CN114413644A - 蓄热式燃烧器、加热生产装置及电石、煤气和石灰联产装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种蓄热式燃烧器、加热生产装置及电石、煤气和石灰联产装置。其中，蓄热式燃烧器包括换热室和燃烧室，换热室中至少设有两组蓄热体，每组蓄热体之间设有固定隔板；每组蓄热体包括两个独立蓄热体，每组蓄热体中的独立蓄热体之间设有活动隔板。本申请实施例提供的蓄热式燃烧器，通过设置多组蓄热体，分别对进入蓄热式燃烧器的燃气和助燃气进行快速升温，提高了燃气的燃烧温度，有效扩展了低热值燃气的应用场所。此外，本申请实施例提供的串联式熔池加热生产装置，通过在加热炉膛上方设置用于输送高温介质的第一内置烟道，能够大幅提高经第一内置烟道输送至蓄热式燃烧器的高温介质的温度，使低热燃气能够达到2000℃以上的燃烧温度。

Description

蓄热式燃烧器、加热生产装置及电石、煤气和石灰联产装置

技术领域

本发明属于化工生产技术领域，提供了一种蓄热式燃烧器、加热生产装置及电石、煤气和石灰联产装置。

背景技术

蓄热式燃烧器是工业窑炉中常用的设备。通过蓄热式燃烧器，能够使燃气及助燃气体的温度升高，有利于提高燃烧后的温度。常见的蓄热式燃烧器虽能够提高燃烧效率，但仍然难以满足一些特殊窑炉对煅烧温度的要求。例如，能够与水反应生成乙炔的碳化钙（分子式CaC₂，俗称电石），其制备的温度要求是2400℃，在使用热值较低的燃气时，及时设置普通的蓄热式燃烧器，也难以达到电石炉的温度要求。电石生产能耗高，传统的电石生产方法是电热法，即依靠电加热的方法从电石原料获得电石产品。电石生产的能源消耗成本占总生产成本的比重较大，属于高能耗产业。因电是二次能源（火力发电的热能利用率约为30%～40%），电热法生产电石会导致电石的生产成本居高不下，使工业电石在市场上缺乏竞争力。

发明内容

本发明的目的是提供一种蓄热式燃烧器、加热生产装置及电石、煤气和石灰联产装置，通过对蓄热式燃烧器进行改造，极大地提高蓄热式燃烧器的燃烧效率，从而扩展低热值燃气的应用场合。

根据第一方面，本申请实施例提供了一种蓄热式燃烧器，包括换热室、燃气进口、助燃气进口和燃烧室。换热室中至少设有两组蓄热体，每组蓄热体之间设有固定隔板。每组蓄热体分别通过对应的插板阀与高温介质连通。每组蓄热体包括两个独立蓄热体，每组蓄热体中的独立蓄热体之间设有活动隔板。每组蓄热体中两个独立蓄热体的一端分别通过对应的插板阀与燃气进口或助燃气进口连接。每组蓄热体中两个独立蓄热体的另一端均与燃烧室连接。

根据第一方面，在一些实施例中，当换热室中设有两组蓄热体时，两组蓄热体交替进行蓄热和换热。当其中一组蓄热体利用高温介质进行蓄热时，另一组蓄热体对燃气和助燃气进行换热。

根据第一方面，在一些实施例中，当任一组蓄热体利用高温介质进行蓄热时，移开任一组蓄热体中的活动隔板。当任一组蓄热体对燃气和助燃气进行换热时，闭合任一组蓄热体中的活动隔板。

根据第二方面，本申请实施例提供了一种加热生产装置，包括加热炉膛、蓄热式燃烧器、进料设备和出料设备。其特征是：蓄热式燃烧器为如第一方面或第一方面任一实施例所述的蓄热式燃烧器。

蓄热式燃烧器位于加热炉膛的一侧。加热炉膛包括串联连接的第一加热反应区域和第二加热反应区域。第一加热反应区域靠近蓄热式燃烧器。加热炉膛的上方设有第一内置烟道，加热炉膛的下方设有第二内置烟道。加热炉膛与第一内置烟道之间，以及加热炉膛与第二内置烟道之间均设有导热耐材。

在加热炉膛中未设置蓄热式燃烧器的一侧，设有蓄热式换热器。经蓄热式换热器换热并升温后的高温介质，通过第一内置烟道与蓄热式燃烧器连接。第一内置烟道用于向蓄热式燃烧器输送高温介质。蓄热式燃烧器经第二内置烟道与第二加热反应区域连通。

根据第二方面，在一些实施例中，第一加热反应区域用于煅烧电石。第二加热反应区域用于煤气化。

根据第二方面，在一些实施例中，在第一加热反应区域中设有电石炉膛。电石炉膛位于加热炉膛的下方。电石炉膛的顶部设有上导热排，底部设有下导热排。电石炉膛的下部与对应的进料设备及出料设备连接。

根据第二方面，在一些实施例中，电石炉膛的下部设有电石原料进料管和电石出料管。电石原料进料管和电石出料管上分别设有插板阀。电石原料进料管用于气力输送电石原料并设有冷却夹套。电石出料管与外置的电石锅连接。

根据第二方面，在一些实施例中，在第二加热反应区域中设有煤气化炉膛。煤气化炉膛的顶部设有上导热排，底部设有下导热排，侧壁设有排渣口。煤气化炉膛的下方设有煤粉进口，煤粉进口经对应的煤粉输送管路与第二内置烟道连通。在煤粉输送管路与第二内置烟道的交汇处，设有气化剂喷口。气化剂喷口与煤气化炉膛连通，并且气化剂喷口设有插板阀。煤气化炉膛的下部与对应的进料设备及出料设备连接。

