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优秀论文选三高洁净直接式燃煤热风炉的工作原理及应用
摘要：热风干燥系统中热源条件、热风温度、热风洁净程度，对整个干燥系统设备的投资、运行效率、生产运行成本都影响非常大。由于使用石油、天然气等作燃料生产成本较高，以及环保要求；利用低成本的燃煤作热源，提供生产所需的高温、高洁净热风；降低干燥系统中燃料运行成本费用，成为热风干燥系统设计中的首要问题。本文介绍了高洁净直接式燃煤热风炉的结构、工作原理、性能及应用。在实际生产中具有良好经济效益、满足节能环保要求。?关键词：高温、高洁净热风、直接式燃煤热风炉、高温气体净化室。HighPurityDirectCoal-firedStoveWorkingPrinciple,performanceandapplicationZhaoHong,?Yang?Benhua(SichuanWangChangDryingEquipment?Co.,LTD,?Chengdu?620560)Abstract::Hotgaidryingsysteminheatsourceconditions,hotgaitemperature,hotgascleanlinessrequirement,forthewholedryingsystemofequipmentinvestment,operationefficiency,affecttheproductionoperationcostisverybig.Duetotheuseofoil,naturalgasasfuel,suchastheproductioncostishigher,andtheenvironmentalprotectionrequirements；Low-costcoalisusedastheheatsource,providetherequiredtoproducethehightemperature,highcleanhotair;Reducethecostoffuelinthedryingsystem,becomeatoppriorityinthedesignofhotairdryingsystem.Thispaperintroducesthehighcleandirecttypeofcoal-firedfurnacestructure,workingprinciple,performanceandapplication。Hasgoodeconomicbenefitinpracticalproduction,meettherequirementsofenergyconservationandenvironmentalprotection.Keywords:hightemperature,highcleanhotgas、directtypecoal-firedstove,hightemperaturegaspurificationroom1、前言随着我国经济高速发展，由能源及环保引起的问题对人民的生活和经济发展的影响越来越大。国家新的环保标准出台，许多原有的老式燃煤设备即使在配备后道烟气除尘脱硫设备后，尾气也难于达标排放；而许多企业在日益高涨的环保呼声和新的要求下，因后道烟气除尘脱硫设备达标困难、设备的运行费用太大和有严重的二次污染等实际原因，而不得不弃煤而改烧燃烧成本比煤高出50～200%的重油、奥里油和柴油。市场的激烈竞争，每时每刻都在逼迫每个企业在保证质量的前提下不断降低成本以求生存和发展。我国石油资源贫乏，而煤碳储量、产量均居世界前列，且燃煤成本较低。近几年来高洁净直接式燃煤热风炉的燃烧及气体净化技术，解决了千百年来用原煤作燃料就会给大气带来严重污染的难题。该炉具有高效、节能、清洁、环保、运行成本低等特点，可广泛用于化工、日化、建材，陶瓷、饲料、矿产等热风干燥行业，是取代目前燃油热风炉的首选设备。