專利名稱：組合式煤粉窯爐等離子熱裂化燃燒裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明創(chuàng)造屬于煤粉窯爐，主要涉及一種煤粉回轉(zhuǎn)窯爐的等離子電弧氣化煤粉組合燃燒的無油烘爐、點(diǎn)火、以及點(diǎn)火后正常運(yùn)行的裝置。
背景技術(shù)：
目前，回轉(zhuǎn)窯爐的烘爐、點(diǎn)火還是沿用傳統(tǒng)的燃油、燃?xì)饣蛘吣静牡赛c(diǎn)火和烘爐，浪費(fèi)了大量的高品質(zhì)能源。近年來，開始采用等離子熱裂化技術(shù)直接激發(fā)氣化煤粉顆粒，使煤粉氧化燃燒產(chǎn)生的熱量加熱回轉(zhuǎn)窯內(nèi)壁到要求溫度，達(dá)到烘爐或者點(diǎn)火工藝要求。在此技術(shù)中，煤粉顆粒在等離子熱裂化中，必須得到足夠的加熱溫度和加熱時(shí)間，才有可燃?xì)怏w的逸出，然后氧化放熱，等量的煤粉流量在大的流通截面積下流速會降低，能夠滿足等離子熱裂化點(diǎn)火的要求，因此，煤粉窯爐等離子熱裂化燃燒裝置的直徑要大，以保證流速的降 低，點(diǎn)火、烘窯后的燃燒需要流通面積減小，以保證高的煤粉流速，滿足火焰足夠長的加熱要求。但是，在生產(chǎn)實(shí)踐中，因結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的缺陷，現(xiàn)有煤粉窯爐等離子熱裂化設(shè)備，尚不能實(shí)現(xiàn)理想的用煤粉點(diǎn)火、烘爐、燃燒連續(xù)一體化作業(yè)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明創(chuàng)造的目的就是針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，設(shè)計(jì)提供一種組合式煤粉窯爐等離子熱裂化燃燒裝置，通過采用小直徑噴口與大直徑等離子熱裂化燃燒器的組合結(jié)構(gòu)，達(dá)到煤粉窯爐初期點(diǎn)火、烘爐、正常燃燒運(yùn)行連續(xù)進(jìn)行的目的。本發(fā)明創(chuàng)造的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一次風(fēng)供煤粉管與三通煤粉管道連通，在三通煤粉管道的兩個煤粉管道上分別配裝主燃煤粉閘閥和等離子點(diǎn)火煤粉閘閥，配裝主燃煤粉閘閥的煤粉管道后端部連通配裝小直徑煤粉燃燒器噴口，配裝等離子點(diǎn)火煤粉閘閥的煤粉管道后端部連通配裝煤粉旋流渦殼，通過第一連接法蘭將煤粉旋流渦殼與煤粉混合器前部連接，通過第二連接法蘭將煤粉混合器后部與非金屬熱裂化燃燒器前部連接，環(huán)形二次風(fēng)筒套配在非金屬熱裂化燃燒器外部上，在環(huán)形二次風(fēng)筒后部內(nèi)側(cè)安裝二次風(fēng)旋流器，二次風(fēng)進(jìn)風(fēng)管與環(huán)形二次風(fēng)筒連通，在煤粉混合器上安裝等離子電弧發(fā)生器，至此構(gòu)成組合式煤粉窯爐等離子熱裂化燃燒裝置。本發(fā)明創(chuàng)造采用等離子熱裂化無油點(diǎn)火的優(yōu)點(diǎn)是a、“以煤代油”、節(jié)約石油、天然氣等高品質(zhì)燃料山、避免、減少冷窯點(diǎn)火狀態(tài)下回轉(zhuǎn)窯爐燃油、燃?xì)夂鏍t、點(diǎn)火產(chǎn)生的污染；C、新建的回轉(zhuǎn)窯爐可以不建設(shè)儲油罐和共有系統(tǒng)，即節(jié)省投資又可以消除儲油罐等油系統(tǒng)帶來的安全隱患；d、已經(jīng)建成投產(chǎn)的回轉(zhuǎn)窯爐可以取消儲油罐等供油系統(tǒng)，消除由此帶來的不安全隱患；e、節(jié)約了油系統(tǒng)的保溫、保養(yǎng)、維護(hù)費(fèi)用；f、具有煤粉初期點(diǎn)火、烘爐、正常燃燒連續(xù)進(jìn)行的特點(diǎn)，功能全，適應(yīng)性強(qiáng)，結(jié)構(gòu)合理簡單。


