CN1683823A - 煤炭气化燃烧炉 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种工作可靠的双面炉箅的煤炭气化燃烧炉，它突破了现有层燃炉将煤炭放在炉箅上单面送风进行燃烧的传统，它把燃料夹在中间双面送风进行高速、高效气化燃烧，全过程产生的有毒有害气体极小，化学不完全燃烧为零。这种气化燃烧的运行成本极低，其电耗是流化床和气流床的1/200，几乎相当或小于燃煤链条炉，但燃烧效果可达到燃油、燃气炉高效洁净的指标。因此，它可广泛替代国内外现有的各种煤炭燃烧炉(包括大型煤粉窑炉和锅炉)和油、气炉。本炉的燃料适应性极广，可直接将各种煤炭和其它各种可燃物(废弃物)气化燃烧。由于本发明能低成本、高强度的实现煤炭的高效清洁利用，因此，所有产煤炭的国家和使用煤炭燃烧的设备上都可用。

Description

煤炭气化燃烧炉
技术领域：
本发明涉及一种固体燃料燃烧炉，更具体地说，本发明涉及一种煤炭气化燃烧炉。
背景技术：
国内外已有的层燃炉，一般都是将煤炭放在炉底的平面炉篦上，从炉篦下单面送风进行燃烧。至今沿用的这种方式，一直困绕着煤炭燃烧技术的发展，造成了炉子的燃烧强度和效率较低，燃烧不完全，污染大气，钢材耗量高和不能大型化等难题。
发明内容：
本发明对国内外已有的煤炭层燃炉技术进行了改进，提供了一种结构简单，可将煤炭夹在中间进行高速、高效燃烧的内外双面炉篦的气化燃烧炉，为了进一步增大煤炭与空气之间的第一次接触界面，炉篦面设置成非平面的各种几何曲面。这种炉篦可用金属材料直接浇铸或者焊接而成。其炉篦可设置成活动或固定式，活动式炉篦可采用整体旋转或大炉条固定小炉条片往复伸缩的方法工作。小型和有特殊要求的也可只设置单一的非平面内炉篦，这种内炉篦的底边外沿设置向上竖立的小炉齿(这样也起到了增加煤炭与空气之间的第一次接触界面的作用)。为了延长炉篦的寿命，并使炉篦可靠工作，固定式炉篦可采用空心结构通水冷却。同时在炉腔内的双面炉篦上设置了一个上小下大腔体的气化室，气化室下部采用大斜面低空间结构，上部采用小截面高空间结构，根据要求气化室与炉腔之间设置了多个横向通孔或多条连通竖缝，气化室可用金属材料或非金属材料制成。还在炉腔的燃气出口处设置了一种可与空气混合的燃烧器，燃烧器可用金属材料或非金属材料制成。
气化燃烧炉运行时，煤炭从加煤口送进上小下大的气化室，采用大界面薄炭层氧化反应耦合小截(径)面厚炭层还原反应的机理先造气，生成高温可燃气体后经燃烧器与空气混合燃烧，气化室下来的半焦经双面非平面炉篦夹在中间进行高速、高效燃尽，变为灰渣排出。从而完成了煤炭的低成本、高效率气化燃烧。
下面进一步说明实现本发明的方法：
煤炭用内外双面非平面炉篦夹在中间，空气从这种炉篦双面送入，在这种条件下，煤炭与空气之间的第一次接触界面成倍增大，实现了大界面薄炭层氧化反应，使煤炭的燃烧速度成数倍提高，同时煤炭也可高效燃尽。炉腔中的上小下大的气化室因其高径比大的空间腔体，使煤炭呈细高形状，这样一来，便实现了小截(径)面厚炭层还原反应，既反应物之间有了充分的接触时间；小截面还提高上升热流体的流速，快速补足了二氧化碳的数量，同时又加快了反应物之间的对流换热；再加上气化室外部的火焰辐射，使气化室燃料层的温度升高。这些因素就必然迅速加快气化反应的速度，使气化反应进行的既充分又完全。在气化室生成的高温可燃气体，经燃烧器用低过量空气系数(1.05)燃烧。本发明从而完成煤炭的低成本、高速、高效的气化燃烧，达到了清洁利用煤炭资源的目的。
本发明的效益是：
1.可成数倍提高燃料的燃烧速度，燃烧效率高，燃烧过程有毒有害气体少，实现了煤炭的清洁利用。
2.炉篦采用固定大炉条，活动小炉条片，可减小动力消耗量，同时搅动和碎渣效果好，有利燃烧。
3.炉篦的固定炉条采用空心结构通水冷却，工作安全可靠，同时又延长了炉篦的使用寿命。
4.燃料的适应性广，可使用粉煤和其它固体可燃物(固体废物)气化燃烧。
5.这种气化燃烧炉的综合成本极低，材料耗量大幅减少，气化燃烧过程的电耗是国内外流化床和气流床的1/200，几乎相当链条炉的成本，但燃烧效果可达到燃油、燃气炉高效洁净的指标。因此，它可广泛替代国内外现有的各种煤炭层燃炉(包括大型工业窑炉和大型锅炉)和油、气炉。
附图说明：
附图1是本发明的一种典型示意图，它由炉腔1、气化室2、加煤口3、燃烧器4、内置式整体旋转炉篦5、外置水冷式带可向内伸出活动的小炉条的炉篦6组成。
附图2是本发明的第2种典型示意图，它由炉腔1、气化室2、加煤口3、燃烧器4、内置水冷式带可向外伸出活动的小炉条的炉篦5、外置水冷式带可向内伸出活动的小炉条的炉篦6组成。
附图3是本发明的第3种典型示意图，它由炉腔1、气化室2、加煤口3、燃烧器4、内置式整体旋转炉篦5、外置式固定炉篦6组成。
附图4是本发明的第4种典型示意图，它由炉腔1、气化室2、加煤口3、燃烧器4、内置水冷式带可向外伸出活动的小炉条的炉篦5、外置式固定炉篦6组成。
附图5是本发明的第5种典型示意图，它由炉腔1、气化室2、加煤口3、燃烧器4、内置式固定炉篦5、外置式固定炉篦6组成。
附图6是本发明的第6种典型示意图，它由炉腔1、气化室2、加煤口3、燃烧器4、底边外沿带有向上竖立的小炉齿的内置式炉篦5组成。
下面结合示意图进一步说明本发明的应用特点：
附图1、2所示的一般是大、中型，附图3、4所示的一般是中、小型，附图5、6所示的一般是小型。

