CN103982894B - 一种气化半焦类难燃细颗粒燃料的燃烧装置及利用该装置燃烧的方法 - Google Patents

Abstract

一种气化半焦类难燃细颗粒燃料的燃烧装置及利用该装置燃烧的方法，涉及一种燃烧装置及利用该装置燃烧的方法。是要解决目前气化半焦类难燃细颗粒燃料在循环流化床中燃烧效率低问题。装置包括原料仓、气力喷射器、罗茨风机、调节阀、引射管、返料斜管、旋风分离器、回料阀和炉膛，原料仓位于气力喷射器上方，气力喷射器的一端连接引射管，另一端连接有罗茨风机，返料斜管的一端连接回料阀，另一端连接炉膛密相区，回料阀的上方连接有旋风分离器。方法：一、开启循环流化床锅炉，启动罗茨风机；二、将燃料放入原料仓，打开调节阀，开启气力喷射器，使燃料进入返料斜管，送到炉膛密相区燃烧。本发明用于气化半焦类难燃细颗粒燃料的燃烧。

Description

一种气化半焦类难燃细颗粒燃料的燃烧装置及利用该装置燃烧的方法

技术领域

本发明涉及一种燃烧装置及利用该装置燃烧的方法。

背景技术

工业气化炉具有较强的煤适应性。但是高固定碳、高熔点和高灰分煤种在气化过程中会产生固体飞灰即气化半焦，且大量气化半焦为细颗粒，不能被旋风分离器高效捕捉，引起气化炉效率降低，造成管路系统磨损，也带来环境污染，合理地利用这部分资源，具有重大的经济效益和生态效益。

气化半焦具有粒径细小，含碳量高，挥发分低；反应活性差，着火困难，难燃尽等特点。采用气化半焦直接回到流化床气化炉不能达到再气化的效果。通常采用循环流化床燃烧方式燃尽半焦中残碳，回收热量，提高燃烧效率。循环流化床燃烧技术适用于燃烧劣质燃料，同时具有低NOx排放和高效脱硫、燃烧效率高且燃烧相对稳定，负荷易于调节等特点，可以实现气化半焦的充分燃尽和低污染排放。

目前气化半焦循环流化床燃烧技术通常采用两种方法，其一，气化半焦进入二次风管路，回到炉膛稀相区进行燃烧。该种方式由于二次风口位置较高，造成气化半焦在炉膛内停留时间短，不能很好被预热进而实现燃烧。其二，采用飞灰底饲循环流化床燃烧方法。该种方式采用飞灰由气力喷射器送至回送管，再由底饲喷嘴返回床内密相区燃烧。该种方式能够提高颗粒径向均匀分布，使气固湍流更加激烈。但同时由于底饲喷嘴磨损严重，不得不经常更换。飞灰从床层密相区底部进入，使密相区下段低温情况加剧，不利于燃料的稳定燃烧。并且底饲喷嘴经穿过布风板安装，增加了拆装难度。

发明内容

本发明是要解决目前气化半焦类难燃细颗粒燃料在循环流化床中燃烧效率低问题，提供一种气化半焦类难燃细颗粒燃料的燃烧装置及利用该装置燃烧的方法。

本发明气化半焦类难燃细颗粒燃料的燃烧装置包括原料仓、气力喷射器、罗茨风机、调节阀、引射管、返料斜管、旋风分离器、回料阀和炉膛，炉膛包括炉膛密相区和炉膛稀相区，炉膛稀相区和炉膛密相区由上至下依次设置并制成一体，原料仓位于气力喷射器上方与气力喷射器连通，引射管包括引射管水平段、引射管弯头、引射管立管段和引射管导向喷嘴，引射管水平段、引射管弯头、引射管立管段和引射管导向喷嘴由右至左顺次连接，气力喷射器的一端与引射管的引射管水平段连接，气力喷射器的另一端通过调节阀连接有罗茨风机，返料斜管上焊接有法兰座，引射管的引射管导向喷嘴与返料斜管上的法兰座连接，返料斜管的一端连接回料阀，返料斜管的另一端连接炉膛密相区，回料阀的上方连接有旋风分离器，旋风分离器的上部与炉膛稀相区连通。

