[發明專利]煤和生物質的混燒利用裝置及方法

有效

• 申請號: 201610184143.1
• 申請日: 2016-03-28
• 公開（公告）號: CN105864752B
• 公開（公告）日: 2017-11-17
• 發明（設計）人: 仲兆平;郭飛宏;張金;薛則禹;王澤宇;王恒;丁寬
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: F23C10/00
• 分類號: F23C10/00;F23C10/22;F23C10/18;F23J15/00;F23L17/00;F28D7/02
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙)32249
• 代理人: 陳國強

1.一種煤和生物質的混燒利用裝置，其特征在于：包括機械-空氣組合加料系統、柴油燃燒加熱系統、生物質和煤炭回料系統、流化床系統、排渣系統和煙氣監測系統；

其中，所述流化床系統包括流化床（16），流化床（16）外壁設置有雙螺旋加熱管（19），內壁設有一級擋板（17）和二級擋板（18），底部連接排渣系統；

所述排渣系統包括依次連接的電磁閥（13）、柔性連接裝置（14）和底渣倉（15）；

所述機械-空氣組合加料系統包括料倉（10），所述料倉（10）上方設有煤加料口（5）、變頻電動機（6）和生物質加料口（7），料倉（10）內部設有煤加料孔道（9），料倉（10）下方內側壁上設有風帽（8），料倉（10）底部為出料口，通過螺旋加料桿（11）與流化床（16）相連；

所述柴油燃燒加熱系統包括柴油罐（3），所述柴油罐（3）連接柴油燃燒室（4），燃燒室（4）的空氣入口與聯箱（2）相連，聯箱（2）與鼓風機（1）相連；燃燒室（4）的空氣出口連接雙螺旋加熱管（19）的入口，雙螺旋加熱管（19）的出口連接流化風換熱器（12）；

所述生物質和煤炭回料系統包括依次相連的一級旋風除塵器（20）和二級旋風除塵器（21），所述一級旋風除塵器（20）與流化床（16）的頂部連接，一級旋風除塵器（20）和二級旋風除塵器（21）的底部均與回料倉（22）相連，回料倉（22）通過回料腿與流化床（16）的中下部連通，二級旋風除塵器（21）連接布袋除塵器（23）；

所述煙氣監測系統包括依次連接的布袋除塵器（23）、引風機（24）和煙囪（25），其中煙囪（25）外排出裝有煙氣監測系統（26）。

2.根據權利要求1所述的煤和生物質的混燒利用裝置，其特征在于：所述聯箱（2）與流化風換熱器（12）連接，流化風換熱器（12）分別與布袋除塵器（23）和流化床（16）底部風入口相連。

3.根據權利要求1所述的煤和生物質的混燒利用裝置，其特征在于：所述聯箱（2）與料倉（10）下方位于風帽（8）底部的位置連通。

4.根據權利要求1所述的煤和生物質的混燒利用裝置，其特征在于：所述的煤加料口（5）與煤料孔道（9）連通，煤料孔道（9）的數量為2個，呈左右分布，煤料孔道（9）的下端為楔狀；兩個煤料孔道（9）能夠在變頻電動機（6）的帶動下沿著水平方向進行圓周轉動，轉速為15-30r/min；風帽（8）在料倉（10）下方內側壁上呈四周平均分布，共有8個。

5.根據權利要求1所述的煤和生物質的混燒利用裝置，其特征在于：所述的雙螺旋加熱管（19）包括上行螺旋管和下行螺旋管，其中上行螺旋管是高溫煙氣從流化床底部到頂部，下行螺旋管是高溫煙氣從流化床頂部到底部。

6.根據權利要求1所述的煤和生物質的混燒利用裝置，其特征在于：所述的一級擋板（17）設置于流化床（16）內壁的中間位置，其與流化床（16）內壁的夾角為15度；所述的二級擋板（18）設置于流化床（16）煙氣排放出口附近，其與流化床（16）內壁的夾角為22.5度。

7.根據權利要求1所述的煤和生物質的混燒利用裝置，其特征在于：所述柔性連接裝置（14）的最大耐溫高度1200度，底渣倉（15）設有與空氣相通的管道孔。

8.根據權利要求1所述的煤和生物質的混燒利用裝置，其特征在于：所述的一級旋風除塵器（20）和二級旋風除塵器（21）下方均設有閘閥開關。

9.根據權利要求1所述的煤和生物質的混燒利用裝置，其特征在于：所述煙氣監測系統（26）通過管道與柴油燃燒室（4）連接，管道上設有閘閥開關。

10.一種基于權利要求1-9任一所述裝置的煤和生物質的混燒利用方法，其特征在于：

機械-空氣組合的加料系統中，風帽（8）和煤料孔道（9）通過空氣和煤料孔道的機械攪動，合圍成一個煤和生物質的均勻混合區，煤料孔道（9）在變頻電動機（6）的作用下進行轉動，混合均勻的物料通過螺旋桿（11）的作用進入到流化床（16）中；

低溫空氣經過流化風換熱器（12）后，變為高溫的流化風進入到流化床（16）底部，煤和生物質在流化風作用下進行流化燃燒；物料流化開始上升，在一級擋板（17）和二級擋板（18）的作用下，上升的物料受到擋板的影響產生水平運動，促進混合；同時部分物料在擋板的作用下又重新返回到密相區再次燃燒；燃燒后的殘渣在電磁閥（13）的控制下，經過柔性連接裝置（14）進入到底渣倉（15）；

物料在流化床內流化燃燒時，柴油燃燒室（4）內的柴油燃燒提供的高溫煙氣進入到雙螺旋加熱管（19）中，對流化床（16）進行加熱，促進燃燒；其中，高溫煙氣首先進入到上行螺旋管，高溫煙氣從流化床底部上升到頂部，然后進入到下行螺旋管，高溫煙氣再從流化床頂部到底部；最后流出的高溫煙氣進入到流化風換熱器（12）中，把熱量傳遞給鼓風機（1）中出來的低溫空氣，冷卻后的煙氣最后進入到布袋除塵器（23）；

部分未經充分燃燒的煤和生物質，隨同煙氣進入到一級旋風除塵器（20）和二級旋風除塵器（21），在旋風除塵器的作用下，固體物料進入到回料室（22），重新返回到流化床（16）中，進行二次燃燒；

經過旋風除塵器分離的煙氣和換熱后的煙氣一同進入到布袋除塵器（23），在引風機（24）的作用下，通過煙囪（25），進入煙氣監測系統（26），當煙氣達標時及時排出，如果煙氣不達標，煙氣重新回到柴油燃燒室（4）內進行再次燃燒。