CN106801865B - 循环流化床尾气灰渣回收利用装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种循环流化床尾气灰渣回收利用装置，包括炉膛以及灰渣处理装置，灰渣处理装置包括研磨粉碎机构、碳含量检测机构、灰渣回送机构、氢氧离子生成机构以及切换机构，其中，当碳含量检测值高于设定值时，切换机构的控制器控制电磁三通阀导通研磨粉碎机构与灰渣回送机构，将研磨后的灰渣回送至炉膛中，当碳含量检测值低于设定值时，切换机构的控制器控制电磁三通阀导通研磨粉碎机构与外部灰渣回收管道，通过将炉膛中排出的灰渣进行研磨，使得二次回炉重烧的灰渣燃烧更为彻底，有利于提高整个循环流化床的热效率。

Description

循环流化床尾气灰渣回收利用装置

技术领域

本发明涉及循环流化床技术领域，更具体地说，它涉及一种循环流化床尾气灰渣回收利用装置。

背景技术

循环流化床锅炉技术是近十几年来迅速发展的一项高效低污染清洁燃烧枝术，这项技术在电站锅炉、工业锅炉和废弃物处理利用等领域已得到广泛的商业应用，并向几十万千瓦级规模的大型循环流化床锅炉发展。

煤渣等燃料在循环流化床的炉膛中燃烧后，形成的灰渣一部分随着气体排出到后面工序的旋风分离室中，分离后部分灰渣再次回到炉膛中燃烧，另一部分大质量大颗粒状的灰渣则掉落到炉膛的底部，并由特定的装置收集。为了提高燃料的利用率，当灰渣中碳含量高于某一设定值时，会将灰渣重新导入到炉膛中进行燃烧，使得燃料利用最大化。在传统的燃烧工艺中，上述灰渣往往是直接导入到炉膛中的，上述做法存在一些问题，例如，由于燃烧剩余的灰渣，其表面多为焦化层或者氧化层，碳含量较高的部分裹挟在内部，再次导入炉膛中燃烧也并不能起到很好的燃烧效果，并且容易使得炉膛产生结焦。如何保证重新导入的灰渣燃烧充分，对提高燃料的热利用率有着十分重要的作用。

发明内容

针对实际运用中的问题，本发明目的在于提出一种循环流化床尾气灰渣回收利用装置，具体方案如下：

一种循环流化床尾气灰渣回收利用装置，包括炉膛、旋风分离室、返料机、一次风机、二次风机以及与炉膛底部灰渣排出口相连通的灰渣处理装置，所述灰渣处理装置包括：

研磨粉碎机构，包括用于冷却灰渣的冷却室以及研磨灰渣的研磨室，所述冷却室通过管道与炉膛底部相连通且与炉膛之间设置有第一电磁阀；

碳含量检测机构，包括一碳含量检测仪，其采样输入端与研磨粉碎机构的出料口相连通，用于检测经研磨后的灰渣中的碳含量，输出一碳含量检测值；

灰渣回送机构，与研磨粉碎机构的出料口以及炉膛相连通，包括回送管以及与回送管相连的输料装置；

氢氧离子生成机构，生成氢离子和氧气，设置于所述输料装置与炉膛之间或研磨室中，用于向研磨前或研磨后的灰渣中混入氢离子及氧气；

切换机构，包括一与研磨粉碎机构出料口相连通的电磁三通阀及其控制器；所述电磁三通阀的进料端与研磨粉碎机构的出料口相连通，其中一个出料端与所述回送管相连通，另一出料端与外部灰渣回收管道相连通；

其中，当所述碳含量检测值高于设定值时，所述切换机构的控制器控制电磁三通阀导通研磨粉碎机构与灰渣回送机构，将研磨后的灰渣回送至炉膛中，当所述碳含量检测值低于设定值时，所述切换机构的控制器控制电磁三通阀导通研磨粉碎机构与外部灰渣回收管道。

通过上述技术方案，在炉膛内部未燃烧充分的大颗粒物质落入到研磨粉碎机构的冷却室中，颗粒物质表面经冷却后硬化，而后经研磨室研磨呈细小的粉末，碳含量检测仪自动检测研磨后的灰渣碳含量，若其超过预设值，则电磁三通阀导通研磨粉碎机构与灰渣回送机构，将研磨后的灰渣混合氧气重新送回到炉膛中在此燃烧，若研磨后的灰渣碳含量小于预设值，则将上述灰渣排除到外部的灰渣收集装置中。上述过程实现了灰渣含碳的再次充分利用，有利于整个燃烧热效率的提高。