根据第二方面，在一些实施例中，煤气化炉膛的下部设有与外置杂质锅连接的卸料管。卸料管上设有插板阀。煤气化炉膛所需的气化剂经第二内置烟道和气化剂喷口输送至煤气化炉膛。煤气化炉膛所需的煤粉经煤粉进口、煤粉输送管路和气化剂喷口输送至煤气化炉膛。将气化剂作为输送煤粉的气体，采用气力输送的方式将煤粉输送至煤气化炉膛。气化剂为水蒸气或CO₂，或水蒸气与CO₂的混合物。

根据第二方面，在一些实施例中，上导热排为可升降的导热排。上导热排和下导热排交错设置，并且上导热排和下导热排均不与加热炉膛的中轴线平行。

根据第二方面，在一些实施例中，在第一加热反应区域中设有多个电石钨管。电石钨管上方设有电石尾气集气室。电石尾气集气室的侧壁设有电石尾气出口。电石钨管的下部与对应的进料设备及出料设备连接。

根据第二方面，在一些实施例中，在第二加热反应区域中设有多个煤气钨管。煤气钨管上方设有煤气集气室。煤气集气室的侧壁设有煤气出口和排渣口。排渣口低于煤气出口。煤气钨管的下部与对应的进料设备及出料设备连接。

根据第二方面，在一些实施例中，第一内置烟道和第二内置烟道分别包括至少两个通道，各个通道内均设有蓄热材料。可以根据需要自由选择电石和煤气化的加热方式，可以在电石部分和煤气化部分均采用直接加热方式；或者在电石部分和煤气化部分均采用隔焰加热方式；或者在电石部分采用直接加热方式，在煤气化部分采用隔焰加热方式；或者在电石部分采用隔焰加热方式，在煤气化部分采用直接加热方式。

根据第三方面，本申请实施例提供了一种电石、煤气和石灰联产装置，包括串联式电石煤气一体炉、石灰窑、第一风机、第二风机、第三风机、煤气柜、燃烧器和除尘器。串联式电石煤气一体炉为如第二方面或第二方面任一实施例所述的加热生产装置。

第一风机与串联式电石煤气一体炉中的蓄热式燃烧器连接。第一风机用于向蓄热式燃烧器提供助燃空气。

串联式电石煤气一体炉中蓄热式燃烧器的高温烟气出口经加热炉膛与蓄热式换热器连接。蓄热式燃烧器排出的高温烟气与加热炉膛中物料煅烧生成的气体混合，形成低热值的高温混合气体。高温混合气体用于为蓄热式换热器提供蓄热所需的热量，并在排出蓄热式换热器后转换为低热值的低温混合气体。低温混合气体经除尘器和第二风机后与煤气柜连接。

煤气柜的一个出口与蓄热式燃烧器连接，并向蓄热式燃烧器提供燃气。煤气柜的另一出口经第三风机与燃烧器连接，并向燃烧器提供燃气。

燃烧器燃烧后排出的高温CO₂气体与石灰窑连接，高温CO₂气体在石灰窑中利用自身携带的显热煅烧石灰，并与石灰煅烧后生成的CO₂混合，共同转换为低温CO₂气体从石灰窑中排出。

石灰窑排出的低温CO₂气体与蓄热式换热器连接，并在蓄热式换热器中换热转换为高温CO₂气体。蓄热式换热器排出的高温CO₂气体，一部分返回石灰窑，另一部分经串联式电石煤气一体炉中的第一内置烟道与蓄热式燃烧器连接，为蓄热式燃烧器提供蓄热所需的热量。蓄热式燃烧器蓄热后排出低温CO₂气体。蓄热式燃烧器排出的低温CO₂气体经第二内置烟道升温后，作为气化剂及输送煤粉的气力输送气体，进入串联式电石煤气一体炉中的第二加热反应区域并用于煤气化。可以根据需要自由选择电石和煤气化的加热方式，可以在电石部分和煤气化部分均采用直接加热方式；或者在电石部分和煤气化部分均采用隔焰加热方式；或者在电石部分采用直接加热方式，在煤气化部分采用隔焰加热方式；或者在电石部分采用隔焰加热方式，在煤气化部分采用直接加热方式。

根据第四方面，本申请实施例提供了另一种电石、煤气和石灰联产装置，其特征是：包括串联式电石煤气一体炉、石灰窑、第一风机、第二风机、第三风机、煤气柜、燃烧器、除尘器、第一外置换热器、第二外置换热器和第四风机。串联式电石煤气一体炉为如第二方面或第二方面任一实施例所述的加热生产装置。

第一风机与串联式电石煤气一体炉中的蓄热式燃烧器连接。第一风机用于向蓄热式燃烧器提供助燃空气。

串联式电石煤气一体炉中蓄热式燃烧器的高温烟气出口经加热炉膛与蓄热式换热器连接。蓄热式燃烧器排出的高温烟气用于为蓄热式换热器提供蓄热所需的热量，并在排出蓄热式换热器后转换为低温烟气。

串联式电石煤气一体炉排出的高温电石尾气与第一外置换热器连接，用于向第一外置换热器提供蓄热所需的热量。第一外置换热器蓄热后排出的低温电石尾气经除尘器和第二风机后与煤气柜连接。

