CN109185863B - 一种提高蔗渣燃烧热值的方法 - Google Patents

一种提高蔗渣燃烧热值的方法 Download PDF

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Abstract

一种提高蔗渣燃烧热值的方法，其操作步骤为：第一步，在甘蔗渣进入喂料器前，将甘蔗渣破碎并筛选，控制破碎后甘蔗渣颗粒小于3mm；第二步，在喂料器下部的落料管的两侧品字形连通有热风管，将热风通入落料管内与从喂料器喂入的甘蔗渣颗粒混合；第三步，将第二步中的甘蔗渣颗粒和热风通过喷燃器一起喷入锅炉炉膛内。第二步中热风是抽取锅炉炉膛的高温烟气和锅炉的空气预热器的热风一起混合，将热风温度控制在300℃～350℃。本发明的方法能提高蔗渣锅炉炉膛温度、提高锅炉热效率、提高吨蔗渣产蒸汽量、降低锅炉烟道气氮氧化合物排放。

Description

一种提高蔗渣燃烧热值的方法
技术领域
本发明涉及蔗渣燃烧的技术领域，具体是一种提高蔗渣燃料燃烧热值的方法。
背景技术
热带地区及亚热带地区的甘蔗加工作业当中，每年大概可生产约超过500万吨的甘蔗副产物---蔗渣。蔗渣也被归属于较不昂贵的能量来源原料之一，目前，甘蔗糖厂使用甘蔗压榨的蔗渣或蔗髓做锅炉燃料，采用蔗渣喷嘴直接投放燃料人炉燃烧。
入炉蔗渣（髓）水分偏高（蔗渣水分45～48%，蔗髓水分48～51%），影响蔗渣在炉膛的烘干、预燃效果，增加了锅炉烟气的生成和排烟损失；蔗渣（髓）经喂料器投料到蔗渣喷嘴直接投入炉内燃烧，粗颗粒蔗渣纤维在炉膛喷播燃烧时坠落堆积在炉排面，减弱燃料燃烧的效果；受炉排面蔗渣堆积的影响，锅炉燃烧运行相应增加了炉排底风的配风量，造成炉内过剩空气系数增大。锅炉燃料水分偏高和配风偏大，影响炉内燃烧效果，锅炉热效率偏低，同时增加了烟气中NOx的生成，NOx浓度在150～250mg/m3。甘蔗制糖厂节能有两个途径：一是提高锅炉效率，二是糖厂节省用汽用电。提高锅炉效率，必须减少锅炉运行的热损失。锅炉运行的热损失主要是排烟热损失、化学及机械不完全燃烧的热损失。排烟热损失一般是10～20%，这样大量热量从烟囱排入大气损失了。另一方面，入炉蔗渣的含水量约48%，在燃烧时这些水汽化而吸收大量的热量，蔗渣水分越低其热值越高，蔗渣水分每降低1%，其热值可提高3%；蔗渣愈干，燃烧所需蔗渣愈少，燃烧所需的空气愈少，从烟气带有的热量愈少，燃烧也更完全，机械不完全燃烧的热损失愈少。
蔗渣的发热值和蔗渣的含水量有直接关系，蔗渣含水量越高发热值越低，反之发热值越高。为了提高蔗渣的发热值，提高锅炉效率，需要对蔗渣进行干燥处理，通常的处理方法是利用锅炉烟气余热对蔗渣进行干燥，目前蔗渣锅炉烟气的温度在100℃～200℃，绝大多数的蔗渣干燥直接采用锅炉烟气作为干燥热源，低温的烟气作为干燥热源会导致干燥速率低、干燥效率不高、蔗渣水分降低得不多，蔗渣进入炉膛后，需要吸一定的热量来干燥蔗渣，使得锅炉燃烧效率改善不明显。
发明内容
本发明的目的是提供一种提高蔗渣燃料燃烧热值的方法，在蔗渣燃料进入锅炉炉膛前降低蔗渣燃料水分，从而提高蔗渣喷然锅炉炉膛温度、提高锅炉热效率、提高吨蔗渣产蒸汽量、降低锅炉烟道气氮氧化合物排放。
