CN115751331A - 一种残炭飞灰的循环流化燃烧工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种残炭飞灰的循环流化燃烧工艺，涉及残炭飞灰的燃烧技术领域，包括以下步骤：将残炭飞灰送入燃烧炉的炉膛内燃烧；燃烧产生的烟气通入至旋风分离器，旋风分离器将烟气中的气相物质和固相物质分离；将旋风分离器分离出来的气相物质经旋风分离器顶部设置的中心筒进入至尾部烟道，利用气相的热量将尾部烟道内的一次风风管和二次风风管进行预热，形成热一次风和热二次风；旋风分离器分离出来的固相物质经旋风分离器底部设置的返料器进入炉膛内。本发明能够把含有热值的残炭飞灰输入循环流化床锅炉进行二次燃烧，提高残炭飞灰的燃尽率，把残炭飞灰的热量再利用，达到节能的目的，为用户提供更高的利用价值。
Description
技术领域
本发明涉及残炭飞灰的燃烧技术领域，更具体的说是涉及一种残炭飞灰的循环流化燃烧工艺。
背景技术
气化炉的一种形式是气流床，在气流床燃烧系统中，煤与气化剂发生化学反应，可以把煤炭转变为燃料用气或化工合成气。目前常采用水煤浆为原料的德士古(Texaco)燃烧系统工艺和采用干粉煤为原料的壳牌(Shell)燃烧系统工艺，这两种气化工艺都可以安全稳定运行，但其灰水处理方法仍存在一些问题需要解决。从煤燃烧系统产生的燃料用气或合成气称为粗煤气，粗煤气中含有大量的飞灰。目前比较成熟的粗煤气净化工艺是湿法净化工艺，即采用水激冷并洗涤粗煤气，以除去粗煤气中的飞灰、酸性气体，并且回收热量，湿法净化工艺产生大量的黑水，且有热值的残炭飞灰不能得到有效的利用，造成能源的浪费。
另外还有一种气化炉，煤气通过布袋除尘器把其中的残炭飞灰脱除出来，飞灰通过仓泵输送至灰库中，此种残炭飞灰的颗粒度极细，含碳量约30％-35％以上，热值约3000kcal/kg以上，这部分也无法得到有效的利用。
因此，如何提供一种能够将残炭飞灰继续燃烧的循环流化燃烧工艺是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种残炭飞灰的循环流化燃烧工艺，旨在解决上述背景技术中的问题，目的在于避免产生大量的黑水，把含有热值的残炭飞灰输入循环流化床锅炉进行二次燃烧，提高残炭飞灰的燃尽率，把残炭飞灰的热量再利用，达到节能的目的，为用户提供更高的利用价值。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种残炭飞灰的循环流化燃烧工艺，包括以下步骤：
S10，燃烧残炭飞灰
将气化炉产生的残炭飞灰经给煤管道送入燃烧炉的炉膛内燃烧；
S20，气相物质、固相物质分离
将残炭飞灰在炉膛内燃烧产生的烟气通入至旋风分离器，旋风分离器将烟气中的气相物质和固相物质分离；
S30，预热一次风和二次风
将旋风分离器分离出来的气相物质经旋风分离器顶部设置的中心筒进入至尾部烟道，利用气相的热量将尾部烟道内的一次风风管和二次风风管进行预热，形成热一次风和热二次风，热一次风分为三个支路，第一个支路的热一次风通入至给煤管道，第二个支路的热一次风通入至燃烧炉下方的风室内，第三个支路的热一次风通入至燃烧炉的点火燃烧器内；热二次风分为两个支路，第一个支路的热二次风通入炉膛内，第二个支路的热二次风通入至中心筒内；旋风分离器分离出来的固相物质经旋风分离器底部设置的返料器进入炉膛内。
进一步地，所述炉膛由上至下依次分为稀相区膜式水冷室和密相区燃烧室，所述密相区燃烧室分别与所述返料器和风室连通，所述密相区燃烧室与风室之间设置有布风板，所述布风板上设有多个通孔，所述通孔处设置有风帽，所述旋风分离器与所述稀相区膜式水冷室连通，所述给煤管道、第一个支路的热二次风和第一个支路的热二次风均与所述密相区燃烧室连通。
进一步地，所述风室的底部设置有排渣管。
进一步地，所述尾部烟道内由上至下依次设置有蒸发器、省煤器和空气预热器，所述空气预热器用于对所述一次风风管和二次风风管预热。
