燃發生爐煤氣烘乾系統的製作方法

2023-05-17 07:12:36 1

專利名稱：燃發生爐煤氣烘乾系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及烘乾設備，特別是一種燃發生爐煤氣烘乾系統。
背景技術：
煤泥烘乾產業隨著近年來的蓬勃發展，為國家的能源發展戰略提供了良好的發展支撐，解決了洗煤行業煤泥的堆放、汙染問題，並以較小的代價換取了大量廢棄資源的再生利用，近年來煤泥烘乾設備行業也是蓬勃發展，競爭激烈，但是結構上存在的問題，設備性能參差不齊，配置差異化大。煤泥烘乾設備中常使用是煤泥，煤泥是高溼物料，根據堆放時間的長短，及洗煤系統工藝的差異含水量有高有低，一般含水量維持在18%至30%之間；煤泥是可燃物質，當含水量較低時，遇到持續高溫(高於著火點溫度)會發生燃燒，這樣會降低煤泥熱值，並增加煤泥灰分，煤泥有較大粘性，粘滯在烘乾機筒壁，不但清理難度極大，且使得烘乾設備的熱效率大大降低，造成高能耗低產能。煤泥原料的含水量不是單一穩定的，煤泥的堆放時間有長有短，冬季、夏季有所差異，尤其是北方更為明顯，同一批次的煤泥甚至上部和下部煤泥含水量都有差異，煤泥烘乾設備的原理是，原料中的水分吸熱變成水蒸氣才能被引風系統抽出剝離，每公斤的水轉化為水蒸氣所需要吸收的熱量是一定的，烘掉多少水份，必須輸入相應的熱量，所以烘乾系統的熱效率也是決定烘乾設備產能的重要指標之一，使用傳統燃煤機械做熱源的設備，供熱量低、供熱量不穩定，直接影響產能的發揮，往往熱效率不及30%，烘乾設備是一個較為複雜的系統，是由多臺機電及機械設備組合而成， 隨時可能出現停機維護的狀況。使用沸騰爐和鏈排爐等大型熱煤設施的設備要實現快速停機維護是不可能的事情，停機維護短則三五天，長則十天半月，故改進和創新勢在必行。
發明內容針對上述情況，為克服現有技術缺陷，本實用新型之目的就是提供一種燃發生爐煤氣烘乾系統，可有效解決供熱量低、不穩定，熱效率低，高能耗，低產能及維修周期長的問題。本實用新型解決的技術方案是包括煤氣發生爐、燃燒器和烘乾機，煤氣發生爐的煤氣管道和快速放散截止閥的煤氣進口相連通，快速放散截止閥的煤氣出口接混合煤氣燃燒器的煤氣入口，混合煤氣燃燒器的氣體出口和穩焰溜料裝置的進氣室相連，穩焰溜料裝置的後端接烘乾機的前端，所述的快速放散截止閥包括閥體、閥芯和定滑輪組，閥體的下部有第一水池，第一水池的下部有上端伸進閥體的進煤氣管，進煤氣管的上端有閥芯，閥體上有滑輪組支架，滑輪組支架的上的定滑輪組經鋼絲繩和閥芯相連，鋼絲繩另一端上有配重筒。本實用新型熱利用效率高，供熱均勻，出料含水率均勻一致，檢修方便，燃燒器空氣、燃氣成比例混合，使用壽命長。

[0006]圖1為本實用新型的結構俯視圖。圖2為本實用新型的結構主視圖。圖3為本實用新型快速放散截止閥的結構主視圖。圖4為本實用新型快速放散截止閥的結構右側視圖。圖5為本實用新型圖3的A-A向結構剖視圖(停止工作)。圖6為本實用新型煤氣發生爐正常工作時快速放散截止閥的使用工作狀態示意圖。圖7為本實用新型混合煤氣燃燒器的結構主視圖。圖8為本實用新型圖7的B-B向結構主視圖。圖9為本實用新型穩焰溜料裝置的結構剖視圖。圖10為本實用新型穩焰溜料裝置的結構右視圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的具體實施方式