煤气柜的一个出口与蓄热式燃烧器连接，并向蓄热式燃烧器提供燃气。煤气柜的另一出口经第三风机与燃烧器连接，并向燃烧器提供燃气。

燃烧器燃烧后排出的高温CO₂气体与石灰窑连接，高温CO₂气体在石灰窑中利用自身携带的显热煅烧石灰，并与石灰煅烧后生成的CO₂混合，共同转换为低温CO₂气体从石灰窑中排出。

石灰窑排出低温CO₂气体，其中一部分与蓄热式换热器连接，并在蓄热式换热器中换热转换为高温CO₂气体。其中另一部分与第一外置换热器连接，并在第一外置换热器中换热转换为高温CO₂气体。

第一外置换热器排出的高温CO₂气体返回石灰窑。蓄热式换热器排出的高温CO₂气体，一部分返回石灰窑，另一部分经串联式电石煤气一体炉中的第一内置烟道与蓄热式燃烧器连接，为蓄热式燃烧器提供蓄热所需的热量。蓄热式燃烧器蓄热后排出低温CO₂气体。蓄热式燃烧器排出的低温CO₂气体经第二内置烟道升温后，作为气化剂及输送煤粉的气力输送气体，进入串联式电石煤气一体炉中的第二加热反应区域并用于煤气化。

串联式电石煤气一体炉排出的高温煤气经第二外置换热器和第四风机，与蓄热式燃烧器连接，用于向蓄热式燃烧器提供燃气。可以根据需要自由选择电石和煤气化的加热方式，可以在电石部分和煤气化部分均采用直接加热方式；或者在电石部分和煤气化部分均采用隔焰加热方式；或者在电石部分采用直接加热方式，在煤气化部分采用隔焰加热方式；或者在电石部分采用隔焰加热方式，在煤气化部分采用直接加热方式。

本申请实施例提供的蓄热式燃烧器，通过设置多组蓄热体，分别对进入蓄热式燃烧器的燃气和助燃气进行快速升温，进而点燃高温的燃气和助燃气，提高了燃气的燃烧温度，有效扩展了低热值燃气的应用场所。此外，本申请实施例提供的串联式熔池加热生产装置，通过在加热炉膛上方设置用于输送高温介质的第一内置烟道，能够大幅提高经第一内置烟道输送至蓄热式燃烧器的高温介质的温度，从而提高燃气的燃烧效率，即使使用热值较低的燃气，也依然能够达到2000℃以上的燃烧温度。

附图说明

图1为串联式熔池加热生产装置的结构示意图；

图2为蓄热式燃烧器的主视示意图；

图3为蓄热式燃烧器的俯视示意图；

图4为图1中A-A方向的剖视图；

图5为图1中B-B方向的剖视图；

图6为图1中L-L方向的剖视图；

图7为图1中K-K方向的剖视图；

图8为图1中D-D方向的剖视图；

图9为图1中E-E方向和F-F方向的剖视图；

图10为电石、煤气和石灰联产装置的结构示意图；

图11为另一串联式熔池加热生产装置的结构示意图；

图12为图11中G-G方向的剖视图；

图13为图11中H-H方向的剖视图；

图14为另一电石、煤气和石灰联产装置的结构示意图。

其中：101—加热炉膛、102—蓄热式燃烧器、103—第一加热反应区域、104—第二加热反应区域、105—第一内置烟道、106—电石炉膛、108—电石原料进料管、109—电石出料管、110—电石锅、112—煤气化炉膛、113—上导热排、114—下导热排、116—卸料管、117—杂质锅、118—排渣口、119—蓄热式换热器、120—电石钨管、121—电石尾气集气室、122—电石尾气出口、123—煤气钨管、124—煤气集气室、125—煤气出口、126—第二内置烟道、127—煤粉进口、128—气化剂喷口；

201—燃气进口、202—助燃气进口、203—燃烧室、204—固定隔板、205—活动隔板、206—高温介质进口、207—高温介质出口、208—高温烟气出口；

1—串联式电石煤气一体炉、3—石灰窑、4—第一风机、5—第二风机、6—第三风机、7—煤气柜、8—燃烧器、9—除尘器、10—第一外置换热器、11—第二外置换热器、12—第四风机。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明。本发明保护范围不限于实施例，本领域技术人员在权利要求限定的范围内做出任何改动也属于本发明保护的范围。

实施例1

本申请实施例提供了串联式加热生产装置，如图1所示。该加热生产装置包括加热炉膛101、蓄热式燃烧器102、蓄热式换热器119、进料设备和出料设备。图2和图3示出了蓄热式燃烧器102的结构示意图。

如图2和图3所示，蓄热式燃烧器包括换热室、燃气进口201、助燃气进口202和燃烧室203。换热室中至少设有两组蓄热体，每组蓄热体之间设有固定隔板204。每组蓄热体分别通过对应的插板阀与高温介质连通。每组蓄热体包括两个独立蓄热体，每组蓄热体中的独立蓄热体之间设有活动隔板205。每组蓄热体中两个独立蓄热体的一端分别通过对应的插板阀与燃气进口201或助燃气进口202连接。每组蓄热体中两个独立蓄热体的另一端均与燃烧室203连接。燃烧室203未与独立蓄热体相连的一端，设有高温烟气出口208。

在图2和图3所示的蓄热式燃烧器中，设有两组蓄热体，两组蓄热体交替进行蓄热和换热。当其中一组蓄热体利用高温介质进行蓄热时，另一组蓄热体对燃气和助燃气进行换热。当任一组蓄热体利用高温介质进行蓄热时，移开该组蓄热体中的活动隔板205；当任一组蓄热体对燃气和助燃气进行换热时，闭合该组蓄热体中的活动隔板205。

