专利名称：组合式煤粉窑炉等离子热裂化燃烧装置的制作方法
技术领域：
本发明创造属于煤粉窑炉，主要涉及一种煤粉回转窑炉的等离子电弧气化煤粉组合燃烧的无油烘炉、点火、以及点火后正常运行的装置。
背景技术：
目前，回转窑炉的烘炉、点火还是沿用传统的燃油、燃气或者木材等点火和烘炉，浪费了大量的高品质能源。近年来，开始采用等离子热裂化技术直接激发气化煤粉颗粒，使煤粉氧化燃烧产生的热量加热回转窑内壁到要求温度，达到烘炉或者点火工艺要求。在此技术中，煤粉颗粒在等离子热裂化中，必须得到足够的加热温度和加热时间，才有可燃气体的逸出，然后氧化放热，等量的煤粉流量在大的流通截面积下流速会降低，能够满足等离子热裂化点火的要求，因此，煤粉窑炉等离子热裂化燃烧装置的直径要大，以保证流速的降 低，点火、烘窑后的燃烧需要流通面积减小，以保证高的煤粉流速，满足火焰足够长的加热要求。但是，在生产实践中，因结构设计上的缺陷，现有煤粉窑炉等离子热裂化设备，尚不能实现理想的用煤粉点火、烘炉、燃烧连续一体化作业。
发明内容
本发明创造的目的就是针对上述现有技术存在的问题，设计提供一种组合式煤粉窑炉等离子热裂化燃烧装置，通过采用小直径喷口与大直径等离子热裂化燃烧器的组合结构，达到煤粉窑炉初期点火、烘炉、正常燃烧运行连续进行的目的。本发明创造的目的是这样实现的一次风供煤粉管与三通煤粉管道连通，在三通煤粉管道的两个煤粉管道上分别配装主燃煤粉闸阀和等离子点火煤粉闸阀，配装主燃煤粉闸阀的煤粉管道后端部连通配装小直径煤粉燃烧器喷口，配装等离子点火煤粉闸阀的煤粉管道后端部连通配装煤粉旋流涡壳，通过第一连接法兰将煤粉旋流涡壳与煤粉混合器前部连接，通过第二连接法兰将煤粉混合器后部与非金属热裂化燃烧器前部连接，环形二次风筒套配在非金属热裂化燃烧器外部上，在环形二次风筒后部内侧安装二次风旋流器，二次风进风管与环形二次风筒连通，在煤粉混合器上安装等离子电弧发生器，至此构成组合式煤粉窑炉等离子热裂化燃烧装置。本发明创造采用等离子热裂化无油点火的优点是a、“以煤代油”、节约石油、天然气等高品质燃料山、避免、减少冷窑点火状态下回转窑炉燃油、燃气烘炉、点火产生的污染；C、新建的回转窑炉可以不建设储油罐和共有系统，即节省投资又可以消除储油罐等油系统带来的安全隐患；d、已经建成投产的回转窑炉可以取消储油罐等供油系统，消除由此带来的不安全隐患；e、节约了油系统的保温、保养、维护费用；f、具有煤粉初期点火、烘炉、正常燃烧连续进行的特点，功能全，适应性强，结构合理简单。
附图是组合式煤粉窑炉等离子热裂化燃烧装置总体结构示意图。
图中件号说明I、一次风供煤粉管、2、三通煤粉管道、3、主燃煤粉闸阀、4、等离子点火煤粉闸阀、
5、煤粉旋流涡壳、6、煤粉混合器、7、等离子电弧发生器、8、非金属热裂化燃烧器、9、二次风进风管、10、环形二次风筒、11、二次旋流器、12、小直径煤粉燃烧器喷口、13、第一连接法兰、
14、第二连接法兰。
具体实施例方式下面结合附图对本发明创造实施方案进行详细描述。一种组合式煤粉窑炉等离子热裂化燃烧装置，一次风供煤粉管I与三通煤粉管道2连通，在三通煤粉管道2的两个煤粉管道上分别配装主燃煤粉闸阀3和等离子点火煤粉闸阀4，配装主燃煤粉闸阀3的煤粉管道 后端部连通配装小直径煤粉燃烧器喷口 12，配装等离子点火煤粉闸阀4的煤粉管道后端部连通配装煤粉旋流涡壳5，通过第一连接法兰13将煤粉旋流涡壳5与煤粉混合器6前部连接，通过第二连接法兰14将煤粉混合器6后部与非金属热裂化燃烧器8前部连接，环形二次风筒10套配在非金属热裂化燃烧器8外部上，在环形二次风筒10后部内侧安装二次风旋流器11，二次风进风管9与环形二次风筒10连通，在煤粉混合器6上安装等离子电弧发生器7。点火作业时，在冷态点火和烘窑的时候，启动等离子电弧发生器7，在煤粉混合器6内形成等离子电弧区域，关闭主燃煤粉闸阀3，打开等离子点火煤粉闸阀4，风与煤粉通过一次风进口进入煤粉旋流蜗壳5内形成旋转状态进入煤粉混合器6的等离子电弧反应区域和非金属热裂化燃烧器8内，在等离子电弧区域和非金属热裂化燃烧器8内煤粉以螺旋轨迹通过，加长了煤粉的热裂化时间，增加了煤粉可燃气体的逸出，提高了煤粉的燃尽率，产生等离子热裂化过程和结果如下等离子电弧与热裂化反应室把煤粉激发、热裂、催化，使之分离出固相挥发份，可燃气体逸出(2C+02 = 2C0)—部分可燃气体氧化反应放热一C0+02=C02+0 ；C0+0+M = C02+M—温度急聚升高加热其它煤粉一多级反应一进入燃烧器喷口的气固混合流(可燃气体大于30%+煤粉碳蕊)一气固混合流喷入窑内与二次风混合一不需再次点火就可以稳定燃烧，达到冷炉状态下煤粉的充分燃烧。