2、高洁净直接式燃煤热风炉的工作原理高洁净直接式燃煤热风炉采用了煤气发生炉机理、低热值煤气燃烧器机理、链条炉排送煤机理和国际上广泛采用的原煤燃前集中物理脱硫机理之精华，将其四套极为复杂的设备进行科学解剖、分析和简化并有机地组合成一体。它由上煤机、煤斗、煤闸板、机烧链条炉排燃煤机、炉排减速机（变频调速）、炉排防护铁水冷却循环系统、冷却水箱、助燃鼓风机（变频调速）、助燃风调风装置、埋刮板出渣机、高温燃烧室、多级高温净化室、混风室、烘炉临时排烟管、仪表控制系统组成。原（烟）煤通过垂直上煤机加入到位于燃煤机一端的煤斗中，在炉排进料口调节限料煤闸板与炉排的高度到合适位置，使一定高度的煤层由链条炉排匀速送入链条炉排燃煤机的燃烧室，炉排采用变频调速器根据实际要求调节炉排走动速度，保证原（烟）煤充分燃烧时间；原（烟）煤在燃前首先通过脱硫装置被脱硫；燃煤所产生的高温半煤气从链条炉排燃煤机侧面出火口喷出进入高温气体净化室。高温气体净化室由耐火材料砌筑而成，高温半煤气在净化室内进行二次燃烧，在燃烧过程中所夹带的少量粉尘在净化室内受高温后呈熔融状态；夹有大量熔融状态灰尘的高温烟气在高温气体净化室内做多级（次）激烈的旋流运动，使烟气中的细小灰尘激烈碰撞并粘聚成较大颗粒，而较大颗?？梢栽谥亓Φ淖饔孟鲁两翟诰换业牡撞?。底部沉积起来的灰，一般需2~3个月停一次炉，集中清理。净化后烟气的实际纯度，取决于烟气温度能高过灰尘熔融态温度的多少和高温烟气做旋流运动的激烈程度及旋流次数，以及高温气体在沉降室内的气速。一般沉降室气速选择范围在0.5-1.5m/s,，具体设计根据干燥物料对粉尘杂质指标的具体要求而确定。净化室内出来的约800-1200℃以上的洁净热风在混合室内掺入一定量的冷风，混合成60～1100℃左右的热风后进入干燥系统，干燥物料。热风的温度的高低可根据干燥工艺需要调整冷风配风量的大小。燃尽的煤渣从链条炉排燃煤机的另一端排出，经埋刮板出渣机连续自动排出。3、高洁净直接式燃煤热风炉工艺流程冷却水箱；高温燃烧室；链条炉排燃煤机；埋刮板出渣机；一级高温净化室；二级高温净化室；三级高温净化室；混风室；初烘炉及点火排烟烟囱；烟道闸板；进煤斗；助燃鼓风机；炉排减速机。?4、高洁净直接式燃煤热风炉性能特点①、采用垂直上煤机，自动上煤；出渣采用埋刮板式出渣机，自动出渣；设备操作简单、实用方便。②、无需配备后道烟气除尘脱硫设备就可使烟气的排放指标达到国家环保二、三类地区标准，即：排烟黑度林格曼0～1级，热风无黑点、含灰粒度≤10u、烟尘含量≤150mg/Nm3；二氧化硫排放浓度≤850mg/Nm3（煤的原始含S量＜2%）。且无二次污染。③、煤层厚度可调；链条炉排走带速度采用变频调节，操作方便，燃烧温度好控制。④、助燃鼓风机采用变频调节转速，方便控制调节助燃风机供风量的大小和风压；助燃风管在炉排下部均匀布风，设多个调节风门，方便调节链条炉排各段的助燃用风量大小。⑤、燃烧过程实现了半自动控制，炉排速度采用变频调节，可使燃煤燃烧始终处于最佳状态。⑥、热效率最高可达95%，加热成本低。不仅比燃油低，而且比其它一般燃煤方式低10~30%。⑦、煤渣含碳量低，炉温稳定，热风温度稳定性±5℃,加热品质量稳定。⑧、热风温度调节方便，60℃～1100℃任意可调，工业适用面广。热风供热量范围广，在(25-2000)×104kcal/h范围内可选择。⑨、热风洁净度与燃柴油相当，保证被干燥物料的白度⑩、本设备耐用性强，操作简便、维护简单。5、高洁净直接式燃煤热风炉使用条件：①炉型条件：炉内无工艺性粉尘，或可忽略不计；②烟煤发热量：Q低≥5500kcal/kg，渣熔点≥1250℃；挥发份≥28%。③烟煤含S量：要求＜2%，否则SO2排放浓度会偏高；④烟煤粒度：要求≤40mm，且越小越均匀越好，但粒度≤2mm的粉末不能多于30%。⑤烟煤灰熔点：对高温炉而言，炉温要求越高，原煤灰熔点要求越高。