专利名称：一种煤粉催化燃烧器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种煤粉催化燃烧器，属于煤炭燃烧设备技术领域。更具体地说，属于煤粉燃烧设备技术领域。
背景技术：
煤炭是一种重要的能源原料，在工业和民用中广泛应用。随着世界上石油天然气资源的日益枯竭，由于煤炭的储量大于石油天然气的储量，煤炭在能源战略中的地位越来越重要。煤炭燃烧有两种主要缺点，一是煤炭燃烧效率不高，造成煤炭资源浪费；二是煤炭燃烧不充分，造成环境污染。目前煤炭燃烧效率较高的方式是大型电站锅炉采用的煤粉燃烧技术，但其仍然只能达到75％的燃烧率，造成煤炭资源浪费。同时这种燃烧方式不适于在中小型锅炉、一般工业窑炉、民用炉上使用，大量中小型锅炉，一般工业窑炉和民用炉的低效率燃煤，造成更多的煤炭资源浪费。同时，由于煤炭燃烧不充分，产生大量CO、SO2、NOx物及粉尘，污染环境。对于大型锅炉可以配备一些除尘、脱硫、脱氮等装置，对于大量中小型锅炉、一般工业窑炉、民用炉，则由于经济、技术原因，无法全部配备除尘、脱硫、脱氮装置，造成大量的环境污染。为解决煤炭燃烧不充分的问题，现有技术中有的采用在煤炭中添加催化剂和促进剂的方法，但是这种方法使用不经济，对于大量使用的煤炭，添加催化剂即使是较小的量，其总使用量也是一个巨大的数量，要在煤炭中均匀添加催化剂需要使用大量人力、物力，造成成本增加，同时添加催化剂和促进剂有时还会产生副作用，使煤炭结渣，造成不易排渣等缺点。
实用新型内容本实用新型的目的是发明一种煤粉催化燃烧器，使煤粉充分燃烧，减少煤炭资源浪费，减少环境污染，适用于大中小型燃煤设备。
本实用新型采用的技术方案是煤粉催化燃烧器由燃烧喷嘴、燃烧室和蜂窝状导流燃烧板组成，燃烧室后端封闭，燃烧室前端开口，燃烧室内壁带有耐火层，燃烧喷嘴安装在燃烧室的后端，蜂窝状导流燃烧板安装在燃烧室中，所述蜂窝状导流燃烧板上带有通孔，形成蜂窝状导流孔，其上带有煤粉燃烧催化剂。
在燃烧喷嘴与蜂窝状导流燃烧板之间装有分流弧，在蜂窝状导流燃烧板前端或/和后端的燃烧室壁上装有可调节的进风口。
所述蜂窝状导流燃烧板是由莫来石或/和三氧化二铝或/和瑾青石为主要原料，经过压制成型，烧结成多孔状板，其上带有通孔，形成蜂窝状导流孔，所述蜂窝状导流燃烧板的厚度为20-500毫米，所述蜂窝状导流孔的当量直径为2-50毫米，蜂窝状导流孔的形状为圆形、方形或多边形。
在蜂窝状导流燃烧板的后面安置有蓄能器，在蓄能器前端或/和后端的燃烧室壁上装有可调节进风口，在蓄能器内装有煤粉燃烧催化剂颗粒。
在蜂窝状导流燃烧板的后面还可以放置第2个或多个蜂窝状导流燃烧板，在蜂窝状导流燃烧板之间的燃烧室壁上装有可调节进风口，所述蜂窝状导流燃烧板上带有煤粉燃烧催化剂或脱硫催化剂或脱氮催化剂。
所述燃烧喷嘴带有可调节煤粉与空气混合的气体燃料流量的喷嘴芯。
在燃烧室的外壁上装有预热风道，预热风道的出口与燃烧喷嘴的进口连接。
在燃烧喷嘴的进口或预热风道的进口装有煤粉混合器，煤粉混合器由螺旋给粉机、进风口和混料器组成，螺旋给粉机的出口与进风口汇合后与混料器进口连接，混料器的出口与燃烧喷嘴进口或预热风道进口连接。
在燃烧室中装有温度传感器或/和氧量传感器，用于控制二次风量。
将煤粉燃烧催化剂各组份混合后，经过球磨机粉碎混合，再用去离子水稀释制成浆液，将蜂窝状导流燃烧板放入浆液中浸渍，然后取出吹去多余浆液，经过烘干、烧结，使煤粉燃烧催化剂沉积在蜂窝状导流燃烧板的表层。
