具有改进的热回收率的热回收系统及利用该系统的热电联产系统

摘要

本发明提供一种具有改进的热回收率的热回收系统及利用该系统的热电联产系统，热回收系统包括多个燃烧设备，其中的每一个包括：燃烧容器，接收外部供应的燃烧空气，并且使容置于其中的燃料燃烧；供料单元，将燃料供应到燃烧室；燃气排出单元，设置于燃烧容器的上部，燃气排出单元的下部与燃烧容器的上部相通，通过燃气排出单元排出高温燃气，高温燃气是通过使从供料单元向燃烧容器供应的燃料燃烧产生的；集气室，与多个燃烧设备相连，将在多个燃烧设备中产生的高温燃气收集到一处；锅炉，接收在集气室中的高温燃气，并且通过热交换过程从所供应的燃气收集热量。本发明保证了装入燃烧室内部的固体燃料完全燃烧，减少了热量损失。

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有改进的热回收率的热回收系统，尤其涉及这样一 种热回收系统，即该热回收系统收集来自燃气的热量并且将所收集的热量 用作回收能源，其中，燃气是通过使燃烧室中的固体燃料等燃烧而生成 的；并且涉及一种使用该热回收系统的热电联产系统。

背景技术

通常，需要工业热水、高温蒸汽或气体的工业设施分别使用燃烧装置 生成热能，燃烧装置在燃烧容器中点燃燃料并且使燃料燃烧。另外，从经 济效率和资源再生的方面考虑，固体燃料正在广泛地用作在燃烧装置中使 用的燃料，例如，将废物变成燃料的垃圾衍生燃料(Refuse Derived Fuel， RDF)或将废弃的塑料废物变成燃料的垃圾塑料燃料(Refuse Plastic Fuel， RPF)。

然而，由于这些现有的燃烧设备利用了将大量的固体燃料放入燃烧容 器的底部并且使这些固体燃料燃烧的方法，因此这些固体燃料可能不完全 燃烧，因而造成固体燃料的浪费，且降低了热效率。另外，由于每次都会 生成大量的灰烬，因此不容易构建残留灰烬的自动处理，并且不方便将残 留的灰烬从燃烧容器的底部取出来。此外，如果固体燃料在燃烧容器的底 部已经完全燃烧，则应将新的固体燃料放入燃烧容器的底部然后再次点 燃，从而难以执行连续燃烧过程并且使热值不均。

另外，这些固体燃料会引起如下问题，即在燃烧期间排出污染环境的 大量气体或微粒，如灰尘、一氧化碳、烟灰、气态HCL、SOx、NOx和二 恶英(dioxin)。

为了解决这些问题，已开发出了图1所示的燃烧装置1000。根据现有 技术的集热燃烧装置1000使从燃料加料器3供应到燃烧容器1的固体燃料 燃烧，从而生成热燃气。这里，经由空气冷却室150、中间壁140的通道 140a、回转流供应室130和内壁120的通道120a将燃烧燃料所需的空气从 外部供应到燃烧室110。

在使用燃烧装置1000的现有的热回收系统的情况下，锅炉(未示出) 连接到燃烧装置1000，并且经由肘形燃气排气管4将燃烧室110中的燃料 燃烧而生成的高温燃气供应到锅炉，从而收集来自燃气的热量，进而产生 工艺蒸汽或热水。

然而，由于在现有的用于收集热量的热回收系统是将单个锅炉连接到 单个燃烧设备，所以难以获得大量的燃气。为了获得大量的燃气，燃烧设 备中的燃烧容器的尺寸需要很大，但是燃烧容器的尺寸的增大受到限制。 因此，难以获得高压蒸汽。

另外，在现有的热回收系统中使用的燃烧装置1000中所包含的燃气排 气管4由耐火壁形成，由于耐火壁持续接触高温热燃气，时间长了，燃气 排气管4可能会破裂。这样，燃气排气管4可能不能用太长时间就得再换 新的燃气排气管。另外，包含在燃气中的灰烬或微小颗粒可能会粘到耐火 壁上，因而不容易被移除。

另外，燃烧空气仅供应到已经装入燃烧室中的固体燃料的外部。相应 地，固体燃料的外部充分燃烧，但是其内部可能难以接触燃烧所需的空 气，因此可能不完全燃烧。这样就降低了燃烧效率。另外，燃烧室的内壁 持久地暴露于高温燃气之下，长期使用会变形或破裂，从而降低耐用性。

发明内容

为了解决现有技术的上述问题，本发明的一个目的是提供一种热回收 系统，其能够产生大量的高压蒸汽。

另外，本发明的另一个目的是提供一种热回收系统以及使用该热回收 系统的热电联产系统，该热回收系统保证装入燃烧室内部的固体燃料完全 燃烧，从而减少热量损失，提高热回收率，并且增强耐用性。

为了达到本发明的上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种具 有改进的热回收率的热回收系统，包括：

多个燃烧设备，所述多个燃烧设备中的每一个包括：燃烧容器，用于 接收由外部供应的燃气，并且使容置于所述燃烧容器中的燃料燃烧；供料 单元，将所述燃料供应到所述燃烧容器；以及燃气排出单元，设置于所述 燃烧容器的上部，所述燃气排出单元的下部与所述燃烧容器的上部相通， 从而通过所述燃气排出单元排出高温燃气，所述高温燃气是通过使从所述 供料单元向所述燃烧容器供应的燃料燃烧而产生的；

