专利名称：一种燃发生炉煤气烘干系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及烘干设备，特别是一种燃发生炉煤气烘干系统。
背景技术：
煤泥烘干产业随着近年来的蓬勃发展，为国家的能源发展战略提供了良好的发展支撑，解决了洗煤行业煤泥的堆放、污染问题，并以较小的代价换取了大量废弃资源的再生利用，近年来煤泥烘干设备行业也是蓬勃发展，竞争激烈，但是结构上存在的问题，设备性能参差不齐，配置差异化大。煤泥烘干设备中常使用是煤泥，煤泥是高湿物料，根据堆放时间的长短，及洗煤系统工艺的差异含水量有高有低，一般含水量维持在18%至30%之间；煤泥是可燃物质，当含水量较低时，遇到持续高温(高于着火点温度)会发生燃烧，这样会降低煤泥热值，并增加煤泥灰分，煤泥有较大粘性，粘滞在烘干机筒壁，不但清理难度极大，且使得烘干设备的热效率大大降低，造成高能耗低产能。煤泥原料的含水量不是单一稳定的，煤泥的堆放时间有长有短，冬季、夏季有所差异，尤其是北方更为明显，同一批次的煤泥甚至上部和下部煤泥含水量都有差异，煤泥烘干设备的原理是，原料中的水分吸热变成水蒸气才能被引风系统抽出剥离，每公斤的水转化为水蒸气所需要吸收的热量是一定的，烘掉多少水份，必须输入相应的热量，所以烘干系统的热效率也是决定烘干设备产能的重要指标之一，使用传统燃煤机械做热源的设备，供热量低、供热量不稳定，直接影响产能的发挥，往往热效率不及30%，烘干设备是一个较为复杂的系统，是由多台机电及机械设备组合而成， 随时可能出现停机维护的状况。使用沸腾炉和链排炉等大型热煤设施的设备要实现快速停机维护是不可能的事情，停机维护短则三五天，长则十天半月，故改进和创新势在必行。
发明内容
针对上述情况，为克服现有技术缺陷，本发明之目的就是提供一种燃发生炉煤气烘干系统，可有效解决供热量低、不稳定，热效率低，高能耗，低产能及维修周期长的问题。本发明解决的技术方案是包括煤气发生炉、燃烧器和烘干机，煤气发生炉的煤气管道和快速放散截止阀的煤气进口相连通，快速放散截止阀的煤气出口接混合煤气燃烧器的煤气入口，混合煤气燃烧器的气体出口和稳焰溜料装置的进气室相连，稳焰溜料装置的后端接烘干机的前端，所述的快速放散截止阀包括阀体、阀芯和定滑轮组，阀体的下部有第一水池，第一水池的下部有上端伸进阀体的进煤气管，进煤气管的上端有阀芯，阀体上有滑轮组支架，滑轮组支架的上的定滑轮组经钢丝绳和阀芯相连，钢丝绳另一端上有配重筒。本发明热利用效率高，供热均勻，出料含水率均勻一致，检修方便，燃烧器空气、燃气成比例混合，使用寿命长。
图1为本发明的结构俯视图。图2为本发明的结构主视图。
图3为本发明快速放散截止阀的结构主视图。图4为本发明快速放散截止阀的结构右侧视图。图5为本发明图3的A-A向结构剖视图(停止工作)。图6为本发明煤气发生炉正常工作时快速放散截止阀的使用工作状态示意图。图7为本发明混合煤气燃烧器的结构主视图。图8为本发明图7的B-B向结构主视图。图9为本发明稳焰溜料装置的结构剖视图。图10为本发明稳焰溜料装置的结构右视图。
具体实施例方式以下结合附图对本发明的具体实施方式
作详细说明。由图1-图10给出，本发明包括煤气发生炉、燃烧器和烘干机，煤气发生炉2的煤气管道和快速放散截止阀4的煤气进口相连通，快速放散截止阀的煤气出口接混合煤气燃烧器8的煤气入口，混合煤气燃烧器的气体出口和稳焰溜料装置10的进气室相连，稳焰溜料装置的后端接烘干机12的前端，所述的快速放散截止阀4包括阀体、阀芯和定滑轮组，阀体1的下部有第一水池3，第一水池的下部有上端伸进阀体的进煤气管5，进煤气管的上端有阀芯6，阀体上有滑轮组支架18，滑轮组支架的上的定滑轮组19经钢丝绳20和阀芯6相连，钢丝绳20另一端上有配重筒21。