作詳細說明。由圖1-圖10給出，本實用新型包括煤氣發生爐、燃燒器和烘乾機，煤氣發生爐2 的煤氣管道和快速放散截止閥4的煤氣進口相連通，快速放散截止閥的煤氣出口接混合煤氣燃燒器8的煤氣入口，混合煤氣燃燒器的氣體出口和穩焰溜料裝置10的進氣室相連，穩焰溜料裝置的後端接烘乾機12的前端，所述的快速放散截止閥4包括閥體、閥芯和定滑輪組，閥體1的下部有第一水池3，第一水池的下部有上端伸進閥體的進煤氣管5，進煤氣管的上端有閥芯6，閥體上有滑輪組支架18，滑輪組支架的上的定滑輪組19經鋼絲繩20和閥芯 6相連，鋼絲繩20另一端上有配重筒21。所述的烘乾機12為礦山用設備，如轉筒乾燥機或迴轉烘乾機，烘乾機12的後端部上有鍋爐引風機13，鍋爐引風機和電磁調速電動機14相連接，烘乾機的出料口下方有輸送帶15 ；所述的快速放散截止閥4的結構是，閥體1的下部固定在第一水池3上，第一水池3的側壁上部分別有第一上水管27和溢流管觀，第一水池的下部有上端伸進閥體的進煤氣管5，進煤氣管的上端有閥芯6，閥體上有和煤氣發生爐相連的煤氣進口 16，閥體的上部有豎管17，豎管一側的閥體上有滑輪組支架18，滑輪組支架的上部有定滑輪組19，定滑輪組上的鋼絲繩的一端和拉杆22相連，另一端有配重筒21，拉杆經豎管伸進閥體和閥芯相連接，定滑輪組19是由兩個定滑輪構成，所述的豎管17為上部封閉，下部開口的管狀，豎管的直徑小於閥芯的寬度，豎管的一側壁上有放散口 23，放散口接煙囪，閥體上有第二上水管 M ；所述的閥芯6的結構是，上柱體固定在下凹槽的上部，上柱體的中心有和豎管的形狀、 大小相匹配的上凹槽，下凹槽套裝在進煤氣管上，閥芯的直徑大於進煤氣管5的直徑，上柱體為實芯柱體或空心柱體，空心內裝有水；所述的閥體1為圓形，或方形，或稜形的管，閥體上有清汙口 25，清汙口和盲板沈固定在一起；所述的進煤氣管5的下端有煤氣出口，煤氣出口接混合煤氣燃燒器8的煤氣入口，或煤氣出口和第二水池7相連通，第二水池內有置於進煤氣管一側的出煤氣管11，第二水池7的一側有置於溢流管的下方呈向上傾斜的側壁； 所述的混合煤氣燃燒器8的結構是，第一筒體四的後部外周套裝有第二筒體30，第一筒體和第二筒體之間有第二環形通道31，第二筒體上有和第二環形通道相連通的輸氣管道32， 第二筒體的後端上有集氣錐33，集氣錐為前端大、後端小的兩端開口的空心錐體，集氣錐前端的直徑大小和第二筒體的直徑大小相同，集氣錐後端的直徑大於第一筒體的直徑小於第二筒體的直徑，集氣錐的後端為氣體出口，第一筒體內有分氣錐芯34，第一筒體和分氣錐芯之間有第一環形通道35，分氣錐芯的前端和第一筒體前端的煤氣入口 36的中心相對應，煤氣入口 36和輸氣管道的下端上均有法蘭，輸氣管道32和助燃風機9連接在一起；所述的第一筒體四前端直徑小於後端直徑；所述的分氣錐芯34由錐形部分和直體部分連接為一體構成，錐形部分的前端部呈平面狀，錐形部分後端的直徑和直體部分的直徑大小相同，直體部分為直徑小於第一筒體的柱體；所述的穩焰溜料裝置10的結構是，筒身37的前端有耐火混凝土保護層38，耐火混凝土保護層內有進氣室39，筒身內壁上有陶瓷纖維內耐溫層40， 