CN112212321A - 用于粉煤灰再燃的纯氧循环流化床燃烧装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于粉煤灰再燃的纯氧循环流化床燃烧装置及其操作方法，更详细而言，涉及能够回收利用包含未燃碳的粉煤灰的用于粉煤灰再燃的纯氧循环流化床燃烧装置及其操作方法。本发明提供一种用于粉煤灰再燃的纯氧循环流化床燃烧装置，其包括：燃烧部，在所述燃烧部进行纯氧燃烧反应，并且，经过第一次燃烧的第一粉煤灰被供给到所述燃烧部；袋滤器部，捕集在所述燃烧部经过第二次燃烧的粉煤灰；以及粉煤灰回收部，与所述袋滤器部连接，并存储所述第二粉煤灰。
Description
技术领域
本发明涉及用于粉煤灰再燃的纯氧循环流化床燃烧装置及其操作方法，更详细而言，涉及能够回收利用包含未燃碳的粉煤灰的用于粉煤灰再燃的纯氧循环流化床燃烧装置及其操作方法。
背景技术
在火力发电厂生成的包含于粉煤灰内的未燃碳未能完全燃烧，以部分非燃烧的状态残留。
当将这种包含微量未燃碳的粉煤灰用于制造混凝土时，会引起诸如强度下降、发生黑色的斑点或颜色不连续的表面等的品质的降低。
因此，需要燃烧粉包含于煤灰中的未燃碳，以减少粉煤灰中的未燃碳，然而当粉煤灰中的未燃碳含量小于2％时，因发热量低而以常规燃烧方法不易燃烧。
即，为了以常规燃烧方法将粉煤灰中的未燃碳含量降低至2％以下时，需要大量燃料及时间，因此存在经济性降低等问题。
因此，需要用于经济地回收利用包含未燃碳的粉煤灰的粉煤灰再燃技术。
在先技术文献
专利文献
(专利文献1)日本授权专利第5270661号
发明内容
技术问题
用于解决如上问题的本发明的目的是，提供用于粉煤灰再燃的纯氧循环流化床燃烧装置及其操作方法，其能够回收利用包含未燃碳的粉煤灰。
本发明所要解决的技术问题不限于以上提及的技术问题，本领域技术人员能够从以下的记载清楚地理解未被提及的其他技术问题。
技术方案
用于实现如上目的的本发明提供一种用于粉煤灰再燃的纯氧循环流化床燃烧装置，其包括：燃烧部，在所述燃烧部进行纯氧燃烧反应，并且，经过第一次燃烧的第一粉煤灰被供给到所述燃烧部；袋滤器部，捕集在所述燃烧部经过第二次燃烧的第二粉煤灰；以及粉煤灰回收部，与所述袋滤器部连接，并存储所述第二粉煤灰。
在本发明的实施例中，所述燃烧部包括：燃烧炉，在所述燃烧炉中进行燃烧反应；旋风分离器，与所述燃烧炉的上部一侧连接；粒子循环单元，与所述燃烧炉的一侧及所述旋风分离器的下部连接；以及燃料供给单元，与所述燃烧炉的另一侧连接，其中，所述燃料供给单元向所述燃烧炉供给所述第一粉煤灰。
在本发明的实施例中，向所述燃烧炉供给未燃碳含量大于2％的所述第一粉煤灰，并使所述第一粉煤灰再燃，以使未燃碳含量达到2％以下，从而形成所述第二粉煤灰。
在本发明的实施例中，进一步包括：热交换部，与所述袋滤器部连接；以及供氧部，经由所述热交换部向所述燃烧炉供给氧气，其中，所述热交换部使废气与向所述燃烧部供给的氧气之间进行热交换。
在本发明的实施例中，当所述燃烧炉内的温度低于预设的温度时，所述供氧部增加供氧量，所述热交换部延长所述氧气的热交换时间，以进一步提高向所述燃烧炉供给的氧气的温度。