集气室，与所述多个燃烧设备相连，用于将在所述多个燃烧设备中产 生的高温燃气收集到一个地方；

以及锅炉，用于接收所述集气室收集到的高温燃气，并且通过热交换 过程从所供应的燃气收集热量。

优选但非必要的，在所述集气室中形成有出气口单元，燃气通过所述 出气口单元从所述多个燃烧设备进入所述锅炉，随着引入的燃气朝向所述 出气口单元移动，而且所述集气室的内部横截面积随着趋向于所述出气口 单元而逐渐变大，自所述多个燃烧设备引入的燃气增多，从而使得进入所 述集气室的燃气通过所述出气口单元流出。

优选但非必要的，所述多个燃烧设备布置为在所述集气室的周围彼此 面对，从而使所述燃气从所述集气室的两侧进入所述集气室，其中，所述 燃气从所述多个燃烧设备供应到所述集气室。

根据本发明的一个方面，提供一种包括蒸汽涡轮机和的电力发电机的 热电联产系统，其中，将所述热回收系统的锅炉中通过与燃气热交换而产 生的蒸汽供应给蒸汽涡轮机，电力发电机用于电力，从而获得蒸汽和电 力。

本发明提供了一种能够产生大量的高压蒸汽的热回收系统。

本发明提供了一种热回收系统以及使用该热回收系统的热电联产系 统，该热回收系统保证了装入燃烧室内部的固体燃料完全燃烧，从而减少 热量损失，提高热回收率，并且增强耐用性。

附图说明

根据参照附图更详细地描述本发明的优选实施例，本发明的上述与其 它的目的和优点将会变得更明显，其中：

图1示出根据现有技术的燃烧装置的示意图；

图2示出根据本发明第一实施例的具有改进的热回收率的热回收系统 的示意图；

图3是图2的侧视图；

图4示出图3的燃气排出单元与U形流动气体室的示意性平面图；

图5示出根据本发明的燃烧设备的剖视图；

图6示出图5的燃烧设备一侧的剖视图；

图7示出根据本发明的燃烧设备的供料单元的剖视图；

图8是根据本发明的热回收系统中的锅炉的纵向剖视图；

图9示出根据本发明第二实施例的热回收系统的平面图；

图10示出根据本发明的热电联产系统的示意性框图；

图11示出根据本发明的空气污染防止设备的示意性框图，该空气污染 防止设备净化热回收系统中的燃气；

图12示出图11的空气污染防止设备中的离心集尘器的示意图；

图13示出图11的空气污染防止设备中的半干式反应器的示意图；

图14示出图11的空气污染防止设备中的干式反应器的示意图；以及

图15示出图11的空气污染防止设备中的过滤集尘器的示意图。

具体实施方式

将参照附图(图2至图8)来描述根据本发明第一实施例的具有改进的 热回收率的热回收系统。

图2示出根据本发明第一实施例的具有改进的热回收率的热回收系统 的示意图。图3是图2的侧视图。图4示出图3的燃气排出单元与U形流 动气体室的示意性平面图。图5示出根据本发明的燃烧设备的剖视图。图6 示出图5的燃烧设备一侧的剖视图。图7示出根据本发明的燃烧设备的供 料单元的剖视图。图8是根据本发明的热回收系统中的锅炉的纵向剖视 图。

根据本发明第一实施例，具有改进的热回收率的热回收系统包括：多 个燃烧设备100；集气室60，将在多个燃烧设备100中产生的高温燃气收 集到一个地方；以及锅炉200，通过热交换过程收集来自燃气的热量。

每个燃烧设备100都使容置在该燃烧设备100中的燃料燃烧以排出高 温燃气，每个燃烧设备100都包括：燃烧容器10，具有使容置于其中的燃 料燃烧的燃烧室11；供料单元40，将燃料供应到燃烧室11；以及燃气排出 单元30，将燃烧容器10产生的燃气排出。

燃烧容器10形成为圆筒形，包含固体燃料并且使其中的固体燃料燃 烧。燃烧容器10包括：燃烧室11，被燃烧容器10的内壁12环绕，从而使 燃料燃烧；冷却室13，冷却燃烧容器10的内壁12；以及侧面燃烧空气供 应室15，形成在燃烧室11的侧表面，以便为燃烧室11供应来自外部 (outside)的燃烧所需的空气。

冷却室13起到使连续接触高温热燃气的内壁12降低温度的作用。如 图5和图6所示，冷却室13形成在燃烧容器10的内壁12与中间壁14之 间形成的空间中，其中，该中间壁14与内径向上变窄的圆筒形燃烧容器10 的内壁12的外侧之间有间隔。这里，冷却水流入的冷却水入口14a与冷却 水流出的冷却水出口14b形成在中间壁14的下侧与上侧。冷却水入口14a 在与圆筒形燃烧容器10的中间壁14相关的切线方向形成。另外，在冷却 室13中，螺旋形冷却水导向板13a设置在中间壁14的内侧，从而使得经 由冷却水入口14a进入的冷却水沿着冷却水导向板13a回转、上升，进而通 过形成在中间壁14上侧的冷却水出口14b排出。通过冷却水出口14b排出 的冷却水进入锅炉200，从而能够用于通过连接管(未示出)收集热量。

