专利名称：水焦浆旋流燃烧装置及方法
技术领域：
本发明属于水焦浆燃烧技术，具体为水焦浆在进入工业窑炉或锅炉炉膛之前的预燃烧的装置及方法。
背景技术：
石油焦挥发份含量低，析出过程很慢，着火困难，反应特性低，其燃烧性能与无烟煤相近。水焦浆是用50～200μm石油焦粉与水加入少量的添加剂制成的浆状燃料，其水份含量为25～35％；它可以长期储存和输送，从能量利用的角度来看，石油焦符合高热值、低灰分的制浆要求。因此，水焦浆作为一种新型的工业窑炉、工业锅炉和电站锅炉的的清洁燃料，有着更为广泛的应用前景。
水焦浆含有30％左右的水份，入炉后首先进行水份加热蒸发，更因石油焦的燃烧性能与无烟煤相近，使得水焦浆着火燃烧过程更为困难。
发明内容
1、技术问题本发明的目的是提供一种确保水焦浆能够稳定着火燃烧的水焦浆旋流燃烧装置及方法。
2、技术方案本发明的水焦浆旋流燃烧装置，由喷枪、燃烧室、切向风进口所组成，其特征在于旋风筒燃烧室为圆筒状，水焦浆喷枪设在旋风筒燃烧室的一端，一次切向风进口、二次切向风进口顺序设置在水焦浆喷枪下游的旋风筒燃烧室的壁上，在旋风筒燃烧室的另一端设有旋风筒燃烧室出口。
水焦浆和雾化空气从水焦浆喷枪喷入旋风筒燃烧室，一次切向风和二次切向进风分别通过一次切向风进口、二次切向风进口同方向切向进入旋风筒燃烧室，使得从水焦浆喷枪喷入的雾化水焦浆在旋风筒燃烧室内作高速旋转。
旋风筒燃烧室内的温度为900℃以上。一次切向风的风率为30～50％，二次切向风的风率为70～50％，风速均为20～100m/s。
水焦浆经喷枪雾化从旋风筒燃烧室端部进入炉膛，炉膛端部没有旋流燃烧器和一次风，而将水焦浆燃烧所需要的空气分成几部分切向风，即一次切向风和二次切向风等，从旋风筒炉壁上切向进入炉膛，切向进风速度为20～100m/s，以此来组织旋风筒炉膛内水焦浆的加热烘干、着火和燃烧过程。旋风筒的另一端是连接工业窑炉或锅炉的开放口，旋风筒内至少要达到900℃高温后方可实现稳定燃烧。
所述的水焦浆旋流燃烧技术，水焦浆燃烧所需要的空气分成几部分切向风，即一次切向风和二次切向风等，从旋风筒炉壁上切向进入炉膛。
3、技术效果由于石油焦的着火燃烧性能与无烟煤相近，而且水焦浆中含有30％左右的水份，水焦浆经喷枪雾化进入旋风筒炉膛内，首先进行水份加热蒸发过程，需要吸收大量的热量，如果空气过早地掺混到水焦浆中，会使得水焦浆着火过程更为困难，甚至熄火。本发明技术是滞后引入水焦浆燃烧所需要的空气，将其分成几部分切向风，即一次切向风和二次切向风等，一次切向风在水焦浆喷枪下游一定距离处切向进入旋风筒，作高速旋转；高速旋转的气流将旋风筒炉膛内高温烟气卷吸到旋风筒端部，保证了旋风筒端部能够维持足够高的温度，使得水焦浆得以快速加热烘干，稳定着火燃烧；着火后的水焦浆充分燃烧所需要的另一部分空气(即二次切向风等)，在一次切向风下游一定距离处，从炉壁切向进入燃烧室，高速旋转，在旋风筒炉膛内形成强烈的旋涡运动和复杂的轴向流动，燃烧过程更为炽烈，水焦浆燃烧产生的高温烟气进入工业窑炉或锅炉的开放口。
四
图1是本发明的结构示意图。其中有水焦浆喷枪1、旋风筒燃烧室2、一次切向风进口3、二次切向风进口4、旋风筒燃烧室出口5、水焦浆A、雾化空气B、一次切向风C、二次切向风D。