采用本实用新型设计的煤粉催化燃烧器有如下优点1.可以提高煤炭燃烧率，减少煤炭资源浪费。采用煤粉催化燃烧器进行煤粉的催化燃烧，可以使煤炭的燃烧率提高到80-95％以上，比电站锅炉的燃烧率提高15-25％，比一般中小型锅炉、工业窑炉的煤炭燃烧率提高20-30％，可以大幅减少煤炭资源浪费。
2.可以使煤炭燃烧更充分，减少环境污染。采用煤粉催化燃烧器进行煤粉的催化燃烧，可以使煤炭中的碳、氢、硫等可燃物质充分燃烧，减少CO、SO2和NOX物质的排放，减少环境污染。
3.煤粉催化燃烧器可以制作成各种型号的，适用于大、中、小型锅炉、工业窑炉、民用炉等多种燃煤设备中。可以极大地提高这些燃煤设备的燃烧率，减少污染物排放量，能够做到燃煤操作的自动化，改善燃煤设备的工作条件。
4.采用煤粉催化燃烧器可使燃煤设备减少运行成本，增加经济效益和环境保护效益。
图1是一种煤粉催化燃烧器的结构示意图图2是一种蜂窝状导流燃烧板的结构示意图图3是图2的剖视图图4是另一种煤粉催化燃烧器的结构示意图图5是另一种蜂窝状导流燃烧板的结构示意图图6是图5的剖视图图7是第三种煤粉催化燃烧器的结构示意图具体实施方式
实施例1本实施例所述煤粉催化燃烧器的结构示意图见图1所示，蜂窝状导流燃烧板3的结构示意图见图2和图3所示。
煤粉催化燃烧器由燃烧喷嘴1、燃烧室2和蜂窝状导流燃烧板3等组成。燃烧室2后部为圆锥体，前部为圆柱体，燃烧喷嘴1安装在燃烧室2的后部中间。燃烧室2内壁上带有耐火材料制成的耐火层4。在燃烧室2的中部安装有蜂窝状导流燃烧板3，其上带有蜂窝状导流孔5。在燃烧喷嘴1与蜂窝状导流燃烧板3之间装有点火器6。蜂窝状导流燃烧板3由莫来石和三氧化二铝为主要原料的耐火材料压制成型，经烘干烧结而制成，蜂窝状导流燃烧板3为圆形，板厚为50毫米，其上圆形蜂窝状导流孔直径为5毫米。
本实施例中使用的煤粉燃烧催化剂10是在市场中购买的球形三氧化二铝氧化催化剂，将上述配料加两倍去离子水混合后，经过球磨机球磨48-72小时，成凝胶状，加去离子水稀释制浆，将蜂窝状导流燃烧板3放入浆液中浸渍，然后取出吹去多余浆液，经过烘干，在900-1100℃温度中煅烧，自然降至室温，使煤粉燃烧催化剂10沉积在蜂窝状导流燃烧板3的表层微孔中。
煤粉催化燃烧器工作时，将煤粉碎为150目左右的煤粉与空气混合后形成气体燃料，从燃烧喷嘴1的进口进入燃烧喷嘴1，通过燃烧喷嘴1喷入燃烧室2的前段，由点火器6点燃后燃烧。在燃烧室2前段燃烧的煤粉与空气混合的气体燃料的火焰，进入蜂窝状导流燃烧板3的蜂窝状导流孔5中，经过充分燃烧的煤粉与空气混合的气体燃料的火焰喷出燃烧室2，获得工作所需火焰。
点火器6可以是电点火器或油气点火器，点火器还可以用来预热燃烧室2和预热蜂窝状导流燃烧板3。在煤粉催化燃烧器工作时，由于蜂窝状导流燃烧板3被火焰加热，形成一个均匀稳定的高温热场，蜂窝状导流孔5中的煤粉和空气在煤粉燃烧催化剂10的催化作用下，使煤粉得到迅速充分的燃烧，提高了煤粉的燃烧率，减少了煤粉燃烧产生的污染物CO、SO2、NOX物的排放。
这种煤粉催化燃烧器可以作成一种标准的煤粉燃烧装置，安装到锅炉、窑炉等设备上，作为加热源使用。这种煤粉催化燃烧器的煤粉燃烧率高，排放的污染物CO、SO2、NOX物少，使用方便，易于推广应用。
实施例2本实施例所述煤粉催化燃烧器的结构示意图见图4所示，蜂窝状导流燃烧板3的结构示意图见图5和图6所示。