在实际应用中，为了方便对蓄热式燃烧器的蓄热和换热进行控制，可以在每一组蓄热体的上下端分别设置高温介质进口206和高温介质出口207，并在高温介质进口206和高温介质出口207处均设置对应的插板阀。在各个独立蓄热体与燃气进口201或助燃气进口202相连的管路上，以及各个独立蓄热体与燃烧室203之间的管路上，也设有对应的插板阀。

在图1所示的加热生产装置中，蓄热式燃烧器102位于加热炉膛101的一侧。加热炉膛101包括串联连接第一加热反应区域103和第二加热反应区域104。第一加热反应区域103靠近蓄热式燃烧器102。具体的，第一加热反应区域103可以用于煅烧电石；第二加热反应区域104可以用于煤气化。加热炉膛101的上方设有第一内置烟道105，下方设有第二内置烟道126。加热炉膛101与第一内置烟道105之间，以及加热炉膛101与第二内置烟道126之间，分别设有导热耐材。第一内置烟道105和第二内置烟道126内分别设置有支撑体，增加结构稳定性。

在实际应用中，第一内置烟道105可以由两个通道组成，各个通道内均设有蓄热材料，交替进行蓄热及放热，以进一步提高第一内置烟道中流过的高温介质的温度。第二内置烟道126由填充有蓄热材料的两个通道组成，分别与蓄热式燃烧器102中的两组蓄热体连通。

在加热炉膛101中未设置蓄热式燃烧器102的一侧，设有蓄热式换热器119。经蓄热式换热器119换热并升温后的高温介质，通过第一内置烟道105与蓄热式燃烧器102连接。第一内置烟道105用于向蓄热式燃烧器102输送高温介质。

在实施例1中，第一加热反应区域103中设有电石炉膛106。第一加热反应区域的截面图如图4所示。电石炉膛106位于加热炉膛101的下方，电石炉膛106中设有上导热排113和下导热排114。上导热排113和下导热排114可以将加热炉膛中高温烟气的热量传导至电石炉膛中的电石熔池中。可以将上导热排113设置为可升降的导热排。在上导热排升起时，上导热排大量吸收加热炉膛中高温烟气的热量；在上导热排下降并进入电石炉膛中的电石熔池后，上导热排向电石熔池释放大量热量。电石炉膛106的下部与对应的进料设备及出料设备连接。

具体的，电石炉膛106的下部设有电石原料进料管108和电石出料管109。电石原料进料管108和电石出料管109上分别设有插板阀。电石原料进料管108用于气力输送电石原料并设有冷却夹套。电石出料管109与外置的电石锅110连接。在电石炉膛持续煅烧电石后，会在其内壁形成一层胶状的假炉衬，长期粘粘。

在实施例1中，第二加热反应区域104中设有煤气化炉膛112。第二加热反应区域的截面图如图5和图6所示。煤气化炉膛112的顶部设有上导热排113，底部设有下导热排114，侧壁设有排渣口118。在煤气化炉膛中，可以选用可升降的导热排作为上导热排113。在上导热排升起时，上导热排大量吸收煤气化炉膛中高温烟气的热量；在上导热排下降并进入煤气化炉膛中的熔池后，上导热排向熔池释放大量热量。

煤气化炉膛112的下方设有煤粉进口127，煤粉进口127经对应的煤粉输送管路与第二内置烟道126连通。在煤粉输送管路与第二内置烟道126的交汇处，设有气化剂喷口128。气化剂喷口128与煤气化炉膛112连通，并且气化剂喷口128上设有插板阀。煤气化炉膛112的下部与对应的进料设备及出料设备连接。

具体的，煤气化炉膛112的下部设有卸料管116，卸料管116上设有插板阀。煤气化炉膛112所需的气化剂经第二内置烟道126和气化剂喷口128输送至煤气化炉膛112。煤气化炉膛112所需的煤粉经煤粉进口127、煤粉输送管路和气化剂喷口128输送至煤气化炉膛112。将气化剂作为输送煤粉的气体，采用气力输送的方式将煤粉输送至煤气化炉膛112。气化剂为水蒸气或CO₂，或水蒸气与CO₂的混合物。

图7示出了电石炉膛和煤气化炉膛中导热排（包括上导热排和下导热排）的布置方式。导热排均与电石炉膛或煤气化炉膛的中轴线形成一个夹角，避免将导热排与中轴线平行设置。这种设置方式能够使导热排对电石炉膛或煤气化炉膛内流过的高温烟气进行一定阻挡，增加高温烟气与导热排的接触时间，提高导热排的蓄热能力。

图8和图9示出了蓄热式换热器119的具体结构。蓄热式换热器119由两个相互隔开的蓄热体组成，这两个蓄热体交替进行蓄热和放热。为了便于控制，在蓄热式换热器的各个高低温气体的进出口处，均设置对应的插板阀。

实施例2

本申请实施例2提供了一种电石、煤气和石灰联产装置，如图10所示，该联产装置包括串联式电石煤气一体炉1、石灰窑3、第一风机4、第二风机5、第三风机6、煤气柜7、燃烧器8和除尘器9。串联式电石煤气一体炉1为实施例1所述的加热生产装置。