在本发明的实施例中，当所述燃烧炉内的温度高于预设的温度时，所述供氧部不经由所述热交换部而直接向燃烧炉供给氧气。
在本发明的实施例中，当所述燃烧炉内的温度高于预设的温度时，所述燃料供给单元进一步向所述燃烧炉投入流态砂，该流态砂根据密度差而与所述第一粉煤灰分离，从而延长所述第一粉煤灰的滞留时间。
在本发明的实施例中，所述燃烧部进一步包括流态砂回收单元，该流态砂回收单元与所述燃烧炉连接，用以回收流态砂。
在本发明的实施例中，进一步包括废气再循环部，该废气再循环部将由所述热交换部向烟囱部排出的废气中的一部分再次供给至所述燃烧炉。
在本发明的实施例中，所述废气再循环部包括：废气阀单元，位于所述热交换部与所述烟囱部之间的排出路径；以及废气再循环单元，根据所述废气阀单元的开闭，接收并存储废气中的一部分，其中，所述废气再循环单元向所述燃烧炉供给废气。
用于实现如上目的的本发明提供一种用于粉煤灰再燃的纯氧循环流化床燃烧装置的操作方法，其包括如下步骤：a)向所述燃烧部的燃烧炉供给第一粉煤灰；b)根据因被供给的所述第一粉煤灰而变化的所述燃烧炉内的温度来控制第二粉煤灰燃烧条件，以形成所述第二粉煤灰；以及c)捕集并回收所形成的所述第二粉煤灰，在所述步骤b)中，控制所述第二粉煤灰的未燃碳含量达到2％以下。
在本发明的实施例中，在所述步骤b)中，当所述燃烧炉内的温度低于预设的温度时，提高所述燃烧炉内的供氧量，所述热交换部延长氧气的滞留时间，以进一步提高向所述燃烧炉供给的氧气的温度。
在本发明的实施例中，在所述步骤b)中，当所述燃烧炉内的温度高于预设的温度时，不经由所述热交换部而直接向燃烧炉供给氧气。
在本发明的实施例中，在所述步骤b)中，当所述燃烧炉内的温度高于预设的温度时，进一步向所述燃烧炉投入流态砂，该流态砂根据密度差而与所述第一粉煤灰分离，从而延长所述第一粉煤灰的滞留时间。
有益效果
本发明能够使未燃碳含量高的粉煤灰再燃，以降低未燃碳含量。
当将根据本发明处理的粉煤灰用于制造混凝土时，不会发生诸如强度下降、发生黑色的斑点或颜色不连续的表面等的品质降低的问题。
另外，以往通过常规燃烧来燃烧粉煤灰中的碳，但本发明通过纯氧燃烧，以提高了热效率的状态燃烧粉煤灰中的未燃碳，因此能够经济有效地降低未燃碳含量。
本发明的有益效果不限于如上所述的效果，应当理解为包括可以从本发明的具体实施方式或权利要求书所记载的发明的特征推测的所有效果。
附图说明
图1是本发明的一实施例涉及的用于粉煤灰再燃的纯氧循环流化床燃烧装置的示意图。
图2是本发明的一实施例涉及的用于粉煤灰再燃的纯氧循环流化床燃烧装置的操作方法的顺序图。
附图标记
100：用于粉煤灰再燃的纯氧循环流化床燃烧装置
110：燃烧部
111：燃烧炉
112：旋风分离器
113：粒子循环单元
114：燃料供给单元
115：流态砂回收单元
120：袋滤器部
130：粉煤灰回收部
140：热交换部
150：供氧部
160：废气再循环部
161：废气阀单元
162：废气再循环单元
170：烟囱部
具体实施方式
以下参照附图对本发明进行说明。但本发明能够以不同形态实现，因此不限于在此说明的实施例。并且，为了清楚地说明本发明，省略了附图中与说明无关的部分，通过说明书全文，对相似的部分标注了相似的附图标记。
