燃氣燃油熔鹽一體化鍋爐熱分離物質的裝置的製作方法

2023-07-27 12:16:56 2

本發明涉及一種鍋爐、蒸汽發生器、熱分離裝置。具體是燃氣燃油熔鹽一體化鍋爐熱分離物質的裝置。

背景技術：

全世界一直以來都在研究如何提高鍋爐體的熱效率，來節約自然資源，一般都是對製造的材料、燃料的進入方式等進行的研究，然後逐步產生了亞臨界、超臨界、超超臨界的鍋爐，但是沒有突破過鍋爐的基本構造和蒸汽給水的方式，目前還是停留在水煮氣泡的產汽模式的狀態，且燃料燃燒、點火、餘熱回收也不盡理想，排放物的處理收集投資龐大、效果不良等。

傳統濃縮烘乾設備工藝複雜多段，機器笨重，投資成本高，耗能高。嚴重製約我國食品、海水淡化、製藥、製糖、造紙、酒精、化工、垃圾、汙水、礦產等工業結晶體濃縮、提取、分解、乾燥等領域的發展。

技術實現要素：
：

本發明為了克服現有技術的不足提供一種燃氣燃油熔鹽一體化鍋爐熱分離物質的裝置。

本發明用熔鹽作為傳熱介質傳熱到噴入的水霧來控制蒸汽的溫度，提高和降低蒸汽溫度與熔鹽溫度相關與蒸汽壓力沒有必然的相應關係。

本發明解決上百年傳統鍋爐的給水模式落後、產汽模式落後、熱載體爐直接加熱導熱介質管道、導熱介質熱能損耗大、導熱介質用量多、餘熱回收不完全、蒸汽質量差、鍋爐設備體積龐大、耗材浪費等問題。

本發明解決上述技術問題的技術方案是：

燃氣燃油熔鹽一體化鍋爐熱分離物質的裝置由膨脹槽、第一熔鹽槽、第二熔鹽槽、第一熔鹽導管、第二熔鹽導管、保溫層、燃燒腔、煙氣腔、燃燒機、第一煙氣管道、空氣預熱回收器、熱風管道、第二煙氣管道、煙囪、燃氣燃油進口管、餘熱回收水箱、給水管、高壓柱塞泵、蒸汽盤管、蒸汽盤管的進口、蒸汽盤管的出口、蒸汽管道、分汽缸、補水管、蒸汽發生器主體、第一高壓噴霧裝置、第二高壓噴霧裝置、物質熱分離盤管進口管、固態物料輸送器、液態物料輸送器、物質熱分離盤管、物質熱分離盤管出口管、液態物料分離塔、固體物收集罐、導流板、阻流板、液態物收集罐、第一冷卻水層、固態物料分離室、隔板、固態分離物收集罐、第二冷卻水層、冷卻塔和循環水泵組成。

1.各部件的結構如下：

1)所述膨脹槽為空罐體，內裝膨脹後的熔鹽。

2)所述第一熔鹽槽為筒體，筒體壁內有槽，槽內裝熔鹽；筒體內設有物質熱分離盤管。

3)所述第二熔鹽槽為圓環筒體，圓環筒體壁內有槽，槽內裝熔鹽，圓環筒體壁上設有數根帶彎頭的第一熔鹽導管，環繞於環內排列，環外設有數根第二熔鹽導管；筒體內設有蒸汽盤管。