第一风机4与串联式电石煤气一体炉1中的蓄热式燃烧器102连接，用于向蓄热式燃烧器102提供助燃空气。串联式电石煤气一体炉1中蓄热式燃烧器102的高温烟气出口经加热炉膛101与蓄热式换热器119连接。蓄热式燃烧器102排出的高温烟气（约2400℃）在第一加热反应区域103煅烧电石（温度降为1800℃），以及第二加热反应区域104煤气化后（温度进一步降为1000℃），与加热炉膛101中各种物料煅烧或气化生成的气体混合，形成低热值的高温混合气体（约1000℃，含有烟气、电石尾气及煤气）。1000℃的高温混合气体用于为蓄热式换热器119提供蓄热所需的热量，并在排出蓄热式换热器119后转换为低热值的低温混合气体（约100℃）。100℃的低热值低温混合气体经除尘器9和第二风机5后与煤气柜7连接。

煤气柜7的一个出口与蓄热式燃烧器102连接，并向蓄热式燃烧器102提供燃气。蓄热式燃烧器102还通过阀门与外接燃气连通，外接燃气用于在开车时向蓄热式燃烧器102提供外部燃气。在整个电石、煤气和石灰联产装置顺利运行后，可切断外部燃气，仅适用联产装置自产的低热值燃气即可。

煤气柜7的另一出口经第三风机6与燃烧器8连接，并向燃烧器8提供燃气。燃烧器8燃烧后排出的高温CO₂气体与石灰窑3连接，高温CO₂气体在石灰窑3中利用自身携带的显热煅烧石灰，并与石灰煅烧后生成的CO₂混合，共同转换为低温CO₂气体从石灰窑3中排出。实施例2中的石灰窑3为悬浮窑，也可以根据需要使用蓄热式间壁回转窑代替悬浮窑煅烧石灰。

石灰窑3排出的低温CO₂气体与蓄热式换热器119连接，并在蓄热式换热器119中换热转换为高温CO₂气体（约1000℃）。蓄热式换热器119排出的高温CO₂气体，一部分返回石灰窑3继续煅烧石灰，另一部分经串联式电石煤气一体炉1中的第一内置烟道105与蓄热式燃烧器102连接，为蓄热式燃烧器102提供蓄热所需的热量。高温CO₂气体在第一内置烟道105中温度进一步升高，进入蓄热式燃烧器102的高温CO₂气体温度可达2400℃。蓄热式燃烧器102蓄热后排出相对低温CO₂气体（约1500℃）。蓄热式燃烧器102排出的1500℃的CO₂气体经第二内置烟道126升温至约1800℃后，可以作为气化剂，以及输送煤粉的气力输送气体，进入串联式电石煤气一体炉中的—第二加热反应区域及煤气化炉膛，并用于煤气化。

实施例3

本申请实施例提供了另一种串联式加热生产装置，如图11所示。该加热生产装置的组成和结构与实施例1中的串联式加热生产装置大致相同，区别在于第一加热反应区域103及第二加热反应区域104中的装置和设备。

在实施例3中的串联式加热生产装置中，第一加热反应区域中设有多个电石钨管120，电石钨管120上方设有电石尾气集气室121。图12示出了实施例3中第一加热反应区域的剖视图。如图12所示，电石尾气集气室121的侧壁设有电石尾气出口122。电石钨管120的下部与对应的进料设备及出料设备连接。

在实施例3中的串联式加热生产装置中，第二加热反应区域中设有多个煤气钨管123，煤气钨管123上方设有煤气集气室124。图13示出了实施例3中第二加热反应区域的剖视图。如图13所示，煤气集气室124的侧壁设有煤气出口125和排渣口118。排渣口118低于煤气出口125。各个煤气钨管123均通过对应的煤粉输送管路与煤粉进口127连接；同时，各个煤气钨管123均通过对应的第二内置烟道126与蓄热式燃烧器102连接。第二内置烟道与煤粉输送管路一一对应，且交汇处均设有气化剂喷口128。煤气钨管123的下部与对应的进料设备及出料设备连接。

实施例4

本申请实施例4提供了另一种电石、煤气和石灰联产装置，如图14所示，该联产装置包括串联式电石煤气一体炉1、石灰窑3、第一风机4、第二风机5、第三风机6、煤气柜7、燃烧器8、除尘器9、第一外置换热器10、第二外置换热器11和第四风机12。串联式电石煤气一体炉1为实施例3所述的加热生产装置。

在实施例4提供的电石、煤气和石灰联产装置中，第一风机4与串联式电石煤气一体炉1中的蓄热式燃烧器102连接，用于向蓄热式燃烧器102提供助燃空气。

串联式电石煤气一体炉1中蓄热式燃烧器102的高温烟气出口经加热炉膛101与蓄热式换热器119连接。蓄热式燃烧器102排出的高温烟气用于为蓄热式换热器119提供蓄热所需的热量，并在排出蓄热式换热器119后转换为低温烟气。蓄热式燃烧器102排出的高温烟气约为2400℃，经过第一加热反应区域103并煅烧电石后温度将为1800℃，经过第二加热反应区域104并煤气化后温度将为1000℃。1000℃的烟气进入蓄热式换热器119提供蓄热所需的热量，经蓄热式换热器119后温度将为100℃并外排。

串联式电石煤气一体炉1排出的高温电石尾气（为2400℃）与第一外置换热器10连接，用于向第一外置换热器10提供蓄热所需的热量。第一外置换热器10蓄热后排出的低温电石尾气经除尘器9和第二风机5后与煤气柜7连接。