侧面燃烧空气供应室15形成于在燃烧容器10的中间壁14与外壁16 之间形成的空间中，该外壁16形成为与中间壁14的外侧之间有间隔。外 部供应的燃烧所需的空气从燃烧空气供应入口16a提供，燃烧空气供应入 口16a形成在外壁16的上侧。侧面燃烧空气供应室15的下部12a是敞开 的。燃烧空气供应入口16a在与圆筒形外壁16相关的切线方向形成。相应 地，通过燃烧空气供应入口16a供应的空气在侧面燃烧空气供应室15的内 部回转、向下，然后由经由侧面燃烧空气供应室15的敞开的下部12a被供 应到燃烧室11中。

另外，从上侧面供应燃烧空气的上侧燃烧空气供应室20形成在燃烧室 11的上圆周。上侧燃烧空气供应室20通过轮缘18与冷却室13和侧面燃烧 空气供应室15的上侧相结合，上侧燃烧空气供应室20包括：回转流供应 室23，形成在圆筒形上内壁22(环绕燃烧室11的上内侧)的外周，从而 将燃烧空气供应到燃烧室11的上内侧；以及预热室25，形成在回转流供应 室23的外周，以便于为回转流供应室23供应来自外部供应的燃烧空气。

回转流供应室23形成在上内壁22与上中间壁24之间形成的空间中， 上中间壁24与上内壁22的外侧之间有间隔；预热室25形成在上中间壁24 与上外壁26之间形成的空间中，上外壁26与上中间壁24的外侧之间有间 隔。上侧空气供应入口26a形成在上外壁26的下部，位于与上外壁26相 关的切线方向，空气通道24a形成在上中间壁24的上端(upper end)，从而 使得由外部供应的燃烧空气回转并被供应到预热室25中。进入预热室25 的燃气在该预热室25中回转、上升，然后经由形成在上中间壁24的上端 的空气通道24a从回转流供应室23的上部向其下部移动，进而经由在上内 壁22的下端形成的燃烧空气供应通道22a被供应到燃烧室11的上部。燃 烧空气由上侧燃烧空气供应单元在沿着圆筒形回转流供应室23的圆周的任 意点处以相对于中心方向以大约10度至60度的角度供应，使得间接供应 给燃气的空气是确定的，进而减少由于不完全燃烧而引起的污染。

燃烧容器10的上部是敞开的，以便于排放高温热燃气，并且将通过燃 气排出管30、U形流动气体室50和集气室60排出的热燃气引入锅炉 200，从而收集热量。锅炉收集来自热燃气的热量，从而获得高温热蒸汽。 这里，从冷却水出口14b排出的冷却水被引入锅炉200，然后使用燃气的热 量将冷却水转化成蒸汽。

同时，在燃烧容器10的下边缘处形成灰烬排放口19，从而将燃烧后的 固体燃料的灰烬排出。

另外，在燃烧室11的下部安装可旋转的旋转式炉篦(grate)17(篦子 是用于在其顶面中装入固体燃料的板)。旋转式炉篦17被制成圆盘状，起 到使装入其顶面的固体燃料燃烧的作用。旋转式炉篦17从中心向下倾斜到 其外侧拐点，然后从外侧拐点向上倾斜到最外侧。因此，旋转式炉篦17的 侧横截面为V形。在旋转式炉篦17的中心形成用于为旋转式炉篦17供应 固体燃料的供料单元40。

如图7所示，在燃烧容器10下部中心垂直形成供料单元40，在供料单 元40的下部的一侧形成燃料入口44。另外，在供料单元40中设置燃料供 应管41，从而通过垂直传送螺杆单元42将固体燃料供应到燃烧室11中。 另外，直径大于燃料供应管41且以同心圆形式形成的下部燃烧空气供应管 43形成在燃料供应管41的外侧，其中，下部燃烧空气供应管43通过空气 供应单元45(如环形鼓风机)从燃烧室11的下部将燃烧空气供应到燃烧室 11的内部。

从燃料供应管41突出伸入燃烧室11中的供料单元40的上端部包括： 直径扩大部41a，其直径朝向上方逐渐增长(变大)；以及斜面导向部 41b，从直径扩大部41a的末端部分向下弯曲并且倾斜形成。相应地，经由 突出伸入燃烧室11的直径扩大部41a和斜面导向部41b，固体燃料被稳定 地供应到旋转式炉篦17。在直径扩大部41a的圆周形成有多个空气供应嘴 (air feed nozzles)41c，从而将下部燃烧空气供应管43供应的燃烧空气引 入燃烧室11。

另外，从下部燃烧空气供应管43突出伸入燃烧室11中的供料单元40 的上端部包括：空气供应直径扩大部43a，其直径朝向上方逐渐增长并且位 于燃料供应管41的直径扩大部41a的下侧，并且通过燃料供应管41的斜 面导向部41b使空气供应直径扩大部43a的上端关闭。这样，通过下部燃 烧空气供应管43供应的燃烧空气由空气供应直径扩大部43a引导，然后通 过多个空气供应嘴41c被供应到燃料的底部，其中，多个空气供应嘴41c形 成于在燃料供应管41的上侧的直径扩大部41a处。

