[發(fā)明專利]輸運床水煤漿熱解反應裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010320505.1
• 申請日: 2020-04-22
• 公開（公告）號: CN111394136B
• 公開（公告）日: 2023-02-21
• 發(fā)明（設計）人: 張忠孝;陳寶明;于娟;郭欣維;白昊
• 申請（專利權(quán)）人: 上海交通大學
• 主分類號: C10J3/48
• 分類號: C10J3/48
• 代理公司: 上海交達專利事務所 31201
• 代理人: 王毓理;王錫麟

一種輸運床水煤漿熱解反應裝置，包括：輸運床熱解反應裝置本體、設置于輸運床熱解反應裝置本體內(nèi)的用于噴射水煤漿的噴槍和用于系統(tǒng)點火的點火裝置、與輸運床熱解反應裝置本體相連的氣固分離裝置、返料裝置和設置于輸運床熱解反應裝置本體上用于提供助燃空氣的助燃風入口；本發(fā)明將反應裝置內(nèi)分為燃燒區(qū)和熱解區(qū)兩個部分，通過設置合理的燃燒區(qū)和熱解區(qū)停留時間，利用燃料自身燃燒即可實現(xiàn)水煤漿熱解，并通過控制煙氣中氧量和采用防氧化噴槍，確保水煤漿熱解較高的產(chǎn)氣率；同時，發(fā)明中還可采用再循環(huán)煙氣作為助燃氣體，在便于于控制氧量的同時實現(xiàn)回系統(tǒng)部分熱量回收；在熱解反應裝置出口設置有氣固分離裝置，將未燃盡風焦炭分離返回熱解裝置內(nèi)繼續(xù)燃燒，實現(xiàn)熱量利用最大化，降低整個系統(tǒng)能耗。本結(jié)構(gòu)簡單且科學合理、工作可靠且有效工作壽命長，能滿足在低氮燃燒改造中可便利提供水煤漿熱解氣作為還原氣體的使用要求。

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及的是一種環(huán)境保護領域的技術(shù)，具體是一種輸運床水煤漿熱解反應裝置。

背景技術(shù)

目前，我國環(huán)保部門對動力鍋爐外排廢氣中所含氮氧化物的濃度提出了必須小于50mg/Nm³的最低標準要求，為此，業(yè)界相繼采取對現(xiàn)有鍋爐進行以低氮排放達標為目的的技術(shù)改造方法加以應對。目前較常用的是對鍋爐尾部煙道中待外排的煙氣中噴入諸如尿素、氨氣等氨還原劑，使之與煙氣混合、還原其中的部分NOx氮氧化物，從而降低外排煙氣中NOx濃度的方法實現(xiàn)的。雖有一定成效，但存在反應溫度窗口限制、氨逃逸嚴重、投資和運行成本高、催化劑二次污染嚴重等問題，所以從經(jīng)濟性、實用性及鍋爐低氮排放達標的角度考慮，均欠理想。而常用的燃料型還原氣體如天然氣、焦爐煤氣、高爐煤氣等氣體，在應用中又受地域的限制，多數(shù)鍋爐廠地缺乏氣源。水煤漿熱解氣含有大量活性還原組份(如CH₄、H₂、CO等)可作為還原劑還原煙氣中的氮氧化物已被廣大學者研究證明，因其還原效果好、且不受還原劑產(chǎn)地限制受到學者廣泛關注。但在工業(yè)應用中，熱解裝置多用于熱解固體燃料(如煤粉、生物質(zhì)等)和液體還原劑(如尿素溶液、氨水等)，結(jié)構(gòu)上多采用流化床或者固定床，對于水煤漿這種煤基固液混合燃料的熱解現(xiàn)有設備都無法滿足，因此，目前水煤漿熱解氣作為還原劑在工業(yè)中的應用得不到推廣。研發(fā)一種適用于以水煤漿為原料的熱解裝置對推動低氮燃燒技術(shù)的發(fā)展有著重要的現(xiàn)實意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服低氮燃燒技術(shù)發(fā)展中遇到的水煤漿熱解裝置不適用的技術(shù)難題，提出一種輸運床水煤漿熱解反應裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)水煤漿高效熱解，保持高產(chǎn)氣率且降低生產(chǎn)能耗。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

本發(fā)明包括：輸運床熱解反應裝置本體、設置于輸運床熱解反應裝置本體內(nèi)的水煤漿噴槍、用于系統(tǒng)點火的點火裝置和用于提供助燃空氣的助燃風入口、與輸運床熱解反應裝置本體相連的氣固分離裝置、返料裝置。

所述的輸運床熱解反應裝置本體為圓柱形，其外殼采用耐熱金屬材料制成，內(nèi)部包括采用分體法蘭依次連接的用于水煤漿熱解氣化反應的熱解段、用于燃料燃燒為整個裝置提供熱量的燃燒段和灰渣段，其中：燃燒段和熱解段其內(nèi)襯均采用耐火材料制成，內(nèi)襯每平方米采用1500-2000個外螺紋頂帶絲扣的爪釘固定以提高耐高溫強度，且沿高度方向設置數(shù)個用于觀察爐內(nèi)反應和裝置泄壓的人孔；燃燒段內(nèi)設有所述的點火裝置，該燃燒段分別與鍋爐系統(tǒng)的循環(huán)煙氣出口及返料裝置相連；熱解段的兩側(cè)均布對稱設置數(shù)個所述水煤漿噴槍，其出口與進行熱解氣凈化和物料循環(huán)的氣固分離裝置入口相連；灰渣段的底部設有排灰口，灰渣段呈錐體環(huán)形布置。

所述的氣固分離裝置的上端出口與輸運床熱解反應裝置本體輸送凈化后的熱解氣的熱解氣管道相連，氣固分離裝置的下端出口通與返料裝置入口相連，該氣固分離裝置的內(nèi)部設有分離效率高的軸向偏置式中心筒，該軸向偏置式中心筒采用耐熱防磨材料制成，其內(nèi)襯采用耐火材料制成，更適用于處理來自熱解分離裝置本體的高溫熱解混合煙氣。

所述的點火裝置采用等離子點火方式，該點火裝置的控制系統(tǒng)根據(jù)燃燒段溫度自動投入運行及切斷，保證為熱解反應裝置提供連續(xù)穩(wěn)定的熱源。