乳化煤及燃燒噴頭裝置的製作方法

2023-06-06 05:34:21 2

專利名稱：乳化煤及燃燒噴頭裝置的製作方法
技術領域：
本發明屬於一種用於乳化煤燃料的燃燒噴頭裝置，更具體地說，是涉及乳化煤的燃料通過管道輸送到燃燒噴頭裝置中燃燒。
目前製備乳化煤採用機械的方法，把煤加工成200目左右的細煤粉，並進行精製提高煤的含量，脫去雜質、硫和灰粉，製得精煤粉，採用優質煤、低灰份煙煤製做乳化煤，主要問題是1.乳化煤的粘度高，不利於管道輸送;2.乳化煤的存放穩定性差。分散乳化劑採用磺酸鹽，有機物的磺化產物以及各種共聚物和縮聚物，但這些要專門設備，成本高。在乳化煤燃燒設備上，目前世界各國試驗的重點是使乳化煤的各種性能適應現有燃油、氣鍋爐的正常使用，但存在供熱不足和熱效率低。另一種是燃油鍋爐改燒乳化煤燃料，因受噴咀的影響，存在的問題是火焰穩定性差，負荷可調性弱，燃燒率低，爐內熱流分布發生變化。現將燃油鍋爐改燒乳化煤性能列表如下
由表可知，燃油鍋爐改燒乳化煤，鍋爐能力下降20～30%，燃燒效率下降4～8%。
美國專利US-4，435，306，US-4，282，006，US-4，104，035和日本專利JP-8418791，JP-83215490以及我國專利CN-85108828，CN-85101446，CN-86106954，CN-87102923，CN-88106337，從上述查到的專利文獻看，在乳化煤中使用的分散乳化劑有皂類，聚氧乙烯衍生物、甲醛加聚物、聚乙亞胺、木質素磺酸鹽、多元酸偏脂、脂肪族二烯磺酸鹽等，但這些乳化劑、添加劑有些價格昂貴，有些來源有限，難以工業化生產。
本發明的目的提供了一種乳化煤及燃燒噴頭裝置，解決了乳化煤的燃燒率、熱效率，保證了爐膛和乳化煤預熱及點火實施。
本發明的目的是通過下述方法和裝置實現的。
一種乳化煤製備的方法，它包括下列步驟1.用植物油腳衍生物0.1～10%，分散乳化劑為植物油腳衍生物a.植物油腳磺化物其通式為
;b.植物油腳皂化物的通式為
;c.植物油腳醯化物的通式為
。這三種植物油腳衍生物可單獨使用，混合使用或與其它乳化劑配合使用。
2.水溫25～85℃，水量25～45%，配製成植物油腳水溶液。
3.把200目的煤粉55～75%逐步加入到植物油腳水溶液中，邊加邊攪拌，攪拌速度為65～300rpm，並攪拌均勻。
實現上述乳化煤燃料的燃燒噴頭裝置包括噴頭裝置採用雙氣流，乳化煤加壓縮空氣噴霧燃燒。點火採用液化石油氣，一方面點火方便，另一方面可使乳化煤和爐膛預熱。乳化煤在進入噴頭裝置前加入壓縮空氣，壓縮空氣與乳化煤充分混合，從噴咀噴出後可直接霧化;噴頭採用雙氣流內外分流，使空氣均勻地分布，一方面提高乳化煤的霧化效果;另一方面保證空氣與乳化煤接觸，提高燃燒率和熱效率。燃燒噴頭分單噴咀和多噴咀式噴頭裝置單噴咀式噴頭的噴咀在噴頭正中心，緊靠中心管的內風管呈梯錐形，中心管與內風管，內風管與外風管採用均勻的多孔環形支架固定，利於向爐中均勻噴出，有效地提高了乳化煤的霧化效果，同時改善火焰分布;多噴咀式噴頭的噴咀在噴頭的正中心為內風管，乳化煤噴咀緊靠中心管的乳化煤管呈梯圓錐形，在梯圓錐頂平面中心有一向內的弧面孔與中心管夾接，乳化煤管與中心管，外風管各之間採用均勻的多孔環形支架固定。單噴咀和多噴咀裝置都能提高燃燒率和熱效率，保證鍋爐的供能及乳化煤的燃燒。