同时，可以在燃料供应管41的下部的另一侧设置空气供应单元(如环 形鼓风机)，从而能够通过该燃料供应管41供应燃烧空气，以防止在燃烧 室11中燃烧的固体燃料回落成(reversed into)存于燃料供应管41中的固 体燃料。

根据上述配置，固体燃料通过燃料供应管41被供应到旋转式炉篦17 的上表面的中心，并且燃烧空气通过在燃料供应管41的直径扩大部41a处 形成的空气供应嘴41c被直接供应到固体燃料的底部。

在燃料供应管41中形成从而将燃料传送到燃烧室11中的传送螺杆单 元42包括螺杆轴42d和在螺杆轴42d上形成的螺旋形螺杆叶片42e。传送 螺杆单元42通过马达(未示出)旋转并且传输燃料。另外，螺杆轴42d的 上部42a延伸到燃料供应管41的外面，并且突出伸入到燃烧室11中。通 过燃料供应管41将燃料径向地供应到燃烧室11中的径向燃料供应元件42b 形成在突出的螺杆轴42d的上部42a。

径向燃料供应元件42b与螺杆轴42d的轴向正交，并突出形成，与螺 杆一起旋转，从而将通过燃料供应管41上升的燃料径向供应到燃烧室11 中。如前所述，持续地将从燃料供应管41供应的固体燃料径向地供应到燃 烧室11中，因而能够防止渣块堵住空气供应嘴41c。

另外，燃料高度控制支架42c与螺杆轴42d的轴向正交，并突出形 成，安装在突出伸入燃烧室11中的螺杆轴42d的上部42a的端部。如图7 所示，燃料高度控制支架42c具有圆锥形上部，其结构是，其下表面相对 于螺杆轴42d的轴向被阻挡，从而使得燃料不是持续向上移动而是被向外 推动。因此，能够恰当地控制装入燃烧室11中的直径扩大部41a和燃烧篦 17的上部上的燃料的高度，因而保证燃料的理想燃烧。

同时，如图3和图4所示，将燃气排出单元30安装到燃烧容器10的 上部，并且形成为中空形状。通过使燃烧室11中的固体燃料燃烧而产生的 高温燃气通过燃气排出单元30进入U形流动气体室50。燃气排出单元30 的下部与燃烧容器10的上部相通，并且燃气排出单元30的侧面的一侧与 U形流动气体室50相通。侧壁32和上壁33中形成锯齿状的水管34，侧壁 32和上壁33构成壁主体31(形成燃气排出单元30的主体)并且侧壁32 和上壁33彼此连接。如图2所示，水通过运水管线76从水箱75进入燃气 排出单元30的水管34中。由于壁主体31被燃气加热，所以在燃气排出单 元30的水管34中循环的水变成蒸汽。通过蒸汽线71将蒸汽收集到蒸汽鼓 室70中，然后蒸汽鼓室70收集的蒸汽连同锅炉200中产生的蒸汽一起提 供给工业设施。优选地，燃气排出单元30的主体由钢材料制成。在本发明 如图4所示的实例中，水管34埋在壁主体31内，但是水管34也可以设置 在壁主体31外。

通过这种配置，虽然燃气排出单元30持续接触高温燃气，但是燃气排 除单元30的温度能够通过位于燃气排出单元30的主体内的水管34得以降 低，因而提高了燃气排出单元30的耐用性，并且水在水管34中循环时产 生的蒸汽被提供给工业设施，从而提高了蒸汽产出量。另外，燃气排出单 元30的主体由钢材料制成，与由耐火壁主体形成的现有的燃气排出单元相 比，由于材料的差异，能够大大地减少燃气中的灰烬或有限粒子的附着。

U形流动气体室50安装在燃气排出单元30与集气室60之间，从而能 够经由U形流动气体室50将从燃气排出单元30引入的燃气收集到集气室 60中。U形流动气体室50形成为中空形状。进气口57形成在U形流动气 体室50的左侧，出气口58形成在U形流动气体室50的上部一侧，燃气通 过进气口57从燃气排出单元30进入，通过出气口58排出到集气室60。另 外，在壁主体51中形成有排列成锯齿状的水管54，壁主体51形成U形流 动气体室50的主体。水通过运水管线76从水箱75进入U形流动气体室 50的水管54。由于壁主体51被燃气加热，所以在U形流动气体室50的水 管54中循环的水变成蒸汽。通过蒸汽线71将蒸汽收集到蒸汽鼓室70中， 然后蒸汽鼓室70收集的蒸汽连同锅炉200中产生的蒸汽一起提供给工业设 施。在本发明的该实例中，水管54埋在壁主体51内，但是水管54也可以 设置在壁主体51外。

另外，U形流动气体室50包括：灰烬收集器56和灰烬传送管56a，灰 烬收集器56位于U形流动气体室50下端，以便于收集包含在经过U形流 动气体室50的燃气中的灰烬，灰烬传送管56a将灰烬收集器56所收集的 灰烬送走。灰烬传送螺杆56b安装在灰烬传送管56a内。U形流动气体室 50还包括U形流动导向板59，其从U形流动气体室50的顶部向下延伸， 从而易于排出在经过U形流动气体室50的内部燃气中包含的灰烬。