⑥烟煤灰份较高、地质年代较年轻时，对连续使用不间断炉型而言，必须使用专用清渣剂。⑦炉膛对炉灰较敏感的炉型，必须使用水洗烟煤。⑧烟囱抽力比其他燃煤方式要求有大于30%的富余能力。⑨如产品纯度要求较高，应尽可能选择3-4级净化室。6、与其它几种常见热风炉性能比较从表格中数据可以看出，高洁净直接式燃煤热风炉与其它几种形式燃烧炉相比，热风含尘量较低，对产品纯度、白度的影响很小。特别是设备的电耗及燃料成本与其它几种形式燃烧炉相比要低50～200%。具有很好的运行效益。七、高洁净直接式燃煤热风炉的应用近年来，高洁净直接式燃煤热风炉依靠其良好稳定的性能及较低的运行费用已逐步取代燃油热风炉。高洁净直接式燃煤热风炉作供热系统配套使用的干燥系统有：气流干燥机，闪蒸干燥机，离心喷雾干燥机，压力式喷雾干燥机，气流喷雾式干燥机，回转筒干燥机，振动流化床干燥机，热风烘干房等多种形式。高洁净直接式燃煤热风炉在热风干燥系统中实际应用的物料有：洗衣粉、4A沸石、陶瓷坯料、高岭土、染料、磷酸氢钙、磷酸二氢钙、磷酸一铵、磷（复）肥、磷石膏、氯化钾、硫酸钾、聚合氯化铝、聚合硫酸铁、混凝土外加剂、氧化铝、氧化钛、冰晶石、重晶石、萤石粉、石英沙、膨润土、锂矿渣、酒糟、药渣、颗粒饲料、骨粒、污泥、造纸黑液、药厂废液、非金属矿等众多产品已广泛配套使用，为企业降低了运行成本，带来了良好的经济效益参考文献：?①?潘永康，王喜忠等?！断执稍锛际酢?。北京：化学工业出版社。1998。?②?汪镇安等?！痘すひ丈杓剖植帷?。北京：化学工业出版社。2003。?③?夏敏文等?！度饶芄こ躺杓剖植帷?。北京：化学工业出版社。1998。?收稿日期：2015-08-03?????修回日期：2015-09-17?作者简介：赵红（1968－），男，工程师，毕业于北京化工大学，化学工程专业。主要从事干燥设备项目的研发与推广。?联系方式：028-36465556，Email：13320986939@163.com
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摘要：热风干燥系统中热源条件、热风温度、热风洁净程度，对整个干燥系统设备的投资、运行效率、生产运行成本都影响非常大。由于使用石油、天然气等作燃料生产成本较高，以及环保要求；利用低成本的燃煤作热源，提供生产所需的高温、高洁净热风；降低干燥系统中燃料运行成本费用，成为热风干燥系统设计中的首要问题。本文介绍了高洁净直接式燃煤热风炉的结构、工作原理、性能及应用。在实际生产中具有良好经济效益、满足节能环保要求。?关键词：高温、高洁净热风、直接式燃煤热风炉、高温气体净化室。HighPurityDirectCoal-firedStoveWorkingPrinciple,performanceandapplicationZhaoHong,?Yang?Benhua(SichuanWangChangDryingEquipment?Co.,LTD,?Chengdu?620560)Abstract::Hotgaidryingsysteminheatsourceconditions,hotgaitemperature,hotgascleanlinessrequirement,forthewholedryingsystemofequipmentinvestment,operationefficiency,affecttheproductionoperationcostisverybig.Duetotheuseofoil,naturalgasasfuel,suchastheproductioncostishigher,andtheenvironmentalprotectionrequirements；Low-costcoalisusedastheheatsource,providetherequiredtoproducethehightemperature,highcleanhotair;Reducethecostoffuelinthedryingsystem,becomeatoppriorityinthedesignofhotairdryingsystem.Thispaperintroducesthehighcleandirecttypeofcoal-firedfurnacestructure,workingprinciple,performanceandapplication。