陶瓷纖維內耐溫層內為高溫室41，高溫室和進氣室相連通，進氣室前端置於混合煤氣燃燒器的氣體出口上，進氣室前端的大小和混合煤氣燃燒器的氣體出口的大小相匹配，筒身的後部內有溜料管42，溜料管的外周包裹有陶瓷纖維外耐溫層43，溜料管的下端經筒身穿過高溫室置於筒身後部和烘乾機的前端內，筒身後端和烘乾機連接在一起，所述的進氣室39 呈前端小後端大的罩狀，所述的溜料管42的上端有伸出筒身的入料口 45，入料口呈上端大下端小的漏鬥形；所述的耐火混凝土保護層38的形狀、大小和筒身相配應，耐火混凝土保護層的前端上有加強筋44，加強筋44有3條，呈三角形固定在耐火混凝土保護層的前端面上。 本實用新型在使用過程中，其中的煤氣發生爐使煤炭不完全燃燒轉化成為主要成分為一氧化碳、甲烷、氫氣的發生爐煤氣，將發生爐煤氣用低壓流體輸送管道輸送至與烘乾機前部對接的穩焰溜料裝置前部的混合煤氣燃燒器進行二次燃燒，發生爐煤氣二次燃燒產生的熱量和煤炭在煤氣發生爐中不完全燃燒產生的熱量一起被直接送入烘乾機，高溫煙氣在烘乾機中與溼物料進行充分熱交換，達到烘乾目的，通過在混合煤氣燃燒器和煤氣發生爐之間加裝的快速放散截止閥來控制發生爐煤氣的通斷和煤氣發生爐的熱備，可以將1公斤常溫常壓下的水轉化為100攝氏度水蒸汽需要650大卡的熱量；由於常壓熱煤氣站，煤氣出口壓力在1000帕以下，所以該組件的密封可以考慮使用水做介質實現柔性密封，水密封的深度約為20公分深度，快速放散截止閥是用配重筒通過鋼絲繩和由兩個定滑輪構成的定滑輪組平衡掉鋼製的閥芯和閥芯中盛裝的水總重量，使得靠人力提拉配重筒可以提起和放下閥芯，完成煤氣通斷的快速控制，配重筒提起時閥芯同時放下，切斷髮生爐煤氣向混合煤氣燃燒器的供應，並將不用的少量發生爐煤氣通過放散口排入煙囪或直接排入大氣，配重筒放下時，閥芯提起封住放散口，通往混合煤氣燃燒器的煤氣管道(進煤氣管和出煤氣管構成煤氣管道)口打開，發生爐煤氣可順管道繼續向混合煤氣燃燒器供氣，熱髒煤氣攜帶的落到水密封的第一、第二水池的中焦油、粉塵等雜質可由第一、第二水池的口部和清汙口中直接清理出去，清汙口通常是由法蘭和盲板聯接密閉的，可根據需要定期清理；從快速放散截止閥的出煤氣管輸送至混合煤氣燃燒器的發生爐煤氣遇到分氣錐芯後被迫沿分氣錐芯和鋼製的第一筒體之間的第一環形通道流動，從助燃風機出來的空氣經鋼製的輸氣管道， 沿鋼製的第一筒體的切線方向進入鋼製的第一筒體和鋼製的第二筒體之間的第二環形通道螺旋運動前進，空氣前行至鋼製的集氣錐處以螺旋狀態噴出，在混合煤氣燃燒器前部形成負壓區，強行和從混合煤氣燃燒器中出來的發生爐煤氣進行混合後燃燒，以此達到空氣、 燃氣充分混合的目的，使得發生爐煤氣得到充分利用，發生爐煤氣自點火溫度為650攝氏度，若在烘乾機的前部不加裝固定燃燒室裝置，在工作過程中，烘乾機前部因為水蒸汽的出現和窯尾引風的原因，不可能保證烘乾機前部存在650攝氏度以上高溫區，則發生爐煤氣極易因加煤機械操作或煤氣質量不穩定等原因，導致工作狀態下頻繁熄火，加裝穩焰溜料裝置，在烘乾機的滾筒前部形成800攝氏度以上高溫區，防止煤氣在工作狀態下頻繁熄火，即便短時熄火，也會因高溫區的存在立刻自點火，傳統燃燒室多用耐火磚砌築，存在體積大、質量重、保溫效果不佳、開機時升溫慢、關機時降溫慢、且土建工程多，施工難度大， 