[發(fā)明專利]一種適合低熱值燃?xì)馇辛髋c直流復(fù)合穩(wěn)燃蓄熱燃燒裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410041826.2
• 申請(qǐng)日: 2014-01-28
• 公開（公告）號(hào): CN103868055A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姚常斌;王山峰;許光毅;柯宗育;許光文
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院過程工程研究所;鶴壁中科奧益特能源環(huán)保技術(shù)有限公司;江西科瑞生物炭材料科技有限公司
• 主分類號(hào): F23C7/02
• 分類號(hào): F23C7/02;F23L9/00
• 代理公司: 北京法思騰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11318
• 代理人: 楊小蓉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及燃?xì)馇鍧嵗妙I(lǐng)域，具體地，本發(fā)明涉及一種適合低熱值燃?xì)馇辛髋c直流復(fù)合穩(wěn)燃蓄熱燃燒裝置。

背景技術(shù)

隨著我國工業(yè)的迅速發(fā)展，越來越多場(chǎng)合會(huì)產(chǎn)生各種熱值較低、可燃組分低、燃燒性能不穩(wěn)定的低品質(zhì)可燃?xì)猓Ｒ姷牡蜔嶂禋怏w燃料主要有化工過程低熱值尾氣、高爐煤氣、石油化工行業(yè)冶煉尾氣、煤礦低濃度瓦斯氣，也包括生物質(zhì)熱解產(chǎn)生的C₂H₂、CO、CH₄等可燃?xì)猓B(yǎng)殖釀造行業(yè)產(chǎn)生沼氣等。這種可燃?xì)怆S著國家環(huán)保要求提高，將不能直接排放到大氣中，而從能源利用角度出發(fā)，這部分低熱值燃?xì)庖彩菄鴥?nèi)能源結(jié)構(gòu)的必要補(bǔ)充，如何實(shí)現(xiàn)低熱值氣體穩(wěn)定燃燒、減少直接排放造成的環(huán)境污染問題、實(shí)現(xiàn)氣體能源的高效清潔利用，成為亟待解決的難題。因此，開發(fā)一種新型的低熱值氣體燃燒技術(shù)，對(duì)緩解能源緊張，提高能源利用率，改善環(huán)境質(zhì)量，具有非常重大意義。

目前，燃燒是處理低熱值氣體的最有效的方法，這種方法不僅可以有效消除低熱值氣體中有害物質(zhì)，而且可以提取低熱值氣體中能量，同時(shí)達(dá)到利用低熱值氣體中有效能量和降低環(huán)境污染的目的。目前，燃燒方式主要有直接燃燒、熱力燃燒、多孔介質(zhì)燃燒、蓄熱燃燒和催化燃燒。直接燃燒具有裝置簡單、投資成本低的特點(diǎn)，在國內(nèi)相當(dāng)普遍。但低熱值氣體可燃性組分少，不可燃性組分，氮?dú)狻⑺魵狻⒍趸嫉群亢芨撸嬖谥鹄щy、燃燒不穩(wěn)定、燃盡率低的缺點(diǎn)。主要因?yàn)橐淮物L(fēng)輸送速度高于低熱值氣體混合物的火焰?zhèn)鞑ニ俣龋虼巳紵M(jìn)口處穩(wěn)定的著火只可能發(fā)生一次風(fēng)的邊緣處，自由射流的外邊界處速度趨于零，幾乎沒有湍流擾動(dòng)，傳熱傳質(zhì)的作用很差，著火條件很差。以Qz表示低熱值燃?xì)膺_(dá)到著火溫度所必須的著火熱；以Qg表示外界提供給低熱值燃?xì)庵鸸幔挂淮物L(fēng)低熱值燃?xì)鈿饬髦穑瑧?yīng)保證穩(wěn)燃指數(shù)e=Qg/Qz≥1，e值越大，則著火越穩(wěn)定。由上式可見，低熱值燃?xì)馊粢€(wěn)燃，應(yīng)從兩個(gè)方面著手：一方面盡可能降低低熱值燃?xì)庵馃崴锜崃浚涣硪环矫鎽?yīng)加強(qiáng)著火供應(yīng)熱量。

