CN208566672U - 一种基于燃煤锅炉高温烟气的生物质利用装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种基于燃煤锅炉高温烟气的生物质利用装置，包括燃煤锅炉系统和生物质干馏系统；燃煤锅炉系统包括炉膛，以及设置在炉膛进料口的锅炉燃料制备装置；生物质干馏系统包括生物质干馏反应器；生物质干馏反应器的顶部设置有生物质入口，底部设置有干馏炭出口，侧壁下部设置有高温烟气进口，侧壁上部设置有气相混合物出口；炉膛上设置有若干高温烟气抽取点并通过管路混合后与高温烟气进口连接；干馏炭出口和锅炉燃料制备装置的输入端连接；气相混合物出口通过管道连接到炉膛燃烧区。本实用新型系统组成简单，无可燃气体爆炸风险，生物质能利用效率高，充分降低生物质能源大规模开发的成本和风险，有效提高产品附加值。
Description
技术领域
本实用新型涉及生物质清洁利用领域，具体为一种基于燃煤锅炉高温烟气的生物质利用装置。
背景技术
生物质是继煤、石油、天然气之后的第四大能源，具有清洁、可再生、分布广泛、二氧化碳“近零排放”等优势，同时也存在能量密度低、运输成本高等问题。
目前利用生物质能源的技术主要是采用生物质气化技术。生物质气化是在一定的热力学条件下，借助于空气部分(或者氧气)、水蒸气的作用，使生物质的高聚物发生热解、氧化、还原重整反应，最终转化为一氧化碳，氢气和低分子烃类等可燃气体的过程。生物质气化技术的关键是生物质气化炉系统，该系统投资总量大，系统复杂，运行风险较高，同时因可燃气体输送温度限制不可避免会产生一定的能量损失。
鉴于采用气化炉系统利用生物质能源的初始投资和运行成本都比较高而且能量利用不充分，需要另外开辟一种新的生物质能源利用技术，降低生物质能利用系统及设备的投资门槛，提高生物质能源的利用率，增强生物质发电技术的市场竞争力。
实用新型内容
针对现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种基于燃煤锅炉高温烟气的生物质利用装置，系统组成简单，无可燃气体爆炸风险，生物质能利用效率高，充分降低生物质能源大规模开发的成本和风险，有效提高产品附加值。
本实用新型是通过以下技术方案来实现：
本实用新型包括燃煤锅炉系统和生物质干馏系统；
所述的燃煤锅炉系统包括炉膛，以及设置在炉膛进料口的锅炉燃料制备装置；
所述的生物质干馏系统包括生物质干馏反应器；生物质干馏反应器的顶部设置有生物质入口，底部设置有干馏炭出口，侧壁下部设置有高温烟气进口，侧壁上部设置有气相混合物出口；
所述的炉膛上设置有若干高温烟气抽取点并通过管路混合后与高温烟气进口连接；干馏炭出口和锅炉燃料制备装置的输入端连接；气相混合物出口通过管道连接到炉膛燃烧区。
优选的，炉膛侧壁设置有与锅炉燃料制备装置连接的煤粉燃烧器。
优选的，炉膛侧壁设置有与气相混合物出口连接的干馏气喷燃器。
优选的，气相混合物出口的管道上设置有用于气相混合物输送的炉烟风机。
优选的，生物质入口上设置有生物质预处理给料装置。
优选的，锅炉燃料制备装置采用给煤机或磨煤机为炉膛供应燃料。
优选的，炉膛上的若干个高温烟气抽取点的抽出位置分别设置在炉膛底部和/或尾部烟道处。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：
