CN105444160B - 循环流化床细粉灰燃烧装置 - Google Patents

Abstract

一种循环流化床细粉灰燃烧装置，包括：依次连接的循环流化床炉膛(1)、旋风分离器(2)、返料器(3)，炉膛侧壁下部设有返料口(12)，返料器(3)的返料管(31)与返料口(12)相通；以及预热夹层(4)，预热夹层的上部设置有上部入口以及加料口(32)，预热夹层的下部设置有下部出口，预热夹层的下部出口不低于所述返料口，其中，返料管(31)与预热夹层(4)的上部入口相通，返料口(12)与预热夹层(4)的下部出口相通；且来自返料管(31)的物料在预热夹层(4)中流动，并经返料口(12)进入炉膛(1)。

Description

循环流化床细粉灰燃烧装置

技术领域

本发明属循环流化床燃烧技术领域，具体为一种燃用细粉灰的循环流化床燃烧装置。

背景技术

煤气化是煤炭高效洁净利用的重要途径之一，针对中国煤种的多样性以及产品气的不同用途，气化反应温度为1000℃左右的粉煤温和气化技术得到了广泛应用，由于反应温度较低，气化过程碳转化率受限，煤气带出的飞灰含碳量较高，需要进一步利用。综合利用气化细粉灰对于提高系统的能量利用效率和碳转化率具有重要意义。

由于细粉灰的含碳量较高，燃烧是较为理想的综合利用方式。细粉灰具有高灰分、低挥发分及反应活性差的特点，使其着火困难、燃尽性差，不适于采用室燃炉燃用。同时由于细粉灰粒径仅为几十微米，采用循环流化床燃烧时，细粉灰如果从炉膛加入，随烟气进入旋风分离器后，相当可观的部分无法被分离器捕集、送回炉膛，因而无法实现循环燃烧，而从炉膛一次性通过的短暂时间也难以使细粉灰燃尽。

中国专利申请201110280668.2公开了一种为流化床煤气化炉提供高温空气的系统，在循环流化床锅炉循环回路上布置了一个低速燃尽流化床，以期燃尽气化残炭，但由于粒径极细的气化细粉灰难以被旋风分离器捕集，进入低速流化床的实际上只是旋风分离器能够捕集的粗颗粒，大量的气化细粉灰没有被送入低速流化床燃尽，而是直接从旋风分离器逃逸了。因此该系统实际上并没有真正实现气化细粉灰的燃烧。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种能够充分燃烧气化细粉灰的循环流化床燃烧装置，使细粉灰中的残炭得到充分利用，提高煤的综合利用效率。

根据本发明的实施例的一个方面，提出了一种循环流化床细粉灰燃烧装置，包括：

依次连接的循环流化床炉膛、旋风分离器、返料器，炉膛侧壁下部设有返料口，返料器的返料管与返料口相通；

预热夹层，预热夹层的上部设置有上部入口，预热夹层的下部设置有下部出口，预热夹层的下部出口不低于所述返料口；以及

加料口，适于向预热夹层中施加细粉灰，

其中，

返料管与预热夹层的上部入口相通，返料口与预热夹层的下部出口相通；且

来自返料管的物料在预热夹层中流动，并经返料口进入炉膛。

可选地，所述预热夹层的下部覆盖所述返料口而设置在炉膛侧壁。进一步地，所述返料口构成所述下部出口。

可选地，预热夹层内设有至少一块导流板，所述至少一块导流板增加物料在预热夹层中的流动路径的长度。可选地，所述至少一个导流板在所述预热夹层内形成之字形流动通道。可选地，导流板与竖直方向的夹角α在30-60°之间。

可选地，所述加料口直接设置在返料管上，或者，所述加料口直接设置在预热夹层的上部。

在上述的循环流化床细粉灰燃烧装置中，可选地，加料口上配有供风系统，用于提供助燃空气。

在上述的循环流化床细粉灰燃烧装置中，可选地，预热夹层为绝热的。

在上述的循环流化床细粉灰燃烧装置中，可选地，预热夹层为水冷的，由膜式水冷壁构成。

附图说明

图1为本发明的一个示例性实施例的循环流化床细粉灰燃烧装置的示意图。

图2为本发明的一个示例性实施例的循环流化床细粉灰燃烧装置的局部示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实例性的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中相同或相似的标号表示相同或相似的元件。下面参考附图描述的实施例是示例性的，旨在解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

图1为本发明的一个示例性实施例的循环流化床细粉灰燃烧装置的示意图。如图1所示，循环流化床细粉灰燃烧装置包括：

依次连接的循环流化床炉膛1、旋风分离器2、返料器3，炉膛侧壁下部设有返料口12，返料器向炉膛返料的返料管31与返料口12相通；

预热夹层4，预热夹层4的上部设置有上部入口，预热夹层的下部设置有下部出口，预热夹层4的下部出口不低于所述返料口12；以及

加料口32，适于向预热夹层4中施加细粉灰，

其中，

返料管31与预热夹层4的上部入口相通，返料口12与预热夹层4的下部出口相通；且

来自返料管31的物料在预热夹层4中流动，并经返料口12进入炉膛1。

预热夹层4可以独立于炉膛侧壁设置。相应地，预热夹层4的下部出口通过相应的管道连接到返料口12。

预热夹层4也可以直接设置到炉膛侧壁上。如图1-2所示，预热夹层4的下部覆盖所述返料口12而设置在炉膛侧壁。在进一步可选的实施例中，返料口12直接构成所述下部出口。

