专利名称：蓄热式高温空气燃烧炉中燃料的应用方法
技术领域：
本发明涉及一种蓄热式高温空气燃烧炉中燃料的应用方法，以减少燃料中的灰分对蓄热式高温空气燃烧炉的不利影响。
背景技术：
蓄热式高温空气燃烧(简称HTAC)是一项具有巨大节能和环保双重功效的新型燃烧技术，蓄热体是蓄热式燃烧器的关键部件，广泛用于钢铁、机械、陶瓷、建材、石化、有色金属冶炼(轧钢加热炉、退火炉、锻造炉、钢包烘烤、烧结机)等行业的各种加热炉、热风炉、热处理炉、裂解炉、烘烤器、熔化炉、均热炉、油气锅炉、垃圾焚烧处理等炉窑中，该技术是通过换向装置使两个蓄热室交替吸热放热，最大限度地回收烟气的热量，再将助燃空气加热，即使低热值的劣质燃料(如高炉煤气)也能实现稳定着火高效燃烧。
由于蓄热体是蓄热式燃烧器的关键部件，保证蓄热体中的气流通道通畅不易堵塞，是一个重要的使用条件，因此，要求燃料的灰分尽可能的低，这也就限制了在蓄热式燃烧器中可使用的燃料范围(目前的燃料选择范围只适合轻油、重油、天然气、液化石油气、高炉煤气、发生炉煤气、低灰分的石油焦以及少量低灰分煤粉与石油焦的混合燃料等)，尤其燃料是经粉碎后以喷雾方式燃烧情况下，燃料中的灰分很容易地形成飞灰随燃烧尾气带入蓄热体中而导致蓄热体的堵塞，增加了对蓄热体的维护量，降低了其使用寿命。为了解决灰分对蓄热体的影响，在玻璃窑炉领域，专利申请号为201020531896. 3的申请中提出了在蓄热室中设有沿外壁内侧通向蓄热室内部的U型通道的方案，以便除了重油、天然气、焦炉煤气、石油焦外，石油焦和煤粉的混合燃料也可以得到使用。但该方案涉及蓄热室的重新设计，影响了其实际推广使用。在一次性燃料资源不断减少其成本不断上涨的今天，即要利用蓄热式燃烧的高热效率，又可以利用可再生的燃料资源如木质素、生物质以及含灰分的石油焦、煤粉(成本低)的综合燃烧技术，具有重要而紧迫的实际意义。
发明内容
本发明的一种蓄热式高温空气燃烧炉中燃料的应用方法，可以在蓄热式高温空气燃烧器中部分使用含灰分燃料，可以达到可利用含灰分燃料的目的，同时减少燃料中灰分形成飞灰，延长蓄热体的使用寿命的目的。为达到上述目的，本发明的燃料的应用方法是通过向燃烧室内送入分别为主燃料和次燃料的两种燃料，主燃料通过喷雾方式喷雾进入燃烧室燃烧，而次燃料通过被推入或被输送带输送入燃烧室的下部燃烧。次燃料连续或断续地以这种非喷雾方式送入燃烧室可以达到在利用次燃料热能的同时避免了飞灰产生的目的和效果。最优地，尽量减少主燃料的输入，尽量多地使用价廉的次燃料，只要可以保证炉温达到使用要求即可。本发明中所述的主燃料为轻油、重油、天然气、液化石油气、高炉煤气、发生炉煤气、低灰分的木质素颗粒、低灰分的石油焦颗粒或低灰分的石油焦颗粒与低灰分的煤粉的混合燃料或它们的混合物，所述的次燃料为颗粒状的木质素、生物质、煤粉、高灰分石油焦、含油的石油渣或它们的混合物。为了方便次燃料的输送，可以将次燃料平铺堆放在被加热物的表面或平铺堆放在被加热物的表面后再覆盖一层被加热物料或部分或完全均匀地与被加热物料混合后随被加热物一起被输送入燃烧室。为了使容易热解气化的次燃料如木质素、生物质等方便地输送，在燃烧室的前方设置一个预燃室，使次燃料先经过该预燃室再进入燃烧室，在预燃室中部分次燃料发生热解气化，预燃室的结构是带有一个与燃烧室连通或相连的斜面顶罩，使热解气化气被引入燃烧室充分燃烧。次燃料产生的残渣最好融结成块不形成飞灰，便于连续排出。本发明的燃料应用的方法还可以用于蓄热式玻璃炉窑或发电锅炉或垃圾焚烧处理炉窑中。对于玻璃炉窑以及发电锅炉，可以节省燃料，降低生产成本，提高蒸汽温度压力参数。本发明的燃料的应用方法，对于正在运行的蓄热式燃烧器系统具有改造简单，投 资成本低的优点。
