噴燒器以及煤改質(zhì)設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉以及噴燒器以及煤改質(zhì)設(shè)備。
[0002]本申請(qǐng)以2013年9月26日在日本申請(qǐng)的日本特愿2013-199699號(hào)為基礎(chǔ)要求優(yōu)先權(quán)，且在本申請(qǐng)中援引其內(nèi)容。
【背景技術(shù)】
[0003]在使低品質(zhì)煤高品質(zhì)化的煤改質(zhì)設(shè)備中，為了除去低品質(zhì)煤中含有的水銀等雜質(zhì)，有時(shí)進(jìn)行熱分解處理。在進(jìn)行該熱分解處理時(shí)，從低品質(zhì)煤中分離可燃性的氣體。該可燃性的氣體有時(shí)在燃燒爐中燃燒作為高溫的氣體而被再利用。該高溫的氣體例如作為用于對(duì)低品質(zhì)煤進(jìn)行熱分解的熱源向回轉(zhuǎn)窯等的套管運(yùn)送，之后經(jīng)由排氣凈化裝置等向外部排出。
[0004]由低品質(zhì)煤得到的可燃性的氣體一般是低熱量氣體。因此，在燃燒爐中使其燃燒時(shí)，存在因熱量不足而無(wú)法穩(wěn)定地燃燒的情況，以及使一部分天然氣等高熱量氣體進(jìn)入燃燒爐而使低熱量氣體與高熱量氣體同時(shí)燃燒的情況。在上述煤改質(zhì)設(shè)備中，為了良好地進(jìn)行火從高熱量氣體向低熱量氣體地移動(dòng)，而在低熱量氣體用噴燒器的附近配置有作為助燃噴燒器的高熱量氣體用噴燒器。另外，在高熱量氣體用噴燒器的附近配置有點(diǎn)火炬。
[0005]然而，需要向低熱量氣體用噴燒器、高熱量氣體用噴燒器等各噴燒器單獨(dú)地供給空氣，因此會(huì)導(dǎo)致配管復(fù)雜化。另外，各噴燒器借助專用的管座而單獨(dú)地安裝于燃燒爐壁面等，因此管座數(shù)增加而難以實(shí)現(xiàn)裝置的小型化。
[0006]在專利文獻(xiàn)I中記載了具備低熱量氣體用噴嘴、高熱量氣體用噴嘴的燃燒器。低燃料氣體用噴嘴供給低熱量氣體。高熱量氣體用噴嘴向低熱量氣體用噴嘴的內(nèi)側(cè)中央供給高熱量氣體。該燃燒器使低熱量氣體與高熱量氣體同時(shí)燃燒。
[0007]在專利文獻(xiàn)2中記載了通過(guò)輔助噴燒器使天然氣等高熱量的燃料燃燒，且利用其火焰來(lái)輔助排出氣體的燃燒的混合燃燒式的噴燒器。
[0008]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0009]專利文獻(xiàn)
[0010]專利文獻(xiàn)1:美國(guó)專利第8220272號(hào)說(shuō)明書(shū)
[0011]專利文獻(xiàn)2:美國(guó)專利第4154567號(hào)說(shuō)明書(shū)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]發(fā)明所要解決的課題
[0013]然而，在煤改質(zhì)設(shè)備中，在設(shè)備起動(dòng)時(shí)，為了升溫而將高熱量氣體點(diǎn)火。然而，在設(shè)備起動(dòng)時(shí)，利用非活性氣體(例如，氮?dú)?對(duì)將低品質(zhì)煤熱分解的爐窯進(jìn)行清洗。這樣一來(lái)，有時(shí)經(jīng)由低熱量氣體用的噴嘴向高熱量氣體用噴嘴的附近供給非活性氣體。其結(jié)果是，有時(shí)會(huì)使配置于低熱量氣體用噴嘴的附近的高熱量氣體用噴嘴的火焰失火。
[0014]本發(fā)明的目的在于，提供一種在低熱量氣體用噴嘴的附近配置有高熱量氣體用噴嘴的情況下能夠減少因從低熱量氣體用噴嘴噴出的非活性氣體而使高熱量氣體的火焰失火的噴燒器以及煤改質(zhì)設(shè)備。
[0015]用于解決課題的方案
