CN102589268A

CN102589268A - 一种生物质炉烟气余热回收利用方法及装置

Info

Publication number: CN102589268A
Application number: CN2012100817009A
Authority: CN
Inventors: 景玉国; 肖跃进; 宋红英; 张鹏飞
Original assignee: TIANHUA DENSITY BOARD CO Ltd
Current assignee: TIANHUA DENSITY BOARD CO Ltd
Priority date: 2012-03-26
Filing date: 2012-03-26
Publication date: 2012-07-18
Anticipated expiration: 2032-03-26
Also published as: CN102589268B

Abstract

本发明涉及一种生物质炉烟气余热回收利用方法及装置，属于余热综合利用技术领域。技术方案是：烟气气流干燥器（5）的一端设置进气口和进料口，另一端设置混合出口，烟气气流干燥器的进气口与引风机（3）出口相连接，烟气气流干燥器的进料口设置生物质料仓（7），烟气气流干燥器的混合出口与气固分离器（6）进口相连接，气固分离器底部出口与生物质炉进口料仓（8）相连接，生物质炉进口料仓与生物质炉（1）进口连接，生物质炉的烟气出口连接引风机的进口。本发明积极效果：利用烟气余热大幅度降低生物质炉进口生物质料的含水率，提高生物质炉实际运行的热效率，与背景技术相比，生物质炉的实际运行热效率可提高10-30%、生物质燃料消耗量降低15-35%，节能、增效、环保。

Description

一种生物质炉烟气余热回收利用方法及装置

技术领域

本发明涉及一种生物质炉烟气余热回收利用方法及装置，属于余热综合利用技术领域。

背景技术

生物质是目前世界上应用最广泛的可再生能源，是唯一可循环、可再生的炭源，消费量仅次于煤炭、石油、天然气，位居第四位。生物质的工业化应用主要有三种方法，一是将生物质燃烧获得能量；二是将生物质液化获得液体燃料和化工产品；三是将生物质气化获得燃气或合成其它化工产品；目前，生物质的工业化应用绝大部分采用第一种方法。背景技术中，采用生物质锅炉、油炉等将生物质燃烧获得能量的方法存在的问题：一是入炉的生物质燃料含水率较高，生物质的含水率高达30-50%，经晾晒后含水率仍高达15-30%，因受气温、空气湿度的影响，采用晾晒处理在较短的时间内生物质燃料的含水率很难降到15%以下，这部分水分进入生物质炉后气化为水蒸汽要消耗生物质自身大量的热量，造成生物质炉热效率明显下降；二是生物质炉烟气温度高达130-180℃，直接排到了大气中，这部分热量占绝干生物质热量的8-15%，造成生物质热量的极大浪费。大型生物质炉按干基生物质燃料设计的热效率为85-92%，因实际入炉的生物质燃料的含水率为15-30%，实际运行的热效率只有60-75%。

发明内容

本发明目的是提供一种生物质炉烟气余热回收利用方法及装置，利用烟气余热将生物质燃料中的水分蒸发随烟气排到大气中去，降低生物质炉入炉生物质燃料的含水率，提高生物质炉的热效率，进而实现烟气余热的回收利用，结构简单，节能效果显著，解决背景技术中存在的上述问题。

本发明的技术方案是：

一种生物质炉烟气余热回收利用方法，包含如下工艺步骤：①燃烧生物质料产生的高温烟气与含水率较高的生物质料一起进入烟气气流干燥器，高温烟气对生物质料进行干燥，生物质料吸收高温烟气中的热量，其中的水分汽化为水蒸汽，混入高温烟气，烟气的温度降低、烟气中的水汽含量增加，称为水汽含量较高的低温烟气；②经烟气气流干燥器干燥的生物质料称为水分含量较低的生物质料，与水汽含量较高的低温烟气一起进入气固分离器，在气固分离器内完成气固分离的过程，水汽含量较高的低温烟气由气固分离器顶部排入大气，水分含量较低的生物质料由气固分离器底部进入生物质炉燃烧；③生物质炉燃烧产生的热能外供，产生的高温烟气进入烟气气流干燥器，对含水率较高的生物质料进行干燥，如此循环。

