劑以及助燃空氣的均勻混合物由分散帽發(fā)散噴入到燃燒腔體內(nèi)；分散帽的設(shè)計(jì)利于混合物的均勻擴(kuò)散，在燃燒腔體內(nèi)燃燒充分燃燒。
[0010]優(yōu)選的是:所述低熱值固體粉料燃燒裝置還包括PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)，它包括用于探測(cè)裝置內(nèi)溫度、壓強(qiáng)和固體粉料、助燃空氣以及助燃劑流量的傳感器，用于執(zhí)行控制命令的閥門(mén)控制裝置以及連接于傳感器和閥門(mén)控制裝置之間的控制器。PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)可以根據(jù)程序設(shè)定方便地控制固體粉料、助燃空氣以及助燃劑的流量，實(shí)時(shí)監(jiān)控裝置內(nèi)溫度、壓強(qiáng)等，以實(shí)現(xiàn)最佳燃燒效率。
[0011]本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明采用PLC自動(dòng)控制，助燃風(fēng)和輔助燃料用量不需要人工干預(yù)；采用兩次切向旋流助燃風(fēng)助燃，燃燒穩(wěn)定、高效，保證低熱值物料自持燃燒。其裝置本身還具有結(jié)構(gòu)緊湊，維護(hù)簡(jiǎn)單方便的優(yōu)點(diǎn)，本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)對(duì)煤泥、污泥等大宗固體粉料進(jìn)行焚燒處置，并充分利用固體粉料的熱值，實(shí)現(xiàn)固體廢棄物的資源化利用。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]在圖中，1、耐火材料層2、殼體3、主助燃閥門(mén)4、主風(fēng)管5、穩(wěn)流閥門(mén)6、穩(wěn)流風(fēng)管7、旋流閥門(mén)8、旋流風(fēng)管9、脈沖點(diǎn)火器10、助燃劑進(jìn)入管11、助燃劑閥門(mén)12、入料管13、分散帽14、助燃劑外管15、穩(wěn)流外管16、燃燒腔體。

【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0015]如圖1所示，本發(fā)明是這樣來(lái)實(shí)現(xiàn)的，它包括殼體2以及固結(jié)在殼體2端部的入料管12，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是，所述殼體2為中空的管狀結(jié)構(gòu)，入料管12與殼體2相連通，所述殼體2連接有入料管12的一端還設(shè)有用于提供助燃空氣的風(fēng)管裝置、用于通入助燃劑的助燃劑輸入裝置以及用于點(diǎn)火的脈沖點(diǎn)火器9，脈沖點(diǎn)火器9位于殼體2內(nèi)的一端連有用于將助燃空氣、助燃劑和固體粉料的混合物發(fā)散擴(kuò)散在殼體2的燃燒腔體16內(nèi)的分散帽13。所述燃燒腔體16設(shè)有緊貼殼體2內(nèi)壁的耐火材料層I。
[0016]所述助燃劑輸入裝置包括套裝在入料管12外的助燃劑外管14、與助燃劑外管14連通的助燃劑進(jìn)入管10以及連接在助燃劑進(jìn)入管10上用于控制助燃劑流量的助燃劑閥門(mén)
11。當(dāng)助燃劑在助燃劑閥門(mén)11的控制下由助燃劑進(jìn)入管10進(jìn)入助燃劑外管14，此時(shí)助燃劑與入料管12中的固體粉料是隔離的，直到兩者通入到脈沖點(diǎn)火器9內(nèi)進(jìn)行混合，這利于物料的集中燃燒，避免了熱量的分散。
[0017]所述風(fēng)管裝置包括穩(wěn)流風(fēng)管6、旋流風(fēng)管7以及一端與燃燒腔體16相連通的主風(fēng)管4，主風(fēng)管4與燃燒腔體16之間的主風(fēng)管4部分還連有用于控制助燃空氣流量的主助燃閥門(mén)3 ;所述穩(wěn)流風(fēng)管6的一端和旋流風(fēng)管7的一端依次與主風(fēng)管4相連通，穩(wěn)流風(fēng)管6的另一端與套裝在助燃劑外管14外的穩(wěn)流外管15相連通，旋流風(fēng)管7的另一端與套裝在穩(wěn)流外管15外的脈沖點(diǎn)火器相連通；所述穩(wěn)流風(fēng)管6和旋流風(fēng)管7上分別設(shè)有用于控制通入風(fēng)量的穩(wěn)流閥門(mén)5和旋流閥門(mén)7 ;所述入料管12、助燃劑外管14和穩(wěn)流外管15位于脈沖點(diǎn)火器9內(nèi)的端部開(kāi)口并連通。