專利名稱：爐膛節(jié)能環(huán)保砌塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于現(xiàn)有鍋爐改造所用的新型砌塊；具體涉及一種爐膛節(jié)能環(huán)保 砌塊。
背景技術(shù)：
水、電、煤等能源是國(guó)計(jì)民生之必需，更是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的命脈。我國(guó)自建國(guó)以來(lái)， 就積極地想方設(shè)法地解決這些問(wèn)題。尤其是改革開放以來(lái)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和人 民生活水平的不斷提高，對(duì)電力和熱能的需求大量增加，促使這些行業(yè)不斷飛速發(fā)展，以 滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活的需要。這些年來(lái)，我國(guó)工業(yè)鍋爐產(chǎn)品年產(chǎn)量基本保持在2 萬(wàn) 3萬(wàn)臺(tái)，4. 9萬(wàn)-6. 3萬(wàn)麗(7萬(wàn) 9萬(wàn)蒸噸)。到2003年底，全國(guó)持有各級(jí)鍋爐制造許 可證的企業(yè)1530家，其中A級(jí)62家，B級(jí)203家，C級(jí)264家，D級(jí)1001家，可以生產(chǎn)各種 不同壓力等級(jí)和容量的鍋爐。2004年發(fā)電設(shè)備產(chǎn)量達(dá)到6310萬(wàn)千瓦。其中，水電884萬(wàn)千瓦，比上年增長(zhǎng) 121%，火電5423萬(wàn)千瓦，增長(zhǎng)81 %?；痣姲窗l(fā)電機(jī)統(tǒng)計(jì)，其中30萬(wàn)千瓦機(jī)組52臺(tái)，60萬(wàn)千 瓦機(jī)組27臺(tái)，二者占總量的近60%。氣輪機(jī)5346萬(wàn)千瓦，其中30萬(wàn)千瓦機(jī)組64臺(tái)，60萬(wàn)千 瓦機(jī)組26臺(tái)。鍋爐6114萬(wàn)千瓦，其中30萬(wàn)千瓦機(jī)組46臺(tái)，60萬(wàn)千瓦機(jī)組18臺(tái)。2005年 上半年完成；電站鍋爐容量折合3663. 5萬(wàn)千瓦，同比增長(zhǎng)37.6%。30萬(wàn)千瓦及以上電站鍋 爐61臺(tái)，折合容量2400萬(wàn)千瓦，占65. 5%;上半年完成水電設(shè)備469. 5萬(wàn)千瓦，占發(fā)電設(shè)備 制造總?cè)萘康?2%，同比增長(zhǎng)10. 86%。這些電站鍋爐和工業(yè)用鍋爐，雖然大部分已經(jīng)安裝 了具有不同脫硫能力的脫硫設(shè)備，但基本上沒(méi)有解決排煙除塵、廢渣處理和燃料消耗過(guò)高 等問(wèn)題，對(duì)這些有害物質(zhì)的處理，以達(dá)到國(guó)家對(duì)環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)的要求仍然困擾著這些企業(yè)， 也耗費(fèi)著企業(yè)大量的寶貴的資金。而使用項(xiàng)目單位已經(jīng)成熟的工業(yè)燃煤鍋爐節(jié)能減排改造 技術(shù)改造這些在用的鍋爐，就為項(xiàng)目產(chǎn)品和技術(shù)提供了非常廣闊的市場(chǎng)，也為解決上述節(jié) 能減排問(wèn)題提供了 一嶄新途徑。目前，全國(guó)在用工業(yè)鍋爐保有量50多萬(wàn)臺(tái)，約180萬(wàn)蒸噸/小時(shí)。