[发明专利]固体燃料燃烧装置及其使用方法

权利要求书

1.一种固体燃料燃烧装置，本装置包括烧嘴砖、内管、中间管、雾化气输入管、雾化气喷头和钝体，所述烧嘴砖开设通孔，所述内管同轴套合于所述中间管内，所述内管与中间管之间形成雾化气通道，所述雾化气通道末端采用封板封口，所述雾化气输入管设于所述中间管管壁并且连通所述雾化气通道，所述雾化气喷头为环形并且设于所述雾化气通道的前端部，所述钝体设于所述内管的喷口端部并且位于内管的轴线，其特征在于：本装置还包括外管、富氧空气或纯氧入口管，所述中间管同轴套合于所述外管内并且伸出外管，所述中间管与所述外管之间形成富氧空气或纯氧通道并且末端采用封板封口，所述外管伸入所述烧嘴砖的通孔并且外管端面缩进烧嘴砖的工作端面，所述外管端面与烧嘴砖的工作端面之间形成雾化空腔，所述富氧空气或纯氧入口管设于所述外管管壁并且连通所述富氧空气或纯氧通道。

2.根据权利要求1所述的固体燃料燃烧装置，其特征在于：所述雾化气喷头的环形截面设有环形喷口、间隔布置的通孔喷口或间隔布置的U形槽喷口，所述通孔喷口包括阶梯圆孔和/或等径圆孔，所述阶梯圆孔和/或等径圆孔间隔布置，所述阶梯圆孔和等径圆孔在所述雾化气喷头的环形截面上按1～3:1间隔布置，所述U形槽喷口的U形槽设于所述雾化气喷头的外圈。

3.根据权利要求2所述的固体燃料燃烧装置，其特征在于：所述阶梯圆孔的大孔直径与小孔直径的比值为1.01～100，所述阶梯圆孔的小孔直径与所述等径圆孔直径的比值为0.1～10。

4.根据权利要求2所述的固体燃料燃烧装置，其特征在于：所述雾化气喷头的通孔喷口以轴线为基准倾斜60°～-60°角。

5.根据权利要求1所述的固体燃料燃烧装置，其特征在于：所述钝体与所述内管的喷口端部齐平、所述钝体突出于所述内管的喷口端部或所述钝体位于所述内管的喷口端部后侧，所述钝体的形状为锥形、锥形与圆柱形组合或锥形与圆柱形、圆台形组合，所述锥形与圆柱形组合的圆柱形底端倒角。

6.根据权利要求1所述的固体燃料燃烧装置，其特征在于：所述雾化空腔的长度在0.01至100倍内管的喷口端部直径之间，所述雾化空腔的形状为等径圆柱形、圆锥缩口形或圆锥扩展形。

7.一种权利要求1至6任一项所述固体燃料燃烧装置的使用方法，其特征在于：流态化固体燃料进入内管由喷口端部喷出，雾化气通过雾化气输入管进入内管与中间管之间的雾化气通道后经雾化气喷头喷出，富氧空气或纯氧经入口管和富氧空气或纯氧通道进入雾化空腔并且与雾化气介质和流态化固体燃料相互充分混合，经初步点火后在预燃室形成稳定的、不受外界干扰的以流态化固体燃料为主的稳定火焰。

8.根据权利要求7所述的固体燃料燃烧装置的使用方法，其特征在于：所述雾化气包括焦炉煤气、液化天然气、丙烷、转炉煤气或煤制气，或上述气态燃料的混合气态燃料，在无需进行常温点火时，所述雾化气包括空气、各种氧气浓度的富氧空气、纯氧或水蒸气，所述雾化气的流速为0 ～300m/s、温度为常温或预热温度。

9.根据权利要求7所述的固体燃料燃烧装置的使用方法，其特征在于：所述流态化固体燃料包括煤粉、石油焦粉或生物质颗粒燃料，并且以气力流态化输送到内管入口，所述气力流态化输送的气体介质为空气、氮气、各种氧气浓度的富氧空气、CO₂、各种气固液体燃料燃烧后产生的尾气、纯氧与CO₂燃烧后的尾气混合而成的氧气浓度在5～100%的气体或成分包括O₂/CO₂/N₂组成的混合气体。

10.根据权利要求9所述的固体燃料燃烧装置的使用方法，其特征在于：所述气力流态化输送的气体介质温度为-10℃～1300℃，所述流态化固体燃料处于气力流态化输送的浓相流态或稀相流态，纯固体燃料与流态化输送气体介质的质量比在600至0.1范围内，流态化固体燃料的流速在2～300m/s之间的范围内。