煤气柜7的一个出口与蓄热式燃烧器102连接，并向蓄热式燃烧器102提供燃气。煤气柜7的另一出口经第三风机6与燃烧器8连接，并向燃烧器8提供燃气。

燃烧器8燃烧后排出的高温CO₂气体（约为1000℃）与石灰窑3连接，高温CO₂气体在石灰窑3中利用自身携带的显热煅烧石灰，并与石灰煅烧后生成的CO₂混合，共同转换为低温CO₂气体（约为100℃）从石灰窑3中排出；

石灰窑3排出低温CO₂气体，其中一部分与蓄热式换热器119连接，并在蓄热式换热器119中换热转换为高温CO₂气体（约为1000℃）；其中另一部分与第一外置换热器10连接，并在第一外置换热器10中换热转换为高温CO₂气体（约为1000℃）。第一外置换热器10排出的1000℃高温CO₂气体返回石灰窑3，继续煅烧石灰。

蓄热式换热器119排出的1000℃高温CO₂气体，一部分返回石灰窑3以煅烧石灰，另一部分经串联式电石煤气一体炉1中的第一内置烟道105后进一步升温至2400℃。第一内置烟道105排出的2400℃的高温CO₂气体与蓄热式燃烧器102连接，为蓄热式燃烧器102提供蓄热所需的热量。蓄热式燃烧器102蓄热后排出相对低温的CO₂气体，温度约为1500℃。蓄热式燃烧器102排出的1500℃的CO₂气体经第二内置烟道126升温至约1800℃后，可以作为气化剂，以及输送煤粉的气力输送气体，进入串联式电石煤气一体炉中的—第二加热反应区域及煤气化炉膛，并用于煤气化。

串联式电石煤气一体炉1排出的高温煤气经第二外置换热器11和第四风机12，与蓄热式燃烧器102连接，用于向蓄热式燃烧器102提供燃气。

在实施例1和实施例2提供的串联式加热生产装置或联产装置中，采用直接加热的方式煅烧电石和煤气化。在实施例3和实施例4提供的串联式加热生产装置或联产装置中，采用隔焰加热的方式煅烧电石和煤气化。在实际应用中，可以根据需要自由选择电石和煤气化的加热方式，可以在电石部分和煤气化部分均采用直接加热方式；或者在电石部分和煤气化部分均采用隔焰加热方式；或者在电石部分采用直接加热方式，在煤气化部分采用隔焰加热方式；或者在电石部分采用隔焰加热方式，在煤气化部分采用直接加热方式。

电石、煤气和石灰联产装置可以使用空气、富氧和/或纯氧做助燃剂，设备进行对应调整。电石、煤气和石灰联产装置包含高温电石化学反应单元，利用高温电石化学反应单元产生的高温气体进行直接储能，利用蓄热式燃烧器中的蓄热体进行蓄热回收储能，从而循环加热，热效率得到显著提高。除使用电石、煤气和石灰联产装置自身出产的电石尾气作为燃料以外，还可以外接其他补充燃料。除电石以外的其他产品，例如磷、铁或其它有色金属等需要还原处理的产品，对应的生产过程也可以利用以上的循环，并且该循环不局限于电石、煤气和石灰联产生产***，只要能实现以上包含高温化学反应、余热蓄热的工艺过程，或者利用自产燃料同时额外添加其它燃料的直接储能工艺过程，均在本申请实施例的保护范围。具体的，本申请实施例中的串联式加热生产装置，使用了利用自产燃料同时额外添加其它燃料的直接储能工艺过程。

Claims (15)

1.一种蓄热式燃烧器，包括换热室、燃气进口（201）、助燃气进口（202）和燃烧室（203）；其特征是：所述换热室中至少设有两组蓄热体，每组蓄热体之间设有固定隔板（204）；每组蓄热体分别通过对应的插板阀与高温介质连通；每组蓄热体包括两个独立蓄热体，每组蓄热体中的独立蓄热体之间设有活动隔板（205）；每组蓄热体中两个独立蓄热体的一端分别通过对应的插板阀与燃气进口（201）或助燃气进口（202）连接；每组蓄热体中两个独立蓄热体的另一端均与所述燃烧室（203）连接。

2.根据权利要求1所述的蓄热式燃烧器，其特征是：当所述换热室中设有两组蓄热体时，所述两组蓄热体交替进行蓄热和换热；当其中一组蓄热体利用高温介质进行蓄热时，另一组蓄热体对燃气和助燃气进行换热。

3.根据权利要求2所述的蓄热式燃烧器，其特征是：当任一组蓄热体利用高温介质进行蓄热时，移开所述任一组蓄热体中的活动隔板（205）；当任一组蓄热体对燃气和助燃气进行换热时，闭合所述任一组蓄热体中的活动隔板（205）。

4.一种加热生产装置，包括加热炉膛（101）、蓄热式燃烧器（102）、进料设备和出料设备；其特征是：所述蓄热式燃烧器（102）为如权利要求1至3中任一项所述的蓄热式燃烧器；

所述蓄热式燃烧器（102）位于加热炉膛（101）的一侧；所述加热炉膛（101）包括串联连接的第一加热反应区域（103）和第二加热反应区域（104）；所述第一加热反应区域（103）靠近所述蓄热式燃烧器（102）；所述加热炉膛（101）的上方设有第一内置烟道（105），所述加热炉膛（101）的下方设有第二内置烟道（126）；所述加热炉膛（101）与第一内置烟道（105）之间，以及加热炉膛（101）与第二内置烟道（126）之间均设有导热耐材；