等离子火焰与“冷态气粉”(Ta=5-20°C )相互作用使质量为100微毫克的煤粒子受到热冲击后分裂成数个5-10微毫克的碎粒。煤的挥发份(0)，0)2，014，(6116，队和1120)便从这些原始的碎粒中逸出，在挥发份氧化反应中，氧原子模的氧化所需活化能耗低，氧化反应速度快，这是等离子电弧热激化产生大量氧原子模所具有的特殊性能，结果是温度上升加快，减少了点火功耗。表中是氧原子模与氧分子在氧化中所需的活化反应能量。分子反应与原子反应功耗比较C0+02 = C02+0 Ea 37. 6 (2. I)C0+0+M = C02+M Ea = 4. I (2. 2)CH3+02 = CH30+0 Ea = 29 (2. 3)CH3+0 = CH20+H Ea = 2 (2. 4)C2H2+02 = HC0+HC0 Ea = 28 (2.5)C2H2+0 = CH2+C0 Ea = 4 (2. 6)C02+02 = C0+0+02 Ea = 120(2. 7)
C02+0 = C0+02 Ea33 (2.8)这里Ea_活化反应能量；千卡/克分子；M —中性分子。从上述反映比较可以看出，原子氧所需要的活化能要比分子氧减少3-13. 5倍，单原子0反应比分子O2要快很多，不断加速挥发份氧化反应，不断加快热分解，结果将强化剩余炭蕊加温，加快固相碳向气化转化。二次风进风管9的二次风通过二次风旋流器11形成旋转的二次风对非金属热裂 化燃烧器8喷入窑内的一次风供氧，同时，扩展火焰的直径提高对窑头的加热效果，直径大、火焰短的加热形式加快了窑头温度的迅速提高，为正常投入煤粉运行建立了必要条件。当窑头温度达到900度以上时，打开主燃煤粉闸阀3，关闭等离子点火煤粉闸阀4，此时，煤粉全部通过同样的风粉量在小直径煤粉燃烧器喷口 12中以高于等离子点火燃烧器的速度喷入窑炉燃烧室，小直径煤粉流高速喷入的结果是形成了细长火焰形状，满足了对窑炉深度的加热条件。
权利要求
1. 一种组合式煤粉窑炉等离子热裂化燃烧装置，其特征在于一次风供煤粉管(I)与三通煤粉管道(2)连通，在三通煤粉管道(2)的两个煤粉管道上分别配装主燃煤粉闸阀(3)和等离子点火煤粉闸阀(4)，配装主燃煤粉闸阀(3)的煤粉管道后端部连通配装小直径煤粉燃烧器喷口(12)，配装等离子点火煤粉闸阀(4)的煤粉管道后端部连通配装煤粉旋流涡壳(5)，通过第一连接法兰(13)将煤粉旋流涡壳(5)与煤粉混合器(6)前部连接，通过第二连接法兰(14)将煤粉混合器(6)后部与非金属热裂化燃烧器(8)前部连接，环形二次风筒(10)套配在非金属热裂化燃烧器(8)外部上，在环形二次风筒(10)后部内侧安装二次风旋流器(11)，二次风进风管(9)与环形二次风筒(10)连通，在煤粉混合器(6)上安装等离子电弧发生器(7)。
全文摘要
组合式煤粉窑炉等离子热裂化燃烧装置属于煤粉窑炉；一次风供煤粉管与三通煤粉管道连通，在三通煤粉管道的两个煤粉管道上分别配装主燃煤粉闸阀和等离子点火煤粉闸阀，配装主燃煤粉闸阀的煤粉管道后端部连通配装小直径煤粉燃烧器喷口，配装等离子点火煤粉闸阀的煤粉管道后端部连通配装煤粉旋流涡壳，第一和第二连接尘兰将煤粉混合器分别与煤粉旋流涡壳和非金属热裂化燃烧器连接，环形二次风筒套配在非金属热裂化燃烧器外部上，在环形二次风筒后部内侧安装二次风旋流器，二次风进风管与环形二次风筒连通，在煤粉混合器上安装等离子电弧发生器；本装置实现了煤粉点火、烘炉、正常燃烧连续作业，功能全，适应性强，结构合理简单。
文档编号F23Q7/02GK102721049SQ20121023776
公开日2012年10月10日 申请日期2012年7月11日 优先权日2012年7月11日
发明者曲大伟, 黄晓曲 申请人:曲大伟