[其他]排渣式燃燒裝置

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 86108138
• 申請(qǐng)日: 1986-12-01
• 公開（公告）號(hào): CN86108138A
• 公開（公告）日: 1988-07-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 道格拉斯·布魯斯·謝潑德;約翰·查爾斯·斯坦塞爾;艾伯特·索爾伯斯;蘭斯·埃利奧特·希爾
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: TRW公司
• 主分類號(hào): F23B11/00
• 分類號(hào): F23B11/00;F23J1/00
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 周備麟,黃少行

傳統(tǒng)的燃燒鍋爐廠和工業(yè)用爐在爐中反應(yīng)區(qū)內(nèi)燃燒煤，在該反應(yīng)區(qū)內(nèi)燃燒溫度高到足以保持爐渣在其熔融溫度。它們通常在總的化學(xué)配比大于1的情況下燃燒，這便導(dǎo)致大量氮氧化物和硫氧化物生成，并導(dǎo)致相當(dāng)高的微粒排放進(jìn)入大氣內(nèi)。這些爐子單位容積的能量釋放比較低，并依靠使用耐火材料來防止?fàn)t渣燒蝕。它們通常以很低的功率密度運(yùn)行，為了燒盡燃料中碳的成份、收集剩余的爐渣，并從火焰中提取能量，需要大量的“火箱”。

最近幾年，石油價(jià)格已提高約9倍，許多鍋爐發(fā)電廠和工業(yè)用爐受到價(jià)格壓力的打擊。例如碳酸鈉石窯要求大量的熱能，這些工業(yè)技術(shù)的經(jīng)營(yíng)者將大量投資用于設(shè)備上，考慮到目前的石油和天然氣的價(jià)格，在經(jīng)濟(jì)上是不可行的。將這些鍋爐和工業(yè)鍋轉(zhuǎn)化成燒煤而不是燒石油或天然氣，會(huì)大量節(jié)約能源成本，這常能避免工廠關(guān)倒、避免拋棄投資，并避免社會(huì)上的失業(yè)。但是要在原為燃用石油或天然氣而設(shè)計(jì)和建造的數(shù)千瓩的鍋爐中改燃煤卻存在一些始終認(rèn)為是不可克服的困難：從平常的煤燃燒中產(chǎn)生的飛灰和煤渣會(huì)覆蓋在水管上，迅速地使鍋爐效率下降;硫氧化物（Sox）和（或）含氮氧化物（Nox）的排放不僅是為社會(huì)所不能接受的，而且，在現(xiàn)行的清潔空氣規(guī)定下，在市區(qū)和半市區(qū)地區(qū)常常是被禁止的，鍋爐發(fā)電廠通常位于這些地區(qū)。通常，安裝裝煤設(shè)備和燃燒設(shè)備的可用空間受到嚴(yán)格限止。而原為燃用石油或天然氣設(shè)計(jì)的鍋爐通常沒有用于收集和處理爐渣的裝置。

因此，我們的社會(huì)對(duì)于把現(xiàn)存的鍋爐和工業(yè)用爐轉(zhuǎn)換（改型）成適于燃煤的工藝和裝置已引起了社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的明顯需求。從經(jīng)濟(jì)、技術(shù)和環(huán)境保護(hù)觀點(diǎn)所接受的任何該種裝置應(yīng)當(dāng)滿足下列要求：

功率密度高-在主燃室內(nèi)單位立方呎容積大約每小時(shí)為1.0百萬英熱單位/小時(shí)（Btu/hour）。

Nox低-散發(fā)到大氣中的氣體始終如-地小于450百萬分體積比（ppmV），并且最好小于250百萬分體積比。

Sox低-大體上低于用傳統(tǒng)的燃燒室迄今所達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)，并且最好使煙氣中硫化物含量降低到百分之50至90左右。

可除去非燃物質(zhì)-在氣體生成物被輸送到終端應(yīng)用爐或鍋爐以前，根據(jù)特殊的使用要求從燃燒氣體生成物中收集并除去70%-90%的燃料非燃有機(jī)物含量;

碳的轉(zhuǎn)移-在氣體生成物進(jìn)到鍋爐或其他熱利用設(shè)備之前，基本上將全部碳轉(zhuǎn)變成碳氧化物，

耐久性-保護(hù)燃燒室壁，使壁的有害腐蝕和（或）燒蝕保持在商用上可接受的期限內(nèi);

熱效率-輸送到末端應(yīng)用設(shè)備的氣體產(chǎn)物流具有含碳燃料85-90%左右的化學(xué)潛能。這些能量最好部分作為可感知熱、而部分以包含在氣體產(chǎn)物中并很快燃燒的一氧化碳和碳?xì)涞男问饺枯斔偷浇K端應(yīng)用設(shè)備中。

本發(fā)明提供了滿足上述要求的裝置。

為了參考，這里引用的屬于Burge等人的美國專利4，217，132敘述了用以燃燒包含非燃無機(jī)物組分的含碳燃料的裝置，作為液態(tài)爐渣來分離這些組分，并輸送熱燃燒產(chǎn)物流到某一熱能利用設(shè)備、諸如鍋爐中。在Burge等人的裝置中，固體含碳燃料（例如煤粉）被噴入到某一燃燒室內(nèi)，并且，與此同時(shí)氧化劑氣流（例如預(yù)熱空氣）被切向輸入到燃燒室內(nèi)以產(chǎn)生高速渦流條件：這一條件適于通過離心力的作用將大多數(shù)液態(tài)爐渣驅(qū)動(dòng)向燃燒室內(nèi)壁。在4，217，132專利中敘述的裝置是第一代高功率密度排渣式燃燒器。本發(fā)明涉及到排渣式燃燒器的改進(jìn)，這種改進(jìn)產(chǎn)生于廣泛的研究和研制，其中包括識(shí)別為修改原來設(shè)計(jì)和建造的工業(yè)鍋爐和電力業(yè)鍋爐能燃用石油和（或）天然氣所特有的要求。這里所敘述的我們的裝置是一種排渣式燃燒器，和Burge等人公開的那種同屬平常的一類。我們的裝置包括一些改進(jìn)，并且就我們所知，它是一種唯一突出的技術(shù)，同時(shí)，基本上排除了全部爐渣，控制了Nox和Sox排放物，并且避免了夾帶未燃碳和其它微粒，而以高效率運(yùn)行，具有商業(yè)上可接受的耐久性，并且被改型得小到足以進(jìn)入商用規(guī)模的工業(yè)和公共事業(yè)電廠內(nèi)通常可用的有限空間。

按照本發(fā)明，提供了一種緊湊的裝置和方法，用以在每單位容積高能輸出的情況下有效地燃燒含碳顆粒物質(zhì)，而排除非燃燒物到可能的最高程度，同時(shí)，使氮氧化物生成最少，并且排除了燃料大部分的硫含量。

我們的裝置，綜合起來說，包括具有第一軸線的預(yù)燃室;具有大體上和第一軸線垂直的第二軸線的主燃室;在所述燃燒室出口端具有鎖眼般孔口的導(dǎo)流板;用以從氣態(tài)燃燒產(chǎn)物中回收爐渣的壓力通風(fēng)系統(tǒng);清除液態(tài)熔渣的裝置，將氣態(tài)產(chǎn)物輸送到終端應(yīng)用的裝置;當(dāng)氣態(tài)產(chǎn)物大體上到達(dá)終端裝置時(shí)用以添加補(bǔ)充氧化劑到氣態(tài)產(chǎn)物中去的裝置。