具体实施例方式实施例I :以蓄热式玻璃炉窑为例，在现有炉窑的基础上，主燃料可以是低灰分的轻油、重油、天然气、液化石油气、高炉煤气、发生炉煤气、低灰分的木质素颗粒、低灰分的石油焦颗粒或低灰分的石油焦颗粒与低灰分的煤粉的混合燃料或它们的混合物，减少主燃料的使用量(最优地，尽量减少主燃料的输入，尽量多地使用价廉的次燃料，只要可以炉温达到使用要求即可)，代之以颗粒状的木质素、生物质、煤粉、高灰分石油焦、高灰分的含油的石油渣或它们的混合物，将该次燃料平铺堆放在玻璃原料上或再被一层玻璃原料覆盖或部分或完全均匀地与玻璃原料混合后一起被输送入燃烧室中燃烧。将次燃料利用玻璃原料覆盖或混合是为了减少次燃料的扬尘，但混合后需要考虑到玻璃原料液化后对次燃料的包裹作用，以免影响玻璃的质量。在燃烧室内，最好主燃料的气流尽量与次燃料保持一段距离，避免该气流对次燃料的吹拂抖起飞灰。在燃烧室内，主燃料的燃烧发热促进次燃料的气化燃烧或直接与空气发生氧化燃烧，当然，要求主燃料中的助燃空气或氧气量有所富裕，可以提供给次燃料燃烧所用。对于生产普通硅酸盐玻璃，次燃料中的灰分最好不含除钠、硅、钙以外的成分。而将烧碱法制浆黒液喷雾干燥后得到的主要含木质素、木质素钠、硅酸钠、有机酸钠等有机质和无机物的粉末作为次燃料，不仅可以解决制浆黒液的污染问题还可以利用其中的钠离子，以及硅成分作为玻璃的原料，减少玻璃原料中纯碱的成本消耗。而碱法制浆黒液经酸化后提取的脱水木质素颗粒则具有更高的热值和低温热分解和易燃性，以及锯末、破碎的生物质粉末(秸杆、林木野草粉末)也具有低温热分解和易燃性，可以作为玻璃炉窑的次燃料。其它燃料如灰分高的石油焦、煤粉、含油的石油渣(使含油的石油渣不须脱油转化为石油焦即可作为燃料使用)或它们的混合物同样可以作为次燃料来使用。尤其是在玻璃炉窑情况下，玻璃原料成为液态时很容易地将次燃料中的灰分吸收进入玻璃液中，减轻了燃烧尾气中的来自于次燃料中的灰分。
考虑到如木质素、生物质等次燃料容易热解气化，在燃烧室的前方设置一个预燃室，使次燃料连同玻璃原料一起先经过该预燃室再进入燃烧室，在预燃室中部分次燃料发生热解气化，预燃室的结构是带有一个与燃烧室连通或相连的斜面顶罩，使热解气化气被引入燃烧室充分燃烧。在专利申请号为97107782.7的专利申请中，也提供了利用制浆黒液于玻璃生产的工艺，该工艺可以充分利用黒液中的钠离子以减少纯碱的消耗，但可燃的有机物则用于黒液本身的脱水，且依然采用喷雾燃烧方式，因此并不能直接应用于蓄热式的玻璃炉窑中，而只能生产玻璃预配料或玻璃配合料的预处理。本实施例可以作为垃圾焚烧装置使用，即将玻璃原料替代为可燃或部分可燃的垃圾。实施例2:以现有发电锅炉为例，不改变低灰分的主燃料的喷雾燃烧过程，但参照实施例I 中玻璃炉窑输送玻璃原料的结构和应用方法，将发电锅炉改为带有固体燃料输送装置(类似玻璃原料输送装置)的结构，次燃料经此装置直接推入或输送链带输送入燃烧室中燃烧，达到节省燃料，提高蒸汽温度压力参数的目的。考虑到如木质素、生物质等次燃料容易热解气化，在燃烧室的前方设置一个预燃室，使次燃料先经过该预燃室再进入燃烧室，在预燃室中部分次燃料发生热解气化，预燃室的结构是带有一个与燃烧室连通或相连的斜面顶罩，使热解气化气被引入燃烧室充分燃烧。次燃料产生的残渣最好融结成块不形成飞灰，便于连续排出。