並且不易與烘乾機(如轉筒乾燥機)對接等問題，穩焰溜料裝置的陶瓷纖維內、外耐溫層均可採用標準HLGX-289型矽酸鋁陶瓷耐火纖維模塊砌築(也可用莫來石耐火磚、莫來石澆注料、陶瓷耐火纖維澆注料、不定型高鋁質耐火澆注料、高純型陶瓷纖維模塊、高鋁型陶瓷纖維模塊、含鋯型陶瓷纖維模塊取代)，穩焰溜料裝置克服了上述所有問題，且總重量不超過 2.5噸，可在設備出廠前完成組裝，到現場後只需吊裝就位，大大減少了施工時間，高溼物料的烘乾工藝，通常採用順流模式，也就是火焰從進料端噴入烘乾機的滾筒，那麼下料管作為溜料的必要裝置，其耐火度就大受考驗，現在下料管有採用的材質有不鏽鋼材質、耐熱鋼、陶瓷管、普通A3鋼等等，其中陶瓷管不適用於煤氣發生爐的工況，發生爐煤氣的工作特點是升溫快、降溫快、對陶瓷來說驟冷驟熱極容易導致炸裂，損壞很快，不鏽鋼、和耐熱鋼材質又成本過高，並且燒損還是避免不了，僅僅比普通鋼材能多用幾天，不實用，將12毫米厚A3鋼材質的溜料管暴露在發生爐煤氣的火焰中，僅僅20天就能整個完全燒穿，使用時間很短，雖成本低，但更換困難，穩焰溜料裝置是將A3鋼材質的溜料管用陶瓷纖維制的陶瓷纖維毯包裹，用濟南火龍公司生產的HLHG-20高溫粘結劑粘合後烘烤，避免了富氧高溫煙氣與鋼製的溜料管直接接觸，陶瓷纖維外耐溫層(又稱包裹層)起到絕熱和隔焰作用， 而溜料管的內筒在冷空氣和帶水溼物料的雙重冷卻下溫度很難提高到500攝氏度以上， 這就大大降低的溜料裝置的燒損，進而使其壽命提高6倍以上，延長了設備的正常維護時間間隔。經使用證明，本實用新型有效解決了供熱量低、供熱量不穩定，熱效率低，高能耗低產能及維修周期長的問題，其具體情況如下1)提高烘乾設備熱利用效率到70% ；2 )提高烘乾設備機械化水平；3)利用煤氣發生爐對烘乾設備實現均勻供熱；4)利用煤氣發生爐大幅度減輕烘乾機械使用過程中的工人勞動強度並改善工人作業環境；5)通過穩定供熱來穩定烘乾機械每小時的脫水量；6)通過調整供熱量來適應所烘乾原料含水量的變化，針對高溼物料可即時增大熱量供給，針對溼度較小原料可及時減小熱量供給，使得出料含水率均勻一致；7)提升等烘乾機械每小時的脫水量，而傳統燃煤機械做熱源的設備，供熱量低、供熱量不穩定，直接影響產能的發揮，使用土法供熱的2.0米直徑的滾筒烘乾機每小時脫水量約1噸左右，而經過本實用新型組合的2.0米直徑的烘乾機每小時脫水量最高可達到 5噸，本實用新型比傳統煤氣烘乾設備提高4倍產能；8)實現烘乾設備的即時啟動和停止，利用快速放散截止閥實現了生產線由工作狀態轉入熱備狀態的瞬時切換，增加了操作的方便性，並使得設備的實現快速檢修；9)大幅度增強烘乾機械對物料的適應性，可根據物料每小時脫水量即時調整供熱量，通過調整鍋爐引風機上匹配的電磁調速電動機的轉速，及時有針對性的對窯尾引風風量進行適應性調整，避免引風量過大降低熱效，引風量過小不能有效排除水分；10)通過混合煤氣燃燒器實現發生爐煤氣這一廉價潔淨能源在烘乾機械中的應用，本實用新型自主設計的每小時混合煤氣通入量大於500立方米的超大流量的混合煤氣燃燒器，每小時通入煤氣量最高可達到5000立方米，但仍能保持充分混合燃燒，實現超大流量下煤氣和助燃空氣之間的充分有效的混合燃燒，傳統低壓細流股燒嘴和套筒燒嘴等燃燒器，一般煤氣通入最大流量在每小時250立方米以下尚可充分有效燃燒，每小時250 