在说明书全文中，当提及某一部分与另一部分“连接(接合、接触、结合)”时，不仅包括“直接连接”的情况，还包括其中隔有其他部件而“间接连接”的情况。另外，当提及某一部分“包括”某一构成要素时，除非另有特别相反的记载，否则表示进一步具备其他构成要素，而不是排除其他构成要素。
在本说明书中使用的术语只是为了说明特定的实施例而被使用，并非旨在限定本发明。除非上下文另有明确规定，否则单数的表达包括复数的表达。应当理解，在本说明书中，“包括”或“具有”等术语用于指定存在说明书中所记载的特征、数字、步骤、动作、构成要素、部件或其组合，而不是预先排除一个或其以上的其他多个特征、数字、步骤、动作、构成要素、部件或其组合的存在或附加可能性。
以下参照附图对本发明的实施例进行详细的说明。
图1是本发明的一实施例涉及的用于粉煤灰再燃的纯氧循环流化床燃烧装置的示意图。
如图1所示，用于粉煤灰再燃的纯氧循环流化床燃烧装置100包括燃烧部110、袋滤器部120、粉煤灰回收部130、热交换部140、供氧部150、废气再循环部160以及烟囱部170。
所述燃烧部110进行纯氧燃烧反应，并且，经过第一次燃烧的第一粉煤灰被供给到所述燃烧部110。
所述燃烧部110包括燃烧炉111、旋风分离器112、粒子循环单元113、燃料供给单元114以及流态砂回收单元115。
所述燃烧炉111能够进行燃烧反应，形成为炉(furnace)形态，但并非限定于此。
所述旋风分离器112能够与所述燃烧炉111的上部一侧连接，分离在所述燃烧炉111所生成的废气与流态砂等固体。
所述粒子循环单元113能够与所述燃烧炉111的一侧及所述旋风分离器112的下部连接，从所述旋风分离器112接收流态砂等固体，并使其再次投入到燃烧炉111。
所述燃料供给单元114能够与所述燃烧炉111连接，向所述燃烧炉111供给燃料及流态砂。
其中，所述燃料可以包含进行了第一次燃烧的第一粉煤灰。所述第一粉煤灰可以是未燃碳含量大于2％。
当将这种未燃碳含量大于2％的粉煤灰用于制造混凝土时，会引起诸如强度下降、发生黑色的斑点或颜色不连续的表面等品质的降低。因此，需要燃烧包含于粉煤灰中的未燃碳，以减少粉煤灰中的未燃碳，然而当粉煤灰中的未燃碳含量小于2％时，因发热量低而无法以常规燃烧方法进行燃烧。因此，能够将所述第一粉煤灰投入到本发明涉及的用于粉煤灰再燃的纯氧循环流化床燃烧装置100并使其再燃，以使未燃碳含量达到2％以下，从而形成所述第二粉煤灰。
所述流态砂回收单元115能够与所述燃烧炉111连接，回收燃烧炉111内的流态砂。
所述袋滤器部120能够与所述旋风分离器112的后端连接，过滤(filtering)并捕集在所述燃烧炉111中经过第二次燃烧的所述第二粉煤灰。此时，通过所述燃烧炉111后的第二粉煤灰可以是具有小于2％的碳含量的状态。
所述粉煤灰回收部130能够与所述袋滤器部120连接，存储所述第二粉煤灰。像这样被存储的所述第二粉煤灰可以回收利用于混凝土的制造等。
所述热交换部140能够与所述袋滤器部120连接，进行废气的热交换及精制等。
更具体而言，所述热交换部140能够使向所述烟囱部170排出的废气与向所述燃烧部110供给的氧气之间进行热交换。通过这种热交换部140，向所述燃烧部110供给的氧气能够以升温的状态被供给。