如图1中所示，加料口32直接设置在返料管31上。可选地，加料口32也可以直接设置在预热夹层4的上部。

为了增加细粉灰的流动路径的长度，如图2所示，预热夹层4内设有至少一块导流板41，所述至少一块导流板41增加物料在预热夹层中的流动路径的长度。在图2中，导流板41在预热夹层4内形成之字形流动通道。可选地，导流板41与竖直方向的夹角α在30-60°之间，使来自返料管31的物料在预热夹层4中沿导流板41向下流动，从返料口12进入炉膛。

不过，只要可以增加物料在预热夹层中的流动路径的长度，而且物料可以通畅流动，导流板41形成的其他路径形式也是可以的。另，导流板41的形状也不限于如图2中所示的平板状，其只要可以隔离预热夹层4的内部形成流动路径即可。

在上述的循环流化床细粉灰燃烧装置中，可选地，虽然没有示出，加料口32上配有供风系统，用于提供助燃空气，以提高细粉灰在预热夹层内的燃烧份额、提高细粉灰的预热温度。

在上述的循环流化床细粉灰燃烧装置中，可选地，预热夹层4为绝热的，以保证细粉灰在预热夹层内的温度是逐步提高的。

在上述的循环流化床细粉灰燃烧装置中，可选地，预热夹层4为水冷的，由膜式水冷壁构成，用于在向预热夹层内通入助燃空气时，控制预热夹层内的燃烧温度，防止细粉灰在预热夹层内燃烧超温、发生结焦。

在本发明中，在预热夹层4内存在导流板41的情况下，从加料口32加入的细粉灰与来自返料器的高温循环物料一起进入预热夹层4，在沿导流板41向下流动的过程中，充分掺混，细粉灰被预热、部分燃烧，然后经返料口进入炉膛继续燃烧。即，通过带导流板的预热夹层，强化了细粉灰流动过程的掺混，使细粉灰在进入炉膛之前就已经被充分预热、并着火燃烧，大大延长了细粉灰的燃烧反应时间，有利于细粉灰的燃尽；同时，系统的复杂性并未显著增加，装置简单、操控方便。

与现有技术相比，本发明的循环流化床燃烧装置提高了细粉灰燃烧效率，且结构简单、设计灵活且易实现，进一步地，还有效延长了细粉灰在炉内的停留时间，解决了超细物料停留时间短、无法组织燃烧的难题，保证了细粉灰这类低热值、超细粒径、低活性燃料的燃尽，提高了燃料利用率。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行变化。本发明的适用范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种循环流化床细粉灰燃烧装置，包括：

依次连接的循环流化床炉膛(1)、旋风分离器(2)、返料器(3)，炉膛侧壁下部设有返料口(12)，返料器(3)的返料管(31)与返料口(12)相通；

预热夹层(4)，预热夹层的上部设置有上部入口，预热夹层的下部设置有下部出口，预热夹层的下部出口不低于所述返料口；以及

加料口(32)，适于向预热夹层中施加细粉灰，

其中，

返料管(31)与预热夹层(4)的上部入口相通，返料口(12)与预热夹层(4)的下部出口相通，预热夹层(4)独立于炉膛侧壁设置，预热夹层(4)的下部出口通过相应的管道连接到炉膛返料口(12)；或者，预热夹层(4)直接设置到炉膛侧壁上，预热夹层(4)的下部覆盖返料口(12)而设置在炉膛侧壁，返料口构成下部出口；且

加料口(32)直接设置在返料管(31)上；或者，加料口(32)直接设置在预热夹层的上部；加料口(32)上配有供风系统，用于提供助燃空气；

来自返料管(31)的物料在预热夹层(4)中流动，并经返料口(12)进入炉膛(1)。

2.根据权利要求1所述的循环流化床细粉灰燃烧装置，其中，

预热夹层(4)内设有至少一块导流板(41)，所述至少一块导流板增加物料在预热夹层中的流动路径的长度。

3.根据权利要求2所述的循环流化床细粉灰燃烧装置，其中，

所述至少一个导流板在所述预热夹层内形成之字形流动通道。

4.根据权利要求2或3所述的循环流化床细粉灰燃烧装置，其中，

导流板(41)与竖直方向的夹角α在30-60°之间。

5.根据权利要求1所述的循环流化床细粉灰燃烧装置，其中，

预热夹层(4)为绝热的。

6.根据权利要求1所述的循环流化床细粉灰燃烧装置，其中，

预热夹层(4)为水冷的，由膜式水冷壁构成。