專利名稱：尾部二次燃燒設備的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種尾部二次燃燒設備，屬于工業(yè)爐窯煙氣凈化設備，特別是對爐窯產生的黑煙進行凈化的設備。
凡是燃燒煙煤的爐窯，煙氣的凈化都比較困難，所以很多煙囪都還冒著黑煙。黑煙是煙煤燃燒不完全的產物，其中一部分是細小碳粒，大部分是揮發(fā)分在高溫缺氧時新生成的碳素物質--碳黑和煙炱，還有濃度較高的CO氣體。可見黑煙中有相當數(shù)量的可燃物質，采用燃燒法銷毀黑煙中的有害組分，應該是最簡單、最徹底、最經濟的辦法。以往燃燒凈化技術大致有三種1．鼓風增氧燃燒法。即在爐門安置鼓風機，向爐膛內鼓風，使爐膛內產生的煙氣在爐膛或在作業(yè)室內實現(xiàn)完全燃燒，此方案效果明顯。但有兩個缺點一是管線復雜，因一個生產單元是若干個爐灶同時升溫，每個爐灶須各自安置風機、風管、電路等，顯得很繁鎖。這里不出問題，那里便出問題，事故很多。二是操作麻煩。每個爐門在15分鐘加一次煤，加煤時必須停止鼓風。若干個爐門的風機都要在15分鐘停機和起動，操作工人怨氣大，再加上風機噪聲使人受不了，因此該設施不受歡迎； 2．回煙重燒法。即在煙囪前置一個抽風機，只放小部分煙氣從煙囪排出，而把大部分煙氣抽出送回爐膛重新燃燒。燃燒過的煙氣含煙塵濃度降低了不少，只是返回煙氣含氧量低，爐溫上升慢，把8天生產周期延至16天。所以只試驗一次就被淘汰；3．把原安置箅子爐條的爐灶改為階梯形爐灶，目的是增強通風，試圖實現(xiàn)完全燃燒。雖有一定作用，但黑煙滾滾的狀況基本不變。上述三種技術都想在“首部一次燃燒”中解決問題，結果均不理想。所謂“首部一次燃燒”，是指煙煤在爐膛內燃燒，火焰在作業(yè)室做功的過程稱之為一次燃燒。
本實用新型的目的是為了解決現(xiàn)有技術中存在的不足，提供一種尾部二次燃燒設備，此處所指的燃燒是在煙氣離開作業(yè)室之后完成，它安置在作業(yè)室之后、煙囪之前。即在系統(tǒng)的尾部再次燃燒，對煙氣進行凈化處理的設備，讓黑煙通過尾部二次燃燒得到凈化，變黑煙為無色或白色。不同的工業(yè)爐窯產生的黑煙中，還有不同的顆粒物和氣態(tài)污染物不能在燃燒中去除，而要在燃燒后再采取其他治理措施。
上述目的是這樣實現(xiàn)的根據(jù)燃燒的三個要素燃燒的物質、著火溫度、氧氣助燃。要讓系統(tǒng)內煙氣完全燃燒還要加兩個條件一是有充分的燃燒時間，二是氧氣和煙氣能湍流混合。由于系統(tǒng)內煙氣量大，第一重要的條件是煙氣自身保持著火溫度，有了著火燃燒的溫度，其他條件容易彌補；達不到著火溫度而要靠外部提供熱能，那是非常困難的事。根據(jù)對煙氣溫度的這一要求，我們對兩大類工業(yè)爐窯，設計不同的“尾部二次燃燒設備”，該設備用耐火保溫材料制作。第一類是長時期高溫連續(xù)作業(yè)爐，如冶金上常用的鼓風爐、反射爐等，因發(fā)火后不易停爐，經常保持高溫作業(yè)狀況。在此情況下，煙氣離開作業(yè)室還保持著足以使煙氣實現(xiàn)自燃的溫度。但過去的設計往往忽略這個問題，煙氣和火焰在爐膛1內產生，在作業(yè)室2內做功，通過很短的煙道3，很快進入煙囪4放空，排出的當然是黑煙。在這個系統(tǒng)中有燃燒的物質，也有著火燃燒的溫度，只是沒有充分的燃燒時間和適量的氧氣補給。因此對這類爐子的尾部二次燃燒設備，包括爐膛、作業(yè)室和煙囪，在爐膛、作業(yè)室之后，煙囪之前增加尾部二次燃燒設備，它由與煙道前端連接的擴大過渡段、燃燒空間、與煙道末端連接的縮小過渡段、進風孔和清灰孔組成。尾部二次燃燒設備可以突然擴大，突然縮小，不設過渡段。也可以由各爐窯的支煙道將煙氣引入總煙道，使煙氣在加長的煙道內充分燃燒實現(xiàn)凈化。這樣一來，也可以把幾個爐窯的煙氣集中起來處理。為與單個爐窯的處理進行區(qū)分，對集中2個至多個爐窯處理的稱為“尾部二次集合燃燒”。