專利名稱：傾斜式燃煤氣化爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種爐灶，用于各種鍋爐、窯爐以及熱風(fēng)爐。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，人們?yōu)榱藴p少燃煤爐對(duì)于大氣的污染，開(kāi)發(fā)了燃煤氣化爐的新 技術(shù)，燃煤氣化爐的工作機(jī)理與工業(yè)上使用的煤氣發(fā)生爐基本相同，請(qǐng)參照 圖1，在煤氣發(fā)生爐中，煤是由上而下加入、氣化劑則是由下而上地進(jìn)行逆 流運(yùn)動(dòng)，它們之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)和熱量交換。從而在煤氣發(fā)生爐中形成了幾 個(gè)區(qū)域，稱為"層"。按照煤氣發(fā)生爐內(nèi)氣化過(guò)程進(jìn)行順序，可以將發(fā)生爐內(nèi) 部分為六層即灰渣層21;氧化層22(又稱火層)；還原層23;干餾層24;干 燥層25;空層26;其中氧化層和還原層又統(tǒng)稱為反應(yīng)層，干餾層和干燥層又 統(tǒng)稱為煤料準(zhǔn)備層。各層的作用如下
灰渣層煤燃燒后產(chǎn)生灰渣，形成灰渣層，它在發(fā)生爐的最下部，覆蓋在 爐排上。其主要作用為a保護(hù)爐排，使它們不被氧化層的高溫?zé)龎模籦預(yù) 熱氣化劑，氣化劑(一次送風(fēng))從爐底進(jìn)入后，首先經(jīng)過(guò)灰渣層進(jìn)行熱交換， 使灰渣層溫度降低，氣化劑溫度升高。 一般氣化劑能預(yù)熱達(dá)300—45(TC左右；
c灰渣層還起了布風(fēng)作用，使進(jìn)入的氣化劑在爐膛內(nèi)盡量均勻分布。
氧化層也稱為燃燒層(火層)。從灰渣層中升上來(lái)的氣化劑中的氧與燃 料中的碳發(fā)生劇烈的燃燒而生成二氧化碳，并放出大量的熱量。它是氣化過(guò)
程中的主要區(qū)域之一，氧化層的溫度一般要小于煤的灰熔點(diǎn)，控制在1200'C左右。
還原層氧化層的上面是還原層。赤熱的碳具有很強(qiáng)的奪取氧化物中的
氧而與之化合的本領(lǐng)，所以在還原層中，二氧化碳和水蒸汽被碳還原成一氧 化碳和氫氣。這一層也因此而得名，稱為還原層，由于還原層位于氧化層之
上，從上升的氣體中得到大量熱量，因此還原層有較高的溫度約800—1100 °C，這就為需要吸收熱量的還原反應(yīng)提供了條件。而嚴(yán)格地講，還原層還有 第一、第二之分，下部溫度較高的地方稱第一還原層，溫度達(dá)950—110(TC， 第二層為700—95(TC之間。
干餾層干餾層位于還原層的上部，由還原層上升的氣體隨著熱量被消
耗，其溫度逐漸下降，故干餾層溫度約在150—700'C之間，煤在這個(gè)溫度下， 歷經(jīng)低溫干餾的過(guò)程，煤中揮發(fā)份發(fā)生裂解，產(chǎn)生甲垸、烯烴及焦油等物質(zhì)， 受熱成為氣態(tài)，即生成煤氣并通過(guò)上面干燥層而逸出，成為煤氣的組成部分。干燥層干燥層位于干餾層上面，也即是燃料的面層，上升的熱煤氣與 剛?cè)霠t的燃料在這層相遇，進(jìn)行熱交換，燃料中的水分受熱蒸發(fā)。 一般認(rèn)為
干燥溫度在室溫一15(TC之間。
空層層即燃料層上部，爐體內(nèi)的自由區(qū)，其主要作用是匯集煤氣。煤 氣發(fā)生爐內(nèi)進(jìn)行的氣化過(guò)程是比較復(fù)雜的，既有氣化反應(yīng)，也有干餾和干燥 過(guò)程。而且在實(shí)際生產(chǎn)的發(fā)生爐中，分層也不是很嚴(yán)格的，相鄰兩層往往是 相互交錯(cuò)的，各層的溫度也是逐步過(guò)渡的。