进一步的，所述冷却室包括一冷却壳体，所述冷却壳体的侧壁中环绕设置有多根通有冷却水的水冷通道，所述水冷通道与冷却室外部的冷水循环装置相连通。

通过上述技术方案，能够将灰渣表面的软化物质层硬化，便于后续的研磨，利用水冷能够快速实现灰渣的冷却。

进一步的，所述研磨室包括一与冷却室冷却壳体一体成型设置的研磨壳体，所述研磨壳体呈圆台形且远离冷却壳体的一端直径逐渐减小，所述研磨壳体内靠近冷却室的一侧与所述壳体同轴设置有螺旋推进片，所述螺旋推进片通过传动机构与研磨室外部的驱动装置传动连接；所述研磨室远离冷却室的一端与所述螺旋推进片固定连接设置有研磨棒，所述研磨棒的远离螺旋推进片的一端的曲率与研磨室内壁的曲率变化相等。

通过上述技术方案，螺旋推进片将灰渣推送到研磨棒处，由研磨棒将大颗粒状的灰渣研磨成粉末状，方便后期含碳量分析以及重新回炉燃烧。

进一步的，所述冷却壳体与研磨壳体均由陶瓷材料制成，所述传动机构包括沿研磨壳体内壁周向设置于研磨壳体内的轴承，所述螺旋推进片的转动轴线处设置有连接棒，所述连接棒与所述轴承的内圈内壁固定连接且外壁上绕设有导电线圈；所述研磨壳体的外壁上设置有磁块，所述磁块产生的磁感线垂直于所述导电线圈的绕设方向，所述导电线圈的两端通过轴承与研磨壳体外部的电源电连接。

通过上述技术方案，可以利用外部电源的通断直接控制螺旋推进片的转动，效果直接明显。

进一步的，所述研磨棒表面设置有方便研磨颗粒物质的凸起，所述研磨室位于研磨棒处的内壁上设置有与所述凸起相适配的凹槽。

通过上述技术方案，能够使得颗粒状的灰渣被研磨得更加细小。

进一步的，所述输料装置包括一鼓风机，所述鼓风机的进风口及出风口均与炉膛相连通，用于将回送管中研磨后的灰渣回送至炉膛内部。

通过上述技术方案，可以利用炉膛内的热流对回炉的灰渣进行预热，有助于其快速燃烧，并且，有助于维持炉膛内的温度稳定。

进一步的，所述氢氧离子生成机构生成氧气或与OH^-离子反应的H⁺。

由于灰渣表层的焦层多由碱性金属氧化物构成，通过上述技术方案，可以有效地将上述物质中和掉，避免炉膛内结焦，并且输入的氧气有助于新进到炉膛中的灰渣燃烧。

进一步的，所述外部灰渣回收管道连通有一用于收集所述研磨后灰渣的收纳盒。

通过上述技术方案，可以对含碳量低的灰渣实现回收利用，避免环境污染。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

（1）通过将炉膛中排出的灰渣进行研磨，使得二次回炉重烧的灰渣燃烧更为彻底，有利于提高整个循环流化床的热效率；

（2）通过将大颗粒灰渣冷却研磨后再回到炉膛重烧，并在此过程中加入氢离子和氧气，可以有效地避免灰渣中的结焦物质在炉膛中聚集，保证炉膛的使用安全与寿命。

附图说明

图1为本发明的整体示意图。

附图标志：1、炉膛；2、旋风分离室；3、返料器；4、灰渣处理装置；5、研磨粉碎机构；6、冷却室；7、研磨室；8、第一电磁阀；9、碳含量检测仪；10、回送管；11、鼓风机；12、氢氧离子生成机构；14、电磁三通阀；15、冷却壳体；16、水冷通道；17、研磨壳体；22、螺旋推进片；23、研磨棒；24、轴承；25、导电线圈；26、磁块；27、凸起；28、凹槽；29、收纳盒。

具体实施方式

下面结合实施例及图对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不仅限于此。

如图1所示，为简化示意，附图中所有模块的比例均做了简化调整。一种循环流化床尾气灰渣回收利用装置，包括炉膛1、旋风分离室2、返料机、一次风机、二次风机以及与炉膛1底部灰渣排出口相连通的灰渣处理装置4。

灰渣处理装置4主要包括以下几个模块：研磨粉碎机构5、碳含量检测机构、灰渣回送机构、氢氧离子生成机构12、切换机构。

其中，研磨粉碎机构5包括用于冷却灰渣的冷却室6以及研磨灰渣的研磨室7，冷却室6通过管道与炉膛1底部相连通且与炉膛1之间设置有第一电磁阀8。对于冷却室6的作用，其主要用于将灰渣表面的软化物质层硬化，如一些焦化层等，质地较软，不易于研磨，具体而言，冷却室6包括一冷却壳体15，冷却壳体15的侧壁中环绕设置有多根通有冷却水的水冷通道16，水冷通道16与冷却室6外部的冷水循环装置相连通，利用水冷能够快速实现灰渣的冷却，便于后续的研磨。

