采用分层喷射废液结构的有机废液燃烧锅炉的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种采用分层喷射废液结构的有机废液燃烧锅炉，底部燃烧式有机废液燃烧锅炉包括炉体、锅筒及炉架，炉内设有炉膛，炉膛底部设有燃烧室，炉壁上由下至上依次沿水平面环周设置燃料喷嘴、供风管道及废液喷枪；特征是废液喷枪沿燃烧室炉壁纵向自下而上间隔设置成多层，并对应每层废液喷枪设置供风管道；顶部燃烧式有机废液燃烧锅炉，包括炉体、锅筒及炉架，炉体内设炉膛，炉膛顶部设有燃烧室，炉顶上分别设置多个废液喷枪及燃料喷嘴，炉体顶部区域的侧壁上设置燃料喷嘴；特征是在炉顶第一层废液喷枪下方沿燃烧室炉壁纵向自上而下在炉壁上再间隔设置1层或多层废液喷枪，并对应每层废液喷枪设置供风管道。优点：节约能源。
【专利说明】采用分层喷射废液结构的有机废液燃烧锅炉
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及一种锅炉，尤其涉及一种采用分层喷射废液结构的有机废液燃烧锅炉。
【背景技术】
[0002]在化工、纺织等行业的生产过程中会产生大量有机废液，其含有高浓度污染物质，如不能够处理，排放到外界将严重污染环境。目前普遍采用高温氧化即通过燃烧的方法对其进行无害化处理及热能及化学物质的回收。现有的有机废液燃烧锅炉包括底部燃烧式有机废液燃烧锅炉和顶部燃烧式有机废液燃烧锅炉。底部燃烧式有机废液燃烧锅炉主要包括炉体、锅筒及炉架，炉体的炉壁为膜式壁，炉体内设有炉膛，炉膛烟气出口通过炉体通道依次连接的由炉顶水平延伸布置的蒸发管屏、省煤器及由省煤器沿炉体下行通道连接的烟气加热器及烟气出口。炉膛底部设有燃烧室，在燃烧室炉壁上由下至上依次沿水平面环周设置燃料喷嘴、供风管道、废液喷枪。废液燃烧时烟气流向为自下而上；顶部燃烧式有机废液燃烧锅炉的结构组成与底部燃烧式有机废液燃烧锅炉相同，主要包括炉体、锅筒及炉架，炉体的壁体为膜式壁，炉体内设有炉膛、炉膛烟气出口通过炉体通道依次连接的由炉顶水平延伸布置的蒸发管屏、省煤器及由省煤器沿下行通道连接的烟气加热器至炉体烟气出口。其区别是燃烧室设于炉膛顶部，在炉顶上设置废液喷枪及燃料喷嘴，并在炉体顶部区域的侧壁上设置沿水平面环周设置的燃料喷嘴。废液燃烧时烟气流向为自上而下；两种锅炉的共同点是其废液喷枪均采用在同一平面层布置的方式向炉内喷射燃烧。
[0003]综上所述，现有有机废液燃烧锅炉的燃烧方式缺陷分析如下:由于有机废液中含有水分，废液经喷枪雾化喷入炉内，首先吸热干燥，然后废液干燥基才能开始燃烧。但目前在底部燃烧式锅炉中焚烧炉液体按与烟气流向垂直方式喷入燃烧，在顶部燃烧式锅炉中焚烧炉液体按与烟气流向顺流的方式喷入燃烧，两者均使得喷入的高度雾化液体液滴在高温烟气流的作用下，被迅速沿着烟气流动的方向，推向远离喷嘴的位置即喷嘴后方，这样炉内废液液滴干燥后燃烧产生的热能远离了喷嘴位置，不能够对后续喷入的废液雾滴起到加热干燥的作用。因此，干燥喷入雾化废液的热能，就只能够靠吸收在喷嘴前部遗留的极少量燃烧热能和在废液喷嘴前处加入的大量外加燃料燃烧提供的热能进行干燥。由于大部分废液本身燃烧热能流失，不能加热自身水分，热能没有合理利用，因此就造成蒸发新喷入废液雾滴的水分需要的热能，主要靠消耗外加燃料如油、天然气、煤制气的热能来完成，这样就使得废液焚烧炉外加燃料使用量较多，运行成本很高。
实用新型内容
