CN107023821B - 一种气化燃烧系统 - Google Patents
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Abstract
一种气化燃烧系统，包括前置的气化装置和后置的炉排燃烧装置，以及位于气化装置下方的与炉排燃烧系统相连的气化燃烧通道。气化装置包括气化室、设置在气化室顶部的进料口，以及气化风室；气化风室连接有气化风管和蒸汽配管。所述炉排燃烧装置包括倾斜布置的炉排、炉膛和风室。炉排前部设置在气化室底部，与气化室相通；气化室下部与炉排上方的空间形成气化燃烧通道，气化燃烧通道与炉排燃烧装置的炉膛连通；在所述气化燃烧通道靠近气化室一侧设置可上下调节的梳形墙，梳形墙与炉膛之间的气化燃烧通道顶部为气化前拱，气化燃烧通道与炉膛连接口收缩。本发明具有燃料适应性广、负荷变化适应性强、尾气污染物排放低、结构简单、操作方便等优点。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种气化燃烧系统，属于燃烧设备领域。
背景技术
小型链条炉或往复推饲炉在运行时，从进料口加入煤仓的煤随炉排的运动进入炉膛燃烧，容易导致煤层燃不完全，灰渣含碳量高。若煤的热值低，则容易出现断火现象；若煤的挥发分高，则大量挥发出来的可燃气体未燃尽就排放，造成污染。
随着公众对大气环境污染的重视，燃煤的工业锅炉、小锅炉的污染也面临更严峻的治理或关停压力，因此洁净煤利用技术得到越来越多的重视。原煤进入炉膛燃烧前气化预燃也是煤清洁利用的一种方式。
煤气化能够提供清洁的可燃气作为燃料或者原料，往往被视为煤清洁利用的重要方式。目前常用的气化炉形式有固定床、流化床和气流床。移动床往往属于固定床的一种。
而常规的气化炉对煤的灰熔点、水分、粒度等特性均有要求；一般需备用热源；粗煤气中含有焦油、苯和酚等，废气、废水处理成本高；制取煤气的过程存在安全隐患。
发明内容
本发明针对上述现有技术的不足，提供了一种气化燃烧系统，用于煤或其它固体燃料气化，气化气和气化后的燃料残渣一起进入炉膛燃烧。
本发明是通过如下技术方案实现的：
一种气化燃烧系统，其特征在于：
所述气化燃烧系统包括前置的气化装置和后置的炉排燃烧装置，以及位于气化装置下方的与炉排燃烧系统相连的气化燃烧通道；
所述气化装置包括气化室、设置在气化室顶部的进料口，以及气化风室；所述气化风室连接有气化风管和蒸汽配管；所述气化风室设置在气化室的下部外侧；
所述炉排燃烧装置包括倾斜布置的炉排、炉膛和风室；以燃料移动方向为前后，所述炉排前部设置在气化室底部，与气化室相通；所述炉排后部上方为炉膛；所述炉膛前部设置前拱，炉膛中后部设置后拱；所述风室设置在炉排底部，用于通入一次风；炉排尾部设有排渣口；
所述气化室下部与炉排上方的空间形成气化燃烧通道，气化燃烧通道与炉排燃烧装置的炉膛连通；在所述气化燃烧通道靠近气化室一侧设置梳形墙，梳形墙与炉膛之间的气化燃烧通道顶部为气化前拱，气化前拱向炉膛方向倾斜；气化燃烧通道与炉膛连接口收缩，即连接口截面为气化燃烧通道的最小截面。连接口高度h1为气化燃烧通道9的气化前拱10最高高度h0的1/5~3/5，即h1=(1/5~3/5)h0。
上述技术方案中，所述气化室为阶梯布置的上、下两级气化室，两级气化室的连接处设置压火门；所述上级气化室底部向下级气化室倾斜，倾斜角度α为30°~60°。
上述技术方案中，气化室的另一种技术方案为：所述气化室在进料口设置截面为上窄下宽的梯形料钟，气化室截面渐缩成锥斗状。
上述技术方案中，所述炉排的倾斜角度β为0~8°；所述炉膛的前拱上设置有二次风口。所述炉膛中部设置SNCR喷入管。
