一种基于工业副产煤气零排放的余热余能利用系统.pdf

本发明公开了一种基于工业副产煤气零排放的余热余能利用系统，包括燃烧器和锅炉，其中，燃烧器内设置有若干个引射器，该引射器依次包括引气段、混合段和扩压段，引气段上沿引射器的长度方向设置有用于喷入加压气体的喷嘴，引气段的侧壁上设置有工业副产煤气进气口，工业副产煤气通过加压气体引入混合段来与空气充分预混，再经扩压段降速升压流出进入锅炉内燃烧。本发明克服了燃气无法通过常规燃烧器燃烧和先降温再加压燃烧而引起的显热损失的弊端，本发明可以直接利用工业副产煤气，提高了余热利用率。

权利要求书一种基于工业副产煤气零排放的余热余能利用系统，其特征在于，该系统包括燃烧器和锅炉，其中，燃烧器内设置有若干个引射器，该引射器依次包括引气段、混合段和扩压段，引气段上沿引射器的长度方向设置有用于喷入加压气体的喷嘴，引气段的侧壁上设置有工业副产煤气进气口，工业副产煤气通过加压气体引入混合段来与空气充分预混，再经扩压段降速升压流出进入锅炉内燃烧。
如权利要求1所述的基于工业副产煤气零排放的余热余能利用系统，其特征在于，所述锅炉内设置有受热面和空气预热器。
如权利要求2所述的基于工业副产煤气零排放的余热余能利用系统，其特征在于，所述空气预热器通过管路分别与鼓风机、所述喷嘴连接，鼓风机向空气预热器内送入气体加热，形成预热后的所述加压气体，预热后的所述加压气体通过管路喷入所述喷嘴。
如权利要求1所述的基于工业副产煤气零排放的余热余能利用系统，其特征在于，所述工业副产煤气通过输送管路送入所述燃烧器，输送管路上设置有防回火器。
如权利要求1所述的基于工业副产煤气零排放的余热余能利用系统，其特征在于，所述锅炉内燃烧后的烟气通过引风机向外排出。
如权利要求5所述的基于工业副产煤气零排放的余热余能利用系统，其特征在于，所述引风机的排出口与所述鼓风机入口之间设置有回流管，所述烟气与冷空气混合后送入所述鼓风机作为所述鼓风机的输入气体。
如权利要求3所述的基于工业副产煤气零排放的余热余能利用系统，其特征在于，所述鼓风机的输入气体为空气、纯氧或者含有部分O2含量的混合气体。