另外，倾斜部51a形成在U形流动气体室50下部的前面，以易于将包 含在燃气中的灰烬收集到灰烬收集器56中。这样，燃料在燃烧室11中燃 烧之后产生的大多数灰烬都通过燃烧室11中的灰烬排放口19排出，而在 燃气中残留的少数灰烬可以通过U形流动气体室50的灰烬收集器56排 出。这样，能够减少进入锅炉200中的污染物(例如包含在燃气中的灰 烬)的数量。

集气室60连接到多个燃烧设备100的U形流动气体室50，并且将多 个燃烧设备100中产生的高温燃气收集到一个地方供应给锅炉200。

与附接到每个燃烧设备100的U形流动气体室50的气体排出单元58 相连接的多个进气口单元61呈直线地形成在集气室60的下部，从而燃烧 设备100在集气室60的长度方向以直线排列。

另外，将所收集的燃气供应给锅炉200的出气口单元62形成在集气室 60的一侧。随着引入的燃气朝向锅炉200移动，且集气室60的内部横截面 积随着其趋向出气口单元62而逐渐变大，在集气室60中自多个燃烧设备 100引入的燃气增多，这样，进入集气室60的燃气经由出气口单元62进入 锅炉200。

采用与燃气排出单元30相同的方式，在形成集气室60的壁主体63中 将水管64设置成锯齿状。水通过运水管线76从水箱75进入集气室60的 水管64中，水在集气室60的水管64中循环并且变成蒸汽。通过蒸汽线71 将蒸汽收集到蒸汽鼓室70中，然后蒸汽鼓室70收集的蒸汽连同锅炉200 中产生的蒸汽一起提供给工业设施。通过这种配置，水在水管64中循环， 集气室60的温度得以降低，因而提高了集气室60的耐用性，并且水在水 管64中循环时所产生的蒸汽提供给工业设施，从而提高了水蒸气的产出 量。

在现有的热回收系统中，为单个锅炉配备单个燃烧设备来收集热量， 难以获得大量的燃气。为了获得大量的燃气，应当使燃烧设备中的燃烧容 器的尺寸很大。但是，燃烧容器的尺寸的增加受限于燃烧设备的结构稳定 性。因此，在现有的热回收系统中，难以获得高压蒸汽。但是，如上所 示，本发明已经解决了上述问题。另外，将本发明与现有技术相比，为了 获得大量高压的燃气以产生蒸汽，现有技术的热回收系统包括装配有各自 的锅炉的多个燃烧设备，而本发明的热回收系统将由多个燃烧设备100所 产生的燃气收集到集气室60中，然后将收集的燃气供应给锅炉200。即， 本发明的热回收系统仅有一个锅炉。因此，本发明具有减少制造成本与并 能供应高压蒸汽的优点。

锅炉200是一种水管锅炉，为了收集来自燃气的热量，水管201内置 于热燃气经过的锅炉的内部。如图8所示，从下侧水鼓室204供应的水通 过水管201上升，从而收集来自热燃气的热。然后，将水变成蒸汽，收集 到蒸汽鼓室205。在本发明中使用水管锅炉，也可以使用烟管锅炉。

图9示出根据本发明第二实施例的热回收系统的平面图。以下将描述 根据本发明第一实施例与第二实施例的热回收系统之间的差异。

在本发明的第一实施例中，四个燃烧设备100相对于集气室60连成直 线，但是四个燃烧设备100布置为与集气室60相对的一侧两两相对。因 而，根据本实施例，多个燃烧设备100安装为彼此面对，从而将燃气引入 集气室60的两侧。因此，有利地，本发明第二实施例的集气室60的长度 可以做的比本发明第一实施例的短。由于本发明第二实施例的其他配置与 效果与本发明第一实施例相同，所以这里省略其详细描述。

另外，根据本发明的热回收系统包括空气污染防止设备，在从锅炉200 的高温燃气中收集热量后，该设备将待排出到外部的燃气净化。

如图11至图15所示，空气污染防止设备包括：离心集尘器300、半干 式反应器400、干式反应器500和过滤集尘器600。

图11示出根据本发明的空气污染防止设备的示意性框图，该空气污染 防止设备净化热回收系统中的燃气。图12示出图11的空气污染防止设备 中的离心集尘器的示意图。图13示出图11的空气污染防止设备中的半干 式反应器的示意图。图14示出图11的空气污染防止设备中的干式反应器 的示意图。图15示出图11的空气污染防止设备中的过滤集尘器的示意 图。

离心集尘器300所起的作用是，初步移除从锅炉200进入的燃气中的 灰尘颗粒。离心集尘器300的内部通过横向壁303被分隔成上室307与下 室308。在下室308中，燃气入口301仅形成在横向壁303下面，燃气通过 燃气入口301进入。多个离心分离容器302相互连接，每个离心分离容器 302位于连接燃气入口301的内圆周表面的切线方向。在横向壁303上形成 导管304，导管304从离心分离容器302的内部沿长度方向向下形成。燃气 通过燃气出口305流出，该燃气出口305形成在上室307的一侧，位于横 向壁303上侧。离心集尘器300的下部形成随着其趋于下端而变窄的内部 形状，从而能够易于收集和排出颗粒。在离心集尘器300的下端设置用于 排放从离心分离容器302排出的污染物的排放阀306。

