全封閉鍋爐燃燒系統及方法

2023-06-10 21:43:16 2

專利名稱：全封閉鍋爐燃燒系統及方法
技術領域：
本發明涉及一種鍋爐系統，特別是涉及一種全封閉鍋爐燃燒系統及方法。
技術背景眾所周知，目前使用的鍋爐多是通過爐壁進行熱交換，對水質要求很高， 否則，爐壁的水垢會影響導熱而使鍋爐鋼板過熱而燒損，甚至可能造成重大 事故，為此必須將水軟化，因此，費用高，為了提高熱交換率，必須考慮盡 量延長鍋爐內煙火滯留的時間，致使鍋爐的體積加大，另外，現有的鍋爐排 出的煙氣不但帶走了大量煙氣的熱量，熱效率低，煙氣在整個系統中運行不 合理，不能充分利用煙氣的熱量變廢為寶，而且因煙氣中含有大量的有害物， 排放後嚴重的汙染了空氣，影響城市的美觀和人體健康，要想治理必須投入 大量資金和人力。

發明內容
本發明的主要目的在於克服以上不足而提供一種結構簡單、使用方便、 熱效率高、節能和環保的全封閉鍋爐燃燒系統及方法。 本發明解決其技術問題所採用的技術方案是全封閉鍋爐燃燒系統，它包括鍋爐、熱交換器和鼓風機，其特徵在於 本發明由鍋爐、煙氣壓縮機、射吸管、鹼液噴霧器、鹼液浴室、水箱熱交 換器、 一氧化碳分離器和輪機組成，鍋爐分別與煙氣壓縮機和射吸管，射 吸管與鹼液噴霧器連接，鹼液噴霧器安裝在輸氣管道內，鹼液噴霧器通過 輪機與水箱熱交換器連接，水箱熱交換器與一氧化碳分離器連接，它們均 採用管道進行連接；①.煙氣壓縮機中的汽缸通過拉杆與兩端法蘭連接，活塞杆與大小兩個 活塞用塑膠密封圈密封后連接成一體，液壓缸通過拉杆與兩端法蘭連接， 汽缸與液壓缸通過法蘭與縮徑管連接，液壓缸與左右兩個立管相通，兩個 立管分別與兩個鹼液浴室相通，在兩個立管與橫管連接處、立管與鹼液浴室連接處和兩個立管與煙道的連接處分別固定有單向閥，兩個立管中間的 空間處固定有供液箱，，其供液箱的供液管端部與立管的連接處固定有單向 閥，供液箱的入口與水箱熱交換器相連，在縮徑管兩端與汽缸和液壓缸連 接的法蘭處貫穿有兩位四通閥頂杆，兩位四通閥頂杆上開有對稱的兩個V 形環形槽，其上放卡球，用彈簧壓緊在兩位四通閥頂杆上的V形環形槽內， 兩位四通閥頂杆的中間焊接帶槽鋼板，兩位四通閥頂杆外面套有鋼管，鋼 管的兩端分別固定在縮徑管兩頭的法蘭上，其鋼管的兩端內有鋼管、頂杆 和彈簧，頂杆的一端帶螺紋旋緊在兩位四通閥頂杆上，兩位四通閥上曲杆 的一端鉤在鋼板的槽內；② .射吸管用鋼管搣成大小不同直徑的多個缺口環，壘成塔形，塔的中心貫穿煙氣管道，缺口環的一端分別固定在煙氣管道上；③ .鹼液噴霧器穿過輸氣管道通過兩端的墊片、螺母和鎖母分別與鍋爐 的工質管道和鹼液管道連接，鹼液管道與鹼液箱連接，並裝有控制閥門， 鹼液噴霧器上的噴嘴應對準輸氣管道內中心處，鹼液噴霧器與熱機連接；④ .水箱熱交換器內放置有蛇形管，管內流出的冷凝水通過管道又送回 到供液箱內，氣體通過一氧化碳分離器分離後，排放大氣。全封閉鍋爐燃燒方法，其特徵在於鍋爐產生的工質通過管道進入煙 氣壓縮機內作為工作工質，驅動煙氣壓縮機活塞將煙氣強壓入鹼液浴室， 生產大量的高壓工質，煙氣壓縮機的乏氣作為動力帶動射吸管引風，在射 吸管和輪機之間的管道內裝有鹼液噴霧器，它以鍋爐噴出的高速、高壓和 高溫的工質為動力，通過鹼液管道吸入鹼液後呈霧狀噴進輸氣管道，煙氣 在輸氣管道內與co2、 S02、 CO中和後被淨化，並生產更多的優質工質進 入輪機中，從輪機中出來的第二次乏氣通過管道進入水箱熱交換器，再經 一氧化碳分離器後將不含C02、 S02、 CO和飛塵顆粒的無汙染氣體排放大 氣中，而分離出的一氧化碳氣體和空氣用管道送往鼓風機給鍋爐鼓風。