燃煤鍋爐約48 萬(wàn)臺(tái)，占工業(yè)鍋爐總?cè)萘康?5 %左右，平均容量約3. 4蒸噸/小時(shí)，其中20蒸噸/小時(shí)以下 超過(guò)80%。113個(gè)大氣污染防治重點(diǎn)城市中約有燃煤工業(yè)鍋爐24萬(wàn)臺(tái)，90萬(wàn)蒸噸/小時(shí)， 均占全國(guó)的1/2。工業(yè)鍋爐主要用于工廠動(dòng)力、建筑采暖等領(lǐng)域，每年耗原煤約4億噸。我國(guó)燃煤工業(yè)鍋爐效率低，污染重，節(jié)能潛力巨大。鍋爐設(shè)計(jì)效率為72% -80%, 平均運(yùn)行效率約60% _65%，平均運(yùn)行效率比國(guó)外先進(jìn)水平低15-20個(gè)百分點(diǎn)；每年排放煙 塵約200萬(wàn)噸，二氧化硫約600萬(wàn)噸，是僅次于火電廠的第二大煤煙型污染源。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種爐膛節(jié)能環(huán)保砌塊，用此砌塊來(lái)改造現(xiàn)有的耗煤量大、 浪費(fèi)能源、熱效率低、有害氣體排放超標(biāo)的鍋爐。上述的目的通過(guò)以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)
爐膛節(jié)能環(huán)保砌塊，其組成包括砌塊體，所述的砌塊體內(nèi)上部、中部、下部均開有 通孔，所述的通孔間相互錯(cuò)開，所述的砌塊體一個(gè)底邊角開有凹面。爐膛節(jié)能環(huán)保砌塊，所述的砌塊體中包括氧化鎂、氧化鈣、氧化鋁、碳酸鋇、氧化 釩、石墨、釩土，所述的氧化鎂的重量份數(shù)為8-16，所述的氧化鈣的重量份數(shù)為6-10，所述 的氧化鋁的重量份數(shù)為10-20，所述的碳酸鋇的重量份數(shù)為10-15， 所述的氧化釩的重量 份數(shù)為30-35，所述的石墨的重量份數(shù)為20-30，所述的釩土的重量份數(shù)為15-18。所述的爐膛節(jié)能環(huán)保砌塊，所述的氧化鎂的重量份數(shù)為8，所述的氧化鈣的重量份 數(shù)為6，所述的氧化鋁的重量份數(shù)為10，所述的碳酸鋇的重量份數(shù)為10，所述的氧化釩的重 量份數(shù)為30，所述的石墨的重量份數(shù)為20，所述的釩土的重量份數(shù)為15。所述的爐膛節(jié)能環(huán)保砌塊，所述的氧化鎂的重量份數(shù)為16，所述的氧化鈣的重量 份數(shù)為10，所述的氧化鋁的重量份數(shù)為20，所述的碳酸鋇的重量份數(shù)為15，所述的氧化釩 的重量份數(shù)為35，所述的石墨的重量份數(shù)為30，所述的釩土的重量份數(shù)為18。有益效果1.本發(fā)明的核心產(chǎn)品是爐膛節(jié)能環(huán)保砌塊。該產(chǎn)品是應(yīng)用多種特殊材料通過(guò)加溫 加壓模具固化而成的產(chǎn)品，通過(guò)使用本案品將燃燒技術(shù)與鍋爐改造工程技術(shù)相結(jié)合形成新 的爐體。本發(fā)明的產(chǎn)品具有高耐火度，使用溫度在1400°C至1700°C;高強(qiáng)度，在常溫下耐壓 強(qiáng)度在400mpa以上，功能穩(wěn)定，但也會(huì)因?yàn)槭褂脮r(shí)間逐年延長(zhǎng)而緩慢衰減，將它砌筑在爐 膛燃燒區(qū)、水冷壁管內(nèi)側(cè)或外側(cè)，發(fā)揮節(jié)能和環(huán)保兩項(xiàng)功能。2.