CN101963347A - 一种炉前制气锅炉系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种炉前制气锅炉系统，包括燃气锅炉、煤气发生装置、除尘装置、燃气锅炉和烟气循环利用装置，所述燃气锅炉包括燃烧器和炉膛，煤气发生装置的煤气出口与除尘装置连接，除尘装置再与炉膛处的燃烧器连接；炉膛的烟气出口再通过烟气循环利用装置连接至煤气发生装置的还原层。本发明可与现有锅炉快速对接；利用排空阀、水封、钟罩安全器等多重安全装置，实现安全运行；烟气循环利用，大大降低了CO2的排放量，也降低了燃料的消耗量，既节能又环保。本发明可广泛应用于煤改气、油改气等锅炉节能改造领域。

Description

一种炉前制气锅炉系统
技术领域
本发明涉及油改气、煤改气锅炉系统改造技术领域，具体涉及一种炉前制气锅炉系统。
背景技术
目前，各类型燃煤、重油锅炉普遍存在于我国许多城市及人口密集地区。一直以来，由于设备陈旧、燃烧方式落后，造成严重的烟气污染和能源浪费。随着能源价格的不断攀升和环保要求的提高，锅炉用户纷纷寻求节能减排之路。
国内外多年的实践结果表明，锅炉节能减排改造的根本出路在于改变燃料结构、提高技术装备水平或改变燃烧方式。受能源供应和经济条件的制约，我国目前并不具备普遍地推广柴油、天然气或电的能力，除少数城市或经济发达地区外，以煤为主要燃料的局面将长期存在。因此，急需设计一种炉前制气锅炉系统。
我国煤储量丰富，依托储量丰富的可气化煤种资源，利用煤炭气化工艺，实现炉前制气，并通过热煤气燃烧，来实现锅炉燃料结构及燃烧方式的调整。
在煤气发生炉内还原层，高温CO2和水蒸气与炽热的碳发生还原反应，吸收床层蓄积的热量，生成CO和H2(热煤气的主要成分)。热煤气燃烧产生的烟气中含有大量的CO2和水蒸气，若回流至煤气发生炉还原层，将降低煤炭的消耗量，也减少了CO2的排放量。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种流程简单、高效节能、安全环保的炉前制气锅炉系统，在现有锅炉改造过程中，能够与现有锅炉快速对接，减少锅炉改造力度，降低投资。本发明通过如下技术方案实现。
炉前制气锅炉系统，包括燃气锅炉、煤气发生装置、除尘装置、燃气锅炉和烟气循环利用装置，所述燃气锅炉包括燃烧器和炉膛，煤气发生装置的煤气出口与除尘装置连接，除尘装置再与炉膛处的燃烧器连接；炉膛的烟气出口再通过烟气循环利用装置连接至煤气发生装置的还原层。
上述的炉前制气锅炉系统中，所述燃气锅炉还包括省煤器和空气预热器，炉膛中的烟气经过省煤器和空气预热器后再经烟气循环利用装置送至煤气发生装置的还原层。
上述的炉前制气锅炉系统中，所述煤气发生装置包括煤气发生炉和进煤装置，进煤装置位于煤气发生炉的上方，煤气发生炉炉内物料自下而上为灰渣层、氧化层、还原层、干馏层、干燥层和空层。
上述的炉前制气锅炉系统中，所述烟气循环利用装置为烟气循环泵，将燃气锅炉烟气部分回流至煤气发生炉的还原层。
上述的炉前制气锅炉系统中，所述煤气发生炉煤气发生炉和燃气锅炉的底部进风口均与进风管连接。
上述的炉前制气锅炉系统中，所述除尘装置包括从上到下依次连接的钟罩安全器、除尘器和安全水封，除尘器的进气口与煤气发生装置的煤气出口连接，除尘器的出气口通过安全水封与燃烧器连接。
上述的炉前制气锅炉系统中，煤气发生炉肩部设置有排空阀。
与现有技术相比，本发明具有如下优点和效果：
(1)快捷方便。本发明装置可充分利用原有锅炉，只需加装气燃烧器，即可与煤气发生装置对接，改造方便快捷，不影响生产，占地小。
(2)高效节能。通过煤制气，可大大提供能源利用效率，燃烧效率可达99％；烟气部分回流利用，可降低煤炭消耗，比传统的煤气发生炉可节约煤炭近18％。
(3)安全环保。本发明采用了煤气发生炉设排空阀、钟罩安全阀、安全水封三重安全保障，确保系统的安全运行；经过除尘、水浴后的净煤气，燃烧后少烟少尘；烟气部分回流利用，CO2等污染物的排放量可降低20％以上。
附图说明
图1是实施方式中炉前制气锅炉系统的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施作进一步的说明，但本发明的实施和保护范围不限于此。
如图1，本炉前制气锅炉系统主要包括煤气发生装置2、除尘装置6、燃气锅炉10和烟气循环利用装置。煤气发生装置2包括煤气发生炉3和进煤装置5，煤气发生炉3肩部设置了排空阀4。除尘装置6为安全除尘器，包括钟罩安全器7、除尘器8、安全水封9。燃气锅炉10包括水煤气燃烧器12、炉膛11、省煤器13、空气预热器14。
所述烟气循环利用装置15是通过烟气循环泵将锅炉烟气部分回流至煤气发生炉3的还原层。所述煤气发生装置2在生产过程中，气化介质(空气或水蒸气或二者混合气)自炉底进风管进入发生炉3床层，气化生成的粗煤气从上部输出。所述炉内物料16自下而上可描述为灰渣层、氧化层、还原层、干馏层、干燥层和空层。
煤料由传送带输送至进煤装置5的煤料斗，煤料在煤装置的圆盘给料器的作用下，均匀落入煤气发生炉3。
空气经鼓风机1在炉前与水蒸气混合作为气化介质，自炉底进风管进入炉内，先与炉渣进行热交换，然后进入氧化层，其中的氧与煤中固定碳发生强烈氧化反应，放出大量的热，使床层保持足够高的温度；产生的高温CO2和水蒸气与烟气循环泵15回流的烟气混合，进入还原层，高温CO2和水蒸气与炽热的碳发生还原反应，吸收床层蓄积的热量，生成CO和H2；然后经由干馏层、干燥层，进入料层上部的空层，多种气体汇集形成粗煤气。
煤气发生装置2产生的粗煤气首先进入除尘器8，然后进入水浴脱硫即安全水封9，制成较干净的煤气。
一般锅炉热负荷波动较大，强制比例燃烧难以实现，因此采用自由扩散燃烧器。在燃烧器12的作用下，热煤气喷入炉内，与炉膛11内空气边混合边燃烧，充分热交换后，烟气再经省煤器13、空气预热器14多级利用，然后在烟气循环泵15的作用下，部分回流至煤气发生炉3还原层，剩余烟气经烟囱排放。
如上即可较好实现本发明，本发明可广泛应用于锅炉节能减排改造领域。