現(xiàn)有的燃煤氣化爐借鑒了煤氣發(fā)生器的原理，其氣化室與煤氣發(fā)生器基 本相同，氣化室為豎直方向設(shè)置，各料層在空間上是水平的，每個(gè)料層在橫 向方向上厚度相同，氣化劑沿氣化室的軸向方向垂直上升，布風(fēng)均勻，燃燒 速度均勻，各料層由上至下在燃燒過(guò)程中依次下降，對(duì)于小型燃煤氣化爐， 這種氣化方式會(huì)產(chǎn)生一個(gè)問(wèn)題，因?yàn)樾⌒腿济簹饣癄t，均為人工加煤，加煤 周期為還原層、干餾層、干燥層耗盡后在爐內(nèi)只存有灰渣層、氧化層后才能 重新加煤，這樣，新入爐燃料需重新形成還原層、干餾層、干燥層，在此期 間產(chǎn)生的煙氣中可燃?xì)怏w含量低，不易點(diǎn)燃，由此形成含大量碳的濃煙排放。 在初次點(diǎn)火中再形成氧化層過(guò)程中有較長(zhǎng)的時(shí)間，由于可燃?xì)怏w含量低，不
易點(diǎn)燃，也會(huì)產(chǎn)生大量濃煙排放。通常情況下，間隙加煤需4-5小時(shí)才能燃
盡，而氣化過(guò)程僅占三分之一左右的時(shí)間，產(chǎn)氣效率極低，燃料消耗大，氣 化反應(yīng)不充分，煙塵排放量大，污染環(huán)境。

實(shí)用新型內(nèi)容
為解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的是提供一種傾斜式燃煤氣化爐，改 變了燃料氣化過(guò)程中水平均勻分層狀態(tài)，使燃料氧化還原反應(yīng)充分，不受間 歇加煤影響，可連續(xù)制氣，產(chǎn)氣量高，煙塵燃燒充分，無(wú)濃煙排放。
為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是
一種傾斜式燃煤氣化爐，包括爐體、爐底、供風(fēng)裝置，爐體由外殼和耐 火材料層構(gòu)成，爐體的上部設(shè)置有加煤門，爐體的底部設(shè)置有爐排，其特征 是爐體向前傾斜地安裝在爐底上，在爐排的下方安裝有一次送風(fēng)管，該一 次送風(fēng)管的管口靠近爐排的后部，在爐體前側(cè)壁的上部安裝有二次送風(fēng)管， 二次送風(fēng)管與爐體前側(cè)壁上設(shè)置的向下傾斜的進(jìn)風(fēng)通道連通，在爐體的后側(cè) 壁的下部設(shè)置有向上傾斜的煤氣通道，該煤氣通道和進(jìn)風(fēng)通道都與爐體內(nèi)腔 連通，所述一次送風(fēng)管、二次送風(fēng)管都與供風(fēng)裝置連通。
所述供風(fēng)裝置由鼓風(fēng)機(jī)、 一次風(fēng)箱、二次風(fēng)箱組成，該鼓風(fēng)機(jī)與一次風(fēng) 箱連通， 一次風(fēng)箱經(jīng)過(guò)一號(hào)聯(lián)接管與二次風(fēng)箱連通，二次風(fēng)箱與一次送風(fēng)管 連通， 一次風(fēng)箱經(jīng)過(guò)二號(hào)聯(lián)接管與二次送風(fēng)管連通，所述一號(hào)聯(lián)接管、二號(hào) 聯(lián)接管上分別設(shè)置有閥門。
所述爐體后側(cè)壁的后方設(shè)置有回燃室，該回燃室的中部設(shè)置有弧形的導(dǎo) 流墻，該回燃室的尾部設(shè)置有排煙口。所述爐體向前傾斜的角度A是10—40度。 所述進(jìn)風(fēng)通道向下傾斜的角度B是10—70度。 所述煤氣通道向上的傾斜角度C是10—60度。 由于采用上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型有以下積極有益效果 各料層在橫向方上薄厚不均，上風(fēng)的位置靠近煤氣通道，在煤氣通道附 近，容易上風(fēng)，燃燒速度快、氣化速度快，因而氧化層厚的部分靠近煤氣通 道，氧化層薄的部分背離煤氣通道，還原層厚的部分背離煤氣通道，還原層 薄的部分靠近煤氣通道，這種分層結(jié)構(gòu)，有利于煤氣快速產(chǎn)生，加煤時(shí)，還 原層較厚的部分沒(méi)有消耗殆盡，給后續(xù)煤氣產(chǎn)生保留了優(yōu)質(zhì)氣源，可連續(xù)制 氣，氣化室內(nèi)的煤氣、煙氣和二次供風(fēng)形成旋流狀，在旋流過(guò)程中煙塵與火 焰充分混合，使煙塵與燃燒的氧化層接觸面更大，提高了燃盡度，實(shí)現(xiàn)了運(yùn) 行時(shí)無(wú)煙氣排放。