附圖是組合式煤粉窯爐等離子熱裂化燃燒裝置總體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中件號說明I、一次風(fēng)供煤粉管、2、三通煤粉管道、3、主燃煤粉閘閥、4、等離子點(diǎn)火煤粉閘閥、
5、煤粉旋流渦殼、6、煤粉混合器、7、等離子電弧發(fā)生器、8、非金屬熱裂化燃燒器、9、二次風(fēng)進(jìn)風(fēng)管、10、環(huán)形二次風(fēng)筒、11、二次旋流器、12、小直徑煤粉燃燒器噴口、13、第一連接法蘭、
14、第二連接法蘭。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明創(chuàng)造實(shí)施方案進(jìn)行詳細(xì)描述。一種組合式煤粉窯爐等離子熱裂化燃燒裝置，一次風(fēng)供煤粉管I與三通煤粉管道2連通，在三通煤粉管道2的兩個煤粉管道上分別配裝主燃煤粉閘閥3和等離子點(diǎn)火煤粉閘閥4，配裝主燃煤粉閘閥3的煤粉管道 后端部連通配裝小直徑煤粉燃燒器噴口 12，配裝等離子點(diǎn)火煤粉閘閥4的煤粉管道后端部連通配裝煤粉旋流渦殼5，通過第一連接法蘭13將煤粉旋流渦殼5與煤粉混合器6前部連接，通過第二連接法蘭14將煤粉混合器6后部與非金屬熱裂化燃燒器8前部連接，環(huán)形二次風(fēng)筒10套配在非金屬熱裂化燃燒器8外部上，在環(huán)形二次風(fēng)筒10后部內(nèi)側(cè)安裝二次風(fēng)旋流器11，二次風(fēng)進(jìn)風(fēng)管9與環(huán)形二次風(fēng)筒10連通，在煤粉混合器6上安裝等離子電弧發(fā)生器7。點(diǎn)火作業(yè)時(shí)，在冷態(tài)點(diǎn)火和烘窯的時(shí)候，啟動等離子電弧發(fā)生器7，在煤粉混合器6內(nèi)形成等離子電弧區(qū)域，關(guān)閉主燃煤粉閘閥3，打開等離子點(diǎn)火煤粉閘閥4，風(fēng)與煤粉通過一次風(fēng)進(jìn)口進(jìn)入煤粉旋流蝸殼5內(nèi)形成旋轉(zhuǎn)狀態(tài)進(jìn)入煤粉混合器6的等離子電弧反應(yīng)區(qū)域和非金屬熱裂化燃燒器8內(nèi)，在等離子電弧區(qū)域和非金屬熱裂化燃燒器8內(nèi)煤粉以螺旋軌跡通過，加長了煤粉的熱裂化時(shí)間，增加了煤粉可燃?xì)怏w的逸出，提高了煤粉的燃盡率，產(chǎn)生等離子熱裂化過程和結(jié)果如下等離子電弧與熱裂化反應(yīng)室把煤粉激發(fā)、熱裂、催化，使之分離出固相揮發(fā)份，可燃?xì)怏w逸出(2C+02 = 2C0)—部分可燃?xì)怏w氧化反應(yīng)放熱一C0+02=C02+0 ；C0+0+M = C02+M—溫度急聚升高加熱其它煤粉一多級反應(yīng)一進(jìn)入燃燒器噴口的氣固混合流(可燃?xì)怏w大于30%+煤粉碳蕊)一氣固混合流噴入窯內(nèi)與二次風(fēng)混合一不需再次點(diǎn)火就可以穩(wěn)定燃燒，達(dá)到冷爐狀態(tài)下煤粉的充分燃燒。等離子火焰與“冷態(tài)氣粉”(Ta=5-20°C )相互作用使質(zhì)量為100微毫克的煤粒子受到熱沖擊后分裂成數(shù)個5-10微毫克的碎粒。煤的揮發(fā)份(0)，0)2，014，(6116，隊(duì)和1120)便從這些原始的碎粒中逸出，在揮發(fā)份氧化反應(yīng)中，氧原子模的氧化所需活化能耗低，氧化反應(yīng)速度快，這是等離子電弧熱激化產(chǎn)生大量氧原子模所具有的特殊性能，結(jié)果是溫度上升加快，減少了點(diǎn)火功耗。表中是氧原子模與氧分子在氧化中所需的活化反應(yīng)能量。分子反應(yīng)與原子反應(yīng)功耗比較C0+02 = C02+0 Ea 37. 6 (2. I)C0+0+M = C02+M Ea = 4. I (2. 2)CH3+02 = CH30+0 Ea = 29 (2. 3)CH3+0 = CH20+H Ea = 2 (2. 4)C2H2+02 = HC0+HC0 Ea = 28 (2.5)C2H2+0 = CH2+C0 Ea = 4 (2. 6)C02+02 = C0+0+02 Ea = 120(2. 7)