立方米以上的流量會出現空氣和煤氣不能充分有效混合的問題，燃燒效率低，且傳統燃燒器使用鑄鋼鑄造成型，單個燃燒器性能不佳且重量大、成本高，影響了自製煤氣這一廉價熱源在烘乾機械上的實際應用，本實用新型設計的混合煤氣燃燒器徹底解決了大流量燃燒器空氣、燃氣成比例混合問題；11)自主設計的穩焰溜料裝置充分保證火焰穩定不易熄滅，加裝高溫的陶瓷纖維做為保護套的鋼製的溜料管長期950攝氏度下過火使用壽命提高6-10倍以上，12mm厚普通鋼製的溜料管僅使用15至20天。本實用新型輸入熱量大小可控，熱源供給穩定，生產狀態穩定，固熱效率達到80% 左右(燃料殘碳量+輸氣用的管道和設備熱損)，熱效率高，並提高了設備的使用壽命，節約能源，降低成本，其效果是現有煤氣烘乾設備不可比擬的。
權利要求1.一種燃發生爐煤氣烘乾系統，包括煤氣發生爐、燃燒器和烘乾機，其特徵在於，煤氣發生爐(2)的煤氣管道和快速放散截止閥(4)的煤氣進口相連通，快速放散截止閥的煤氣出口接混合煤氣燃燒器(8)的煤氣入口，混合煤氣燃燒器的氣體出口和穩焰溜料裝置(10) 的進氣室相連，穩焰溜料裝置的後端接烘乾機(12)的前端，所述的快速放散截止閥(4)包括閥體、閥芯和定滑輪組，閥體(1)的下部有第一水池(3)，第一水池的下部有上端伸進閥體的進煤氣管(5)，進煤氣管的上端有閥芯(6)，閥體上有滑輪組支架(18)，滑輪組支架的上的定滑輪組(19 )經鋼絲繩(20 )和閥芯(6 )相連，鋼絲繩(20 )另一端上有配重筒(21)。
2.根據權利要求1所述的燃發生爐煤氣烘乾系統，其特徵在於，所述的烘乾機(12)為轉筒乾燥機或迴轉烘乾機，烘乾機(12)的後端部上有鍋爐引風機(13)，鍋爐引風機和電磁調速電動機(14)相連接，烘乾機的出料口下方有輸送帶(15)。
3.根據權利要求1所述的燃發生爐煤氣烘乾系統，其特徵在於，所述的快速放散截止閥(4)的結構是，閥體(1)的下部固定在第一水池(3)上，第一水池(3)的側壁上部分別有第一上水管(27)和溢流管(28)，第一水池的下部有上端伸進閥體的進煤氣管(5)，進煤氣管的上端有閥芯(6)，閥體上有和煤氣發生爐相連的煤氣進口(16)，閥體的上部有豎管(17)， 豎管一側的閥體上有滑輪組支架(18)，滑輪組支架的上部有定滑輪組(19)，定滑輪組上的鋼絲繩的一端和拉杆(22)相連，另一端有配重筒(21)，拉杆經豎管伸進閥體和閥芯相連接，定滑輪組(19)是由兩個定滑輪構成，所述的豎管(17)為上部封閉，下部開口的管狀，豎管的直徑小於閥芯的寬度，豎管的一側壁上有放散口(23)，閥體上有第二上水管(24)。
4.根據權利要求3所述的燃發生爐煤氣烘乾系統，其特徵在於，所述的閥芯(6)的結構是，上柱體固定在下凹槽的上部，上柱體的中心有和豎管的形狀、大小相匹配的上凹槽，上凹槽置於第二上水管的下方，下凹槽套裝在進煤氣管上，閥芯的直徑大於進煤氣管(5)的直徑，上柱體為實芯柱體或空心柱體，空心內裝有水。
5.根據權利要求3所述的燃發生爐煤氣烘乾系統，其特徵在於，所述的閥體(1)為圓形，或方形，或稜形的管，閥體上有清汙口(25)，清汙口和盲板(26)固定在一起。