本發(fā)明是具有許多相互連接的通氣孔洞的節(jié)能環(huán)保砌塊，安裝在爐膛水冷壁部 位，部分鍋爐排煙回送到砌塊中，通過(guò)砌塊下部的通氣孔洞對(duì)爐膛中的煙氣進(jìn)行抽吸混合， 同時(shí)加入適量水蒸汽，混合氣體通過(guò)高溫砌塊時(shí)，受到加熱、吸附、催化和磁化等作用，然后 從砌塊上部的通氣孔洞吹入爐膛，在爐膛與砌塊之間煙氣形成反復(fù)循環(huán)，多次燃燒。一方 面，加強(qiáng)爐膛流場(chǎng)的擾動(dòng)，強(qiáng)化燃燒，揮發(fā)分及懸浮顆粒充分燃盡；另一方面，有害氣體得到 凈化。通過(guò)利用本發(fā)明完成的三面送風(fēng)交叉給氧，實(shí)現(xiàn)鍋爐饋壓趨勢(shì)下的渦流燃燒，使傳統(tǒng) 的由下向上的給風(fēng)送氧燃燒方式，變成由上向下俯沖的燃燒狀態(tài)。三面交叉給風(fēng)送氧形成 渦流動(dòng)能，提高爐膛燃燒溫度至200度。多方供氧使燃燒產(chǎn)生的煙氣回流與空氣混合，循環(huán) 至爐膛內(nèi)燃燒。這種連續(xù)燃燒的形成過(guò)程，即為從分散到集中的高熱效應(yīng)，可使燃煤和有害 物質(zhì)充分燃盡在爐膛內(nèi)，實(shí)現(xiàn)充分燃燒，并達(dá)到了顯著的高效燃燒和潔凈排放的效果。通過(guò) 充分燃燒實(shí)現(xiàn)兩高兩少，即燃燒效率高、熱效率高、灰渣量少、煙氣量少。通過(guò)排煙系統(tǒng)中的 降溫降塵設(shè)施，可降低煙氣流速、降低煙氣溫度、實(shí)現(xiàn)潔凈排放，并且對(duì)空氣有凈化效果。3.本發(fā)明更新、替代低效鍋爐，采用新型高效鍋爐房系統(tǒng)更新、替代低效鍋爐，提 高鍋爐熱效率，針對(duì)現(xiàn)有鍋爐房主輔機(jī)不匹配、自動(dòng)化程度和系統(tǒng)效率低等問(wèn)題，集成現(xiàn)有 先進(jìn)技術(shù)，改造現(xiàn)有鍋爐房系統(tǒng)，提高鍋爐房整體運(yùn)行效率。本發(fā)明針對(duì)目前鍋爐用煤普遍 質(zhì)量低、煤質(zhì)不穩(wěn)定、與鍋爐不匹配、運(yùn)行效率低的問(wèn)題通過(guò)對(duì)爐膛側(cè)壁結(jié)構(gòu)的改造，這種 改進(jìn)主要針對(duì)工業(yè)燃煤鍋爐、窯爐的改造，可提高鍋爐熱效率，減少污染。本發(fā)明采用低壓 旋風(fēng)預(yù)熱分解系統(tǒng)、保溫耐用新型爐襯材料、高效燃燒器、高效熟料冷卻機(jī)、生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng) 控制與檢測(cè)系統(tǒng)等技術(shù)對(duì)現(xiàn)有窯爐進(jìn)行綜合節(jié)能改造。燃燒主要是碳、氫等可燃物的燃燒， 同時(shí)放出熱能。碳在燃燒氧化生成CO2的過(guò)程中，氧分子中氧原子之間的化學(xué)鍵斷裂、一個(gè) 碳原子和兩個(gè)氧原子之間化學(xué)鍵產(chǎn)生。煤的燃燒速度和燃燒效率與爐膛溫度、活性氧含量、爐膛燃燒區(qū)氧氣與燃煤的混合程度有關(guān)。本發(fā)明的爐膛節(jié)能環(huán)保砌塊中多種材料的表面吸 附和高效催化、磁化作用，使流經(jīng)砌塊的氣體中形成一定量的活性氧原子，降低了反應(yīng)活化 能，可以使燃燒速度和燃燒效率得到提高。因此，我們采用一系列技術(shù)手段對(duì)鍋爐進(jìn)行改 造，以提高燃煤的燃燒效率。4.本發(fā)明的爐膛節(jié)能環(huán)保砌塊有蓄熱功能，爐膛節(jié)能環(huán)保砌塊是蓄熱式高溫燃燒 技術(shù)(HTAC技術(shù))的核心部件，它蓄熱量大，導(dǎo)熱性好，是一種全新概念的燃燒技術(shù)，它把蓄 熱-放熱-蓄熱-放熱交替進(jìn)行，爐膛燃料層以上空間中的煙氣，循環(huán)經(jīng)過(guò)節(jié)能環(huán)保砌塊加 熱，從而實(shí)現(xiàn)高效燃燒。