Hasgoodeconomicbenefitinpracticalproduction,meettherequirementsofenergyconservationandenvironmentalprotection.Keywords:hightemperature,highcleanhotgas、directtypecoal-firedstove,hightemperaturegaspurificationroom1、前言随着我国经济高速发展，由能源及环保引起的问题对人民的生活和经济发展的影响越来越大。国家新的环保标准出台，许多原有的老式燃煤设备即使在配备后道烟气除尘脱硫设备后，尾气也难于达标排放；而许多企业在日益高涨的环保呼声和新的要求下，因后道烟气除尘脱硫设备达标困难、设备的运行费用太大和有严重的二次污染等实际原因，而不得不弃煤而改烧燃烧成本比煤高出50～200%的重油、奥里油和柴油。市场的激烈竞争，每时每刻都在逼迫每个企业在保证质量的前提下不断降低成本以求生存和发展。我国石油资源贫乏，而煤碳储量、产量均居世界前列，且燃煤成本较低。近几年来高洁净直接式燃煤热风炉的燃烧及气体净化技术，解决了千百年来用原煤作燃料就会给大气带来严重污染的难题。该炉具有高效、节能、清洁、环保、运行成本低等特点，可广泛用于化工、日化、建材，陶瓷、饲料、矿产等热风干燥行业，是取代目前燃油热风炉的首选设备。2、高洁净直接式燃煤热风炉的工作原理高洁净直接式燃煤热风炉采用了煤气发生炉机理、低热值煤气燃烧器机理、链条炉排送煤机理和国际上广泛采用的原煤燃前集中物理脱硫机理之精华，将其四套极为复杂的设备进行科学解剖、分析和简化并有机地组合成一体。它由上煤机、煤斗、煤闸板、机烧链条炉排燃煤机、炉排减速机（变频调速）、炉排防护铁水冷却循环系统、冷却水箱、助燃鼓风机（变频调速）、助燃风调风装置、埋刮板出渣机、高温燃烧室、多级高温净化室、混风室、烘炉临时排烟管、仪表控制系统组成。原（烟）煤通过垂直上煤机加入到位于燃煤机一端的煤斗中，在炉排进料口调节限料煤闸板与炉排的高度到合适位置，使一定高度的煤层由链条炉排匀速送入链条炉排燃煤机的燃烧室，炉排采用变频调速器根据实际要求调节炉排走动速度，保证原（烟）煤充分燃烧时间；原（烟）煤在燃前首先通过脱硫装置被脱硫；燃煤所产生的高温半煤气从链条炉排燃煤机侧面出火口喷出进入高温气体净化室。高温气体净化室由耐火材料砌筑而成，高温半煤气在净化室内进行二次燃烧，在燃烧过程中所夹带的少量粉尘在净化室内受高温后呈熔融状态；夹有大量熔融状态灰尘的高温烟气在高温气体净化室内做多级（次）激烈的旋流运动，使烟气中的细小灰尘激烈碰撞并粘聚成较大颗粒，而较大颗?？梢栽谥亓Φ淖饔孟鲁两翟诰换业牡撞?。底部沉积起来的灰，一般需2~3个月停一次炉，集中清理。净化后烟气的实际纯度，取决于烟气温度能高过灰尘熔融态温度的多少和高温烟气做旋流运动的激烈程度及旋流次数，以及高温气体在沉降室内的气速。一般沉降室气速选择范围在0.5-1.5m/s,，具体设计根据干燥物料对粉尘杂质指标的具体要求而确定。净化室内出来的约800-1200℃以上的洁净热风在混合室内掺入一定量的冷风，混合成60～1100℃左右的热风后进入干燥系统，干燥物料。热风的温度的高低可根据干燥工艺需要调整冷风配风量的大小。燃尽的煤渣从链条炉排燃煤机的另一端排出，经埋刮板出渣机连续自动排出。