CN112432491A - 一种加湿并提高热风炉助燃风温度的方法与装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种提高热风炉助燃风温度方法与装置，将粮食烘干塔烘粮后的三风段和冷风段乏气回收，通过高压风机和管道将其中的一部分引回至鼓风机或二次风机入口，同时将换热器出口的烟气通过烟气再循环风机，将其中一部分烟气引回至鼓风机或二次风机入口；通过鼓风机或二次风机将混合后的气体作为助燃风送入炉内助燃。对鼓风机一次风空气加湿，一次助燃风加湿空气中的水分会与燃料炽热的碳粒发生化学反应，不仅能够提高热风炉热效率，还能有效的降低氮氧化物的排放。

Description

一种加湿并提高热风炉助燃风温度的方法与装置
技术领域
本发明属于粮食烘干技术领域，涉及一种加湿并提高热风炉助燃风温度的方法与装置。
背景技术
粮食烘干领域的热风炉助燃风大多数直接利用室外冷空气，还有一小部分采用空气预热器加热助燃风；粮食烘干塔烘粮后的三风段和冷风段的乏气全部回收至换热器冷风入口。粮食烘干塔的热风机的风压大于鼓风机或二次风机的风压时，出现炉膛内的火焰或烟气通过鼓风机或二次风返回到乏气回收管道中。
利用室外冷空气会降低热风炉热效率，导致燃料的燃尽率低，氮氧化物的排放高；采用空气预热器不仅增加投资成本，仍然存在燃料的燃尽率低，氮氧化物的排放高问题；如何高效节能并提高热风炉助燃风温度，是本领域工程技术人员的一个研究课题。
发明内容
本发明公开了一种加湿并提高热风炉助燃风温度的方法与装置，以解决现有技术中室外冷空气降低热风炉热效率，采用空气预热器增加投资成本、存在燃料的燃尽率低，氮氧化物的排放高等问题。
本发明一种加湿并提高热风炉助燃风温度的方法：
将粮食烘干塔烘粮后的三风段和冷风段乏气回收，通过高压风机和管道将其中的一部分引回至鼓风机或二次风机入口，同时将换热器出口的烟气通过烟气再循环风机，将其中一部分烟气引回至鼓风机或二次风机入口；通过鼓风机或二次风机将混合后的气体作为助燃风送入炉内助燃。
对鼓风机一次风空气加湿，一次助燃风加湿空气中的水分会与燃料炽热的碳粒发生化学反应，不论燃料是煤还是生物质，都会产生水煤气的效果，即C+H2O→CO+H2；C+2H2O→CO2+2H2，有利于燃料碳的燃尽，提高热风炉燃尽率5%以上。
粮食烘干塔烘粮后的三风段和冷风段乏气具有一定的湿度，且湿度含量相对于室外冷空气不超过7%，加湿空气的水分不超过7%时，作为助燃风不仅不会影响燃烧的稳定性，还能有效降低氮氧化物的生成。不论助燃风作为一次风还是二次风或者二者同时使用，加湿空气中的水分都能够降低炉膛温度，有效抑制了热力型氮氧化物的生成。
本发明装置包括二次风机、鼓风机、高压风机、烟气再循环风机、引风机、烟囱、粮食烘干塔、列管式换热器、热风炉、烟气再循环管道、乏气回收管道、混风箱；鼓风机和二次风机入风口与空气入口相连接；热风炉出口与列管式换热器入口管路连接；列管式换热器出烟口依次连接烟气再循环风机、引风机、烟囱；热风炉产生的高温烟气依次通过列管式换热器、引风机进入烟囱排出。
烟气再循环风机出风口通过烟气再循环管道与热风炉、二次风机、鼓风机入风口管路连接；烟气再循环风机在引风机前将部分烟气通过烟气再循环管道引回热风炉内及二次风机、鼓风机；
粮食烘干塔乏气出口通过乏气回收管道连接列管式换热器冷风入口的混风箱，并通过高压风机、风量调节阀与二次风机、鼓风机入风口管路连接；粮食烘干塔乏气一部分通过乏气回收管道进入列管式换热器冷风入口的混风箱；粮食烘干塔乏气另一部分通过高压风机引入二次风机及鼓风机；高压风机有效避免粮食烘干塔热风机的风压大于鼓风机或二次风机风压时，出现炉膛内的火焰或烟气通过鼓风机或二次风返回到乏气回收管道中问题。
烘粮季为冬季，三风段和冷风段混合后的乏气温度约25℃；而冬季室外空气温度为零下，在东北地区更是达到零下20℃~30℃；采用烘干机烘粮后的三风段和冷风段的乏气作为助燃风，相对于采用室外空气，至少能够提高助燃风温度25℃，再与120℃~160℃的再循环烟气混合后助燃风提高的温度会更高，能够显著提高热风炉的热效率。
优化的方案，本发明还包括风量调节阀，风量调节阀管路连接在二次风机、鼓风机入风口前；风量调节阀调节风量。
本发明的积极效果在于：烘干机乏气和再循环烟气均为余热再利用，节能效果显著；提高燃料的燃尽率5%以上，综合热效率提高2%以上；不仅能够提高热风炉热效率，还能有效的降低氮氧化物的排放，降低氮氧化物的排放50mg/m3~60mg/m3；将原空气预热器加热后的热风用于烘粮的热风，节能效果更佳，能够节约燃料成本3%~5%。仅需增加一台高压风机和回收管道以及风量调节阀，仅需几千元，投资成本非常低。
附图说明
图1为本发明工艺流程与结构示意图；
图中：1 二次风机、2 鼓风机、3 高压风机、 4 烟气再循环风机、5 引风机、6 烟囱、7粮食烘干塔、8 列管式换热器、9热风炉、10 烟气再循环管道、11 乏汽回收管道、12 混风箱、13 风量调节阀、14 空气入口。
具体实施方式
以下结合附图详细说明本发明的一个实施例。
本发明实施例如图1所示，将粮食烘干塔7烘粮后的三风段和冷风段乏气回收，通过高压风机3和管道将其中的一部分引回至鼓风机2或二次风机1入口，同时将换热器出口的烟气通过烟气再循环风机4，将其中一部分烟气引回至鼓风机2或二次风机1入风口；通过鼓风机2或二次风机1将混合后的气体作为助燃风送入炉内助燃。
经试验论证，加湿空气的水分不超过7%时作为助燃风不仅不会影响燃烧的稳定性，还能有效降低氮氧化物的生成。不论助燃风作为一次风还是二次风或者二者同时使用，加湿空气中的水分都能够降低炉膛温度，有效抑制了热力型氮氧化物的生成。经检测，比用室外空气或经空气预热器加热后的热风作为助燃风时，能够降低氮氧化物排放浓度50mg/m3~60mg/m3。
对鼓风机一次风空气加湿，一次助燃风加湿空气中的水分会与燃料炽热的碳粒发生化学反应，不论燃料是煤还是生物质，都会产生水煤气的效果，即C+H2O→CO+H2；C+2H2O→CO2+2H2，有利于燃料碳的燃尽，提高热风炉燃尽率5%以上。
本发明实施例装置包括二次风机1、鼓风机2、高压风机3、烟气再循环风机4、引风机5、烟囱6、粮食烘干塔7、列管式换热器8、热风炉9、烟气再循环管道10、乏气回收管道11、混风箱12、风量调节阀13；鼓风机2和二次风机1入风口与空气入口14相连接；热风炉9出烟口与列管式换热器8入烟口管路连接；列管式换热器8出烟口依次连接烟气再循环风机4、引风机5、烟囱6；热风炉9产生的高温烟气依次通过列管式换热器8、引风机5进入烟囱6排出。
烟气再循环风机4出风口通过烟气再循环管道10与热风炉9、二次风机1、鼓风机2入风口管路连接；二次风机1、鼓风机2入风口前管路连接风量调节阀13；风量调节阀13调节风量；烟气再循环风机4在引风机5前将部分烟气通过烟气再循环管道10引回热风炉内9及二次风机1、鼓风机2。
粮食烘干塔7乏气出口通过乏气回收管道11连接列管式换热器8冷风入口的混风箱12，并通过高压风机3、风量调节阀13与二次风机1、鼓风机2入风口管路连接；粮食烘干塔7乏气一部分通过乏气回收管道11进入列管式换热器8冷风入口的混风箱12；粮食烘干塔7乏气另一部分通过高压风机3引入二次风机1及鼓风机2；高压风机有效避免粮食烘干塔热风机的风压大于鼓风机或二次风机风压，出现炉膛内的火焰或烟气通过鼓风机或二次风返回到乏气回收管道中问题。
烘粮季为冬季，三风段和冷风段混合后的乏气温度约25℃；而冬季室外空气温度为零下，在东北地区更是达到零下20℃~30℃；采用烘干机粮后的三风段和冷风段的乏气作为助燃风，相对于采用室外空气，至少能够提高助燃风温度25℃，再与120℃~160℃的再循环烟气混合后助燃风提高的温度会更高，能够显著提高热风炉的热效率。