说明书一种基于工业副产煤气零排放的余热余能利用系统
技术领域
本发明涉及一种基于工业副产煤气零排放的余热余能利用系统。
背景技术
在一些工业产品生产过程中会伴随产生一定量的可燃气体，一般这种气体温度都超过600℃。随着工业生产负荷的变化，可燃气体流量及温度有一定的波动。工业生产往往是常压系统，所以气体一般处于微正压状态。通常的处理这类可燃气体的方法有二种：一种是通过烟囱自然排烟方式排入大气，造成环境污染和能源浪费；另一种是气体降温后再经过加压机送入煤气柜储存或者锅炉燃烧。对于后一种方式，由于是采用常规燃气的燃烧方式，不仅浪费了高温可燃气体的显热，而且增加了系统自耗电。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种基于工业副产煤气零排放的余热余能利用系统，该系统能直接利用高温工业副产煤气，不需要对副产煤气进行降温以及加压处理就可以通过燃烧器燃烧。
为实现上述目的，本发明一种基于工业副产煤气零排放的余热余能利用系统，包括燃烧器和锅炉，其中，燃烧器内设置有若干个引射器，该引射器依次包括引气段、混合段和扩压段，引气段上沿引射器的长度方向设置有用于喷入加压气体的喷嘴，引气段的侧壁上设置有工业副产煤气进气口，工业副产煤气通过加压气体引入混合段来与空气充分预混，再经扩压段降速升压流出进入锅炉内燃烧。
进一步，所述锅炉内设置有受热面和空气预热器。
进一步，所述空气预热器通过管路分别与鼓风机、所述喷嘴连接，鼓风机向空气预热器内送入气体加热，形成预热后的所述加压气体，预热后的所述加压气体通过管路喷入所述喷嘴。
进一步，所述工业副产煤气通过输送管路送入所述燃烧器，输送管路上设置有防回火器。
进一步，所述锅炉内燃烧后的烟气通过引风机向外排出。
进一步，所述引风机的排出口与所述鼓风机入口之间设置有回流管，所述烟气与冷空气混合后送入所述鼓风机作为所述鼓风机的输入气体。
进一步，所述鼓风机的输入气体为空气、纯氧或者含有部分O2含量的混合气体。
本发明克服了燃气无法通过常规燃烧器燃烧和先降温再加压燃烧而引起的显热损失的弊端，本发明可以直接利用工业副产煤气，提高了余热利用率。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为空引射器结构示意图。
具体实施方式
下面，参考附图，对本发明进行更全面的说明，附图中示出了本发明的示例性实施例。然而，本发明可以体现为多种不同形式，并不应理解为局限于这里叙述的示例性实施例。而是，提供这些实施例，从而使本发明全面和完整，并将本发明的范围完全地传达给本领域的普通技术人员。
为了易于说明，在这里可以使用诸如“上”、“下”“左”“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位旋转90度或位于其他方位，这里所用的空间相对说明可相应地解释。
本发明一种基于工业副产煤气零排放的余热余能利用系统，包括防回火器1、燃烧器2、锅炉3、受热面4、空气预热器5、引风机6及鼓风机7。其中，燃烧器2内设置有若干个引射器14，引射器14依次包括引气段12、混合段10和扩压段11，引气段12上沿引射器的长度方向设置有用于喷入加压气体的喷嘴9，引气段12的侧壁上设置有工业副产煤气进气口13，加压气体通过喷嘴9喷入，在引射器的喉部形成负压，从而来引射工业副产煤气进入混合段10，来与空气充分预混，再经扩压段11降速升压流出进入锅炉3内燃烧。
引射器14可以根据燃气流量设置一个或多个。加压气体既作为助燃剂又作为引射器工作介质。
工业炉体15产生的工业副产煤气通过输送管路16送入到燃烧器2，输送管路16上设置有防回火器1，防回火器1防止因风机故障或者压力波动发生的回火而引起的爆炸。
受热面4和空气预热器5设置在锅炉3内，空气预热器5通过管路分别与鼓风机7、喷嘴9连接，鼓风机7向空气预热器5内送入气体加热，形成预热后的加压气体，预热后的加压气体通过管路喷入所述喷嘴9。
锅炉3内燃烧后的烟气通过引风机6向外排出。引风机6的排出口与鼓风机7入口之间设置有回流管8，烟气与冷空气混合后送入鼓风机7作为所述鼓风机7的输入气体。鼓风机7的输入气体为空气、纯氧或者含有部分O2含量的混合气体。
本发明中，为了克服工业副产煤气热值及流量的波动，便于调节负荷和稳定燃烧，冷空气在进入鼓风机前可以掺入部分锅炉排气，保证引射器所需要的工作介质流量和压力。并且克服了燃气无法通过常规燃烧器燃烧和先降温再加压燃烧而引起的显热损失的弊端，同时也提高了余热利用率。
以下面数据为例，说明利用本发明之后余热回收效率提高：
某工业生产过程中，排放出600℃、10万Nm3/h副产煤气，煤气热值约3066kJ/Nm3，可燃气体成分：CO，24.2%；CO2，13.5%；H2，1.4%；N2，60.9%。
常规利用方式，是将可燃气体水冷或者风冷冷到200℃左右再加压燃烧。这时从600℃降低到200℃的气体显热就浪费了。降温过程所释放的显热约30067MJ。利用本发明，这部分热量就可以回收利用，相当于提高了余热利用率约3.3%。
本发明中，工业副产煤气和经过空气预热器5预热后的空气一起经燃烧器2预混后燃烧，产生的高温烟气经受热面4、空气预热器5利用后从锅炉3排出，燃烧产生的烟气经引风机6排出，排出的烟气可以引一部分与冷空气混合进入鼓风机7，可用来调节空燃比以及保证低负荷下燃烧器2前工作气体的压力。
燃烧器2采用空气引射型燃烧器，其结构如图2所示，主要原理是预热后的加压空气以一定流速从喷嘴9流出，将被引射的微压可燃气体引入混合段10，可以使空气与可燃气体充分预混，然后通过燃烧器扩压段11，降速升压流出进入锅炉3内燃烧。