CN204400922U - 一种生物质气化燃气供退火炉的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型专利涉及一种燃气发生装置,具体地说将生物质作为燃料用于退火炉的燃气发生装置。一种生物质气化燃气供退火炉的装置，包括主要由气化炉、内筒、提升机、螺旋进料器、刮灰车组成的燃气发生装置；主要由出口喷淋装置、强冷喷淋系统、旋风除水装置、换热装置组成的净化系统。本实用新型在风冷器上加装喷淋系统，使气化燃气从内到外均能换热，达到使燃气快速降温的目的；燃气经净化系统处理，达到常温状态，基本消除燃气中的焦油和水分，炉前加热保证了退火炉所需的燃气质量和流量；实现退火炉与气化炉的信号联动，降低了工人的劳动强度，在保证退火炉用能基础上，使气化炉处于高效运行状态。

Description

一种生物质气化燃气供退火炉的装置

技术领域

本实用新型专利涉及一种燃气发生装置,具体地说，是一种将生物质作为燃料用于退火炉的燃气发生装置。

背景技术

能源是经济社会发展的基础，同时也是影响经济社会发展的主要因素，随着经济社会的高速发展，我国能源生产量和消费量均已跃居世界前列，能源的可持续性问题日益明显。面对紧张的能源问题，我国在“十二五”规划特别提出节能环保的指标，生物质燃气制备及其综合利用技术被列为国家能源“十二五”规划内容，力求缓解能源问题，积极开发新能源。

生物质能是仅次于煤碳、石油气和天然气而居于世界能源消费总量第四位的能源，在能源系统中占有非常重要的地位。生物质能一般是将农业废弃物和有机垃圾作为原料，经热解气化工序产生可燃性混合气体，供给钢铁、陶瓷等企业，大大降低了企业的生产成本。作为生物质能原料的农业废弃物如果不能及时处理，会对环境造成一定的污染，现在将它们用作生产燃气的原料，既解决了废弃物对环境的影响，又解决了当今能源紧张问题，是一举两得的好事。

不锈钢退火是能耗非常巨大的工业生产，钢铁企业要达到降耗减排的目的，对能源选择要求不断提高。目前不锈钢退火的能源主要是水煤气和天然气。天然气是不可再生资源，在我国发布的《天然气利用政策》中明确指出“确保天然气优先用于城市燃气，不鼓励用于工业燃烧”；加上国内天然气价格的不断上涨，造成退火炉的生产成本居高不下，大大降低了企业的市场竟争力；而水煤气长期运行产生大量的硫化氢、焦油、酚水、煤渣等污染物，对空气和水资源造成严重影响，同时由于水煤气的热值较低，粉尘含量较大，造成退火炉能耗大、温度不稳定，导致产品出现质量问题。

发明内容

本实用新型提供一种能稳定产生生物质气化燃气，用于退火炉的燃气发生装置。

本实用新型采用如下技术方案：一种生物质气化燃气供退火炉的装置，包括主要由气化炉17、内筒2、螺旋进料器1、提升机18、刮灰车16组成的燃气发生装置；主要由出口喷淋装置3、强冷喷淋系统4、旋风除水装置5、引风机6、放散管7、主燃气管和支气管8、沉降装置9、换热装置14组成的净化系统；螺旋进料器1接入安装在气化炉17上的内筒2，气化炉17燃气出口处设置口喷淋装置3、强冷喷淋系统4、旋风除水装置5、换热装置14，退火炉11温控系统和气化炉电控系统通过可编程控制器连接实现信号联动。

