CN102213415A - 生物质烟气制备系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生物质烟气制备系统，由燃烧器和旋风分离器组成，燃烧器的出口与旋风分离器的进风口连通，燃烧器的返料口与旋风分离器的出料口连通，旋风分离器的旋风筒主体内腔为圆筒形且其由三级的旋风筒构成，旋风筒的进风口侧壁与第一级旋风筒的筒体的侧壁相切。由于设置了多级的旋风筒结构，使固体循环介质和未燃尽生物质燃料在循环过程中被连续多层分离后粉化，可以把更微小的物料分离出来，因此经旋风分离器分享后的生物质烟气纯度高，而且，经过多次的循环次数，有助于未燃尽生物质燃料的燃尽，提高锅炉的燃烧效率，减少了循环物料的给入量和锅炉的排渣量，减轻了司炉工的工作量。

Description

生物质烟气制备系统

技术领域

本发明属于生物质能源制备领域，具体是涉及一种对生物质成型燃料燃烧后产生高温生物质烟气的制备系统。

背景技术

在蒸汽锅炉系统中，从生物质循环流化床炉膛出来的高温烟气中含有固体循环介质和未燃尽生物质燃料。为了对循环流化床产生的生物质烟气除去固体循环介质和未燃尽生物质燃料，并将分离物加以循环利用，一般会在生物质循环流化床炉膛出口设置旋风分离器给以分离后循环利用。而现有的旋风分离器的旋风筒只有一级，由对烟气中的固体循环介质和未燃尽生物质燃料未能彻底分离，利用率较低，且输出的烟气仍然存在杂质，对下一级设备会造成损伤。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明提供一种分离效果好、可提高固体循环介质和未燃尽生物质燃料循环燃烧利用率的旋风分离器。

为了实现以上目的，本发明的技术方案如下：一种生物质烟气制备系统，由燃烧器和旋风分离器组成，燃烧器的出口与旋风分离器的进风口连通，燃烧器的返料口与旋风分离器的出料口连通，所述旋风分离器的旋风筒主体内腔为圆筒形且其由三级的旋风筒构成，所述旋风筒的进风口侧壁与第一级旋风筒的筒体的侧壁相切。

进一步地，所述每一级旋风筒的内径自上而下逐级阶梯缩小。

所述每一级旋风筒的内壁由圆筒段和圆锥段构成。

所述第一级旋风筒的侧面具有进风口，其上面具有出风口，所述末级旋风筒具有出料口，所述返料口连接返料筒。

所述末级旋风筒的出料口与返料筒之间连接储料筒。

所述储料筒与返料筒之间连接过渡筒，所述过渡筒与储料筒形成大于90度夹角。

所述储料筒与过渡筒的夹角位置具有一挡板，该挡板与通道形成迂折结构，所述末级旋风筒与储料筒的连接处连接波纹型膨胀节，所述过渡筒通过伸缩型膨胀节与返料筒连接。

所述末级旋风筒的出料口或储料筒与过渡筒的夹角位置的下端设置卸料箱。

所述旋风筒主体的中心线与地面垂直，所述燃烧器为循环流化床。

与现有技术相比，本发明由于设置了多级的旋风筒结构，使固体循环介质和未燃尽生物质燃料在循环过程中被连续多层分离后粉化，可以把更微小的物料分离出来，因此经旋风分离器分享后的生物质烟气纯度高，而且，经过多次的循环次数，有助于未燃尽生物质燃料的燃尽，提高锅炉的燃烧效率，减少了循环物料的给入量和锅炉的排渣量，减轻了司炉工的工作量。

附图说明

图1为本发明制备系统的结构示意图；

图2为旋风分离器的入口处的结构示意图。

下面，结合具体实施例和附图对本发明进一步进行详细描述。

具体实施方式

如图1所示，本发明制备系统由循环流化床14和旋风分离器组成。旋风分离器由旋风筒主体、储料筒4、过渡筒5和返料筒6组成。旋风筒主体由第一级旋风筒1、第二级旋风筒2和末级旋风筒3这三级旋风筒构成，每级旋风筒的内壁均为圆筒形。第一级旋风筒1的一侧开设有进风口，该进风口与循环流化床14炉膛上端的出口连通，第一级旋风筒1的上端开设出风口。在进风口附近开了人孔门，方便进入检修。末级旋风筒3的下端作为出料口。进风口与第一级旋风筒1相切(如图2所示)，即是进风口的侧壁与第一级旋风筒1的侧壁垂直相切，烟气从进风口切向进入第一级旋风筒1的圆筒形内壁并形成旋风。顺着第一级旋风筒自上而下，逐级连接第二级旋风筒2和末级旋风筒3。每一级的旋风筒均由圆筒段和圆锥段自上而下的构成。第一级旋风筒1的圆锥段末端连接第二级旋风筒的圆筒段，第二级旋风筒2的圆锥段末端连接末级旋风筒的圆筒段，三级旋风筒连接后其内直径形成了逐级的阶梯缩小结构。旋风筒主体内有一道圆滑下沉曲线结构，可引导烟风平滑下沉旋转。旋风筒主体由三层结构组成(参考图2)，有外层的外壳11、中间层的保温层12和内层的防磨层13。整个分离器内部都砌有保温砖和打上耐磨浇筑料，既保温又耐磨，提高锅炉的热效率和分离器的使用寿命。旋风筒主体的中心线与地面垂直，即与直立的循环流化床14的中心线平行。当然，旋风筒主体的中心线也可以是倾斜的。末级旋风筒3向下连接储料筒4，用于沉积旋风分离后的固体循环介质和未燃尽生物质燃料。储料筒4连接倾斜的过渡筒5，过渡筒5与储料筒4的夹角为135°。储料筒4与过渡筒5的夹角位置具有一挡板8，挡板8与通道形成迂折结构。迂折结构处下端还设置了返料箱10，返料箱10设置了观察孔。过渡筒5连接返料筒6，返料筒6与循环流化床14的入口连通。迂折结构有利于阻止过量的固体循环介质和未燃尽生物质燃料进入炉膛中，当产生过量的固体循环介质和未燃尽生物质燃料时，由返料箱10收集后输出另行他用。为了吸收分离器在高温工作中产生的膨胀，在末级旋风筒3与储料筒的连接处连接波纹型膨胀节7，过渡筒5与返料筒6的连接处连接伸缩型膨胀节9。