本发明采用的技术方案为：
一种提高蔗渣燃烧热值的方法，其操作步骤为：
第一步，在甘蔗渣进入喂料器前，将甘蔗渣破碎并筛选，控制破碎后甘蔗渣颗粒小于3mm；
第二步，在喂料器下部的落料管的两侧品字形连通有热风管，将热风通入落料管内与从喂料器喂入的甘蔗渣颗粒混合；通入热风能降低甘蔗渣颗粒的水分，能降低1-2个百分点的水分，水分提前汽化，且能打散甘蔗渣颗粒，利用在炉膛内燃烧。落料管连通热风管的同时还可以同时在落料管外部设置有加热装置，加热装置加热落料管，将热量传递到落料管内，从而达到加热甘蔗渣的目的；
第三步，将第二步中的甘蔗渣颗粒和热风通过喷燃器一起喷入锅炉炉膛内。
第二步中热风是抽取锅炉炉膛的高温烟气和锅炉的空气预热器的热风一起混合，将热风温度控制在300℃～350℃。
空气预热器的加热热源采用高温烟气、高温蒸汽、导热油和电能加热中的一种或几种混合的加热方式。
除了上述方法外，还有另一种提高蔗渣燃烧热值的方法，其操作步骤为：
第一步，在甘蔗渣进入喂料器前，将甘蔗渣破碎并筛选，控制破碎后甘蔗渣颗粒小于3mm；
第二步，破碎后的甘蔗渣从喂料器进入，落到落料管内，落料管外部设置有加热装置，加热装置加热落料管，将热量传递到落料管内，从而达到加热甘蔗渣的目的；
第三步，将第二步中的甘蔗渣颗粒通过喷燃器喷入锅炉炉膛内；
所述的加热装置为电热阻加热装置、导热油加热装置或蒸汽加热装置。
所述的喷燃器包括圆筒壳、锥形倒流器和分散叶片，所述的圆筒壳一端设置有连接法兰，可以通过连接法兰与喂料器的落料管连接，落料管连通有送料热风管，圆筒壳的另一端设置有喇叭形筒壳，喇叭形筒壳的小端与圆筒壳圆滑过渡连接；喇叭形筒壳的大端的端面从上往下向安装有连接法兰的一侧倾斜；安装喷燃器时，喇叭形筒壳安装在蔗渣锅炉的进料口上，喇叭形筒壳大端的端面也是从上往下向安装有连接法兰的一侧倾斜；锥形倒流器通过分散叶片固定在喇叭形筒壳内，锥形倒流器的尖端朝向设置有连接法兰的一侧。
优选的：所述的锥形倒流器的中心线与圆筒壳和喇叭形筒壳的中心线重合，分散叶片与中心线的竖直平面的夹角α=44°。
优选的：所述的分散叶片的数量为3片，并均布在锥形倒流器上。
优选的：所述的锅炉炉膛内的炉排上安装有一条集热辐射拱，集热辐射拱横跨在炉排上，集热辐射拱的两端分别固定在炉排两侧；集热辐射拱最高点与炉排的距离为500-1000mm；集热辐射拱上均布设置有多个竖向的通孔。
优选的：所述的集热辐射拱的下部设置有支撑座，通过支撑座安装在炉排上。
优选的：所述的集热辐射拱呈圆柱或圆筒状。
优选的：所述的呈圆柱或圆筒状的集热辐射拱的外径为400-600mm。
优选的：所述的竖向的通孔的孔径为40-60mm，在集热辐射拱上呈品字形分布。
在明火中喷入适量的水，能提高火焰温度。水在高温下会产生裂解反应，裂解成H2和O2，在催化剂存在的情况下，裂解温度还会下降。C和水蒸气在高温的条件下可产生如下的主要反应：
C+H2O(g)=CO+H2
C+2H2O(g) =CO2+2H2
CO+ H2O(g) =CO2+H2
C+2H2=CH4
本发明具有的实质性特点为：