本發明還可以採用如下技術措施所述的煙塵氣壓縮機至少一臺；所述的鹼液浴室的管子長度根據煙氣壓縮機的臺數而定；所述的鍋爐中使用的燃料是煤或能燃燒的C、 H化合物(有機物)。 本發明具有的優點和積極效果是因大量的熱在鹼液浴室內進行交換， 故鍋爐用水不需要進行軟化處理，省錢，煙氣在封閉系統中運行充分利用了 煙氣的熱量，熱效率高，而且煙氣與生成的工質混合，可作為優質工質被利 用，節約了能源，排放的氣體中不含有害氣體環保好，有利於人體健康，美 化城市，結構簡單，緊湊，便於製造，成本低，應用範圍廣，特別適用於造 紙工業和垃圾焚燒用鍋爐，作為火車機車、載重汽車、船舶的動力也有廣闊 前途。


圖1是全封閉鍋爐燃燒系統的連接及方法的流程示意圖； 圖2是煙氣壓縮機2的結構示意圖； 圖3是兩位四通閥頂杆21的結構示意圖；圖4是射吸管3的結構示意圖；圖5是圖4的俯視圖；圖6是鹼液噴霧器4的結構示意圖；圖7是一氧化碳分離器7的結構示意圖。圖1—圖7中l.鍋爐， 2.煙氣壓縮機， 3.射吸管，4.鹼液噴霧器， 5.鹼液浴室，6.水箱熱交換器，7.—氧化碳分離器，8.輪機，9.汽缸，IO.法蘭， ll.活塞杆， 12.活塞， 13.活塞，14. 液壓缸， 15.法蘭，16.縮徑管，17.立管， 18.排放閥， 19.單向閥， 20.供液箱，21.兩位四通閥頂杆， 22.卡球， 23.鋼板， 24.鋼管， 25.套管，26.螺栓，27.彈簧，28.兩位四通閥，29.曲杆，30.缺口環，31.煙氣管道，32.輸氣管道，33.鹼液管道，34. 鹼液箱， 35.噴嘴，36.控制閥門，37.鼓風機， 38.煙管， 39.單向閥。
具體實施方式
為能進一步了解本發明的發明內容特點及功效茲舉例以下實施例，並配 合附圖詳細說明如下，請參閱圖1一圖7。如圖1所示全封閉鍋爐燃燒系統本發明由鍋爐1、煙氣壓縮機2、射吸管3、鹼液噴霧器4、鹼液浴室5、水箱熱交換器6、 一氧化碳分離器7 和輪機8組成，通過管道將鍋爐1與煙塵氣壓縮機2和射吸管3連接，射 吸管3與鹼液噴霧器4連接，鹼液噴霧器4安裝在輸氣管道32內，鹼液噴 霧器4通過輪機8與水箱熱交換器6連接，水箱熱交換器6與一氧化碳分 離器7連接；①.如圖2所示煙氣壓縮機2根據鍋爐1的蒸發量可安裝一臺(或多 臺)，煙氣壓縮機2中的汽缸9通過拉杆與兩端法蘭IO連接，活塞杆ll與 兩個活塞12、 13用塑膠密封圈密封后連接成一體，液壓缸14通過拉杆與 兩端法蘭15連接，汽缸9與液壓缸14通過法蘭與縮徑管16連接，液壓缸 14與左右兩個立管17相通，兩個立管17分別與兩個鹼液浴室5和煙管 38相通，兩個立管17的下面分別固定有排放閥18，以便於清洗立管17和 液壓缸14用，在液壓缸14與左右兩個立管17內均放有液體(水或配方化 學溶液)，在兩個立管17與橫管連接處、立管17與鹼液浴室5連接處和兩 個立管17與煙道38連接處分別固定有單向閥19，兩個立管17中間的空間 