环保型燃煤高温热风炉的制作方法

1.本实用新型涉及高温热风炉技术领域，特别涉及环保型燃煤高温热风炉。


背景技术：

2.冶金、石油、化工、建材、食品加工等行业，干燥是生产中的重要环节，也是能耗最高的环节。高温热风炉是指以燃煤、油气、生物质等燃料，通过高温烟气/空气间接换热，加热洁净空气，输送至干燥机，用以烘干各种洁净原材料的设备，是生产环节中一个重要设备。
3.在工业生产领域，现阶段我国的能源结构仍然是燃煤为主，但烟气排放指标须满足新的环境治理要求。根据燃料不同，燃煤高温热风炉主要以链条层燃炉、沸腾燃烧炉和循环流化床燃烧炉为主，混煤或煤粉燃烧充分产生高温烟气，通过高温高效烟/空换热器，加热空气温度一般200-600℃以上，送入干燥机。考虑高温换热器寿命问题，一般设计烟/空换热器烟气进口温度控制在850-900℃，而燃烧炉燃烧温度一般在1000-1300℃左右，因此，往往通过增加过量空气系数实现。一般热风炉过量空气系数在1.8-2.5左右，造成烟气排放量大，烟气排放热损失大大增加，同时环保治理难度加大。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。
5.为此，本实用新型的目的在于提出一种环保型燃煤高温热风炉，以解决背景技术中所提到的问题，克服现有技术中存在的不足。
6.环保型燃煤高温热风炉，包括燃烧室、混风室、烟/空换热器、热空(烟)气回流装置、除尘器和精脱硫脱硝装置，所述燃烧室、所述混风室、所述烟/空换热器、所述热空(烟)气回流装置、所述除尘器和精脱硫脱硝装置依次连接，所述热空(烟)气回流装置的热空气出气端与所述燃烧室相连和所述混风室相连。
7.优选地，所述烟/空换热器包括喷流管、扰流子光管和热管，所述喷流管、所述扰流子光管和所述热管沿烟气流动方向依次排列设置。
8.由上述任一方案优选的是，所述燃烧室包括第一燃烧室和第二燃烧室，所述第一燃烧室和所述第二燃烧室依次连接。
9.由上述任一方案优选的是，所述烟/空换热器还与换热风机相连。
10.由上述任一方案优选的是，所述热空(烟)气回流装置包括节能器、助燃风机和回流风机，所述节能器与所述助燃风机相连，所述节能器的热空气出气端与所述第一燃烧室相连通，所述回流风机设置在所述引风机与所述脱硫脱硝装置之间，所述回流风机的出风端与所述第一燃烧室和所述混风室相连。
11.由上述任一方案优选的是，所述混风室的温度为850-1000℃。
12.与现有技术相比，本实用新型所具有的优点和有益效果为：
13.烟/空换热器沿烟气运动方向依次设有喷流管、扰流子光管和热管，烟气运动方向
温度逐渐降低，在高温段下设置喷流管，烟气侧的辐射对流换热系数很高，利用空气侧的高速射流，提高空气侧的对流换热系数，以达到降低受热面壁面温度，提高换热效率和提高受热面的寿命，达到理想的换热效果；中温段采用扰流子光管，利用扰流子换热技术，在换热管内增设扰流子，使空气在管内高速旋转，从而打破管内空气侧层流边界层，使空气在管程始终保持在紊流状态换热；低温段采用热管进行换热，保证换热效果；三种换热技术，可以实现高温条件下，低温差、高效换热；
14.烟/空换热器使用310s/321s等耐热钢，保证烟/空换热器寿命在10年以上，在寿命期内热风炉始终高效换热稳定运行；
15.烟/空换热器出口的烟气，由回流风机输送，通过配风口，在燃烧炉第一燃烧室、混风室内与燃烧的高温烟气混合，使进入烟/空换热器的温度达到设计的850℃左右，通过循环风系统使用，改善炉内燃烧，减少烟气排放量以及排放热损失，提高热效率，同时实现高温脱硫脱硝；
16.增加节能器，助燃风机进来的空气与节能器的热烟气互换热量，热空气送至燃烧室，助燃的同时又提高进入炉内的燃烧温度；
17.增加回流风机，引出来的热烟气回配至第一燃烧室，并通过第一燃烧室内设置的二次风管以及与之连接的多个喷嘴环形切向喷入炉内，增加炉膛烟气强烈扰动，改善燃烧；同时随二次风管喷入活性钙粉，与烟气中的so2生成硫酸钙固化在炉渣和烟尘中；
18.热管利用真空相变原理，实现低温差低温条件下高效换热，降低烟温到100℃左右，助燃风温提高60℃以上，一方面提高炉膛显热，改善燃烧，一方面减少排放损失；
19.回流风机将热烟气回流到混风室，使混风室的温度在850-1000℃范围内，直接喷入氨水，高温条件下氨与nox进行还原反应，生成氮气和水，脱硝效率在60％以上，为热风炉后续精脱硫脱硝提供有利条件。
20.本实用新型结构简单，方便操作，通过采用热空(烟)气回流技术，提高热风炉效率，降低排烟损失，随回流烟气同步喷入活性钙粉和氨水，高温脱硫脱硝，通过采用高效喷流和扰流子换热技术，实现高温条件下低温差高效换热，提高高温换热器的使用寿命，利用真空相变原理，超导换热，降低烟气排烟温度，在保证高温换热器寿命前提下，热风炉整体热效率提高8-10％，减少排烟量30％以上。
附图说明
21.本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
22.图1为本专利的工作流程；
23.图2为喷流管的工作原理图；
24.图3为扰流子光管的工作原理图；
25.图4为热管的工作原理图；
26.图5为现有技术中高温热风炉的工作流程。
27.其中：