进一步地，所述省煤器螺旋绕设在所述尾部烟道内。
进一步地，所述第二个支路的热二次风由多个均匀分布的管路从所述中心筒的顶部通入至中心筒内。
进一步地，所述炉膛内的燃烧温度为900℃～950℃，炉膛内的烟气流速为3～4.5m/s。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种残炭飞灰的循环流化燃烧工艺，通过将残炭飞灰燃烧后产生的烟气通入至旋风分离器中，经旋风分离器将烟气中的气相物质和固相物质分离，气相物质用于预热循环流化燃烧过程中所需的一次风和二次风，固相物质由返料器返回至炉膛内进行二次燃烧，进而能够避免现有的气化炉燃烧后产生大量的黑水，把含有热值的残炭飞灰输入循环流化床锅炉进行二次燃烧，提高残炭飞灰的燃尽率，把残炭飞灰的热量再利用，达到节能的目的，为用户提供更高的利用价值。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的残炭飞灰的循环流化燃烧的结构流程图。
其中：1为燃烧炉；2为旋风分离器；3为中心筒；4为尾部烟道；5为一次风风管；6为二次风风管；7为给煤管道；8为风室；9为点火燃烧器；10为稀相区膜式水冷室；11为密相区燃烧室；12为布风板；13为排渣管；14为蒸发器；15为省煤器；16为空气预热器；17为返料器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1，本发明实施例公开了一种残炭飞灰的循环流化燃烧工艺，包括以下步骤：
S10，燃烧残炭飞灰
将气化炉产生的残炭飞灰经给煤管道7送入燃烧炉1的炉膛内燃烧；
S20，气相物质、固相物质分离
将残炭飞灰在炉膛内燃烧产生的烟气通入至旋风分离器2，旋风分离器2将烟气中的气相物质和固相物质分离；
S30，预热一次风和二次风
将旋风分离器2分离出来的气相物质经旋风分离器2顶部设置的中心筒3进入至尾部烟道4，利用气相的热量将尾部烟道4内的一次风风管5和二次风风管6进行预热，形成热一次风和热二次风，热一次风分为三个支路，第一个支路的热一次风通入至给煤管道7，第二个支路的热一次风通入至燃烧炉1下方的风室8内，第三个支路的热一次风通入至燃烧炉1的点火燃烧器9内；热二次风分为两个支路，第一个支路的热二次风通入炉膛内，第二个支路的热二次风通入至中心筒3内；旋风分离器2分离出来的固相物质经旋风分离器2底部设置的返料器17进入炉膛内。
需要说明的是：在本实施例中，气相物质所指的是残炭飞灰燃烧产生的烟气以及烟气中的小颗粒飞灰，而固相物质所指的是残炭飞灰燃烧产生的大颗粒飞灰，通过将第二个支路的热二次风通入至中心筒3内，能够阻止小颗粒飞灰进入尾部烟道4，使得小颗粒飞灰在中心筒3内继续燃烧，进一步地提高残炭飞灰的燃烧效率，残炭飞灰通过给煤机送入至燃烧炉1的炉膛内，炉膛横截面为φ4329mm，炉膛由膜式水冷壁组成，膜式水冷壁由扁钢焊制而成，燃烧室的炉膛为绝热钢板组成，绝热钢板上焊有销钉，用以固定耐火材料。在炉膛的侧壁上设置有多个喷嘴，喷嘴分为上、中、下三层布设，第一个支路的热二次风通过喷嘴进入炉膛，利用残炭飞灰的燃烧和降低NOx的排放。旋风分离器2中加设水冷膜式结构，以降低循环残炭飞灰燃烧所产生的烟气温度。
其中，炉膛部分采用敷管轻型炉墙，旋风分离器2、尾部烟道4、燃烧炉1的炉顶、燃烧炉1与旋风分离器2之间的烟道用耐火砖或耐火混凝土和保温层砌成，考虑到炉墙受热后的膨胀，在各部炉墙面积较大的部分及其接合处设有膨胀缝，为了保证炉墙安全运行。返料器17及炉膛的落灰通道的外部采用全护板结构，在炉膛出口位置和旋风分离器2的锥段和直段的结合处采用非金属膨胀节，在返料器17的下部至炉膛之间设置金属膨胀节。