1、本发明在喂料器下部的落料管的两侧品字形连通有热风管，将热风通入落料管内与从喂料器喂入的甘蔗渣颗粒混合；热风温度为300℃～350℃，通入热风能降低甘蔗渣颗粒的水分，能降低1-2个百分点的水分，水分提前汽化，且能打散甘蔗渣颗粒，利用在炉膛内燃烧；既可以降低蔗渣水份提高蔗渣的发热量，又可以采用高温热空气提前将蔗渣中水份释出，把蔗渣中水份由固态水变为蒸汽乃至高温干蒸汽，与蔗渣通过特殊的喷燃器喷入炉膛高温区，利于蔗渣的燃烧。
2、喂料器下部的落料管内的蔗渣、热风及产生的蒸汽，从喇叭形筒壳内均匀悬浮分散进入炉膛内，燃料不易在炉壁、炉排上粘结，造成结焦；且燃料均匀悬浮分散进入炉膛，能使燃料充分燃烧采用该制备方法和技术制备出来的高效蔗渣燃料作为锅炉燃料，可提高锅炉燃烧效率，提高吨渣发汽量，节约燃料，并达到烟气双达标目的。
3、本发明在炉膛内的炉排上横跨架设一个集热辐射拱，集热辐射拱能吸收保存一定的热量，在蔗渣进入炉膛内时，为蔗渣供热，保证炉膛的温度不会瞬间降低过多，且集热辐射拱上的通孔能集射热量，能使蔗渣和蒸汽瞬间爆燃，蔗渣燃料燃烧充分，保证锅炉供汽稳定。
4、本发明提高蔗渣燃料燃烧热值的方法能提高蔗渣燃烧热值，吨渣发汽量比传统蔗渣燃烧高0.3吨以上，炉膛温度提高100℃以上。
附图说明
图1是实施例1-3中热风管及集热辐射拱的布置示意图；
图2是喷燃器的结构示意图；
图3是图2的左视图；
图4是图2中A-A旋转视图；
图5是图2中B-B旋转视图；
图中序号的名称为：
1、喂料器，2、热风管，3、落料管，4、喷燃器，5、通孔，6、集热辐射拱，7、支撑座，8、炉排，9、连接法兰，10、圆筒壳，11、锥形倒流器，12、分散叶片，13、喇叭形筒壳。
具体实施方式
为了使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面结合本发明的实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例1
采用以下工艺步骤即可提高蔗渣燃料燃烧热值：
第一步，在甘蔗渣进入喂料器1前，将甘蔗渣破碎并筛选，控制破碎后甘蔗渣颗粒小于3mm；
第二步，在喂料器下部的落料管3的两侧品字形连通有热风管2，将热风通入落料管3内与从喂料器1喂入的甘蔗渣颗粒混合；
第三步，将第二步中的甘蔗渣颗粒和热风通过喷燃器4一起喷入锅炉炉膛内。
第二步中热风是抽取锅炉炉膛的高温烟气和锅炉的空气预热器的热风一起混合，将热风温度控制在300℃～350℃。
空气预热器的加热热源采用高温烟气、高温蒸汽、导热油和电能加热中的一种或几种混合的加热方式。
实施例2
采用以下工艺步骤即可提高蔗渣燃料燃烧热值：
第一步，在甘蔗渣进入喂料器1前，将甘蔗渣破碎并筛选，控制破碎后甘蔗渣颗粒小于3mm；
第二步，在喂料器下部的落料管3的两侧品字形连通有热风管2，将热风通入落料管3内与从喂料器1喂入的甘蔗渣颗粒混合；
第三步，将第二步中的甘蔗渣颗粒和热风通过喷燃器4一起喷入锅炉炉膛内。
第二步中热风是抽取锅炉炉膛的高温烟气和锅炉的空气预热器的热风一起混合，将热风温度控制在300℃～350℃。
空气预热器的加热热源采用高温烟气、高温蒸汽、导热油和电能加热中的一种或几种混合的加热方式。