4)所述蒸汽盤管為螺旋狀管道，由六條管盤旋而成。

5)所述燃燒機設有燃氣燃油進口管和噴火口、進風口。

6)所述分汽缸為圓筒體，設有蒸汽進口和蒸汽出口。

7)所述蒸汽發生器主體為圓筒體，內設有第一高壓噴霧裝置和第二高壓噴霧裝置。

8)所述空氣預熱回收器為列管熱交換器，設有進風口、熱風出口和進煙口、出煙口，列管內為煙氣、列管外為熱空氣。

9)所述餘熱回收水箱3-1為列管熱交換器，設有補水管、出水口、進煙口、出煙口，列管外為冷卻水、列管內為煙氣。

10)所述物質熱分離盤管，為螺旋狀管道，盤旋在第一熔鹽槽的圓筒內。

11)所述液態物料分離塔，外層設有第一冷卻水層，內部為多層塔板結構，每層塔板都設有導流板、阻流板，每層導流板出口設有液態物收集罐，塔底部設有固體物收集罐。

12)所述固態物料分離室為橫錐形筒體，外層設有第二冷卻水層，內部由數塊隔板將其分隔為數個空間，每個空間都有一根管道通向固態分離物收集罐。

2.各部件的連接方式如下：

1)所述保溫層內有第一熔鹽槽、第二熔鹽槽、第一熔鹽導管、第二熔鹽導管、燃燒腔、煙氣腔、第一煙氣管道、蒸汽盤管、蒸汽發生器主體、物質熱分離盤管。

2)所述膨脹槽通過管道與第一熔鹽槽連通。

3)所述第一熔鹽槽內有物質熱分離盤管。

4)所述第二熔鹽槽的內壁裝有數根帶彎頭的第一熔鹽導管、其兩端分別插入第二熔鹽槽和第一熔鹽槽內；第二熔鹽槽的環外裝有第二熔鹽導管，它的兩端分別插入第二熔鹽槽和第一熔鹽槽內。

5)所述煙氣腔通過第一煙氣管道與空氣預熱回收器的進煙口連接、熱煙氣流入列管內與列管外的空氣熱交換，列管外的熱空氣從熱風出口流入燃燒機的進風口。

5)所述空氣預熱回收器的出煙口通過第二煙氣管道與餘熱回收水箱的進煙口連接。

6)所述餘熱回收水箱的出煙口與煙囪連接，其列管外的冷卻水由補水管供給，冷卻水與列管內的熱煙氣熱交換後，熱水從出水口與給水管入口連接，給水管出口與高壓柱塞泵入口連接，高壓柱塞泵分別與蒸汽發生器主體內的第一高壓噴霧裝置和第二高壓噴霧裝置連接。

7)所述燃燒機的噴火口插入燃燒腔內，其進風口通過熱風管道與空氣預熱回收器的出風口連接。

8)所述蒸汽盤管的入口與蒸汽發生器主體連接後盤旋入第二熔鹽槽內，其出口並聯後通過蒸汽管道與分汽缸進口連接。

9)所述物質熱分離盤管進口管分別與分汽缸出口、固體物料輸送器出口、液體物料輸送器出口連接，物質熱分離盤管盤旋在第一熔鹽槽內，物質熱分離盤管出口管通過閥門分別與固態物料分離塔的進口和液態物料分離室的進口連接。

10)所述固態物料分離塔的第一冷卻水層的出口通過管道與冷卻塔的進口連接，冷卻塔的出口與循環水泵的進口連接，循環水泵的出口通過閥門與第一冷卻水層的進口連接。

11)所述液態物料分離室的第二冷卻水層的出口通過管道與冷卻塔的進口連接，冷卻塔的出口與循環水泵的進口連接，循環水泵的出口通過閥門與第二冷卻水層的進口連接。

上述蒸汽發生器主體內裝有第一高壓噴霧裝置和第二高壓噴霧裝置。

上述蒸汽發生器主體設置在第一熔鹽槽內。

本發明的有益效果：

1.本發明採用高壓噴霧裝置產生噴射汽霧給水，擴大熱交換面積，提高了熱效率；

2.本發明高壓噴霧裝置產生汽霧進入蒸汽盤管內與蒸汽盤管外的高溫熔鹽進行熱交換使蒸汽盤管內汽霧產生汽爆、快速膨脹，直接產生過熱蒸汽，蒸汽溫度隨熔鹽溫度可調節。

3.熔鹽在第一熔鹽槽和第二熔鹽槽中產生溫差進行自動對流，且沒有閃點增加安全性。

4.分汽缸的高溫蒸汽和固態物料/液態物料在物質分解盤管中再度加熱並相互對撞，使固態物料中的水份汽化、固態物料膨化乾燥；使液態物料中的物料水份汽化、液態物料進入旋風分離塔隨比重分離，其作用速度快，熱效率高。

