[實用新型]一種天然氣與生物質燃料聯產活性石灰的裝置

有效

• 申請號: 202220705366.9
• 申請日: 2022-03-29
• 公開（公告）號: CN218403999U
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發明（設計）人: 劉玉泉;劉久盛
• 申請（專利權）人: 唐山市豐南區金泉冶金能源新技術開發有限公司
• 主分類號: C04B2/12
• 分類號: C04B2/12
• 代理公司: 北京華清迪源知識產權代理有限公司 11577
• 代理人: 胡樂

本申請公開了一種天然氣與生物質燃料聯產活性石灰的裝置，以解決現有技術存在的單膛豎爐生產石灰時不能使用高熱值燃氣和低熱值燃氣混合燃燒、不能噴吹固體粉料燃料的問題。本申請通過在爐體內部設置的爐內中心燃燒裝置與爐體外部設置的爐外燃燒裝置組合應用，實現了使用天然氣燃料和生物質氣燃料及生物質粉燃料三種清潔燃料在同一爐膛內燃燒生產活性石灰的目的，不但結構簡單實用、緊湊，煅燒時間短、生產效率高，產量高、產品品質好、經濟性好，生產成本低；而且實現了清潔能源替代礦物質燃料和對生物質燃料深層次利用的目的；同時大幅度降低了污染物和二氧化碳的排放，在減污降碳、改善生態環境、保障國家能源安全等方面具有重要意義。

技術領域

本申請涉及石灰窯生產石灰技術領域，具體涉及一種天然氣與生物質燃料聯產活性石灰的裝置。

背景技術

我國傳統的石灰燒制是使用煤、焦炭等固體燃料，目前我國80％左右的石灰產能還是采用煤炭等固體燃料生產。進入“十四五”時期，我國生態環境保護已經進入減污降碳協同治理的新階段，在我國“雙碳”背景下，采用煤炭生產石灰的工藝已經被嚴格限制和禁止，尤其是采用固體煤炭燃料的混料式豎窯已經不再允許建設。而且，重要的是，從我國目前的煤炭價格看，采用煤炭生產石灰也無成本優勢了。所以，石灰生產企業如何選擇能源結構已經制約企業的生存和發展的關鍵。

從目前石灰生產的燃料結構分析及從國家產業政策和行業發展遠景來看，采用天然氣生產石灰將是首選。天然氣作為未來的主要能源，具有許多其他能源所不具備的優勢：天然氣是最清潔的燃料，天然氣燃燒后生成二氧化碳和水，與煤炭和重油比較，燃燒天然氣產生的有害物質大幅度減少，如以天然氣代替燃煤，可減少氮氧化物排放量80％-90％，一氧化碳排放量可減少52％，并基本杜絕二氧化硫的排放和城市酸雨的產生。天然氣還具有安全的特點，燃燒時不會產生一氧化碳等有毒氣體，不會危害人體健康，密度比空氣輕，即使泄露，也是往上空飄散，不易形成爆炸源。

但是，由于我國的能源結構特點限制，我國大部分地區的天然氣價格都非常昂貴，從其生產成本角度來看，天然氣生產成本還遠遠高于煤炭生產石灰的成本，致使無法直接或全部使用天然氣生產石灰。目前僅有新疆、四川、陜西等少數地區的天然氣價格較低，其生產成本接近煤炭生產石灰的成本，但是由于傳統石灰生產工藝裝備及天然氣燃燒特性的限制，絕大部分傳統豎窯無法采用天然氣生產石灰。所以，在優先選擇天然氣作為生產石灰燃料的前提下，如何選擇新的可用能源和替代能源生產石灰是目前亟待解決的問題，如何選擇可以采用新能源生產石灰的新工藝、新裝備也是廣大石灰行業從業者的期盼。

生物質被稱為世界第四大能源，對于生物質的利用，人們往往傾向于將其進行氣化處理來獲得生物質燃氣。在世界范圍內，生物質氣化主要用于供熱/ 窯爐、熱電聯產(combined heat and power，CHP)、混燃應用和合成燃料，目前規模最大的應用是CHP.20世紀80年代起，生物質氣化被美國、瑞典和芬蘭等國用于水泥窯和造紙業的石灰窯，既能保證原料供給又能滿足行業需求，具有較強的競爭力。20世紀90年代，生物質氣化開始被應用于熱電聯產、多用柴油或燃氣內燃機，生物質整體氣化聯合循環(biomass integratedgasification combined cycle，BIGCC)也成為研究熱點，在瑞典、美國、巴西等國已經建成幾個示范工程。1998年，生物質氣化混合燃燒技術已被用于煤電廠，將生物質燃氣輸送至鍋爐與煤混燃，目前已商業化運行。

中國的生物質氣化主要用于發電/CHP、供熱/窯爐和集中供氣，已建成了從200kWe～20MWe不同規格的氣化發電裝置，氣化發電正向產業規模化方向發展，是國際上中小型生物質氣化發電應用最多的國家之一。

熱化學能轉化有4種形式：燃燒、熱解、氣化和液化。生物質氣化作為一種高效潔凈的使用方法，在提高生物質利用率及減少污染方面有重要作用，它是生物質熱化學能轉化中最重要的一種形式，生物質氣化后利用率是直接燃燒的3～5倍。生物質作為氣化原料和煤相比，具有更好的反應性、其揮發成分含量高、H/C和O/C比高、灰分含量較低、空隙率大、孔徑大。這些性質使生物質成為氣化的理想原料。