[發明專利]一種高效率循環-鼓泡聯合流化床鍋爐

在審

• 申請號: 201810258946.6
• 申請日: 2018-03-27
• 公開（公告）號: CN108506927A
• 公開（公告）日: 2018-09-07
• 發明（設計）人: 李九如;張蕾;陳巨輝
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: F23C10/18
• 分類號: F23C10/18;F23J15/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種高效率循環?鼓泡聯合流化床鍋爐，涉及一種聯合流化床多燃料反應鍋爐。本發明解決了目前單一鍋爐燃用單一燃料時余熱不能充分利用，氮氧化合物排放對環境的污染等問題。同時，利用清潔燃料生物質氣化反應，收集可燃氣體利用，具備廣闊的應用前景。所述鼓泡?循環聯合流化床鍋爐的流化床分為三個區域，床1可以實現煤和殘炭燃燒，床2均分物料，床3生物質氣化；床2設計兩側連接管1，2對稱，使一半物料流入床3，滿足生物質氣化反應，不浪費。其連接管與水平方向成45°，起到了一定的引流作用，應用固體顆粒在流化時的溢流，實現了各床之間物質和能量的定向傳遞，形成了一個3級外部循環，使每一步反應所產生的熱量都能充分地利用；床3剩余殘炭經過連接管3返回床1。

技術領域

本發明涉及燃料氣化和燃燒技術領域，具體涉及一種高效率循環-鼓泡聯合流化床鍋爐。

背景技術

循環流化床鍋爐技術是近十幾年來迅速發展的一項高效低污染清潔燃燒枝術。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點，因而有著廣闊的開發和應用前景。鼓泡流化床鍋爐主要應用于床料流化速度較低的情況，有明顯的密相區。然而大多數以單一流化床為主，且還是燃用單一燃料，存在燃料燃燒后余熱不能充分利用的弊端。

發明內容

本發明為了最大限度地增加燃料利用率，進一步減小氮氧化合物的排放，并且利用生物質(清潔能源)氣化后可燃氣體，提供了一種鼓泡-循環聯合流化床生物質氣化-煤燃燒的技術。

本發明的技術方案是：這種鼓泡-循環聯合流化床鍋爐爐膛主要分成3個床體：床1是循環流化床提升管區域，床2是床料分離區域，床3是鼓泡流化床區域。其中在床1進行煤和殘碳的混合燃燒；在床2進行床料的分離；在床3進行生物質的氣化。床1中床料硅砂攜帶煤炭燃燒，煤炭燃燒產生的熱量傳遞給硅砂顆粒，高溫硅砂顆粒與未燃盡的煤炭隨提升管上升，經過旋風分離器進行氣固分離。固體顆粒沿著下降管進入床2，在床2進行循環物料分離，一部分流回床1繼續進行提升管中反應，另一部分流入床3。攜帶高溫的循環物料為床3內生物質氣化提供熱量，有助于氣化反應進行。每個床分別設置獨立的流化系統，其中床1的流化是由鼓風機提供的風源，通過布風板進入床內，作為流化介質；床2和床3的流化是由鍋爐產生的部分水蒸汽、通過節流閥調節，分別送入床2和床3的床內噴嘴，作為流化介質。床1提升管周圍布置水冷壁水冷壁，提升管左側底部設有進料口1，煤炭等燃料從進料口1送入，底部設有排渣孔。床2中，左側設有回料口，右側設有出料口。床3中，右側底部設有進料口2，生物質從進料口2送入。循環流化床產生的煙氣經旋風分離器離開鍋爐，鼓泡流化床內生物質氣化產生的可燃氣體通過床3右側上部出氣口收集。在鼓泡流化床內完成氣化反應后的殘炭與硅砂顆粒通過連接管返回提升管中，完成一個周期的循環。

本發明與現有技術相比具有以下有益效果：本發明通過將流化床分為兩個個區域，實現了循環流化床內煤炭燃燒和鼓泡流化床內生物質與為燃盡煤炭氣化的過程同時分床進行；同時，高溫床料和殘碳通過床2有規律地流入鼓泡流化床內，為氣化反應提供熱源。燃燒產生的煙氣從頂部流出，氣化產物從右側氣體出口流出。該發明的主要特點是讓循環流化床與鼓泡流化床聯合，分床反應，充分利用循環流化床的余熱，最終能夠同時獲得燃燒反應釋放的熱量與氣化產物，并且大大節省了空間利用率以及能量利用率。此外床2的作用更有效的利用熱量，因為生物質氣化所需溫度僅是煤炭燃燒高溫顆粒溫度的2/3，故合理進行熱量分布使得熱量利用效率高，不浪費。床2內流化介質水蒸氣除了具備流化作用，還可以阻止燃燒產生煙氣進入床3。

附圖說明

圖1是高效率循環-鼓泡聯合流化床鍋爐流化床的三維圖，圖2是流化床剖面圖，圖3是床料流動圖，圖4是氣體速度矢量圖。

具體實施方式

高效率循環-鼓泡聯合流化床鍋爐的工作原理如下：

1、床1（循環流化床）：