本发明利用燃烧生物质料产生的高温烟气将生物质燃料中的水分蒸发随烟气排到大气中去，降低生物质炉入炉生物质料的含水率，提高生物质炉的热效率，进而实现烟气余热的回收利用。

生物质炉燃烧产生的高温烟气分为两路，一路通过烟气气流干燥器烟气控制阀与烟气气流干燥器的进气口相连接；另一路通过烟囱烟气控制阀与烟囱相连接；当烟气气流干燥器故障或检修时，关闭烟气气流干燥器烟气控制阀，打开烟囱烟气控制阀，将高温烟气引入烟囱，保证生物质炉的连续运行。

一种生物质炉烟气余热回收利用装置，包含生物质炉、引风机、烟气气流干燥器、气固分离器、生物质料仓、生物质炉进口料仓；烟气气流干燥器的一端设置进气口和进料口，另一端设置混合出口，烟气气流干燥器的进气口与引风机出口相连接，烟气气流干燥器的进料口设置生物质料仓，烟气气流干燥器的混合出口与气固分离器进口相连接，气固分离器底部出口与生物质炉进口料仓相连接，生物质炉进口料仓与生物质炉进口连接，生物质炉的烟气出口连接引风机的进口。

本发明的烟气、生物质料循环过程：引风机出口的高温烟气，经烟气气流干燥器进入气固分离器，由气固分离器顶部排入大气；生物质料仓内的含水率较高的生物质料，随高温烟气一起进入烟气气流干燥器，生物质料吸收烟气中的热量，其中的水分汽化为水蒸汽进入烟气，烟气的温度降低、烟气中的水汽含量增加，在气固分离器内完成气固分离的过程，水汽含量较高的低温烟气由气固分离器顶部排入大气，水分含量较低的生物质料由气固分离器底部进入生物质炉进口料仓，送入生物质炉燃烧，热能外供，产生的高温烟气通过引风机后进入烟气气流干燥器，对生物质料进行干燥，如此循环。

本发明还设有烟囱、烟气气流干燥器控制阀和烟囱烟气控制阀，引风机的高温烟气出口分为两路，一路通过烟气气流干燥器控制阀与烟气气流干燥器的进气口相连接；另一路通过烟囱烟气控制阀与烟囱相连接。当烟气气流干燥器故障和检修时，关闭烟气气流干燥器控制阀，打开烟囱烟气控制阀，将高温烟气引入烟囱，保证生物质炉的连续运行。

生物质料仓和生物质炉进口料仓分别设置生物质料仓给料器和生物质炉进口料仓给料器。生物质炉与引风机之间设置除尘器。

所述的烟气气流干燥器为管道式气流床结构，也可以是其它形式的结构。

所述的气固分离器为旋风分离器，也可以是其它形式的结构，采用单个旋风分离器，还可以采用多个气固分离器串联或并联的结构形式，确保烟气中粉尘含量达到国家规定的排放标准。

本发明烟气流速为5-40米/秒，设计流速根据所用生物质料的密度确定，烟气流速要求大于生物质料的最低悬浮速度；烟气气流干燥器的长度根据进口生物质料的含水率确定；气固分离器顶部出口烟气的相对湿度按小于100%设计，以60-90%为最佳。

本发明积极效果：生物质的含硫量低，燃烧后的烟气酸露点温度较低，采用气流床干燥工艺，烟气与设备的接触面积小，烟气在低温下对设备的腐蚀较小、而且易于控制；同时生物质的密度较小、悬浮速度较低，很容易实现气流传输，在气流传输过程中将烟气中的热量传递给生物质料，因烟气中的水汽分压较低，生物质在烟气环境中所含的水分在较低的温度下即可蒸发为水蒸汽转移到烟气中，大幅度降低了生物质炉进口生物质料的含水率；利用烟气余热大幅度降低生物质料的含水率，提高生物质炉实际运行的热效率，与背景技术相比，生物质炉的实际运行热效率可提高10-30%、生物质料消耗量降低15-35%，节能、增效、环保。