[0004]本实用新型的主要目的在于针对上述问题，提供一种采用分层喷射废液结构的有机废液燃烧锅炉，包括底部燃烧式有机废液燃烧锅炉和顶部燃烧式有机废液燃烧锅炉，从而实现减少燃料消耗、节约外加能源并降低运行成本的效果。
[0005]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0006]一种采用分层喷射废液结构的底部燃烧式有机废液燃烧锅炉，包括炉体、锅筒及炉架，炉体的炉壁为膜式壁，炉体内设有炉膛，炉膛烟气出口通过炉体通道依次连接由炉顶水平延伸设置的蒸发管屏、省煤器、由所述省煤器沿炉体通道下行连接的烟气加热器及烟气出口 ；在炉膛底部设有燃烧室，在燃烧室炉壁上由下至上依次沿水平面环周设置燃料喷嘴、供风管道及废液喷枪；其特征在于所述废液喷枪沿燃烧室炉壁纵向自下而上间隔设置成多层，并对应每层废液喷枪设置供风管道。
[0007]所述废液喷枪沿燃烧室炉壁纵向间隔设置2-5层，层间距为500-7000mm。
[0008]所述层间距为1500-4000mm。
[0009]所述第一层废液喷枪向斜下方倾斜且与竖直方向的夹角为10° -80°。
[0010]在所述烟气加热器与烟气出口之间设置第二级省煤器。
[0011]所述炉体及锅筒均吊挂在所述炉架上，所述蒸发管屏、省煤器、烟气加热器及第二级省煤器通过集中管道与锅筒连接。
[0012]一种采用分层喷射废液结构的顶部燃烧式有机废液燃烧锅炉，包括炉体、锅筒及炉架，炉体的炉壁为膜式壁，炉体内设有炉膛，炉膛烟气出口通过炉体通道依次连接由炉顶水平延伸设置的蒸发管屏、省煤器、由所述省煤器沿炉体通道下行连接的烟气加热器及烟气出口 ；炉膛顶部设有燃烧室，在炉顶上分别多个燃料喷嘴、供风管道及废液喷枪，并在炉体顶部区域的侧壁上设置沿水平面环周设置的燃料喷嘴；其特征在于在炉顶第一层废液喷枪下方沿燃烧室炉壁纵向自上而下在炉壁上再间隔设置I层或多层废液喷枪，并对应每层废液喷枪设置供风管道。
[0013]所述废液喷枪沿燃烧室炉壁纵向自上而下在炉壁上再间隔设置1-4层，层间距为500-7000mmo
[0014]所述层间距为1500-4000mm。
[0015]在烟气加热器与烟气出口之间设置第二级省煤器，所述炉体及锅筒均吊挂在所述炉架上，所述蒸发管屏、省煤器、烟气加热器及第二级省煤器通过集中管道与锅筒连接。
[0016]本实用新型的有益效果是:由于提供的底部燃烧式和顶部燃烧式有机废液燃烧锅炉采用了分层设置的废液喷枪结构，有机废液分多层喷入炉内，这样，由于第一层喷入废液减少了，节省了第一层有机废液的加热和引燃消耗的外加燃料量，而第二层以后各层有机废液的加热和引燃所需热能则由燃料喷嘴提供的外加燃料和其前一层有机废液燃烧产生的热能提供，从而充分利用了有机废液燃烧产生的热能，减少燃料消耗、节约能源并降低运行成本，此外，在底部燃烧式有机废液燃烧锅炉中，第一层废液喷枪向斜下方倾斜，使部分喷入废液与烟气方向呈现逆流流动，增加喷向废液喷枪前方的废液量。这部分逆流废液燃烧后的热能和外加燃料一起加热第一层喷入的废液，从而更加节约外加燃料的加入量，达到节约能源的目的。本实用新型适用于现有单层喷射有机废液的废液燃烧锅炉的改造也可以用于组成新的有机废液燃烧锅炉。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是采用分层喷射废液结构的底部燃烧式有机废液燃烧锅炉的结构示意图；