通过离心集尘器300的这种配置，从锅炉200通过燃气入口301而进 入的燃气旋转并且下降。由于离心力，包含在燃气中的颗粒沿着离心分离 容器302的内壁旋转，然后由于颗粒重量，颗粒收集到离心分离容器的下 部。如上所示，初步移除颗粒后的燃气通过导管304传送到上室307，然后 通过燃气出口305排出。

半干式反应器400起到移除燃气中有害酸性气体(例如氯化氢(HCl)与 氧化硫(SOx))的作用，并且形成为中空形状。燃气通过燃气入口401从离 心集尘器300进入，该燃气入口401形成在半干式反应器400的上端。为 半干式反应器400的内部供应液体熟石灰的液体熟石灰供应单元402形成 在半干式反应器400外周表面的上部的一侧。另外，与液体熟石灰供应单 元402连接的喷嘴403安装在半干式反应器400的内部的上侧，燃气出口 405形成在半干式反应器400下部的一侧，在已将燃气引入半干式反应器 400的内部的情况下，被液体熟石灰移除了有害酸性气体的燃气从燃气出口 405排出。在半干式反应器400下端设置排放阀404，该排放阀404用于排 出已经与燃气反应的石灰。

通过这种半干式反应器400的配置，已经供应到半干式反应器400内 的燃气与液体熟石灰反应。相应地，有害酸性气体被移除，然后燃气通过 燃气出口405排出。换言之，半干式反应器400起到通过液体熟石灰从燃 气中移除有害酸性气体的作用，并且同时降低燃气的温度。

干式反应器500所起的作用是，在与半干式反应器400中的液体熟石 灰反应的同时，移除燃气中的二恶英并同时移除包含在燃气中的湿汽。干 式反应器500具有如下结构：左部502、中心部503和右部506，沿着燃气 的传输方向依序彼此连通。燃气通过燃气入口501进入，该燃气入口501 形成在左部502的左端。沿着燃气的传输方向，左部502的内部横截面积 随着其趋于右侧而逐渐变小，并与中心部503保持一致。然后，右部506 的内部横截面积再次逐渐变大。燃气通过燃气出口507排出，该燃气出口 507形成在右部506的右端。

另外，在中心部503设置有活性炭供应单元504和生石灰粉末供应单 元505，活性炭供应单元504将活性炭供应到干式反应器500的内部，生石 灰粉末供应单元505将生石灰粉末供应到干式反应器500的内部。由于中 心部503的横截面积小于邻部的横截面积，所以中心部503的内部压力比 邻部。因此，能够从活性炭供应单元504和生石灰粉末供应单元505将活 性炭和生石灰粉末吸入压力低的中心部503的内部。这样，更容易将活性 炭和生石灰粉末供应到中心部503。

采用干式反应器500的这种配置，通过活性炭供应单元504供应的活 性炭，从供应到干式反应器500内部的燃气中吸收并移除二恶英。为了防 止稍后描述的过滤集尘器600中的袋式过滤器604被湿汽堵住，通过从生 石灰粉末供应单元505供应的生石灰粉末吸收并移除湿汽，移除湿汽后的 燃气通过燃气出口507排出。

过滤集尘器600所起的作用是，在将燃气排入大气中之前，移除在燃 气中最后残留的灰尘污染物。过滤集尘器600的内部形成为中空形状。过 滤集尘器600的内部空间通过分隔壁601而分隔成上室603与下室602。在 分隔壁601的下表面上彼此平行设置多个袋式过滤器604。与袋式过滤器 604的上开口部相通的文丘里管(Venturi tube)605安装在分隔壁601的上 表面。另外，燃气通过燃气入口606进入，该燃气入口606形成在下室602 的一侧；燃气通过燃气出口607排出，该燃气出口607形成在上室603的 一侧。

另外，通过电磁阀609控制压缩空气供应的压缩空气供应单元608安 装在上室603的外面，压缩空气喷管610设置在上室603的内侧，压缩空 气喷管610连接到压缩空气供应单元608。另外，面向文丘里管605的多个 喷嘴611形成在压缩空气喷管610上。

通过过滤集尘器600的这种配置，通过燃气入口606从干式反应器500 进入的燃气中残留的颗粒在袋式过滤器中被收集，过滤后的燃气通过燃气 出口607，由引风机(introduced draft fan)700强制吸入。然后，燃气通 过烟囱800排放。另外，在袋式过滤器604中收集的污染物应当在一定时 间内移除。压缩空气由电磁阀609控制，并且被从压缩空气供应单元608 供应到压缩空气喷管610，然后通过喷嘴611被供应到位于文丘里管605的 下侧的袋式过滤器604。移除在袋式过滤器604中收集的污染物，从袋式过 滤器604移除的污染物然后通过排放阀612排出到外部，排放阀612安装 在过滤集尘器600的下端的底部。

