利用TRIZ方法提高炭化焚烧炉尾气燃烧比率

马典松+王丽

摘 要：由于炭化料尾气中含有焦油、粉尘及其它成分复杂的可燃气体，如果燃烧不充分，会导致焚烧室温度偏低，影响锅炉产气量，这里通过利用TRIZ方法对此问题進行深入地讨论。

关键词：TRIZ；炭化；燃烧

TRIZ不是单一的针对具体解决问题的方案，而是可提高人的逻辑思维能力的一门学科，它所强调的不是单一的某种理念的创新方法，而是重在培养我们学会如何举一反三，如何学习、运用以及创新出一个方法。比如TRIZ中提到的40种创新原理，每个原理都是一个思考方向，只要能够找出问题的关键词，就能找出对应的发明原理，然后根据发明原理再去深入的考虑解决方案，如此可以改变我们的思维模式。

一、定义系统

原始描述：该设备由炭化炉、焚烧室、配风系统、余热锅炉及引风系统组成，采用燃烧的方式将炭化料尾气中的粉尘、焦油及其它可燃气体充分燃烧，高温烟气再与余热锅炉进行换热，产生蒸汽。

工作原理：内热式炭化炉产生的部分烟气在炉头处燃烧，燃烧后的气体从炉头向炉尾方向流动，期间高温气体为炉体提供热量，进而将炭化料中的气体挥发出，挥发出的气体（主要包括焦油、粉尘及其它可燃气体）在焚烧炉内燃烧，高温气体再与余热锅炉进行换热产生蒸汽，最后尾气经引风系统排出。由于尾气燃烧不充分，导致焚烧室温度偏低，锅炉产气量偏低。

二、问题初始情境描述

SVOP描述

导料管输送成型条；成型条挥发出可燃气体；焚烧炉燃烧可燃气体；焚烧炉产生高温烟气；配风系统提供配风为焚烧炉；高温烟气加热余热锅炉；余热锅炉产生蒸汽；引风系统控制焚烧炉抽力；引风系统控制余热锅炉抽力；引风系统排出低温烟气。

三、主要缺点

成型条挥发出可燃气体量过大；可燃气体在焚烧炉内与空气接触面不够；配风系统为焚烧炉提供配风不当；引风系统控制焚烧炉抽力不够。

四、主要缺点在以下情况下出现

炭化炉瞬间加料量过大，导致尾气量过多，不能充分燃烧；焦油、粉尘较重，易沉淀，与空气接触面不够，从而不能充分燃烧；引风抽力控制过低时。

五、解决方案论证

通过计量装置控制炭化炉加料量，从而保持可燃气体的稳定性；通过控制引风抽力，使得焦油、粉尘不沉淀，如果依靠引风抽力无法解决，需要另加设备不让焦油、粉尘沉淀。

（一）功能分析。通过增加底部配风装置，改变配风方向得出：方案1：炉墙体侧面配风，改为炉底配风，同时配风管上焊接向上风管，运行中将积灰吹起，增加积灰与空气的接触面积。

（二）因果链分析。按照因果关系可得出系统存在以下问题：1、成型条入炉前筛分不干净；2、引风机抽力过小，使粉尘沉淀；3、焚烧炉配风方式不当；4、系统现有计量装置不准确；5、入炉料无计量装置。

（三）物场分析。通过详细的物场分析法可以得出以下方案：方案2：通过增加一台皮带秤控制加料量。在成型条入炉前增加一台皮带秤，根据炭化炉的实际产量控制入炉量。方案3：在导料管前增加一台振动给料机。在导料管前增加一台振动给料机，根据炭化炉的实际产量控制入炉量。方案4：通过增加一台直线振动筛先对成型条进行筛分。在成型条入炉前增加一台直线振动筛先对成型条进行筛分，控制成型条入炉质量。方案5：改变焚烧炉的配风点。将焚烧炉的侧面配风点移至积灰层，利用动力将积灰吹起，以增加积灰与空气的接触面积和接触时间，使得积灰能够充分燃烧。方案6：改变可燃气体的运动方式。将可燃气体由水平运动改成旋转运动，阻止粉尘沉淀。即焚烧室前增加旋 转装置，增加粉尘在空中运行时间，以增加积灰与空气的接触面积和接触时间 ，使得积灰能够充分燃烧。

（四）技术矛盾。通过技术矛盾得出以下方案：方案7：往焚烧炉内通入外加热源提高焚烧室温度，同时在通入热源时将底部积灰吹起，从而将积灰燃烧。方案8：将焚烧炉中未燃烧的积灰从沉降室分离出，再通过其它方式进行再燃烧。方案9：现有余热锅炉为坐地式，当焚烧炉内燃烧不干净影响锅炉换热效果时，需要在停炉情况下才能清理积灰，为保证生产正常又不允许经常停炉，如此长时间运行后积灰会堵死换热管，影响锅炉换热效果。将锅炉改为快装式锅炉，可在不停炉情况下进行清灰工作，改善锅炉运行效果。方案10：现有炉体配风方式是在引风机抽力作用下，靠负压往焚烧炉内配风，这种配风方式只能使得空气与可燃气体面接触，应在现有配风口处加装鼓风机往炉内配风，加大空气与可燃气体的接触面。

（五）物理矛盾。通过物理矛盾得出以下方案：方案11：在满足工艺需求的抽力条件下，利用车间的废弃物质如擦油布等对焚烧炉中沉积的粉尘进行焚烧，这样就无需将引风抽力控制的太大，同时还可充分利用废弃物质和粉尘的热量。

六、方案评价

根据现场实际情况，本文作者最终认为通过对方案1、2、4三个方案的结合使用，可以大幅改善焚烧炉尾气燃烧比率，提高余热锅炉锅炉换热效率，同时生产现场需要改进的地方不大，较易产生效益。

参考文献：

[1]刘训涛，曹贺，陈国晶.TRIZ理论及应用.北京出版社，2011.

[2]郭亚中，郑凯.TRIZ理论及应用简介.科技创新导报，2010.

[3]陈宏宇.TRIZ创新方法的应用推广对策研究.产业与科技论坛，2012.

作者简介：马典松（1983-），男，安徽人，2008年7月毕业于安徽理工大学，本科，现工作于神华宁夏煤业集团太西洗煤厂活性炭车间，主要从事活性炭生产技术研究、脱硫脱硝炭、尾气回收利用等研究管理。