[發明專利]一種用于工業窯爐的生物質氣化燃燒供熱方法

在審

• 申請號: 201410796072.1
• 申請日: 2014-12-18
• 公開（公告）號: CN104531226A
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發明（設計）人: 詹昊;湯廣穩;蘇德仁;鄧立新;張大林
• 申請（專利權）人: 廣東正鵬生物質能源科技有限公司
• 主分類號: C10J3/60
• 分類號: C10J3/60;C10J3/72
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 鄭瑩

技術領域

本發明涉及生物質氣化及燃燒領域，特別是一種用于工業窯爐的生物質氣化燃燒供熱方法。

背景技術

生物質燃氣是生物質通過熱解氣化反應轉化的氣體，是屬于生物質能的高品位利用。相比固體生物質，能量利用形態的改變拓寬了生物質燃氣的使用范圍，可廣泛應用在工業窯爐領域，如熔鋁爐、鋼材退火爐、玻璃窯爐等。此外，由于生物質能本身的特性，生物質燃氣以其潔凈、燃燒污染物排放少的優勢，可有效替代傳統化石燃料應用在工業窯爐領域，滿足該領域對燃料的環保要求，有效緩解環保壓力。

相比傳統氣體化石燃料，如天然氣、石油液化氣等，生物質燃氣屬于一種中低熱值燃氣，熱值通常可在4～12MJ/Nm³調節。而工業窯爐通常在高溫條件下進行熔煉、煅燒、熱處理等工序，需要維持的爐膛溫度比較高，通常在1000℃以上。一方面，工業窯爐產生的煙氣溫度非常高，攜帶相當一部分熱量；另一方面，采用中低熱值生物質燃氣供熱于工業窯爐，產生的煙氣量大，且傳熱速率較慢，溫度受到一定限制。因此，如何從氣化燃燒整個系統層面耦合，充分利用各部分熱量，提高生物質燃氣在工業窯爐供熱過程中的總體熱利用效率，使其能穩定高效匹配工業窯爐的工藝要求，是生物質燃氣工業窯爐供熱研究和應用關注的重點，也是生物質燃氣工業窯爐供熱大規模推廣的必要因素。

發明內容

為了克服上述技術問題，本發明的目的在于提供一種用于工業窯爐的生物質氣化燃燒供熱方法，從而提高熱利用效率。

本發明所采用的技術方案是：

一種用于工業窯爐的生物質氣化燃燒供熱方法，包括以下步驟：

a.?生物質依次進行熱解和氣化制備生物質燃氣；

b.?燃燒生物質燃氣產生熱量為窯爐供熱；

c.?窯爐產生的高溫煙氣為生物質熱解提供熱量。

作為上述技術方案的進一步改進，所述步驟c中，高溫煙氣除了用于生物質熱解供熱外，還通過換熱的方式加熱氣體介質，使氣體介質升溫成高溫氣體介質，從而作為生物質氣化的氣化介質。

作為上述技術方案的進一步改進，所述步驟a中，生物質熱解的產物為熱解氣和炭，熱解氣與高溫氣體介質燃燒后為生物質氣化提供熱量和燃燒氣體，燃燒氣體、炭、熱量和外部注入的水蒸汽發生還原反應和重整反應，從而生成生物質燃氣。

作為上述技術方案的進一步改進，換熱后的高溫煙氣成為中溫煙氣并回收熱量。

作為上述技術方案的進一步改進，所述步驟c中，高溫煙氣通過換熱的方式為生物質熱解提供熱量，換熱后的煙氣匯入中溫煙氣中并回收熱量。

作為上述技術方案的進一步改進，回收的熱量用于加熱水，從而生成水蒸汽。

作為上述技術方案的進一步改進，高溫氣體介質同時作為生物質燃氣燃燒的助燃氣體。

本發明的有益效果是：燃燒生物質燃氣為窯爐供熱后產生高溫煙氣，因為高溫煙氣中含有大量余熱，將高溫煙氣的熱量充分利用于對生物質先強制熱解后氣化的工藝，降低了生物質燃氣中的焦油成分，提高了系統穩定性和熱利用效率，使生物質燃氣能穩定高效供熱于工業窯爐。

附圖說明

下面結合附圖和實施方式對本發明進一步說明。

圖1是本發明工藝所使用的系統的結構示意圖；

圖2是換熱器的示意圖。

具體實施方式

如圖1所示的用于工業窯爐的生物質氣化燃燒供熱系統，包括窯爐1、熱解器2、氣化爐3、換熱器4和余熱鍋爐5。

窯爐1設有煙氣出口11和燃燒入口，生物質燃氣燃燒后，產生大量的能量供熱于窯爐1，窯爐1內產生高溫煙氣從煙氣出口11排出。

熱解器2設有加熱通道、熱解氣出口21和物料出口22。加熱通道用于通入高溫氣體，利用高溫氣體的熱量對內部的生物質進行強制熱解。加熱通道的入口連接窯爐1的煙氣出口11，從而直接使用窯爐1的高溫煙氣作為熱源。強制熱解產生熱解氣和炭，熱解氣從熱解氣出口21排出，熱解氣出口21溫度控制在450℃以上，炭從物料出口22排出。

氣化爐3上設有物料入口、燃氣出口，其內部還設有反應區。反應區中主要處理熱解器2的產物——熱解氣和炭，在爐內進行氣化反應，產生高溫生物質燃氣。為此熱解器2的熱解氣出口21通過管道通至反應區，為反應區提供熱解氣；氣化爐3的物料入口通過管道連接熱解器2的物料出口22，從熱解器2中接收生物質熱解后產生的炭；燃氣出口通至窯爐1的燃燒入口，為窯爐1提供燃燒用的高溫生物質燃氣。