专利名称：二硫化碳炉换热载体节能法的制作方法
技术领域：
二硫化碳工业生产有多种工艺，有用天然气生产的，有用电炉生产的。而铁甑法生产工艺也比较普遍。
二、背景技术；铁甑法生产二硫化碳，把若干个铁甑并列在用耐火砖砌成的平台上，铁甑的一侧并列着火炉，另一侧有一条烟道及液硫投料装置。烟道的一端封闭，另一端与几十米高(或更高)的烟囱联通。燃烧所用燃料有的用原煤，有的用煤泥。燃烧系统主要由灰渣室、炉栅、燃烧室组成。燃烧的技术要求如下1.燃烧速度快。炉温满足二硫化碳反应所需。2.燃烧完全。灰渣中未燃烧的可燃成分残留量少，烟气中可燃成分含量少。3.铁甑的热交换面受热均勻程度高。
发明内容
本发明的名称是二硫化碳炉换热载体节能法。为了满足燃烧的技术要求，本发明采用的方法是对现有设备作附加性设备改进。 改进后的设备对烟气(烟道或烟囱中的烟气)所携带的热能进行回收利用，对燃料的燃烧进行水蒸汽加湿助燃。在烟道或烟@中安装换热器。水和空气为换热介质或称换热载体。水换热后成为水蒸汽、空气换热后变为热风。水蒸汽和热风混勻后通入燃烧系统炉栅下面。水蒸汽流量和风量可由阀门分别调节。水和空气也可混合进入同一个热交换器直接输出一定湿度的热空气通入炉栅下面。换热器可有多种。最简单的是能承受一定压力的钢管。在整个烟道中安装两条热交换管道。靠近立式烟 的一端为输入端，另一端为输出端。一条管道为水管，从输入端输入冷水，输出端输出的是较高温度的水蒸汽。另一条管道为风管，从输入端鼓入空气，从输出端输出的是热风。四、换热载体节能法的助燃原理和助燃效果。煤质固体燃料在燃烧的过程中，如果有水参与，则会改变碳和氧的反应历程。水和碳反应生成一氧化碳和氢气，亦称水煤气(习惯上也称煤气，这一反应称之为煤气化反应)，水煤气再和氧气反应生成二氧化碳和水。碳的燃烧变成了水煤气的燃烧。燃烧反应的速度就会加快。由于煤气的流动作用，使燃烧热较为均勻地作用于铁甑的热交换面上，提高了热效率，起到一定的节能作用。五、煤气化反应的数量关系。理论上讲，1克碳全部生成水煤气需水1. 5克。也就是说在生成水煤气的反应中，
3碳和水反应的比例是1 1.5。煤泥中水含量一般在20%以下，而其它煤质固体燃料含水量则更少。可见，从煤气化的角度看一般的煤质固体燃料有很大的加湿空间。六、煤气化反应的条件。1.水和煤质固体燃料之两种微观粒子(分子、原子等)相互接触，相互碰撞。2.水和煤质固体燃料两种微观粒子具有较高能量(大于或等于其活化能)。简单地说煤质固体燃料要处于红热状态并与水蒸汽相互接触。七、本发明的创造性和实用性。本发明把换热水蒸汽(其中混入热风)根据煤质固体燃料的助燃需求连续地可调节性地通入燃烧系统炉栅下面。水蒸汽由下而上均勻地穿入燃烧着的火层中，与红热的燃料充分接触。水蒸汽流量掌握的适量则可全部进行煤气化反应，从而很好地起到助燃作用。现有的二硫化碳炉不具备上述功能，只能在燃料中事先加入水分，存在很多缺点。①块煤和面煤的燃烧情况块煤和面煤吸收不了多少水分，难以发挥水的助燃作用。燃烧不完全，烟气中烟尘大。铁甑受热均勻程度差。②煤泥燃烧过程中水的助燃情况煤泥投到火层上，本身的温度在达到红热状态(或煤气化反应所需温度)之前，首先达到了水的沸点，因此会有相当一部分水起不到助燃作用反而吸收了蒸发潜热变成水蒸汽后直接进入烟气排走。只有在煤泥升温过程中由于其中粘结剂的缓释作用剩下的那部分水才可以进行煤气化反应。