[發(fā)明專利]生物質(zhì)氣化-煤燃燒雙床聯(lián)合流化床鍋爐

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610314184.8
• 申請(qǐng)日: 2016-05-13
• 公開（公告）號(hào): CN107366905A
• 公開（公告）日: 2017-11-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳巨輝;殷維杰;辛孟怡;于廣濱;徐仁峰;莊小茜;孟誠(chéng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱理工大學(xué)
• 主分類號(hào): F23C10/00
• 分類號(hào): F23C10/00;F23C10/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及燃料氣化和燃燒技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種循環(huán)鼓泡聯(lián)合流化床-生物質(zhì)氣化-煤燃燒鍋爐。

背景技術(shù)

循環(huán)流化床鍋爐是在鼓泡流化床鍋爐基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新爐型，與其他鍋爐相比，具有鍋爐效率高、脫硫效果好、氮氧化合物排放量低和燃料適用性廣等優(yōu)點(diǎn)，因而有著廣闊的開發(fā)和應(yīng)用前景。鼓泡流化床燃料適應(yīng)性更廣，可以燃用劣質(zhì)燃料，通常用于生物質(zhì)氣化、煤燃燒等領(lǐng)域。然而，目前還沒有將兩者優(yōu)勢(shì)結(jié)合的床體結(jié)構(gòu)，對(duì)于熱量利用部分依然不夠充分。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了最大限度地增加燃料利用率，充分利用循環(huán)流化床余熱，進(jìn)一步減小氮氧化合物的排放，提供了一種物料循環(huán)、生物質(zhì)氣化-煤燃燒的技術(shù)。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：這種生物質(zhì)氣化-煤燃燒雙床聯(lián)合流化床鍋爐爐膛右側(cè)為循環(huán)流化床提升管部分，左側(cè)為旋風(fēng)分離器與鼓泡流化床結(jié)合的部分，中間有傾斜擋板，用來阻隔氣化產(chǎn)物與燃燒煙氣摻混，也用于對(duì)砂粒進(jìn)行引流。循環(huán)流化床中進(jìn)行煤的燃燒，在鼓泡流化床進(jìn)行生物質(zhì)的氣化。燃料從進(jìn)料口1進(jìn)入，通入空氣，煤在提升管內(nèi)燃燒，釋放熱量，爐膛四周布置水冷壁，產(chǎn)生的高溫水蒸氣通過節(jié)流閥控制流速，通入鼓泡流化床內(nèi)。燃燒產(chǎn)生的煙氣由頂部引出，未完全燃燒殘余碳和砂粒聚集在循環(huán)流化床旋風(fēng)分離器末端，旋風(fēng)分離器與鼓泡流化床之間由隔板隔開，外側(cè)由連通裝置連接，連通裝置中間有重力裝置控制開合的隔板，當(dāng)砂粒累積到一定量后，隔板自動(dòng)打開，殘?zhí)己蜕傲＿M(jìn)入生物質(zhì)氣化床，當(dāng)堆積的砂粒逐漸都落入氣化床內(nèi)后，活動(dòng)隔板自動(dòng)閉合，實(shí)現(xiàn)床料周期性落入氣化床內(nèi)，并且阻隔氣化產(chǎn)物與燃燒煙氣混雜。生物質(zhì)從進(jìn)料口2進(jìn)入鼓泡流化床，左床底端通入高溫水蒸氣(氣化介質(zhì))，攜帶高溫的殘?zhí)己蜕傲＃鳛樯镔|(zhì)氣化的熱源，生物質(zhì)和殘?zhí)荚诟邷丨h(huán)境下與水蒸氣發(fā)生氣化反應(yīng)，產(chǎn)生可燃性氣體，并從左側(cè)出氣口收集。鼓泡流化床內(nèi)砂粒通過鼓風(fēng)機(jī)提供的風(fēng)源（一次風(fēng)），通過布風(fēng)板進(jìn)入床內(nèi)，作為流化介質(zhì)；鼓泡流化床的流化是由鍋爐產(chǎn)生的部分水蒸汽、通過節(jié)流閥調(diào)節(jié)，送入鼓泡流化床床內(nèi)噴嘴，作為流化介質(zhì)。重力控制裝置設(shè)置在鼓泡流化床與循環(huán)流化床旋風(fēng)分離器的結(jié)合部位，開始處于阻隔狀態(tài)，此時(shí)，可以有效阻隔鼓泡床內(nèi)的氣化產(chǎn)物與循環(huán)流化床內(nèi)的燃燒產(chǎn)物的混雜。當(dāng)循環(huán)流化床燃燒殘?zhí)剂考吧傲＞奂揭欢ǔ潭龋顒?dòng)隔板受到砂粒壓力作用，自動(dòng)打開，殘?zhí)己蜕傲Ｑ杆倭魅牍呐荽矁?nèi)，當(dāng)堆積砂粒流盡以后，活動(dòng)隔板又迅速閉合。高溫床料和殘?zhí)贾芷谛缘牧魅牍呐萘骰矁?nèi)，為鼓泡流化床提供熱量。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果：本發(fā)明通過將循環(huán)流化床與鼓泡流化床聯(lián)合，使得循環(huán)流化床內(nèi)煤粒燃燒，鼓泡流化床內(nèi)生物質(zhì)，殘?zhí)細(xì)饣倪^程同時(shí)進(jìn)行，同時(shí)，高溫床料和殘?zhí)纪ㄟ^連通管道周期性地流入鼓泡流化床內(nèi)，為氣化提供熱源和氣化原料。燃燒產(chǎn)生的煙氣從頂部流出，氣化產(chǎn)物從左側(cè)氣體出口流出。該發(fā)明的主要特點(diǎn)是讓循環(huán)流化床與鼓泡流化床聯(lián)合，分床反應(yīng)，充分利用循環(huán)流化床的余熱，最終能夠同時(shí)獲得燃燒反應(yīng)釋放的熱量與氣化產(chǎn)物，并且大大節(jié)省了空間利用率以及能量利用率。