本發明的優點是1.植物油腳來源廣，廢物利用，利於保護環境;2.植物油腳製備其衍生物範圍廣，方法簡單;3.植物油腳衍生物製備乳化煤粘度低、穩定性好;4.燃燒噴頭裝置結構簡單，易於製造，使用方便，安全可靠;5.燃燒率達95～98%，熱效率達85～90%;5.價格低，具有顯著的經濟和社會效益。
實施例把39.5g的水加熱到25～85℃時加入0.5g植物油腳衍生物，配製成水溶液，然後把精選200目煤粉60g逐步加入到植物油腳衍生物的水溶液中，邊加邊攪拌，攪拌速度為65～300rpm，直到煤粉全部加入並攪拌均勻，可得到穩定性好的乳化煤。同樣的方法可製得不同此例的乳化煤，實施例列表如下


圖1是乳化煤及燃燒噴頭裝置結構示意2是乳化煤及燃燒噴頭裝置單噴咀結構示意3是乳化煤及燃燒噴頭裝置多噴咀結構示意圖由圖1可知，乳化煤送至中間罐(1)，中間罐(1)用管道連接輸送泵(3)、電加熱預熱器(4)、過濾器(5)濾除乳化煤中的雜質防止阻塞噴咀、流量計(8)控制乳化煤的流量並達到調節乳化煤的輸送量、止回閥(9)防止乳化煤和加入壓縮空氣時的回流，以保證乳化煤和壓縮空氣混合進入噴頭，經過靜態混合器(11)，並在靜態混合器(11)上連接一個壓縮空氣管(7)，使壓縮空氣與乳化煤靠自身的壓力自動混合，提高乳化煤的霧化效果，然後與燃燒器噴頭(15)連接，在燃燒器噴頭(15)處安裝一個液化石油氣管(16)，使乳化煤點火、預熱爐膛、霧化、燃燒，並在燃燒器噴頭(15)上用管道連接一風機(6)，風機(6)向噴頭提供乳化煤燃燒所需的空氣、經過風量調節閥(12)調節進入噴頭的空氣量，在風量調節閥(12)連接一內風管(13)，在內風管(13)中連接一個外風管(14)、內風管(13)和外風管(14)連接在燃燒器噴頭上，使燃燒器噴頭空氣進風均勻，達到乳化煤燃燒的最佳效果。在燃燒器噴頭(15)外分兩路安裝一路用乳化煤循環管連接中間罐(1)使開機正常前乳化煤在電加熱預熱器處被加熱後返回到中間罐起預熱作用;另一路用乳化煤循環管連接在過濾器(5)與流量計(8)中間，用來調節乳化煤送入噴頭的燃燒量，燃燒器噴頭(15)固定在爐膛(17)中。
根據圖2圖3可知，單噴咀和多噴咀式噴頭連接，最外一層液化石油氣管(5)呈梯錐形，在梯錐形最大部位有一90°直角的圓錐形液化石油氣進氣管(6)，在圓錐頂邊有均勻分布的燃氣孔(7)，液化石油氣管(5)為點火用液化石油氣通道管件。外風管(4)與液化石油氣管(5)在錐頂平面上，液化石油氣管(5)外套固定在外風管(4)上，利於冷熱變形時不影響燃燒，液化石油氣管(5)在梯錐的最大部位與外風管(4)用螺紋連接。