[发明专利]无烟煤窑炉等离子点火烘窑装置

说明书

技术领域

本发明创造属于煤粉窑炉，主要涉及一种无烟煤粉窑炉上用于点火、烘窑及点火后正常运行的装置。

背景技术

传统的回转窑炉的烘窑、点火均是采用传统的燃油、燃气等点火和烘炉方式，浪费了大量的高品质能源。为克服传统设备存在的问题，目前采用等离子点火、烘窑点火装置初步研发成功，但是由于结构设计的缺陷，该类装置对于劣质煤、无烟煤点火的燃尽度低、点火时间长、排烟粉尘大、污染环境严重，即等离子点火技术和设备在环保、节能方面还需要进一步的完善和提高。

发明内容

本发明创造的目的就是针对上述现有技术存在的问题，设计提供一种新结构的无烟煤窑炉等离子点火烘窑装置，达到提高对劣质煤和无烟煤点火、烘窑时煤粉燃尽度、满足后期窑炉正常燃烧使用、减轻排烟对大气的污染程度、提高煤粉燃料利用率、降低生产作业成本的目的。

本发明创造的目的是这样实现的：通过法兰盘A和法兰盘B将一次风煤粉管、座体、一级热裂化器依次连通串接，二级热裂化器套配在一级热裂化器外侧部上，且将其整体包容，在所述的二次热裂化器内壁面与一级热裂化器外壁面之间构成的外围风煤粉管道内安装旋流叶片，一级热裂化器尾端部外表面和尾侧部内表面分别呈方向一致的外锥状和内锥状结构，在二级热裂化器内壁表面上设有与一级热裂化器尾端部外锥状相匹配的内锥状结构，构成能量聚集口，在座体上对称的配装两支等离子发生器，至此构成无烟煤窑炉等离子点火烘窑装置。

本发明创造采用对冲式双等离子发生器与双通道风煤粉管路结构，且在一级热裂化器尾端部外表面和尾侧部内表面分别设置方向一致的外锥体状和内锥体状结构，又在二级热裂化器内壁表面上设有与一级热裂化器尾端部外锥体相配合的内锥体状结构，构成了本发明创造的能量聚集口结构，突破了传统技术中等离子不能对无烟煤无油点火的禁区，实现了等离子对无烟煤窑炉无油点火、烘窑及正常燃烧作业使用，具有结构简单新颖、使用可靠、适应劣质和无烟煤粉能力强、煤粉燃尽率高、环保效果好、生产作业成本低廉的特点。

附图说明

附图是无烟煤窑炉等离子点火烘窑装置总体结构示意图。

图中件号说明：

1、一次风煤粉管、2、法兰盘A、3、等离子发生器、4、法兰盘B、5、外围风煤粉管道、6、旋流叶片、7、二级热裂化器、8、一级热裂化器、9、座体。

具体实施方式

下面结合附图对本发明创造实施方案进行详细描述。一种无烟煤窑炉等离子点火烘窑装置，通过法兰盘A 2和法兰盘B 4将一次风煤粉管1、座体9、一级热裂化器8依次连通串接，二级热裂化器7套配在一级热裂化器8外侧部上，且将其整体包容，在所述的二次热裂化器7内壁面与一级热裂化器8外壁面之间构成的外围风煤粉管道5内安装旋流叶片6，一级热裂化器8尾端部外表面和尾侧部内表面分别呈方向一致的外锥状和内锥状结构，在二级热裂化器7内壁表面上设有与一级热裂化器8尾端部外锥状相匹配的内锥状结构，构成能量聚集口，在座体9上对称的配装两支等离子发生器3。

在冷态点火、烘窑时，启动1个等离子发生器3形成1号等离子电弧区域，启动另一个等离子发生器3形成2号等离子电弧区域，2只等离子电弧加大了对点燃煤粉的辐射面，煤粉通过一次风煤粉管1进入1号等离子电弧区域和2号等离子电弧区域内，在等离子电弧高温作用下部分煤粉产生原子反应，反应方程式如下：

CO+O₂＝CO₂+O      E_a＝37.6

CO+O+M＝CO₂+M     E_a＝4.1

CH₃+O₂＝CH₃O+O   E_a＝29

CH₃+O＝CH₂O+H    E_a＝2

C₂H₂+O₂＝HCO+HCO  E_a＝28

C₂H₂+O＝CH₂+CO    E_a＝4

CO₂+O₂＝CO+O+O₂   E_a＝120

CO₂+O＝CO+O₂      E_a＝33

公式中：E_a-活化反应能量；千卡/克分子；M-中性分子。从上述反映比较可以看出，原子氧所需要的活化能要比分子氧减少3-13.5倍，单原子O反应比分子O₂要快很多，不断加速挥发份氧化反应，不断加快热分解，结果将强化剩余炭蕊加温，加快固相碳向气化转化使更多的可燃气体逸出，在一级热裂化器8内，被等离子电弧激发、热裂、催化的煤粉分离出固相挥发份，可燃气体逸出(2C+O₂＝2CO)→部分可燃气体氧化反应放热→CO+O₂＝CO₂+O；CO+O+M＝CO₂+M→温度急聚升高加热其它煤粉→多次反应→进入燃烧器喷口的气固混合流(可燃气体大于30％+煤粉碳蕊)→气固混合流喷入窑内与二次风混合→不需再次点火就可以稳定燃烧；经过一级热裂化器8尾侧部内锥体的能量积聚喷出的煤粉、可燃气体、碳芯受到压缩形成高能量混合燃烧气流进入二级热裂化器7，通过外围风煤粉管道5经一级热裂化器8尾端外锥状外表面与二级热裂化器7内壁表面上的内锥体之间能量聚集口送入的风煤粉与从一级热裂化器8的能量积聚口喷出的高能量混合燃烧气流再一次混合，重复在一级热裂化器8内的反应过程，使从外围风煤粉管道5加入的煤粉和未燃尽的煤粉进一步裂化燃烧，经过1级、2级热裂化器8、7的煤粉燃尽率提高、热容量加大，可燃气体与煤粉混合气流从二级热裂化器7喷入窑炉再次放大燃烧，其热功率足以达到回转窑炉点火和烘窑的目的。点火、烘窑完成后，关闭外围送粉，从一次送粉管道进入的煤粉经过能量积聚口压缩致使风粉流速提高，形成高速煤粉气流，细长煤粉流满足了正常燃烧加热窑内的需要。