专利名称：用于燃烧废液的回收炉的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于从纤维素制品中得到的废液的燃烧装置，该纤维素制品是由木片或含有木质的类似材料制得。
燃烧废液的回收炉到目前为止己有几十年的历史了。它们一般包括一柱形炉子，该炉子的炉壁大部处包括有用于水从中流过的管道，而在炉子的上部分也装有用于水从中流过并对气道燃气进行冷却的管道系统。也被称之为黑液的浓集废液通过炉子下部分的一个或多个喷嘴向炉内喷射。用于助燃上述黑液的空气在炉子的不同部位吹入炉内，被吹入的空气分别称之为初级风、二级风、三级风及最后阶段的四级风。
废液燃烧除产生诸如CO2、氮氧化物、CO、硫化物和水之类的气体外，还产生基本上是由钠盐构成的熔化了的无机物质。这些熔化了的物质被收集于炉底，汇集后可流出进入一容器箱中并接着进行再利用。炉膛内燃烧区的温度高达1000-1200℃，而排出的熔化物温度为700-900℃，在炉内用废液燃烧而产生的气体(后称之为“炉内气道燃气”或“气道燃气”)从回收炉内排出前，先将其温度冷却到100-200℃。因对气道燃气冷却而产生和放出的热传递给管道系统中的水，因此产生的蒸汽则从位于炉顶的汽室中释放出去，此后通过进一步提高蒸汽的温度，对回收炉供给了一过热装置。所产生的蒸汽通常压力为40-100巴而温度为400-500℃，这跟回收炉的结构有关。
由气道燃气传递的热使管道中的水被汽化，而借助于该汽化的蒸汽之作用而使管道中的水以蒸汽的形式向上流过。生成蒸汽后余留的水在汽室中与蒸汽分离并返回到管道的下端。
回收炉的高度通常高达几十米，例如30-60米，而其周长一般为10-50米，这样就可提供足够的空间用于很大数量的管道的设置，所述的管道的总长大体上能围绕炉膛并沿着炉底部分通过。考虑到生产制作技术方面的原因，该回收炉设计成如下的方式用于与炉顶及炉底相连的炉壁其上带有的互连的管道形成平面的表面部分。由于这些管道以一定的距离互连，要想使其形成平面的表面，可用自动的生产方法来更容易地完成。因此所述的这种回收炉其大部分炉膛为方形横截面。该炉膛一般是悬挂于钢结构或其他坚固的结构里并位于用于收集熔化的无机化合物的收集箱之上。
正如己述，上述类型的回收炉己诞生有很长时间了，并且其功能本身已满意，但在考虑到其操作和生产制造方法时，还可对其进一步改进。另外，同设置在炉壁更靠中央处的管道相比，由于设置在炉角或其附近的管道离子炉中央的距离更远并且不能受到相同的热辐射，因此管道的受热并不均匀。炉角管道中的水汽化的程度就低于其它管道中的水。一些管有沿着炉底延伸部，炉角的管道沿炉底处构成的连续延伸部由于水在角管处的循环速度要比其它处管道中的水流循环速度慢，因此水在该处的流速较慢，从而这些炉底的管道有时会带来被烧坏，即所谓的被烧毁的危险。
传统的回收炉的另一个问题是由于炉内气道燃气的速度非常快，因此小滴的熔化了的无机化合物很容易随气道燃气往上飘。还能发生这些往上飘的小滴物质随后粘附于上部热交换器的表面上，影响气道燃气的冷却并增大了燃气流动的阻力。
本发明的目的是解决长久以来就想实现的在保持现有的生产制造方法(包括焊接方法)的同时克服回收炉的上述缺陷。
为实现本发明上述目的，根据本发明，己提出了一种用于燃烧来自纤维素制造中产生的废液的回收炉，该回收炉包括一炉子，所述的炉子其炉底和炉壁上带有多根由液体冷却的管道，并且该炉底形成了用于熔化了的无机物质的汇集点，空气和废液被引入的所述的炉子中，而燃气则在炉子中向上输送，所述的回收炉的特征在于炉子第一下部位处其横截面积大于炉子较高第二部位处炉子的横截面积，因此炉子第一部位处往上流的燃气流动的平均速度可保持低于假如第一部位与第二部位的横截面积相等时此时燃气的流速。
根据本发明，所述第一部位处炉壁管道数量基本上，并且最好是等于所述第二部位处的管道数量。
