一种煤、垃圾、秸杆气化燃焚的锅、窑炉通用能源设备技术 本发明涉及一种煤、垃圾、秸杆气化燃焚的锅、窑炉通用能源设备技术,尤其是用若干种型系的特异型耐火砖砌筑的可以小到普通立式锅炉(包括生活锅炉)、普通窑炉(包括民用炕、烘、烤、暖设备),导热油炉、干燥设备等,大到热电厂锅炉均可用煤、垃圾、秸杆为原料气化改造和新型设计的能源设备通用技术,将对我国现行各种固体燃料气化技术发展及充分开发利用产生深远地影响,特别是对于劣质煤炭、秸杆资源以及各种有机、生活垃圾的资源化利用且洁净焚燃更具有全国乃至全球节能环保的意义。
目前,公知的固体燃料气化的商用设备技术仅限于优质煤炭而且是苛求在型、块种类,实践上更无法集中秸杆或垃圾使之废固资源化的规模性气化应用,即使是成熟的秸杆气化设备也只能因造价过高而在实验性阶段徘徊,因而,现行地垃圾发电厂也还是在炉排之上焚烧而且无法克服昂贵的成本和相关技术难题(如二噁、HCL等污染物排放依然严重)的局限,依旧烟色深浅不断;多年以来全国治理燃煤污染的绩效依然是无法抵消因经济发展加速度而增耗煤炭的新增污染负荷的“拖累”,所有工业锅炉、生活锅炉、工业窑炉、干燥设备、导热油炉、热风炉等等一般耗煤设备、所有的热电厂,都是有烟燃煤,传统燃煤范畴内的“相对提高了一点、再一点的环保效果”而严重“拖拉”着国民经济腾飞及可持续发展步伐。
本发明的目的是:通过本人的洁净燃煤成果技术的综合利用及创新,实现各类煤种的或大型如煤矿坑口气化站、电厂气化站、气液站等或小型如各种锅、窑炉气化改造工程等,实现各种秸杆的大型气化发电和垃圾气化焚燃的大、中、小、微型洁净化设计,尤其是相比常规同类技术降低几倍乃至几十倍的成本之下再获得高效、节能、环保、省工、省时的新突破,力争一举根本解决束缚我国经济发展加速度的现能源利用率低、污染严重的煤炭问题、垃圾洁净焚烧问题、秸杆资源化利用问题。
本发明的目的是这样实现的:仅以单、双面肋条直、弧孔板耐火砖方、圆(等)形环环膛壁相局,环环膛腔相间(或单膛偶炉式一端为即气即燃膛而另一端为负载性水冷炉仅由相间密闭的料仓之腔下过火管隔壁授热暗通火的砌筑)砌筑于渣篦除、输泄渣系漏斗渣膛吊桶、配风系组合单座的底座,在中心膛底座和各个环膛底座之中对应环设本膛环腔漏斗吊桶(桶局渣膛及桶外配风腔)并向上环砌有留下若干元火口和各膛过气口的耐火基圈,圈圈相套局每同步向上递砌若干层(几层乃至几十层)大(小)双面肋条砖,砖上肋条每与上下临砖彼此斜向接旋成四(周)面膛壁内外面上的整旋肋条及条下肋沟(唯是下部若干层砌砖所留孔板之孔较密,上部孔则较疏乃至不留孔),各膛除中心膛腔之外各膛对应的各壁均由匀布放射四面(八方)的轴(条于各膛每横置串有一只跨膛扁板)通轴翻转调整各膛腔相临火、气通量(手柄置于炉外而适层若干伴于各膛壁上通埋整轴滚转各扁板而一条条放射式横置在系统之内)的跨条。如此方、圆环膛腔壁之上对应砌顶掖下设配、布风(自动控温鼓风)系和各膛匀布加煤门并周体保温和金属板外包装密封,即可根据所设计的需要,除中心膛腔加添“底火”块状优质煤外,其余各膛腔或粒或面或优或劣的煤(白、黑)种、或秸秆或碎木甚至是垃圾等,加煤料入炉内各膛腔至满(是根据环膛腔空间参量、肋条疏密大小、跨条扁板宽窄之不等,由耐热不锈钢引风机引出热煤气并在各层环膛腔控温仪感热自控调风配风机配合调定炉内各对应环膛腔内安全温度的前提下变频调定出力的)。