[0016]根據(jù)本發(fā)明的第一方式，一種噴燒器，其使第一氣體、熱量比所述第一氣體高的第二氣體同時(shí)燃燒，其特征在于，所述噴燒器具備:筒狀的第一外筒，其具有沿第一方向供給一次空氣的開(kāi)口部;擴(kuò)散室，其配置于所述第一外筒的內(nèi)側(cè)，且具有朝向所述第一方向逐漸擴(kuò)徑的內(nèi)周面;第一氣體噴嘴，其配置于所述第一外筒的內(nèi)側(cè)，且向所述擴(kuò)散室的徑向外側(cè)的區(qū)域朝向所述第一方向供給所述第一氣體;第二氣體噴嘴，其配置為在所述第一外筒的周向上與所述第一氣體噴嘴相鄰，且向所述擴(kuò)散室的徑向外側(cè)的區(qū)域朝向所述第一方向供給所述第二氣體；以及點(diǎn)火炬，其配置于所述第一外筒的內(nèi)側(cè)，且對(duì)所述第二氣體與所述第一氣體的至少一方進(jìn)行點(diǎn)火。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的第二方式，在第一方式的基礎(chǔ)上，噴燒器可以采取如下的方式，SP，所述第一方向上的所述第一氣體噴嘴的開(kāi)口端部具備沿著所述擴(kuò)散室的最外周部與所述擴(kuò)散室相接的接觸部。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的第三方式，在第二方式的基礎(chǔ)上，噴燒器可以采取如下的方式，SP，所述噴燒器具備多個(gè)所述第一氣體噴嘴，所述第一氣體噴嘴的各接觸部與所述擴(kuò)散室抵接的周向的角度范圍的合計(jì)設(shè)為90度至200度。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的第四方式，在第一方式至第三方式的任一方式的基礎(chǔ)上，噴燒器可以采取如下的方式，即，所述第二氣體噴嘴在其第一方向的開(kāi)口端部具備使所述第二氣體產(chǎn)生渦流的穩(wěn)焰凸緣。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的第五方式，在第一方式至第四方式的任一方式的基礎(chǔ)上，噴燒器可以采取如下的方式，即，所述噴燒器具備第二外筒，所述第二外筒配置于所述第一外筒的外側(cè)，且在所述第二外筒與所述第一外筒之間形成供二次空氣流通的流路。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的第六方式，在第五方式的基礎(chǔ)上，噴燒器可以采取如下的方式，SP，所述噴燒器具備旋流器，所述旋流器配置于所述第一外筒與所述第二外筒之間，且使所述二次空氣沿周向回旋。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的第七方式，在第一方式至第六方式的任一方式的基礎(chǔ)上，噴燒器可以采取如下的方式，即，所述噴燒器具備降溫減少部，所述降溫減少部覆蓋所述第一氣體噴嘴的外周面中的至少一部分，并防止所述第一氣體的降溫。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的第八方式，煤改質(zhì)設(shè)備具備燃燒爐，所述燃燒爐具有第一方式至第七方式的任一方式的噴燒器。
[0024]發(fā)明效果
[0025]根據(jù)上述噴燒器以及煤改質(zhì)設(shè)備，在低熱量氣體用噴嘴的附近配置有高熱量氣體用噴嘴的情況下，能夠減少因從低熱量氣體用噴嘴噴出的非活性氣體而使高熱量氣體的火焰失火的情況。
【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1是本實(shí)施方式中的煤改質(zhì)設(shè)備I的簡(jiǎn)略結(jié)構(gòu)圖。
[0027]圖2是表示本發(fā)明的燃燒爐的噴燒器周圍的簡(jiǎn)略結(jié)構(gòu)的剖視圖。
[0028]圖3是從圖2的III方向觀察時(shí)的噴燒器10的主視圖。
[0029 ]圖4是沿著圖3的V1-VI線的剖視圖。
[0030]圖5是表示在上述噴燒器的第一氣體噴嘴上裝配有降溫減少部的狀態(tài)的立體圖。[0031 ]圖6是表示相對(duì)于第二氣體噴嘴23的熱量輸入比(％ )的能夠穩(wěn)定燃燒的一次空氣比的映射表。
[0032]圖7是表示相對(duì)于一次空氣比的能夠穩(wěn)定燃燒的一次混合氧濃度(vol%)的映射表。
【具體實(shí)施方式】
[0033]以下，對(duì)本發(fā)明的一實(shí)施方式的煤改質(zhì)設(shè)備進(jìn)行說(shuō)明。
