专利名称：系列无烟炉及其固体型煤的制作方法
技术领域：
本发明属于只用固体燃料的燃烧设备及其固体燃料的制备，特别是涉及低劣煤及各类废弃物为主要原料制成的块状燃料及配套的燃煤炉具。固体燃料可以是蜂窝状块体、圆球形或散煤。
日本自二次世界大战后，由于出现世界性的能源危机，开始研究、开发废弃资源制成燃料，但时至今日炉具问题仍未达到理想程度。美国一直从我国进购型煤，并希望炉具无烟化，也尚未能实现这个愿望。
本发明的目的要彻底改变人类上千年来的传统燃烧方式，从根本上变革炉具的内在燃烧结构;
本发明的另一目的是要缓解资源/能源发展中的危机感，充分有效开发利用二次资源，即大量有害的煤矸石、白云石、云母页岩、粉煤灰、炉碴、工业垃圾、酒糠、农业秸秆待废弃资源和工农业废料，经过科学方法制成型煤、变为有价值的燃料。
本发明的再一目的是根据按科学方法研制而成用二次资源为原料的块状型煤的燃烧特性，结合改变了传统燃烧方式具有根本性变革的系列炉具，不仅能大大的提高了燃烧物的热效率，而且燃烧充分、无烟、不释放有害气体，从而控制了烟尘污染源，减轻环境污染和对人类及自然界生物、动物资源的侵害。
本发明的炉具为上燃烧式，逆反燃烧，采用涡流形式，抑制了烟气向上运动，并使回流反复燃烧。而传统的炉具属下点火，使烟气往上运动得不到燃烧而被排放到空气中，造成空气污染危害人类赖以生存的自然界。
本发明的型煤为上燃式固体形式，该型煤分为点火层(或电热器点火)、与本体煤两部分，本体煤可采用黑煤、褐煤、有(无)烟煤和优质煤等，劣质煤其发热量在2500-4500大卡之间均可使用。其它原料如矸石、粉煤灰、炉渣、酒糠、秸秆等可以使用，或取其中任何1-2种原料配合应用。
本发明的块状型煤在与其配套的燃煤气化炉具中为高温燃烧，仅以小型炉具为例，容煤量为3-4块，其炉堂温度可达1150C以上，火焰温度为850C以上。因此，有害物质在这样高温下基本燃烬，如氧气燃烧温度为510C，一氧化碳为820C，氮氢化合物为840C，所以，该火焰为无害的煤气火，其火焰可达100mm以上。使用本发明的型煤及与其配套的炉具对保护环境减少污染有显著效果，据实际测定可减少CO约98%，减少SO约95%，减少致癌物尘3.4苯并芘99%左右，氮氢化合物全部燃尽，并消灭了黑烟、消除了灰尘。因此，本发明的炉具不需要烟囱。
本发明的固体型煤的成分，若以煤矸石为例，其材料重量比为1)矸石磨碎至30-40目，约为70-80%;
2)助氧剂 约为0.8-1.5%;
3)添加剂 约为5-10%;
4)脱硫剂 约为5-7%;
5)粘合剂 约为5-10%。
其中助氧剂的含量由所用的矸石的基础热量而定，发热量在300千卡/公斤时采用上限，在1000千卡/公斤时可采用下限。助氧剂一般可采用60-70%的磨碎的氧化铁皮(废料)和30-40%的碱性粘土配合而成，根据需要也可以加入微量具有催化和消毒作用的化工厂废液。
其中的添加剂一般为煤质材料，若用无烟质矸石采用有烟煤褐煤为添加剂，其数量按调低燃点40%来计算，若用有烟矸石，则可不用添加剂。
其中的脱硫剂可采用石灰，最好是熟石灰。
其中的粘合剂可采用粘性土，如黄粘土。
点火块由优质煤(7500千卡)30-50%，易燃化学剂(硝酸钾，硝酸钠或高锰酸钾等)0.8-1.2%，碳黑25-45%，黄土15-25%配制而成。
本发明的炉具的具体结构和实施例将参照附图予以详细说明，附图有
图1为本发明的炉具之一的锅炉立视图;
图2为图1所示锅炉的局部剖开的侧视图;
图3为本发明的炉具的另一种民用炉子的剖面图;
图4为本发明的型煤的透视图。这种块状型煤的规格可根据需要而制作，一般可制成100X100X80mm的立方体，也可做成圆柱形，中间有竖直通孔，类似于通用的蜂窝煤的形式。
在图1中1为锅炉，2为炉门，3为调风门(或一次进风门)，4为二次进风门，5为自动排气阀，6为导气孔，7为关火孔。
在图2中，8为三次排气门，9为出碴门，10为水箱，11为进气孔，12为炉衬，13为烟气缓冲通道，它根据蜗流理论，将烟气压下去进行再次燃烧，这样可反复燃烧。14为气孔。