同时，除了热回收系统的前述配置之外，根据本发明的热电联产系统 还包括：蒸汽涡轮机250，以及与该蒸汽涡轮机250相连的电力发电机 260。图10示出根据本发明的热电联产系统的示意性框图。

蒸汽涡轮机250接收在锅炉产生的全部或部分高压蒸汽，并且使涡轮 机叶片旋转，从而获得机械能。电力发电机260利用机械能发电。由于可 以将现有的蒸汽涡轮机与发电机应用于蒸汽涡轮机250和电力发电机260 中，所以将省略其详细描述。

参照图10，下面将描述根据本发明的热电联产系统。在锅炉200中产 生的一部分高压蒸汽通过蒸汽涡轮机250来发电，并且高压蒸汽变成低压 蒸汽。

因而，通过根据本发明的热电联产系统的这种配置，通过蒸汽涡轮机 250使用一部分高压蒸汽来发电，然后将高压蒸汽变成低压蒸汽。这样，能 够将电与高压和低压蒸汽一起应用于应用热电联产系统的工厂或工业设 施。

下文中，将描述如上结构的根据本发明实施例的具有改进的热回收率 的热回收系统的操作过程。

首先，通过安装在燃料供应管41中的传送螺杆42，从燃料加料器(未 示出)将一定量的固体燃料供应到燃烧室11。形成在突出伸入燃烧室11的 螺杆轴42d的上部42a的径向燃料供应元件42b，持续径向地将一定量的燃 料供应到燃烧室11中，燃料与螺杆轴42d一起旋转进而上升。通过这种配 置，供料单元40使颗粒小而轻的燃料上升，通过由空气供应嘴41c供应的 燃烧空气使燃料燃烧，并且通过燃料供应元件42b将颗粒相对大而重的颗 粒持续径向地供应到燃烧室11中燃料供应管41附近的地方，从而防止渣 块堵住空气供应嘴41c。因此，本发明能够解决现有的持续将不完全燃烧的 燃料堆积到燃料供应管的上部的问题，从而使得燃料以很小的面积接触燃 烧空气，并且防止从燃料供应管留下而没有排出燃料供应管的燃料生成渣 块妨碍燃料燃烧。

如上所述，通过预热燃烧器(未示出)和点火燃烧器(未示出)预热 并点燃供应到燃烧室11中的固体燃料，使其燃烧。供应到旋转式炉篦17 的上侧的固体燃料燃烧，由于燃料持续供应，随着时间的推移，燃料移动 到旋转式炉篦17的边缘。随着固体燃料的燃烧，燃料的一部分变成液态， 液态燃料在V形沟部停留并燃烧，V形沟部的横截面与旋转式炉篦17相 同。因此，能够解决如下问题：即在旋转式炉篦的横截面仅沿一个方向倾 斜形成的情况下，在执行燃烧过程期间已产生的液态燃料会流下的问题。 另外，在旋转式炉篦17旋转期间，随着燃料的燃烧而产生的灰烬通过位于 旋转式炉篦17边缘的灰烬排放口19排出。

同时，当在燃烧室11中使固体燃料燃烧时，冷却水通过冷却室13的 冷却水入口14a(形成在燃烧室11的内壁12的外周处)进入冷却室13， 进入的冷却水通过冷却水导向板13a旋转并上升，从而使内壁12冷却，然 后冷却水通过冷却水出口14b排出。然后，经由连接管(未示出)，从冷 却室13排出的冷却水进入锅炉200中，从而通过热交换过程从热燃气收集 热量。如上所述，根据本发明的燃烧设备包括在燃烧室11的内壁12的外 周处形成的冷却室13，从而防止由于燃烧室11的内壁12的温度过度上升 而引起的耐用性降低。另外，根据本发明的燃烧装置，冷却室13的内壁12 通过热交换过程预热冷却水，然后再将其引入锅炉200中，从而从通过根 据本发明的燃烧设备生成的热燃气中收集热量，并且因而防止由于变形、 磨损或裂缝(可能出现在持续暴露于热燃气下的燃烧室11的内壁12处) 而引起的耐用性降低，同时避免不必要的热量损失，进而提高热效率。

另外，通过侧面燃烧空气供应室15、上侧燃烧空气供应室20和下侧燃 气供应管43，将固体燃料燃烧所需的燃烧空气从外部供应到燃烧室11。首 先，通过空气供应入口16a供应的燃烧空气回转并在侧面燃烧空气供应室 15中向下流，通过侧面燃烧空气供应室15的敞开的下部12a被供应到燃烧 室11，其中，空气供应入口16a在与圆筒形燃烧容器10的外壁16的上部 相关的切线方向形成。因而，在侧面燃烧空气供应室15中能够提供燃烧空 气，燃烧空气同时回转，侧面燃烧空气供应室15形成在燃气室11的侧面 向表面处。这样，与相对于燃料沿直线方向供应燃烧空气的情况相比，虽 然燃烧室11很小，但是燃烧空气能够直接与大部分燃料接触，从而降低了 制造成本，提高了热效率。