这样,当炉内各膛加煤至满(只在中心膛腔系的优质煤煤层底部渣篦上预铺足够引燃的木柴),可点燃木柴并低频档启动引风机且适当打开中心膛腔顶上的加煤口门使之被动负压进风,引风机的负压引带中心膛内既燃之火流逆行,其主流顺膛内肋条沟逆下入元火口又相继翻上顺中心膛壁的外壁面上的肋条沟而上匀布其对应煤体凡可渗透负压热、火流的第一环膛(当然,各砖层的孔眼也相应短路一些火流使之整个中心膛腔内均四周向外匀热运行)膛内,热火流透过环腔内煤料的大(块煤)小(面煤水腾而空)微隙的煤层(煤层则因热产生煤气)且降温富燃料性成为一次煤气流进入第一环膛壁内环壁面的肋条沟群之内逆下运行进入对应的底部过气口翻入该膛壁外的外肋条沟内向上匀布二次元火(如果该火低于了600℃~900℃则由对应的膛顶自动控温仪制控配风的鼓风机配风补燃适量部分的煤气以保证元火质量)、二次元火……直至数次乃至几十次元火而每级元火作为本级煤气的基热流却又合为扩延向外的碳氢整流直到进入最外层膛壁的单面肋条砖砌旋接的内面肋条沟内统一逆下负压进入(或微正压进入)引风机(或负压水冷炉膛膛或负压窑炉炉膛之内)而顺经管道输向各个燃气炉膛中去(炉膛内正对煤气流出口布有耐热不锈钢焊制的迎面环隙群孔布风透火或设计旋流的耐火材料半冷性配风燃气盘)。其间,根据所需煤气量的大小,可以将各跨条上的扁板倾斜角度有机调整,当最低位层各跨条的整层倾斜角度为0°(180°)平角则相应各膛的火流是由此各条扁板之掖下分流短路状态畅通而过,因此相应各腔元火调温所需配风量就少,同时系统内热影响的煤体就仅限于本层各跨条位置以下的部分,最终系统输出煤气量就少(当本层跨条倾斜角度为90°则对应各膛的煤体在本层位置以下均处在非短路性透火热影响区之内),以此类推,如果是哪一层的跨条处在“短路”状态,则系统热影响的煤体就到本层跨条位置为止,但当所有跨条(或最上层跨条)都处于准“短路”状态,则系统可以尽力调定各膛腔自控温度的鼓风量的最大设计值,所获得的系统煤气出力就是最大。如果在系统的耐热引风机(可以是若干台,也可以单机)之后设置冷却系和焦油搜集装置就可以获得冷煤气而实现远离输气或有条件的液化储存。至于秸秆或垃圾作为燃料,只是供料方式和各膛环隙空间尺度相应调整设计的参数不同之外,其燃烧和调节原理基本相同。对于热电厂或巨型化能源设备的气化炉,本发明还设计有方、圆等形中心膛壁砌作塔柱架起料仓封头,而次后(外)的环膛壁则是从第一环膛壁为半塔高度定位起,依次“拱卫”塔柱而渐次砌高且环环“敞口”向上“仰塔”成“偏斗”状,唯由通体外罩(保温)局作一个可容几部分汽车装料的与料仓封头密闭为“同一加煤、加料口门”的各膛每设专门配风管道系统,大型引风系、冷却系、搜焦系周壁各层匀布跨条、底座设有活动泄渣与统一聚整斗渣机带输渣系统的由单面肋膛壁延高封闭至料仓封头的煤或秸秆或垃圾气化炉结构方案。对于城乡垃圾源头洁净焚烧的“千人垃圾洁净焚烧型”生活炉,本发明设计有中心外置式干热炉单膛夹料仓箱过火管授热系结合,水冷炉受热暖、浴、茶、直饮水出力的单膛偶炉式自燃垃圾的简易方案。
由于采用了上述方案,本发明实现了各煤(A、W)种类的气化而适应了我国乃至全球所有大、小锅炉和窑炉的洁净燃煤以及大小热电厂的洁净燃用各类煤(块、面状)的设计和改造,实现了农村各种秸秆气化和大、小能源设备洁净燃煤的改造,实现了我国城乡垃圾洁净焚燃的气化和能源化利用、尤其是比照现行气化炉的煤、秸杆、垃圾的同类技术其成本已十倍左右的降低,并且更适合用于各种烟煤、无烟煤的各优劣品种,提高了我国煤炭的利用率,将为我国的能源设备的全面节能环保和超效率节能降耗工作做出贡献。