[0018]图2是采用分层喷射废液结构的顶部燃烧式有机废液燃烧锅炉的结构示意图。
[0019]图中:I燃料喷嘴，21-23供风管道，31-1?31-3第一至第三层废液喷枪，4炉膛，40炉体通道，41集中管道，42炉膛烟气出口，5蒸发管屏，6省煤器，7加热器，8第二级省煤器，9炉体烟气出口，A锅筒，B炉体，C炉架。
[0020]以下结合附图和实施例对本实用新型详细说明。
【具体实施方式】
[0021]实施例1
[0022]图1示出一种采用分层喷射废液结构的底部燃烧式有机废液燃烧锅炉，包括炉体B、锅筒A及炉架C，炉体的炉壁为膜式壁，炉体B内设有炉膛4，炉膛烟气出口通过炉体通道40依次连接由炉顶水平延伸设置的蒸发管屏5、省煤器6、由省煤器6沿炉体通道下行连接的烟气加热器7及烟气出口 9 ;本实施例中在上述烟气加热器7与烟气出口 9之间设置了第二级省煤器8，以更充分利用烟气热量达到节能效果。上述有机废液燃烧锅炉的炉体B及锅筒A均吊挂在所述炉架C上，蒸发管屏5、省煤器6、烟气加热器7及第二级省煤器8通过集中管道41与锅筒A连接。
[0023]在炉膛4底部设有燃烧室，在燃烧室炉壁上由下至上依次沿水平面环周设置燃料喷嘴1、供风管道21及废液喷枪31-1 ;本实用新型提供的底部燃烧式有机废液燃烧锅炉的特征在于所述废液喷枪31沿燃烧室炉壁纵向自下而上间隔设置成多层，并对应每层废液喷枪设置供风管道。在实际制作中，所述废液喷枪设置2-5层，层间距为500-7000mm。最佳层间距为1500-4000mm。本实施例中，设置了 3层废液喷枪31-1、31_2、31_3。第一层废液喷枪31-1与第二层废液喷枪31-2的层间距为3650mm ;第二层废液喷枪31_2与第三层废液喷枪31-3的层间距为2500mm。
[0024]上述有机废液燃烧锅炉的特征还在于第一层废液喷枪向斜下方倾斜且与竖直方向的夹角为10° -80°。本例中，第一层废液喷枪31-1向斜下方倾斜且与竖直方向的夹角为 60°。
[0025]工作过程及原理:
[0026]工作原理:
[0027]1.分层布设废液喷枪:在现有底部燃烧式有机废液燃烧锅炉中，废液喷枪31-1是沿水平面环周设置，所有废液喷枪设置在炉底同一层面上，且废液全部由此层面喷入炉膛燃烧室中。这样，由于有机废液中含有水分，废液经废液喷枪雾化喷入炉内，首先吸热干燥，然后废液干燥基才能开始燃烧。因此废液干燥几乎全部依靠外加燃料提供热量。而本实用新型提供的底部燃烧式有机废液燃烧锅炉，废液喷枪沿燃烧室炉壁纵向自下而上间隔设置成多层，在实际应用中，废液喷枪是依炉膛的长宽比和废液量的多少分成2-5层，随着炉膛的长宽比增大，随着废液量的增多则废液喷枪层数需增多，应综合考虑以上两个因素确定合适的层数。且分层越多节能效果越大。如果采用2层布置，其各层废液量依次分配比为40%:60%。采用3层布置，其废液量依次分配比为20%:30%:50%。采用4层布置，其废液量依次分配比为13%:20%:30%:37%。以上各层废液量依次分配比例依废液性质和炉型不同而有所不同。但级数越多，第一层废液量越少，越节约外加燃料的使用量。
[0028]由于分层布置废液喷枪，相同量的废液分成多层喷入炉内。这样就减少了第一层废液喷枪31-1喷入的废液量，进而就能够减少加热第一层废液水分的外加燃料的使用量。继而，当第一层废液喷枪喷入的废液主要靠外加燃料提供热量干燥后迅速燃烧，其燃烧后产生的热能(热烟气)与外加燃料提供的热能叠加后继续加热后一层废液喷枪31-2喷入的液体，使后一层有机废液继续干燥、燃烧，依次类推。这样，充分利用了有机废液自身燃烧产生的热量，节约了外加燃料。