本發(fā)明的爐膛節(jié)能環(huán)保砌塊有熱輻射功能，爐膛節(jié)能環(huán)保砌塊把投 射來(lái)的輻射熱再輻射回爐膛，輻射率由原來(lái)的0. 35上升到0. 88，高溫輻射材料對(duì)燃煤層形 成強(qiáng)烈熱輻射，爐膛溫度提高，有效地改善了燃煤的著火和燃燒條件，改變了可燃物的神鍵 態(tài)和晶態(tài)，增強(qiáng)了 可燃物的反應(yīng)性，使煤燃燒的化學(xué)反應(yīng)加快，提高了鍋爐對(duì)煤質(zhì)變化的適 應(yīng)性，燃燒效率提高，使鍋爐升溫時(shí)間縮短。5.本發(fā)明的爐膛節(jié)能環(huán)保砌塊有呼吸和吸附功能，爐膛節(jié)能環(huán)保砌塊體有許多孔 洞，爐膛中的煙氣被吸入低位孔洞后上升，從高位孔洞排出，經(jīng)過(guò)催化，實(shí)現(xiàn)清潔燃燒，起到 呼吸作用。同時(shí)，爐膛節(jié)能環(huán)保砌塊表層有許多毛細(xì)孔道，它的比表面積大，在高溫環(huán)境下 吸氣性良好，毛細(xì)孔道把有害氣體吸附后，功能材料在高溫蒸汽和爐膛惰性氣體作用下，使 有害氣體so2被捕獲，轉(zhuǎn)化成固態(tài)微粒散落到灰渣中，減少了煙氣中的有害物質(zhì)。6.本發(fā)明的爐膛節(jié)能環(huán)保砌塊有合理配風(fēng)功能，通過(guò)將爐膛兩側(cè)的節(jié)能環(huán)保砌塊 孔洞通過(guò)錯(cuò)位配風(fēng)，水平流出的氣體在爐膛中會(huì)產(chǎn)生許多饒鉛垂軸旋轉(zhuǎn)的渦流，使?fàn)t膛的 煙氣旋轉(zhuǎn)上升，延長(zhǎng)了懸浮可燃物在爐膛的行程和停留時(shí)間，這對(duì)揮發(fā)分及懸浮小粒子的 充分燃燒有重要意義，對(duì)減少飛灰含碳量有明顯作用。7.根據(jù)清潔排放機(jī)理，燃煤在燃燒過(guò)程產(chǎn)生火焰和煙氣，煙是碳未完全燃燒的結(jié) 果，并產(chǎn)生二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物、伴隨著爐渣與煙塵排出。本發(fā)明將高溫蒸氣和回 流煙氣通過(guò)二次配風(fēng)形式流過(guò)爐膛節(jié)能環(huán)保砌塊孔洞時(shí)激發(fā)，產(chǎn)生一定量的活性氧進(jìn)入爐 膛，使燃煤得以充分燃燒。而本發(fā)明的爐膛節(jié)能環(huán)保砌塊的催化燃燒可使燃煤高效燃燒，大 大降低了爐渣中的未反應(yīng)碳含量和煙氣中一氧化碳的含量。燃煤以化學(xué)反應(yīng)方式發(fā)生燃 燒，其硫份也燃燒而生成二氧化硫，(Ee是爐膛孔磚內(nèi)相應(yīng)介質(zhì))。其S02在爐膛孔磚相應(yīng) 介質(zhì)(Ee)的作用下磁化燃燒，這一燃燒趨勢(shì)其反應(yīng)式為因硫的燃燒速度比碳快1066，所 以02+S = S02，H2S04 = (2H+) + (S042-)。同時(shí)S02在(DH)的作用下被鈣化成硫化鈣呈灰 渣沉落。其反應(yīng)式為CaS04 = Ca2++S042-(DH是爐膛孔磚內(nèi)相應(yīng)介質(zhì))。其他可燃物質(zhì)與 有害成分相應(yīng)被爐膛孔磚解析化合而燃燒，同時(shí)燃燒形成的煙氣與二氧化碳被爐膛孔磚再 吸附、再解析化合而燃燒、余渣沉落。鍋爐燃燒所排放的煙塵及有害物質(zhì)，由于受爐膛孔磚 吸附、解析、化合、還原而燃燒。并且這種吸附、解析、化合、還原的功能是循環(huán)往復(fù)，永不停 息的。