5.本發明高壓噴霧裝置無水垢，增加設備使用壽命、減少了熱損耗。

6.本發明高壓噴霧裝置無鍋爐廢水，大量節約水資源、減少了熱損耗。

7.本發明高壓噴霧裝置餘熱回收利用完全。

附圖說明

圖1是本發明燃氣燃油熔鹽一體化鍋爐熱分離物質的裝置結構示意圖。

圖中：膨脹槽1-1、第一熔鹽槽1-2、第二熔鹽槽1-3、第一熔鹽導管1-4、第二熔鹽導管1-5、保溫層1-6、燃燒腔2-1、煙氣腔2-2、燃燒機2-3、第一煙氣管道2-4、空氣預熱回收器2-5、熱風管道2-6、第二煙氣管道2-7、煙囪2-8、燃氣燃油進口管2-9、餘熱回收水箱3-1、給水管3-2、高壓柱塞泵3-3、蒸汽盤管3-4-5-6-7-8-9、蒸汽盤管的進口3-4-5-6-7-8-9-1、蒸汽盤管的出口3-4-5-6-7-8-9-2、蒸汽管道3-10、分汽缸3-11、補水管3-12、蒸汽發生器主體4-1、第一高壓噴霧裝置4-2、第二高壓噴霧裝置4-3、物質熱分離盤管進口管5-1、固態物料輸送器5-2、液態物料輸送器5-3、物質熱分離盤管5-4、物質熱分離盤管出口管5-5、液態物料分離塔6-1、固體物收集罐6-2、導流板6-3、阻流板6-4、液態物收集罐6-5、第一冷卻水層6-6、固態物料分離室7-1、隔板7-2、固態分離物收集罐7-3、第二冷卻水層7-4、冷卻塔8-1、循環水泵8-2。

圖2是本發明燃氣燃油熔鹽一體化熱分離物質的裝置中第二鹽槽內部蒸汽盤管結構示意圖。

圖中：第一熔鹽槽1-2、第二熔鹽槽1-3、第一熔鹽導管1-4、第二熔鹽導管1-5、蒸汽盤管3-4-5-6-7-8-9、蒸汽盤管進口3-4-5-6-7-8-9-1、蒸汽盤管出口3-4-5-6-7-8-9-2、蒸汽發生器主體4-1。

圖3是本發明燃氣燃油熔鹽一體化熱分離物質的裝置中第一鹽槽內部物質分解盤管結構示意圖。

圖中：第一熔鹽槽1-2、第二熔鹽槽1-3、第一熔鹽導管1-4、第二熔鹽導管1-5、物質熱分離盤管進口管5-1、物質熱分離盤管5-4、熱分離盤管出口管5-5、蒸汽發生器主體4-1。

圖4是本發明燃氣燃油熔鹽一體化鍋爐熱分離物質的裝置中熔鹽槽結構俯視圖。

圖中：第一熔鹽槽1-2、第二熔鹽槽1-3、第一熔鹽導管1-4、第二熔鹽導管1-5、燃燒腔2-1、煙氣腔2-2、蒸汽盤管進口3-4-5-6-7-8-9-1。

圖5是本發明燃氣燃油熔鹽一體化鍋爐熱分離物質的裝置中蒸汽發生器結構示意圖。

圖中：給水管3-2、蒸汽盤管進口3-4-5-6-7-8-9-1、蒸汽發生器主體4-1、第一高壓噴霧裝置4-2、第二高壓噴霧裝置4-3。

具體實施方式

本發明燃氣燃油熔鹽一體化鍋爐熱分離物質的裝置可以直接生產過熱蒸汽，可以高壓高溫、高壓低溫、低壓高溫、高壓低溫；採用蒸汽分解分離技術，對物質進行處理；系統可以瞬間開啟和關閉；煙水雙向餘熱回收。本發明徹底改變了傳統鍋爐的結構，節約了建造成本還提高了熱效率；槽體灌注熔鹽使設備傳熱均勻延長了使用壽命並提高了蒸汽質量；霧氣噴射給水提高了熱效率；氣爆膨脹產氣加速蒸汽的產生流程和提高安全性。

下面結合附圖和具體實施對本發明作進一步描述：

本發明燃氣燃油熔鹽一體化鍋爐熱分離物質的裝置結構如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5所示，燃氣燃油熔鹽一體化鍋爐熱分離物質的裝置由膨脹槽1-1、第一熔鹽槽1-2、第二熔鹽槽1-3、第一熔鹽導管1-4、第二熔鹽導管1-5、保溫層1-6、燃燒腔2-1、煙氣腔2-2、燃燒機2-3、第一煙氣管道2-4、空氣預熱回收器2-5、熱風管道2-6、第二煙氣管道2-7、煙囪2-8、燃氣燃油進口管2-9、餘熱回收水箱3-1、給水管3-2、高壓柱塞泵3-3、蒸汽盤管3-4-5-6-7-8-9、蒸汽盤管的進口3-4-5-6-7-8-9-1、蒸汽盤管的出口3-4-5-6-7-8-9-2、蒸汽管道3-10、分汽缸3-11、補水管3-12、蒸汽發生器主體4-1、第一高壓噴霧裝置4-2、第二高壓噴霧裝置4-3、物質熱分離盤管進口管5-1、固態物料輸送器5-2、液態物料輸送器5-3、物質熱分離盤管5-4、物質熱分離盤管出口管5-5、液態物料分離塔6-1、固體物收集罐6-2、導流板6-3、阻流板6-4、液態物收集罐6-5、第一冷卻水層6-6、固態物料分離室7-1、隔板7-2、固態分離物收集罐7-3、第二冷卻水層7-4、冷卻塔8-1和循環水泵8-2組成。