本实用新型采用燃煤锅炉系统和生物质干馏系统，对应系统组成简单，避免设置复杂的生物质气化系统，将生物质能源在生物质干馏反应器中采用燃煤锅炉系统炉膛内产生的高温烟气进行干馏脱水，不发生剧烈的燃烧反应，不释放巨额热量，不发生剧烈温度和压力变化，因此对干馏系统设备没有特殊要求，同时不存在可燃气体爆炸、泄漏的安全隐患，对锅炉系统影响降低到最小；干馏脱水处理后的生物质物料主要转化为干馏炭使用，可直接进入制粉系统磨制后可替代电煤使用，或者以干馏炭的形式利用于发电和化工行业，充分降低生物质能源大规模开发的成本和风险，实现了能源的多级利用；同时，生物质干馏需要的热量来自于燃煤锅炉系统的高温烟气，不需要耗费其他一次能源或自身生物质能，且干馏脱水处理中产生的气相混合物可继续输送到燃煤锅炉系统中充分燃烧，能源利用效率高；
进一步，通过采用在锅炉燃料制备装置与炉膛侧壁连接处设置煤粉燃烧器，在气相混合物出口和炉膛侧壁连接处设置干馏气喷燃器，能在短时间内使煤粉产生高温涡流和使气相混合物充分燃烧，保证燃烧完全，热利用率高，消烟除尘、高效节能，有效改善工作条件，减轻劳动强度；
进一步，设置的炉烟风机能有效保证高温烟气的抽取和气相混合物的输送，安全可靠；同时采用给煤机或磨煤机为炉膛供应燃料来保证整个装置运行平稳可靠，在生物质入口上设置有生物质预处理给料装置，提高处理效率；而且通过在炉膛底部和/或尾部烟道处设置若干个高温烟气抽取点，保证高温烟气的温度和流量都可以根据运行工况进行选择；
附图说明
图1为本实用新型结构示意图。
图中：煤锅炉系统100，生物质干馏系统200，炉膛1，煤粉燃烧器2，干馏气喷燃器3，炉烟风机4，生物质预处理给料装置5，生物质干馏反应器6，锅炉燃料制备装置7。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，所述是对本实用新型的解释而不是限定。
实施例1
本实用新型如图1所示，包括由锅炉燃料制备装置7和炉膛1组成的燃煤锅炉系统100，由生物质预处理给料装置5和生物质干馏反应器6组成的生物质干馏系统200，以及炉烟风机4；所述的燃煤锅炉系统100和生物质干馏系统200连接，其之间输送气相混合物的管道上设置有炉烟风机4；
所述的锅炉燃料制备装置7采用给煤机和磨煤机，其根据炉膛1的形式差异，可采用皮带式、链条式制粉系统；所述的炉膛1上设置有不同位置的高温烟气抽取点，其与锅炉燃料制备装置7连接的侧壁处还设置有煤粉燃烧器2，其与生物质干馏反应器6的气相混合物出口连接的侧壁处还设置有干馏气喷燃器3；
所述的生物质干馏反应器6的顶端设置安装称重皮带的生物质预处理给料装置5，底端设置有通过管道与锅炉燃料制备装置7进料端连接的干馏炭出口，侧壁底部和顶部分别设置有高温烟气进口和气相混合物出口；所述的生物质干馏反应器6的高温烟气进口和气相混合物出口的管道上均设置有烟气温度和流量测量装置。
在实际应用中，炉膛1内的高温烟气从炉膛1底部A处和尾部B处抽取混合后从生物质干馏反应器6的高温烟气进口送入生物质干馏反应器6，对从生物质预处理给料装置5进入的生物质物料进行干馏，脱除生物质中的水分；生物质物料在生物质干馏反应器6中停留一段时间后，转变成干馏炭，离开生物质干馏反应器6，进入锅炉燃料制备装置7继而通过煤粉燃烧器2进入炉膛1参与燃烧，或者用作其他工业原料；同时，反应后的烟气、析出的水分与焦油等气相混合物从生物质干馏反应器6的气相混合物出口离开，通过干馏气喷燃器3进入炉膛1燃烧区燃烧，且保证混合后烟气的温度应高于焦油的沸点380℃，防止焦油在管道中凝结；
其中，生物质干馏反应器6的高温烟气进口和气相混合物出口管道上装设有烟气温度和流量的测量装置，用于确保生物质干馏需要的温度条件，保证系统运行安全稳定；
