粉体燃料氢化自供氧燃烧炉的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及装备制作技术，尤其涉及一种粉体燃料氢化自供氧燃烧炉，属于锅炉燃烧设备制造技术领域。
【背景技术】
[0002]传统煤炭、生物质等燃料直接燃烧热效率低、污染严重。现有技术中，为了提高燃烧效率降低污染，一般均采用将煤炭和生物质等燃料气化后再燃烧的方式，以克服直接燃烧的缺点，现有技术中一般采用气化炉；但气化炉投资大，难以维护，对燃料的处理要求高，实际应用中很难普及而且不容易操作。所以现有技术中需要一种投资少、效果好、易于操作且环保高效的燃烧方式和设备。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种适用于各种工业锅炉、炉窑供热的多种类粉体燃烧装置，本发明的燃烧炉具有燃烧效率、氮氧化物生成少、易于操作等优点。
[0004]本发明的粉体燃料氢化自供氧燃烧炉，包括:炉体；所述炉体为立式圆筒形结构；所述炉体的顶端开设有用于使粉体燃料沿竖直方向吹入炉体内的燃料混合喷口 ；所述燃料混合喷口的内壁自上而下还开设有一次风吹入口和二次风吹入口 ；所述一次风吹入口和所述二次风吹入口均设置于所述燃料混合喷口的内壁，以使一次风和二次风均沿所述燃料混合喷口内壁的切向吹入；
[0005]所述炉体的上段设置有多个用于将催化剂喷入炉体内的催化剂切向喷入装置；
[0006]所述炉体的中段还开设有三次风入口，所述三次风入口设置于所述炉体的内壁，以使三次风沿所述炉体内壁的切向吹入；
[0007]所述炉体的侧壁开设有混合燃烧喷出口，所述混合燃烧喷出口位于所述炉体的下部。
[0008]如上所述的粉体燃料氢化自供氧燃烧炉，其中，所述炉体的底端开设有除渣口。
[0009]如上所述的粉体燃料氢化自供氧燃烧炉，其中，所述燃料混合喷口的内径与所述炉体的内径比为1: 4.2。
[0010]如上所述的粉体燃料氢化自供氧燃烧炉，其中，所述燃烧炉还包括:变频式燃料雾化器；所述变频式燃料雾化器与所述燃料混合喷口相对接。
[0011]如上所述的粉体燃料氢化自供氧燃烧炉，其中，所述炉体的内壁铺设有耐火材料层O
[0012]如上所述的粉体燃料氢化自供氧燃烧炉，其中，所述炉体的外壁上设置有环形引风道，所述环形引风道与所述一次风吹入口和/或二次风出入口相连。
[0013]如上所述的粉体燃料氢化自供氧燃烧炉，其中，所述一次风吹入口和所述二次风吹入口之间的距离为120-210mm。
[0014]如上所述的粉体燃料氢化自供氧燃烧炉，其中，所述炉体的上部设置有第一火焰检测器；所述炉体的下部设置有第二火焰检测器。
[0015]如上所述的粉体燃料氢化自供氧燃烧炉，其中，所述一次风吹入口吹入的一次风空气系数在0.40?0.96之间。
[0016]本发明的燃烧炉，粉体燃料在经过燃料混合喷口喷入后，经过一次风和二次风的旋流燃烧，大大提高了粉体的悬浮时间，在控制一次风和二次风空气系数的情况下，不仅控制了燃料的燃烧程度，也大大提高了燃烧效率；而且在燃烧的过程中不断加入喷入催化剂以提高氢化自供氧能力，从而使混合燃烧喷出口气体能够在外部进行完全燃烧；另外，多次旋转的燃料在充分燃烧后，残渣自动沉降，也大大方便了维护。
