专利名称：工业锅炉富氧助燃沸腾燃烧设备组合的制作方法
技术领域：
本发明涉及提高工业锅炉燃烧效率的装置，尤其涉及エ业锅炉富氧助燃沸腾燃烧设备组合。
背景技术：
当前我国的经济建设迅速发展，同时伴随着不可再生资源消耗的迅猛增长。资源的需求和消耗呈膨胀式增长，虽然我国经济建设处于良好的发展态度，但能源在不断告急，环境不断告急，这已成为国家经济安全的一个战略问题。同时我国基础エ业中的许多行业，其万元产值的消耗(原材料、燃料、电、水)是发达国家的4-10倍，因此各种先进的生产技术、有效的节能エ艺措施、清洁的生产エ艺均是许多エ业行业所需要的，也是国家大力提倡和扶植的。
由于近几年能源需求的快速增长，也造成燃油、煤炭价格的不断攀折，这给燃料消耗大户的行业造成和大的压力，如玻璃行业的马蹄焰窑炉、玻璃池窑、大型横火焰池窑等所用燃料多为重油，仅燃料重油的价格就占了企业生产成本的30%-50%;又如电カ行业近几年节能降耗呼声也渐高，据业内专家分析论证，电カ行业的蒸汽锅炉平均热效率85%，在此基础上如果能进ー步提高锅炉的热效率，则可达到节能3% -6%以上；而在我国化肥行业的多数小化肥企业中，用来以煤造气的汽化炉规格主要为0 2400和0 3600，气化剂主要为空气和水蒸气，降低生产成本最有效的途径在于大幅提高造气能力；此外，我国冶金行业生铁产量近2亿吨，每吨铁冶炼生产需消耗优质焦碳近500千克，攻关高炉喷煤技木，不断提高喷煤量的同时不断降低焦比是节能降耗的主要途径。针对上述情況，目前エ业锅炉中已开始使用富氧助燃技术以达到节能降耗的目标，如在化肥行业，用富氧空气替代空气作为气化剂，即用48% -52%氧浓度代替空气，实现造气炉的连续造气，产气能力可提高一倍，但其必须对现有的造气炉进行大幅度改造，制氧设备造价过闻；又如在冶金行业，闻炉炼铁助燃风氧浓度甸提闻一个百分点相当于提闻70°C风温，以低价的煤炭部分替代高价格的焦碳，其经济效益十分显著，而目前大型钢铁企业高炉富氧喷煤运行的制氧设备均采用深冷法设备制氧，同样存在制氧设备造价过高等问题；其他ー些使用富氧助燃技术的也多采用整体增氧助燃エ艺，即全部助燃风量都采用富氧空气，同样存在必须耗费巨资、生产成本太高等问题。
发明内容
本发明的目的就是为了克服现有エ业锅炉中采用富氧助燃エ艺时存在的制氧设备造价过高、生产成本太高等缺陷而提供一种在获得与整体增氧等效的同时使用的富氧空气流用量仅为总助燃风量的0. 5 10%的エ业锅炉富氧助燃沸腾燃烧设备组合，该设备节能环保效益显著，设备造价较低，总投资较少。本发明的目的可以通过以下技术方案来实现エ业锅炉富氧助燃沸腾燃烧设备组合，包括依次相连的过滤器I、通风机2、膜装置3、真空泵4、气水分离系统5、脱湿系统6、稳压系统7、预热系统8和富氧喷嘴9，还包括与所述过滤器I、通风机2、真空泵4、气水分离系统5、预热系统8和富氧喷嘴9分别相连的控制调节报警系统10。所述膜装置3包括空气均配箱、卷式膜组件、真空均分器和外売。所述卷式膜组件由多张膜片11、气体导流网12和集气管13构成。所述真空泵4与调节阀、真空止回阀、真空表和水循环控制组成真空系统。所述气水分离系统5、脱湿系统6、稳压系统7是一个由L型多孔气体混合器、水位调节显示器、除雾罩、百叶挡板、进水脱湿箱和水位自动控制报警器和排污阀等组成的整体结构。所述预热系统8采用耐热钢管。所述富氧喷嘴9采用特制的耐热钢管或高温金属软管。与现有技术相比，本发明的有益效果如下I、本发明的エ业锅炉富氧助燃沸腾燃烧设备组合采用膜法富氧局部增氧助燃技术，克服整体增氧助燃エ艺(全部助燃风量都采用富氧空气)必须耗费巨资等缺点，采取局部增氧集成エ艺即使用膜法富氧技术得到的氧含量在28 32%、用量仅为总助燃风量的
0.5 10%的富氧空气流，采用独特的喷嘴喷射技木，确保不与普通空气流混合的条件下，高速进入燃料燃烧区这一局部，获得与整体增氧相同的效果，将富氧应加在最需氧的地方，使燃料在此能用最少的氧气来充分及时完全地燃烧，节能环保效益显著。2、本发明的エ业锅炉富氧助燃沸腾燃烧设备组合中仅通风机、真空泵和管道泵需日常维护，其它均免维护，设备简单、造价低、总投资少。3、整个系统均处于监控之中，出现问题会立刻报警，得以及时解决问题，系统安
全、稳定、可靠。
图I本发明的结构示意图；图2本发明膜装置中卷式膜组件的结构示意图；其中1、过滤器，2、通风机，3、膜装置，4、真空泵，5、气水分离系统，6、脱湿系统，7、稳压系统，8、预热系统，9、富氧喷嘴，10、控制调节报警系统，11、膜片，12、气体导流网，13、