所述的喷燃器其包括圆筒壳10、锥形倒流器11和分散叶片12，所述的圆筒壳10一端设置有连接法兰9，可以通过连接法兰9与喂料器1的落料管3连接，圆筒壳10的另一端设置有喇叭形筒壳13，安装喷燃器4时，喇叭形筒壳13安装在蔗渣锅炉的进料口上；锥形倒流器11通过3片分散叶片12固定在喇叭形筒壳13内，3片分散叶片12均布在锥形倒流器11上，锥形倒流器11的尖端朝向设置有连接法兰9的一侧。
所述的锥形倒流器11的中心线与圆筒壳10和喇叭形筒壳13的中心线重合，分散叶片12与中心线的竖直平面的夹角α=44°。
实施例3
采用以下工艺步骤即可提高蔗渣燃料燃烧热值：
第一步，在甘蔗渣进入喂料器1前，将甘蔗渣破碎并筛选，控制破碎后甘蔗渣颗粒小于3mm；
第二步，在喂料器下部的落料管3的两侧品字形连通有热风管2，将热风通入落料管3内与从喂料器1喂入的甘蔗渣颗粒混合；
第三步，将第二步中的甘蔗渣颗粒和热风通过喷燃器4一起喷入锅炉炉膛内。
第二步中热风是抽取锅炉炉膛的高温烟气和锅炉的空气预热器的热风一起混合，将热风温度控制在300℃～350℃。
空气预热器的加热热源采用高温烟气、高温蒸汽、导热油和电能加热中的一种或几种混合的加热方式。
所述的喷燃器其包括圆筒壳10、锥形倒流器11和分散叶片12，所述的圆筒壳10一端设置有连接法兰9，可以通过连接法兰9与喂料器1的落料管3连接，圆筒壳10的另一端设置有喇叭形筒壳13，安装喷燃器4时，喇叭形筒壳13安装在蔗渣锅炉的进料口上；锥形倒流器11通过3片分散叶片12固定在喇叭形筒壳13内，3片分散叶片12均布在锥形倒流器11上，锥形倒流器11的尖端朝向设置有连接法兰9的一侧。
所述的锥形倒流器11的中心线与圆筒壳10和喇叭形筒壳13的中心线重合，分散叶片12与中心线的竖直平面的夹角α=44°。
所述的锅炉炉膛内的炉排8上安装有一条集热辐射拱6，集热辐射拱6横跨在炉排8上，集热辐射拱6的两端分别固定在炉排8两侧；集热辐射拱6最高点与炉排8的距离为500-1000mm；集热辐射拱6上均布设置有多个竖向的通孔5。
所述的集热辐射拱6的下部设置有支撑座7，通过支撑座7安装在炉排8上。
所述的集热辐射拱6呈圆柱或圆筒状。
所述的呈圆柱或圆筒状的集热辐射拱6的外径为400-600mm。
所述的竖向的通孔5的孔径为40-60mm，在集热辐射拱6上呈品字形分布。
实施例4
采用以下工艺步骤即可提高蔗渣燃料燃烧热值：
第一步，在甘蔗渣进入喂料器1前，将甘蔗渣破碎并筛选，控制破碎后甘蔗渣颗粒小于3mm；
第二步，破碎后的甘蔗渣从喂料器1进入，落到落料管3内，落料管3外部设置有加热装置，加热装置加热落料管3，将热量传递到落料管3内，从而达到加热甘蔗渣的目的；
第三步，将第二步中的甘蔗渣颗粒通过喷燃器4喷入锅炉炉膛内；
所述的加热装置为电热阻加热装置、导热油加热装置或蒸汽加热装置。
实施例5
采用以下工艺步骤即可提高蔗渣燃料燃烧热值：
第一步，在甘蔗渣进入喂料器1前，将甘蔗渣破碎并筛选，控制破碎后甘蔗渣颗粒小于3mm；
第二步，破碎后的甘蔗渣从喂料器1进入，落到落料管3内，落料管3外部设置有加热装置，加热装置加热落料管3，将热量传递到落料管3内，从而达到加热甘蔗渣的目的；
第三步，将第二步中的甘蔗渣颗粒通过喷燃器4喷入锅炉炉膛内；