所述供氧部150能够经由所述热交换部140向所述燃烧炉111供给氧气。
所述废气再循环部160能够将由所述热交换部140向所述烟囱部170排出的废气中的一部分再次供给至所述燃烧炉111，并且包括废气阀单元161及废气再循环单元162。
所述废气阀单元161可以位于所述热交换部140与所述烟囱部170之间的排出路径。
所述废气再循环单元162能够通过所述废气阀单元161的开闭，接收并存储废气中的一部分，并且向所述燃烧炉111供给废气。
此时，所述废气再循环单元162能够具备温度控制单元，以将废气的温度调节为适合的状态向所述燃烧炉111供给。
如上所述的所述用于粉煤灰再燃的纯氧循环流化床燃烧装置100因第一粉煤灰的碳含量持续改变，所以所述燃烧炉111内的温度不恒定。因此，为了使所述第一粉煤灰再燃，以形成未燃碳含量为2％以下的第二粉煤灰，需要控制所述燃烧炉111内的温度及燃烧条件。
为此，首先，当所述燃烧炉111内的温度低于预设的温度时，所述供氧部150能够增加供氧量，所述热交换部140能够延长所述氧气的热交换时间，以进一步提高向所述燃烧炉供给的氧气的温度。
相反，当所述燃烧炉111内的温度高于预设的温度时，所述供氧部150能够不经由所述热交换部140而直接向燃烧炉供给氧气。
另外，当所述燃烧炉111内的温度高于预设的温度时，所述燃料供给单元114能够进一步向所述燃烧炉111投入流态砂，该流态砂能够根据密度差而与所述第一粉煤灰分离，从而延长所述第一粉煤灰的滞留时间。之后，当所述燃烧炉111内的温度低于预设的温度时，超量供给的所述流态砂能够被所述流态砂回收单元115回收。
另外，当所述燃烧炉111内的温度高于预设的温度时，能够将因在所述热交换部140进行热交换而温度降低的废气的一部分向所述燃烧炉111供给。
以下，对用于粉煤灰再燃的纯氧循环流化床燃烧装置100的操作方法进行具体说明。
图2是本发明的一实施例涉及的用于粉煤灰再燃的纯氧循环流化床燃烧装置的操作方法的顺序图。
进一步参照图2，用于粉煤灰再燃的纯氧循环流化床燃烧装置的操作方法首先可以实施向燃烧部的燃烧炉供给第一粉煤灰的步骤S10。
在向燃烧部的燃烧炉供给第一粉煤灰的步骤S10中，首先，可以通过所述燃料供给单元114向所述燃烧炉111供给所述第一粉煤灰。
其中，所述第一粉煤灰可以是未燃碳含量大于2％的粉煤灰。
在向燃烧部的燃烧炉供给第一粉煤灰步骤S10之后，可以实施根据因被供给的第一粉煤灰而变化的燃烧炉内的温度来控制第二粉煤灰燃烧条件以形成第二粉煤灰的步骤S20。
在根据因被供给的第一粉煤灰而变化的燃烧炉内的温度来控制第二粉煤灰燃烧条件以形成第二粉煤灰的步骤S20中，能够控制所述燃烧炉111内的燃烧条件，以使所述第二粉煤灰的未燃碳含量达到2％以下。其中，所述燃烧条件可以是所述燃烧炉内的温度、流态砂量、含氧量比例等。
具体而言，在根据因被供给的第一粉煤灰而变化的燃烧炉内的温度来控制第二粉煤灰燃烧条件以形成第二粉煤灰的步骤S20中，当所述燃烧炉111内的温度低于预设的温度时，所述供氧部150能够增加供氧量，所述热交换部140能够延长所述氧气的热交换时间，以进一步提高向所述燃烧炉供给的氧气的温度。
