[实用新型]采用乳化焦浆燃烧装置的注汽锅炉

说明书

技术领域

本实用新型是关于一种注汽锅炉，特别是关于一种采用乳化焦浆燃烧装置的注汽锅炉。

背景技术

注汽锅炉目前采用的较为清洁的能源主要是油、天然气或煤气等，但是，这使注汽锅炉的燃料费用大幅度上升，严重影响了使用和制造注汽锅炉的企业的生存。

为此，本领域的技术人员都在努力地开发新的可用能源。价格低廉、高效洁净的乳化焦浆燃料逐渐成为了本领域中的新宠。在注汽锅炉中采用乳化焦浆燃料既能合理的利用自然资源，又能降低注汽锅炉的燃料费用，因此世界各国都在大力推广乳化焦浆燃烧技术。

然而，乳化焦浆燃烧时存在着火困难、易结焦、火焰发散、难以燃尽的问题，业界在不断的开发能够有效燃烧乳化焦浆的热工设备。如中国专利第CN02135439.1号所揭示的一种水焦浆燃烧技术，其包括预燃室及其壁上的两次风切向进风口，切向两次风速为25～40m/s，在预燃室的一端置有一次风旋流燃烧器，一次风的旋流强度大于3.0，旋流燃烧器中心区域安置水焦浆雾化喷枪，由其将进入预燃室的水焦浆雾化成60～100μm粒度，预燃室的另一端是连接工业窑炉或锅炉的开放口，预燃室内温度至少要达到950～1000℃温度后，确保水焦浆稳定着火燃烧。又如中国专利第CN03113078.X号所揭示的一种水焦浆旋流燃烧装置，由喷枪、燃烧室、切向风进口所组成，旋风筒燃烧室为圆筒状，水焦浆喷枪设在旋风筒燃烧室的一端，一次切向风进口、两次切向风进口顺序设置在水焦浆喷枪下游的旋风筒燃烧室的壁上，在旋风筒燃烧室的另一端设有旋风筒燃烧室出口。但是上述两个专利所揭示的水焦浆燃烧装置和方法存在着缺陷，首先，仅采用一个水焦浆喷枪，要达到足够的燃烧强度，必须加大水焦浆的供给量，即，水焦浆颗粒将喷的很远，这样形成的燃烧动力场是细长的、不均匀、不饱满的，从而不能使水焦浆颗粒得到有效充分的燃烧，一旦水焦浆颗粒燃烧不充分，其离开燃烧室以后，随着温度的下降，其将在炉壁或者热风管壁上结焦，结焦达到一定程度后，将降低设备的传热效率，严重的还将造成安全事故；其次，仅采用一个水焦浆喷枪，一旦该喷枪熄火必须重新启动点火，影响生产的正常进行；还有，仅采用一个水焦浆喷枪，很难有效将水焦浆充分雾化，不能有效地雾化，就不能保证水焦浆颗粒充分的与空气接触并燃烧，燃烧效率不高；而且，仅采用一个水焦浆喷枪，而不设置其它引燃装置，原则上是没有办法将水焦浆直接点燃的，即使采用先燃油再换水焦浆喷枪的方法实际上也不能将水焦浆点燃；最后，上述两个专利的一次风与切向风采用的空气没有进行区分，若一次风的空气不进行加热，则会导致燃烧不剧烈，若切向风不采用冷空气，则就不能达成有效降低燃烧室内壁温度并避免结焦的效果。

此外，乳化焦浆含氮量高，燃烧后将产生大量的氮氧化物，如一氧化氮、二氧化氮等，这些氮氧化物化合物排放到空气中将造成大气污染。如，一氧化氮为无色无臭气体，它一般不会对人体产生有害影响，但当它转变成二氧化氮时，就具有腐蚀性和生理刺激作用；当二氧化氮含量在100ppm以上时，几分钟就能致人和动物死命，吸入浓度为5ppm(即9.4mg/m²)的二氧化氮，几分钟就能造成呼吸系统失调；并且，氮氧化物将会引起光化学烟雾，如，当HC和NO_X在大气环境中受强烈太阳光紫外线照射后，产生一种复杂的光化学反应，生成一种新的污染物-光化学烟雾。1952年12月伦敦发生的光化学烟雾，4天中死亡人数较常年同期约多4000，45岁以上的死亡最多，约为平时的3倍，1岁以下的约为平时的2倍。事件发生的一周中，因支气管炎、冠心病、肺结核和心脏衰弱者死亡分别为事件前一周同类死亡人数的9.3倍、2.4倍、5.5倍和2.8倍。因此，世界各国都对氮氧化物的排放量作出了严格的限制。所以，针对乳化焦浆含氮量高的特点，必须采用各种措施降低乳化焦浆燃烧过程中氮氧化物的生成。目前可以用于减少氮氧化物的生成的方法和装置主要是针对煤的燃烧。如中国专利第97199607号所揭示的一种粉煤燃烧器，它具有一在主区域和辅助区域之间起缓冲作用的过渡区域。过渡区域通过在主区域和辅助区域之间提供受限制的回流区域，从而改善对燃烧器附近的混合和火焰稳定性的控制。这些受限制的回流区域将放出的氮氧化物送回到燃烧器出口附近的一贫氧高温分解区域以还原成分子氮，从而降低排放和未燃尽燃料的损失。从上述内容可以看出，首先，这种燃烧器结构只适合用于粉煤的燃烧而不适合于乳化焦浆的燃烧；其次，这种燃烧器是通过专门的贫氧高温分解区域将氮氧化物还原成分子氮，其结构和工艺复杂。