当煤泥达到煤气化反应温度后，其中由于粘结剂的缓释作用而剩下的那部分水开始与其碳发生煤气化反应。由于煤泥中含水量少，因此助燃作用维持不了多久。当投到火层上的煤泥达到良好的煤气化反应温度时，其中的水分已供不应求。从另一角度看，煤泥投到火层之上，其中的水分难和火层中已处于红热状态的燃料相互接触。总之，本发明较好地满足了煤质固体燃料煤气化的反应条件和整个燃烧过程中反应物煤气化数量的相互配比，从而可以在很大程度上改变煤质固体燃料燃烧的反应历程， 把煤质固体燃料的燃烧改变为水煤气的燃烧。这样就从整体上提高了煤质固体燃料燃烧的质量。一克水温度升高一度所需热量为1卡，而在常压下1克100°C的水使其全部变为 100°c的水蒸汽，所需热量为500卡(这部分热叫水的蒸发潜热)。由此可见水蒸汽携带着大量的热能。水的蒸发潜热为0.5千卡/克，而二硫化碳的生成热为0.36千卡/克。比较可知水蒸汽所携带的热能是有相当可观的利用价值的，是高效热载体。烟气的热能通过换热器传给了水。主要转换成了水的蒸发潜能。水蒸汽进入燃料的燃烧带热能被有效利用， 具有显著的节能作用。空气作为另一种换热介质也把部分烟气的热能返回燃烧系统。也有一定的节能作用。现有的二硫化碳反应炉采用本发明后，煤炭型炉就转型为煤气型炉，投的是煤质固体燃料，而烧的却主要是煤气。污染型炉就转型为环保型节能型低碳型炉。
4八具体实施例方式某厂日产二硫化碳6吨，14个铁甑并列布置。配套燃烧系统燃烧块炭进行供热。在其烟道中安装一条热交换管道(管的长度与烟道的长度大致相当)。靠近立式烟囱的一端为输入端，另一端为输出端。管外口径219毫米，壁厚5毫米，耐高压、水平置入烟道中。输入端在烟道之外配套安装供水系统。用压缩空气连气带水连续地可调节性地输入管中。换热后在输出端连续输出的是一定湿度的热空气。输出的温度较高的湿空气均勻分配到每个灰渣室中。水和空气的用量根据具体情况确定。以能对烟气的热能基本回收利用并对燃料的燃烧有较好助然为准。
权利要求
1.一种二硫化碳炉节能法，称之为二硫化碳炉换热载体节能法。其特征是，在烟道中或烟囱中安装热交换器，以水和空气为换热载体，对烟气所携带的热能进行换热回收，并用之于对燃烧系统的燃料进行水蒸汽加湿助燃。
2.根据权利要求1所述的换热载体节能法，其特征是二硫化碳炉燃烧系统灰渣室炉栅下面通入了来自热交换器的热风和水蒸汽。通入前热风和水蒸汽在混合器中混勻。水蒸汽可以是过热蒸汽，水蒸汽和热风混和体系温度较高，其含水量一般不饱和。水和空气可以单独进入热交换器，换热输出后在混合器中相互混合也可以输入同一热交换器进行换热，直接输出一定湿度的热空气，送入燃烧系统炉栅下面进行助燃。
全文摘要
本发明为一种二硫化碳炉换热载体节能法。以水和空气为换热载体。在烟道中或立式烟囱中安装热交换器。使水间接吸收烟气的热后蒸发为水蒸汽。使空气变为热风。水蒸汽和热风混匀后通入到燃烧系统灰渣室中炉栅下面。或水和空气共用一个热交换器直接输出一定湿度的高温空气于灰渣室中。水蒸汽由下而上与红热的燃料发生煤气化反应生成煤气，使碳的燃浇转变为煤气的燃烧。从整体上提高了燃料燃烧的质量。起到了显著的节能作用。
文档编号C01B31/26GK102167321SQ201110034849
公开日2011年8月31日 申请日期2011年2月9日 优先权日2011年2月9日
发明者成志福 申请人:成志福