Claims (9)

1.一种煤炭气化燃烧炉，由炉腔、炉篦、气化室和燃烧器组成，其特征在于：所述的炉腔底部设置了可将燃料夹在中间进行燃烧的内外双面炉篦，所述的气化室是设置在炉腔内的双面炉篦上，所述的燃烧器设置在炉腔的燃气出口处。
2.根据权利要求1所述的气化燃烧炉，其特征在于：所述的气化室是上小下大的腔体。
3.根据权利要求1或2中所述的气化燃烧炉，其特征在于：所述的气化室与炉腔之间采用横孔或竖缝连通。
4.根据权利要求1至3中所述的气化燃烧炉，其特征在于：所述的炉篦面是非平面的。
5.根据权利要求1至4中所述的气化燃烧炉，其特征在于：所述的活动炉篦的大炉条是固定的，大炉条之间的小炉条片是活动的。
6.根据权利要求1至5中所述的气化燃烧炉，其特征在于：所述的炉篦的固定炉条采用空心结构通水冷却。
7.根据权利要求1至6中所述的气化燃烧炉，其特征在于：炉腔底部只设置单一的内炉篦。
8.根据权利要求7所述的气化燃烧炉，其特征在于：所述的内炉篦的底边外沿设有向上竖立的小炉齿。
9.根据权利要求1至8中所述的气化燃烧炉，其特征在于：气化室是采用大界面薄炭层氧化耦合小截面厚炭层还原反应的方法造气。
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