在所述加热炉膛（101）中未设置蓄热式燃烧器（102）的一侧，设有蓄热式换热器（119）；经所述蓄热式换热器（119）换热并升温后的高温介质，通过所述第一内置烟道（105）与所述蓄热式燃烧器（102）连接；所述第一内置烟道（105）用于向所述蓄热式燃烧器（102）输送高温介质；所述蓄热式燃烧器（102）经所述第二内置烟道（126）与所述第二加热反应区域（104）连通。

5.根据权利要求4所述的加热生产装置，其特征是：所述第一加热反应区域（103）用于煅烧电石；所述第二加热反应区域（104）用于煤气化。

6.根据权利要求5所述的加热生产装置，其特征是：在所述第一加热反应区域（103）中设有电石炉膛（106）；所述电石炉膛（106）位于加热炉膛（101）的下方；所述电石炉膛（106）的顶部设有上导热排（113），底部设有下导热排（114）；所述电石炉膛（106）的下部与对应的进料设备及出料设备连接。

7.根据权利要求6所述的加热生产装置，其特征是：所述电石炉膛（106）的下部设有电石原料进料管（108）和电石出料管（109）；所述电石原料进料管（108）和电石出料管（109）上分别设有插板阀；所述电石原料进料管（108）用于气力输送电石原料并设有冷却夹套；所述电石出料管（109）与外置的电石锅（110）连接。

8.根据权利要求5所述的加热生产装置，其特征是：在所述第二加热反应区域（104）中设有煤气化炉膛（112）；所述煤气化炉膛（112）的顶部设有上导热排（113），底部设有下导热排（114），侧壁设有排渣口（118）；所述煤气化炉膛（112）的下方设有煤粉进口（127），所述煤粉进口（127）经对应的煤粉输送管路与所述第二内置烟道（126）连通；在所述煤粉输送管路与所述第二内置烟道（126）的交汇处，设有气化剂喷口（128）；所述气化剂喷口（128）与所述煤气化炉膛（112）连通，并且所述气化剂喷口（128）设有插板阀；所述煤气化炉膛（112）的下部与对应的进料设备及出料设备连接。

9.根据权利要求8所述的加热生产装置，其特征是：所述煤气化炉膛（112）的下部设有与外置杂质锅（117）连接的卸料管（116）；所述卸料管（116）上设有插板阀；所述煤气化炉膛（112）所需的气化剂经所述第二内置烟道（126）和气化剂喷口（128）输送至所述煤气化炉膛（112）；所述煤气化炉膛（112）所需的煤粉经煤粉进口（127）、煤粉输送管路和气化剂喷口（128）输送至所述煤气化炉膛（112）；将所述气化剂作为输送煤粉的气体，采用气力输送的方式将煤粉输送至所述煤气化炉膛（112）；所述气化剂为水蒸气或CO₂，或水蒸气与CO₂的混合物。

10.根据权利要求6或8所述的加热生产装置，其特征是：所述上导热排（113）为可升降的导热排；所述上导热排（113）和下导热排（114）交错设置，并且所述上导热排（113）和下导热排（114）均不与所述加热炉膛（101）的中轴线平行。

11.根据权利要求5所述的加热生产装置，其特征是：在所述第一加热反应区域（103）中设有多个电石钨管（120）；所述电石钨管（120）上方设有电石尾气集气室（121）；所述电石尾气集气室（121）的侧壁设有电石尾气出口（122）；所述电石钨管（120）的下部与对应的进料设备及出料设备连接。

12.根据权利要求5所述的加热生产装置，其特征是：在所述第二加热反应区域（104）中设有多个煤气钨管（123）；所述煤气钨管（123）上方设有煤气集气室（124）；所述煤气集气室（124）的侧壁设有煤气出口（125）和排渣口（118）；所述排渣口（118）低于所述煤气出口（125）；所述煤气钨管（123）的下部与对应的进料设备及出料设备连接。

13.根据权利要求4所述的加热生产装置，其特征是：所述第一内置烟道（105）和所述第二内置烟道（126）分别包括至少两个通道，各个通道内均设有蓄热材料；

可以根据需要自由选择电石和煤气化的加热方式，可以在电石部分和煤气化部分均采用直接加热方式；或者在电石部分和煤气化部分均采用隔焰加热方式；或者在电石部分采用直接加热方式，在煤气化部分采用隔焰加热方式；或者在电石部分采用隔焰加热方式，在煤气化部分采用直接加热方式。

14.一种电石、煤气和石灰联产装置，其特征是：包括串联式电石煤气一体炉（1）、石灰窑（3）、第一风机（4）、第二风机（5）、第三风机（6）、煤气柜（7）、燃烧器（8）和除尘器（9）；所述串联式电石煤气一体炉（1）为如权利要求4至10中任一项所述的加热生产装置；

所述第一风机（4）与所述串联式电石煤气一体炉（1）中的蓄热式燃烧器（102）连接；所述第一风机（4）用于向所述蓄热式燃烧器（102）提供助燃空气；

所述串联式电石煤气一体炉（1）中蓄热式燃烧器（102）的高温烟气出口经加热炉膛（101）与蓄热式换热器（119）连接；所述蓄热式燃烧器（102）排出的高温烟气与所述加热炉膛（101）中物料煅烧生成的气体混合，形成低热值的高温混合气体；所述高温混合气体用于为所述蓄热式换热器（119）提供蓄热所需的热量，并在排出所述蓄热式换热器（119）后转换为低热值的低温混合气体；所述低温混合气体经所述除尘器（9）和第二风机（5）后与煤气柜（7）连接；