3、高洁净直接式燃煤热风炉工艺流程冷却水箱；高温燃烧室；链条炉排燃煤机；埋刮板出渣机；一级高温净化室；二级高温净化室；三级高温净化室；混风室；初烘炉及点火排烟烟囱；烟道闸板；进煤斗；助燃鼓风机；炉排减速机。?4、高洁净直接式燃煤热风炉性能特点①、采用垂直上煤机，自动上煤；出渣采用埋刮板式出渣机，自动出渣；设备操作简单、实用方便。②、无需配备后道烟气除尘脱硫设备就可使烟气的排放指标达到国家环保二、三类地区标准，即：排烟黑度林格曼0～1级，热风无黑点、含灰粒度≤10u、烟尘含量≤150mg/Nm3；二氧化硫排放浓度≤850mg/Nm3（煤的原始含S量＜2%）。且无二次污染。③、煤层厚度可调；链条炉排走带速度采用变频调节，操作方便，燃烧温度好控制。④、助燃鼓风机采用变频调节转速，方便控制调节助燃风机供风量的大小和风压；助燃风管在炉排下部均匀布风，设多个调节风门，方便调节链条炉排各段的助燃用风量大小。⑤、燃烧过程实现了半自动控制，炉排速度采用变频调节，可使燃煤燃烧始终处于最佳状态。⑥、热效率最高可达95%，加热成本低。不仅比燃油低，而且比其它一般燃煤方式低10~30%。⑦、煤渣含碳量低，炉温稳定，热风温度稳定性±5℃,加热品质量稳定。⑧、热风温度调节方便，60℃～1100℃任意可调，工业适用面广。热风供热量范围广，在(25-2000)×104kcal/h范围内可选择。⑨、热风洁净度与燃柴油相当，保证被干燥物料的白度⑩、本设备耐用性强，操作简便、维护简单。5、高洁净直接式燃煤热风炉使用条件：①炉型条件：炉内无工艺性粉尘，或可忽略不计；②烟煤发热量：Q低≥5500kcal/kg，渣熔点≥1250℃；挥发份≥28%。③烟煤含S量：要求＜2%，否则SO2排放浓度会偏高；④烟煤粒度：要求≤40mm，且越小越均匀越好，但粒度≤2mm的粉末不能多于30%。⑤烟煤灰熔点：对高温炉而言，炉温要求越高，原煤灰熔点要求越高。⑥烟煤灰份较高、地质年代较年轻时，对连续使用不间断炉型而言，必须使用专用清渣剂。⑦炉膛对炉灰较敏感的炉型，必须使用水洗烟煤。⑧烟囱抽力比其他燃煤方式要求有大于30%的富余能力。⑨如产品纯度要求较高，应尽可能选择3-4级净化室。6、与其它几种常见热风炉性能比较从表格中数据可以看出，高洁净直接式燃煤热风炉与其它几种形式燃烧炉相比，热风含尘量较低，对产品纯度、白度的影响很小。特别是设备的电耗及燃料成本与其它几种形式燃烧炉相比要低50～200%。具有很好的运行效益。七、高洁净直接式燃煤热风炉的应用近年来，高洁净直接式燃煤热风炉依靠其良好稳定的性能及较低的运行费用已逐步取代燃油热风炉。高洁净直接式燃煤热风炉作供热系统配套使用的干燥系统有：气流干燥机，闪蒸干燥机，离心喷雾干燥机，压力式喷雾干燥机，气流喷雾式干燥机，回转筒干燥机，振动流化床干燥机，热风烘干房等多种形式。高洁净直接式燃煤热风炉在热风干燥系统中实际应用的物料有：洗衣粉、4A沸石、陶瓷坯料、高岭土、染料、磷酸氢钙、磷酸二氢钙、磷酸一铵、磷（复）肥、磷石膏、氯化钾、硫酸钾、聚合氯化铝、聚合硫酸铁、混凝土外加剂、氧化铝、氧化钛、冰晶石、重晶石、萤石粉、石英沙、膨润土、锂矿渣、酒糟、药渣、颗粒饲料、骨粒、污泥、造纸黑液、药厂废液、非金属矿等众多产品已广泛配套使用，为企业降低了运行成本，带来了良好的经济效益参考文献：?①?潘永康，王喜忠等?！断执稍锛际酢?。北京：化学工业出版社。1998。?②?汪镇安等?！痘すひ丈杓剖植帷?。北京：化学工业出版社。2003。?③?夏敏文等?！度饶芄こ躺杓剖植帷?。北京：化学工业出版社。1998。?收稿日期：2015-08-03?????修回日期：2015-09-17?作者简介：赵红（1968－），男，工程师，毕业于北京化工大学，化学工程专业。主要从事干燥设备项目的研发与推广。?联系方式：028-36465556，Email：13320986939@163.com