本发明的工作原理如下：首先，生物质颗粒燃料(BMF)通过炉前给料机构送入循环流化床的炉膛内沸腾燃烧，产生生物质烟气，较小的高温固体循环介质和在未燃尽燃料(以下统称物料)随烟气漂飘浮到炉膛上部的出口并随烟气一起进入第一级旋风筒，烟气在第一级旋风圆筒内高速旋转流动，并将物料甩向气流的外围并沿着圆筒壁和圆锥筒壁下沉(较粗的物料直接下沉至储料筒中)，而纯净的烟气流则集中在气流的中心呈螺旋向上从出风口输出；接着，由于第一级旋风圆的圆锥筒体部位半径的缩小而切向速度增大，残余烟气呈螺旋惯性加速运动往下至第二级旋风筒(第二级旋圆筒的圆筒段直径和第一级旋风筒圆锥体出口的直径一致)，因经过圆锥筒体的加速，第二级旋风筒的烟气速度更高，烟气的物料浓度相对也增大，因此可对残余烟气进行第二次旋风分离，并把细小的物料(此处主要粉尘颗粒)分离出来，而纯净的烟气继续螺旋向上；最后，经过两次旋风分离后的残余烟气在第二级旋风筒的圆锥筒体的作用下继续螺旋加速下沉至末级旋风筒，同上述原理一样第三次分离对烟气进行旋风分离，物料(此处主要是微尘颗粒)最终落至末级旋风筒的圆锥筒底后顺着通道进入储料器，旋风分离出烟气中的物料作业完成。分离后的物料通过返料箱的返料风经过过渡筒和返料筒送回循环流化床的炉膛内，继续燃烧或者作为导热载体在炉内循环。物料在循环过程中都会被旋风分离器连续多层分离后粉化，可以把更微小的物料分离出来，因此比常规的旋风分离器效率要高，并且增加物料在锅炉内的循环次数，有助于燃料的燃尽，提高锅炉的燃烧效率。降低了循环物料的给入量和锅炉的排渣量，减轻了司炉工的工作量。

Claims (10)

1.一种生物质烟气制备系统，由燃烧器和旋风分离器组成，燃烧器的出口与旋风分离器的进风口连通，燃烧器的返料口与旋风分离器的出料口连通，其特征在于：所述旋风分离器的旋风筒主体内腔为圆筒形且其由至少两级的旋风筒构成，所述旋风筒的进风口侧壁与第一级旋风筒的筒体的侧壁相切。

2.根据权利要求1所述的制备系统，其特征在于，所述圆筒形旋风筒主体由三级的旋风筒构成。

3.根据权利要求2所述的制备系统，其特征在于，所述每一级旋风筒的内径自上而下逐级阶梯缩小。

4.根据权利要求3所述的制备系统，其特征在于，所述每一级旋风筒的内壁由圆筒段和圆锥段构成。

5.根据权利要求4所述的制备系统，其特征在于，所述第一级旋风筒的侧面具有进风口，其上面具有出风口，所述末级旋风筒具有出料口，所述返料口连接返料筒。

6.根据权利要求1或5所述的旋风分离器，其特征在于，所述末级旋风筒的出料口与返料筒之间连接储料筒。

7.根据权利要求6所述的制备系统，其特征在于，所述储料筒与返料筒之间连接过渡筒，所述过渡筒与储料筒形成大于90度夹角。

8.根据权利要求7所述的制备系统，其特征在于，所述储料筒与过渡筒的夹角位置具有一挡板，该挡板与通道形成迂折结构，所述末级旋风筒与储料筒的连接处连接波纹型膨胀节，所述过渡筒通过伸缩型膨胀节与返料筒连接。

9.根据权利要求8所述的制备系统，其特征在于，所述末级旋风筒的出料口或储料筒与过渡筒的夹角位置的下端设置卸料箱。

10.根据权利要求1所述的制备系统，其特征在于，所述旋风筒主体的中心线与地面垂直，所述燃烧器为循环流化床。