相反，在根据因被供给的第一粉煤灰而变化的燃烧炉内的温度来控制第二粉煤灰燃烧条件以形成第二粉煤灰的步骤S20中，当所述燃烧炉111内的温度高于预设的温度时，所述供氧部150能够不经由所述热交换部140而直接向燃烧炉供给氧气。
另外，当所述燃烧炉111内的温度高于预设的温度时，所述燃料供给单元114能够向所述燃烧炉111进一步投入流态砂，该流态砂能够根据密度差，与所述第一粉煤灰分离，从而延长所述第一粉煤灰的滞留时间。之后，当所述燃烧炉111内的温度低于预设的温度时，超量供给的所述流态砂能够被所述流态砂回收单元115回收。
另外，当所述燃烧炉111内的温度高于预设的温度时，能够将在所述热交换部140进行热交换而温度降低的废气的一部分向所述燃烧炉111供给。
在根据因被供给的第一粉煤灰而变化的燃烧炉内的温度来控制第二粉煤灰燃烧条件以形成第二粉煤灰的步骤S20之后，可以实施捕集并回收所形成的第二粉煤灰的步骤S30。
在捕集并回收所形成的第二粉煤灰的步骤S30中，所述袋滤器部120及所述粉煤灰回收部130能够捕集并回收所述第二粉煤灰。
被回收的所述第二粉煤灰的未燃碳含量为2％以下，能够用于混凝土的制造等。
如上所述，根据本发明，能够使未燃碳含量高的第一粉煤灰再燃，从而容易地降低未燃碳含量。
另外，当将根据本发明处理的第二粉煤灰用于制造混凝土时，不会发生诸如强度下降、发生黑色的斑点或颜色不连续的表面等的品质降低的问题。
另外，以往通过常规燃烧来燃烧包含于粉煤灰的碳，但本发明通过纯氧燃烧，以大幅提高了热效率的状态燃烧第一粉煤灰中的未燃碳，因此能够经济、有效地降低未燃碳含量。
另外，根据本发明，在因未燃碳含量不同的第一粉煤灰而燃烧炉111内的温度发生大幅改变的情况下，也能够实时控制所述燃烧炉111内的燃烧条件，从而在所述第一粉煤灰的再燃时，容易地生成未燃碳含量小于2％的第二粉煤灰。
前述的本发明的说明用于示例，本领域技术人员可以理解在不变更本发明的技术思想和必要技术特征的情况下，可以容易地变形为其他具体的形态。因此，应当理解，以上描述的多个实施例在所有方面都是示例性的，而不是限定性的。例如，被描述为单一型的各个构成要素也可以以分散方式实施，同样地，被描述为分散形式的多个构成要素也可以以结合的形式实施。
本发明的保护范围由所附的权利要求书限定，并且，从权利要求书的含义、范围及其等同概念导出的所有变更或变形的形态被解释为都落在本发明的范围内。
Claims (14)
1.一种用于粉煤灰再燃的纯氧循环流化床燃烧装置，其特征在于，包括：
燃烧部，在所述燃烧部进行纯氧燃烧反应，并且，经过第一次燃烧的第一粉煤灰被供给到所述燃烧部；
袋滤器部，捕集在所述燃烧部经过第二次燃烧的第二粉煤灰；以及
粉煤灰回收部，与所述袋滤器部连接，用于存储所述第二粉煤灰。
2.根据权利要求1所述的用于粉煤灰再燃的纯氧循环流化床燃烧装置，其特征在于，
所述燃烧部包括：
燃烧炉，在所述燃烧炉中进行燃烧反应；
旋风分离器，与所述燃烧炉的上部一侧连接；
粒子循环单元，与所述燃烧炉的一侧及所述旋风分离器的下部连接；以及
燃料供给单元，与燃烧炉的另一侧连接，
其中，所述燃料供给单元向所述燃烧炉供给所述第一粉煤灰。
3.根据权利要求2所述的用于粉煤灰再燃的纯氧循环流化床燃烧装置，其特征在于，
