CN108179033A - 一种用于燃煤锅炉的多元辅助燃料造气装置 - Google Patents

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陶继业
刘沅
王鹏杰
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Abstract

一种用于燃煤锅炉的多元辅助燃料造气装置，包括气化炉壳体，气化炉壳体下部设置有布风板，布风板将气化炉分为上下两个腔体，上腔体为流化反应室，下腔体为布风室，气化炉壳体底部和侧面分别设置有热气化剂进口和辅助燃料进口，气化炉壳体通过燃气通道与旋风分离器相连，旋风分离器顶部设置有燃料气出口，底部设置有灰渣出口，旋风分离器包括外壳体和内腔，外壳体和内腔之间构成镂空的夹套，夹套的侧面设置有冷气化剂进口和热气化剂出口，本发明有效回收利用燃料气的显热，降低灰渣温度，有效减小后续灰渣冷却器的尺寸，能耗低，效率高。

Description

一种用于燃煤锅炉的多元辅助燃料造气装置
技术领域
本发明涉及能源化工技术领域，特别涉及一种用于燃煤锅炉的多元辅助燃料造气装置。
背景技术
目前，我国已成为能源生产和消费大国，同样面临着能源与环境问题的严峻挑战。我国的煤炭消耗量居世界之首，据统计：中国电力工业的现状是石化能源发电量占比较大(74.4％)，其中以煤炭为原料的火电厂占比为66.7％，非石化能源发电量占25.6％。中国计划在2020年前使所有现役电厂每千瓦时平均煤耗低于310克、新建电厂平均煤耗低于300克，这意味着每年煤的消耗量将减少1亿吨。因此大力发展非石化能源发电将是改善我国能源消耗结构的必由之路。
除化石能源外，我国的生物质秸秆、稻壳、树皮、木料、建筑废料、生活垃圾、污泥等非石化能源总量巨大，目前的利用率只有6.5％，这就造成了未被利用的大部分非石化能源的浪费，同时也存在环境污染等诸多问题。
但是如果将非石化能源与煤一起进入锅炉燃烧发电就会存在很多问题，例如磨机出力不足、结焦腐蚀、管道阀门堵塞等。近年来，利用生物质气化耦合燃煤发电以成为减煤减排的重要途径，但是该技术还存在一些缺点，比如原料单一，燃气的显热存在浪费的问题等。
因此，为有效利用非石化能源，减少燃煤电厂煤炭消耗等问题，开发一种用于燃煤锅炉的多元辅助燃料造气装置是一项十分有意义的任务。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种用于燃煤锅炉的多元辅助燃料造气装置，采用夹套式旋风分离器，使高温燃气与气化剂换热，有效回收利用燃料气的显热，降低灰渣温度，有效减小后续灰渣冷却器的尺寸，能耗低，效率高。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种用于燃煤锅炉的多元辅助燃料造气装置，包括气化炉壳体1，气化炉壳体1下部设置有布风板2，布风板2将气化炉分为上下两个腔体，上腔体为流化反应室，下腔体为布风室，布风室底部设置有热气化剂进口3，流化反应室下部侧面设置有辅助燃料进口4，流化反应室顶部通过燃气通道5与旋风分离器6相连，旋风分离器6顶部设置有燃料气出口12，底部设置有灰渣出口13，旋风分离器6包括外壳体7和内腔8，外壳体7和内腔8之间构成镂空的夹套9，所述的夹套9的侧面设置有冷气化剂进口10和热气化剂出口11。
所述的气化炉气化压力-0.1～0.15MPa，反应温度600℃～800℃。
所述的气化炉壳体1为圆筒状，内壁敷耐火材料，布风板2与气化炉壳体1内壁采用焊接方式连接。
所述的辅助燃料进口4的个数为1～4个。
所述的燃气通道5内壁敷耐火材料。
所述的辅助燃料进口4位于气化炉壳体1的流化反应室侧面。
所述热气化剂出口11与热气化剂进口3连接。
本发明的有益效果：
本发明实现以非煤基燃料气化，提高能源利用效率，有效解决非煤基燃料如秸秆、污泥、生活垃圾、建筑废料的污染问题；同时作为燃煤锅炉的一种多元辅助燃料系统，能大大缓解燃煤电厂燃料单一、价格随市场大幅度波动的现状，实现减煤减排。本发明采用夹套式旋风分离器，使高温燃气与气化剂换热，有效回收利用燃料气的显热，能耗低，效率高。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
参照附图1，包括气化炉壳体1，气化炉壳体1下部设置有布风板2，布风板2将气化炉分为上下两个腔体，上腔体为流化反应室，下腔体为布风室。气化炉壳体1底部和侧面分别设置有热气化剂进口3和辅助燃料进口4。气化炉壳体1与旋风分离器6之间由燃气通道5连接，旋风分离器6顶部设置有燃料气出口12，顶部设置有灰渣出口13。旋风分离器6由外壳体7和内腔8组成，外壳体7和内腔8之间构成夹套9，夹套9的侧面设置有冷气化剂进口10和热气化剂出口11。
所述的气化炉为流化床气化炉，上部为流化反应室，下部为布风室。气化压力-0.1～0.15MPa，反应温度600℃～800℃。
所述的气化炉壳体1为圆筒状，内壁敷耐火材料，气化炉壳体1下部设置有布风板2，布风板2与气化炉壳体1内壁采用焊接方式连接。
所述的气化炉壳体1侧面设置有气化原料的进料口辅助燃料进口4，气化原料可以为生物质秸秆、稻壳、树皮、木料、建筑废料、生活垃圾、污泥、粪便、废纸币等含碳可燃物。辅助燃料进口4的个数为1～4个。
所述的气化炉壳体1与旋风分离器6之间由燃气通道5连接，燃气通道5内壁敷耐火材料。
所述的旋风分离器6由外壳体7和内腔8组成，外壳体7和内腔8之间构成夹套9，夹套9的侧面从下往上依次设置有冷气化剂进口10和热气化剂出口11。
所述的夹套9内通过的介质为气化剂，气化剂可以是空气、纯氧、富氧、二氧化碳、水蒸汽等中的一种或几种的混合物。冷气化剂在夹套9内与内腔8中的高温燃料气进行换热，起到加热气化剂的作用。
本发明的工作原理：
从热气化剂进口3进入的热气化剂(空气、纯氧、富氧、二氧化碳、水蒸汽等中的一种或几种的混合物)经过布风板2分配后与从辅助燃料进口4进入的气化原料(生物质秸秆、稻壳、树皮、木料、建筑废料、生活垃圾、污泥、粪便、废纸币等含碳可燃物)在炉壳体1内的炉膛里进行流化并发生气化反应。通过调整气化原料和热气化剂的流速，确保了气化原料在反应区具有较长的停留反应时间和流化强度，使粉气化原料得到充分反应。反应后的高温燃料气与灰渣一起沿燃气通道5进入旋风分离器6的内腔8中用过离心力进行气固分离，灰渣沿灰渣出口13外排；同时高温燃料气将夹套9中的冷气化剂进行预热，降温除灰后的燃料气经燃料气出口去燃煤锅炉燃烧发电，预热后的热气化剂送入气化炉。