所以，燃煤中不可燃燒的成分形成灰渣和微塵的數(shù)量也大大減少。不可再循環(huán)燃燒的 微量煙塵及有害物質(zhì)通過(guò)鍋爐后級(jí)排煙系統(tǒng)中的降溫降塵設(shè)施，降低煙氣流速，降低排煙 溫度而達(dá)到清潔排放。因此，本發(fā)明的爐膛節(jié)能環(huán)保砌塊吸附催化作用和活性氧充分燃燒 作用，使得燃煤充分燃燒，形成灰渣和微塵的數(shù)量減少。剩余的微量煙塵及少量有害氣體， 可通過(guò)鍋爐排煙系統(tǒng)的煙氣凈化裝置，實(shí)現(xiàn)二次脫硫和脫硝而達(dá)到清潔排放的目的。8.本發(fā)明的爐膛節(jié)能環(huán)保砌塊中的材料采用納米材料，爐膛節(jié)能環(huán)保砌塊中的納米材料具有半導(dǎo)體效應(yīng)，它激活材料表面的吸附氧和水分，產(chǎn)生活性氫氧自由基(H0_)和超 氧陰離子自由基(O2—)，從而轉(zhuǎn)化為具有安全化學(xué)性能的活性物質(zhì)，起到光催化降解煙氣中 有害物質(zhì)的作用。相同容量與用途的鍋爐各項(xiàng)指標(biāo)對(duì)比
9.本發(fā)明應(yīng)用多種特殊材料合成技術(shù)、煤燃燒技術(shù)與鍋爐改造工程技術(shù)相結(jié)合， 通過(guò)模具內(nèi)加溫加壓振動(dòng)固化而成，它功能穩(wěn)定。經(jīng)過(guò)在改造實(shí)踐中統(tǒng)計(jì)，全年運(yùn)行的鍋爐 使用壽命4—6年，半年運(yùn)行的鍋爐7—8年。把爐膛節(jié)能砌塊安裝在爐膛水冷壁旁，發(fā)揮 節(jié)能和環(huán)保兩項(xiàng)功能。10.本發(fā)明爐膛節(jié)能砌塊安裝使用特點(diǎn)


附圖1本產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)剖視圖。附圖2是附圖1的俯視圖。附圖3是附圖1的側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 爐膛節(jié)能環(huán)保砌塊，其組成包括砌塊體1，所述的砌塊體1內(nèi)上部、中部、下部均 開有通孔2，所述的砌塊體1 一個(gè)底邊角開有凹面3，所述的凹面位置無(wú)通孔，上排孔為吸附 孔，中排孔為放射孔，底排孔為吸入排放孔砌塊的成分是氧化鎂、氧化鈣、氧化鋁、碳酸鋇、 氧化釩、石墨、釩土，所述的氧化鎂的重量份數(shù)為8-16，所述的氧化鈣的重量份數(shù)為6-10， 所述的氧化鋁的重量份數(shù)為10-20，所述的碳酸鋇的重量份數(shù)為10-15，所述的氧化釩的 重量份數(shù)為30-35，所述的石墨的重量份數(shù)為20-30，所述的釩土的重量份數(shù)為15-18。 本發(fā)明還可以利用節(jié)能型隧道窯、內(nèi)燃燒磚節(jié)能、余熱利用節(jié)能型干燥、稀碼快燒、窯體改 造等多項(xiàng)成熟應(yīng)用的技術(shù)組合對(duì)落后的墻體材料窯爐進(jìn)行改造。實(shí)施例2 實(shí)施例1或2所述的爐膛節(jié)能環(huán)保砌塊，所述的氧化鎂的重量份數(shù)為8，實(shí)施例1或2所述的爐膛節(jié)能環(huán)保砌塊，所述的氧化鎂的重量份數(shù)為8，所述的氧 化鈣的重量份數(shù)為6，所述的氧化鋁的重量份數(shù)為10，所述的碳酸鋇的重量份數(shù)為10，所述 的氧化釩的重量份數(shù)為30，所述的石墨的重量份數(shù)為20，所述的釩土的重量份數(shù)為15。實(shí)施例3 實(shí)施例1或2所述的爐膛節(jié)能環(huán)保砌塊，所述的氧化鎂的重量份數(shù)為16，所述的氧 化鈣的重量份數(shù)為10，所述的氧化鋁的重量份數(shù)為20，所述的碳酸鋇的重量份數(shù)為15，所 述的氧化釩的重量份數(shù)為35，所述的石墨的重量份數(shù)為30，所述的釩土的重量份數(shù)為18。實(shí)施例4