所述的烘干机12为矿山用设备，如转筒干燥机或回转烘干机，烘干机12的后端部上有锅炉引风机13，锅炉引风机和电磁调速电动机14相连接，烘干机的出料口下方有输送带15 ；所述的快速放散截止阀4的结构是，阀体1的下部固定在第一水池3上，第一水池3的侧壁上部分别有第一上水管27和溢流管观，第一水池的下部有上端伸进阀体的进煤气管5，进煤气管的上端有阀芯6，阀体上有和煤气发生炉相连的煤气进口 16，阀体的上部有竖管17，竖管一侧的阀体上有滑轮组支架18，滑轮组支架的上部有定滑轮组19，定滑轮组上的钢丝绳的一端和拉杆22相连，另一端有配重筒21，拉杆经竖管伸进阀体和阀芯相连接，定滑轮组19是由两个定滑轮构成，所述的竖管17为上部封闭，下部开口的管状，竖管的直径小于阀芯的宽度，竖管的一侧壁上有放散口 23，放散口接烟囱，阀体上有第二上水管 M ；所述的阀芯6的结构是，上柱体固定在下凹槽的上部，上柱体的中心有和竖管的形状、 大小相匹配的上凹槽，下凹槽套装在进煤气管上，阀芯的直径大于进煤气管5的直径，上柱体为实芯柱体或空心柱体，空心内装有水；所述的阀体1为圆形，或方形，或棱形的管，阀体上有清污口 25，清污口和盲板沈固定在一起；所述的进煤气管5的下端有煤气出口，煤气出口接混合煤气燃烧器8的煤气入口，或煤气出口和第二水池7相连通，第二水池内有置于进煤气管一侧的出煤气管11，第二水池7的一侧有置于溢流管的下方呈向上倾斜的侧壁； 所述的混合煤气燃烧器8的结构是，第一筒体四的后部外周套装有第二筒体30，第一筒体和第二筒体之间有第二环形通道31，第二筒体上有和第二环形通道相连通的输气管道32， 第二筒体的后端上有集气锥33，集气锥为前端大、后端小的两端开口的空心锥体，集气锥前端的直径大小和第二筒体的直径大小相同，集气锥后端的直径大于第一筒体的直径小于第二筒体的直径，集气锥的后端为气体出口，第一筒体内有分气锥芯34，第一筒体和分气锥芯之间有第一环形通道35，分气锥芯的前端和第一筒体前端的煤气入口 36的中心相对应，煤气入口 36和输气管道的下端上均有法兰，输气管道32和助燃风机9连接在一起；所述的第一筒体四前端直径小于后端直径；所述的分气锥芯34由锥形部分和直体部分连接为一体构成，锥形部分的前端部呈平面状，锥形部分后端的直径和直体部分的直径大小相同，直体部分为直径小于第一筒体的柱体；所述的稳焰溜料装置10的结构是，筒身37的前端有用耐火混凝土制成的保护层38，保护层内有进气室39，筒身内壁上有用陶瓷纤维制成的内耐温层40，内耐温层内为高温室41，高温室和进气室相连通，进气室前端置于混合煤气燃烧器的气体出口上，进气室前端的大小和混合煤气燃烧器的气体出口的大小相匹配，筒身的后部内有溜料管42，溜料管的外周包裹有用陶瓷纤维制成的外耐温层43，溜料管的下端经筒身穿过高温室置于筒身后部和烘干机的前端内，筒身后端和烘干机连接在一起，所述的进气室39呈前端小后端大的罩状，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斗形；所述的保护层38的形状、大小和筒身相配应，保护层的前端上有加强筋44，加强筋44有3条，呈三角形固定在保护层的前端面上；所述的陶瓷纤维还可选用莫来石耐火砖、莫来石浇注料、高铝质耐火浇注料取代。 本发明在使用过程中，其中的煤气发生炉使煤炭不完全燃烧转化成为主要成分为一氧化碳、甲烷、氢气的发生炉煤气，将发生炉煤气用低压流体输送管道输送至与烘干机前部对接的稳焰溜料装置前部的混合煤气燃烧器进行二次燃烧，发生炉煤气二次燃烧产生的热量和煤炭在煤气发生炉中不完全燃烧产生的热量一起被直接送入烘干机，高温烟气在烘干机中与湿物料进行充分热交换，达到烘干目的，通过在混合煤气燃烧器和煤气发生炉之间加装的快速放散截止阀来控制发生炉煤气的通断和煤气发生炉的热备，可以将1公斤常温常压下的水转化为100摄氏度水蒸汽需要650大卡的热量；由于常压热煤气站，煤气出口压力在1000帕以