[發明專利]一種窯爐的催化燃燒方法及裝置

在審

• 申請號: 201610121578.1
• 申請日: 2016-03-04
• 公開（公告）號: CN105783022A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發明（設計）人: 唐邵斌;周冰若;張濤;王瑞;毛白余;王凱;范威
• 申請（專利權）人: 湖南冠拓科技股份有限公司
• 主分類號: F23L7/00
• 分類號: F23L7/00
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 何為;李宇

技術領域

本發明涉及一種窯爐的催化燃燒方法與裝置，特別是一種利用氫氧混合氣體對窖爐進行催化助燃的方法與裝置。

背景技術

工業窯爐利用燃料燃燒或電能產生的熱量，對工件或物料進行熔煉、加熱、燒結、裂解和蒸餾等各種加工，廣泛應用于冶金、建材、化工、輕工、食品和陶瓷等行業，因而，工業窯爐品種多、耗能高、影響大，是工業生產的關鍵設備，也是能源消耗大戶。

我國現有工業窯爐80余萬臺，燃煤爐窯約占64%，燃油、燃氣爐窯為20%左右，年耗能源折合標準煤達3億多噸，約占我國工業用煤的40％，平均能效比國外先進水平低20％以上。為了提高能源利用效率，我國一直在對現有工業窯爐進行節能改造，改造的內容包括燃燒系統改造、窯爐結構改造、窯爐保溫改造、控制系統改造以及煙氣余熱回收利用等。其中對燃燒系統的改造是最主要和最有效的措施之一。

現有工業窯爐在燃燒過程中，燃料堆積于爐排之上，容易出現燃料堆積較厚、爐排通風不暢，導致燃料燃燒不充分，直接當成料渣排出爐膛。目前工業窯爐的燃燒系統在使用過程中，不同程度地存在著過量空氣系數大，火焰溫度低，燃燒不充分，燃燒效率低，環保難以保證的問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，針對現有技術中窯爐燃料的燃燒率低的問題，提供一種能提高窯爐燃燒效率的窯爐催化燃燒方法與裝置。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種窯爐催化燃燒方法，其通過在窯爐的鼓風管道上增加一條水電解氫氧氣管道，使由水電解氫氧發生器產生的氫氧氣與空氣按1‰-3‰的比例混合后從底部和側面吹入窯爐爐膛作為燃燒催化劑即可。

本發明提供的一種窯爐催化燃燒裝置，包括一窯爐爐膛，該窯爐爐膛內設置爐排，該爐排的下方及側面安裝一鼓風管道，且鼓風管道的鼓風口朝向爐排設置，該鼓風管道的末端設置鼓風機，該鼓風管道的中段設置水電解氫氧氣管道，該水電解氫氧氣管道的前端設置閥門，末端設置水電解氫氧發生器。

本發明通過在窯爐的鼓風管道上增加一條水電解氫氧氣管道，并在窯爐燃燒過程中，使得由水電解氫氧發生器產生的氫氧氣與空氣按1‰-3‰的比例混合后吹入爐膛。利用水電解方式產生的氫氧混合氣體中含有一定數量的離子態氫氧，具有較高的能級和活性。在燃煤或燃油爐窯的燃燒過程中，存在大量一氧化碳、烴類物質，這些物質與空氣混合物的燃燒速度不高，而在有含氫物質存在時，燃燒速度就會顯著提高。一氧化碳的氧化鏈式反應成立的條件是必須有H⁺和OH^-等原子團組成的活化中心參與反應，一旦反應啟動，就會循環下去，由于水電解氫氧氣對燃燒中間產物氧化反應的鏈式推進，提高了一氧化碳、烴類等的氧化反應速度。因此本發明方法和裝置中混入的氫氧氣作為燃燒催化劑，混入重油、煤粉或生物質燃料的爐膛中共同燃燒，對燃料產生催化助燃的效果，有效提高燃料的燃燒率。

與現有技術相比，本發明所具有的有益效果為：

1.由于氫氧氣在高溫燃燒過程中可產生H+、OH-等活性原子，促進燃料中高碳氫鏈的裂解，使氧化反應速度加快，起到催化助燃的作用，能有效地提高燃料的燃燒效率從而節省燃料。

2.因為氫氧氣中含有三分之一的氧氣和三分之二的氫氣，因此，燃燒過程不需額外增氧，無過量空氣現象，采用氫氧氣催化燃燒，過量空氣系數約為α=1.01-1.02，十分接近過量空氣系數的理想值α=1，極小的過量空氣系數大大減少了爐內過量空氣的加熱熱損失，另外，氫氧氣的催化作用能有效地促進一氧化碳、烴類物質的充分燃燒，大幅減少了煙氣排放。

3.氫氧氣與空氣混合后通過鼓風管道進入爐膛，避免與火焰直接接觸，解決了氫氧氣回火問題，從而提高了水電解氫氧發生器的安全性。

4.加入氫氧氣可形成高溫燃燒環境與富氧環境，有利于燃料的著火與燃盡，有利于煙氣中可燃氣體與可燃微粒的燃盡，提高燃料利益率，降低能耗；且，應用氫氧氣可使燃況得以改善，既獲潔凈燃燒效果，又能提高燃燒效率，有利環保，并可降低鍋爐運行成本。

5．本發明方法簡單實用，安全可靠，既可用于新置爐窯，也可用于舊爐窯的改造，具有顯著的節能效果。

附圖說明

圖1為本發明一實施例的結構示意圖。

圖中：1.爐排；2.鼓風管道；3.鼓風機；4.水電解氫氧發生器；5.氫氧氣管道；6.閥門；7.窯爐爐膛。

具體實施方式