處固定有供液箱20，其供液箱20的供液管端部與兩個立管17的連接處也 固定有單向閥39，供液箱20的入口與水箱熱交換器6相連，在縮徑管16 兩端與汽缸9和液壓缸14連接的法蘭10、 15處，貫穿有如圖3所示的兩 位四通閥頂杆21，兩位四通閥頂杆21上開有對稱的兩個V形環形槽，其上 放卡球22，用彈簧壓緊在兩位四通閥頂杆21上，兩位四通閥頂杆21的中 間焊接帶槽鋼板23，兩位四通閥頂杆21外面套有鋼管25，鋼管25的兩端 分別固定在縮徑管16兩頭的法蘭10、 15上，其鋼管25的兩端內有鋼管24、 螺栓26和彈簧27，用彈簧27積蓄能量克服在切換兩位四通閥28時，出現 的的死點，螺栓26的一端帶螺紋旋緊在兩位四通閥頂杆21上，兩位四通 閥28上曲杆29的一端鉤在鋼板23的槽內。工作時，如圖2所示以鍋爐的工質和煙氣為動力推動活塞12，活塞 杆11帶動活塞13壓縮液壓缸14中的液體，其汽缸9內被壓縮氣體的壓強 與作用於活塞13上的力成正比，液壓缸14中的液體被壓縮時，左立管17中的液體上升直至鹼液浴室5內，此時，活塞12觸到如圖3所示的兩位四 通閥頂杆21並推動其上的螺栓26而使鋼管24壓縮彈簧25在套管25內運 動，直到活塞12的力量足以使卡球22直接壓縮彈簧而突破V形環形槽時， 兩位四通閥頂杆21仍繼續前進，而使兩位四通閥頂杆21上的鋼板23帶動 其槽內曲杆29,撥動兩位四通閥28換向，此時，活塞12向相反方向運動， 液壓缸14中的活塞13將其中的液體壓向右立管17，則左立管17中的液體 下降，同時，從煙道38中吸入煙氣，右立管17中的液體上升，當左立管 17中的液體下降，其液面低於供液箱20中水的液面時，供液箱20立即補 水，以保證右立管17中的液體足以上升到鹼液浴室5內，另外，因鹼液浴 室5內進入了溫度高的煙氣後與其中的液體混合而產生混合工質也會使一 部分液體蒸發而減少，仍須補充水，兩個立管17中的液體好似軟活塞一樣， 上下往復交替運動，其上的單向閥19用來控制液體的流向，即只能往一個 方向流動，調節供液箱20中浮球位置即可控制供液箱20的水位，另外， 用水箱熱交換器6流出的冷凝水補充供液箱20中水的不足，本實施例中汽 缸9的截面積大於液壓缸14的截面積，鹼液浴室5內的壓強大於鍋爐1的 表中壓力，則鹼液浴室5內產生的混合工質可直接用於輪機8，也可以回到 鍋爐1內與工質混合使用，因此高溫的煙塵直接與鹼液浴室5內的液體混 合成混合工質從而提高了熱效率且大大縮小了鍋爐的體積，提高了鍋爐1 的功率；如果汽缸9的截面積小於液壓缸14的截面積，即鹼液浴室5內的 壓強小於鍋爐1的表中壓力，則可大量引風，使鍋爐1內燃料燃燒的速度 加大，鍋爐1中使用的燃料是煤或能燃燒的C、 H化合物(有機物)。② .如圖4、圖5所示射吸管3的作用是用它來收集煙塵及能量進 行引風，它用鋼管搣成大小不同直徑的多個缺口環30，並壘成塔形，塔的 中心貫穿煙氣管道31，缺口環30的一端分別固定在煙氣管道31上；③ .如圖6所示鹼液噴霧器4穿過輸氣管道32通過兩端的墊片、螺 母和鎖母分別與鍋爐1的工質管道和鹼液管道33連接，鹼液管道33與鹼液 箱34連接，並裝有控制閥門36，控制鹼液的流量，鹼液噴霧器4上的噴嘴 35應儘量對準輸氣管道32內中心處，煙氣在輸氣管道內與CCh、 S02、 CO 中和後被淨化，鹼液噴霧器4與輪機8連接，鹼液噴霧器4噴出的被淨化的優質 工質供給輪機8使用；④.