[0029]后一层废液喷枪31-2喷入炉膛燃烧室的位置在前一层废液喷枪31-1废液燃烧区以上，依据不同废液和废液喷枪的不同，两层喷枪的间距为500-7000mm。最佳的层间距为1500-4000mm。
[0030]2.废液喷枪倾斜设置:第一层废液喷枪31-1向斜下方倾斜且与竖直方向的夹角为10° -80°。由于，烟气流由下至上，这样第一层废液喷枪带有一定与烟气流的逆流角度喷入废液，使部分喷入废液与烟气方向呈现逆流流动，增加第一层废液喷枪31-1前方的废液量。这部分逆流废液燃烧后的热能和燃料喷嘴I的外加燃料一起加热第一层喷入的废液，从而更加节约外加燃料的加入量，达到节约能源的目的。
[0031]工作过程:
[0032]工作时，有机废液依次通过第一层至第三层废液喷枪31-1、31-2、31_3分别喷入炉膛内，其各层废液量依次分配比为20%:30%:50%。在主要由燃料喷嘴I提供的外加燃料的加热条件下在炉膛内悬浮燃烧，图中箭头为烟气流动方向；第一层废液喷枪31-1喷出的有机废液的水分加热和弓I燃利用外加燃料和极少量遗留的有机废液燃烧热能；第二层废液喷枪31-2喷出的有机废液的水分加热和引燃利用外加燃料与废液喷枪31-1喷出的有机废液燃烧产生的热量；第三层废液喷枪31-3喷出的有机废液的水分加热和引燃利用外加燃料与废液喷枪31-1、31-2喷出的有机废液燃烧产生的热量。有机废液燃烧产生的高温烟气经过炉膛4、蒸发管屏5、省煤器6、烟气加热器7换热后再经第二级省煤器8由炉体烟气出口 9排出锅炉。锅炉供水进入省煤器6加热后进入锅筒A，再经过锅筒的集中管道41进入炉体膜式壁和蒸发管屏5受热产生汽水混合物，汽水混合物上升进入锅筒，在锅筒内汽、水分离成为蒸汽及水。蒸汽由上部排出供生产使用，水通过集中管道41再进入蒸发管屏5。
[0033]综上所述，上述底部燃烧式有机废液燃烧锅炉的主要效果是达到尽可能利用废液自身燃烧的热能替代外加燃料热能加热废液自身的水分和引燃。从而，在满足正常燃烧要求的前提下达到节约外加燃料的目的。经使用实践证明，应用上述采用分层喷射废液结构的底部燃烧式有机废液燃烧锅炉可以节约燃料30% _60%，达到节约能源并降低运行成本的效果。
[0034]实施例2
[0035]图2示出一种采用分层喷射废液结构的顶部燃烧式有机废液燃烧锅炉，包括炉体B、锅筒A及炉架C，炉体B的炉壁为膜式壁，炉体内设有炉膛4，炉膛烟气出口 42通过炉体通道40依次连接由炉顶水平延伸设置的蒸发管屏5、省煤器6及由省煤器沿炉体通道下行连接的烟气加热器7及烟气出口 9 ;本实施例中在上述烟气加热器7与烟气出口 9之间设置了第二级省煤器8，以更充分利用烟气热量达到节能效果。上述有机废液燃烧锅炉的炉体B及锅筒A均吊挂在所述炉架C上，蒸发管屏5、省煤器6、烟气加热器7及第二级省煤器8通过集中管道41与锅筒A连接。