第二類是短期高溫作業(yè)爐窯，指周期性燃燒爐，如傳統(tǒng)火法煉鋅爐、耐火材料及磚、瓦焙燒的倒焰窯等。在一個周期內要經過發(fā)火升溫、高溫作業(yè)、降溫熄火三個階段。除高溫作業(yè)階段外，其余兩個階段都不能確保煙氣離開作業(yè)室還保持著火溫度。對這類爐窯，必須是兩個、三個或更多的爐體串聯(lián)或并聯(lián)為一個排煙系統(tǒng)，實現(xiàn)輪流作業(yè)，熱能互補，方能保證“尾部二次集合燃燒”的實現(xiàn)。集合的爐窯越多，煙氣燃燒的溫度越有保證，其污染物質凈化的效果越好。對此類爐窯，尾部二次集合燃燒設備由支煙道和總煙道組成，各爐窯的支煙道連接在作業(yè)室后，再與總煙道連接，煙囪連接在總煙道末端。將作業(yè)室內的煙氣引入支煙道，再進入總煙道。煙氣在煙道內充分燃燒，從煙囪排出的再也不會是黑煙，而是無色或白色的煙。燃燒產生的熱能還可以作二次能源利用。
這種尾部二次燃燒設備，構思巧妙，結構合理，造價低，在各類工業(yè)爐窯上安裝上此裝置，就能很好地解決爐窯排放黑煙的問題，燃燒產生的熱能還可以作二次能源利用。
以下結合附圖對本實用新型的實施例作進一步詳述


圖1為原工業(yè)爐窯的結構示意圖圖2為安裝尾部二次燃燒設備的工業(yè)爐窯的結構示意圖圖3為圖2中尾部二次燃燒設備的結構示意圖圖4為若干爐子串聯(lián)的尾部二次燃燒設備的結構示意圖圖5為圖4的A-A剖視圖圖6為若干爐子串、并聯(lián)的尾部二次燃燒設備的結構示意圖圖7為圖6的局部視圖圖8為兩個倒焰窯輪流生產系統(tǒng)布置圖尾部二次燃燒設備，包括爐膛1、作業(yè)室2和煙囪4，在爐膛1、作業(yè)室2之后、煙囪4之前增加尾部二次燃燒設備3，它由與煙道前端31連接的擴大過渡段32、燃燒空間33、與煙道末端35連接的縮小過渡段34、進風孔5和清灰孔6組成(如圖3)，燃燒設備用耐火保溫材料制作。設過渡段的目的是減少煙氣流動的阻力。尾部二次燃燒設備也可以突然擴大、突然縮小，不必設過渡段。還可以由支煙道8和總煙道9連接組成尾部二次燃燒設備，支煙道8一端與爐窯作業(yè)室連接，另一端與總煙道9連接，總煙道末端連接煙囪4。煙氣經支煙道8進入總煙道9，凈化后從總煙道末端連接的煙囪4排出。尾部二次集合燃燒設備，包括爐體7和煙囪4，兩個以上的爐體7的支煙道8串聯(lián)或并聯(lián)后與總煙道9連接，總煙道9的末端連接煙囪4。對不同功能的爐體，設計不同的尾部二次集合燃燒設備。如冶煉粗鋅的密閉四方爐，往往不是個體生產，而是十幾個或是幾十個形成一個生產群體。以20個爐體為例，其整個治理系統(tǒng)如圖4所示，爐體7整齊有序地排列，每一對爐體用支煙道8串聯(lián)起來，五對爐體又用一條總煙道9連接，兩條總煙道9分別把兩翼的煙氣送入凈化室10(凈化手段與本申請無關，不予闡述)，再進入煙囪4。為更進一步說明布局意圖，從圖5剖視圖中便知爐體7在地平面以上，總煙道9懸空，各爐支煙道8分別把煙氣送入總煙道9。由支煙道和總煙道的適當斷面影響著煙氣的流速，保證了煙氣燃燒的足夠時間，在進入凈化室10前，已經完成全部燃燒。請注意，圖中燃燒設備上未專門留下進風孔，是因為各支煙道上均設有閘門，在?；饡r關閉支煙道，以避免冷氣進入總煙道。但實際關閉不可能很嚴密。常有冷空氣漏入，各支煙道漏入的空氣總合滿足了燃燒的氧氣。又如焙燒耐火材料的倒焰爐窯，起碼是兩個、三個爐體并聯(lián)或串聯(lián)，共用一個煙囪。圖6中使是五個爐體7，其中兩個爐體是一個系統(tǒng)，另外三個爐體又是一個系統(tǒng)，圖中虛線便是原來各爐體通向煙囪4的煙道。圖7可見爐體7在地面，爐底結構、支煙道8和總煙道9皆在地下。為了實現(xiàn)尾部二次集合燃燒，將五個爐體串聯(lián)起來，煙氣通過支煙道8引入總煙道9，直接到煙囪4排放?？偀煹?上留有進風孔5和清灰孔6，進風孔是向煙道內提供氧氣。不言而喻，各爐的支煙道8和總煙道9便是設計的尾部二次燃燒設備。煙氣中的CO、碳黑、煙炱全被燒盡。排放的物質多為CO2、N2、O2和水蒸汽等。由于這類爐窯煙氣中SO2和其他有害顆粒物很少，不必另外采取凈化措施。燃燒產生的熱能還可以作二次能源利用。