C02+0 = C0+02 Ea33 (2.8)這里Ea_活化反應(yīng)能量；千卡/克分子；M —中性分子。從上述反映比較可以看出，原子氧所需要的活化能要比分子氧減少3-13. 5倍，單原子0反應(yīng)比分子O2要快很多，不斷加速揮發(fā)份氧化反應(yīng)，不斷加快熱分解，結(jié)果將強(qiáng)化剩余炭蕊加溫，加快固相碳向氣化轉(zhuǎn)化。二次風(fēng)進(jìn)風(fēng)管9的二次風(fēng)通過二次風(fēng)旋流器11形成旋轉(zhuǎn)的二次風(fēng)對非金屬熱裂 化燃燒器8噴入窯內(nèi)的一次風(fēng)供氧，同時(shí)，擴(kuò)展火焰的直徑提高對窯頭的加熱效果，直徑大、火焰短的加熱形式加快了窯頭溫度的迅速提高，為正常投入煤粉運(yùn)行建立了必要條件。當(dāng)窯頭溫度達(dá)到900度以上時(shí)，打開主燃煤粉閘閥3，關(guān)閉等離子點(diǎn)火煤粉閘閥4，此時(shí)，煤粉全部通過同樣的風(fēng)粉量在小直徑煤粉燃燒器噴口 12中以高于等離子點(diǎn)火燃燒器的速度噴入窯爐燃燒室，小直徑煤粉流高速噴入的結(jié)果是形成了細(xì)長火焰形狀，滿足了對窯爐深度的加熱條件。
權(quán)利要求
1. 一種組合式煤粉窯爐等離子熱裂化燃燒裝置，其特征在于一次風(fēng)供煤粉管(I)與三通煤粉管道(2)連通，在三通煤粉管道(2)的兩個煤粉管道上分別配裝主燃煤粉閘閥(3)和等離子點(diǎn)火煤粉閘閥(4)，配裝主燃煤粉閘閥(3)的煤粉管道后端部連通配裝小直徑煤粉燃燒器噴口(12)，配裝等離子點(diǎn)火煤粉閘閥(4)的煤粉管道后端部連通配裝煤粉旋流渦殼(5)，通過第一連接法蘭(13)將煤粉旋流渦殼(5)與煤粉混合器(6)前部連接，通過第二連接法蘭(14)將煤粉混合器(6)后部與非金屬熱裂化燃燒器(8)前部連接，環(huán)形二次風(fēng)筒(10)套配在非金屬熱裂化燃燒器(8)外部上，在環(huán)形二次風(fēng)筒(10)后部內(nèi)側(cè)安裝二次風(fēng)旋流器(11)，二次風(fēng)進(jìn)風(fēng)管(9)與環(huán)形二次風(fēng)筒(10)連通，在煤粉混合器(6)上安裝等離子電弧發(fā)生器(7)。
全文摘要
組合式煤粉窯爐等離子熱裂化燃燒裝置屬于煤粉窯爐；一次風(fēng)供煤粉管與三通煤粉管道連通，在三通煤粉管道的兩個煤粉管道上分別配裝主燃煤粉閘閥和等離子點(diǎn)火煤粉閘閥，配裝主燃煤粉閘閥的煤粉管道后端部連通配裝小直徑煤粉燃燒器噴口，配裝等離子點(diǎn)火煤粉閘閥的煤粉管道后端部連通配裝煤粉旋流渦殼，第一和第二連接塵蘭將煤粉混合器分別與煤粉旋流渦殼和非金屬熱裂化燃燒器連接，環(huán)形二次風(fēng)筒套配在非金屬熱裂化燃燒器外部上，在環(huán)形二次風(fēng)筒后部內(nèi)側(cè)安裝二次風(fēng)旋流器，二次風(fēng)進(jìn)風(fēng)管與環(huán)形二次風(fēng)筒連通，在煤粉混合器上安裝等離子電弧發(fā)生器；本裝置實(shí)現(xiàn)了煤粉點(diǎn)火、烘爐、正常燃燒連續(xù)作業(yè)，功能全，適應(yīng)性強(qiáng)，結(jié)構(gòu)合理簡單。
文檔編號F23Q7/02GK102721049SQ20121023776
公開日2012年10月10日 申請日期2012年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月11日
發(fā)明者曲大偉, 黃曉曲 申請人:曲大偉