CN209722062U - 生物质流化床气化装置供热工业窑炉系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种生物质流化床气化装置供热工业窑炉系统，包括依次顺序连接的原料供给装置、流化床气化装置、分离净化装置、燃烧供热装置和尾气排放装置，流化床气化装置的进料口前还旁通有惰性气体供给装置；燃烧供热装置出口连通有空气预热器，燃烧供热装置中的余热烟气经过空气预热器的冷却通道进入尾气排放装置；流化床气化装置所需的助燃空气从所述空气预热器的加热通道进入流化床气化装置的进风口。流化床气化装置进料口与出气口之间形成压差，驱动高温燃气流出、避免反窜，节省了设置风机的成本，装置更简化；利用余热烟气对助燃空气进行预热提高了系统的能量利用率。

Description

生物质流化床气化装置供热工业窑炉系统

技术领域

本实用新型涉及一种生物质气化反应供热系统，具体地指一种生物质流化床气化装置供热工业窑炉系统。

背景技术

现有的工业窑炉绝大多数采用化石燃料作为热源，特别是燃煤工业窑炉带来的大气污染物排放量巨大，治理成本较高，燃料中携带的灰分影响产品的品质等问题。特别是纸浆造纸厂在制浆造纸生产过程中产生大量废弃物，包括树皮、锯末等，在整个制浆造纸废弃物处理过程中需耗费人力、物力和财力进行存储和防火；而制浆造纸工艺中又需要使用石灰窑，其消耗大量的化石能源，增加了工厂的运行成本。

现有生物质气化反应供热系统中，会在生物质流化床气化装置出口以及工业窑炉燃烧器前设置风机，通过风机的抽吸形成负压，使得流化床气化装置中的高温燃气被吸入工业窑炉燃烧器进行燃烧，然后燃烧产生的高温烟气经过工业窑炉进行供热，供热后的烟气经过除尘分离，最后排入大气中。该系统中在流化床气化装置入料口处由于气化装置中的高温反应产生气体膨胀，容易从进料口反窜出来，使得进料口的生物质原料达到燃点并燃烧，造成了一定的热损失，且具有安全隐患；此外，经过工业窑炉后的烟气还具有一定低品位余热，可对这部分余热进一步利用，避免浪费。

实用新型内容

本实用新型的目的就是要克服上述现有技术存在的不足，提供一种装置更加简洁、提高热能利用率的生物质流化床气化装置供热工业窑炉系统。

为实现上述目的，本实用新型提供一种生物质流化床气化装置供热工业窑炉系统，包括依次顺序连接的原料供给装置、流化床气化装置、分离净化装置、燃烧供热装置和尾气排放装置，其特征在于：所述流化床气化装置的进料口前还旁通有惰性气体供给装置；所述燃烧供热装置出口连通有空气预热器，所述燃烧供热装置中的余热烟气经过空气预热器的冷却通道进入尾气排放装置；所述流化床气化装置所需的助燃空气从所述空气预热器的加热通道进入流化床气化装置的进风口。

进一步地，所述原料供给装置包括依次连接的皮带机、破碎烘干机、振动筛网、带式输送机、炉前料仓和进料输送装置。

进一步地，所述进料输送装置包括依次连接的变频绞龙、星型给料器和高速绞龙，所述变频绞龙输送起始端与炉前料仓出口连通，所述高速绞龙的输送末端与流化床气化装置的进料口连通；所述变频绞龙和高速绞龙输送起始端之前还设有气动插板阀。

进一步地，所述变频绞龙和高速绞龙的输送起始端均与惰性气体供给装置出口连通。

进一步地，所述流化床气化装置的底端固定有进风室，所述进风室与流化床气化装置之间还固定设有布风板，所述进风室的进风口与送风机的输出端连通，所述送风机与空气预热器的加热通道出口连通。

进一步地，所述分离净化装置包括一级旋风分离器，所述一级旋风分离器的进气口与流化床气化装置上端的出气口连通，所述一级旋风分离器下端的出气口与流化床气化装置下端的回料口连通，所述一级旋风分离器下端出气口设有U型回料阀，所述一级旋风分离器上端的出气口与二级旋风分离器的进气口连通，所述二级旋风分离器的出气口与燃烧供热装置的进气口连通。

进一步地，所述燃烧供热装置包括与二级旋风分离器出气口连通的燃烧器，所述燃烧器出气口与工业窑炉一端固定连接，工业窑炉另一端与空气预热器的冷却通道入口连通。

进一步地，所述尾气排放装置包括与空气预热器的冷却通道出口连通的除尘器，所述除尘器另一端与引风机进风口连通，所述引风机出风口与大气连通。

本实用新型的有益效果如下：

1、装置更加简化、建设成本低。通过在进料口通道内旁通惰性气体装置，保持进料口处于正压，流化床气化装置进料口与出气口之间形成压差，可驱动反应后的高温燃气从出气口流出，避免了了在流化床气化装置出口、工业窑炉燃烧器前设置风机，简化系统装置，降低了成本。