另外，燃烧空气通过上侧空气供应入口26a供应到预热室25中，供应 到预热室25的燃烧空气移向预热室25的上部，然后又通过上中间壁24的 空气通道24a再次供应到回转流供应室23，其中，上侧空气供应入口26a 以圆筒形燃烧容器10的外壁26的切线方向形成在上侧燃烧空气供应室20 中。供应到回转流供应室23的燃烧空气从回转流供应室23的上部移动到 其下部，然后在回转的同时，通过上内壁22中形成的燃烧空气供应通道 22a，从燃烧室11的上部的侧面表面供应到燃烧室11的内部。因而，外部 空气移动到上侧燃烧空气供应室20中的预热室25的上部，然后再移动到 回转流供应室23的下部。这样，由于外部空气的移动距离变长了，在回转 流供应室23中能够获得更有效的预热效果，同时，预热室25能够执行回 转流供应室23与外部的隔热功能。另外，由侧面燃烧空气供应室15供应 的燃烧空气起到的作用是使装在燃烧篦17上的固体燃料直接燃烧，由上侧 燃烧空气供应室20供应的燃烧空气起到的作用是燃烧那些产生于还没有完 全燃烧的固体燃料并且上升的不完全燃烧物质，从而希望达到固体燃料的 理想燃烧。

下面，将描述通过下部燃烧空气供应管43注入燃烧空气的方法。通过 在燃料供应管41的直径扩大部41a形成的空气供应嘴41c，形成于燃料供 应管41的外侧的下部燃烧空气供应管43供应的燃烧空气供应到燃烧室11 中，进而供应到已装入燃烧室11中的固体燃料的下部。相应地，装入燃烧 室11中的固体燃料的外部以及固体燃料的下部与内部也平稳地燃烧，从而 提高热效率。

同时，通过燃烧室11中的固体燃料燃烧而生成的高温热燃气通过敞开 的燃烧室11的上部进入燃气排出单元30中，然后进入U形流动气体室50 中。

这里，水管34内置于构成燃气排出单元30的主体的壁主体31的内 部。相应地，水在水管34中循环，从而使壁主体31的温度冷却。同时， 水循环的同时被热燃气加热，然后变成蒸汽。蒸汽被收集到蒸汽鼓室70 中，从而有效提高热回收率。

另外，通过U形流动导向板59，进入U形流动气体室50的燃气流变 成U形流，并且有限粒子(例如包含在燃气中的灰烬)通过U形流动导向 板59下落。因此，更好地将灰烬移除到灰烬收集器56中。

另外，虽然燃料燃烧期间产生的大部分灰烬能够通过燃烧室11的灰烬 排放口19排出，但是燃气中残留的小尺寸的灰烬能够通过U形流动气体室 50的灰烬收集器56排出。这样，能够减少进入锅炉200中的污染物的数 量，例如包含在燃气中的灰烬。如上所述，由于在本发明中设置了U形流 动气体室50，所以能够在将高温热燃气供应到锅炉200之前，移除待进入 锅炉200的灰烬。这样，能够防止渣块进入锅炉200的管中，从而能够实 现锅炉200的长时间运转，而且便于清洗、维护和管理锅炉200。另外，由 于冷却水在U形流动气体室50的水管54中循环，所以可降低U形流动气 体室50的主体51的温度。同时，冷却水循环的同时被热燃气加热，然后 变成蒸汽。这些蒸汽被收集到蒸汽鼓室70中，从而提高热回收率。

将经过U形流动气体室50的燃气全部收集到集气室60中，然后将其 供应给锅炉200。根据现有技术，为了获得大量的燃气，需要设置有各自的 锅炉的多个燃烧设备。即，根据现有技术需要多个锅炉来产生蒸汽。但 是，根据本发明，将多个燃烧设备100生成的燃气收集到一个地方，即集 气室60，然后将其供应到锅炉200。也就是说，根据本发明仅需要单个锅 炉来产生蒸汽，从而减少了制造成本，并能提供高压蒸汽。

通过水在水管201中流动的热交换过程，锅炉200从由集气室60进入 的热燃气收集热量，从而产生高压蒸汽。然后，从锅炉200排出的燃气在 上述空气污染防止设备中净化，然后排放到大气中。

同时，将部分由锅炉200产生的高压蒸汽用于能发电的热电联产系 统。因此，生成的电力以及高压蒸汽供应给了工业设施。这样，使用热电 联产系统为工业设施供应电与蒸汽，从而不需要使用任何外部的电力，而 是消耗在热电联产系统自身生成的电力，并且为了制造产品能够同时使用 高压蒸汽和低压蒸汽。另外，根据本发明，根据工业设施的运行时能源的 价格波动来控制蒸汽产量与电产量。因此，本发明的一个优点就是，使用 热回收系统及利用该热回收系统的热电联产系统，能够以最小的能源成本 为工业设施提供最大的生产效率。

如上所述，虽然本发明已参照有限实施例和附图进行了详细描述，但 是本发明不限于此。换言之，已参照利用固体燃料的实例描述了根据本发 明优选实施例的燃烧设备。但是，根据本发明的燃烧设备不限于使用固体 燃料的实例，而是也能够应用于利用气体燃料或液体燃料的实例。很明 显，对于本领域技术人员而言，在与本发明相同的技术精神之内，可以有 多种修改与改变。当然，这些修改与改变属于如下随附的权利要求。