[0036]炉膛顶部设有燃烧室，在炉顶上分别设置多个燃料喷嘴1、供风管道21及废液喷枪31-1，并在炉体顶部区域的侧壁上设置沿水平面环周设置的燃料喷嘴I ;本实用新型提供的顶部燃烧式有机废液燃烧锅炉的特征在于在炉顶第一层废液喷枪31-1下方沿燃烧室炉壁纵向自上而下在炉壁上再间隔设置I层或多层废液喷枪，并对应每层废液喷枪设置供风管道。在实际制作中，上述废液喷枪沿燃烧室炉壁纵向自上而下在炉壁上再间隔设置1-4层，层间距为500-7000mm。最佳层间距为1500_4000mm。本例中，在炉顶第一层废液喷枪31-1下方又间隔设置了 2层，即第二层废液喷枪31-2、第三层废液喷枪31-3，并对应每层设置了供风管道22、23。第一层与第二层废液喷枪的层间距为3000mm ;第二层与第三层废液喷枪的层间距为2500mm。
[0037]工作过程及原理:
[0038]工作原理:
[0039]分层布设废液喷枪:在现有顶部燃烧式有机废液燃烧锅炉中，废液喷枪是沿水平面设置，所有废液喷枪设置在炉顶同一层面上，且废液全部由此层面喷入炉膛燃烧室中。这样，由于有机废液中含有水分，废液经废液喷枪雾化喷入炉内，首先吸热干燥，然后废液干燥基才能开始燃烧。因此废液干燥几乎全部由外加燃料提供热量。而本实用新型提供的顶部燃烧式有机废液燃烧锅炉，是由炉顶第一层废液喷枪自上而下在炉壁分成多层布置废液喷枪，在实际应用中，废液喷枪是依炉膛的长宽比和废液量的多少分成2-5层，具体分层数量的确定原则和各层废液量依次分配比的确定原则同实施例1。这样，由于同量的废液分别由多层喷入炉内，就减少了炉顶的第一层废液喷枪31-1喷入废液液体量，进而就能够减少加热第一层废液水分的外加燃料的使用量。继而，当第一层废液喷枪喷入的废液经外加燃料干燥后，迅速燃烧，其燃烧后产生的热能(热烟气)与外加燃料提供的热能叠加后继续加热后一层废液喷枪31-2喷入的液体，使后一级废液继续干燥、燃烧，依次类推。这样，充分利用了废液自身燃烧产生的热量，节约了外加燃料。
[0040]后一层废液喷枪31-2喷入炉膛燃烧室的位置在前一层废液喷枪31-1废液燃烧区以上，依据不同废液和废液喷枪的不同，两层喷枪的间距为500-7000mm。最佳的层间距为1500-4000mm。
[0041]工作过程:
[0042]工作时，有机废液依次通过第一层至第三层废液喷枪31-1、31-2、31_3分别喷入炉膛内，其各层废液量依次分配比为20%:30%:50%。在主要由燃料喷嘴I提供的外加燃料的加热条件下在炉膛内悬浮燃烧，图中箭头为烟气流动方向；第一层废液喷枪1-31喷出的机废液的水分加热和引燃利用外加燃料和极少量遗留的有机废液燃烧热能；第二层废液喷枪2-31喷出的有机废液的水分加热和引燃利用外加燃料与废液喷枪31-1喷出的有机废液燃烧产生的热量；第三层废液喷枪31-3喷出的有机废液的水分加热和引燃利用外加燃料与废液喷枪31-1、31-2喷出的有机废液燃烧产生的热量。有机废液燃烧产生的高温烟气经过炉膛烟气出口 42、沿炉体通道40依次进入蒸发管屏5、省煤器6、烟气加热器换7热后再经第二级省煤器8由炉体烟气出口 9排出锅炉。锅炉供水进入省煤器6加热后进入锅筒A，再经过锅筒的集中管道41进入炉体膜式壁和蒸发管屏5受热产生汽水混合物，汽水混合物上升进入锅筒，在锅筒内汽、水分离成为蒸汽及水。蒸汽由上部排出供生产使用，水通过集中管道41再进入蒸发管屏5。
[0043]综上所述，上述顶部燃烧式有机废液燃烧锅炉的主要效果是达到尽可能利用废液自身燃烧的热能替代外加燃料热能加热废液自身的水分和引燃。从而，在满足正常燃烧要求的前提下达到节约外加燃料的目的。经使用实践证明，应用上述采用分层喷射废液结构的顶部燃烧式有机废液燃烧锅炉可以节约燃料30% _60%，达到节约能源并降低运行成本的效果。