图2是本发明图1中P-P向剖视结构示意图。
五、具体实施方法本发明的水焦浆旋流燃烧装置，由喷枪、燃烧室、切向风进口所组成，旋风筒燃烧室2为圆筒状，水焦浆喷枪1设在旋风筒燃烧室2的一端，一次切向风进口3、二次切向风进口4顺序设置在水焦浆喷枪1下游的旋风筒燃烧室(2)的壁上，在旋风筒燃烧室2的另一端设有旋风筒燃烧室出口5。
水焦浆A和雾化空气B从水焦浆喷枪1喷入旋风筒燃烧室2，一次切向风C和二次切向风D分别通过一次切向风进口3、二次切向风进口4同方向切向进入旋风筒燃烧室，使得从水焦浆喷枪1喷入的雾化水焦浆在旋风筒燃烧室内作高速旋转。一次切向风C的风率为30～50％，二次切向风D的风率为70～50％，风速均为20～100m/s。高速旋转的气流将旋风筒内高温烟气卷吸到旋风筒端部，从而保证了旋风筒端部能够维持足够高的温度，使得水焦浆得以快速加热烘干，稳定着火燃烧，旋风筒燃烧室2内的温度为900℃以上。水焦浆燃烧产生的高温烟气从旋风筒炉膛出口7进入工业窑炉或锅炉的开放口。
所述的水焦浆旋流燃烧技术，水焦浆燃烧所需要的空气在旋风筒炉膛内高速切向旋转，调节各部分切向风的比率，以保证在不同热负荷时水焦浆能够稳定着火燃烧。
权利要求
1.一种水焦浆旋流燃烧装置，由喷枪、燃烧室、切向风进口所组成，其特征在于旋风筒燃烧室(2)为圆筒状，水焦浆喷枪(1)设在旋风筒燃烧室(2)的一端，一次切向风进口(3)、二次切向风进口(4)顺序设置在水焦浆喷枪(1)下游的旋风筒燃烧室(2)的壁上，在旋风筒燃烧室(2)的另一端设有旋风筒燃烧室出口(5)。
2.一种水焦浆旋流燃烧方法，其特征在于水焦浆(A)和雾化空气(B)从水焦浆喷枪(1)喷入旋风筒燃烧室(2)，一次切向风(C)和二次切向风(D)分别通过一次切向风进口(3)、二次切向风进口(4)同方向切向进入旋风筒燃烧室，使得从水焦浆喷枪(1)喷入的雾化水焦浆在旋风筒燃烧室内作高速旋转。
3.根据权利要求2所述的水焦浆旋流燃烧方法，其特征在于旋风筒燃烧室(2)内的温度为900℃以上。
4.根据权利要求2或3所述的水焦浆旋流燃烧方法，其特征在于一次切向风(C)的风率为30～50％，二次切向风(D)的风率为70～50％，风速均为20～100m/s。
全文摘要
水焦浆旋流燃烧装置及方法为水焦浆在进入工业窑炉或锅炉炉膛之前的预燃烧的装置及方法。旋风筒燃烧室2为圆筒状，水焦浆喷枪1设在旋风筒燃烧室的一端，一次切向风进口3、二次切向风进口4顺序设置在水焦浆喷枪下游的旋风筒燃烧室的壁上，在旋风筒燃烧室的另一端设有旋风筒燃烧室出口5。燃烧方法为水焦浆A和雾化空气B从水焦浆喷枪喷入旋风筒燃烧室，一次切向风C和二次切向进风D分别通过一次切向风进口、二次切向风进口同方向切向进入旋风筒燃烧室，使得从水焦浆喷枪喷入的雾化水焦浆在旋风筒燃烧室内作高速旋转。旋风筒燃烧室2内的温度为900℃以上。该装置及方法，能确保水焦浆能够稳定着火燃烧。
文档编号F23D1/02GK1438447SQ03113078
公开日2003年8月27日 申请日期2003年3月28日 优先权日2003年3月28日
发明者沈来宏 申请人:东南大学