Claims (7)

1.一种用于燃煤锅炉的多元辅助燃料造气装置，其特征在于，包括气化炉壳体(1)，气化炉壳体(1)下部设置有布风板(2)，布风板(2)将气化炉分为上下两个腔体，上腔体为流化反应室，下腔体为布风室，布风室底部设置有热气化剂进口(3)，流化反应室下部侧面设置有辅助燃料进口(4)，流化反应室顶部通过燃气通道(5)与旋风分离器(6)相连，旋风分离器(6)顶部设置有燃料气出口(12)，底部设置有灰渣出口(13)，旋风分离器(6)包括外壳体(7)和内腔(8)，外壳体(7)和内腔(8)之间构成镂空的夹套(9)，所述的夹套(9)的侧面设置有冷气化剂进口(10)和热气化剂出口(11)。
2.根据权利要求1所述的一种用于燃煤锅炉的多元辅助燃料造气装置，其特征在于，所述的气化炉气化压力-0.1～0.15MPa，反应温度600℃～800℃。
3.根据权利要求1所述的一种用于燃煤锅炉的多元辅助燃料造气装置，其特征在于，所述的气化炉壳体(1)为圆筒状，内壁敷耐火材料，布风板(2)与气化炉壳体(1)内壁采用焊接方式连接。
4.根据权利要求1所述的一种用于燃煤锅炉的多元辅助燃料造气装置，其特征在于，所述的辅助燃料进口(4)的个数为1～4个。
5.根据权利要求1所述的一种用于燃煤锅炉的多元辅助燃料造气装置，其特征在于，所述的燃气通道(5)内壁敷耐火材料。
6.根据权利要求1所述的一种用于燃煤锅炉的多元辅助燃料造气装置，其特征在于，所述的辅助燃料进口(4)位于气化炉壳体(1)的流化反应室侧面。
7.根据权利要求1所述的一种用于燃煤锅炉的多元辅助燃料造气装置，其特征在于，所述热气化剂出口(11)与热气化剂进口(3)连接。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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