进一步地，所述的强冷喷淋系统4在风冷器上加装喷淋系统，所述的喷淋系统4前两排使用高压小流量喷嘴，中间一排使用高压雾化喷嘴，最后两排使用高压大流量喷嘴。

进一步地，所述的换热装置14使用高分子材料管束与法兰热熔制作成，横向排列装在酚水池内。

进一步地，所述的退火炉11前布置沉降装置9，通过管道将退火炉11的余热传导至沉降装置9。

进一步地，所述的燃气的主管道和支气管道8设置多个焦油沉降收集点12。

进一步地，所述的螺旋进料器1的出料口安装气动密封盖板。

进一步地，所述的净化系统下部设置酚水处理系统15，多级布置沉淀池，池面上设置刮渣机，池底设置刮油机，刮油机提取焦油，污水经净化后供给喷淋系统循环使用。

进一步地，所述的气化炉17底部的炉灰斗下面安装刮灰车16。

进一步地，所述的螺旋进料器1采用气动密封盖板作加料口密封，当加料时盖板远离原料；加料完毕，盖板压实出料口。

本实用新型的优点在于：

1、风冷器上加装喷淋系统，使气化燃气从内到外均能换热，达到使燃气快速降温的目的。

2、燃气经净化系统处理，达到常温状态，基本消除燃气中的焦油和水分，炉前加热保证了退火炉所需的燃气质量和流量。

3、螺旋进料器的出料口使用气动密封盖板，保证了螺旋的稳定运行。

4、使用高分子材料管束作换热器内芯，酚水池作管壳，既节省了空间，又增大了换热面积，大大提高了换热效率。

5、实现退火炉与气化炉的信号联动，降低了工人的劳动强度，在保证退火炉用能基础上，使气化炉处于高效运行状态。

附图说明：

附图1为本实用新型总体结构示意图；

附图2为本实用新型的退火炉管道布置图；

附图3为强冷喷淋系统示意图。

具体实施方式：

如图1~3所示，气化炉17装在炉排架上，炉排架同时支承翻转炉排，利于保持灰层高度和出灰的稳定，更易于控制火层的稳定燃烧。翻转炉排采用耐高温材料铸造，保证了在高温重载环境不变形。炉排下部装有喷蒸汽装置和配氧装置，有利于进一步对炉排降温。根据原料特性，增大炉排的进风面积，利于配氧更充足。

气化炉17上部是内筒2，内筒2伸入气化炉17长度可以有效控制料层高度和燃气的密封性，内筒2同时作为一个料斗，通过料位计控制加料时间的间隔，降低了工人的劳动强度。

内筒2上部安装两套螺旋进料器1，利于降低高度和原料的分配；出料口取用气动密封盖板作密封，区别于常规的螺旋内存料作为加料口密封，本实用新型的螺旋加料完毕，螺旋管内不存放原料，保证螺旋不会因为螺旋管内存原料发生膨胀，导致螺旋堵死。用气动密封盖板作加料口密封，当加料时，盖板远离原料，保证了加料的畅通；加料完毕，盖板压实出料口，加强了密封效果，消除加料口发生燃气跑冒漏现象。

气化炉17上装有两个燃气出口，保证了燃气排出的均匀性，降低了燃气的流速，减少了燃气的含尘量，燃气出口装有清灰装置，通过连续不断旋转将灰和凝结的焦油送到酚水处理系统15，保证了燃气出口的畅通。燃气出口上装有出口喷淋装置3，通过对燃气的强降温，使燃气中的焦油和水气冷凝，和灰尘沾结成块，通过喷淋水的冲涮，带到酚水处理系统15，大量处理了燃气带出的灰尘和焦油。

强冷喷淋系统4是在风冷器上加装喷淋系统，前两排使用高压（0.6Mp）小流量喷嘴，中间一排使用高压雾化喷嘴，最后两排使用高压大流量喷嘴。由于风冷器是专门针对水煤气设计，用在生物质气化燃气则存在以下问题：1、由于生物质燃气饱含大量的焦油，焦油随气体输送时会沾附在风冷器内表面，大大降低风冷器的换热效果；2、由于燃气流速过快，换热管芯部燃气不经换热就直接通过，达不到降温效果。为了解决上述问题，在保留风冷器外部冷却的作用外，需加强风冷器内部换热，因此在燃气入口设置两排高压小流量喷嘴，对前道工序残留的粉尘微粒继续清理，同时利用高压喷淋水将沾附在换热管上的焦油击落，增强了换热效果；中间一排使用高压雾化喷嘴，利用雾化的扩散性，使燃气与雾化水沫充分接触，将换热管芯部燃气的热量带走，极大地提高了喷淋水的换热效果；最后两排使用高压大流量喷嘴，布置成水帘的形式，极大限度将扩散的水雾拦截下来，减少旋风除水装置5的压力。

旋风除水装置5是利用旋风分离的原理，通过旋风产生的离心力，清除前道工序使燃气中含有的水珠。

引风机6是气化炉17的关键设备，在保证气量稳定的前提下，针对气化的不稳定和各处阻力的变化，选用罗茨风机。

炉前焦油处理系统是针对退火炉的燃气使用条件设计，按照沉淀和加热的目的，力求减少液态焦油水分进入退火炉。由于低温燃气含液态焦油等物质，燃气在烧嘴10燃烧时析出的固定碳和焦油混合沾附在枪头，堵塞气路。所以在燃气主管道和支气管8设置多个焦油沉降收集点12，较佳的，在支气管8靠近退火炉10的位置设置焦油沉降收集点12，此处可理解为，系统所带的退火炉10应理解为不仅是一台而可以带多台的。炉前布置一个大的沉降装置9，利用退火炉烟气余热加热沉降装置9，将燃气温度升至70℃左右，使燃气中所有物质均呈气态。实践证明，经处理后燃气燃烧时不会堵塞枪头，完全达到退火炉11的使用要求。