1.各部件的結構如下：

1)所述膨脹槽1-1為空罐體，內裝膨脹後的熔鹽。

2)所述第一熔鹽槽1-2為筒體，筒體壁內有槽，槽內裝熔鹽；筒體內設有物質熱分離盤管5-4。

3)所述第二熔鹽槽1-3為圓環筒體，圓環筒體壁內有槽，槽內裝熔鹽，圓環筒體壁上設有數根帶彎頭的第一熔鹽導管1-4，環繞於環內排列，環外設有數根第二熔鹽導管1-5；筒體內設有蒸汽盤管3-4-5-6-7-8-9。

4)所述蒸汽盤管3-4-5-6-7-8-9為螺旋狀管道，由六條管盤旋而成。

5)所述燃燒機2-3設有燃氣燃油進口管2-9和噴火口、進風口。

6)所述分汽缸3-11為圓筒體，設有蒸汽進口和蒸汽出口。

7)所述蒸汽發生器主體4-1為圓筒體，內設有第一高壓噴霧裝置4-2和第二高壓噴霧裝置4-3；

8)所述空氣預熱回收器2-5為列管熱交換器，設有進風口、熱風出口和進煙口、出煙口，列管內為煙氣、列管外為熱空氣。

9)所述餘熱回收水箱3-1為列管熱交換器，設有補水管3-12、出水口、進煙口、出煙口，列管外為冷卻水、列管內為煙氣。

10)所述物質熱分離盤管5-4，為螺旋狀管道，盤旋在第一熔鹽槽1-2的圓筒內。

11)所述液態物料分離塔6-1，外層設有第一冷卻水層6-6，內部為多層塔板結構，每層塔板都設有導流板6-3、阻流板6-4，每層導流板6-3出口設有液態物收集罐6-5，塔底部設有固體物收集罐6-2。

12)所述固態物料分離室7-1為橫錐形筒體，外層設有第二冷卻水層7-4，內部由數塊隔板7-2將其分隔為數個空間，每個空間都有一根管道通向固態分離物收集罐7-3。

2.各部件的連接方式如下：

1)所述保溫層1-6內有第一熔鹽槽1-2、第二熔鹽槽1-3、第一熔鹽導管1-4、第二熔鹽導管1-5、燃燒腔2-1、煙氣腔2-2、第一煙氣管道2-4、蒸汽盤管3-4-5-6-7-8-9、蒸汽發生器主體4-1、物質熱分離盤管5-4。

2)所述膨脹槽1-1通過管道與第一熔鹽槽1-2連通。

3)所述第一熔鹽槽1-2內有物質熱分離盤管5-4。

4)所述第二熔鹽槽1-3的內壁裝有數根帶彎頭的第一熔鹽導管1-4、其兩端分別插入第二熔鹽槽1-3和第一熔鹽槽1-2內；第二熔鹽槽1-3的環外裝有第二熔鹽導管1-5，它的兩端分別插入第二熔鹽槽1-3和第一熔鹽槽1-2內。

5)所述煙氣腔2-2通過第一煙氣管道2-4與空氣預熱回收器2-5的進煙口連接、熱煙氣流入列管內與列管外的空氣熱交換，列管外的熱空氣從熱風出口流入燃燒機2-3的進風口。

5)所述空氣預熱回收器2-5的出煙口通過第二煙氣管道2-7與餘熱回收水箱3-1的進煙口連接。

6)所述餘熱回收水箱3-1的出煙口與煙囪2-8連接，其列管外的冷卻水由補水管3-11供給，冷卻水與列管內的熱煙氣熱交換後，熱水從出水口與給水管3-2入口連接，給水管3-2出口與高壓柱塞泵3-3入口連接，高壓柱塞泵3-3分別與蒸汽發生器主體4-1內的第一高壓噴霧裝置4-2和第二高壓噴霧裝置4-3連接。

7)所述燃燒機2-3的噴火口插入燃燒腔2-1內，其進風口通過熱風管道2-6與空氣預熱回收器2-5的出風口連接。

8)所述蒸汽盤管的入口3-4-5-6-7-8-9-1與蒸汽發生器主體4-1連接後盤旋入第二熔鹽槽1-3內，其出口3-4-5-6-7-8-9-2並聯後通過蒸汽管道3-10與分汽缸3-11進口連接。

9)所述物質熱分離盤管進口管5-1分別與分汽缸3-11出口、固體物料輸送器5-2出口、液體物料輸送器5-3出口連接，物質熱分離盤管5-4盤旋在第一熔鹽槽1-2內，物質熱分離盤管出口管5-5通過閥門分別與固態物料分離塔6-1的進口和液態物料分離室7-1的進口連接。