下面结合说明书附图对本发明作进一步说明。
图1、是本发明第一个方形筒炉砌体实施例的中剖主视(示意)图;图2,是图1的I-I横剖上视(示意)图。
图3、是本发明第二个圆形砌体实施例的整炉膛腔膛壁砌筑结构成形的上视示意图。
图4、是本发明第三个实施例的巨形炉中心膛壁耸塔成柱掖下料仓罐,罐仓下拱卫各膛腔膛壁环口相套成漏斗整封罐仓式中剖主视结构示意图。
图5、是本发明各实施例主砌材料的直(弧)双(单)面肋条孔眼板耐火异型砖主视图;图6、是图5的上视图。
图7、是本发明各实施例通型通用的耐热不锈钢(或球墨铸铁)扁板串轴跨膛的跨条主视图;图8、是图7的II-II剖位侧视图。
图9、是本发明第四个实施例的中心外置式干热炉单膛间夹料仓箱过火管授热水冷炉受热端箱式(方、圆)垃圾、秸杆特型气化自燃单膛偶炉式垃圾气化炉结构示意图。
图中1、耐热不锈钢热煤气抽取输出引风机(简引风机);2、膛腔温度控制仪热电偶(简热电偶);3、各膛环基墙、吊桶、渣篦、泄渣(聚渣输渣)系底盘基座总成(简底座或渣篦);4、渣膛吊桶次风室系(简吊桶);5、次风(眼、管)室;6、中心膛主火元火口(简元火口);7、膛顶掖下设环管细孔控温仪制控电源配风的外置鼓风机(简配风机);8、各膛次元火过气(耐火金属壁管延体)口排(简过气口或过气管);9、双面直(弧)肋条孔眼板耐火砖砌干热膛腔壁(简双肋膛壁);10、单面直(弧)肋条板耐火砖层层砌干热膛腔壁(简单肋膛壁);11、板砖孔板过火孔眼(简孔眼);12、肋条沟;13、金属焊接密封外壁、硅酸铝保温衬层(简保温层);14、配料引燃(煤引燃垃圾、秸杆)中心膛(塔柱延壁)腔系(简中心膛腔);15、次、次中心环膛(可调整适料环膛空间)跨条层设膛腔(简环膛腔);16、自动控温仪感温、膛顶环管细眼布风外置配风系(简配风系);17、鸭嘴(三角、椭)形扁板(鳍条)串通外置手柄(盘)翻动调整、各膛统跨联动(埋轴于壁)匀布层设的耐热不锈钢或球墨铸铁炉条(简跨条);18、外向中心炉门加(储)煤(料)口(简中口);19、膛腔对应加(储)煤(料)口(简加煤口);20、扶梯手架;21、单、双肋条示意线(简示意线);22、跨条手(定位盘)柄;23、料仓顶外承重煤场、顶内耗航车吊爪的密封封头(简料仓封头或炉台);24、机械推料(煤、垃圾、秸杆分型设计)、汽车自卸顶开重力自关门口(简机械煤口);25、配风管(潜设)集桥(简风桥);26、自动孔温配风抑热安全系(简配风系);27、各膛壁内环依次渐高敞口纳料漏斗(简漏斗);28、底座之上各膛壁(塔柱)元火次元火(过火)分流耐火基圈系(简耐火基圈系);29、塔柱底座总成;30、对应各膛机械泄渣、聚渣机带排渣泄灰系统(简输渣系);31、山脚、丘岭、筑台趁势着础基线;32、双(单)面肋条直(弧)孔眼板耐火异型(整、串、有孔、无孔、缺口各型)肋条砖(简双、单面肋条砖);33、错缝缺口;34、内、外膛壁四周旋接砌砖各块联接连通沟肋(体)条(简肋条);35、错缝凸头;36、机械联动跨条转动(耐串密封轴套)轮、手柄系(简跨条转轮);37、跨条轴;38、扁(椭、三面)板;39、砌砖夹扣轴段;40、灰膛及除渣灰门(灰门);41、鳍条;42、直(弧)肋条耐火砖孔眼板板体(简板体);43、料仓罐(箱)系(简料仓罐或料仓箱);44、返气口;45、准封闭泄渣篦;46、中心膛外设单置干热炉膛(简外置单膛);47、水冷炉。
