一种低热值固体粉料燃烧装置制造方法
【专利摘要】一种低热值固体粉料燃烧装置，它包括壳体以及固结在壳体端部的入料管，其结构特点是，壳体为中空的管状结构，入料管与壳体相连通，壳体连接有入料管的一端还设有用于提供助燃空气的风管装置、用于通入助燃剂的助燃剂输入装置以及用于点火的脉冲点火器，脉冲点火器位于壳体内的一端连有用于将助燃空气、助燃剂和固体粉料的混合物发散扩散在壳体的燃烧腔体内的分散帽。本发明采用PLC自动控制，助燃风和辅助燃料用量不需要人工干预；采用两次切向旋流助燃风助燃，燃烧稳定、高效，保证低热值物料自持燃烧。它可实现对煤泥、污泥等大宗固体粉料进行焚烧处置，并充分利用固体粉料的热值，实现固体废弃物的资源化利用。
【专利说明】一种低热值固体粉料燃烧装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及粉料燃烧装置，尤其涉及一种低热值固体粉料燃烧装置。
【背景技术】
[0002]工业生产中，常常会产生大量的低热值固体粉料，尤其是以污泥、煤泥为代表的低热值固体粉料，它具有排放量和堆存量巨大的特点；这些热值固体粉料若不能及时得到处理，不仅占用了宝贵的土地资源，还容易造成环境的污染；目前尚无快速高效的处置方法，而传统的填埋、堆存手段由于诸多严重缺点已被逐渐禁止。
[0003]低热值固体粉料本身是一种资源，若能够有效处理，不仅可以消除其环境污染，还能为工业生产和建筑提供合适的原料。目前采用燃烧处理低热值固体粉料，常用的燃烧设备主要有煤粉燃烧器、流化床锅炉等，例如中国专利ZL201320330966.2公开的低热值燃料燃烧机，它在燃烧低热值物料时，需要大量的高热值物料，并且无物料混合的辅助设置，燃烧过程不能充分进行；因此，现有设备对低热值固体粉料的处理效率极低，需要大量的辅助燃料，且燃烧极不充分，几乎都不能对热值在2000kcal/kg以下的固体粉料进行处理。现有低热值固体粉料燃烧设备有以下几个主要的技术缺点:1、对2000kcal/kg以下的粉料几乎不能自持燃烧，需消耗大量的辅助燃料。2、燃烧不够充分，有大量热值不能利用。3、燃烧火焰温度低，普遍低于1000°C。4、对固体物料挥发成分份要求高，一般不能高于30%。5、对水分含量要求高，一般要求不能高于5%。这正是限制燃烧法处理低热值固体粉料的技术瓶颈，而目前还没有有效的解决途径。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种低热值固体粉料燃烧装置，它具有燃烧处理效率高、对低热值固体粉状要求低和控制方便的优点。
[0005]本发明是这样来实现的，一种低热值固体粉料燃烧装置，它包括壳体以及固结在壳体端部的入料管，其结构特点是，所述壳体为中空的管状结构，入料管与壳体相连通，所述壳体连接有入料管的一端还设有用于提供助燃空气的风管装置、用于通入助燃剂的助燃剂输入装置以及用于点火的脉冲点火器，脉冲点火器位于壳体内的一端连有用于将助燃空气、助燃剂和固体粉料的混合物发散扩散在壳体的燃烧腔体内的分散帽。所述燃烧腔体设有紧贴壳体内壁的耐火材料层。
[0006]所述助燃剂输入装置包括套装在入料管外的助燃剂外管、与助燃剂外管连通的助燃剂进入管以及连接在助燃剂进入管上用于控制助燃剂流量的助燃剂阀门。当助燃剂在助燃剂阀门的控制下由助燃剂进入管进入助燃剂外管，此时助燃剂与入料管中的固体粉料是隔离的，直到两者通入到脉冲点火器内进行混合，这利于物料的集中燃烧，避免了热量的分散。
