[发明专利]二硫化碳炉换热载体节能法

说明书

一、技术领域：

二硫化碳工业生产有多种工艺，有用天然气生产的，有用电炉生产的。而铁甑法生产工艺也比较普遍。

二、背景技术；

铁甑法生产二硫化碳，把若干个铁甑并列在用耐火砖砌成的平台上，铁甑的一侧并列着火炉，另一侧有一条烟道及液硫投料装置。烟道的一端封闭，另一端与几十米高(或更高)的烟囱联通。

燃烧所用燃料有的用原煤，有的用煤泥。

燃烧系统主要由灰渣室、炉栅、燃烧室组成。

燃烧的技术要求如下：

1.燃烧速度快。炉温满足二硫化碳反应所需。

2.燃烧完全。灰渣中未燃烧的可燃成分残留量少，烟气中可燃成分含量少。

3.铁甑的热交换面受热均匀程度高。

三、发明内容：

本发明的名称是二硫化碳炉换热载体节能法。

为了满足燃烧的技术要求，本发明采用的方法是对现有设备作附加性设备改进。改进后的设备对烟气(烟道或烟囱中的烟气)所携带的热能进行回收利用，对燃料的燃烧进行水蒸汽加湿助燃。

在烟道或烟囱中安装换热器。水和空气为换热介质或称换热载体。水换热后成为水蒸汽、空气换热后变为热风。水蒸汽和热风混匀后通入燃烧系统炉栅下面。水蒸汽流量和风量可由阀门分别调节。水和空气也可混合进入同一个热交换器直接输出一定湿度的热空气通入炉栅下面。

换热器可有多种。最简单的是能承受一定压力的钢管。在整个烟道中安装两条热交换管道。靠近立式烟囱的一端为输入端，另一端为输出端。一条管道为水管，从输入端输入冷水，输出端输出的是较高温度的水蒸汽。另一条管道为风管，从输入端鼓入空气，从输出端输出的是热风。

四、换热载体节能法的助燃原理和助燃效果。

煤质固体燃料在燃烧的过程中，如果有水参与，则会改变碳和氧的反应历程。水和碳反应生成一氧化碳和氢气，亦称水煤气(习惯上也称煤气，这一反应称之为煤气化反应)，水煤气再和氧气反应生成二氧化碳和水。碳的燃烧变成了水煤气的燃烧。燃烧反应的速度就会加快。由于煤气的流动作用，使燃烧热较为均匀地作用于铁甑的热交换面上，提高了热效率，起到一定的节能作用。

五、煤气化反应的数量关系。

理论上讲，1克碳全部生成水煤气需水1.5克。也就是说在生成水煤气的反应中，碳和水反应的比例是1∶1.5。

煤泥中水含量一般在20％以下，而其它煤质固体燃料含水量则更少。可见，从煤气化的角度看一般的煤质固体燃料有很大的加湿空间。

六、煤气化反应的条件。

1.水和煤质固体燃料之两种微观粒子(分子、原子等)相互接触，相互碰撞。

2.水和煤质固体燃料两种微观粒子具有较高能量(大于或等于其活化能)。

简单地说煤质固体燃料要处于红热状态并与水蒸汽相互接触。

七、本发明的创造性和实用性。

本发明把换热水蒸汽(其中混入热风)根据煤质固体燃料的助燃需求连续地可调节性地通入燃烧系统炉栅下面。水蒸汽由下而上均匀地穿入燃烧着的火层中，与红热的燃料充分接触。水蒸汽流量掌握的适量则可全部进行煤气化反应，从而很好地起到助燃作用。

现有的二硫化碳炉不具备上述功能，只能在燃料中事先加入水分，存在很多缺点。

①块煤和面煤的燃烧情况：

块煤和面煤吸收不了多少水分，难以发挥水的助燃作用。燃烧不完全，烟气中烟尘大。铁甑受热均匀程度差。

②煤泥燃烧过程中水的助燃情况：

煤泥投到火层上，本身的温度在达到红热状态(或煤气化反应所需温度)之前，首先达到了水的沸点，因此会有相当一部分水起不到助燃作用反而吸收了蒸发潜热变成水蒸汽后直接进入烟气排走。只有在煤泥升温过程中由于其中粘结剂的缓释作用剩下的那部分水才可以进行煤气化反应。

当煤泥达到煤气化反应温度后，其中由于粘结剂的缓释作用而剩下的那部分水开始与其碳发生煤气化反应。由于煤泥中含水量少，因此助燃作用维持不了多久。当投到火层上的煤泥达到良好的煤气化反应温度时，其中的水分已供不应求。

从另一角度看，煤泥投到火层之上，其中的水分难和火层中已处于红热状态的燃料相互接触。

总之，本发明较好地满足了煤质固体燃料煤气化的反应条件和整个燃烧过程中反应物煤气化数量的相互配比，从而可以在很大程度上改变煤质固体燃料燃烧的反应历程，把煤质固体燃料的燃烧改变为水煤气的燃烧。这样就从整体上提高了煤质固体燃料燃烧的质量。