一部分助燃空氣通過(guò)穩(wěn)流閥門(mén)5的控制經(jīng)穩(wěn)流風(fēng)管6進(jìn)入穩(wěn)流外管15中，形成平行氣流；一部分助燃空氣通過(guò)旋流閥門(mén)7的控制經(jīng)旋流風(fēng)管7進(jìn)入脈沖點(diǎn)火器9內(nèi)，形成旋轉(zhuǎn)的氣流；平行氣流和旋轉(zhuǎn)氣流在管內(nèi)是隔離的，直到平行氣流和旋轉(zhuǎn)氣流到達(dá)固體粉料和助燃劑的混合處，被高壓噴出；在平行氣流和旋轉(zhuǎn)氣流的擾動(dòng)下，固體粉料和助燃劑混合非常均勻，此時(shí)脈沖點(diǎn)火器9控制點(diǎn)火，在旋轉(zhuǎn)氣流的帶動(dòng)下，固體粉料和助燃劑旋轉(zhuǎn)擴(kuò)散，也增加了粉料的燃燒時(shí)間。來(lái)自于主風(fēng)管4的進(jìn)入燃燒腔體16內(nèi)的氣流，會(huì)進(jìn)一步增加固體粉料和助燃劑混合的均勻度，提高燃燒的效率。
[0018]所述脈沖點(diǎn)火器9正對(duì)入料管12處設(shè)有喇叭形擴(kuò)口，呈丁字形的分散帽13位于喇叭形擴(kuò)口內(nèi)，并與喇叭形擴(kuò)口尺寸配合。從脈沖點(diǎn)火器9高壓噴出的固體粉料、助燃劑以及助燃空氣的均勻混合物由分散帽13發(fā)散噴入到燃燒腔體16內(nèi)；分散帽13的設(shè)計(jì)利于混合物的均勻擴(kuò)散，在燃燒腔體16內(nèi)燃燒充分燃燒。
[0019]所述低熱值固體粉料燃燒裝置還包括PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)，它包括用于探測(cè)裝置內(nèi)溫度、壓強(qiáng)和固體粉料、助燃空氣以及助燃劑流量的傳感器，用于執(zhí)行控制命令的閥門(mén)控制裝置以及連接于傳感器和閥門(mén)控制裝置之間的控制器。PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)可以根據(jù)程序設(shè)定方便地控制固體粉料、助燃空氣以及助燃劑的流量，實(shí)時(shí)監(jiān)控裝置內(nèi)溫度、壓強(qiáng)等，以實(shí)現(xiàn)最佳燃燒效率；PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)中傳感器的具體位置是位于燃燒腔體16的溫度和氣壓傳感器、位于入料管12內(nèi)的物料流量傳感器、位于助燃劑進(jìn)入管10內(nèi)的助燃劑流量傳感器、位于穩(wěn)流風(fēng)管6、旋流風(fēng)管7以及主風(fēng)管4內(nèi)的助燃空氣流量與氣壓傳感器等，上述傳感器連接于控制器，控制器根據(jù)設(shè)定燃燒參數(shù)，實(shí)時(shí)通過(guò)閥門(mén)控制裝置控制穩(wěn)流閥門(mén)5、旋流閥門(mén)7、主助燃閥門(mén)3、助燃劑閥門(mén)11以及控制粉料進(jìn)入的閥門(mén)；實(shí)現(xiàn)與控制器參數(shù)匹配的最佳燃燒時(shí)的條件與組分組合。
[0020]本發(fā)明的工作原理以及生產(chǎn)實(shí)施過(guò)程是這樣的。
[0021]本裝置可用來(lái)燃燒低熱值固體粉狀物料，如污泥、煤泥等，它適應(yīng)于含水率30%以下的固體粉狀物料、揮發(fā)份含量40%以下固體粉狀物料、適應(yīng)于熱值100kcal/kg-2000kcal/kg的固粉狀物料以及灰份含量50%以下的固體粉狀物料。其燃燒火焰溫度可達(dá)1000°C以上，污泥熱值利用率高達(dá)95%以上。
[0022]其具體工作過(guò)程是:低熱值固體粉料在氣流帶動(dòng)下，從入料管12進(jìn)入燃燒設(shè)備內(nèi)，入料氣流壓力一般在5kPa以上，助燃從主風(fēng)管4進(jìn)入，助燃風(fēng)壓力一般在20kPa以上。助燃風(fēng)從三個(gè)通道進(jìn)入燃燒設(shè)備，分別為穩(wěn)流風(fēng)管6和穩(wěn)流閥門(mén)5、旋流風(fēng)管8和旋流閥門(mén)7、主助燃閥門(mén)3。助燃劑可通過(guò)助燃劑進(jìn)入管10和助燃劑閥門(mén)11進(jìn)入燃燒設(shè)備。脈沖點(diǎn)火器9位于物料入口處，起到點(diǎn)火作用。燃燒設(shè)備頭部主要有殼體2和耐火材料層I組成，起到支撐和保護(hù)作用。