根据本发明，该回收炉的特征还在于上述两个部位处的横截面的周长基本上相等。
根据本发明，最好是所述的第二部位的横截面大体上为矩形，并且最好是正方形；而所述的第一部位的横截面则为4边以上的多边形，最好是6条或8条边。
根据本发明所述的回收炉，沿炉壁的管道直立布置，并且位于第二部位之炉壁角的管道也直立分布，而位于第一部位处的管道则沿一连续的表面布置，并且同第二部位处的管道相比，该第一部位处的管道离炉子的垂直中心线更近。
根据本发明所述的回收炉，最好是该回收炉被设计成使其第一部位的高度占整个炉高的大约1/4。
本发明的特征还在于用于汇集熔化了的无机物质的炉底为向上开口的V形结构。
根据本发明，从炉底出来的出口最好沿该V形炉底的两端设置。
根据本发明所述的回收炉，其特征还在于用于冷却气道燃气的冷却装置的最末的部分被设计成两个冷却级，位于倒数第二个冷却级中的气道燃气沿热交换器里的管道向下流，该热交换器内具有直立的充满水的管道；而位于最终冷却级中的炉内燃气则横穿过热交换器内的管道往下流，此处的热交换器则具有水平布置的冷却水管。
根据本发明，最好是所述的最终冷却级(或叫冷却装置)的入口直接与倒数第二个冷却级的出口相连。
根据本发明，最好是该最终冷却级被设计成几个管道单元，并且最好是三个或更多个，它们沿炉内气道燃气的流送方向依次地布置。
根据本发明，所述的最末的冷却装置之一可从其下方支撑，而可不用悬吊。
下面结合附图通过一优选实施例对本发明作更详细的描述，其中
图1为本发明所述的一回收炉的局部剖视示意图，
图2为图1所述的回收炉下部的放大剖视示意图，图3为沿图2之b-b线方向的剖视图，图4为沿回收炉之黑液喷入处方向的剖视图，而图5则为回收炉上部的横截面为方形处位置的剖视图，同时还示出了燃气排出通道的最下部位。
图1示出了本发明所述的一优选回收炉之主要部件的剖视图。该回收炉包括一带第一下位1和第二上位2的柱形炉子。该第二下位2采用常规类型，在其上端有一所谓的炉嘴3结构。在该位置处设置有一套最后的用于四级风的喷嘴4，所述的喷嘴4对于本发明来说不是必不可少的。在所述的这种情形中，回收炉的上柱形部分2制成方形。用于水流及吸热的管道设置在整个回收炉内，但为简便起见，图中未示出。
从附图可显见，下位1比上住2要宽大。本情形中(本实施例中)，该下位1制成为八边形的形状。当然该下位1亦可采用六边形或八边以上的多边形，边越多，则其下部越接近为圆形。重要的是下部分1的边多于上部分2的边。这些边的数目可任意选择。但最好的数目为8，因为这时无需由炉壁来形成过分小的平面。该下部分1的横截面积大于上部分2的横截面面积，虽然后者的周长保持不变。由于下部分1的横截面积大于上部分2的横截面积，因此燃气在这部分的速率也就较低，尤其是能带来气流不易将液滴、微粒等向上吸走的优点。在上述下部分还设置了一套用于二级风的喷5嘴和用于初级风的喷嘴6。熔化的化合物被收集于底部7中并可从其中流出并进入炉下方的一个或多个收集箱8中。
要燃烧的黑液通过二级风喷嘴5上方的位置17处的喷嘴进入下部分1中。
在炉子上部分2的上方设置有用于对气道中的燃气进行冷却的冷却系统9，它采用常规的类型。该冷却系统9一方面包括用于使来自于所谓的汽室10中的蒸汽从中流过的悬吊着的管道，另一方面还包括使水或水汽混合物从中流过的悬吊着的管道。从炉子管道中来的蒸汽汇集于汽室10中。进入管道中形成蒸汽的水(补给水)也被输入汽室10中。冷却系统9的管道用普通的方式悬吊并分成几个单元，在这些单元之间设置有除尘吹风机。