在图1中,底座1之上,对应中心的渣膛吊桶4之外侧的基墙之上环砌留有左右(前后)若干匀布的元火口5的耐火基圈(28)、圈(28)上环砌一周若干层双肋砖32的双肋壁9而局成中心膛腔14、腔14之外留有环膛空间于对应的底座1的外层基墙上环砌留有左右过气口8的耐火基圈28(过气口8向外终通耐火不锈钢引风机1)之上环砌一周若干层单肋砖32的单肋壁10而局成环膛腔15,腔15与腔14设两层跨条17;腔14、腔15顶掖下设通配风机16配风系并砌砖封顶,顶留中口18和四面加煤口19,口19上面砌平为炉台23;整炉外加保温层13;底座3适设灰门40而与整炉周体整封,炉台23设挟梯20。
在图2中,以双肋壁9环砌双肋砖32局成的中心膛腔14为方形结构并为结构中心,于中心膛腔14的双肋膛壁9外留环膛腔15,腔15之外环砌单肋砖32而成单肋壁10,壁10与壁9间置跨腔25的四面每设一根单块扁板38的跨条17,条17于保温层13之炉外通轴(37、39)设手柄22。
在图3中,以中心膛腔14为圆形结构对称中心,向外环次递砌双肋壁9,壁9外留第一环膛腔15的空间,递外环砌双肋砖32为第二双肋壁9,再外留第二环膛腔15的空间后继砌第三双肋壁9,再留第三环膛腔15,再砌第四双肋壁9,再外留第四环膛腔15,最外环砌单肋壁10和保温层13,其中八分匀布通膛跨条17,条17于每壁9砌通串夹轴38并每腔15每通轴串置一扁板38,板38通轴37外置跨条手柄22。
在图4中,以中心膛腔14高位砌成塔柱(柱墙下半体为双肋壁9,上半体续上的是普砌壁),柱向上支撑料仓封头23,柱下半塔位向外砌四至若干层环砌双肋壁9局成与最外环砌单肋壁10环套的五至若干环膛腔15而自内外渐次加高壁9、壁10形成环环壁口趁就的漏斗27,唯延壁10向上普砖上砌封接料仓封头23和自下而上跨五隔膛腔15设五层(在对应环口漏斗27递设四膛腔15、三膛腔15、二膛腔15、一膛腔15的)跨条17,外加保温层13,侧上开左右机械煤口24,内趁架风桥25(分通各膛腔15的外置配风机7),下里设各壁9过气口8间接通至单肋壁10基圈处的若干过气口8,各口8均由肋条掖下通连整通耐热不锈钢引风机1而统一因加煤、料贯通至中心塔柱元火分配的整个耐火基圈系28而相应结构在塔柱底座总成29、输渣系30之上,呈顶上料仓封头23、头23外设通外向中心口18的全封闭结构。
在图5中,左端、右端各设面、背(暗)的错位缺口33,正面斜有平行匀布的五条依次短、长、最长、长、短的非等长的肋条34、条34斜掖下的肋条沟12内每开有透通面背的孔眼11共四个半(右端为正半圆孔缺)的耐火异型方板双面肋砖32。
在图6中,左端、右端对角每缺状的面、脊错位缺口33,正面与背面的肋条32呈全对称的三角体(下斜),唯由左端错缝凸头35“假想填补”右端的错缝缺口33而成为整四组面、背全对称三角肋条34的双面肋砖32。
在图7中,一条通直跨条轴37、轴39通串(铸)三至若干只扁板38、每相临两板38之间是砌砖夹扣轴段39,最末一段39为半段,左首轴段是通直向左延长穿过气化炉体石棉基根的跨条转轮36;扁板38上平行顺置有条条鳍条41。
在图8中,椭圆形扁板38之两面板设有约20条鳍条41。
在图9中,左端侧置外置膛46、膛46由单肋膛壁10砌成,与水冷炉47之右侧局合封闭式间置等高料仓箱43,箱43之下横有膛46与炉47相通的元火口6直连的过气管8成排,管8排上设简化渣篦3,箱43唯右壁侧上开通气口44通入膛46顶上的中口18掖下并通加煤口19唯继向下通膛46、元火口6、过气管8、水冷炉47而全保温体结构。