附图说明

附图1是背景技术的生物质炉装置示意图；

附图2是本发明实施例示意图；

图中：生物质炉1、除尘器2、引风机3、烟囱4、烟气气流干燥器5、气固分离器6、生物质料仓7、生物质炉进口料仓8、生物质料仓给料器9和生物质炉进口料仓给料器10、烟囱烟气控制阀11、烟气气流干燥器控制阀12。

具体实施方式

下面结合附图，通过实施例对本发明作进一步说明。

一种生物质炉烟气余热回收利用方法，包含如下工艺步骤：①燃烧生物质料产生的高温烟气与含水率较高的生物质料一起进入烟气气流干燥器，高温烟气对生物质料进行干燥，生物质料吸收高温烟气中的热量，其中的水分汽化为水蒸汽，混入烟气，烟气的温度降低、烟气中的水汽含量增加，称为水汽含量较高的低温烟气；②经烟气气流干燥器干燥的生物质料称为水分含量较低的生物质料，与水分含量较高的低温烟气一起进入气固分离器，在气固分离器内完成气固分离的过程，温度较低、水汽含量较高的低温烟气由气固分离器顶部排入大气，水分含量较低的生物质料由气固分离器底部进入生物质炉燃烧；③生物质炉燃烧产生的热能外供，产生的高温烟气进入烟气气流干燥器，对经晾晒后含水率较高的生物质料进行干燥，如此循环。

一种生物质炉烟气余热回收利用装置，包含生物质炉1、引风机3、烟气气流干燥器5、气固分离器6、生物质料仓7、生物质炉进口料仓8；烟气气流干燥器的一端设置进气口和进料口，另一端设置混合出口，烟气气流干燥器的进气口与引风机出口相连接，烟气气流干燥器的进料口设置生物质料仓，烟气气流干燥器的混合出口与气固分离器进口相连接，气固分离器底部出口与生物质炉进口料仓相连接，生物质炉进口料仓与生物质炉进口连接，生物质炉的烟气出口连接引风机的进口。

本发明还设有烟囱4、烟气气流干燥器控制阀12和烟囱烟气控制阀11，引风机的高温烟气出口分为两路，一路通过烟气气流干燥器控制阀与烟气气流燥器的进气口相连接；另一路通过烟囱烟气控制阀与烟囱相连接。生物质料仓和生物质炉进口料仓分别设置生物质料仓给料器9和生物质炉进口料仓给料器10。生物质炉与引风机之间设置除尘器2。所述的烟气气流干燥器为管道式气流床结构，所述的气固分离器为旋风分离器，采用单个气固分离器，也可以采用多个气固分离器串联或并联的结构形式。

参照附图1，背景技术的工作过程，用于130t/h、9.2MPa生物质锅炉，生物质料低位热值12000-14000KJ/kg、含水率为20%直接进入生物质炉进口料仓8由生物质炉进口料仓给料器10控制进入生物质炉1燃烧，满负荷运行引风机3出口烟气温度140-160℃经烟囱4直接排入大气，燃料消耗量为38-43t/h，实际运行热效率65-70%。

本发明工作过程，参见附图2：用于130t/h、9.2MPa生物质锅炉，满负荷运行引风机3出口烟气温度约140-160℃，关闭烟囱烟气控制阀11，打开气流干燥器烟气控制阀12，烟气经烟气气流干燥器5进入气固分离器6。生物质料低位热值12000-14000KJ/kg、含水率为20%进入生物质料仓7由生物质料仓给料器9控制进入烟气气流干燥器5，再进入气固分离器6进行气固分离，气固分离器6顶部的烟气温度50-80℃、相对湿度40-80%排入大气，气固分离器6底部的含水率为3-8%的生物质料进入生物质炉进口料仓8，由生物质炉进口料仓给料器10控制进入生物质炉1燃烧，燃料消耗量为28-33t/h，实际运行热效率85-90%。