当气道中的燃气通过冷却系统9时，燃气就被冷却。冷却系统9的末端为一长方形的冷却装置11，气道中的燃气可沿管道流动。将气道中的燃气从约450℃冷却下来的冷却装置11构成炉子整个冷却系统的倒数第二个冷却装置(或称之为冷却级)。与上述倒数第二个冷却装置11直接相连的是下一个也即最终的冷却装置12，该最终冷却装置12原则上包括同上面相同的热交换器，但此处管道水平设置分成几个单元，其中燃气流过这些管道。这种横向流运其在气道燃气与管道中的水之间的热交换效率比纵向流动的热交换效率更高，在该最终的冷却装置12中，燃气可被冷却至100-200℃。在附图中，最终的冷却装置12由三个管道单元组成，当然也可采用更多的管道单元。将管道分成不同的单元其理由在于可在这些不同单元间设置除尘吹风机。不可避免地将从炉子中带来一些尘埃，这些尘埃会落到管道上。因此为了不至于影响热传导，应每隔一定的时间对管道进行除尘。吹落的尘埃或者直接落入炉子中的底部，或者可被收集到漏斗13，14和15中，然后再落入一容器16中，通过该容器16再将收集的尘埃返回到炉子1中去。
冷却系统之最终的冷却装置12的入口最好直接与倒数第二个冷却装置11相连。冷却装置11和12中的冷却介质由水，即所谓的补给水组成，当其被加热时，就输入到汽室中。
该最终冷却装置12也可从下方支撑，因此此时就不必采用悬吊的方式。
整个回收炉系统并不是悬吊着而是由立柱18或其他合适的结构支承着。
图2示出了本发明所述的回收炉的下位1。在该最佳实施例中，下位1为八边形。在其上部和下部，冷却水管19由虚划线表示。这些水管沿炉壁直立，其下部的相对两侧沿炉底转向成近于水平。并不是所有的水管管道都这样转向并设置在一个或同一平面内，原因是其中有些水管向下伸入分配管道20中。
如剖视图所示，炉底21为一向上开口的V形结构并具有很大的开口V。这样，熔化的无机物质就会汇集在由该V形结构形成的槽中。所述的熔化的物质通过开口22从V形槽的两侧排出，本实施例中，V形结构的每一侧有三个开口22。开口22的位置稍高于V形结构的底，这样一来就可在槽底预留有一槽熔化的物质。初级风和二级风的输入以及废液的喷射装置的标号与图1中的相同，而三级风则从位置23处输入。
按照本发明，在炉子上部分2的各角处设置有管道，而在其下部分的各角则未设置管道。这一点可由图3清楚地看出，图3示出了沿图2之b-b线方向的剖面。该图中，上部分的一个角由标号24表示，而下部分的角则由标号25表示。由该图可显见，从角24处伸出的管道向里转并到达底边26。这些管道未设置到下部分的任何角上，而是基本上设置于边的中央处。但是由于八边形并不是等边八边形，因此各管道的转向范围并不相同。因而从矩形部分的角24伸出的管道其在下八边部分的设置要比其在上矩形部分的设置更靠近于炉子的中央，因此以这种相应的方式，下八边形部分的各角25处的管道比上矩形部分角处的管道设置得更靠近于炉子的中央。因此，这样角落设置的管道比其它的角落管道温度更高，并且在这些沿炉底水平连续布置的管道中，流过其中的水流速度要快于整个采用矩形横截面形式时管道中的水流速度。这样就减少了炉底管道被烧坏的危险，即所谓的被烧毁。所有管道的直径最好一致。
设置于炉壁和炉底上的管道最好相互连接起来，但将其分开分别设置于炉壁及炉底上亦是可以的。
图3的左部示出了炉底管道的布置方式。沿边27和28的直立管道以同样的方式朝炉底方向弯曲。由于边27与炉底管道间有一定的夹角，假如这些炉底管道的外径相同，则其设置与在直向外弯的管道的边28相比，从边27一侧这些管更相互靠近。
图4示出了回收炉第一下位的上部分之废液喷入处的一截面。可以看出，该横截面为8边形，带有8套喷嘴17，每一条边的中部设置一套喷嘴。该8边形的边不需等长，在所示的图中边26和27比边28稍长。因此考虑到从炉子到管道中水的热交换8边形中不存在正好能使直立管道“隐藏”直角，而是所有的管道实际上都相同。
图5示出了在上部分2与下部分1结合处之略高一点的位置处，上部分2的一个截面。可看出，炉子在该处的截面为矩形。
最终的冷却装置12中的气道燃气通道之下部分29示于图的右侧。该气道燃气通道29在其漏斗形部分15处可分成两个或多个部分。水平地设置于该漏斗形部分15中的是一除尘丝杆30，用于除去从气道燃气中分离出来并汇集于漏斗15中的尘埃和其它物质。