低熱值固體粉料經(jīng)入料管12噴入燃燒設(shè)備后，在分散帽13作用下，在燃燒腔體16內(nèi)呈發(fā)散狀擴(kuò)散，其擴(kuò)散過(guò)程在來(lái)自旋流風(fēng)和平行風(fēng)的作用下，將擴(kuò)散形式轉(zhuǎn)變成了旋轉(zhuǎn)擴(kuò)散或湍流擴(kuò)散，在整個(gè)擴(kuò)散過(guò)程中經(jīng)主助燃閥門(mén)3進(jìn)入到燃燒腔體16內(nèi)的助燃風(fēng)會(huì)對(duì)擴(kuò)散過(guò)程中的旋流起到加強(qiáng)作用，促進(jìn)粉料在燃燒過(guò)程中的旋轉(zhuǎn)擴(kuò)散，進(jìn)一步增加了粉料的燃燒時(shí)間，提高了燃燒性能。
【權(quán)利要求】
1.一種低熱值固體粉料燃燒裝置，它包括殼體(2)以及固結(jié)在殼體(2)端部的入料管(12)，其特征在于，所述殼體(2)為中空的管狀結(jié)構(gòu)，入料管(12)與殼體(2)相連通，所述殼體(2)連接有入料管(12)的一端還設(shè)有用于提供助燃空氣的風(fēng)管裝置、用于通入助燃劑的助燃劑輸入裝置以及用于點(diǎn)火的脈沖點(diǎn)火器(9)，脈沖點(diǎn)火器(9)位于殼體(2)內(nèi)的一端連有用于將助燃空氣、助燃劑和固體粉料的混合物發(fā)散擴(kuò)散在殼體(2)的燃燒腔體(16)內(nèi)的分散帽(13) ο
2.如權(quán)利要求1所述的低熱值固體粉料燃燒裝置，其特征在于，所述助燃劑輸入裝置包括套裝在入料管(12)外的助燃劑外管(14)、與助燃劑外管(14)連通的助燃劑進(jìn)入管(10)以及連接在助燃劑進(jìn)入管(10)上用于控制助燃劑流量的助燃劑閥門(mén)(11)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的低熱值固體粉料燃燒裝置，其特征在于，所述風(fēng)管裝置包括穩(wěn)流風(fēng)管(6)、旋流風(fēng)管(7)以及一端與燃燒腔體(16)相連通的主風(fēng)管(4)，主風(fēng)管(4)與燃燒腔體(16)之間的主風(fēng)管(4)部分還連有用于控制助燃空氣流量的主助燃閥門(mén)(3)； 所述穩(wěn)流風(fēng)管出)的一端和旋流風(fēng)管(7)的一端依次與主風(fēng)管(4)相連通，穩(wěn)流風(fēng)管(6)的另一端與套裝在助燃劑外管(14)外的穩(wěn)流外管(15)相連通，旋流風(fēng)管(7)的另一端與套裝在穩(wěn)流外管(15)外的脈沖點(diǎn)火器相連通；所述穩(wěn)流風(fēng)管(6)和旋流風(fēng)管(7)上分別設(shè)有用于控制通入風(fēng)量的穩(wěn)流閥門(mén)(5)和旋流閥門(mén)(7)。
4.如權(quán)利要求3所述的低熱值固體粉料燃燒裝置，其特征在于，所述入料管(12)、助燃劑外管(14)和穩(wěn)流外管(15)位于脈沖點(diǎn)火器(9)內(nèi)的端部開(kāi)口并連通。
5.如權(quán)利要求1所述的低熱值固體粉料燃燒裝置，其特征在于，所述脈沖點(diǎn)火器(9)正對(duì)入料管(12)處設(shè)有喇叭形擴(kuò)口，呈丁字形的分散帽(13)位于喇叭形擴(kuò)口內(nèi)，并與喇叭形擴(kuò)口尺寸配合。
6.如權(quán)利要求1所述的低熱值固體粉料燃燒裝置，其特征在于，所述燃燒腔體(16)設(shè)有緊貼殼體(2)內(nèi)壁的耐火材料層(I)。
7.如權(quán)利要求1所述的低熱值固體粉料燃燒裝置，其特征在于，所述低熱值固體粉料燃燒裝置還包括PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)，它包括用于探測(cè)裝置內(nèi)溫度、壓強(qiáng)和固體粉料、助燃空氣以及助燃劑流量的傳感器，用于執(zhí)行控制命令的閥門(mén)控制裝置以及連接于傳感器和閥門(mén)控制裝置之間的控制器。
【文檔編號(hào)】F23D1/02GK104296133SQ201410593071
【公開(kāi)日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年10月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月28日
【發(fā)明者】陳兵, 劉淑良, 謝新兵, 史桂平 申請(qǐng)人:山東博潤(rùn)工業(yè)技術(shù)股份有限公司