煤粉催化燃烧器的结构是在实施例1所述的结构上进一步改进完善。在蜂窝状导流燃烧板3之前装有分流弧7，使煤粉与空气混合的气体燃料的一部分火焰分流到蜂窝状导流燃烧板3的周边。在蜂窝状导流燃烧板3之前的燃烧室2的壁上装有可调节进风口8。在燃烧喷嘴1中装有电动调节的喷嘴芯9，可以调节通过燃烧喷嘴1的煤粉与空气混合的气体燃料流量，以控制火焰的大小。所述蜂窝状导流燃烧板3为矩形，板厚为100毫米，其上圆形蜂窝状导流孔直径为15毫米。按实施例1中的方法将煤粉燃烧催化剂10沉积在蜂窝状导流燃烧板3的表层。在蜂窝状导流燃烧板3的后面安装有储能器11，储能器11由网状耐热不锈钢制成，其中装有球形煤粉燃烧催化剂12。在储能器11的前端的燃烧室2壁上装有可调进风口13。在燃烧室2的外壁上装有预热风道14，预热风道14的出口与燃烧喷嘴1的进口连接，在燃烧喷嘴1的进口处装有调节阀15。在燃烧室2的内装温度传感器16和氧量传感器17。
煤粉燃烧催化剂12采用本实用新型发明人申请的《一种煤粉催化燃烧方法及煤粉催化燃烧器及煤粉燃烧催化剂》发明专利中公开的煤粉燃烧催化剂，将上述配料加两倍去离子水混合后，经过球磨机粉碎混合24小时，以煤粉燃烧催化剂12和三氧化二铝1∶100的比例加入三氧化二铝作为载体，一同球磨72小时，经过压制成形，经过烘干，在900-1100℃温度中煅烧，制成球形煤粉燃烧催化剂12。
在煤粉催化燃烧器工作时，电动可调节喷嘴芯9可以调节煤粉与空气混合的气体燃料的流量，控制火焰的大小。预热风道14可以预热煤粉与空气混合的气体燃料，提高煤粉催化燃烧器的工作效率。蜂窝状导流燃烧板3上的煤粉燃烧催化剂10可以使通过蜂窝状导流孔5中的煤粉与空气催化燃烧，使煤粉燃烧更充分，排放的污染物更少。储能器11和球形煤粉燃烧催化剂12的作用是进行二次催化燃烧，并使煤粉燃烧燃烧器内温度稳定，防止断火。储能器11和球形煤粉燃烧催化剂12经过加热后，保持一个高温热场，在燃烧因故中断时，高温热场能维持一段时间，在此期间内，送入煤粉与空气混合的气体燃料，遇到高温的储能器11和球形煤粉燃烧催化剂12能快速恢复燃烧，保持燃烧器工作稳定性。球形煤粉燃烧催化剂12还可以对煤粉进行二次催化燃烧。温度传感器16、氧量传感器17与可调进风口8、13配合，在控制电路作用下，控制二次风量，调节燃烧中的空气过量系数，实现自动化操作。这种煤粉燃烧器工作稳定，煤粉的燃烧率高，污染物排放少。
实施例3本实施例所述煤粉催化燃烧器的结构示意图见图7所示，蜂窝状导流燃烧板3的结构示意图见图2和图3所示。
本实施例所述煤粉催化燃烧器的结构是在实施例2的结构上进一步改进完善。在圆形蜂窝状导流燃烧板3之后再安装两个圆形蜂窝状导流燃烧板18和19，在它们之间的燃烧室2的壁上装可调进风口20和21。蜂窝状导流燃烧板18上沉积有脱硫催化剂22，蜂窝状导流燃烧板19上沉积有脱氮催化剂23。脱硫催化剂22和脱氮催化剂23由市场购买，其沉积方法与煤粉燃烧催化剂10的沉积方法基本相同。在预热风道14的进口处安装有煤粉混合器24，煤粉混合器24由螺旋给粉机25，进风口26和混料器27组成，混料器27中有一个混料锥，螺旋给粉机25的出口与进风口26汇合后，与混料器27的进口连接，混料器27的出口与预热风道14的进口连接。