因此本发明提供的回收炉比先有的传统回收炉具有更好的性能。炉子宽大的下部分可使燃气速度较低，导致有益的。熔化液滴的分离和沉积，而且角处的管道未被遮盖，因而可使水流更均匀和更快地流过管道。此外，由于气道燃气从炉子中排出时其冷却效率较高，因此使该回收炉的经济性得以改善。由于该回收炉的形状比传统的回收炉更圆，因此可更平稳地输入助燃空气。当希望使助燃空气旋转及使炉子下部分的燃气旋转，即所谓的旋转式燃烧时，回收炉采用圆形形状尤为有利。
炉底采用V型设计，在其中部带有分配箱或槽，意味着每一同炉底相连的单根管道具有更短的距离。这样亦带来一可减少所谓的被烧毁之危险的更加安全的结构。
炉底由比传统方式中流速更快的水流来冷却，这也改善了安全性。这是因为同整个矩形的回收炉相比，这种方式的回收炉有更多的炉壁管道连于炉底。
本发明并不局限于所述的实施例，只要在权利要求的范围之内，可作各种不同的变化。因此，一有利的实施例可以是其下部分1完全为圆形横截面。
权利要求
1.一种用于燃烧纤维素制品的废液的回收炉，包括一炉子，该炉子的炉底和炉壁上有多条由液体冷却的管道，并且该炉子的炉底(21)构成了一用于熔化的无机物质的汇集点，空气和废液引入该炉子中，而燃气则在炉子中向上输送，其特征在于炉子第一下部位(1)的横截面积大于炉子上方第二部位(2)处的横截面积。
2.如权利要求1所述的回收炉，其特征在于所述的第一部位(1)处的炉壁管道数目基本上，并且最好是等于所述的第二部位(2)处的管道数目。
3.如权利要求1或2所述的回收炉，其特征在于所述的两个部位(1，2)之横截面的周长基本上相等。
4.如权利要求1-3之任一所述的回收炉，其特征在于第二部位(2)的横截面基本上为矩形，最好是正方形，而第一部位(1)的横截面则为多边形，具有四条以上的边，最好是6条或8条。
5.如权利要求1-4之任一项所述的回收炉，其特征在于沿炉壁的所述的管道直立布置，设置于第二部位(2)之各角(24)处的管道也为直立形式，而在第一部位(1)的管道则沿一连续面(26)设置，并且同第二部位(2)处的管道相比，该处的管道离炉子的垂直中心线更近。
6.如权利要求1-5之任一项所述的回收炉，其特征在于第一下部位(1)约占整个回收炉全高的1/4。
7.如权利要求1-6之任一项所述的回收炉，其特征在于用于汇集熔化的无机物质的炉底具有一向上开口的V形结构。
8.如权利要求6所述的回收炉，其特征在于从炉底设置的出口(22)设置于该V形炉底的两端。
9.如权利要求1-8之任一项所述的回收炉，其特征在于气道燃气冷却系统之最末部分设计成两个冷却级(11，12)，该倒数第二个冷却级(11)中的气道燃气在热交换器里沿管道流动，该热交换器带有直立的充满水的管道，而最终的冷却级(12)中的燃气则在一类似的热交换器内穿过水平的管道流动。
10.如权利要求9所述的回收炉，其特征在于所述的最终冷却级(12)具有一直接与倒数第二个冷却级(11)的出口相连的入口。
11.如权利要求9或10所述的回收炉，其特征在于所述的最终冷却级设计成几个管道单元，最好是三个或更多，这些单元沿气道燃气的方向依次设置。
12.如权利要求9-11之任一所述的回收炉，其特征在于至少所述的最终的冷却级(11，12)是从下方支承，因此不是被悬吊着。
全文摘要
本发明涉及一种用于燃烧废液的再生回收炉。它包括一炉子、所述炉子的炉底和炉壁上带有多根液体冷却的管道、并且该炉底(21)构成了用于熔化的无机物质的汇集点，空气和废液被引入炉子中，而燃气则在炉子里向上输送。本发明的特征主要是炉子下部的第一部位(1)的横截面积大于炉子上方的第二部位(2)处的横截面积。
文档编号F22B1/20GK1142256SQ9419471
公开日1997年2月5日 申请日期1994年12月6日 优先权日1993年12月29日
发明者安德斯·帕姆根 申请人:卡瓦纳碎浆处理公司