上述技术方案中，所述梳形墙可上下移动；所述梳形墙上间隔设置多个孔槽形成梳形通道。所述孔槽为长方形或倒三角形或倒梯形或倒阶梯形。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：阶梯式或收缩式气化室的设置，减少大颗粒固体燃料进料过程的堆积压实现象，使进料更均匀；梳形墙的设置则在及时排出气化气的同时，可以延缓气化残渣、残碳的排出过程，延长了气化时间，强化了气化效果。倾斜炉排的设置，便于燃料随炉排的运动前进，减少在燃料在炉排上堆积，使燃料燃烧更充分。通过脱硝喷枪将雾化后的尿素溶液从SNCR脱硝喷口喷入炉膛，从而实现降低烟气中的氮氧化物的含量。本发明具有燃料适应性广、负荷变化适应性强、尾气污染物排放低、结构简单、操作方便、易于维护等优点。
附图说明
图1是本发明所涉及的一种气化燃烧系统示意图。
图2是本发明所涉及的一种气化燃烧系统另一种技术方案示意图。
图3是本发明所涉及的一种气化燃烧系统所述梳形墙孔槽形状示意图。
图中：1－气化室；2－进料口；3－压火门；4－气化风管；5－蒸汽配管；6－气化风室；7－梳形墙；8－炉排；9－气化燃烧通道；10－气化前拱；11－前拱；12－风室；13－二次风口；14－炉膛；15－孔槽；16－后拱；17－排渣口；18－烟气出口；19－SNCR喷入口；20－电机；21－锅筒。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明的具体结构、运行方法和实施方法进行详细论述。
本申请文件中的上、下、左、右、前和后等方位用语是基于附图所示的位置关系而建立的。附图不同，则相应的位置关系也有可能随之发生变化，故不能以此理解为对保护范围的限定。
如图1和图2所示，本发明所述一种气化燃烧系统，包括前置的气化装置和后置的炉排燃烧装置，以及位于气化装置下方的与炉排燃烧系统相连的气化燃烧通道9。
所述气化装置包括气化室1、设置在气化室1顶部的进料口2，以及气化风室6。所述气化风室6连接有气化风管4和蒸汽配管5。空气或氧气等气体从气化风管4进入气化风室6，和从蒸汽配管5进入的水蒸气混合后作为气化剂，从气化风室6进入气化室1。所述气化风室6设置在气化室1的下部外侧。气化风室6和气化室1之间有连接通道。
所述炉排燃烧装置包括倾斜布置的炉排8、炉膛14和风室12。以燃料移动方向为前后，所述炉排8前部设置在气化室1底部，与气化室1相通。所述炉排8后部上方为炉膛14。炉排8为往复炉排或链条炉排，在电机20带动下运动。所述炉排8的倾斜角度β为0~8°，即炉排上表面与水平方向夹角β为0~8°。
所述气化室1下部与炉排8上方的空间形成气化燃烧通道9，气化燃烧通道9与炉排燃烧装置的炉膛14连通。燃料从进料口2进入气化室1，将位于气化室1底部的炉排8前部覆盖，燃料完全充满从气化室1底部的炉排8前部到气化室1的空间，或者至少保持1/3的充满度。气化室1和炉排8前部上方的燃料在从气化风室6送入的气化剂的作用下进行气化，燃料气化后的残渣、残碳和部分未完全气化燃料在炉排8的运动过程中向炉膛14方向输送。电机20还可以调速，调整炉排输送速度从而影响燃料的气化程度。在所述气化燃烧通道9内靠近气化室1一侧设置梳形墙7，梳形墙7上间隔设置多个孔槽15形成梳形通道。如图3所示，所述孔槽15为长方形或倒三角形或倒梯形或倒阶梯形。气化气从梳形通道进入气化燃烧通道9。梳形墙7可以上下移动，调整残渣和残碳移动的通道大小。从梳形墙7开始的气化燃烧通道9底部的炉排段为炉排8中部。
梳形墙7与炉膛14之间的气化燃烧通道9顶部为气化前拱10，气化前拱10向炉膛14方向倾斜。气化燃烧通道9与炉膛14连接口收缩，即连接口截面为气化燃烧通道9的最小截面。连接口高度h1为气化燃烧通道9的气化前拱10处最高高度h0的1/5~3/5，即h1=(1/5~3/5)h0。气化气在气化前拱10处开始燃烧，气化前拱10吸收燃烧中气化气产生的火焰和高温烟气的辐射热，并集中地辐射到炉排8中部的燃料残渣、残碳和未完全气化燃料上，强化气化、燃烧。由于气化前拱10向炉膛14倾斜和连接口收缩，使得气化前拱10的热辐射集中在气化燃烧通道9底部的炉排8中部上。
