[发明专利]废旧轮胎热解气燃烧窑炉

权利要求书

1.废旧轮胎热解气燃烧窑炉，其特征是：包括废气涡轮增压系统、热解气燃烧器、热解气燃烧窑炉；废气涡轮增压系统包括废气透平、行星增速器、压气透平、蒸汽喷射泵、膨胀罐，废气透平通过行星增速器驱动压气透平；废气透平包括废气进口壳体、进气锥、动叶轮冷却蒸汽组件、静叶栅、动叶轮、转子组件、过渡壳体、动叶围带、出口壳体、轴承箱，进气锥做成二次抛物线形，主要作用导引废气分布均匀流向静叶栅、动叶轮，中空的进气锥内设计有动叶轮冷却蒸汽组件，冷却蒸汽径向进入进气锥，再转折成轴向喷射到动叶轮上，废气进口壳体、进气锥、过渡壳体、动叶围带、出口壳体组成废气通流道；压气透平包括空气进气道、压气涡轮、扩压器、压气蜗壳出口，如果燃烧器需要小流量的空气时可采用放空法，即压气蜗壳出口接有流量传感器和防喘振放空阀，放空阀由伺服电机带动，由流量传感器传送信号给伺服电机，部分流动空气量通过放空阀分流；蒸汽喷射泵包括喷咀、混合室、扩压管，蒸汽喷射泵可以根据热解气燃烧器参混气体和热解气燃烧窑炉冷源气体的要求调节不同的压力混合流体，将混合流体收集起来送入膨胀罐，膨胀罐输送出的惰性尾气一路可以直接供热解气燃烧器作为参混气体使用，另一路冷凝后供热解气燃烧窑炉作为冷源气体使用；热解气燃烧器包括放空阀、二次风蜗壳体、伺服电机、输风管、气包组件、旋流盘，放空阀包括副风室、主风室、阀杆组件、圆弧阀板，通过放空阀的调节获得了输风管预混所需的空气量，气包组件与输风管同轴，热解气通过气包组件喷出与空气混流再经旋流盘强烈旋转扰动实现均匀混合，膨胀罐输出的惰性尾气通过二次风蜗壳体扩散实现与热解气、空气充分混合；热解气燃烧窑炉包括燃烧室及调温室, 燃烧室与调温室为串联布置，燃烧室包括点火棒、烧嘴、炉壳、稳焰墙、布气墙、喷嘴，稳焰墙由耐火砖砌成，为保持炉膛温度水平起蓄热作用，使热解气持续稳定燃烧，同时整定火焰形状，避免火焰从烧嘴沿炉壳内壁延烧造成局部冷热不均，布气墙由耐火砖砌成格栅，除了作为蓄热填料使燃烧室温度场保持稳定、火焰持续稳定燃烧外，还有促使燃烧室流量场分布均匀的作用，通过调整布气墙开孔率和厚度增加炉壳膛压和喷嘴的压力，提高热解气燃烧窑炉的压力比；所述调温室包括冷源入口、喉管、扩散管，参照射流泵的工作原理，以热解气燃烧后急剧膨胀的高温烟气为有压工作载体，经喷嘴喷入喉管，冷源惰性尾气从冷源入口吸入，惰性尾气能够与高温烟气均匀混合后经喉管送入扩散管，冷源入口设计为蜗壳状，降低惰性尾气沿程阻力，使热解气燃烧窑炉获得较高的压力比、流量比，能在高效率区域内工作。

2.根据权利要求1所述的废旧轮胎热解气燃烧窑炉，其特征是：静叶栅通过镶套紧固在进气锥端部，静叶栅喷嘴流道中心线倾斜角16～18º，动叶轮悬臂安装在转子组件轴端，转子组件在轴承箱内呈双支点悬臂式安装形式，动叶轮缘沿圆周排列竹叶形动叶，动叶根气流冲角-18～-20º。

3.根据权利要求1所述的废旧轮胎热解气燃烧窑炉，其特征是：废气流从静叶栅喷嘴高速进入动叶轮的动叶内改变气流方向，提供的周向分力持续不断推动动叶轮不断地旋转，并通过转子组件经行星增速器向压气透平输出机械功。

4.根据权利要求1所述的废旧轮胎热解气燃烧窑炉，其特征是：压气透平稳定工况区左边是喘振工况区，自空气进气道引入的空气流量低于喘振边界时，在此区域内气流强烈脉动和周期性震荡，压气涡轮剧烈振动，压气涡轮动应力大大增加，噪音加重，压气透平稳定工况区右边是堵塞工况区，压气涡轮、扩压器叶道最狭窄截面上气流速度达到音速，再增大流量已不可能，废气透平由于热解气焓值影响导致废气进气流量变化范围较大，转子组件输出的转速变化范围也较大，压气透平难以保持在稳定工况区工作，压气透平可按照1.3～1.5倍进气流量值来设计性能曲线，即废气透平通过行星增速器驱动，提高压气透平的转速，使压气透平始终工作在大流量稳定工况区。

5.根据权利要求1所述的废旧轮胎热解气燃烧窑炉，其特征是：废气透平选择进气端压力损失较小的轴向进气、垂直向上排气方式，悬臂式转子结构，利用排放废气经静叶栅及动叶轮膨胀作功，热能转变为动叶轮旋转的机械能，动叶轮又带动行星增速器驱动压气涡轮，压气涡轮压送空气使之增压进入燃烧器，替代了燃烧器输送的预混空气所需的鼓风机。