Claims (5)

1.一种提高热风炉助燃风温度方法，其特征在于：将粮食烘干塔烘粮后的三风段和冷风段乏气回收，通过高压风机和管道将其中的一部分引回至鼓风机或二次风机入口，同时将换热器出口的烟气通过烟气再循环风机，将其中一部分烟气引回至鼓风机或二次风机入口；通过鼓风机或二次风机将混合后的气体作为助燃风送入炉内助燃。
2.根据权利要求1所述的一种提高热风炉助燃风温度方法，其特征在于：对鼓风机一次风空气加湿，一次助燃风加湿空气中的水分会与燃料炽热的碳粒发生化学反应， C+H2O→CO+H2；C+2H2O→CO2+2H2。
3.根据权利要求2所述的一种提高热风炉助燃风温度方法，其特征在于：加湿空气的水分不超过7%。
4.按权利要求1所述方法的一种提高热风炉助燃风温度装置，包括烟囱、粮食烘干塔、列管式换热器、生物质热风炉；其特征在于：还包括二次风机、鼓风机、高压风机、烟气再循环风机、引风机、烟气再循环管道、乏气回收管道、混风箱；鼓风机入风口与空气入口相连接；生物质热风炉出口与列管式换热器入风口管路连接；列管式换热器出风口依次连接烟气再循环风机、引风机、烟囱；生物质热风炉产生的高温烟气依次通过列管式换热器、引风机进入烟囱排出；烟气再循环风机出风口通过烟气再循环管道与生物质热风炉、二次风机、鼓风机入风口管路连接；烟气再循环风机在引风机前将部分烟气通过烟气再循环管道引回生物质热风炉内及二次风机、鼓风机；粮食烘干塔乏气出口通过乏气回收管道连接混风箱，并通过高压风机、风量调节阀与二次风机、鼓风机入风口管路连接；粮食烘干塔乏气一部分通过乏气回收管道进入混风箱；粮食烘干塔乏气另一部分通过高压风机引入二次风机及鼓风机。
5.根据权利要求4所述的一种提高热风炉助燃风温度装置，其特征在于：还包括风量调节阀，风量调节阀管路连接在二次风机、鼓风机入风口前。
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