利用上述装置燃烧气化半焦类难燃细颗粒燃料的方法，按以下步骤进行：

一、开启循环流化床锅炉，启动罗茨风机；

二、将气化半焦类难燃细颗粒燃料放入原料仓，打开调节阀，开启气力喷射器，使燃料进入返料斜管，送到炉膛密相区燃烧。

本发明装置的工作原理：气化半焦类难燃细颗粒燃料进入原料仓，由罗茨风机给风，在气力喷射器的作用下，进入返料斜管，紧贴返料斜管的管内顶部耐磨层，与返料斜管成适当角度，高速喷入至炉膛密相区燃烧。燃烧产生烟气经过旋风分离器分离，较大颗粒经过立管，进入回料阀，罗茨风机提供松动风和流化风，较大颗粒在松动风和流化风的作用下，经过返料斜管，裹挟着给入的气化半焦类难燃细颗粒物送回炉膛密相区继续燃烧。

本发明的有益效果：

(1)本发明燃烧装置可进行安装和拆卸，提高了灵活性，克服了其他方式难于检修的问题。安装时引射器立管段法兰和返料斜管上的法兰座采用螺栓连接，拆卸后采用盲板与预装法兰连接进行密封。

(2)气化半焦在气力喷射器的作用下进入回料管路，而不是直接进入炉膛，与回料管道里面的返料充分掺混，进行预热，提高了气化半焦进入炉膛的入口温度，降低了对床层温度分布的影响。

(3)气化半焦通过回料管路回到床层的密相区，相比于稀相区，密相区流化速度较低，延长了气化半焦在流化床内的停留时间，气化半焦有足够的时间与空气接触，进行燃烧，有助于提高气化半焦类难燃细颗粒物的燃尽度。避免了直接进入稀相区造成迅速逃逸从而停留时间过短的问题。达到节约能源、保护环境的目的。

(4)导向喷嘴采用适当角度的弯管，对气化半焦进入回料管路有很好的导流作用，降低了气化半焦直接进入回料管路，因而对管路内返料流动速度和方向造成的影响；引射造成的低压区也有助于返料斜管内物料的流动。

(5)采用可拆卸弯头。烟气携带大量颗粒容易对管道造成磨损，当磨损严重时，只需局部更换弯头，不必将整个管路都换掉，降低了检修成本。

附图说明

图1为本发明燃烧装置的结构示意图；图2为引射管导向喷嘴的装配示意图。

具体实施方式

本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。

具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式气化半焦类难燃细颗粒燃料的燃烧装置包括原料仓5、气力喷射器6、罗茨风机12、调节阀10、引射管15、返料斜管18、旋风分离器3、回料阀4和炉膛1，炉膛1包括炉膛密相区1-2和炉膛稀相区1-1，炉膛稀相区1-1和炉膛密相区1-2由上至下依次设置并制成一体，原料仓5位于气力喷射器6上方与气力喷射器6连通，引射管15包括引射管水平段20、引射管弯头19、引射管立管段16和引射管导向喷嘴21，引射管水平段20、引射管弯头19、引射管立管段16和引射管导向喷嘴21由右至左顺次连接，气力喷射器6的一端与引射管15的引射管水平段20连接，气力喷射器6的另一端通过调节阀10连接有罗茨风机12，返料斜管18上焊接有法兰座17，引射管15的引射管导向喷嘴21与返料斜管18上的法兰座17连接，返料斜管18的一端连接回料阀4，返料斜管18的另一端连接炉膛密相区1-2，回料阀4的上方连接有旋风分离器3，旋风分离器3的上部与炉膛稀相区1-1连通。

本实施方式的装置能够提高气化半焦类难燃细颗粒燃料的飞灰燃尽度，达到节约能源、保护环境的目的。而且系统独立，拆装灵活，降低了检修成本。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：引射管15的引射管导向喷嘴21插入返料斜管18上的法兰座17中，引射管导向喷嘴21的上方通过法兰连接引射管立管段16，并用螺栓连接法兰紧固。其它与具体实施方式一相同。