所述的加热装置为电热阻加热装置、导热油加热装置或蒸汽加热装置。
所述的喷燃器其包括圆筒壳10、锥形倒流器11和分散叶片12，所述的圆筒壳10一端设置有连接法兰9，可以通过连接法兰9与喂料器1的落料管3连接，圆筒壳10的另一端设置有喇叭形筒壳13，安装喷燃器4时，喇叭形筒壳13安装在蔗渣锅炉的进料口上；锥形倒流器11通过3片分散叶片12固定在喇叭形筒壳13内，3片分散叶片12均布在锥形倒流器11上，锥形倒流器11的尖端朝向设置有连接法兰9的一侧。
所述的锥形倒流器11的中心线与圆筒壳10和喇叭形筒壳13的中心线重合，分散叶片12与中心线的竖直平面的夹角α=44°。
实施例6
采用以下工艺步骤即可提高蔗渣燃料燃烧热值：
第一步，在甘蔗渣进入喂料器1前，将甘蔗渣破碎并筛选，控制破碎后甘蔗渣颗粒小于3mm；
第二步，破碎后的甘蔗渣从喂料器1进入，落到落料管3内，落料管3外部设置有加热装置，加热装置加热落料管3，将热量传递到落料管3内，从而达到加热甘蔗渣的目的；
第三步，将第二步中的甘蔗渣颗粒通过喷燃器4喷入锅炉炉膛内；
所述的加热装置为电热阻加热装置、导热油加热装置或蒸汽加热装置。
所述的喷燃器其包括圆筒壳10、锥形倒流器11和分散叶片12，所述的圆筒壳10一端设置有连接法兰9，可以通过连接法兰9与喂料器1的落料管3连接，圆筒壳10的另一端设置有喇叭形筒壳13，安装喷燃器4时，喇叭形筒壳13安装在蔗渣锅炉的进料口上；锥形倒流器11通过3片分散叶片12固定在喇叭形筒壳13内，3片分散叶片12均布在锥形倒流器11上，锥形倒流器11的尖端朝向设置有连接法兰9的一侧。
所述的锥形倒流器11的中心线与圆筒壳10和喇叭形筒壳13的中心线重合，分散叶片12与中心线的竖直平面的夹角α=44°。
所述的锅炉炉膛内的炉排8上安装有一条集热辐射拱6，集热辐射拱6横跨在炉排8上，集热辐射拱6的两端分别固定在炉排8两侧；集热辐射拱6最高点与炉排8的距离为500-1000mm；集热辐射拱6上均布设置有多个竖向的通孔5。
所述的集热辐射拱6的下部设置有支撑座7，通过支撑座7安装在炉排8上。
所述的集热辐射拱6呈圆柱或圆筒状。
所述的呈圆柱或圆筒状的集热辐射拱6的外径为400-600mm。
所述的竖向的通孔5的孔径为40-60mm，在集热辐射拱6上呈品字形分布。
应用实施例
1、广西某糖厂，原先蔗渣锅炉采用蔗渣作为燃料是将蔗渣烘干降低一定水分后，通过喂料器和送料风管（未采用高温风）输送进入炉膛内（未采用本发明中的喷燃器，炉膛内为设置集热辐射拱），燃烧1吨甘蔗渣产蒸汽2.4-2.5吨；2017-2018榨季该该糖厂试用了本发明的方法，据不完全统计燃烧1吨甘蔗渣可产蒸汽2.95吨。
上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不限于上述实例，本技术领域的普通技术人员，在本发明的实质范围内，作出的变化、改型、添加或替换，都应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种提高蔗渣燃烧热值的方法，其特征在于：步骤为：
第一步，在甘蔗渣进入喂料器（1）前，将甘蔗渣破碎并筛选，控制破碎后甘蔗渣颗粒小于3mm；