Claims

1.一种生物质炉烟气余热回收利用方法，其特征在于包含如下工艺步骤：①燃烧生物质料产生的高温烟气与含水率较高的生物质料一起进入烟气气流干燥器，高温烟气对生物质料进行干燥，生物质料吸收高温烟气中的热量，其中的水分汽化为水蒸汽，混入高温烟气，烟气的温度降低、烟气中的水汽含量增加，称为水汽含量较高的低温烟气；②经烟气气流干燥器干燥的生物质料称为水分含量较低的生物质料，与水汽含量较高的低温烟气一起进入气固分离器，在气固分离器内完成气固分离的过程，水汽含量较高的低温烟气由气固分离器顶部排入大气，水分含量较低的生物质料由气固分离器底部进入生物质炉燃烧；③生物质炉燃烧产生的热能外供，产生的高温烟气进入烟气气流干燥器，对经晾晒含水率较高的生物质料进行干燥，如此循环。

2.根据权利要求1所述之一种生物质炉烟气余热回收利用方法，其特征在于生物质炉燃烧产生的高温烟气分为两路，一路通过烟气气流干燥器烟气控制阀与烟气气流干燥器的进气口相连接；另一路通过烟囱烟气控制阀与烟囱相连接；当烟气气流干燥器故障或检修时，关闭烟气气流干燥器烟气控制阀，打开烟囱烟气控制阀，将高温烟气引入烟囱，保证生物质炉的连续运行。

3.一种生物质炉烟气余热回收利用装置，其特征在于：包含生物质炉（1）、引风机（3）、烟气气流干燥器（5）、气固分离器（6）、生物质料仓（7）、生物质炉进口料仓（8）；烟气气流干燥器的一端设置进气口和进料口，另一端设置混合出口，烟气气流干燥器的进气口与引风机出口相连接，烟气气流干燥器的进料口设置生物质料仓，烟气气流干燥器的混合出口与气固分离器进口相连接，气固分离器底部出口与生物质炉进口料仓相连接，生物质炉进口料仓与生物质炉进口连接，生物质炉的烟气出口连接引风机的进口；引风机出口的高温烟气，经烟气气流干燥器进入气固分离器，由气固分离器顶部排入大气；生物质料仓内的含水率较高的生物质料，随高温烟气一起进入烟气气流干燥器，生物质料吸收烟气中的热量，其中的水分汽化为水蒸汽进入烟气，烟气的温度降低、烟气中的水汽含量增加，在气固分离器内完成气固分离的过程，水汽含量较高的低温烟气由气固分离器顶部排入大气，水分含量较低的生物质料由气固分离器底部进入生物质炉进口料仓，送入生物质炉燃烧，热能外供，产生的高温烟气通过引风机后进入烟气气流干燥器，对生物质料进行干燥，如此循环。

4.根据权利要求3所述之生物质炉烟气余热回收利用装置，其特征在于还设有烟囱（4）、烟气气流干燥器控制阀（12）和烟囱烟气控制阀（11），引风机的高温烟气出口分为两路，一路通过烟气气流干燥器控制阀与烟气气流干燥器的进气口相连接；另一路通过烟囱烟气控制阀与烟囱相连接。

5.根据权利要求3或4所述之生物质炉烟气余热回收利用装置，其特征在于生物质料仓和生物质炉进口料仓分别设置生物质料仓给料器（9）和生物质炉进口料仓给料器（10）；生物质炉与引风机之间设置除尘器（2）。

6.根据权利要求3或4所述之生物质炉烟气余热回收利用装置，其特征在于所述的烟气气流干燥器为管道式气流床结构。

7.根据权利要求3或4所述之生物质炉烟气余热回收利用装置，其特征在于所述的气固分离器为旋风分离器。

8.根据权利要求7所述之生物质炉烟气余热回收利用装置，其特征在于采用单个旋风分离器或采用多个气固分离器串联或并联的结构形式。