煤粉催化燃烧器工作时，煤粉从螺旋给粉机25进入混料器27，空气由风机送入进风口26，在混料器27中，煤粉与空气混合成气体燃料，通过预热风道14进入燃烧喷嘴1中。调节螺旋给粉机25的给粉量，可以控制煤粉与空气的混合比例。
蜂窝状导流燃烧板18上的脱硫催化剂22可以起到去除煤粉燃烧中产生的二氧化硫的作用，减少二氧化硫的排放。
蜂窝状导流燃烧板19上的脱氮催化剂23可以起到还原煤粉燃烧中产生的氧化氮的作用，减少氮氧化物的排放。
这种煤粉催化燃烧器工作稳定，煤粉的燃烧率高，污染物排放更少。这种煤粉催化燃烧器功能齐全，使用方便。
权利要求1.一种煤粉催化燃烧器，其特征是由燃烧喷嘴、燃烧室和蜂窝状导流燃烧板组成，燃烧室后端封闭，燃烧室前端开口，燃烧室内壁带有耐火层，燃烧喷嘴安装在燃烧室的后端，蜂窝状导流燃烧板安装在燃烧室中，所述蜂窝状导流燃烧板上带有通孔，形成蜂窝状导流孔，其上带有煤粉燃烧催化剂。
2.根据权利要求1所述的煤粉催化燃烧器，其特征还在于是在燃烧喷嘴与蜂窝状导流燃烧板之间装有分流弧，在蜂窝状导流燃烧板前端或/和后端的燃烧室壁上装有可调节的进风口。
3.根据权利要求1所述的煤粉催化燃烧器，其特征还在于是所述蜂窝状导流燃烧板是由莫来石或/和三氧化二铝或/和瑾青石为主要原料，经过压制成型，烧结成多孔状板，其上带有通孔，形成蜂窝状导流孔，所述蜂窝状导流燃烧板的厚度为20-500毫米，所述蜂窝状导流孔的当量直径为2-50毫米，蜂窝状导流孔的形状为圆形、方形或多边形。
4.根据权利要求1所述的煤粉催化燃烧器，其特征还在于是在蜂窝状导流燃烧板的后面安置有蓄能器，在蓄能器前端或/和后端的燃烧室壁上装有可调节进风口，在蓄能器内装有煤粉燃烧催化剂颗粒。
5.根据权利要求1、2、3、或4所述的煤粉催化燃烧器，其特征还在于是在蜂窝状导流燃烧板的后面还可以放置第2个或多个蜂窝状导流燃烧板，在蜂窝状导流燃烧板之间的燃烧室壁上装有可调节进风口，所述蜂窝状导流燃烧板上带有煤粉燃烧催化剂或脱硫催化剂或脱氮催化剂。
6.根据权利要求1所述的煤粉催化燃烧器，其特征还在于是所述燃烧喷嘴带有可调节煤粉与空气混合的气体燃料流量的喷嘴芯。
7.根据权利要求1所述的煤粉催化燃烧器，其特征还在于是在燃烧室的外壁上装有预热风道，预热风道的出口与燃烧喷嘴的进口连接。
8.根据权利要求1或7所述的煤粉催化燃烧器，其特征还在于是在燃烧喷嘴的进口或预热风道的进口装有煤粉混合器，煤粉混合器由螺旋给粉机、进风口和混料器组成，螺旋给粉机的出口与进风口汇合后与混料器进口连接，混料器的出口与燃烧喷嘴进口或预热风道进口连接。
9.根据权利要求1所述的煤粉催化燃烧器，其特征还在于是在燃烧室中装有温度传感器或/和氧量传感器，用于控制二次风量。
专利摘要本实用新型涉及一种煤粉催化燃烧器，属于煤粉燃烧设备技术领域。煤粉催化燃烧器由燃烧喷嘴、燃烧室和蜂窝状导流燃烧板组成，燃烧室后端封闭，燃烧室前端开口，燃烧室内壁带有耐火层，燃烧喷嘴安装在燃烧室的后端，蜂窝状导流燃烧板安装在燃烧室中，所述蜂窝状导流燃烧板上带有通孔，形成蜂窝状导流孔，其上带有煤粉燃烧催化剂。煤粉催化燃烧器可以提高煤粉燃烧率，减少煤炭资源浪费，同时还可以减少污染，保护环境。煤粉催化燃烧器可以制作成各种型号的，适用于大、中、小型锅炉、工业窑炉、民用炉等多种燃煤设备中。
文档编号F23D1/00GK2909013SQ20062001846
公开日2007年6月6日 申请日期2006年3月27日 优先权日2006年3月27日
发明者窦陆军, 王东明 申请人:窦陆军, 王东明