下，所以该组件的密封可以考虑使用水做介质实现柔性密封，水密封的深度约为20公分深度，快速放散截止阀是用配重筒通过钢丝绳和由两个定滑轮构成的定滑轮组平衡掉钢制的阀芯和阀芯中盛装的水总重量，使得靠人力提拉配重筒可以提起和放下阀芯，完成煤气通断的快速控制，配重筒提起时阀芯同时放下，切断发生炉煤气向混合煤气燃烧器的供应，并将不用的少量发生炉煤气通过放散口排入烟囱或直接排入大气，配重筒放下时，阀芯提起封住放散口，通往混合煤气燃烧器的煤气管道(进煤气管和出煤气管构成煤气管道)口打开，发生炉煤气可顺管道继续向混合煤气燃烧器供气，热脏煤气携带的落到水密封的第一、第二水池的中焦油、粉尘等杂质可由第一、第二水池的口部和清污口中直接清理出去，清污口通常是由法兰和盲板联接密闭的，可根据需要定期清理；从快速放散截止阀的出煤气管输送至混合煤气燃烧器的发生炉煤气遇到分气锥芯后被迫沿分气锥芯和钢制的第一筒体之间的第一环形通道流动，从助燃风机出来的空气经钢制的输气管道， 沿钢制的第一筒体的切线方向进入钢制的第一筒体和钢制的第二筒体之间的第二环形通道螺旋运动前进，空气前行至钢制的集气锥处以螺旋状态喷出，在混合煤气燃烧器前部形成负压区，强行和从混合煤气燃烧器中出来的发生炉煤气进行混合后燃烧，以此达到空气、 燃气充分混合的目的，使得发生炉煤气得到充分利用，发生炉煤气自点火温度为650摄氏度，若在烘干机的前部不加装固定燃烧室装置，在工作过程中，烘干机前部因为水蒸汽的出现和窑尾引风的原因，不可能保证烘干机前部存在650摄氏度以上高温区，则发生炉煤气极易因加煤机械操作或煤气质量不稳定等原因，导致工作状态下频繁熄火，加装稳焰溜料装置，在烘干机的滚筒前部形成800摄氏度以上高温区，防止煤气在工作状态下频繁熄火，即便短时熄火，也会因高温区的存在立刻自点火，传统燃烧室多用耐火砖砌筑，存在体积大、质量重、保温效果不佳、开机时升温慢、关机时降温慢、且土建工程多，施工难度大，并且不易与烘干机(如转筒干燥机)对接等问题，稳焰溜料装置的内、外耐温层均可采用标准 HLGX-289型硅酸铝陶瓷耐火纤维模块砌筑(也可用莫来石耐火砖、莫来石浇注料、陶瓷耐火纤维浇注料、不定型高铝质耐火浇注料、高纯型陶瓷纤维模块、高铝型陶瓷纤维模块、含锆型陶瓷纤维模块取代)，稳焰溜料装置克服了上述所有问题，且总重量不超过2.5吨，可在设备出厂前完成组装，到现场后只需吊装就位，大大减少了施工时间，高湿物料的烘干工艺，通常采用顺流模式，也就是火焰从进料端喷入烘干机的滚筒，那么下料管作为溜料的必要装置，其耐火度就大受考验，现在下料管有采用的材质有不锈钢材质、耐热钢、陶瓷管、 普通A3钢等等，其中陶瓷管不适用于煤气发生炉的工况，发生炉煤气的工作特点是升温快、降温快、对陶瓷来说骤冷骤热极容易导致炸裂，损坏很快，不锈钢、和耐热钢材质又成本过高，并且烧损还是避免不了，仅仅比普通钢材能多用几天，不实用，将12毫米厚A3钢材质的溜料管暴露在发生炉煤气的火焰中，仅仅20天就能整个完全烧穿，使用时间很短， 虽成本低，但更换困难，稳焰溜料装置是将A3钢材质的溜料管用陶瓷纤维制的陶瓷纤维毯包裹，用济南火龙公司生产的HLHG-20高温粘结剂粘合后烘烤，避免了富氧高温烟气与钢制的溜料管直接接触，陶瓷纤维制的外耐温层(又称包裹层)起到绝热和隔焰作用，而溜料管的内筒在冷空气和带水湿物料的双重冷却下温度很难提高到500摄氏度以上，这就大大降低的溜料装置的烧损，进而使其寿命提高6倍以上，延长了设备的正常维护时间间隔。
经使用证明，本发明有效解决了供热量低、供热量不稳定，热效率低，高能耗低产能及维修周期长的问题，其具体情况如下
1)提高烘干设备热利用效率到70%；
2)提高烘干设备机械化水平；
3)利用煤气发生炉对烘干设备实现均勻供热；
4)利用煤气发生炉大幅度减轻烘干机械使用过程中的工人劳动强度并改善工人作业环境；