所述煤气柜（7）的一个出口与所述蓄热式燃烧器（102）连接，并向所述蓄热式燃烧器（102）提供燃气；所述煤气柜（7）的另一出口经第三风机（6）与燃烧器（8）连接，并向所述燃烧器（8）提供燃气；

所述燃烧器（8）燃烧后排出的高温CO₂气体与所述石灰窑（3）连接，所述高温CO₂气体在石灰窑（3）中利用自身携带的显热煅烧石灰，并与石灰煅烧后生成的CO₂混合，共同转换为低温CO₂气体从所述石灰窑（3）中排出；

所述石灰窑（3）排出的低温CO₂气体与所述蓄热式换热器（119）连接，并在所述蓄热式换热器（119）中换热转换为高温CO₂气体；所述蓄热式换热器（119）排出的高温CO₂气体，一部分返回所述石灰窑（3），另一部分经所述串联式电石煤气一体炉（1）中的第一内置烟道（105）与所述蓄热式燃烧器（102）连接，为所述蓄热式燃烧器（102）提供蓄热所需的热量；所述蓄热式燃烧器（102）蓄热后排出低温CO₂气体；所述蓄热式燃烧器（102）排出的低温CO₂气体经所述第二内置烟道（126）升温后，作为气化剂及输送煤粉的气力输送气体，进入所述串联式电石煤气一体炉（1）中的第二加热反应区域（104）并用于煤气化；

可以根据需要自由选择电石和煤气化的加热方式，可以在电石部分和煤气化部分均采用直接加热方式；或者在电石部分和煤气化部分均采用隔焰加热方式；或者在电石部分采用直接加热方式，在煤气化部分采用隔焰加热方式；或者在电石部分采用隔焰加热方式，在煤气化部分采用直接加热方式。

15.一种电石、煤气和石灰联产装置，其特征是：包括串联式电石煤气一体炉（1）、石灰窑（3）、第一风机（4）、第二风机（5）、第三风机（6）、煤气柜（7）、燃烧器（8）、除尘器（9）、第一外置换热器（10）、第二外置换热器（11）和第四风机（12）；所述串联式电石煤气一体炉（1）为如权利要求4、5、11或12中任一项所述的加热生产装置；

所述第一风机（4）与所述串联式电石煤气一体炉（1）中的蓄热式燃烧器（102）连接；所述第一风机（4）用于向所述蓄热式燃烧器（102）提供助燃空气；

所述串联式电石煤气一体炉（1）中蓄热式燃烧器（102）的高温烟气出口经加热炉膛（101）与蓄热式换热器（119）连接；所述蓄热式燃烧器（102）排出的高温烟气用于为所述蓄热式换热器（119）提供蓄热所需的热量，并在排出所述蓄热式换热器（119）后转换为低温烟气；

所述串联式电石煤气一体炉（1）排出的高温电石尾气与所述第一外置换热器（10）连接，用于向所述第一外置换热器（10）提供蓄热所需的热量；所述第一外置换热器（10）蓄热后排出的低温电石尾气经所述除尘器（9）和第二风机（5）后与煤气柜（7）连接；

所述煤气柜（7）的一个出口与所述蓄热式燃烧器（102）连接，并向所述蓄热式燃烧器（102）提供燃气；所述煤气柜（7）的另一出口经第三风机（6）与燃烧器（8）连接，并向所述燃烧器（8）提供燃气；

所述燃烧器（8）燃烧后排出的高温CO₂气体与所述石灰窑（3）连接，所述高温CO₂气体在石灰窑（3）中利用自身携带的显热煅烧石灰，并与石灰煅烧后生成的CO₂混合，共同转换为低温CO₂气体从所述石灰窑（3）中排出；

所述石灰窑（3）排出低温CO₂气体，其中一部分与所述蓄热式换热器（119）连接，并在所述蓄热式换热器（119）中换热转换为高温CO₂气体；其中另一部分与所述第一外置换热器（10）连接，并在所述第一外置换热器（10）中换热转换为高温CO₂气体；

所述第一外置换热器（10）排出的高温CO₂气体返回所述石灰窑（3）；所述蓄热式换热器（119）排出的高温CO₂气体，一部分返回所述石灰窑（3），另一部分经所述串联式电石煤气一体炉（1）中的第一内置烟道（105）与所述蓄热式燃烧器（102）连接，为所述蓄热式燃烧器（102）提供蓄热所需的热量；所述蓄热式燃烧器（102）蓄热后排出低温CO₂气体；所述蓄热式燃烧器（102）排出的低温CO₂气体经所述第二内置烟道（126）升温后，作为气化剂及输送煤粉的气力输送气体，进入所述串联式电石煤气一体炉（1）中的第二加热反应区域（104）并用于煤气化；

所述串联式电石煤气一体炉（1）排出的高温煤气经第二外置换热器（11）和第四风机（12），与所述蓄热式燃烧器（102）连接，用于向所述蓄热式燃烧器（102）提供燃气；

可以根据需要自由选择电石和煤气化的加热方式，可以在电石部分和煤气化部分均采用直接加热方式；或者在电石部分和煤气化部分均采用隔焰加热方式；或者在电石部分采用直接加热方式，在煤气化部分采用隔焰加热方式；或者在电石部分采用隔焰加热方式，在煤气化部分采用直接加热方式。

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