实施例3 以现有轧钢加热炉、退火炉、锻造炉、钢包烘烤或烧结机加热炉为例，不改变低灰分的主燃料的喷雾燃烧过程，但参照实施例I中玻璃炉窑输送玻璃原料的结构和应用方法，将加热炉改为带有固体燃料输送装置(类似玻璃原料输送装置)的结构，次燃料经此装置直接推入或链带输送入燃烧室中燃烧，达到节省燃料的目的。因为被加热件是大块固体，燃烧室中，最好主燃料气流在上部，被加热件在中部，次燃料流经被加热件的下部。次燃料燃烧产生的熔渣从下部连续或断续排出。考虑到如木质素、生物质等次燃料容易热解气化，在燃烧室的前方设置一个预燃室，使次燃料先经过该预燃室再进入燃烧室，在预燃室中部分次燃料发生热解气化，预燃室的结构是带有一个与燃烧室连通或相连的斜面顶罩，使热解气化气被引入燃烧室充分燃烧。次燃料产生的残渣最好融结成块不形成飞灰，便于连续排出。以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，任何所属技术领域中具有通常知识者，若在不脱离本发明所提技术特征的范围内，利用本发明所揭示技术内容所做出局部更动或修饰的等效实施例，并且未脱离本发明的技术特征内容，均仍属于本发明技术特征的范围内。
权利要求
1.一种蓄热式高温空气燃烧炉中燃料的应用方法，向燃烧室内送入分别为主燃料和次燃料的两种燃料，主燃料通过喷雾方式喷雾进入燃烧室燃烧，其特征在干，次燃料通过被推入或被输送带输送入燃烧室的下部燃烧。
2.如权利要求I所述的燃料的应用方法，其特征在于，所述的主燃料为轻油、重油、天然气、液化石油气、高炉煤气、发生炉煤气、低灰分的木质素颗粒、低灰分的石油焦颗粒或低灰分的石油焦与低灰分的煤粉的混合燃料或它们的混合物。
3.如权利要求I所述的燃料的应用方法，其特征在于，所述的次燃料为颗粒状的木质素、生物质、煤粉、高灰分石油焦、含油的石油渣或它们的混合物。
4.如权利要求I所述的燃料的应用方法，其特征在于，所述的次燃料平铺堆放在被加热物的表面或平铺堆放在被加热物的表面后再被一层被加热物料覆盖或部分或完全均匀地与被加热物料混合后随被加热物一起被输送入燃烧室。
5.如权利要求I所述的燃料的应用方法，其特征在于，所述的次燃料先经过ー个预燃室再进入燃烧室。
6.一种用于蓄热式玻璃炉窑中燃料的应用方法，向燃烧室内送入分别为主燃料和次燃料的两种燃料，主燃料通过喷雾方式喷雾进入燃烧室燃烧，其特征在于，次燃料平铺堆放在玻璃原料上或再被ー层玻璃原料覆盖或部分或完全均匀地与玻璃原料混合后一起被输送入燃烧室。
7.ー种用于蓄热式发电锅炉中燃料的应用方法，向燃烧室内送入分别为主燃料和次燃料的两种燃料，主燃料通过喷雾方式喷雾进入燃烧室燃烧，其特征在于，次燃料通过被推入或被输送带输送入燃烧室的下部燃烧。
8.一种用于蓄热式垃圾焚烧处理炉窑中燃料的应用方法，向燃烧室内送入分别为主燃料和次燃料的两种燃料，主燃料通过喷雾方式喷雾进入燃烧室燃烧，其特征在于，次燃料平铺堆放在垃圾上或再被一层垃圾覆盖或部分或完全均匀地与垃圾混合后一起被输送入燃烧室。
9.如权利要求6、7、8所述的燃料的应用方法，其特征在于，所述的次燃料为颗粒状的木质素、生物质、煤粉、高灰分石油焦、含油的石油渣或它们的混合物。
全文摘要
本发明涉及一种蓄热式高温空气燃烧炉中燃料的应用方法，通过向燃烧室内送入分别为主燃料和次燃料的两种燃料，主燃料通过喷雾方式喷雾进入燃烧室燃烧，而次燃料通过被推入或被输送带输送入燃烧室的下部燃烧，达到可利用含灰分燃料的目的，同时减少燃料中灰分形成飞灰，延长蓄热体的使用寿命的目的。
文档编号F23K5/00GK102818277SQ201110161379
公开日2012年12月12日 申请日期2011年6月8日 优先权日2011年6月8日
发明者秦才东 申请人:秦才东