[0017]本发明的燃烧炉是煤清洁燃烧技术下的设备，并可以使用到多元多种燃料，燃料更广泛性。本发明的燃烧炉在燃烧过程中通过煤、生物质等多种燃料的燃烧与催化剂反应，将碳置换出一定的氢气和氧气。氢气参与燃烧，自行制氧可以减少空气和其中的氮气引入量。通过调节空气引入量，并将空气、自行裂解出的氧和可燃性气体充分混合后无焰燃烧，使可燃物均衡燃烧，没有明显的火焰，减少或消除了局部高温，氮氧化物生成少。本发明的燃烧炉有较高的灰渣捕集能力和热效率，能适应不同的燃料，可以进行大的负荷调节。
【附图说明】
[0018]图1为本发明实施例的粉体燃料氢化自供氧燃烧炉的结构图；
[0019]图2为本发明实施例的粉体燃料氢化自供氧燃烧炉的工作示意图。
【具体实施方式】
[0020]本发明的燃烧炉是采用洁净燃烧技术的设备，可以使用煤、生物质等多种类的粉体燃料。
[0021]如图1所示，本发明的粉体燃料氢化自供氧燃烧炉，包括:炉体100 ;所述炉体100为立式圆筒形结构；所述炉体100的顶端开设有用于使粉体燃料沿竖直方向吹入炉体内的燃料混合喷口 4 ;所述燃料混合喷口 4的内壁自上而下还开设有一次风吹入口 I和二次风吹入口 2 ;所述一次风吹入口 I和所述二次风吹入口 2均设置于所述燃料混合喷口 4的内壁，以使一次风和二次风均沿所述燃料混合喷口 4内壁的切向吹入；
[0022]所述炉体100的上段设置有多个用于将催化剂喷入炉体内的催化剂切向喷入装置5;
[0023]所述炉体100的中段还开设有三次风入口 3，所述三次风入口 3设置于所述炉体100的内壁，以使三次风沿所述炉体100内壁的切向吹入；
[0024]所述炉体100的侧壁开设有混合燃烧喷出口 8，所述混合燃烧喷出口 8位于所述炉体100的下部。
[0025]如图2所示，本发明的燃烧炉，燃料从燃料混合喷口 4进入，以往燃料混合喷口 4进行点火，在点火段，煤粉或生物质粉等粉体燃料可以从燃料混合喷口 4的切向喷入，一次风从侧壁的环道各喷口切向喷入，两股气流同时在炉体100内的上部高速旋转，相互混合，从而形成旋流燃烧段A ;旋流燃烧段A的特殊流场结构有利于粉体颗粒与空气快速混合进行悬浮燃烧，并形成了一定的涡流和扰流，可阻止部分微细的粉体燃料和灰渣过早地被带出，使其有足够的停留时间。为了进一步提高燃烧效率，可以控制一次风的空气量使空气系数在0.40?0.96之间，从而使粉体燃料在空气量不足的条件下进行不完全燃烧，生成含有一氧化碳、氢、甲烷等可燃气体的高温低热值煤气。
[0026]同时，在炉体100的上部采用催化剂切向喷入装置5喷入水蒸汽等催化剂，与炽热的碳发生热解反应，生成氢气和氧气，自行供给部分燃烧所需的氧气，氢气参与燃烧，以使催化剂切向喷入装置5的周围形成催化裂解段B。催化剂切向喷入装置5的平均分布于炉体100的侧壁，能够沿切向喷入催化剂(催化剂一般采用余热蒸汽，在特定的温度点将蒸汽分解，分解后的蒸汽一部分直接参加燃烧、另一部分组织燃烧。大大降低了耗煤量也同时实现低温燃烧的条件控制了氮化物的产生。)
[0027]在此旋流燃烧段A，高温二次风进一步充分混合高速富氧低氮燃烧，并形成一定的涡流和扰流，进一步延长未燃尽的残炭的燃烧时间，使之充分燃烧，同时通过高速离心力将灰烬和残渣降到炉体100的底部。
[0028]经过降尘后的纯净高温烟气和部分可燃性气体，经混合燃烧喷出口 8再次与空气充分均匀混合后无焰燃烧。高温烟气和混合后的可燃性气体喷入工业锅炉、炉窑炉膛进行完全燃烧。混合燃烧喷出口 8为圆形，内侧砌有耐高温材料。
[0029]在整个燃烧过程中，粉体燃的料灰渣大部分形成干粉，部分凝聚成固态颗粒渣。落到燃烧炉底部后被除渣机排出。
[0030]炉体100的中段还开设有三次风入口 3，能够使三次风能均匀喷入炉内。同时，风道内的空气被炉壁加热，经预热后的空