5)通过稳定供热来稳定烘干机械每小时的脱水量；
6)通过调整供热量来适应所烘干原料含水量的变化，针对高湿物料可即时增大热量供给，针对湿度较小原料可及时减小热量供给，使得出料含水率均勻一致；
7)提升等烘干机械每小时的脱水量，而传统燃煤机械做热源的设备，供热量低、供热量不稳定，直接影响产能的发挥，使用土法供热的2.0米直径的滚筒烘干机每小时脱水量约 1吨左右，而经过本发明组合的2.0米直径的烘干机每小时脱水量最高可达到5吨，本发明比传统煤气烘干设备提高4倍产能；
8)实现烘干设备的即时启动和停止，利用快速放散截止阀实现了生产线由工作状态转入热备状态的瞬时切换，增加了操作的方便性，并使得设备的实现快速检修；
9)大幅度增强烘干机械对物料的适应性，可根据物料每小时脱水量即时调整供热量， 通过调整锅炉引风机上匹配的电磁调速电动机的转速，及时有针对性的对窑尾引风风量进行适应性调整，避免引风量过大降低热效，引风量过小不能有效排除水分；
10)通过混合煤气燃烧器实现发生炉煤气这一廉价洁净能源在烘干机械中的应用，本发明自主设计的每小时混合煤气通入量大于500立方米的超大流量的混合煤气燃烧器，每小时通入煤气量最高可达到5000立方米，但仍能保持充分混合燃烧，实现超大流量下煤气和助燃空气之间的充分有效的混合燃烧，传统低压细流股烧嘴和套筒烧嘴等燃烧器，一般煤气通入最大流量在每小时250立方米以下尚可充分有效燃烧，每小时250立方米以上的流量会出现空气和煤气不能充分有效混合的问题，燃烧效率低，且传统燃烧器使用铸钢铸造成型，单个燃烧器性能不佳且重量大、成本高，影响了自制煤气这一廉价热源在烘干机械上的实际应用，本发明设计的混合煤气燃烧器彻底解决了大流量燃烧器空气、燃气成比例混合问题；
11)自主设计的稳焰溜料装置充分保证火焰稳定不易熄灭，加装高温的陶瓷纤维做为保护套的钢制的溜料管长期950摄氏度下过火使用寿命提高6-10倍以上，12mm厚普通钢制的溜料管仅使用15至20天。 本发明输入热量大小可控，热源供给稳定，生产状态稳定，固热效率达到80%左右 (燃料残碳量+输气用的管道和设备热损)，热效率高，并提高了设备的使用寿命，节约能源， 降低成本，其效果是现有煤气烘干设备不可比拟的。
权利要求
1.一种燃发生炉煤气烘干系统，包括煤气发生炉、燃烧器和烘干机，其特征在于，煤气发生炉(2)的煤气管道和快速放散截止阀(4)的煤气进口相连通，快速放散截止阀的煤气出口接混合煤气燃烧器(8)的煤气入口，混合煤气燃烧器的气体出口和稳焰溜料装置(10) 的进气室相连，稳焰溜料装置的后端接烘干机(12)的前端，所述的快速放散截止阀(4)包括阀体、阀芯和定滑轮组，阀体(1)的下部有第一水池(3)，第一水池的下部有上端伸进阀体的进煤气管(5)，进煤气管的上端有阀芯(6)，阀体上有滑轮组支架(18)，滑轮组支架的上的定滑轮组(19 )经钢丝绳(20 )和阀芯(6 )相连，钢丝绳(20 )另一端上有配重筒(21)。
2.根据权利要求1所述的燃发生炉煤气烘干系统，其特征在于，所述的烘干机(12)为转筒干燥机或回转烘干机，烘干机(12)的后端部上有锅炉引风机(13)，锅炉引风机和电磁调速电动机(14)相连接，烘干机的出料口下方有输送带(15)。
3.根据权利要求1所述的燃发生炉煤气烘干系统，其特征在于，所述的快速放散截止阀(4)的结构是，阀体(1)的下部固定在第一水池(3)上，第一水池(3)的侧壁上部分别有第一上水管(27)和溢流管(28)，第一水池的下部有上端伸进阀体的进煤气管(5)，进煤气管的上端有阀芯(6)，阀体上有和煤气发生炉相连的煤气进口(16)，阀体的上部有竖管(17)， 竖管一侧的阀体上有滑轮组支架(18)，滑轮组支架的上部有定滑轮组(19)，定滑轮组上的钢丝绳的一端和拉杆(22)相连，另一端有配重筒(21)，拉杆经竖管伸进阀体和阀芯相连接，定滑轮组(19)是由两个定滑轮构成，所述的竖管(17)为上部封闭，下部开口的管状，竖管的直径小于阀芯的宽度，竖管的一侧壁上有放散口(23)，阀体上有第二上水管(24)。
