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在殼體端部的入料管，其結構特點是，殼體為中空的管狀結構，入料管與殼體相連通，殼體連接有入料管的一端還設有用于提供助燃空氣的風管裝置、用于通入助燃劑的助燃劑輸入裝置以及用于點火的脈沖點火器，脈沖點火器位于殼體內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)散擴散在殼體的燃燒腔體內的分散帽。本實用新型采用PLC自動控制，助燃風和輔助燃料用量不需要人工干預；采用兩次切向旋流助燃風助燃，燃燒穩(wěn)定、高效，保證低熱值物料自持燃燒。它可實現對煤泥、污泥等大宗固體粉料進行焚燒處置，并充分利用固體粉料的熱值，實現固體廢棄物的資源化利用。
【專利說明】一種低熱值固體粉料燃燒裝置

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及粉料燃燒裝置，尤其涉及一種低熱值固體粉料燃燒裝置。

【背景技術】
[0002]工業(yè)生產中，常常會產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；這些熱值固體粉料若不能及時得到處理，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重缺點已被逐漸禁止。
[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，常用的燃燒設備主要有煤粉燃燒器、流化床鍋爐等，例如中國專利ZL201320330966.2公開的低熱值燃料燃燒機，它在燃燒低熱值物料時，需要大量的高熱值物料，并且無物料混合的輔助設置，燃燒過程不能充分進行；因此，現有設備對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，幾乎都不能對熱值在2000kcal/kg以下的固體粉料進行處理?，F有低熱值固體粉料燃燒設備有以下幾個主要的技術缺點:1、對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、對固體物料揮發(fā)成分份要求高，一般不能高于30%。5、對水分含量要求高，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瓶頸，而目前還沒有有效的解決途徑。
實用新型內容
[0004]本實用新型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、對低熱值固體粉狀要求低和控制方便的優(yōu)點。
[0005]本實用新型是這樣來實現的，一種低熱值固體粉料燃燒裝置，它包括殼體以及固結在殼體端部的入料管，其結構特點是，所述殼體為中空的管狀結構，入料管與殼體相連通，所述殼體連接有入料管的一端還設有用于提供助燃空氣的風管裝置、用于通入助燃劑的助燃劑輸入裝置以及用于點火的脈沖點火器，脈沖點火器位于殼體內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)散擴散在殼體的燃燒腔體內的分散帽。所述燃燒腔體設有緊貼殼體內壁的耐火材料層。
[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入管以及連接在助燃劑進入管上用于控制助燃劑流量的助燃劑閥門。當助燃劑在助燃劑閥門的控制下由助燃劑進入管進入助燃劑外管，此時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火器內進行混合，這利于物料的集中燃燒，避免了熱量的分散。
[0007]所述風管裝置包括穩(wěn)流風管、旋流風管以及一端與燃燒腔體相連通的主風管，主風管與燃燒腔體之間的主風管部分還連有用于控制助燃空氣流量的主助燃閥門；所述穩(wěn)流風管的一端和旋流風管的一端依次與主風管相連通，穩(wěn)流風管的另一端與套裝在助燃劑外管外的穩(wěn)流外管相連通，旋流風管的另一端與套裝在穩(wěn)流外管外的脈沖點火器相連通；所述穩(wěn)流風管和旋流風管上分別設有用于控制通入風量的穩(wěn)流閥門和旋流閥門；所述入料管、助燃劑外管和穩(wěn)流外管位于脈沖點火器內的端部開口并連通。
[0008]風管裝置中的一部分助燃空氣通過穩(wěn)流閥門的控制經穩(wěn)流風管進入穩(wěn)流外管中，形成平行氣流；一部分助燃空氣通過旋流閥門的控制經旋流風管進入脈沖點火器內，形成旋轉的氣流；平行氣流和旋轉氣流在管內是隔離的，直到平行氣流和旋轉氣流到達固體粉料和助燃劑的混合處，被高壓噴出；在平行氣流和旋轉氣流的擾動下，固體粉料和助燃劑混合非常均勻，此時脈沖點火器控制點火，在旋轉氣流的帶動下，固體粉料和助燃劑旋轉擴散，也增加了粉料的燃燒時間。來自于主風管的進入燃燒腔體內的氣流，會進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:所述脈沖點火器正對入料管處設有喇叭形擴口，呈丁字形的分散帽位于喇叭形擴口內，并與喇叭形擴口尺寸配合。從脈沖點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；分散帽的設計利于混合物的均勻擴散，在燃燒腔體內燃燒充分燃燒。