圖1是現(xiàn)有煤氣發(fā)生爐的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是本實(shí)用新型一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3是圖2的使用狀態(tài)示意圖。 圖4是圖3的工作原理示意圖。
圖5是本實(shí)用新型作為熱水鍋爐應(yīng)用時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖6是圖5的D-D剖視圖。
具體實(shí)施方式
圖中標(biāo)號(hào)
l爐體2爐底(底座)3加煤門4爐排
5 —次送風(fēng)管6 二次送風(fēng)管7進(jìn)風(fēng)通道8煤氣通道
9氣化室10 —號(hào)聯(lián)接管
ll灰渣層12氧化層13還原層
14干餾層15干燥層16空層
17煙道18水套19煙箱20 二號(hào)聯(lián)接管
21灰渣層22氧化層23還原層
24干餾層25干燥層26空層
27鼓風(fēng)機(jī)28 —次風(fēng)箱29 二次風(fēng)箱
30回燃室31閥門32前側(cè)壁
33后側(cè)壁34導(dǎo)流墻35排煙口36閥門
請(qǐng)參照?qǐng)D2、圖3，本實(shí)用新型是一種傾斜式燃煤氣化爐，包括爐體l、 爐底2、供風(fēng)裝置，爐體1由外殼和耐火材料層構(gòu)成，爐體1的上部設(shè)置有加煤門3，爐體1的底部設(shè)置有爐排4，爐體1向前傾斜地安裝在爐底2上， 在爐排4的下方安裝有一次送風(fēng)管5， 一次送風(fēng)管5的管口靠近爐排4的后 部，在爐體前側(cè)壁32的上部安裝有二次送風(fēng)管6， 二次送風(fēng)管6與爐體前側(cè) 壁32上設(shè)置的向下傾斜的進(jìn)風(fēng)通道7連通，在爐體1的后側(cè)壁33的下部設(shè) 置有向上傾斜的煤氣通道8，該煤氣通道8和進(jìn)風(fēng)通道7都與爐體內(nèi)腔即氣 化室9連通。爐體1向前傾斜的角度A是10—40度。進(jìn)風(fēng)通道7向下傾斜 的角度B是10—70度。煤氣通道8向上的傾斜角度C是10—60度，在上述 角度范圍內(nèi)，有利于煤氣快速產(chǎn)生，可連續(xù)制氣，氣化室內(nèi)的煤氣、煙氣和 二次供風(fēng)形成旋流狀，在旋流過(guò)程中煙塵與火焰充分混合，使煙塵與燃燒的 氧化層接觸面更大，提高了燃盡度，實(shí)現(xiàn)了運(yùn)行時(shí)無(wú)煙氣排放。煤氣通道8 有多個(gè)如圖6所示。
供風(fēng)裝置由鼓風(fēng)機(jī)27、 一次風(fēng)箱28、 二次風(fēng)箱29組成，鼓風(fēng)機(jī)27與一 次風(fēng)箱28連通， 一次風(fēng)箱28經(jīng)過(guò)一號(hào)聯(lián)接管10與二次風(fēng)箱29連通，二次 風(fēng)箱29與一次送風(fēng)管5連通， 一次風(fēng)箱28經(jīng)過(guò)二號(hào)聯(lián)接管20與二次送風(fēng)管 6連通。在一號(hào)聯(lián)接管10上設(shè)置有閥門36，在二號(hào)聯(lián)接管20上設(shè)置有閥門 31。爐體后側(cè)壁33的后方設(shè)置有回燃室30，回燃室30的中部設(shè)置有弧形的 導(dǎo)流墻34。
請(qǐng)參照?qǐng)D4，本實(shí)用新型的爐體1由于是傾斜設(shè)置，因而各料層在橫向 方向上薄厚不均，上風(fēng)的位置靠近煤氣通道8，在煤氣通道8附近，容易上 風(fēng)， 一次送風(fēng)很容易穿透灰渣層11，經(jīng)氧化層12初燃形成的火苗由煤氣通 道8噴出進(jìn)入回燃室30，燃燒速度快。