附圖說明

圖1是，生物質(zhì)氣化-煤燃燒雙床聯(lián)合流化床鍋爐的三維圖，圖2是流化床剖面圖，圖3是床料流動(dòng)圖，圖4氣體速度矢量圖。

具體實(shí)施方式

生物質(zhì)氣化-煤燃燒雙床聯(lián)合流化床鍋爐工作原理如下：

1、循環(huán)流化床：

煤粒通過進(jìn)料口1進(jìn)入循環(huán)流化床中，空氣由鼓風(fēng)機(jī)通過布風(fēng)板從底部送入，煤與空氣混合燃燒，放出大量的反應(yīng)熱，其發(fā)生的主要化學(xué)反應(yīng)有：

部后先落入中間擋板出，并逐漸堆積，當(dāng)堆積達(dá)到一定量后，外部引流管道內(nèi)的隔板受到砂粒壓力作用自動(dòng)打開，砂粒通過外部引流管道，流入鼓泡流化床中，為鼓泡流化床中生物質(zhì)的氣化提供能量（熱源）和氣化原料（殘?zhí)迹．?dāng)大部分砂粒落入鼓泡床中以后,活動(dòng)隔板會(huì)再次關(guān)閉，如此往復(fù)。這樣，大部分時(shí)間鼓泡床和循環(huán)床屬于隔絕狀態(tài)，保證了兩床之間的產(chǎn)物不發(fā)生流竄。而且，活動(dòng)隔板會(huì)周期性開合，在受到砂粒壓力作用打開瞬間，砂粒瞬間落入鼓泡床內(nèi)，也幾乎不會(huì)發(fā)生產(chǎn)物氣體流竄，同時(shí)高溫砂粒攜帶熱源流入鼓泡床內(nèi)。

在循環(huán)流化床周圍布置水冷壁，在反應(yīng)過程中水冷壁中的水受熱變成水蒸汽，進(jìn)入鼓泡流化床的流化系統(tǒng)，為鼓泡流化床中的氣化反應(yīng)提供了氣化介質(zhì)。同時(shí)，高溫蒸汽通過節(jié)流閥的控制，高速射入鼓泡床內(nèi)，對(duì)床體起到流化作用。

2、鼓泡流化床：

從水冷壁出來的水蒸汽進(jìn)入連接管，通過節(jié)流閥調(diào)節(jié)來控制水蒸汽的流量，然后送入鼓泡流化床的噴嘴，在高速蒸汽射流的帶動(dòng)下，顆粒達(dá)到流化的效果。