集气管。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。如图I所示エ业锅炉富氧助燃沸腾燃烧设备组合，包括依次相连的过滤器I、通风机2、膜装置3、真空泵4、气水分离系统5、脱湿系统6、稳压系统7、预热系统8和富氧喷嘴9，还包括与所述过滤器I、通风机2、真空泵4、气水分离系统5、预热系统8和富氧喷嘴9分别相连的控制调节报警系统10。所述膜装置3包括空气均配箱、卷式膜组件、真空均分器和外売。所述卷式膜组件选用硅橡胶和与其相配伍的高分子材料，经特殊エ艺加工而成，它可以将空气中的氧从21%富集到30%，且具有超高气体透量(与玻璃态高分子膜相比)，単位面积/単位时间/单位压力可产富氧(30%)lNm3/m2*h*bar，与深冷法制氧和变压吸附法制氧(折合成相同浓度)相比，这种膜法的制氧成本最低。所述卷式膜组件结构示意图如图2所示，由多张膜片11、气体导流网12和集气管13构成。卷式膜组件进气端集中并密封于高压风箱中，风箱由高压风机供给空气；膜组件的中心集气管集中并与真空泵4相连，富氧空气由真空泵4提取和送出。所述真空泵4与调节阀、真空止回阀、真空表和水循环控制组成真空系统。所述气水分离系统5、脱湿系统6、稳压系统7是一个由L型多孔气体混合器、水位调节显示器、除雾罩、百叶挡板、进水脱湿箱和水位自动控制报警器和排污阀等组成的整体结构。所述预热系统8采用耐热钢管。所述富氧喷嘴9采用特制的耐热钢管或高温金属软管。 所述过滤器I根据通风量选取，有关指标为>0.5ii的灰尘除去率大于99.9%，阻力< 0. 3KPa，当阻カ大于0. 3KPa时由所述控制调节报警系统10自动报警。所述通风机2全压为2_5KPa，风量约为富氧空气量的7_10倍。实施例I :将上述的エ业锅炉富氧助燃沸腾燃烧设备组合运用在化肥行业的年产5万吨合成氨造气炉上(膜装置3的卷式膜组件可以将空气中的氧从21 %富集到30 %，运用在该造气炉上富氧浓度为24. 22%),结果如下表所示
计算内容单位原有生产数富氧气化数比较结果
吨煤空气消耗量N m3/t 2007.251740.6(266.7)
吹风气生成量N m3/t 2078.281728.8(319.5)
吹风时消耗碳量Kg/t 242. 71201.90(40.82)
吹风气带出细灰中碳的损失量KgTt 33. 5032. 52(0. 98)
灰渣中损失碳量Kg/t 17.6617.42(0.24)
制气量N m3/t 2605.042813.2208.2
吨煤氧气消耗量N m3/t 421. 52421. 520.00
加氮空气消耗量N m3/t 699.07786.9887.91
吨煤加氮空气中氧的消耗量NmVt 180. 33190.5910.25
吨氨原料煤耗量T/T 1.228I. I-0.091
每年原料煤耗量T/a 57801.257801.20.00
空气中氧含量％2124.223，22 '
权利要求
1.エ业锅炉富氧助燃沸腾燃烧设备组合，包括依次相连的过滤器(I)、通风机(2)、膜装置(3)、真空泵(4)、气水分离系统(5)、脱湿系统(6)、稳压系统(7)、预热系统(8)和富氧喷嘴(9)，其特征在干还包括与所述过滤器(I)、通风机(2)、真空泵(4)、气水分离系统(5)、预热系统⑶和富氧喷嘴(9)分别相连的控制调节报警系统(10)。
2.根据权利要求I所述的エ业锅炉富氧助燃沸腾燃烧设备组合，其特征在于所述膜装置(3)包括空气均配箱、卷式膜组件、真空均分器和外売。
3.根据权利要求2所述的エ业锅炉富氧助燃沸腾燃烧设备组合，其特征在于所述卷 式膜组件由多张膜片(11)、气体导流网(12)和集气管(13)构成。
4.根据权利要求I至3中任一项所述的エ业锅炉富氧助燃沸腾燃烧设备组合，其特征在干所述真空泵(4)与调节阀、真空止回阀、真空表和水循环控制组成真空系统。
5.根据权利要求I至3中任一项所述的エ业锅炉富氧助燃沸腾燃烧设备组合，其特征在于所述气水分离系统(5)、脱湿系统(6)、稳压系统(7)是ー个由L型多孔气体混合器、水位调节显示器、除雾罩、百叶挡板、进水脱湿箱和水位自动控制报警器和排污阀等组成的整体结构。
6.根据权利要求I至3中任一项所述的エ业锅炉富氧助燃沸腾燃烧设备组合，其特征在于所述预热系统(8)采用耐热钢管。
7.根据权利要求I至3中任一项所述的エ业锅炉富氧助燃沸腾燃烧设备组合，其特征在于所述富氧喷嘴(9)采用特制的耐热钢管或高温金属软管。
全文摘要
本发明涉及工业锅炉富氧助燃沸腾燃烧设备组合，包括依次相连的过滤器(1)、通风机(2)、膜装置(3)、真空泵(4)、气水分离系统(5)、脱湿系统(6)、稳压系统(7)、预热系统(8)、富氧喷嘴(9)以及与所述过滤器(1)、通风机(2)、真空泵(4)、气水分离系统(5)、预热系统(8)和富氧喷嘴(9)分别相连的控制调节报警系统(10)。与现有技术相比，本发明在获得与整体增氧等效的同时使用的富氧空气流用量仅为总助燃风量的0.5～10％，节能环保效益显著，设备造价低，总投资少。
文档编号F23L7/00GK102767840SQ201110115020
公开日2012年11月7日 申请日期2011年5月3日 优先权日2011年5月3日
发明者孙超, 李建胜 申请人:安徽中企能源管理有限公司