[0007]所述风管装置包括稳流风管、旋流风管以及一端与燃烧腔体相连通的主风管，主风管与燃烧腔体之间的主风管部分还连有用于控制助燃空气流量的主助燃阀门；所述稳流风管的一端和旋流风管的一端依次与主风管相连通，稳流风管的另一端与套装在助燃剂外管外的稳流外管相连通，旋流风管的另一端与套装在稳流外管外的脉冲点火器相连通；所述稳流风管和旋流风管上分别设有用于控制通入风量的稳流阀门和旋流阀门；所述入料管、助燃剂外管和稳流外管位于脉冲点火器内的端部开口并连通。
[0008]风管装置中的一部分助燃空气通过稳流阀门的控制经稳流风管进入稳流外管中，形成平行气流；一部分助燃空气通过旋流阀门的控制经旋流风管进入脉冲点火器内，形成旋转的气流；平行气流和旋转气流在管内是隔离的，直到平行气流和旋转气流到达固体粉料和助燃剂的混合处，被高压喷出；在平行气流和旋转气流的扰动下，固体粉料和助燃剂混合非常均匀，此时脉冲点火器控制点火，在旋转气流的带动下，固体粉料和助燃剂旋转扩散，也增加了粉料的燃烧时间。来自于主风管的进入燃烧腔体内的气流，会进一步增加固体粉料和助燃剂混合的均匀度，提高燃烧的效率。
[0009]优选的是:所述脉冲点火器正对入料管处设有喇叭形扩口，呈丁字形的分散帽位于喇叭形扩口内，并与喇叭形扩口尺寸配合。从脉冲点火器高压喷出的固体粉料、助燃剂以及助燃空气的均匀混合物由分散帽发散喷入到燃烧腔体内；分散帽的设计利于混合物的均匀扩散，在燃烧腔体内燃烧充分燃烧。
[0010]优选的是:所述低热值固体粉料燃烧装置还包括PLC自动控制系统，它包括用于探测装置内温度、压强和固体粉料、助燃空气以及助燃剂流量的传感器，用于执行控制命令的阀门控制装置以及连接于传感器和阀门控制装置之间的控制器。PLC自动控制系统可以根据程序设定方便地控制固体粉料、助燃空气以及助燃剂的流量，实时监控装置内温度、压强等，以实现最佳燃烧效率。
[0011]本发明的有益效果为:本发明采用PLC自动控制，助燃风和辅助燃料用量不需要人工干预；采用两次切向旋流助燃风助燃，燃烧稳定、高效，保证低热值物料自持燃烧。其装置本身还具有结构紧凑，维护简单方便的优点，本发明可实现对煤泥、污泥等大宗固体粉料进行焚烧处置，并充分利用固体粉料的热值，实现固体废弃物的资源化利用。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本发明的结构示意图。
[0013]在图中，1、耐火材料层2、壳体3、主助燃阀门4、主风管5、稳流阀门6、稳流风管7、旋流阀门8、旋流风管9、脉冲点火器10、助燃剂进入管11、助燃剂阀门12、入料管13、分散帽14、助燃剂外管15、稳流外管16、燃烧腔体。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步说明。
[0015]如图1所示，本发明是这样来实现的，它包括壳体2以及固结在壳体2端部的入料管12，其结构特点是，所述壳体2为中空的管状结构，入料管12与壳体2相连通，所述壳体2连接有入料管12的一端还设有用于提供助燃空气的风管装置、用于通入助燃剂的助燃剂输入装置以及用于点火的脉冲点火器9，脉冲点火器9位于壳体2内的一端连有用于将助燃空气、助燃剂和固体粉料的混合物发散扩散在壳体2的燃烧腔体16内的分散帽13。所述燃烧腔体16设有紧贴壳体2内壁的耐火材料层I。