Claims (7)

1.一种炉前制气锅炉系统，包括燃气锅炉(10)，其特征在于还包括煤气发生装置(2)、除尘装置(6)、燃气锅炉(10)和烟气循环利用装置，所述燃气锅炉(10)包括燃烧器(12)和炉膛(11)，煤气发生装置(2)的煤气出口与除尘装置(6)连接，除尘装置(6)再与炉膛(11)处的燃烧器(12)连接；炉膛(11)的烟气出口再通过烟气循环利用装置连接至煤气发生装置(2)的还原层。
2.根据权利要求1所述的炉前制气锅炉系统，其特征在于所述燃气锅炉(10)还包括省煤器(13)和空气预热器(14)，炉膛(11)中的烟气经过省煤器(13)和空气预热器(14)后再经烟气循环利用装置送至煤气发生装置(2)的还原层。
3.根据权利要求1所述的炉前制气锅炉系统，其特征在于所述煤气发生装置(2)包括煤气发生炉(3)和进煤装置(5)，进煤装置位于煤气发生炉(3)的上方，煤气发生炉(3)炉内物料(16)自下而上为灰渣层、氧化层、还原层、干馏层、干燥层和空层。
4.根据权利要求3所述的炉前制气锅炉系统，其特征在于所述烟气循环利用装置为烟气循环泵(15)，其将燃气锅炉(10)烟气部分回流至煤气发生炉(3)的还原层。
5.根据权利要求3所述的炉前制气锅炉系统，其特征在于所述煤气发生炉(3)煤气发生炉(3)和燃气锅炉(10)的底部进风口均与进风管连接。
6.根据权利要求1所述的炉前制气锅炉系统，其特征在于所述除尘装置(6)包括从上到下依次连接的钟罩安全器(7)、除尘器(8)和安全水封(9)，除尘器(8)的进气口与煤气发生装置(2)的煤气出口连接，除尘器(8)的出气口通过安全水封(9)与燃烧器(12)连接。
7.根据权利要求3～5任一项所述的炉前制气锅炉系统，其特征在于：煤气发生炉(3)肩部设置有排空阀(4)。
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