10)所述固態物料分離塔6-1的第一冷卻水層6-6的出口通過管道與冷卻塔8-1的進口連接，冷卻塔8-1的出口與循環水泵8-2的進口連接，循環水泵8-2的出口通過閥門與第一冷卻水層6-6的進口連接。

11)所述液態物料分離室7-1的第二冷卻水層7-4的出口通過管道與冷卻塔8-1的進口連接，冷卻塔8-1的出口與循環水泵8-2的進口連接，循環水泵8-2的出口通過閥門與第二冷卻水層7-4的進口連接。

上述蒸汽發生器主體4-1內裝有第一高壓噴霧裝置4-2和第二高壓噴霧裝置4-3。

上述蒸汽發生器主體4-1設置在第一熔鹽槽1-2內。

實施本發明時：

將熔鹽加熱至熔化後注入膨脹槽1-1、熔鹽通過管道進入第一熔鹽槽1-2、再通過第一熔鹽導管1-4、第二熔鹽導管1-5進入第二熔鹽槽1-3，使用燃燒機2-3將熔鹽加熱至設定工況溫度，被加熱的熔鹽由於第一熔鹽槽1-2和第二熔鹽導管1-5溫差原因，會通過第一熔鹽導管1-4、第二熔鹽導管1-5在第一熔鹽槽1-2與第二熔鹽槽1-3內進行對流循環；燃燒機2-3的燃氣燃油在燃燒室2-1內燃燒、產生的煙氣進入煙氣腔2-2後，從第一煙氣管道2-4進入空氣預熱回收器2-5的列管內與列管外的空氣熱交換，煙氣的部分熱量加熱列管外的空氣，熱空氣通過熱風管道2-6送入燃燒機2-3的進風口，送出的熱風對燃燒腔有餘熱回收及助燃效果。

空氣預熱回收器2-5出口的煙氣通過第二煙氣管道2-7進入餘熱回收水箱3-1，並在列管內與列管外的冷水熱交換後由煙囪2-8排出，煙氣的餘熱被列管外的補水管3-12流入的冷水吸收後，熱水通過給水管3-2進入高壓柱塞泵3-3。

熔鹽在達到設定的工況溫度時，開啟高壓柱塞泵3-3，將熱水送至蒸汽發生器主體4-1內的第一高壓噴霧裝置4-2和第二高壓噴霧裝置4-3中，水被高壓噴霧裝置霧化後進入蒸汽盤管3-4-5-6-8-9中，蒸汽盤管3-4-5-6-8-9處於高溫的第二熔鹽槽1-3中，水霧在盤管中受熱極速產生飽和蒸汽，飽和蒸汽繼續受熱並轉化為過熱蒸汽，最後通過蒸汽管道3-10進入分汽缸3-11中；由過熱蒸汽將需要分離的物料從固態物料輸送器5-2或液態物料輸送器5-3帶入到物質分解盤管的進口5-1，進入物質分離盤管5-4中，在此過程中蒸汽與物料產生熱分離反應。

最後按固態物料分離或液態物料分離選擇進入液態物料分離塔6-1或固態物料分離室7-1進行物料分離。

1.選擇液態物料分離時：分汽缸出口蒸汽和液態物料輸送器5-3的液態物料一同從物質熱分離盤管進口管5-1進入物質熱分離盤管5-4，經第一熔鹽槽1-2中熔鹽加熱產生液態物料熱分離後，從物質熱分離盤管出口管5-5通過閥門從液態物料分離塔6-1底部進入液態物料分離塔6-1，在塔內從下至上的各層導流板6-3出口液態物收集罐6-5中收集不同冷凝溫度的液態物，在塔底固態物收集罐中收集到液態物料中不能熱分離的固態物。

2.選擇固態物料分離時：分汽缸出口蒸汽和固態物料輸送器5-2的固態物料一同從物質熱分離盤管進口管5-1進入物質熱分離盤管5-4，經第一熔鹽槽1-2中熔鹽加熱產生固態物料熱分離後，從物質熱分離盤管出口管5-5通過閥門從固態物料分離室進口進入固態物料分離室7-1，在分離室內從錐體小頭至錐體大頭的各隔板7-2出口固態分離物收集罐7-3中收集到不同冷凝溫度的的固態物。

液態物料分離塔6-1的第一冷卻水層6-6和固態物料分離室7-1的第二冷卻水層7-4通過管道和第二循環水泵8-2與冷卻塔8-1之間進行冷卻循環。