[0016]所述助燃剂输入装置包括套装在入料管12外的助燃剂外管14、与助燃剂外管14连通的助燃剂进入管10以及连接在助燃剂进入管10上用于控制助燃剂流量的助燃剂阀门
11。当助燃剂在助燃剂阀门11的控制下由助燃剂进入管10进入助燃剂外管14，此时助燃剂与入料管12中的固体粉料是隔离的，直到两者通入到脉冲点火器9内进行混合，这利于物料的集中燃烧，避免了热量的分散。
[0017]所述风管装置包括稳流风管6、旋流风管7以及一端与燃烧腔体16相连通的主风管4，主风管4与燃烧腔体16之间的主风管4部分还连有用于控制助燃空气流量的主助燃阀门3 ;所述稳流风管6的一端和旋流风管7的一端依次与主风管4相连通，稳流风管6的另一端与套装在助燃剂外管14外的稳流外管15相连通，旋流风管7的另一端与套装在稳流外管15外的脉冲点火器相连通；所述稳流风管6和旋流风管7上分别设有用于控制通入风量的稳流阀门5和旋流阀门7 ;所述入料管12、助燃剂外管14和稳流外管15位于脉冲点火器9内的端部开口并连通。一部分助燃空气通过稳流阀门5的控制经稳流风管6进入稳流外管15中，形成平行气流；一部分助燃空气通过旋流阀门7的控制经旋流风管7进入脉冲点火器9内，形成旋转的气流；平行气流和旋转气流在管内是隔离的，直到平行气流和旋转气流到达固体粉料和助燃剂的混合处，被高压喷出；在平行气流和旋转气流的扰动下，固体粉料和助燃剂混合非常均匀，此时脉冲点火器9控制点火，在旋转气流的带动下，固体粉料和助燃剂旋转扩散，也增加了粉料的燃烧时间。来自于主风管4的进入燃烧腔体16内的气流，会进一步增加固体粉料和助燃剂混合的均匀度，提高燃烧的效率。
[0018]所述脉冲点火器9正对入料管12处设有喇叭形扩口，呈丁字形的分散帽13位于喇叭形扩口内，并与喇叭形扩口尺寸配合。从脉冲点火器9高压喷出的固体粉料、助燃剂以及助燃空气的均匀混合物由分散帽13发散喷入到燃烧腔体16内；分散帽13的设计利于混合物的均匀扩散，在燃烧腔体16内燃烧充分燃烧。
[0019]所述低热值固体粉料燃烧装置还包括PLC自动控制系统，它包括用于探测装置内温度、压强和固体粉料、助燃空气以及助燃剂流量的传感器，用于执行控制命令的阀门控制装置以及连接于传感器和阀门控制装置之间的控制器。PLC自动控制系统可以根据程序设定方便地控制固体粉料、助燃空气以及助燃剂的流量，实时监控装置内温度、压强等，以实现最佳燃烧效率；PLC自动控制系统中传感器的具体位置是位于燃烧腔体16的温度和气压传感器、位于入料管12内的物料流量传感器、位于助燃剂进入管10内的助燃剂流量传感器、位于稳流风管6、旋流风管7以及主风管4内的助燃空气流量与气压传感器等，上述传感器连接于控制器，控制器根据设定燃烧参数，实时通过阀门控制装置控制稳流阀门5、旋流阀门7、主助燃阀门3、助燃剂阀门11以及控制粉料进入的阀门；实现与控制器参数匹配的最佳燃烧时的条件与组分组合。
[0020]本发明的工作原理以及生产实施过程是这样的。
[0021]本装置可用来燃烧低热值固体粉状物料，如污泥、煤泥等，它适应于含水率30%以下的固体粉状物料、挥发份含量40%以下固体粉状物料、适应于热值100kcal/kg-2000kcal/kg的固粉状物料以及灰份含量50%以下的固体粉状物料。其燃烧火焰温度可达1000°C以上，污泥热值利用率高达95%以上。