實施例1某粗鉛冶煉廠用鼓風爐煉鉛，年產粗鉛3000T，燃料是煙煤，排放煙氣量45000NM3/h，原來黑煙滾滾，群眾反映很強烈，多次上訪告狀，并組織圍廠示威。后來在爐體到煙囪的煙道上增設尾部二次燃燒設備，煙氣在燃燒后變成白色，加上其他處理SO2和鉛塵的措施，各項環(huán)保指標實現(xiàn)了達標排放。
實施例2某地火法煉鋅廠年產粗鋅4000T，有密閉四方煉鋅爐28座，每座爐體有12個爐灶，生產周期48小時，每天14座爐體輪流生產，共有168個爐灶生火，每天耗煙煤80～90T，排煙量64000NM3/h。過去的火法煉鋅遍地冒煙，半邊天是黑的。該廠新建中實行“三同時”，把28座爐體整齊排列，用個體串聯(lián)、整體并聯(lián)的支煙道8、總煙道9連接成一個系統(tǒng)?？偀煹馈⒅煹辣闶前慈紵囊笤O計的尾部二次集合燃燒設備，使所有煙氣由黑煙變成白煙，林格曼黑度為0.5級，煙塵濃度為296mg/M3，環(huán)保指標全面達標。該項目是省環(huán)保試驗項目，已經通過驗收，得到專家和領導的高度評價，已作為科研成果予以推廣。
實施例3某耐火材料廠，有兩個倒焰窯輪流生產，系統(tǒng)布置如圖8。其中支煙道8把兩個爐體7的煙氣集中在總煙道9，再送入煙囪4。由于地盤有限，不宜延長總煙道達到完全燃燒的目的。所以在總煙道9上增設尾部二次集合燃燒室3和進風孔5，在燃燒室上設有清灰孔6。通過改造后一次試產成功，煙氣多呈無色，排水蒸汽時為潔白色，內含煙塵94mg/NM3，比國家二級標準150mg/NM3低得多。
權利要求1．一種尾部二次燃燒設備，包括爐膛(1)、作業(yè)室(2)和煙囪(4)，其特征在于在爐膛(1)、作業(yè)室(2)之后、煙囪(4)之前增加尾部二次燃燒設備(3)，它由與煙道前端(31)連接的擴大過渡段(32)、燃燒空間(33)、與煙道末端(35)連接的縮小過渡段(34)、進風孔(5)和清灰孔(6)組成。
2．據(jù)權利要求1所述的尾部二次燃燒設備，其特征在于尾部二次燃燒設備也可以突然擴大、突然縮小，不必設置過渡段。
3．據(jù)權利要求1所述的尾部二次燃燒設備，其特征在于也可以由支煙道(8)和總煙道(9)連接組成尾部二次燃燒設備，支煙道(8)一端與爐體(7)作業(yè)室連接，另一端與總煙道(9)連接，總煙道末端連接煙囪(4)。
4．一種尾部二次集合燃燒設備，包括爐體(7)和煙囪(4)，其特征在于兩個以上的爐體(7)的支煙道(8)串聯(lián)或并聯(lián)后與總煙道(9)連接，總煙道(9)的末端連接煙囪(4)，煙道上有進風孔(5)和清灰孔(6)。
5．據(jù)權利要求4所述的尾部二次集合燃燒設備，其特征在于煙道上也可不設置進風孔(5)和清灰孔(6)。
6．據(jù)權利要求1或4所述的尾部二次燃燒設備，其特征在于燃燒設備用耐火保溫材料制作。
專利摘要本實用新型公開了一種尾部二次燃燒設備,屬于工業(yè)爐窯煙氣凈化設備。它是在爐體作業(yè)室(2)之后、煙囪(4)之前增加尾部二次燃燒設備,它由擴大過渡段(32)、燃燒空間(33)、縮小過渡段(34)、進風孔(5)和清灰孔(6)組成,也可不設置過渡段,還可由支煙道(8)和總煙道(9)組成,燃燒不充分的黑煙進入尾部二次燃燒設備凈化處理后,排放出無色或白色的煙,可廣泛用于煙煤作燃料的各種工業(yè)爐窯。
文檔編號F23C9/00GK2460868SQ0026460
公開日2001年11月21日 申請日期2000年12月28日 優(yōu)先權日2000年12月28日
發(fā)明者鮮英, 鮮紅, 鮮陽 申請人:鮮英, 鮮紅, 鮮陽