详述的，研磨室7包括一与冷却室6冷却壳体15一体成型设置的研磨壳体17，研磨壳体17呈圆台形且远离冷却壳体15的一端直径逐渐减小，研磨壳体17内靠近冷却室6的一侧与壳体同轴设置有螺旋推进片22，螺旋推进片22通过传动机构与研磨室7外部的驱动装置传动连接。研磨室7远离冷却室6的一端与螺旋推进片22固定连接设置有研磨棒23，研磨棒23的远离螺旋推进片22的一端的曲率与研磨室7内壁的曲率变化相等。研磨棒23表面与研磨室7内壁之间的距离可以根据需要研磨的颗粒物大小调节。上述技术方案，螺旋推进片22将灰渣推送到研磨棒23处，由研磨棒23将大颗粒状的灰渣研磨成粉末状，方便后期含碳量分析以及重新回炉燃烧。

冷却壳体15与研磨壳体17均由陶瓷材料制成，传动机构包括沿研磨壳体17内壁周向设置于研磨壳体17内的轴承24。在一特定的实施例中，轴承24活动设置于研磨壳体17的内部，研磨壳体17的内部设置有供轴承24上下滑移的滑槽以及固定轴承24的固定件，通过上下移动轴承24，可以调节研磨棒23与研磨壳体17内壁之间的距离，从而调节研磨后的灰渣颗粒大小。螺旋推进片22的转动轴线处设置有连接棒，连接棒与轴承24的内圈内壁固定连接且外壁上绕设有导电线圈25；研磨壳体17的外壁上设置有磁块26，磁块26产生的磁感线垂直于导电线圈25的绕设方向，导电线圈25的两端通过轴承24与研磨壳体17外部的电源电连接。上述技术方案，可以利用外部电源的通断直接控制螺旋推进片22的转动，原理与电动机转轴驱动类似，效果直接明显。

为了能够使得颗粒状的灰渣被研磨得更加细小，研磨棒23表面设置有方便研磨颗粒物质的凸起27，研磨室7位于研磨棒23处的内壁上设置有与凸起27相适配的凹槽28。

对于碳含量检测机构包括一碳含量检测仪9，其采样输入端与研磨粉碎机构5的出料口相连通，用于检测经研磨后的灰渣中的碳含量，输出一碳含量检测值。

灰渣回送机构与研磨粉碎机构5的出料口以及炉膛1相连通，包括回送管10以及与回送管10相连的输料装置。其中，输料装置包括一鼓风机11，鼓风机11的进风口及出风口均与炉膛1相连通，用于将回送管10中研磨后的灰渣回送至炉膛1内部。上述技术方案，可以利用炉膛1内的热流对回炉的灰渣进行预热，有助于其快速燃烧，并且，有助于维持炉膛1内的温度稳定，放置炉膛1内温度的剧烈变化。

氢氧离子生成机构12生成氢离子和氧气，设置于输料装置与炉膛1之间或研磨室7中，用于向研磨前或研磨后的灰渣中混入氢离子及氧气。由于灰渣表层的焦层多由碱性金属氧化物构成，通过氢氧离子生成机构12生成氧气或与OH-离子反应的H+，可以有效地将上述物质中和掉，避免炉膛1内结焦，并且输入的氧气有助于新进到炉膛1中的灰渣燃烧。

如图1所示，外部灰渣回收管道连通有一用于收集研磨后灰渣的收纳盒29，可以对含碳量低的灰渣实现回收利用，避免环境污染。

切换机构包括一与研磨粉碎机构5出料口相连通的电磁三通阀14及其控制器；电磁三通阀14的进料端与研磨粉碎机构5的出料口相连通，其中一个出料端与回送管10相连通，另一出料端与外部灰渣回收管道相连通。其中，当碳含量检测值高于设定值时，切换机构的控制器控制电磁三通阀14导通研磨粉碎机构5与灰渣回送机构，将研磨后的灰渣回送至炉膛1中，当碳含量检测值低于设定值时，切换机构的控制器控制电磁三通阀14导通研磨粉碎机构5与外部灰渣回收管道。

本发明的工作原理与有益效果在于：在炉膛1内部未燃烧充分的大颗粒物质落入到研磨粉碎机构5的冷却室6中，颗粒物质表面经冷却后硬化，而后经研磨室7研磨呈细小的粉末，碳含量检测仪9自动检测研磨后的灰渣碳含量，若其超过预设值，则电磁三通阀14导通研磨粉碎机构5与灰渣回送机构，将研磨后的灰渣混合氧气重新送回到炉膛1中在此燃烧，若研磨后的灰渣碳含量小于预设值，则将上述灰渣排除到外部的灰渣收集装置中。上述过程实现了灰渣含碳的再次充分利用，有利于整个燃烧热效率的提高，并在此过程中将大颗粒的灰渣研磨成细小的颗粒，并加入氢离子和氧气，可以有效地避免灰渣中的结焦物质在炉膛1中聚集，保证炉膛1的使用安全与寿命。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种循环流化床尾气灰渣回收利用装置，包括炉膛(1)、旋风分离室(2)、返料机、一次风机、二次风机以及与炉膛(1)底部灰渣排出口相连通的灰渣处理装置(4)，所述灰渣处理装置(4)包括：