[0044]本实用新型提供的采用分层喷射废液结构的底部燃烧式和顶部燃烧式有机废液燃烧锅炉适用于现有单层喷射有机废液的废液燃烧锅炉的改造也可以用于组成新的有机废液燃烧锅炉。
[0045]以上所述，仅是本实用新型的优选实施例而已，并非对本实用新型的结构作任何形式上的限制。凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
【权利要求】
1.一种采用分层喷射废液结构的底部燃烧式有机废液燃烧锅炉，包括炉体、锅筒及炉架，炉体的炉壁为膜式壁，炉体内设有炉膛，炉膛烟气出口通过炉体通道依次连接由炉顶水平延伸设置的蒸发管屏、省煤器、由所述省煤器沿炉体通道下行连接的烟气加热器及烟气出口 ；在炉膛底部设有燃烧室，在燃烧室炉壁上由下至上依次沿水平面环周设置燃料喷嘴、供风管道及废液喷枪；其特征在于所述废液喷枪沿燃烧室炉壁纵向自下而上间隔设置成多层，并对应每层废液喷枪设置供风管道。
2.根据权利要求1所述的采用分层喷射废液结构的底部燃烧式有机废液燃烧锅炉，其特征在于所述废液喷枪沿燃烧室炉壁纵向间隔设置2-5层，层间距为500-7000mm。
3.根据权利要求2所述的采用分层喷射废液结构的底部燃烧式有机废液燃烧锅炉，其特征在于所述层间距为1500-4000mm。
4.根据权利要求1、2或3所述的采用分层喷射废液结构的底部燃烧式有机废液燃烧锅炉，其特征在于所述第一层废液喷枪向斜下方倾斜且与竖直方向的夹角为10° -80°。
5.根据权利要求4所述的采用分层喷射废液结构的底部燃烧式有机废液燃烧锅炉，其特征在于在所述烟气加热器与烟气出口之间设置第二级省煤器。
6.根据权利要求5所述的采用分层喷射废液结构的底部燃烧式有机废液燃烧锅炉，其特征在于所述炉体及锅筒均吊挂在所述炉架上，所述蒸发管屏、省煤器、烟气加热器及第二级省煤器通过集中管道与锅筒连接。
7.一种采用分层喷射废液结构的顶部燃烧式有机废液燃烧锅炉，包括炉体、锅筒及炉架，炉体的炉壁为膜式壁，炉体内设有炉膛，炉膛烟气出口通过炉体通道依次连接由炉顶水平延伸设置的蒸发管屏、省煤器、由所述省煤器沿炉体通道下行连接的烟气加热器及烟气出口 ；炉膛顶部设有燃烧室，在炉顶上分别设置多个燃料喷嘴、供风管道及废液喷枪，并在炉体顶部区域的侧壁上设置沿水平面环周设置的燃料喷嘴；其特征在于在炉顶第一层废液喷枪下方沿燃烧室炉壁纵向自上而下在炉壁上再间隔设置I层或多层废液喷枪，并对应每层废液喷枪设置供风管道。
8.根据权利要求7所述的采用分层喷射废液结构的顶部燃烧式有机废液燃烧锅炉，其特征在于所述废液喷枪沿燃烧室炉壁纵向自上而下在炉壁上再间隔设置1-4层，层间距为500-7000mmo
9.根据权利要求8所述的采用分层喷射废液结构的顶部燃烧式有机废液燃烧锅炉，其特征在于所述层间距为1500-4000mm。
10.根据权利要求9所述的采用分层喷射废液结构的顶部燃烧式有机废液燃烧锅炉，其特征在于在烟气加热器与烟气出口之间设置第二级省煤器，所述炉体及锅筒均吊挂在所述炉架上，所述蒸发管屏、省煤器、烟气加热器及第二级省煤器通过集中管道与锅筒连接。
【文档编号】F23G7/04GK204042921SQ201420502047
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年9月2日 优先权日:2014年9月2日
【发明者】于成春 申请人:天津晟成环境技术发展有限公司