改性石油焦粉轻烧镁煅烧窑燃烧系统的制作方法

本实用新型涉及一种轻烧镁煅烧窑燃料及其配套的燃烧系统，特别是一种改性石油焦粉轻烧镁煅烧窑燃烧系统，可实现轻烧镁煅烧窑工艺节能减排目标。

背景技术：

改性石油焦粉是以石油焦为主要原料经合成深加工制备而成，作为燃料可替代石油为基础的燃料。其中石油焦是石油提炼过程中最末端的“废料”，因此以改性石油焦粉替代煤、煤气、油或天然气等作为清洁燃料，是典型的循环经济。由于轻烧镁窑生产用燃料消耗大量成本，使用发生炉煤气或天然气分别存在污染严重和价格过高等问题，使用石油焦粉代替煤气，由于其热效率高、价格适中可以大幅降低生产成本和减少污染物的排放，而且石油焦粉是国家政策鼓励使用的二次能源，可以大量利用石油工业“废料”，节约宝贵的石油资源，积极响应了国家“十一五”规划的节能降耗的目标。

石油焦粉作为燃料可以替代目前对环境污染严重的煤燃料，在轻烧镁窑试验应用燃烧石油焦粉过程中，综合与在同类炉窑使用一段式煤气发生炉煤气燃料的对比，为每吨成品轻烧镁所需燃料费用节省约20元。这里仅仅是燃料价格的对比，不包括人工、环境、排渣、安全、运输等相关费用的节省。因为虽然单位石油焦粉的价格高于煤3倍以上，但是石油焦粉的热值高于煤一倍以上，石油焦粉的燃尽率是98％以上，而煤经过发生炉等中间环节热效率低于50％。燃料利用率石油焦粉是煤的4倍以上，石油焦粉内含有的微量硫(0.5％)在窑内燃烧过程中与氧化镁中和后直接脱硫低于规定排放标准。在控制系统燃烧温度低于1200℃时氮氧化物的排放也是达标的。

石油焦粉的碳氢元素含量高于发生炉煤气，热值是4：1、灰分低，发热量和火焰的清洁度与重油的燃烧效果相近，满足轻烧镁窑的使用要求。

石油焦粉是一种粉状固体燃料，在轻烧镁窑上的燃烧经由雾化、焦粉与高温空气混合吸热、挥发份挥发燃烧、碳粉燃烧、燃烬五个阶段完成。其可燃性、燃烧温度控制、火焰性质控制是石油焦粉在轻烧镁窑上应用的关键技术。

技术实现要素：

本实用新型提供一种改性石油焦粉轻烧镁煅烧窑燃烧系统，实现了以石油焦粉为燃料轻烧镁煅烧窑上的应用，通过在轻烧镁煅烧窑前部设有石油焦粉预燃模块，使石油焦粉在预燃模块内850～950度的高温状态升温预燃后喷入轻烧镁窑，在轻烧镁窑内实现完全燃烧；通过改进燃烧器的结构，有效解决了在预燃模块引燃和燃烧，扩大了火焰的燃烧面积和指向性。

为实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现：

改性石油焦粉轻烧镁煅烧窑燃烧系统，包括以下五个模块：石油焦粉预燃模块、石油焦粉燃烧器、燃料与动力系统、智能低压配电与自动控制系统、燃料储配与输送系统，各模块根据轻烧镁煅烧窑的工艺状态进行排列组合、各模块接口间近距离采用标准接插件和快装接头连接，远距离选用无线通讯实现数据传输。

所述的轻烧镁煅烧窑的燃料入口处设有石油焦粉预燃模块、该模块使石油焦粉在850-950度的高温状态升温预燃后喷入轻烧镁煅烧窑，所述的轻烧镁煅烧窑上设有火焰检测装置，并连接有引燃装置，所述的引燃装置为用于建立起始引燃环境的有电子点火装置的丙烷燃烧器。

所述的石油焦粉燃烧器设置于石油焦粉预燃模块的入口处，包括石油焦粉通道和空气通道、定向导流喷嘴，所述的石油焦粉通道和空气通道为套筒式结构，石油焦粉通道位于空气通道的内部；在石油焦粉和空气的混合区域，空气通道为缩径式结构；所述的定向导流喷嘴的喷射角α为35-55度。

所述的燃料与动力系统包括分料仓、密封星型给料器、气力输送泵、混合风机、助燃风机，所述的分料仓上部设有仓顶除尘器，所述的分料仓下部设有密封星型给料器、料位计和流量计；所述的密封星型给料器通过送料管路与石油焦粉燃烧器入口相连接，所述的送料管路上设有气力输送泵；所述的混合风机通过连接管路与燃烧器模块的空气通道入口相连接；所述的助燃风机通过连接管道与预燃模块的助燃风入口相连接。