28.1、第一燃烧室；2、第二燃烧室；3、混风室；4、烟/空换热器；5、节能器；
29.6、除尘器；7、引风机；8、精脱硫脱硝装置；9、烟囱；10、换热风机；
30.11、助燃风机；12、回流风机。
具体实施方式
31.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
32.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
33.如图1所示环保型燃煤高温热风炉，包括燃烧室、混风室3、烟/空换热器4、热空(烟)气回流装置、除尘器6和精脱硫脱硝装置8，所述燃烧室、混风室3、所述烟/空换热器4、所述热空(烟)气回流装置、除尘器6和精脱硫脱硝装置8依次连接，所述热空(烟)气回流装置的热空气出气端与所述燃烧室相连和混风室3相连；烟/空换热器4还与换热风机10相连。
34.所述燃烧室包括第一燃烧室1和第二燃烧室2，第一燃烧室1和第二燃烧室2依次连接。
35.第一燃烧室1、混风室3均设有二次风管，二次风管的作用不同：
36.第一燃烧室1中的二次风管有两条，第一条与节能器5相连，使助燃风机11进来的空气与节能器5的热烟气互换热量后形成的热空气送至第一燃烧室1中，助燃的同时又提高进入炉内的燃烧温度；其第二条通过回配烟气管道与回流风机12相连，该二次风管开孔方向与第一燃烧室1形成切线角度，做第一燃烧室1的切向射流风，强化燃烧，同时借助回配风喷入活性钙粉，与烟气中的so2生成硫酸钙固化在炉渣和烟尘中，实现炉内高温脱硫，同时回配烟气合理的布风，控制炉膛燃烧温度，有利于减少热力行氮氧化物的生成；
37.来自第一燃烧室1中高温烟气，沿切向进口进入第二燃烧室2中，并在第二燃烧室2中高速旋转，使未燃尽的高温烟气与氧气再次强烈混合，继续燃烧，提高燃烧效率；
38.混风室3中的二次风管用于将回流风机12中的烟气引入混风室3中，使混风室3降温，温度保持在850-1000℃的范围内；
39.加入氨水，高温条件下氨与nox进行还原反应，生成氮气和水，实现脱硝工作。
40.烟/空换热器4包括喷流管、扰流子光管和热管，所述喷流管、所述扰流子光管和所述热管沿烟气流动方向依次设置；
41.如图2所示喷流管利用空气侧的高速射流，提高空气侧的对流换热系数，以达到降低受热面壁面温度；
42.如图3所示扰流子光管采用扰流子换热技术，在光管内增设扰流子，使空气在管内高速旋转，从而打破管内空气侧层流边界层，使空气在管程始终保持在紊流状态换热；
43.如图4所示热管利用真空相变原理，实现低温差低温条件下高效换热，降低烟温到100℃左右，助燃风温提高60℃以上，一方面提高炉膛显热，改善燃烧，一方面减少排放损失；
44.所述热空(烟)气回流装置包括节能器5、助燃风机11和回流风机12，节能器5与助燃风机11相连，助燃风机11是给所述燃烧室提供空气，节能器5的热空气出气端与第一燃烧室1相连通，回流风机12设置在引风机7与脱硫脱硝装置8之间，回流风机12的出风端与第一燃烧室1和混风室3相连。
45.与现有技术相比，现有技术中高温热风炉的工作流程如图5所示，本实用新型增加了“节能器5”、“回流风机12”，以及增加了“在第一燃烧室1内进行脱硫”、“在混风室3内进行脱硝”的功能和对“烟/空换热器”进行了改进。
46.将“喷流管”、“扰流子光管”和“热管”联用实现高温换热技术，提高烟/空换热器使用寿命；
47.增加“回流风机”通过增加烟气循环，控制换热器进口温度，减少烟气排放损失；
48.增加“节能器”通过采用低温余热回收技术，助燃风机进来的空气与节能器的热烟气互换热量，热空气送至第一燃烧室，助燃的同时又提高进入炉内的燃烧温度；
[0049]“一燃烧室高温脱硫”，通过二次风管喷入活性钙粉，与烟气中的so2生成硫酸钙固化在炉渣和烟尘中；
[0050]“混风室内进行脱硝”实现了直接喷入氨水，高温条件下氨与nox进行还原反应，生成氮气和水，在炉内喷氨进行脱硝。
[0051]
工作过程：
[0052]
工作时，经过第一燃烧室1强化燃烧并高温脱硫的烟气，切向进入第二燃烧室2，使未燃尽的可燃物继续燃烧，随后高温烟气经混风室3脱硝，再通过喷流管、扰流子光管和热管，随后，热烟气通过节能器5中与助燃风机11的空气换热后，热空气进入第一燃烧室1助燃，然后排放的烟气再经过除尘器6、引风机7后一部分热烟气通过回流风机12循环至第一燃烧室1、混风室3，回流的这部分热烟气一部分给第一燃烧室1提供二次风，一部分给混合室3提供低温混合烟气，其他烟气经过引风机7进入精脱硫脱硝装置8，脱硫脱硝后从烟囱9排出。
[0053]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0054]
本领域技术人员不难理解，本实用新型包括上述说明书的实用新型内容和具体实施方式部分以及附图所示出的各部分的任意组合，限于篇幅并为使说明书简明而没有将这些组合构成的各方案一一描述。凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
[0055]
尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本实用新型的范围由所附权利要求及其等同限定。