[發明專利]一種新型低污染鼓泡床氣化燃燒反應裝置及方法

在審

• 申請號: 202110339656.6
• 申請日: 2021-03-30
• 公開（公告）號: CN113063150A
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發明（設計）人: 李愛民;王欣;張雷;侯大明;姬國釗;趙紫寧;高原
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: F23G5/027
• 分類號: F23G5/027;F23G5/14;F23G5/44;F23G5/46;F23G5/50
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 劉秋彤;梅洪玉

一種新型低污染鼓泡床氣化燃燒反應裝置及方法，該裝置包括進料裝置，鼓泡氣化段，二級燃燒段，末級燃燒段及旋風分離裝置。有機固體顆粒經進料裝置送入鼓泡氣化段，同時通入空氣與有機固體顆粒接觸發生氣化反應，生成氣化氣及灰渣，氣化氣依次送入二級燃燒段及末級燃燒段并與空氣充分混合發生低氧燃燒反應形成煙氣，煙氣中夾雜的未完全反應固體顆粒由隔塵板隔離降至末級燃燒段底部，經高溫機械返料裝置送至鼓泡氣化段再次進行氣化反應，剩余煙氣送入旋風分離器再次除塵后送入后續能量回收及煙氣處理系統。本發明能在滿足有機固體顆粒燃燒熱效率的前提下，可大幅減少NO_x、SO_x及飛灰產生量，降低爐體高度，進而減少后續投資及運行費用。

技術領域

本發明屬于能源利用與環保技術領域，具體涉及一種新型低污染鼓泡床氣化燃燒反應裝置及方法。

背景技術

有機物種類繁多，產量巨大。將其直接燃燒會由于局部溫度過高而產生大量的SO_x、NO_x、飛灰及重金屬污染，帶來的結果是尾氣處理費用極高，如何實現裝置內污染物的脫除是解決此問題的關鍵。

對于有機固體顆粒而言，其理想的燃燒裝置為流化床結構，流化床包括聚式流化跟散式流化，散式流化的流化過程比較均勻，顆粒均勻的分布，如目前應用較廣的循環流化床，聚式流化顆粒分布不均勻，顆粒中有大的氣泡狀的空隙存在，又叫鼓泡流化床，常規循環流化床高度較高，產灰量大，常規鼓泡流化床壓降壓降波動大，氣體和固體的接觸不好。

發明內容

為克服現有生產工藝的不足，本發明提供了一種新型低污染鼓泡床氣化燃燒反應裝置及方法，其結合了聚式流化跟散式流化的雙重優勢，可實現過程污染物低排放的目標，另一方面又大幅降低了爐體高度，方便其在工業上應用。

本發明的技術方案：

一種新型低污染鼓泡床氣化燃燒反應裝置，該裝置包括進料裝置1，鼓泡氣化段2，二級燃燒段3，末級燃燒段4及旋風分離裝置5；

所述的進料裝置1出口通入鼓泡氣化段2；

所述的鼓泡氣化段2底部設有氣化介質進口6，布風裝置7及排渣裝置8；鼓泡氣化段2頂部出口通入二級燃燒段3；

所述的二級燃燒段3內設有二燃介質進口9，二級燃燒段3出口通入末級燃燒段4；

所述的末級燃燒段4頂部設有尾燃介質進口10，底部設有高溫機械返料裝置11，高溫機械返料裝置11與鼓泡氣化段2相通；二級燃燒段3與末級燃燒段4、末級燃燒段4與旋風分離裝置5之間均設有隔塵板12，末級燃燒段4煙氣出口通入旋風分離裝置5；

所述的旋風分離裝置5頂部設有能量回收及煙氣處理裝置13，底部設有灰出口14；

整套裝置高溫反應區域均設有耐火保溫板15；

布風裝置7與各個燃燒階段燃燒截面的比例關系為1:2.5～1:5。

進一步地，末級燃燒段4分為兩段，總高度是二級燃燒段3高度的兩倍；兩段之間設有隔塵板12，兩段底部呈錐型，錐型底部是高溫機械返料裝置11；

進一步地，所述的高溫機械返料裝置11位于布風裝置7與進料裝置1出口之間。

一種新型低污染鼓泡床氣化燃燒反應方法，步驟如下：

Ⅰ低溫氣化階段：有機固體顆粒與脫硫劑經進料裝置1送入鼓泡氣化段2，與來自氣化介質進口6的空氣接觸后發生氣化反應，生成氣化氣及灰渣，氣化氣送入二級燃燒段3，灰渣通過排渣裝置8排出；整個氣化反應過程中有機固體顆粒介于快速流化與鼓泡流化狀態之間，氣化溫度維持在500-800℃之間，有機固體顆粒內蘊含的大部分硫會留存于灰渣中；