水箱熱交換器6內放置有蛇形管，管內冷凝後的水通過管道又送回到供液箱20內，氣體通過如圖7所示的一氧化碳分離器7分離後，將不含co2、 so2、 co和飛塵顆粒的無汙染的氣體排放大氣；全封閉鍋爐燃燒方法，其特徵在於鍋爐1產生的工質和煙氣通過管 道進入煙氣壓縮機2內作為工作工質，驅動煙氣壓縮機2活塞將煙氣強壓 入鹼液浴室5，生產大量的高壓工質，煙氣壓縮機2的乏氣作為動力帶動射 吸管3引風，即煙氣進入射吸管3和輪機8之間輸氣管道32內，輸氣管道 32內裝有的鹼液噴霧器4，它以鍋爐1噴出的高速、高壓和高溫的工質為 動力，通過鹼液管道33吸入鹼液後呈霧狀噴進輸氣管道32，煙氣在輸氣管 道32內中和C02、 S02、 CO後而被淨化，並生產更多的優質工質進入輪機 8中，從輪機8中出來的第二次乏氣通過管道進入水箱熱交換器6，再經一 氧化碳分離器7後將不含C02、 S02、 CO和飛塵顆粒的無汙染氣體排放大 氣中，而分離出的一氧化碳氣體和空氣用管道送往鼓風37給鍋爐1鼓風； 從鹼液浴室5和輪機8中收集到的鹽液灰漿可作肥料(如鉀肥)；鍋爐1產 生的煙氣幾乎在全封閉系統中運行，減少了熱量損失，提高了煙氣攜帶熱 量的利用率。其優點是因大量的熱在鹼液浴室內進行交換，故可以不考慮水的硬度，鍋爐對水的要求不嚴格，省錢，煙氣在全系統中運行充分利用了煙氣的熱量， 熱效率高，而且煙氣與工質混合可作為動力節約了能源，排放的氣體中不含 有害氣體環保好，有利於人體健康，美化城市，結構簡單，緊湊，便於製造， 成本低，應用範圍廣。
權利要求
1.一種全封閉鍋爐燃燒系統，它包括鍋爐、熱交換器、鼓風機，其特徵在於本發明由鍋爐(1)、煙氣壓縮機(2)、射吸管(3)、鹼液噴霧器(4)、鹼液浴室(5)、水箱熱交換器(6)、一氧化碳分離器(7)和輪機(8)組成，鍋爐(1)分別與煙氣壓縮機(2)和射吸管(3)連接，煙氣壓縮機(2)上固定有鹼液浴室(5)，射吸管(3)與鹼液噴霧器(4)連接，鹼液噴霧器(4)安裝在輸氣管道(32)內，鹼液噴霧器(4)通過輪機(8)與水箱熱交換器(6)連接，水箱熱交換器(6)與一氧化碳分離器(7)連接，它們均採用管道進行連接；①.煙氣壓縮機(2)中的汽缸(9)通過拉杆與兩端法蘭(10)連接，活塞杆(11)與兩個大小活塞(12)、(13)用塑膠密封圈密封后連接成一體，液壓缸(14)通過拉杆與兩端法蘭(15)連接，汽缸(9)與液壓缸(14)通過法蘭與縮徑管(16)連接，液壓缸(14)與左右兩個立管(17)相通，兩個立管(17)分別與兩個鹼液浴室(5)和煙管(38)相通，在兩個立管(17)與橫管連接處、立管(17)與鹼液浴室(5)連接處、兩個立管(17)與煙管(38)連接處分別固定有單向閥(19)，兩個立管(17)中間的空間處固定有供液箱(20)，其供液箱(20)的供液管端部與立管(17)的連接處固定有單向閥(39)，供液箱(20)的入口與水箱熱交換器(6)相連，在縮徑管(16)兩端與汽缸(9)和液壓缸(14)連接的法蘭處貫穿有兩位四通閥頂杆(21)，兩位四通閥頂杆(21)上開有對稱的兩個V形環形槽，其上放卡球(22)，用彈簧壓緊在兩位四通閥頂杆(21)上V形環形槽內，兩位四通閥頂杆(21)的中間焊接帶槽鋼板(23)，兩位四通閥頂杆(21)外面套有鋼管(25)，鋼管(25)的兩端分別固定在縮徑管(16)兩頭的法蘭上，鋼管(25)的兩端內有鋼管(24)、螺栓(26)和彈簧(27)，螺栓(26)的一端旋緊在兩位四通閥頂杆(21)上，兩位四通閥(28)上曲杆(29)的一端鉤在鋼板(23)的槽內；②.