向所述燃烧炉供给未燃碳含量大于2％的所述第一粉煤灰，并使所述第一粉煤灰再燃，以使未燃碳含量达到2％以下，从而形成所述第二粉煤灰。
4.根据权利要求2所述的用于粉煤灰再燃的纯氧循环流化床燃烧装置，其特征在于，进一步包括：
热交换部，与所述袋滤器部连接；以及
供氧部，经由所述热交换部向所述燃烧炉供给氧气，
其中，所述热交换部使废气与向所述燃烧部供给的氧气之间进行热交换。
5.根据权利要求4所述的用于粉煤灰再燃的纯氧循环流化床燃烧装置，其特征在于，
当所述燃烧炉内的温度低于预设的温度时，
所述供氧部增加供氧量，
所述热交换部延长所述氧气的热交换时间，以进一步提高向所述燃烧炉供给的氧气的温度。
6.根据权利要求4所述的用于粉煤灰再燃的纯氧循环流化床燃烧装置，其特征在于，
当所述燃烧炉内的温度高于预设的温度时，
所述供氧部不经由所述热交换部而直接向燃烧炉供给氧气。
7.根据权利要求6所述的用于粉煤灰再燃的纯氧循环流化床燃烧装置，其特征在于，
当所述燃烧炉内的温度高于预设的温度时，
所述燃料供给单元进一步向所述燃烧炉投入流态砂，该流态砂根据密度差而与所述第一粉煤灰分离，从而延长所述第一粉煤灰的滞留时间。
8.根据权利要求7所述的用于粉煤灰再燃的纯氧循环流化床燃烧装置，其特征在于，
所述燃烧部进一步包括流态砂回收单元，该流态砂回收单元与所述燃烧炉连接，用以回收流态砂。
9.根据权利要求4所述的用于粉煤灰再燃的纯氧循环流化床燃烧装置，其特征在于，
进一步包括废气再循环部，该废气再循环部将由所述热交换部向烟囱部排出的废气中的一部分再次供给至所述燃烧炉。
10.根据权利要求9所述的用于粉煤灰再燃的纯氧循环流化床燃烧装置，其特征在于，
所述废气再循环部包括：
废气阀单元，位于所述热交换部与所述烟囱部之间的排出路径；以及
废气再循环单元，通过所述废气阀单元的开闭，接收并存储废气中的一部分，
其中，所述废气再循环单元向所述燃烧炉供给废气。
11.一种根据权利要求1所述的用于粉煤灰再燃的纯氧循环流化床燃烧装置的操作方法，其包括如下步骤：
a)向燃烧部的燃烧炉供给第一粉煤灰；
b)根据因被供给的所述第一粉煤灰而变化的所述燃烧炉内的温度来控制第二粉煤灰燃烧条件，以形成所述第二粉煤灰；以及
c)捕集并回收所形成的所述第二粉煤灰，
在所述步骤b)中，控制所述第二粉煤灰的未燃碳含量达到2％以下。
12.根据权利要求11所述的用于粉煤灰再燃的纯氧循环流化床燃烧装置的操作方法，其特征在于，
在所述步骤b)中，
当所述燃烧炉内的温度低于预设的温度时，
提高所述燃烧炉内的供氧量，
所述热交换部延长氧气的滞留时间，以进一步提高向所述燃烧炉供给的氧气的温度。
13.根据权利要求11所述的用于粉煤灰再燃的纯氧循环流化床燃烧装置的操作方法，其特征在于，
在所述步骤b)中，
当所述燃烧炉内的温度高于预设的温度时，
不经由所述热交换部而直接向燃烧炉供给氧气。
14.根据权利要求13所述的用于粉煤灰再燃的纯氧循环流化床燃烧装置的操作方法，其特征在于，
在所述步骤b)中，
当所述燃烧炉内的温度高于预设的温度时，
进一步向所述燃烧炉投入流态砂，该流态砂根据密度差而与所述第一粉煤灰分离，从而延长所述第一粉煤灰的滞留时间。
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