在本实施例中，炉膛由上至下依次分为稀相区膜式水冷室10和密相区燃烧室11，密相区燃烧室11分别与返料器17和风室8连通，密相区燃烧室11与风室8之间设置有布风板12，布风板12上设有多个通孔，通孔处设置有风帽，旋风分离器2与稀相区膜式水冷室10连通，给煤管道7、第一个支路的热二次风和第一个支路的热二次风均与密相区燃烧室11连通。多个通孔均匀分布在布风板12上，用于将从风室8内通入的热一次风均匀的鼓入至燃烧炉1的炉膛内。
在本实施例中，风室8的底部设置有排渣管13，残炭飞灰燃烧产生的灰渣，未经旋风分离器2吸入的部分从排渣管13排出。
在本实施例中，尾部烟道4内由上至下依次设置有蒸发器14、省煤器15和空气预热器16，空气预热器16用于对一次风风管5和二次风风管6预热。具体地，省煤器15螺旋绕设在尾部烟道4内。为了减少尾部烟道4内的积灰，省煤器15采用螺旋肋片管省煤器15，两级布置，均为无缝钢管弯制的蛇形管组成，省煤器15管呈多排错列布置，给水沿蛇形管自下而上，与烟气成逆向流动，提高换热效率。
在本实施例中，第二个支路的热二次风由多个均匀分布的管路从中心筒3的顶部通入至中心筒3内。通过多个均匀分布的管路，能够将第二个支路的热二次风均匀的通入至中心筒3内，使得进入至中心筒3内的小颗粒飞灰在中心筒3内继续燃烧，提高残炭飞灰的燃尽率。
在上述实施例中，炉膛内的燃烧温度为900℃～950℃，炉膛内的烟气流速为3～4.5m/s。其中，炉膛的卫燃带高度7～12米，第一个支路的热二次风通入炉膛内的高度距离床面1.5～4米。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (7)
1.一种残炭飞灰的循环流化燃烧工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S10，燃烧残炭飞灰
将气化炉产生的残炭飞灰经给煤管道送入燃烧炉的炉膛内燃烧；
S20，气相物质、固相物质分离
将残炭飞灰在炉膛内燃烧产生的烟气通入至旋风分离器，旋风分离器将烟气中的气相物质和固相物质分离；
S30，预热一次风和二次风
将旋风分离器分离出来的气相物质经旋风分离器顶部设置的中心筒进入至尾部烟道，利用气相的热量将尾部烟道内的一次风风管和二次风风管进行预热，形成热一次风和热二次风，热一次风分为三个支路，第一个支路的热一次风通入至给煤管道，第二个支路的热一次风通入至燃烧炉下方的风室内，第三个支路的热一次风通入至燃烧炉的点火燃烧器内；热二次风分为两个支路，第一个支路的热二次风通入炉膛内，第二个支路的热二次风通入至中心筒内；旋风分离器分离出来的固相物质经旋风分离器底部设置的返料器进入炉膛内。
2.根据权利要求1所述的残炭飞灰的循环流化燃烧工艺，其特征在于，所述炉膛由上至下依次分为稀相区膜式水冷室和密相区燃烧室，所述密相区燃烧室分别与所述返料器和风室连通，所述密相区燃烧室与风室之间设置有布风板，所述布风板上设有多个通孔，所述通孔处设置有风帽，所述旋风分离器与所述稀相区膜式水冷室连通，所述给煤管道、第一个支路的热二次风和第一个支路的热二次风均与所述密相区燃烧室连通。
3.根据权利要求1所述的残炭飞灰的循环流化燃烧工艺，其特征在于，所述风室的底部设置有排渣管。
4.根据权利要求1所述的残炭飞灰的循环流化燃烧工艺，其特征在于，所述尾部烟道内由上至下依次设置有蒸发器、省煤器和空气预热器，所述空气预热器用于对所述一次风风管和二次风风管预热。
5.根据权利要求4所述的残炭飞灰的循环流化燃烧工艺，其特征在于，所述省煤器螺旋绕设在所述尾部烟道内。
6.根据权利要求1所述的残炭飞灰的循环流化燃烧工艺，其特征在于，所述第二个支路的热二次风由多个均匀分布的管路从所述中心筒的顶部通入至中心筒内。
7.根据权利要求1所述的残炭飞灰的循环流化燃烧工艺，其特征在于，所述炉膛内的燃烧温度为900℃～950℃，炉膛内的烟气流速为3～4.5m/s。
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