射吸管(3)用鋼管揻成大小不同直徑的缺口環(30)，並壘成塔形，塔的中心貫穿煙氣管道(31)，缺口環(30)的一端分別固定在煙氣管道(31)上；③.鹼液噴霧器(4)穿過輸氣管道(32)通過兩端的墊片、螺母和鎖母分別與鍋爐(1)的工質管道和鹼液管道(33)連接，鹼液管道(33)與鹼液箱(34)連接，鹼液管道(33)上裝有控制閥門(36)，鹼液噴霧器(4)上的噴嘴(35)應對準輸氣管道(32)內中心處，輸氣管道(32)與輪機(8)連接；④.水箱熱交換器(6)內放置有蛇形管，管內流出的冷凝水通過管道又送回到供液箱(20)內，氣體通過一氧化碳分離器(7)分離後，排放大氣。
2. 根據權利要求1所述的全封閉鍋爐燃燒系統，其特徵在於所述的煙 氣壓縮機(2)至少一臺。
3. 根據權利要求1所述的全封閉鍋爐燃燒系統，其特徵在於所述的鹼 液浴室(5)的管子長度根據煙氣壓縮機(2)的臺數而定。
4. 一種全封閉鍋爐燃燒方法，其特徵在於鍋爐(l)產生的工質通過管道 進入煙氣壓縮機(2)內作為工作工質，驅動煙氣壓縮機(2)活塞(12)和(13),將煙 氣強壓入鹼液浴室，生產大量的高壓工質，煙氣壓縮機(2)的乏氣作為動力帶 動射吸管(3)引風，在射吸管(3)和輪機(8)之間的管道(32)中裝有鹼液噴霧器(4)， 它以鍋爐(l)噴出的高速、高壓和高溫的工質為動力，通過鹼液管道(33)吸入鹼 液後呈霧狀噴進輸氣管道(32)，煙氣在輸氣管道(32)內中和C02、 S02、 CO而 被淨化，並生產更多的優質工質進入輪機(8)中，從輪機(8)中出來的第二次乏 氣通過管道進入水箱熱交換器(6)，再經一氧化碳分離器(7)後將不含C02、 S02、 CO和飛塵顆粒的無汙染氣體排放大氣中，而分離出的一氧化碳氣體和 空氣用管道送往鼓風機(37)為鍋爐(1)鼓風。
5. 根據權利要求4所述的全封閉鍋爐燃燒方法，其特徵在於所述的鍋 爐(1)中使用的燃料是煤或能燃燒的C、 H化合物。
全文摘要
本發明涉及一種全封閉鍋爐燃燒系統及方法，鍋爐產生的工質和煙氣推動煙氣壓縮機的活塞，將煙氣壓入鹼液浴室並中和CO2、SO2、CO，同時，產生高壓工質，氣缸排出的乏氣作為動力，帶動射吸管引風，煙氣進入帶有鹼液噴霧頭的管內，使鍋爐噴出的高速工質射吸鹼液呈霧狀在管內與煙氣中CO2、SO2、CO中合，煙氣被淨化後，驅動輪機，它排出的乏氣經水箱熱交換器和一氧化碳分離器後，排放無汙染的氣體，而分離出的CO和空氣送往鼓風機3為鍋爐鼓風。高溫煙氣始終在全封閉系統中運行，充分利用煙氣熱量。優點是鍋爐水不用軟化處理，省錢，熱效率高，節約能源，排放的氣體中不含有害氣體環保好，有利於人體健康，結構簡單，緊湊，成本低。
文檔編號F23J15/02GK101240901SQ200810052289
公開日2008年8月13日 申請日期2008年2月15日 優先權日2008年2月15日
發明者銳 何, 何家謨 申請人:何家謨