引射管导向喷嘴21的装配示意图如图2所示。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：引射管15的各段采用法兰连接。其它与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：利用具体实施方式一所述的装置燃烧气化半焦类难燃细颗粒燃料的方法，按以下步骤进行：

一、开启循环流化床锅炉，启动罗茨风机12；

二、将气化半焦类难燃细颗粒燃料放入原料仓5，打开调节阀10，开启气力喷射器6，使燃料进入返料斜管18，送到炉膛密相区1-2燃烧。

在循环流化床锅炉系统内，安装本实施方式的气化半焦类难燃细颗粒燃料的燃烧装置，将气化半焦类难燃细颗粒燃料送入原料仓5，然后由气力喷射器6送至返料斜管18，在导向喷嘴21的作用下由返料斜管18喷入，返回炉膛密相区1-2燃烧。燃烧产生烟气经过旋风分离器3分离，较大颗粒经过立管，进入回料阀4，罗茨风机12提供松动风和流化风，较大颗粒在松动风和流化风的作用下，经过返料斜管18，裹挟着给入的气化半焦类难燃细颗粒物送回炉膛密相区1-2继续燃烧。

实施例1：

本实施例气化半焦类难燃细颗粒燃料的燃烧方法，按以下步骤进行：

一、开启循环流化床锅炉，启动罗茨风机12；

二、将晋城无烟煤半焦放入原料仓5，打开调节阀10，开启气力喷射器6，使燃料进入返料斜管18，送到炉膛密相区1-2燃烧。

半焦在气力喷射器的作用下进入回料管路，而不是直接进入炉膛，与回料管道里面的返料充分掺混，进行预热，提高了气化半焦进入炉膛的入口温度，降低了对床层温度分布的影响。

半焦通过回料管路回到炉膛密相区，相比于稀相区，密相区流化速度较低，延长了气化半焦在流化床内的停留时间，气化半焦有足够的时间与空气接触，进行燃烧，提高气了化半焦类难燃细颗粒物的燃尽度。避免了直接进入稀相区造成迅速逃逸从而停留时间过短的问题。达到节约能源、保护环境的目的。

Claims (3)

1.一种气化半焦类难燃细颗粒燃料的燃烧装置，其特征在于该装置包括原料仓(5)、气力喷射器(6)、罗茨风机(12)、调节阀(10)、引射管(15)、返料斜管(18)、旋风分离器(3)、回料阀(4)和炉膛(1)，炉膛(1)包括炉膛密相区(1-2)和炉膛稀相区(1-1)，炉膛稀相区(1-1)和炉膛密相区(1-2)由上至下依次设置并制成一体，原料仓(5)位于气力喷射器(6)上方与气力喷射器(6)连通，引射管(15)包括引射管水平段(20)、引射管弯头(19)、引射管立管段(16)和引射管导向喷嘴(21)，引射管水平段(20)、引射管弯头(19)、引射管立管段(16)和引射管导向喷嘴(21)由右至左顺次连接，气力喷射器(6)的一端与引射管(15)的引射管水平段(20)连接，气力喷射器(6)的另一端通过调节阀(10)连接有罗茨风机(12)，返料斜管(18)上焊接有法兰座(17)，引射管(15)的引射管导向喷嘴(21)与返料斜管(18)上的法兰座(17)连接，返料斜管(18)的一端连接回料阀(4)，返料斜管(18)的另一端连接炉膛密相区(1-2)，回料阀(4)的上方连接有旋风分离器(3)，旋风分离器(3)的上部与炉膛稀相区(1-1)连通。

2.根据权利要求1所述的一种气化半焦类难燃细颗粒燃料的燃烧装置，其特征在于引射管(15)的各段采用法兰连接。

3.利用权利要求1所述的装置燃烧气化半焦类难燃细颗粒燃料的方法，其特征在于该方法，按以下步骤进行：

一、开启循环流化床锅炉，启动罗茨风机(12)；

二、将气化半焦类难燃细颗粒燃料放入原料仓(5)，打开调节阀(10)，开启气力喷射器(6)，使燃料进入返料斜管(18)，送到炉膛密相区(1-2)燃烧。