[0022]其具体工作过程是:低热值固体粉料在气流带动下，从入料管12进入燃烧设备内，入料气流压力一般在5kPa以上，助燃从主风管4进入，助燃风压力一般在20kPa以上。助燃风从三个通道进入燃烧设备，分别为稳流风管6和稳流阀门5、旋流风管8和旋流阀门7、主助燃阀门3。助燃剂可通过助燃剂进入管10和助燃剂阀门11进入燃烧设备。脉冲点火器9位于物料入口处，起到点火作用。燃烧设备头部主要有壳体2和耐火材料层I组成，起到支撑和保护作用。低热值固体粉料经入料管12喷入燃烧设备后，在分散帽13作用下，在燃烧腔体16内呈发散状扩散，其扩散过程在来自旋流风和平行风的作用下，将扩散形式转变成了旋转扩散或湍流扩散，在整个扩散过程中经主助燃阀门3进入到燃烧腔体16内的助燃风会对扩散过程中的旋流起到加强作用，促进粉料在燃烧过程中的旋转扩散，进一步增加了粉料的燃烧时间，提高了燃烧性能。
【权利要求】
1.一种低热值固体粉料燃烧装置，它包括壳体(2)以及固结在壳体(2)端部的入料管(12)，其特征在于，所述壳体(2)为中空的管状结构，入料管(12)与壳体(2)相连通，所述壳体(2)连接有入料管(12)的一端还设有用于提供助燃空气的风管装置、用于通入助燃剂的助燃剂输入装置以及用于点火的脉冲点火器(9)，脉冲点火器(9)位于壳体(2)内的一端连有用于将助燃空气、助燃剂和固体粉料的混合物发散扩散在壳体(2)的燃烧腔体(16)内的分散帽(13) ο
2.如权利要求1所述的低热值固体粉料燃烧装置，其特征在于，所述助燃剂输入装置包括套装在入料管(12)外的助燃剂外管(14)、与助燃剂外管(14)连通的助燃剂进入管(10)以及连接在助燃剂进入管(10)上用于控制助燃剂流量的助燃剂阀门(11)。
3.如权利要求1或2所述的低热值固体粉料燃烧装置，其特征在于，所述风管装置包括稳流风管(6)、旋流风管(7)以及一端与燃烧腔体(16)相连通的主风管(4)，主风管(4)与燃烧腔体(16)之间的主风管(4)部分还连有用于控制助燃空气流量的主助燃阀门(3)； 所述稳流风管出)的一端和旋流风管(7)的一端依次与主风管(4)相连通，稳流风管(6)的另一端与套装在助燃剂外管(14)外的稳流外管(15)相连通，旋流风管(7)的另一端与套装在稳流外管(15)外的脉冲点火器相连通；所述稳流风管(6)和旋流风管(7)上分别设有用于控制通入风量的稳流阀门(5)和旋流阀门(7)。
4.如权利要求3所述的低热值固体粉料燃烧装置，其特征在于，所述入料管(12)、助燃剂外管(14)和稳流外管(15)位于脉冲点火器(9)内的端部开口并连通。
5.如权利要求1所述的低热值固体粉料燃烧装置，其特征在于，所述脉冲点火器(9)正对入料管(12)处设有喇叭形扩口，呈丁字形的分散帽(13)位于喇叭形扩口内，并与喇叭形扩口尺寸配合。
6.如权利要求1所述的低热值固体粉料燃烧装置，其特征在于，所述燃烧腔体(16)设有紧贴壳体(2)内壁的耐火材料层(I)。
7.如权利要求1所述的低热值固体粉料燃烧装置，其特征在于，所述低热值固体粉料燃烧装置还包括PLC自动控制系统，它包括用于探测装置内温度、压强和固体粉料、助燃空气以及助燃剂流量的传感器，用于执行控制命令的阀门控制装置以及连接于传感器和阀门控制装置之间的控制器。
【文档编号】F23D1/02GK104296133SQ201410593071
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年10月28日 优先权日:2014年10月28日
【发明者】陈兵, 刘淑良, 谢新兵, 史桂平 申请人:山东博润工业技术股份有限公司