在图3中，31为调风门(或一次进风门)，32为二次进风门，33为炉衬，34为炉堂，35为炉衬通道，36为保温层，37为外壳，38为聚热板，39为炉盖。
其中炉衬分为面层和背层，面层炉衬按材料的重量由如下比例制成耐火土45-55%，耐火砂15-25%，高铝水泥10-20%，氧化钙10-15%。背层炉衬由黄土和珍球岩粉各按重量大致以1∶1的比例配合制成。
图3中的聚热板由硅酸板制成，它可对上升的烟气产生辐射波，将它们向下导入高温的炉堂内，使之与炉堂的火混合，重复燃烧，从而将烟气中的有害气体一氧化碳、二氧化硫，3.4苯并芘、氮氧化合物被有效地控制在炉堂内而得到充分的燃烧。图2中的烟气缓冲也具有将上升的烟气压入炉堂再次燃烧，与聚热板有相似的功效。因此，本发明的系列炉具可使低劣质、低热值的物质变成高效能量的燃料，其燃烧率可达90%左右。
本发明的系列炉具SCL-1型-SCL-7型为民用，适合于饭店、食堂、家庭炊事和取暖使用，炉堂可容纳型煤的数量大致在3-24块，当然型煤的尺寸可以变化，其数量也可随之增多或减少。SCL-8型-SCL-11型为民用与工业无烟化锅炉，使用型煤大致在24-400块之间，也可以制成球粒煤。
本发明的炉具的热工测试，由北京市环保检测中心、吉林省节能技术服务中心等单位检测，其效率、炉口温度、发热量、一氧化碳含量、烟气出口黑度等均符合并超过国家标准和设计要求，认为这种炉具具有高效节能消烟除尘特性。
本发明的固体型煤的成本一般每块(1公斤)在0.05元左右，炉具的制造成本按每台中型炉具在290元左右。
使用本发明的上燃型煤和炉具具有以下优点1)节煤省电;节煤率在35%以上，同时取消了鼓风机、引火木柴;
2)消除了煤的污染，改善环境和有益身心健康;
3)操作方便，一次点火可连续使用十小时以上;
4)充分合理利用低劣煤、废弃物，有效地进行二次资源的综合开发利用;
5)原料价廉，多数是废物利用;
6)投资少，见效快。
权利要求
1.一种系列无烟炉具，其特征在于它由面层和背层双层炉衬、进风与导风系统、底部二次风门、起涡流导烟的缓冲通道、聚热扳、关火孔、出碴门、保温层、炉壳和炉盖构成。
2.如权利要求1所述的炉具，其特征在于所述面层炉衬由45-55%的耐火土，15-25%的耐火砂，10-20%的高铝水泥，10-45%的氧化钙配制而成。
3.如权利要求1所述的炉具，其特征在于所述背层炉衬由黄土和珍珠岩粉大致以1∶1的重量比例配制而成。
4.如权利要求1所述的炉具，其特征在于所述聚热扳由硅酸铝扳制成。
5.一种上燃式固体型煤，其特征在于它是由二次资源、助氧剂、添加剂、脱硫剂和粘合剂制成。
6.如权利要求5所述的型煤，其特征是所述二次资源可以是劣质低热值煤，矸石、粉煤灰、炉碴、工业垃圾、酒糠、农业秸秆等废弃资源和工、农业废料。
7.如权利要求5或6所述的型煤，其特征在于它可以由70-75%的矸石、0.8-1.5%的助氧剂，5-10%的添加剂、5-7%的脱硫剂、5-10%的粘合剂配制而成。
8.如权利要求7所述的型煤，其特征在于所述助氧剂可采用60-70%的磨砰的氧化铁皮和30-40%的碱性粘土配制而成，也可适当加入微量具有催化和消毒作用的化工厂废液，所述脱硫剂可用石灰，所述粘合剂可用黄粘土。
9.如权利要求7所述的型煤，其特征在于所述添加剂，在使用无烟性矸石时可采用有烟煤或褐煤，在使用有烟性矸石时可不用添加剂。
10.如权利要求7所述的型煤，其特征在于所述型煤使用的点火块由优质煤30-50%，易燃化学剂0.8-1.2%，碳黑25-45%，黄土15-25%配制而成。
全文摘要
本发明涉及用于固体燃料的燃烧炉具及其固体燃料，这种上燃式炉具主要由双层炉衬、进风与导风系统、底部二次风门，起涡流导烟作用的缓冲通道、聚热板等构成，所用的固体燃料由劣质低热值的二次资源加入助氧剂、添加剂、脱硫剂和粘合剂配制而成的蜂窝状块体型煤，可充分利用废弃资源，生成高效能无烟、无有害气体，从而消除污染，改善生活环境。
文档编号C10L5/46GK1091194SQ93101619
公开日1994年8月24日 申请日期1993年2月18日 优先权日1993年2月18日
发明者舒景跃 申请人:舒景跃