氣化室9內(nèi)的料層也分為六層由下向上依次為灰渣層11;氧化層12(又 稱火層)；還原層13;干餾層14;干燥層15;空層16;雖然層數(shù)基本不變， 但是各層的薄厚和分布形態(tài)發(fā)生了明顯變化，其中氧化層12厚的部分靠近煤 氣通道8，氧化層12薄的部分背離煤氣通道8，還原層13厚的部分背離煤氣 通道，氣化速度快，還原層13薄的部分靠近煤氣通道8，這種分層結(jié)構(gòu)，有 利于煤氣快速產(chǎn)生，需加溫時(shí)，打開(kāi)閥門36、 31，啟動(dòng)一、二次供風(fēng)，使氣 化室9內(nèi)的煙塵和氧化層12充分混合，生成煤氣，加煤時(shí)，還原層13較厚 的部分沒(méi)有消耗殆盡，給后續(xù)煤氣產(chǎn)生保留了優(yōu)質(zhì)氣源，可連續(xù)制氣，氣化 室內(nèi)的煤氣、煙氣和二次供風(fēng)形成旋流狀，在旋流過(guò)程中煙塵與氧化層接觸 面更大，燃燒充分，灰渣層ll中的碳含量低，提高了燃盡度，實(shí)現(xiàn)了運(yùn)行時(shí) 無(wú)濃煙排放。
請(qǐng)參照?qǐng)D3、圖4，點(diǎn)火前將爐渣水平鋪設(shè)于爐排4上至煤氣通道8下沿, 形成灰渣層ll,在灰渣層11上平鋪木柴后點(diǎn)燃，當(dāng)木柴燃到火勢(shì)較旺時(shí)，加 入煤塊10-15公分，關(guān)閉加煤門3，啟動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)27，由于爐體1是傾斜的， 靠近煤氣通道8處的料層較薄，通風(fēng)條件好，瞬間即可產(chǎn)生優(yōu)質(zhì)煤氣，優(yōu)質(zhì) 煤氣在爐底一次鼓風(fēng)及爐頂二次補(bǔ)風(fēng)的作用下在氣化室內(nèi)形成旋流狀，在旋 流過(guò)程中煙塵與火焰充分混合，且在氣化室9內(nèi)腔滯留時(shí)間較長(zhǎng)，得到了充 分的混合燃燒后，經(jīng)煤氣通道8噴入回燃室30，火焰遇到回燃室30中部的導(dǎo)流墻34后，迂回繞行燃燒，進(jìn)入下一級(jí)的換熱器或窯爐，由于上述爐體結(jié) 構(gòu)及燃燒原理，有效地提高了燃料的燃盡度，避免了初次點(diǎn)火及重新加煤時(shí) 所產(chǎn)生大量濃煙排放，達(dá)到了消煙、除塵、節(jié)能效果。
當(dāng)爐內(nèi)煤塊全部燒紅形成氧化層后，可停止鼓風(fēng)，打開(kāi)加煤門3，重新 加煤至加煤門3下沿，此時(shí)爐內(nèi)料層的分布狀態(tài)完全不同于傳統(tǒng)的煤氣發(fā)生 爐及煤碳?xì)饣仩t，由于氣化爐處于傾斜狀態(tài)，靠近煤氣通道8部位的料層 較薄，通風(fēng)阻力小，能夠較快形成氧化層，在煤氣通道8的相對(duì)一側(cè)部位的 料層較厚，氣化風(fēng)量較小，燃燒速度慢，料層基本為還原層，還原層的溫度 為700—1100'C之間，給后續(xù)煤氣產(chǎn)生保留了優(yōu)質(zhì)氣源，由于重新加煤前爐 內(nèi)已儲(chǔ)有一定面積的還原層，當(dāng)新的煤塊加入爐體的內(nèi)腔(氣化室9)中， 關(guān)閉加煤門3，啟動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)27后，瞬間便可產(chǎn)生優(yōu)質(zhì)煤氣，在爐內(nèi)原存的還 原層未轉(zhuǎn)變?yōu)檠趸瘜忧?，新入爐內(nèi)的煤塊已完成了干燥、干餾、還原過(guò)程， 己經(jīng)形成的煤塊產(chǎn)氣的完整過(guò)程。
也就是說(shuō)，在氣化室9內(nèi)始終保留著一個(gè)還原層，由于它的存在，在下 次加煤時(shí)爐體內(nèi)己具有能產(chǎn)生優(yōu)質(zhì)煤氣的條件，從而克服了傳統(tǒng)煤氣爐加煤 后需要重新培養(yǎng)干燥、干餾、還原層的過(guò)程，由于不需要培養(yǎng)上述三層，也 就不會(huì)大量濃煙排放，因此不因間歇加煤而產(chǎn)生大量濃煙排放，重新加煤燃 料厚度約為50公分左右，這樣能夠較長(zhǎng)時(shí)間輸出無(wú)煙熱能。當(dāng)不需加溫時(shí)， 關(guān)閉鼓風(fēng)機(jī)27，氧化層12，還原層13立即放慢了燃燒速度，處于悶火狀態(tài)， 不再產(chǎn)生煙塵。