[0010]優(yōu)選的是:所述低熱值固體粉料燃燒裝置還包括PLC自動控制系統(tǒng)，它包括用于探測裝置內溫度、壓強和固體粉料、助燃空氣以及助燃劑流量的傳感器，用于執(zhí)行控制命令的閥門控制裝置以及連接于傳感器和閥門控制裝置之間的控制器。PLC自動控制系統(tǒng)可以根據程序設定方便地控制固體粉料、助燃空氣以及助燃劑的流量，實時監(jiān)控裝置內溫度、壓強等，以實現最佳燃燒效率。
[0011]本實用新型的有益效果為:本實用新型采用PLC自動控制，助燃風和輔助燃料用量不需要人工干預；采用兩次切向旋流助燃風助燃，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構緊湊，維護簡單方便的優(yōu)點，本實用新型可實現對煤泥、污泥等大宗固體粉料進行焚燒處置，并充分利用固體粉料的熱值，實現固體廢棄物的資源化利用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型的結構示意圖。
[0013]在圖中，1、耐火材料層2、殼體3、主助燃閥門4、主風管5、穩(wěn)流閥門6、穩(wěn)流風管7、旋流閥門8、旋流風管9、脈沖點火器10、助燃劑進入管11、助燃劑閥門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。

【具體實施方式】
[0014]下面結合附圖對本實用新型的【具體實施方式】作進一步說明。
[0015]如圖1所示，本實用新型是這樣來實現的，它包括殼體2以及固結在殼體2端部的入料管12，其結構特點是，所述殼體2為中空的管狀結構，入料管12與殼體2相連通，所述殼體2連接有入料管12的一端還設有用于提供助燃空氣的風管裝置、用于通入助燃劑的助燃劑輸入裝置以及用于點火的脈沖點火器9，脈沖點火器9位于殼體2內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)散擴散在殼體2的燃燒腔體16內的分散帽13。所述燃燒腔體16設有緊貼殼體2內壁的耐火材料層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連通的助燃劑進入管10以及連接在助燃劑進入管10上用于控制助燃劑流量的助燃劑閥門11。當助燃劑在助燃劑閥門11的控制下由助燃劑進入管10進入助燃劑外管14，此時助燃劑與入料管12中的固體粉料是隔離的，直到兩者通入到脈沖點火器9內進行混合，這利于物料的集中燃燒，避免了熱量的分散。
[0017]所述風管裝置包括穩(wěn)流風管6、旋流風管7以及一端與燃燒腔體16相連通的主風管4，主風管4與燃燒腔體16之間的主風管4部分還連有用于控制助燃空氣流量的主助燃閥門3 ;所述穩(wěn)流風管6的一端和旋流風管7的一端依次與主風管4相連通，穩(wěn)流風管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，旋流風管7的另一端與套裝在穩(wěn)流外管15外的脈沖點火器相連通；所述穩(wěn)流風管6和旋流風管7上分別設有用于控制通入風量的穩(wěn)流閥門5和旋流閥門7 ;所述入料管12、助燃劑外管14和穩(wěn)流外管15位于脈沖點火器9內的端部開口并連通。一部分助燃空氣通過穩(wěn)流閥門5的控制經穩(wěn)流風管6進入穩(wěn)流外管15中，形成平行氣流；一部分助燃空氣通過旋流閥門7的控制經旋流風管7進入脈沖點火器9內，形成旋轉的氣流；平行氣流和旋轉氣流在管內是隔離的，直到平行氣流和旋轉氣流到達固體粉料和助燃劑的混合處，被高壓噴出；在平行氣流和旋轉氣流的擾動下，固體粉料和助燃劑混合非常均勻，此時脈沖點火器9控制點火，在旋轉氣流的帶動下，固體粉料和助燃劑旋轉擴散，也增加了粉料的燃燒時間。來自于主風管4的進入燃燒腔體16內的氣流，會進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]所述脈沖點火器9正對入料管12處設有喇叭形擴口，呈丁字形的分散帽13位于喇叭形擴口內，并與喇叭形擴口尺寸配合。從脈沖點火器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；分散帽13的設計利于混合物的均勻擴散，在燃燒腔體16內燃燒充分燃燒。