4.根据权利要求3所述的燃发生炉煤气烘干系统，其特征在于，所述的阀芯(6)的结构是，上柱体固定在下凹槽的上部，上柱体的中心有和竖管的形状、大小相匹配的上凹槽，上凹槽置于第二上水管的下方，下凹槽套装在进煤气管上，阀芯的直径大于进煤气管(5)的直径，上柱体为实芯柱体或空心柱体，空心内装有水。
5.根据权利要求3所述的燃发生炉煤气烘干系统，其特征在于，所述的阀体(1)为圆形，或方形，或棱形的管，阀体上有清污口(25)，清污口和盲板(26)固定在一起。
6.根据权利要求3所述的燃发生炉煤气烘干系统，其特征在于，所述的进煤气管(5)的下端有煤气出口，煤气出口接混合煤气燃烧器(8)的煤气入口，或煤气出口和第二水池(7) 相连通，第二水池内有置于进煤气管一侧的出煤气管(11)，第二水池(7)的一侧有置于溢流管的下方呈向上倾斜的侧壁。
7.根据权利要求1所述的燃发生炉煤气烘干系统，其特征在于，所述的混合煤气燃烧器(8)的结构是，第一筒体(29)的后部外周套装有第二筒体(30)，第一筒体和第二筒体之间有第二环形通道(31)，第二筒体上有和第二环形通道相连通的输气管道(32)，第二筒体的后端上有集气锥(33)，集气锥为前端大、后端小的两端开口的空心锥体，集气锥前端的直径大小和第二筒体的直径大小相同，集气锥后端的直径大于第一筒体的直径小于第二筒体的直径，集气锥的后端为气体出口，第一筒体内有分气锥芯(34)，第一筒体和分气锥芯之间有第一环形通道(35)，分气锥芯的前端和第一筒体前端的煤气入口(36)的中心相对应，煤气入口(36)和输气管道的下端上均有法兰，输气管道(32)和助燃风机(9)连接在一起。
8.根据权利要求7所述的燃发生炉煤气烘干系统，其特征在于，所述的分气锥芯(34) 由锥形部分和直体部分连接为一体构成，锥形部分的前端部呈平面状，锥形部分后端的直径和直体部分的直径大小相同，直体部分为直径小于第一筒体的柱体。
9.根据权利要求1所述的燃发生炉煤气烘干系统，其特征在于，所述的稳焰溜料装置 (10)的结构是，筒身(37)的前端有用耐火混凝土制成的保护层(38)，保护层内有进气室 (39)，筒身内壁上有用陶瓷纤维制成的内耐温层(40)，内耐温层内为高温室(41)，高温室和进气室相连通，进气室前端置于混合煤气燃烧器的气体出口上，进气室前端的大小和混合煤气燃烧器的气体出口的大小相匹配，筒身的后部内有溜料管(42)，溜料管的外周包裹有用陶瓷纤维制成的外耐温层(43)，溜料管的下端经筒身穿过高温室置于筒身后部和烘干机的前端内，筒身后端和烘干机连接在一起，所述的进气室(39)呈前端小后端大的罩状，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斗形。
10.根据权利要求9所述的燃发生炉煤气烘干系统，其特征在于，所述的保护层(38)的形状、大小和筒身相配应，保护层的前端上有加强筋(44)，加强筋(44)有3条，呈三角形固定在保护层的前端面上。
全文摘要
本发明涉及燃发生炉煤气烘干系统，可有效解决供热量低、不稳定，热效率低，高能耗，低产能及维修周期长的问题，其结构是，煤气发生炉的煤气管道和快速放散截止阀的煤气进口相连通，快速放散截止阀的煤气出口接混合煤气燃烧器的煤气入口，混合煤气燃烧器的气体出口和稳焰溜料装置的进气室相连，稳焰溜料装置的后端接烘干机的前端，本发明热利用效率高，供热均匀，出料含水率均匀一致，检修方便，燃烧器空气、燃气成比例混合，使用寿命长。
文档编号C10J3/82GK102297580SQ20111019400
公开日2011年12月28日 申请日期2011年7月12日 优先权日2011年7月12日
发明者武振华 申请人:武振华