6.根據權利要求3所述的燃發生爐煤氣烘乾系統，其特徵在於，所述的進煤氣管(5)的下端有煤氣出口，煤氣出口接混合煤氣燃燒器(8)的煤氣入口，或煤氣出口和第二水池(7) 相連通，第二水池內有置於進煤氣管一側的出煤氣管(11)，第二水池(7)的一側有置於溢流管的下方呈向上傾斜的側壁。
7.根據權利要求1所述的燃發生爐煤氣烘乾系統，其特徵在於，所述的混合煤氣燃燒器(8)的結構是，第一筒體(29)的後部外周套裝有第二筒體(30)，第一筒體和第二筒體之間有第二環形通道(31)，第二筒體上有和第二環形通道相連通的輸氣管道(32)，第二筒體的後端上有集氣錐(33)，集氣錐為前端大、後端小的兩端開口的空心錐體，集氣錐前端的直徑大小和第二筒體的直徑大小相同，集氣錐後端的直徑大於第一筒體的直徑小於第二筒體的直徑，集氣錐的後端為氣體出口，第一筒體內有分氣錐芯(34)，第一筒體和分氣錐芯之間有第一環形通道(35)，分氣錐芯的前端和第一筒體前端的煤氣入口(36)的中心相對應，煤氣入口(36)和輸氣管道的下端上均有法蘭，輸氣管道(32)和助燃風機(9)連接在一起。
8.根據權利要求7所述的燃發生爐煤氣烘乾系統，其特徵在於，所述的分氣錐芯(34) 由錐形部分和直體部分連接為一體構成，錐形部分的前端部呈平面狀，錐形部分後端的直徑和直體部分的直徑大小相同，直體部分為直徑小於第一筒體的柱體。
9.根據權利要求1所述的燃發生爐煤氣烘乾系統，其特徵在於，所述的穩焰溜料裝置 (10)的結構是，筒身(37)的前端有耐火混凝土保護層(38)，耐火混凝土保護層內有進氣室 (39)，筒身內壁上有陶瓷纖維內耐溫層(40)，陶瓷纖維內耐溫層內為高溫室(41)，高溫室和進氣室相連通，進氣室前端置於混合煤氣燃燒器的氣體出口上，進氣室前端的大小和混合煤氣燃燒器的氣體出口的大小相匹配，筒身的後部內有溜料管(42)，溜料管的外周包裹有陶瓷纖維外耐溫層(43)，溜料管的下端經筒身穿過高溫室置於筒身後部和烘乾機的前端內，筒身後端和烘乾機連接在一起，所述的進氣室(39)呈前端小後端大的罩狀，所述的溜料管(42)的上端有伸出筒身的入料口(45)，入料口呈上端大下端小的漏鬥形。
10.根據權利要求9所述的燃發生爐煤氣烘乾系統，其特徵在於，所述的耐火混凝土保護層(38)的形狀、大小和筒身相配應，耐火混凝土保護層的前端上有加強筋(44)，加強筋 (44)有3條，呈三角形固定在耐火混凝土保護層的前端面上。
專利摘要本實用新型涉及燃發生爐煤氣烘乾系統，可有效解決供熱量低、不穩定，熱效率低，高能耗，低產能及維修周期長的問題，本實用新型解決的技術方案是包括煤氣發生爐、燃燒器和烘乾機，煤氣發生爐的煤氣管道和快速放散截止閥的煤氣進口相連通，快速放散截止閥的煤氣出口接混合煤氣燃燒器的煤氣入口，混合煤氣燃燒器的氣體出口和穩焰溜料裝置的進氣室相連，穩焰溜料裝置的後端接烘乾機的前端，本實用新型熱利用效率高，供熱均勻，出料含水率均勻一致，檢修方便，燃燒器空氣、燃氣成比例混合，使用壽命長。
文檔編號F26B25/00GK202141310SQ20112024421
公開日2012年2月8日 申請日期2011年7月12日 優先權日2011年7月12日
發明者武振華 申請人:武振華