中國發(fā)明專利CN1715747A公布了一種燃?xì)忮仩t蓄熱穩(wěn)燃裝置，其特征是在鍋爐爐膛燃燒區(qū)域設(shè)置一蓄熱塊，通過蓄熱塊蓄熱，形成一個(gè)加熱區(qū)域，為著火過程提供額外熱量，以此達(dá)到穩(wěn)定燃燒目的。但是在爐膛中心布置蓄熱塊縮小了低熱值燃?xì)饬魍ń孛妫黾恿藲怏w速度，不利于火焰?zhèn)鞑ィ瑫r(shí)會(huì)導(dǎo)致壓力波動(dòng)，燃燒不穩(wěn)定。鍋爐邊壁流體速度低、傳熱傳質(zhì)很低也不利于燃燒。這種單純通過增加蓄熱體增加著火熱、忽略流場(chǎng)分布的方式并不能完全解決低熱值燃?xì)飧咝Х€(wěn)定燃燒的問題。

發(fā)明專利（公開號(hào)：101520175）公布了一種低熱值燃?xì)庑顭岱€(wěn)燃裝置，其特征在于，所述爐膛的前面有穩(wěn)燃室、蓄熱墻。通過在穩(wěn)燃室兩端加多孔性蓄熱墻，對(duì)氣體進(jìn)行加熱，維持著火熱量，進(jìn)行穩(wěn)定燃燒。這種方式?jīng)]有充分考慮分級(jí)供風(fēng)和邊壁流體混合效果。燃?xì)饬鞒龇€(wěn)燃室進(jìn)入爐膛時(shí)，沒有蓄熱結(jié)構(gòu)，燃燒溫度下降，不利于燃?xì)膺M(jìn)一步燃燒，燃燒效率受到限制。這種直立式蓄熱墻與流體方向成直角，對(duì)墻體沖擊力很大，蓄熱墻壽命縮短。

專利（CN201636878U）公開了高爐煤氣放散塔煤氣穩(wěn)燃裝置，在放散塔內(nèi)設(shè)置兩層蓄熱體，高爐煤氣通過蓄熱層內(nèi)孔道加熱而被引燃。但蓄熱體內(nèi)孔道復(fù)雜，蓄熱體邊壁縫隙很大，導(dǎo)致流體分布不均一，容易形成溝流，降低燃燒效率和燃盡率。此外，蓄熱體本身結(jié)構(gòu)復(fù)雜，難以加工。

目前大多數(shù)專利技術(shù)都集中在增加著火供熱方面解決低熱值燃?xì)怆y以穩(wěn)定連續(xù)燃燒問題，忽略從降低著火熱方面解決穩(wěn)燃問題。同時(shí)，蓄熱體設(shè)計(jì)多以平面為主，類似蓄熱墻，沒有充分考慮流場(chǎng)分布和氣體混合。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，為解決上述問題，提供一種適合低熱值燃?xì)馇辛髋c直流復(fù)合穩(wěn)燃蓄熱燃燒裝置。

本發(fā)明的適合低熱值燃?xì)馇辛髋c直流復(fù)合穩(wěn)燃蓄熱燃燒裝置，該燃燒裝置包括一燃燒塔3，一燃?xì)膺M(jìn)口1位于燃燒塔3的側(cè)壁底部；一煙氣出口5位于燃燒塔3的另一側(cè)側(cè)壁頂部；一個(gè)一次風(fēng)管9連通至一風(fēng)室12，用于提供直流供風(fēng)，風(fēng)室12連接于燃燒塔3的底部；還包括一點(diǎn)火孔11設(shè)于燃燒塔3底部、風(fēng)室12的上方；一泄渣孔（13）位于風(fēng)室（12）底部；一人孔（4）位于燃燒塔（3）側(cè)壁上部、高于頂層穩(wěn)燃錐（2），所述的燃燒裝置采用空氣切流與直流復(fù)合實(shí)現(xiàn)穩(wěn)燃蓄熱燃燒，還包括二次風(fēng)管8和穩(wěn)燃錐2，所述的二次風(fēng)管8通過多級(jí)環(huán)形分布器6與若干支氣管7相連，所述支氣管7切向連通至燃燒塔3內(nèi)部；所述的穩(wěn)燃錐2為錐形或者圓臺(tái)形，設(shè)于燃燒塔3內(nèi)部、燃?xì)膺M(jìn)口1的上方，穩(wěn)燃錐的壁面均勻設(shè)置若干通道。