其中，生物质预处理给料装置5安装有称重皮带，可实时掌握进入生物质干馏反应器6的物料流量，据此调节进入生物质干馏反应器6的高温炉烟流量。
实施例2
本实用新型对生物质进行处理利用，生物质物料干馏的热源来自于燃煤锅炉系统100的高温烟气，且生物质干馏过程是一个降温过程，没有大量可燃气体产生，可连续运行或间断运行，相对安全可靠，运行维护简单；同时高温烟气在加热干馏完生物质物料后温度降低，和生物质挥发出的水分以及气化的焦油混合后形成的气相混合物，经由干馏气喷燃器3可以从相对燃烧区不同的位置进入炉膛1参与燃烧，以降低对原锅炉运行的影响；初始投资和运行维护费用大大降低，适用于有生物质原料运输条件的燃煤电厂开展生物质耦合燃煤发电生产。
下面对本实用新型在实际应用过程中的工作过程进行描述：
1)从燃煤锅炉系统100抽出高温烟气混合后温度达到500～800℃，经高温烟气进口送入生物质干馏系统200的下部；
2)将生物质物料从生物质干馏反应器6顶部的生物质入口送入生物质干馏系统200；
3)生物质物料在生物质干馏系统200的高温低氧环境下，被高温烟气加热干馏，脱除水分，析出气相物质并形成气相混合物，获得干馏炭；
4)将S3中析出的气相混合物，即为干馏气相产物包括经干馏后的烟气、生物质干馏后析出的水分与焦油，且温度高于焦油的沸点380℃低于炉烟风机4运行的许用温度的气相混合物被送入燃煤锅炉系统100进行充分燃烧；
5)将S3中获得的干馏炭经锅炉燃料制备装置7送入燃煤锅炉系统 100，或者将S3中获得的干馏炭收集储存。
Claims (7)
1.一种基于燃煤锅炉高温烟气的生物质利用装置，其特征在于：包括燃煤锅炉系统(100)和生物质干馏系统(200)；
所述的燃煤锅炉系统(100)包括炉膛(1)，以及设置在炉膛(1)进料口的锅炉燃料制备装置(7)；
所述的生物质干馏系统(200)包括生物质干馏反应器(6)；生物质干馏反应器(6)的顶部设置有生物质入口，底部设置有干馏炭出口，侧壁下部设置有高温烟气进口，侧壁上部设置有干馏气相产物出口；
所述的炉膛(1)上设置有若干高温烟气抽取点并通过管路混合后与高温烟气进口连接；干馏炭出口和锅炉燃料制备装置(7)的输入端连接；干馏气相产物出口通过管道连接到炉膛(1)燃烧区。
2.根据权利要求1所述的一种基于燃煤锅炉高温烟气的生物质利用装置，其特征在于：所述的炉膛(1)侧壁设置有与锅炉燃料制备装置(7)连接的煤粉燃烧器(2)。
3.根据权利要求1所述的一种基于燃煤锅炉高温烟气的生物质利用装置，其特征在于：所述的炉膛(1)侧壁设置有与干馏气相产物出口连接的干馏气喷燃器(3)。
4.根据权利要求1所述的一种基于燃煤锅炉高温烟气的生物质利用装置，其特征在于：所述的干馏气相产物出口的管道上设置有用于干馏气相产物输送的炉烟风机(4)。
5.根据权利要求1所述的一种基于燃煤锅炉高温烟气的生物质利用装置，其特征在于：所述的生物质入口上设置有生物质预处理给料装置(5)。
6.根据权利要求1所述的一种基于燃煤锅炉高温烟气的生物质利用装置，其特征在于：所述的锅炉燃料制备装置(7)采用给煤机或磨煤机为炉膛(1)供应燃料。
7.根据权利要求1所述的一种基于燃煤锅炉高温烟气的生物质利用装置，其特征在于：炉膛(1)上的若干个高温烟气抽取点的抽出位置分别设置在炉膛(1)底部和/或尾部烟道处。
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