所述风室12设置在炉排8底部，用于通入一次风，风室12可以设置多个。一次风作为炉排8上燃料残渣、残碳和未完全气化燃料燃烧的氧化剂。所述炉膛14前部设置前拱11，炉膛14中后部设置后拱16。炉排8中部的未燃烧或未燃尽燃料进入炉膛14后进一步燃烧。炉排8尾部设有排渣口17，燃尽后的残渣从排渣口17排出。部分气化气和气化气燃烧后的烟气，以及残渣和残碳燃烧的烟气进入炉膛14，前拱11上设置有二次风口13，通入的二次风有助于气化气和烟气充分燃尽。而炉膛14中部设置的SNCR喷入口喷入的氨水、尿素等脱硝剂降低了NOx的生成。经过脱硝净化的烟气从炉膛14上部的烟气出口18排出进行后续换热和净化处理。根据需要，炉膛顶部设置有锅筒21或者汽包。烟气与换热部件换热产生热水或者蒸汽。
在上述技术方案中，气化室1的设置有多种实施方式，不局限于以下描述的两种。
气化室一种实施方式为：
如图1所示，所述气化室1为阶梯布置的上、下两级气化室，两级气化室的连接处设置压火门3；所述上级气化室底部向下级气化室倾斜，倾斜角度α为30°~60°。压火门3可以启闭。压火门3的作用是，压火门闭上时，将前气化室12和后气化室的燃料上下隔断，起到压火气化的作用，此时，压火门上部的燃料不再接触下部燃料，避免压火时上部燃料被引燃。同时，上部燃料也起密封作用。此时气化室1为间歇运行。而气化室1连续运行时压火门3保持开启。
气化室另一种实施方式为：
如图2所示，所述气化室1在进料口2设置截面为上窄下宽的梯形料钟，气化室1截面渐缩成锥斗状。气化室1右侧倾斜面与水平方向的夹角δ为45°~90°。固体燃料通过进料口2进入气化室1，在料钟的拨料作用下向气化室1两侧散开，顺着料钟和渐缩气化室1之间的通道向下滑落，与气化剂接触缓慢气化。料钟的布置和气化室1的渐缩设置，使得固体燃料进料更均匀，也避免了燃料直接掉落形成压实堆积。
气化室1和炉膛14内均设有检查门。
Claims (5)
1.一种气化燃烧系统，其特征在于，
所述气化燃烧系统包括前置的气化装置和后置的炉排燃烧装置，以及位于气化装置下方的与炉排燃烧系统相连的气化燃烧通道（9）；
所述气化装置包括气化室（1）、设置在气化室（1）顶部的进料口（2），以及气化风室（6）；所述气化风室（6）连接有气化风管（4）和蒸汽配管（5）；
所述炉排燃烧装置包括倾斜布置的炉排（8）、炉膛（14）和风室（12）；以燃料移动方向为前后，所述炉排（8）前部设置在气化室（1）底部，与气化室（1）相通；所述炉排（8）后部上方为炉膛（14）；所述炉膛（14）前部设置前拱（11），炉膛（14）中后部设置后拱（16）；所述风室（12）设置在炉排（8）底部，用于通入一次风；所述炉排（8）的倾斜角度β为0~8°；炉排（8）尾部设有排渣口（17）；
所述气化室（1）下部与炉排（8）上方的空间形成气化燃烧通道（9），气化燃烧通道（9）与炉排燃烧装置的炉膛（14）连通；在所述气化燃烧通道（9）靠近气化室（1）一侧设置梳形墙（7），梳形墙（7）与炉膛（14）之间的气化燃烧通道（9）顶部为气化前拱（10）；所述梳形墙（7）可上下移动；气化燃烧通道（9）与炉膛（14）连接口收缩，即连接口截面为气化燃烧通道（9）的最小截面；所述气化风室（6）设置在气化室（1）的下部外侧；
其中，所述气化室（1）按如下方案设置：
所述气化室（1）设置为阶梯布置的上、下两级气化室，两级气化室的连接处设置压火门（3），所述上级气化室底部向下级气化室倾斜，倾斜角度α为30°~60°；或
所述气化室（1）按截面渐缩成锥斗状设置，且所述气化室（1）在进料口（2）设置有截面为上窄下宽的梯形料钟。
2.根据权利要求1所述的一种气化燃烧系统，其特征在于，所述炉膛（14）的前拱（11）上设置有二次风口（13）。
3.根据权利要求1或2所述的一种气化燃烧系统，其特征在于，所述炉膛（14）中部设置SNCR喷入管（19）。
4.根据权利要求1所述的一种气化燃烧系统，其特征在于，所述梳形墙（7）上间隔设置多个孔槽（15）形成梳形通道。
5.根据权利要求4所述的一种气化燃烧系统，其特征在于，所述孔槽（15）为长方形或倒三角形或倒梯形或倒阶梯形。
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