研磨粉碎机构(5)，包括用于冷却灰渣的冷却室(6)以及研磨灰渣的研磨室(7)，所述冷却室(6)通过管道与炉膛(1)底部相连通且与炉膛(1)之间设置有第一电磁阀(8)；

灰渣回送机构，与研磨粉碎机构(5)的出料口以及炉膛(1)相连通，包括回送管(10)以及与回送管(10)相连的输料装置；

其特征在于，所述灰渣处理装置(4)还包括：

碳含量检测机构，包括一碳含量检测仪(9)，其采样输入端与研磨粉碎机构(5)的出料口相连通，用于检测经研磨后的灰渣中的碳含量，输出一碳含量检测值；

氢氧离子生成机构(12)，生成氢离子和氧气，设置于所述输料装置与炉膛(1)之间或研磨室(7)中，用于向研磨前或研磨后的灰渣中混入氢离子及氧气；

切换机构，包括一与研磨粉碎机构(5)出料口相连通的电磁三通阀(14)及其控制器；所述电磁三通阀(14)的进料端与研磨粉碎机构(5)的出料口相连通，其中一个出料端与所述回送管(10)相连通，另一出料端与外部灰渣回收管道相连通；

其中，当所述碳含量检测值高于设定值时，所述切换机构的控制器控制电磁三通阀(14)导通研磨粉碎机构(5)与灰渣回送机构，将研磨后的灰渣回送至炉膛(1)中，当所述碳含量检测值低于设定值时，所述切换机构的控制器控制电磁三通阀(14)导通研磨粉碎机构(5)与外部灰渣回收管道。

2.根据权利要求1所述的循环流化床尾气灰渣回收利用装置，其特征在于，所述冷却室(6)包括一冷却壳体(15)，所述冷却壳体(15)的侧壁中环绕设置有多根通有冷却水的水冷通道(16)，所述水冷通道(16)与冷却室(6)外部的冷水循环装置相连通。

3.根据权利要求2所述的循环流化床尾气灰渣回收利用装置，其特征在于，所述研磨室(7)包括一与冷却室(6)冷却壳体(15)一体成型设置的研磨壳体(17)，所述研磨壳体(17)呈圆台形且远离冷却壳体(15)的一端直径逐渐减小，所述研磨壳体(17)内靠近冷却室(6)的一侧与所述研磨壳体(17)同轴设置有螺旋推进片(22)，所述螺旋推进片(22)通过传动机构与研磨室(7)外部的驱动装置传动连接；所述研磨室(7)远离冷却室(6)的一端与所述螺旋推进片(22)固定连接设置有研磨棒(23)，所述研磨棒(23)的远离螺旋推进片(22)的一端的曲率与研磨室(7)内壁的曲率变化相等。

4.根据权利要求3所述的循环流化床尾气灰渣回收利用装置，其特征在于，所述冷却壳体(15)与研磨壳体(17)均由陶瓷材料制成，所述传动机构包括沿研磨壳体(17)内壁周向设置于研磨壳体(17)内的轴承(24)，所述螺旋推进片(22)的转动轴线处设置有连接棒，所述连接棒与所述轴承(24)的内圈内壁固定连接且外壁上绕设有导电线圈(25)；所述研磨壳体(17)的外壁上设置有磁块(26)，所述磁块(26)产生的磁感线垂直于所述导电线圈(25)的绕设方向，所述导电线圈(25)的两端通过轴承(24)与研磨壳体(17)外部的电源电连接。

5.根据权利要求3所述的循环流化床尾气灰渣回收利用装置，其特征在于，所述研磨棒(23)表面设置有方便研磨颗粒物质的凸起(27)，所述研磨室(7)位于研磨棒(23)处的内壁上设置有与所述凸起(27)相适配的凹槽(28)。

6.根据权利要求1所述的循环流化床尾气灰渣回收利用装置，其特征在于，所述输料装置包括一鼓风机(11)，所述鼓风机(11)的进风口及出风口均与炉膛(1)相连通，用于将回送管(10)中研磨后的灰渣回送至炉膛(1)内部。

7.根据权利要求1所述的循环流化床尾气灰渣回收利用装置，其特征在于，所述氢氧离子生成机构(12)生成氧气或与OH-离子反应的H+。

8.根据权利要求1所述的循环流化床尾气灰渣回收利用装置，其特征在于，所述外部灰渣回收管道连通有一用于收集所述研磨后的灰渣的收纳盒(29)。