所述的智能低压配电与自动控制系统由配电柜、PLC系统、嵌入式计算机组成，用于实现石油焦粉预燃模块、石油焦粉燃烧器、燃料与动力系统、燃料储配与输送系统的自动控制。

所述的燃料储配与输送系统包括焦粉主仓和供粉管道，焦粉主仓通过供粉管道与分料仓相连接，在供粉管道上设有供粉阀。

所述的系统还包括生产管理模块，所述的生产管理模块由远程计算机和显示器构成，通过无线或有线的通讯方式实现整个系统的监视和控制。

与现有技术相比，本实用新型的有效效果是：

本实用新型改性石油焦粉轻烧镁煅烧窑燃烧系统，实现了以石油焦粉为燃料轻烧镁煅烧窑上的应用，通过在轻烧镁煅烧窑前部设有石油焦粉预燃模块，使石油焦粉在预燃模块内850～950度的高温状态升温预燃后喷入轻烧镁窑，在轻烧镁窑内实现完全燃烧；通过改进燃烧器的结构，有效解决了在预燃模块引燃和燃烧，扩大了火焰的燃烧面积和指向性。

石油焦粉是一种粉末状固体，与发生炉煤气的输送、计量、调节和控制方法完全不同，为适合轻烧镁窑的燃烧控制，本技术开发研制出的专用模块化的结构可实现气固两相粉体输送、燃料流量控制、专用具有燃料雾化、气固两相混合、紊流喷射等功能，并且与系统相配套的火焰检测、排放监测、工艺过程控制系统，炉窑环境控制和燃烧控制应用PLC、计算机、自动化控制系统、同时应用变频器、智能低压配电等节能技术，实现了模块化、智能化及远程监控功能。

附图说明

图1是改性石油焦粉轻烧镁煅烧窑燃烧系统的结构图。

图2是石油焦粉燃烧器的剖视结构图。

图3是石油焦粉燃烧器的结构图。

图中：1-供粉阀 2-仓顶除尘器 3-分料仓 4-料位计 5-流量计 6-密封星型给料器 7-气力输送泵 8-送料管路 9-混合风机 10-助燃风机 11-燃烧器12-预燃模块 13-轻烧镁煅烧窑 14-引燃装置 15-燃料与动力系统16-智能低压配电与自动控制系统 17-燃料储配与输送系统 18-焦粉通道19-空气通道 20-定向导流喷嘴 21-石油焦粉和空气的混合区域 22-缩径结构

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。

见图1，改性石油焦粉轻烧镁煅烧窑燃烧系统，包括以下五个模块：石油焦粉预燃模块12、石油焦粉燃烧器11、燃料与动力系统15、智能低压配电与自动控制系统16、燃料储配与输送系统17，各模块根据轻烧镁煅烧窑的工艺状态进行排列组合、各模块接口间近距离采用标准接插件和快装接头连接，远距离选用无线通讯实现数据传输。

所述的系统还可以包括生产管理模块，所述的生产管理模块由远程计算机和显示器构成，通过无线或有线的通讯方式实现整个系统的监视和控制。

轻烧镁煅烧窑13的燃料入口处设有石油焦粉预燃模块12、该模块使石油焦粉在850-950度的高温状态升温预燃后喷入轻烧镁煅烧窑13，所述的轻烧镁煅烧窑上设有火焰检测装置，并连接有引燃装置14，所述的引燃装置14为用于建立起始引燃环境的有电子点火装置的丙烷燃烧器。

石油焦粉燃烧器11设置于石油焦粉预燃模块12的入口处，见图2、图3，包括石油焦粉通道18和空气通道19、定向导流喷嘴20，所述的石油焦粉通道18和空气通道19为套筒式结构，石油焦粉通道18位于空气通道19的内部；在石油焦粉和空气的混合区域21，空气通道为缩径结构22；所述的定向导流喷嘴的喷射角α为35-55度。

燃料与动力系统15包括分料仓3、密封星型给料器6、气力输送泵7、混合风机9、助燃风机10，所述的分料仓3上部设有仓顶除尘器2，所述的分料仓3下部设有密封星型给料器6、料位计4和流量计5；所述的密封星型给料器6通过送料管路8与石油焦粉燃烧器11入口相连接，所述的送料管路8上设有气力输送泵7；所述的混合风机9通过连接管路与燃烧器模块11的空气通道入口相连接；所述的助燃风机10通过连接管道与预燃模块12的助燃风入口相连接。

智能低压配电与自动控制系统16由配电柜、PLC系统、嵌入式计算机组成，用于实现石油焦粉预燃模块、石油焦粉燃烧器、燃料与动力系统、燃料储配与输送系统的自动控制。

燃料储配与输送系统17包括焦粉主仓和供粉管道，焦粉主仓通过供粉管道与分料仓3相连接，在供粉管道上设有供粉阀1。

采用本实用新型装置，可以实现改性石油焦燃料在轻烧镁煅烧窑上的应用。用改性石油焦替代原有的以煤为原料的煤气发生炉燃料，实现节能减排。其工作过程是：石油焦粉由粉体输送系统送至燃烧器，运用合理的配风，焦粉经良好雾化后以高速紊流进入轻烧镁窑，在与高温助燃空气混合的过程中，通过炉内辐射和对流被迅速加热至着火，焦粒中的挥发分燃烧，而后是焦粒表面强烈燃烧放热。轻烧镁煅烧窑中的原料菱镁矿石在特定的温度下，煅烧成不同规格的轻烧镁粉成品。