[發明專利]一種固體燃料分級燃燒裝置及其分級燃燒方法

有效

• 申請號: 201611107749.1
• 申請日: 2016-12-06
• 公開（公告）號: CN106753478B
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 殷秀峰;王健
• 申請（專利權）人: 殷秀峰;王健
• 主分類號: F23C7/00
• 分類號: F23C7/00;C10B53/02;C10G9/20;F23H5/00;F23H7/00
• 代理公司: 沈陽技聯專利代理有限公司 21205
• 代理人: 張志剛

1.一種固體燃料分級燃燒方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

1）新添燃料到達干燥熱解層，固體燃料進行干燥和去揮發分過程，實現固定碳與揮發分的分離，熱解出的揮發分物質多為分子量較大的煤焦油和烴類干燥熱解層高溫下氣態物質，分離出的固定碳為固體燃料中在干燥熱解層高溫下不易揮發的固態組分，也就是實現了固體燃料中兩大可燃組分的分離；

2）步驟1）分離出的固態可燃組分進入固態燃燒層后，在預熱后一次供風作用下進行富氧條件下的充分燃燒直至燃盡；

3）步驟1）分離出得氣態物質在負壓作用下經過固態燃燒層，進行煤焦油大分子物質初步裂解，其中小分子的烴類和氫氣物質與一次風的過?？諝饣旌先紵?，維持氣態燃料組分高溫以及火焰傳輸；

4）步驟3）產生的小分子物質以及未完全裂解的大分子物質在煙囪負壓作用下進入文丘里燃燒器收縮段，與預熱后二次風進一步混合，隨后進入混合裂解段進行渦旋運動混合燃燒，實現煤焦油大分子的充分裂解，小分子物質的進行燃燒維持了高溫火焰的延續；

5）步驟4）裂解后的可燃物質以及燃燒產物到達擴壓段，由于燃燒對氧氣的大量消耗，以及產生的大量二氧化碳將可燃氣體沖散成為多個碎小氣團，為保證這些小氣團中可燃氣體的充分燃燒，第三次預熱后的空氣必須給予補充，最終實現氣態組分的完全燃燒；

所述的固體燃料分級燃燒方法所采用的裝置包括燃料倉及固態燃燒部分（1）、氣態燃燒部分（2）、分級供風部分（3）和多組爐排部分（4）；燃料倉及固態燃燒部分（1）自上而下包括進料口（1.1）、新添燃料層（1.2）、干燥熱解層（1.3）和固態燃燒層（1.4）；氣態燃燒部分（2）位于所述燃料倉及固態燃燒部分（1）一側，其自下而上包括吸氣收縮段（2.1）、混合裂解段（2.2）和擴壓段（2.3）；分級供風部分（3）包括底部的一級供風（3.1）以及與氣態燃燒部分（2）相連的二級供風（3.2）和三級供風（3.3）；多組爐排部分 （4）包括位于固態燃燒層底部和一級供風頂部的斜體爐排（4.1）和水平爐排（4.2）以及位于氣體燃燒部分的底部與水平爐排（4.2）相同高度的固定爐排（4.3）；

所述燃料倉及固態燃燒部分（1）中固態燃燒層（1.4）側方與吸氣收縮段（2.1）直接連接，其厚度與吸氣收縮段（2.1）高度相當；干燥熱解層（1.3）緊接固態燃燒層（1.4）上部，其厚度與固態燃燒層（1.4）厚度相當；新添燃料層（1.2）位于干燥熱解層（1.3）上部，其厚度無要求，只需到達進料口（1.1）；進料口位于新添燃料層上部，位置不僅限于正上，也可側方或斜口，只需滿足加料至燃料倉；

所述氣態 燃燒部分（2）為文丘里燃燒器，混合裂解段（2.2）為圓筒混合管，其直徑與長度相當，長度不小于10cm；吸氣收縮段（2.1）位于混合裂解段（2.2）下面，且緊鄰固態燃燒層（1.4）側方，其寬度必須大于混合裂解段（2.2）直徑，高度不低于混合裂解段（2.2）長度的0.6倍，也不會高于混合裂解段（2.2）長度的1.5倍，其收縮口位于混合裂解段（2.2）下端，周圍安裝有二級供風（3.2）出風口；擴壓段（2.3）位于混合裂解段（2.2）上面，其寬度必須大于混合裂解段（2.2）直徑，高度不低于混合裂解段（2.2）長度，其擴壓口位于混合裂解段（2.2）上端，周圍安裝三級供風（3.3）出風口，其上部與換熱設備（6）連接；

所述分級供風部分（3）中的各級供風部分彼此獨立，且均可單獨調節，且每級供風均被預熱后使用，從而實現不同固體燃料的清潔高效燃燒；其中一級供風（3.1），安裝在所述燃料倉及固態燃燒部分（1）同側下面，包括進風口和進風通道，即第一清渣室（5.1）；二級供風（3.2）安裝在固態燃燒層（1.4）下部周圍，進風口位于爐體正面，通道繞過爐體正面及兩側后直接到達氣態燃燒部分（2），與混合裂解段（2.2）外圍的下進風通道相連；三級供風（3.3）安裝在固態燃燒層（1.4）中部周圍，緊鄰二級供風（3.2）通道上側，進風口位于爐體正面，通道繞過爐體正面及兩側后直接到達氣態燃燒部分，與混合裂解段（2.2）外圍的上進風通道相連；

所述多組爐排部分（4），斜體爐排（4.1）為雙層活動爐排，雙層之間距離不小于3cm，爐排面與爐體正面形成角度位于0~90度之間，斜體爐排（4.1）上層下端與水平爐排（4.2）處于相同高度，存在縫隙不大于2cm；水平爐排（4.2）為雙層活動爐排，雙層之間距離不小于3cm，爐排一段與斜體爐排一端緊鄰，另一端與第一清渣室（5.1）和第二清渣室（5.2）之間隔斷墻緊鄰，兩端縫隙不大于2cm；固定爐排（4.3）為單層固定爐排，安裝在第二清渣室（5.2）上方，吸氣收縮段（2.1）的下面，其跨度直接與爐體后壁和清渣室隔壁連接；

所述分級供風部分（3）的各級供風部分均預熱后使用，其中一級供風（3.1）進入第一清渣室（5.1）會被初步加熱，隨后到達雙爐排中間層，進一步高溫加熱，最后到達固態燃燒層（1.4）；二級供風（3.2）進入二級供風通道后，其通道僅僅圍繞高溫的固態燃燒層，從而被輻射增溫，隨后到達文丘里燃器的混合裂解段，進一步會被加熱，從而達到直接助燃的溫度；三級供風（3.3）進入三級供風通道后，其通道僅僅圍繞高溫的固態燃燒層，從而被輻射增溫，隨后到達文丘里燃器的混合裂解段，進一步會被加熱，從而達到直接助燃的高溫。