權(quán)利要求
一種爐膛節(jié)能環(huán)保砌塊，其組成包括砌塊體，其特征是所述的砌塊體內(nèi)上部、中部、下部均開有通孔，所述的通孔間相互錯(cuò)開，所述的砌塊體一個(gè)底邊角開有凹面，所述的砌塊體的表層分布有毛細(xì)孔道。
2.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的爐膛節(jié)能環(huán)保砌塊，其特征是所述的砌塊體中包括氧化 鎂、氧化鈣、氧化鋁、碳酸鋇、氧化釩、石墨和釩土，所述的氧化鎂的重量份數(shù)為8-16，所述的 氧化鈣的重量份數(shù)為6-10，所述的氧化鋁的重量份數(shù)為10-20，所述的碳酸鋇的重量份 數(shù)為10-15，所述的氧化釩的重量份數(shù)為30-35，所述的石墨的重量份數(shù)為20-30，所述 的釩土的重量份數(shù)為15-18，所述的砌塊體材料為納米級(jí)材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的爐膛節(jié)能環(huán)保砌塊，其特征是所述的氧化鎂的重量份數(shù)為 8，所述的氧化鈣的重量份數(shù)為6，所述的氧化鋁的重量份數(shù)為10，所述的碳酸鋇的重量份 數(shù)為10，所述的氧化釩的重量份數(shù)為30，所述的石墨的重量份數(shù)為20，所述的釩土的重量 份數(shù)為15。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的爐膛節(jié)能環(huán)保砌塊，其特征是所述的氧化鎂的重量份數(shù)為 16，所述的氧化鈣的重量份數(shù)為10，所述的氧化鋁的重量份數(shù)為20，所述的碳酸鋇的重量 份數(shù)為15，所述的氧化釩的重量份數(shù)為35，所述的石墨的重量份數(shù)為30，所述的釩土的重 量份數(shù)為18。
全文摘要
爐膛節(jié)能環(huán)保砌塊。水、電、煤等能源是國(guó)計(jì)民生之必需，更是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的命脈。我國(guó)自建國(guó)以來(lái)，就積極地想方設(shè)法地解決這些問(wèn)題。尤其是改革開放以來(lái)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，對(duì)電力和熱能的需求大量增加，促使這些行業(yè)不斷飛速發(fā)展，以滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活的需要。爐膛節(jié)能環(huán)保砌塊，其組成包括砌塊體(1)，所述的砌塊體內(nèi)上部、中部、下部均開有通孔(2)，所述的砌塊體(1)一個(gè)底邊角開有凹面(3)，所述的通孔間相互錯(cuò)開，所述的凹面位置無(wú)通孔。本發(fā)明用于改造鍋爐。
文檔編號(hào)C04B35/66GK101839495SQ20101015761
公開日2010年9月22日 申請(qǐng)日期2010年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月28日
發(fā)明者關(guān)巍, 張海濤 申請(qǐng)人:哈爾濱舒躍節(jié)能減排工程技術(shù)股份有限公司