單噴咀和多噴咀式噴頭所不同連接是單噴咀式噴頭由四層同心圓構成，中心乳化煤管(2)呈腰鼓形為乳化煤加壓縮空氣通道，在出口處有一螺紋連接的噴咀(1)呈錐形，易於更換，緊靠中心乳化煤管(2)的內風管(3)呈梯錐形與中心乳化煤管(2)之間為內風的通道，中心乳化煤管(2)與內風管(3)之間採用均勻分布的多孔環形支架固定，內風管(3)外的外風管(4)呈圓錐形與內風管(3)之間的空間為外風的通道，內風管(3)與外風管(4)之間採用均勻分布的多孔環形支架固定;多噴咀式噴頭由四層同心圓構成，中心的內風管(3)呈圓柱形，為內風管通道，緊靠內風管(3)的中心乳化煤管(2)呈梯圓錐形，在梯錐頂平面有均勻分布的螺紋孔，利於安裝錐形噴咀(1)，並在梯錐頂平面中心有一向內的弧面孔與中心的內風管(3)夾接中心，中心乳化煤管(2)與內風管(3)之間採用均勻分布的多孔環形支架固定，緊靠乳化煤管(2)的外風管(4)呈圓錐形，為外風管通道，中心乳化煤管(2)與外風管(4)之間的通道採用均勻分布的多孔環形支架固定。
權利要求
1.一種乳化煤及燃燒噴頭裝置，其特徵是以植物油腳衍生物為分散乳化劑，加入煤、水乳化成乳化煤。
2.根據權利要求1所述的一種乳化煤及燃燒噴頭裝置，其特徵在於分散乳化劑是a.植物油腳醯化物，其通式為
b.植物油腳磺化物，其通式為
C.植物油腳皂化物，其通式為
3.根據權利要求1所述的一種乳化煤及燃燒噴頭裝置，其特徵是分散乳化劑可單獨使用，混合使用或與其它乳化劑混合使用，添加量為乳化煤重量的0.1～10%。
4.根據權利要求1所述的一種乳化煤及燃燒噴頭裝置，其特徵在於精選的200目煤粉含量55～75%。
5.一種乳化煤及燃燒噴頭裝置，其特徵在於噴頭採用雙氣流，乳化煤加壓縮空氣噴霧，液化石油氣點火預熱。
6.根據權利要求5所述的一種乳化煤及燃燒噴頭裝置，其特徵是噴頭採用雙氣流內外分流，一路用乳化煤循環管連接中間罐，乳化煤在電加熱預熱加熱後返回到中間罐起預熱作用;另一路用乳化煤循環管連接在過濾器與流量計中間，調節乳化煤的燃燒量。
7.根據權利要求5所述的一種乳化煤及燃燒噴頭裝置，其特徵在於噴頭採用單噴咀和多噴咀式噴頭，單噴咀式噴頭的噴咀在噴頭正中心，緊靠中心管的內風管呈梯錐形，中心管與內風管採用均勻的多孔環形支架固定，內風管與外風管採用均勻的多孔環形支架固定;多噴咀式噴頭的噴咀在噴頭的正中心為內風管，乳化煤噴咀緊靠中心管呈梯圓錐形，在梯圓錐頂平面中心有一向內的弧面孔與中心管夾接，中心管與內風管、外風管各之間採用均勻的多孔環形支架固定。
8.根據權利要求5所述的一種乳化煤及燃燒噴頭裝置，其特徵在於單噴咀和多噴咀式噴頭，液化石油氣管呈梯錐形，在梯錐形最大部位有一90°角的圓錐液化石油氣進氣管，在錐頂區有均勻分布的燃氣孔，外風管與液化石油氣管在錐頂平面上，液化石油氣管外套夾在外風管上固定，液化石油氣管在梯圓錐的最大部位與外風管用螺紋連接。
全文摘要
本發明公開了一種乳化煤及燃燒噴頭裝置，乳化煤是以植物油腳衍生物為分散乳化劑，使煤、水分散乳化，乳化煤的含煤量達55～75％。乳化煤燃料的燃燒器噴頭採用雙氣流，液化石油氣預熱，乳化煤加壓縮空氣噴霧霧化。單噴嘴式噴頭的噴嘴在噴頭正中心，緊貼乳化煤噴嘴的內風管和外風管；多噴嘴式噴頭的噴嘴在噴頭的正中心為內風管，乳化煤噴嘴緊靠內風管，噴嘴外部為外風管。使燃燒率達95～98％，熱效率達85～90％。
文檔編號F23K1/02GK1081503SQ9210585
公開日1994年2月2日 申請日期1992年7月20日 優先權日1992年7月20日
發明者葛保根, 王會民 申請人:葛保根