[發明專利]微負壓黑液氣化爐

有效

• 申請號: 201410061663.4
• 申請日: 2014-02-24
• 公開（公告）號: CN103879962A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: 農光再;陳溢一;鄧卓;李世強
• 申請（專利權）人: 廣西大學
• 主分類號: C01B3/36
• 分類號: C01B3/36
• 代理公司: 廣西南寧匯博專利代理有限公司 45114
• 代理人: 朱萍球

技術領域

本發明屬于制漿造紙技術領域，涉及制漿過程產生的黑液處理裝置，具體來說涉及一種微負壓黑液氣化爐。

背景技術

制漿過程產生的黑液中含有大量的生物質，其總熱值約為13.4kJ/g—15.6kJ/g，是一種可利用資源。黑液的傳統處理方法是將蒸發濃縮后的黑液于堿回收爐中燃燒，然后利用或處理掉燃燒得到的各種產物。這種處理方法的污染嚴重，熱能的回收率也低。黑液氣化技術是一種新型技術，該技術是在高溫條件下，經過一系列化學反應，是黑液轉化為含有CO和H₂為主要有效成分的可燃性混合氣體，繼而以其中的CO和H₂為原料，進一步合成甲醇和二甲醚等精制液體燃料，或者引入燃氣渦輪機燃燒發電；最終提高了黑液的能源利用效率。

黑液氣化技術具有巨大的發展潛力，但在世界范圍內還沒有得到推廣應用。目前在世界范圍內還沒有工業化應用的黑液氣化爐在市面上出售，黑液氣化爐是該技術發展的主要技術障礙。在黑液氣化爐中，具有高速運動的噴射流和熱氣流，爐內溫度達1000℃-1200℃。爐內發生水分蒸發、生物質裂解、氧化燃燒反應，產生可燃性燃氣及堿性無機物。由于可燃性燃氣有可能與氧氣混合而發生燃氣爆炸，而且堿性無機物需要連續從爐體內排出，因此，黑液氣化爐需要有特殊的空間結構：絕熱和抗腐蝕的內襯，一定的防爆和抗暴能力的外殼，以及適當的黑液輸入裝置和耐用的黑液霧化噴槍。可見，黑液氣化爐的設計和制造是黑液氣化工程技術的關鍵技術和技術難點。

當前，國內外的黑液氣化方法中，多采用加壓或者常壓氣化反應。對于加壓反應系統，氣化爐需要具備抗壓功能，當偶爾會出現漏氣和進料不暢的情況時，需要整體停機處理，嚴重影響生產效率，更需要進行氣化爐的重新預熱而造成大量燃料消耗，增加生產成本。常壓氣化方法也存在會出現漏氣和進料不暢的情況。為適應工業生產的需要，本發明設計一種微負壓黑液氣化爐。

發明內容

本發明的目的是針對上述問題及微負壓黑液氣化方法，提供一種微負壓黑液氣化爐，該裝置能提高炭層與高溫水蒸汽接觸時間，使黑液氣化反應更徹底，提高了CO和H₂的產率。

本發明的技術方案為：

一種微負壓黑液氣化爐，該黑液氣化爐主體為雙冠蓋圓柱體，圓柱體外披鋼殼，圓柱體的下冠蓋連接支撐筒，上冠蓋安裝有黑液霧化噴槍座、氧氣入口和預熱燃氣入口，在圓柱體下部的側面安裝有氣化氣及堿熔物排出口，圓柱體上部的側面安裝有防爆裝置,鋼殼的內襯為絕熱保溫層，并采用耐堿、耐高溫材料在黑液氣化爐內腔構建積炭坪，積炭坪下設有積炭坪支撐，將整個內腔分割成補充反應室和氣化室。

以上所述微負壓黑液氣化爐，為微負壓黑液氣化系統裝置中的一個重要設備，該黑液氣化系統裝置還包括堿熔物溶解罐、余熱鍋爐、熱氣噴淋冷卻塔、噴霧脫硫塔、氣體緩沖罐、變頻氣化氣壓縮機、氣化氣儲存罐、制氧系統等，所述的黑液氣化爐通過安裝在氣化氣處理末端的變頻氣化氣壓縮機的抽吸作用而產生微負壓。該微負壓黑液氣化系統裝置可以避免常用的加壓或者常壓氣化反應出現漏氣和噴槍堵塞情況，需要整體停機處理，嚴重影響生產效率，更需要進行氣化爐的重新預熱，由此造成大量燃料消耗，增加生產成本。

以上所述微負壓黑液氣化爐，所述的微負壓的負壓值優選為80～100kPa。

以上所述微負壓黑液氣化爐，所述的積炭坪是采用耐堿、耐高溫材料在黑液氣化爐內腔構建，所述積炭坪支撐由耐火磚支撐，并預留有堿熔物流通通道。

以上所述微負壓黑液氣化爐，所述絕熱保溫層的內層為高鋁磚，外層為石棉纖維和鋁酸鹽高溫水泥的混合層，內層具有耐高溫、抗腐蝕和阻熱作用，外層具有抗龜裂和阻熱作用。

以上所述微負壓黑液氣化爐，設備的大小與黑液處理量成正比。以日處理25噸黑液為例，設備的規格為：25T/D黑液氣化爐1臺，內腔直徑設計為1.21m，內腔總高度4.2m，外殼具有0.5Mpa的抗暴功能。通過安裝在氣化氣處理流程末端的變頻氣化氣壓縮機的抽吸作用，使氣化爐產生微負壓效果。

本發明的有益效果是：

1.本發明安裝有積炭坪，能增加焦炭與水蒸汽的接觸面積，提高炭層與高溫水蒸汽接觸時間，使黑液氣化反應更徹底；補充反應室能延長堿熔物中含有的焦炭與水蒸氣接觸反應時間，從而使焦炭氣化更徹底。這兩項措施均能提高CO和H₂的產率，產率提高達5%。

2.本發明黑液氣化爐，不需要具備抗壓功能，可避免漏氣現象，設備生產成本減少，且更耐用。