請(qǐng)參照?qǐng)D5、圖6，在回燃室30的外部增加水套18，讓煙道17迂回穿 過(guò)水套18，就構(gòu)成熱水鍋爐，煙道17中部的折彎處可以設(shè)置起聯(lián)接作用的 煙箱19。本實(shí)用新型的燃煤氣化爐可以應(yīng)用于各種熱水鍋爐、采暖鍋爐、窯 爐、烘干爐等。
權(quán)利要求1. 一種傾斜式燃煤氣化爐，包括爐體、爐底、供風(fēng)裝置，爐體由外殼和耐火材料層構(gòu)成，爐體的上部設(shè)置有加煤門，爐體的底部設(shè)置有爐排，其特征是爐體向前傾斜地安裝在爐底上，在爐排的下方安裝有一次送風(fēng)管，該一次送風(fēng)管的管口靠近爐排的后部，在爐體前側(cè)壁的上部安裝有二次送風(fēng)管，二次送風(fēng)管與爐體前側(cè)壁上設(shè)置的向下傾斜的進(jìn)風(fēng)通道連通，在爐體的后側(cè)壁的下部設(shè)置有向上傾斜的煤氣通道，該煤氣通道和進(jìn)風(fēng)通道都與爐體內(nèi)腔連通，所述一次送風(fēng)管、二次送風(fēng)管都與供風(fēng)裝置連通。
2. 如權(quán)利要求1所述的傾斜式燃煤氣化爐，其特征是所述供風(fēng)裝置由 鼓風(fēng)機(jī)、 一次風(fēng)箱、二次風(fēng)箱組成，該鼓風(fēng)機(jī)與一次風(fēng)箱連通， 一次風(fēng)箱經(jīng) 過(guò)一號(hào)聯(lián)接管與二次風(fēng)箱連通，二次風(fēng)箱與一次送風(fēng)管連通， 一次風(fēng)箱經(jīng)過(guò) 二號(hào)聯(lián)接管與二次送風(fēng)管連通，所述一號(hào)聯(lián)接管、二號(hào)聯(lián)接管上分別設(shè)置有 閥門。
3. 如權(quán)利要求1所述的傾斜式燃煤氣化爐，其特征是所述爐體后側(cè)壁 的后方設(shè)置有回燃室，該回燃室的中部設(shè)置有弧形的導(dǎo)流墻，該回燃室的尾 部設(shè)置有排煙口。
4. 如權(quán)利要求1所述的傾斜式燃煤氣化爐，其特征是所述爐體向前傾 斜的角度是10 — 40度。
5. 如權(quán)利要求1所述的傾斜式燃煤氣化爐，其特征是所述進(jìn)風(fēng)通道向 下傾斜的角度是10 — 70度。
6. 如權(quán)利要求1所述的傾斜式燃煤氣化爐，其特征是所述煤氣通道向 上的傾斜角度是10—60度。
專利摘要一種傾斜式燃煤氣化爐，包括爐體、爐底、供風(fēng)裝置，爐體由外殼和耐火材料層構(gòu)成，爐體的上部設(shè)置有加煤門，爐體的底部設(shè)置有爐排，爐體向前傾斜地安裝在爐底上，在爐排的下方安裝有一次送風(fēng)管，該一次送風(fēng)管的管口靠近爐排的后部，在爐體前側(cè)壁的上部安裝有二次送風(fēng)管，二次送風(fēng)管與爐體前側(cè)壁上設(shè)置的向下傾斜的進(jìn)風(fēng)通道連通，在爐體的后側(cè)壁的下部設(shè)置有向上傾斜的煤氣通道，該煤氣通道和進(jìn)風(fēng)通道都與爐體內(nèi)腔連通；一次送風(fēng)管、二次送風(fēng)管都與供風(fēng)裝置連通。本實(shí)用新型的傾斜式燃煤氣化爐，改變了燃料氣化過(guò)程中水平均勻分層狀態(tài)，使燃料氧化還原反應(yīng)充分，不受間歇加煤影響，可連續(xù)制氣，產(chǎn)氣量高，煙塵燃燒充分，無(wú)濃煙排放。
文檔編號(hào)C10J3/20GK201241106SQ20082012703
公開(kāi)日2009年5月20日 申請(qǐng)日期2008年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月20日
發(fā)明者王守信 申請(qǐng)人:王守信