[0019]所述低熱值固體粉料燃燒裝置還包括PLC自動控制系統(tǒng)，它包括用于探測裝置內溫度、壓強和固體粉料、助燃空氣以及助燃劑流量的傳感器，用于執(zhí)行控制命令的閥門控制裝置以及連接于傳感器和閥門控制裝置之間的控制器。PLC自動控制系統(tǒng)可以根據程序設定方便地控制固體粉料、助燃空氣以及助燃劑的流量，實時監(jiān)控裝置內溫度、壓強等，以實現最佳燃燒效率；PLC自動控制系統(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內的物料流量傳感器、位于助燃劑進入管10內的助燃劑流量傳感器、位于穩(wěn)流風管6、旋流風管7以及主風管4內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，控制器根據設定燃燒參數，實時通過閥門控制裝置控制穩(wěn)流閥門5、旋流閥門7、主助燃閥門3、助燃劑閥門11以及控制粉料進入的閥門；實現與控制器參數匹配的最佳燃燒時的條件與組分組合。
[0020]本實用新型的工作原理以及生產實施過程是這樣的。
[0021]本裝置可用來燃燒低熱值固體粉狀物料，如污泥、煤泥等，它適應于含水率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1000°C以上，污泥熱值利用率高達95%以上。
[0022]其具體工作過程是:低熱值固體粉料在氣流帶動下，從入料管12進入燃燒設備內，入料氣流壓力一般在5kPa以上，助燃從主風管4進入，助燃風壓力一般在20kPa以上。助燃風從三個通道進入燃燒設備，分別為穩(wěn)流風管6和穩(wěn)流閥門5、旋流風管8和旋流閥門7、主助燃閥門3。助燃劑可通過助燃劑進入管10和助燃劑閥門11進入燃燒設備。脈沖點火器9位于物料入口處，起到點火作用。燃燒設備頭部主要有殼體2和耐火材料層I組成，起到支撐和保護作用。低熱值固體粉料經入料管12噴入燃燒設備后，在分散帽13作用下，在燃燒腔體16內呈發(fā)散狀擴散，其擴散過程在來自旋流風和平行風的作用下，將擴散形式轉變成了旋轉擴散或湍流擴散，在整個擴散過程中經主助燃閥門3進入到燃燒腔體16內的助燃風會對擴散過程中的旋流起到加強作用，促進粉料在燃燒過程中的旋轉擴散，進一步增加了粉料的燃燒時間，提高了燃燒性能。
【權利要求】
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)為中空的管狀結構，入料管(12)與殼體(2)相連通，所述殼體(2)連接有入料管(12)的一端還設有用于提供助燃空氣的風管裝置、用于通入助燃劑的助燃劑輸入裝置以及用于點火的脈沖點火器(9)，脈沖點火器(9)位于殼體(2)內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)散擴散在殼體(2)的燃燒腔體(16)內的分散帽(13) ο
2.如權利要求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)連通的助燃劑進入管(10)以及連接在助燃劑進入管(10)上用于控制助燃劑流量的助燃劑閥門(11)。
3.如權利要求1或2所述的低熱值固體粉料燃燒裝置，其特征在于，所述風管裝置包括穩(wěn)流風管(6)、旋流風管(7)以及一端與燃燒腔體(16)相連通的主風管(4)，主風管(4)與燃燒腔體(16)之間的主風管(4)部分還連有用于控制助燃空氣流量的主助燃閥門(3)；所述穩(wěn)流風管出)的一端和旋流風管(7)的一端依次與主風管(4)相連通，穩(wěn)流風管(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，旋流風管(7)的另一端與套裝在穩(wěn)流外管(15)外的脈沖點火器相連通；所述穩(wěn)流風管(6)和旋流風管(7)上分別設有用于控制通入風量的穩(wěn)流閥門(5)和旋流閥門(7)。
4.如權利要求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)位于脈沖點火器(9)內的端部開口并連通。
5.如權利要求1所述的低熱值固體粉料燃燒裝置，其特征在于，所述脈沖點火器(9)正對入料管(12)處設有喇叭形擴口，呈丁字形的分散帽(13)位于喇叭形擴口內，并與喇叭形擴口尺寸配合。
6.如權利要求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)設有緊貼殼體(2)內壁的耐火材料層(I)。
7.如權利要求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自動控制系統(tǒng)，它包括用于探測裝置內溫度、壓強和固體粉料、助燃空氣以及助燃劑流量的傳感器，用于執(zhí)行控制命令的閥門控制裝置以及連接于傳感器和閥門控制裝置之間的控制器。
【文檔編號】F23G7/00GK204187612SQ201420631178
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年10月28日 優(yōu)先權日:2014年10月28日
【發(fā)明者】陳兵, 劉淑良, 謝新兵, 史桂平 申請人:山東博潤工業(yè)技術股份有限公司