[0034]圖1是本實(shí)施方式中的煤改質(zhì)設(shè)備I的簡(jiǎn)略結(jié)構(gòu)圖。
[0035]本實(shí)施方式中的煤改質(zhì)設(shè)備I是通過(guò)將低品質(zhì)煤中含有的水分、雜質(zhì)等除去而成形從而實(shí)現(xiàn)低品質(zhì)煤的高品質(zhì)化的設(shè)備。
[0036]如圖1所示，煤改質(zhì)設(shè)備I主要包括:粉碎機(jī)2、干燥機(jī)3、裂解爐4、燃燒爐5、冷卻器6、修整器7、混合機(jī)8、以及成型(briquette)裝置9。
[0037]粉碎機(jī)2通過(guò)將原煤L粉碎從而將原煤L的大小調(diào)整成后工序中容易處理的大小。將由粉碎機(jī)2調(diào)整了大小后的原煤L向干燥機(jī)3運(yùn)送。
[0038]干燥機(jī)3使由粉碎機(jī)2調(diào)整了大小后的原煤L干燥。作為該干燥機(jī)3，可以使用例如利用蒸氣而對(duì)原煤L進(jìn)行間接加熱的蒸汽管干燥機(jī)等。將由該干燥機(jī)3干燥后的煤向裂解爐4運(yùn)送。
[0039]裂解爐4是對(duì)由干燥機(jī)3干燥后的煤稍微進(jìn)行熱分解的裝置。更具體而言，裂解爐4將煤中含有的揮發(fā)成分、水銀等各種雜質(zhì)氣化并提取。通過(guò)裂解爐4而分離出的氣體作為低熱量氣體(第一氣體)向燃燒爐5運(yùn)送。通過(guò)裂解爐4進(jìn)行熱分解后的改質(zhì)煤向冷卻器6運(yùn)送。
[0040]在燃燒爐5中，使通過(guò)裂解爐4分離出的低熱量氣體與一次空氣等一起燃燒而生成高溫氣體。該高溫氣體向裂解爐4的套管4a供給，作為裂解爐4的熱源而使用。在通過(guò)該裂解爐4而用于原煤L的加熱的高溫氣體在由例如排氣凈化系統(tǒng)(AQCS)Cs凈化后，向大氣中排出。圖1中，附圖標(biāo)記是風(fēng)量調(diào)節(jié)風(fēng)扇，附圖標(biāo)記“B”是鼓風(fēng)機(jī)。設(shè)置于套管4a與排氣凈化系統(tǒng)Cs之間的配管上的風(fēng)量調(diào)節(jié)風(fēng)扇F與鼓風(fēng)機(jī)B均將使用后的高溫氣體送入排氣凈化系統(tǒng)Cs ο
[0041]冷卻器6將通過(guò)裂解爐4進(jìn)行熱分解處理后的改質(zhì)煤冷卻。通過(guò)該冷卻器6將400°C左右的改質(zhì)煤的溫度冷卻至70°C左右。將由冷卻器6冷卻后的改質(zhì)煤向修整器7運(yùn)送。
[0042]修整器7進(jìn)一步通過(guò)大氣等對(duì)由冷卻器6—定程度地進(jìn)行了冷卻后的改質(zhì)煤緩慢地進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)。修整器7例如將改質(zhì)煤溫度調(diào)節(jié)至50°C以下。將由該修整器7溫度調(diào)節(jié)后的改質(zhì)煤向混合機(jī)8運(yùn)送。
[0043]混合機(jī)8將由修整器7溫度調(diào)節(jié)后的改質(zhì)煤粉碎而使其成為更細(xì)的粒子狀?；旌蠙C(jī)8在為了成形改質(zhì)煤而需要粘合劑等添加物的情況下，在粉碎的同時(shí)將粘合劑投入改質(zhì)煤中攪拌。將由混合機(jī)8粉碎以及攪拌后的改質(zhì)煤向成型裝置9運(yùn)送。
[0044]成型裝置9將改質(zhì)煤成形成規(guī)定的塊狀。成型裝置9通過(guò)例如壓縮成形等將改質(zhì)煤成形成塊狀。通過(guò)車輛、船舶等搬運(yùn)機(jī)構(gòu)將由該成型裝置9成形后的改質(zhì)煤的煤塊Br向目的地搬運(yùn)。
[0045]接下來(lái)，根據(jù)附圖對(duì)上述的燃燒爐5的噴燒器10進(jìn)行說(shuō)明。
[0046]圖2是表示燃燒爐5的噴燒器10周圍的簡(jiǎn)略結(jié)構(gòu)的剖視圖。
[0047]如圖2所示，燃燒爐5具備形成燃燒用的空間K的容器11。在該容器11上經(jīng)由一個(gè)管座I Ia而安裝有噴燒器10。噴燒器10使熱量不同的兩種氣體混合燃燒。在噴燒器10的軸線O方向上，噴燒器10的空間K側(cè)的端部1a的位置與容器11的內(nèi)側(cè)面Ilb位