刮灰车9放在气化炉灰斗下面，起到水封阀和排渣的作用，保证了连续气化的情况下，可以按需要排灰。针对使用环境的复杂，用链条带动刮刀；为了增加耐磨性，刀口堆焊碳化钨。

酚水处理系统15在净化系统下部，多级布置沉淀池，池面上设置刮渣机，池底设置刮油机，刮油机提取焦油，酚水经净化后供给喷淋系统循环使用。处理工艺达到不排污水、浮渣压缩回炉、焦油提采利用。

换热装置14是喷淋水循环的基础，可以有效控制燃气温度。针对现场空间不足，设计了这套换热装置14。在酚水池内横向排列布置多组交换器内芯，冷热交换器内芯由高分子材料管束与法兰热熔制作成。以酚水池外壁作管壳，解决了冷热交换器对空间的占用；因酚水池容积大，可以大量布置内芯，大幅增加了换热面积，提高了换热效果。经测定，该种处理比普通的冷热交换器提高20%的效率。高分子材料管束适用于腐蚀性的液相加热、冷凝等，换热效果好，溶液温度均匀，无渗透性，密封性好。

电控系统以可编程控制器为基础，由现场仪器仪表采集工艺数据，能够实时、快速、准确检测工艺流程，具有连锁报警功能，操作简便，运行可靠。退火炉11温度控制与气化炉17电气控制实现信号联动，当退火炉11温度达到目标温度时，退火炉11进气管上的电动控温阀自动调整进气量，同时调整信号传送至气化炉17的电控系统，指令气化炉17配氧风机和引风机作出相应调整，从而在保证退火炉用能基础上，使气化炉处于高效运行状态。

烧嘴10由温控电磁阀控制燃气进入量来调节输出热量，采取人工点火方式，根据退火炉需求热量来布置烧嘴的方式和数量。

冷却塔13是用水作为循环冷却剂，从酚水池中吸收热量排放至大气中，以降低水温的装置，保证换热装置14的正常使用。

当然，以上仅为本实用新型较佳实施方式，并非以此限定本实用新型的使用范围，故，凡是在本实用新型原理上做等效改变均应包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (9)

1.一种生物质气化燃气供退火炉的装置，其特征在于：包括主要由气化炉（17）、内筒（2）、螺旋进料器（1）、提升机（18）、刮灰车（16）组成的燃气发生装置；主要由出口喷淋装置（3）、强冷喷淋系统（4）、旋风除水装置（5）、引风机（6）、放散管7、主燃气管和支气管8、沉降装置（9）、换热装置（14）组成的净化系统；

螺旋进料器（1）接入安装在气化炉（17）上的内筒（2），气化炉（17）燃气出口处设置出口喷淋装置（3）、强冷喷淋系统（4）、旋风除水装置（5）、换热装置（14），退火炉（11）温控系统和气化炉（17）电控系统通过可编程控制器连接实现信号联动。

2.如权利要求1所述的一种生物质气化燃气供退火炉的装置，其特征在于：所述的强冷喷淋系统（4）在风冷器上加装喷淋系统，所述的喷淋系统（4）前两排使用高压小流量喷嘴，中间排使用高压雾化喷嘴，最后两排使用高压大流量喷嘴。

3.如权利要求1所述的一种生物质气化燃气供退火炉的装置，其特征在于：所述的换热装置（14）使用高分子材料管束与法兰热熔制作成，横向排列装在酚水池内。

4.如权利要求1或2或3所述的一种生物质气化燃气供退火炉的装置，其特征在于：所述的退火炉（11）前布置沉降装置（9），通过管道将退火炉的余热传导至沉降装置（9）。

5.如权利要求4所述的一种生物质气化燃气供退火炉的装置，其特征在于：燃气的主管道和支气管道（8）设置多个焦油沉降收集点（12）。

6.如权利要求1或2或3所述的一种生物质气化燃气供退火炉的装置，其特征在于：所述的螺旋进料器（1）的出料口安装气动密封盖板。

7.如权利要求1或2或3所述的一种生物质气化燃气供退火炉的装置，其特征在于：所述的净化系统下部设置酚水处理系统（15），多级布置沉淀池，池面上设置刮渣机，池底设置刮油机，刮油机提取焦油，酚水经净化后供给喷淋系统循环使用。

8.如权利要求1或2或3所述的一种生物质气化燃气供退火炉的装置，其特征在于：所述的气化炉（17）底部的炉灰斗下面安装刮灰车（16）。

9.如权利要求1或2或3所述的一种生物质气化燃气供退火炉的装置，其特征在于：所述的螺旋进料器（1）采用气动密封盖板作加料口密封，当加料时盖板远离原料；加料完毕，盖板压实出料口。