第二步，在喂料器下部的落料管（3）的两侧品字形连通有热风管（2），将热风通入落料管（3）内与从喂料器（1）喂入的甘蔗渣颗粒混合；
第三步，将第二步中的甘蔗渣颗粒和热风通过喷燃器（4）一起喷入锅炉炉膛内；
所述的锅炉炉膛内的炉排（8）上安装有一条集热辐射拱（6），集热辐射拱（6）横跨在炉排（8）上，集热辐射拱（6）的两端分别固定在炉排（8）两侧；喷燃器（4）的位置高于集热辐射拱（6）的位置，集热辐射拱（6）最高点与炉排（8）的距离为500-1000mm；集热辐射拱（6）上均布设置有多个竖向的通孔（5）；所述的集热辐射拱（6）的下部设置有支撑座（7），通过支撑座（7）安装在炉排（8）上；所述的集热辐射拱（6）呈圆柱或圆筒状；所述的竖向的通孔（5）的孔径为40-60mm，在集热辐射拱（6）上呈品字形分布。
2.根据权利要求1所述的提高蔗渣燃烧热值的方法，其特征在于：第二步中热风是抽取锅炉炉膛的高温烟气和锅炉的空气预热器的热风一起混合，将热风温度控制在300℃～350℃。
3.根据权利要求2所述的提高蔗渣燃烧热值的方法，其特征在于：空气预热器的加热热源采用高温烟气、高温蒸汽、导热油和电能加热中的一种或几种混合的加热方式。
4.一种提高蔗渣燃烧热值的方法，其特征在于：步骤为：
第一步，在甘蔗渣进入喂料器（1）前，将甘蔗渣破碎并筛选，控制破碎后甘蔗渣颗粒小于3mm；
第二步，破碎后的甘蔗渣从喂料器（1）进入，落到落料管（3）内，落料管（3）外部设置有加热装置，加热装置加热落料管（3），将热量传递到落料管（3）内，从而达到加热甘蔗渣的目的；
第三步，将第二步中的甘蔗渣颗粒通过喷燃器（4）喷入锅炉炉膛内；
所述的加热装置为电热阻加热装置、导热油加热装置或蒸汽加热装置；
所述的锅炉炉膛内的炉排（8）上安装有一条集热辐射拱（6），集热辐射拱（6）横跨在炉排（8）上，集热辐射拱（6）的两端分别固定在炉排（8）两侧；喷燃器（4）的位置高于集热辐射拱（6）的位置，集热辐射拱（6）最高点与炉排（8）的距离为500-1000mm；集热辐射拱（6）上均布设置有多个竖向的通孔（5）；所述的集热辐射拱（6）的下部设置有支撑座（7），通过支撑座（7）安装在炉排（8）上；所述的集热辐射拱（6）呈圆柱或圆筒状；所述的竖向的通孔（5）的孔径为40-60mm，在集热辐射拱（6）上呈品字形分布。
5.根据权利要求1或4所述的提高蔗渣燃烧热值的方法，其特征在于：所述的喷燃器包括圆筒壳（10）、锥形倒流器（11）和分散叶片（12），所述的圆筒壳（10）一端设置有连接法兰（9），圆筒壳（10）的另一端设置有喇叭形筒壳（13）；锥形倒流器（11）通过3片分散叶片（12）固定在喇叭形筒壳（13）内，3片分散叶片（12）均布在锥形倒流器（11）上，锥形倒流器（11）的尖端朝向设置有连接法兰（9）的一侧。
6.根据权利要求5所述的提高蔗渣燃烧热值的方法，其特征在于：所述的锥形倒流器（3）的中心线与圆筒壳（2）和喇叭形筒壳（5）的中心线重合，分散叶片（4）与中心线的竖直平面的夹角α=44°。
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