2、提高系统热能利用率。流化床进料口处为正压，避免了流化床气化装置内的高温燃气因为膨胀从进料口反窜出来，使未反应的原料达到燃点并燃烧，避免了原料的浪费；此外，经过工业窑炉放热后的余热烟气进一步对进入流化床气化装置内的空气进行预热，提高了气化反应速率以及系统的热能利用率。

附图说明

图1为本实用新型的工艺系统流程图。

图中各部件标号如下：1-皮带机、2-破碎烘干机、3-振动筛网、 4-带式输送机、5-炉前料仓、6-气动插板阀、7-变频绞龙、8-星型给料器、9-高速绞龙、10-流化床气化装置、11-送风机、12-进风室、13- 布风板、14-一级旋风分离器、15-U型回料阀、16-二级旋风除尘器、 17-燃烧器、18-工业窑炉、19-空气预热器、20-除尘器、21-引风机、惰性气体供给装置22。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明，便于更清楚地了解本实用新型，但它们不对本实用新型构成限定。

如图1所示，一种生物质流化床气化装置供热工业窑炉系统，包括依次顺序连接的原料供给装置、流化床气化装置10、分离净化装置、燃烧供热装置和尾气排放装置，其特征在于：流化床气化装置10的进料口前还旁通有惰性气体供给装置22；燃烧供热装置出口连通有空气预热器19，燃烧供热装置中的余热烟气经过空气预热器 19的冷却通道进入尾气排放装置；流化床气化装置10所需的助燃空气从空气预热器19的加热通道进入流化床气化装置10的进风口。

原料供给装置包括依次连接的皮带机1、破碎烘干机2、振动筛网3、带式输送机4、炉前料仓5和进料输送装置；进料输送装置包括依次连接的变频绞龙7、星型给料器8和高速绞龙9，变频绞龙7 输送起始端与炉前料仓5出口连通，高速绞龙9的输送末端与流化床气化装置10的进料口连通；变频绞龙7和高速绞龙9输送起始端之前还设有气动插板阀6。这样，生物质原料经过粉碎、干燥、筛分等步骤进入到炉前料仓中储存起来，变频绞龙可以调节输送的速度，从而控制进料量，高速绞龙可以使流化床气化装置保持一个较大的进料量，满足流化床气化装置和工业窑炉的需求。

变频绞龙7和高速绞龙9的输送起始端均与惰性气体供给装置 22出口连通，保持流化床气化装置10进料口之前的管道压力为 20kPa～50kPa。这样，在流化床气化装置的进料口和出气口之间形成了正压差，驱动流化床气化装置内的高温燃气从流化床气化装置的出气口流出，避免装置内因为高温反应而膨胀的燃气从进料口反窜出来，高温燃气使得进料口外的原料达到燃点并引起燃烧，避免造成了能量的浪费以及安全隐患；同时也节省了在流化床气化装置出口、工业窑炉燃烧器前设置风机，简化了装置，缩小整个系统的投资建设成本。

流化床气化装置10的底端固定有进风室12，进风室12与流化床气化装置10之间还固定设有布风板13，布风板13上分布有进风孔，进风室12的进风口与送风机11的输出端连通，送风机与空气预热器19的加热通道出口连通。经过空气预热器的空气温度可达到 100～150℃，生物质原料在流化床内经过干燥、热解、燃烧和还原过程产生700～850℃高温燃气，该高温燃气可燃成分主要为氢气、一氧化碳和甲烷，对进入流化床气化装置中的空气进行预热可以提高反应速度和高温燃气产出率。

分离净化装置包括一级旋风分离器14，一级旋风分离器14的进气口与流化床气化装置10上端的出气口连通，一级旋风分离器14 下端的出气口与流化床气化装置10下端的回料口连通，一级旋风分离器14下端出气口设有U型回料阀15，一级旋风分离器14上端的出气口与二级旋风分离器16的进气口连通，二级旋风分离器16的出气口与燃烧供热装置的进气口连通。流化床气化装置中的高温燃气还含有一定量的固定颗粒，通过两级旋风分离器对高温燃气进行净化分离，可得到纯净的高温燃气，而分离后的固定颗粒通过U型回料阀回到流化床气化装置中继续反应。

燃烧供热装置包括与二级旋风分离器16出气口连通的燃烧器 17，燃烧器17出气口与工业窑炉18一端固定连接，工业窑炉18另一端与空气预热器19的冷却通道入口连通；尾气排放装置包括与空气预热器19的冷却通道出口连通的除尘器20，除尘器20另一端与引风机21进风口连通，引风机21出风口与大气连通。净化后的高温燃气进入燃烧器中进行燃烧，产生1200℃左右的高温烟气，高温烟气直接进入到工业窑炉中与被加热原料直接接触并加热，放热后的余热烟气温度降到200℃左右，并进入到空气预热器与常温的空气进行换热，将空气预热到100～150℃，充分利用利用了烟气余热，的冷却后的低温烟气经过除尘器进行除尘，满足排放标准后直接通过引风机排入大气中。

Claims (8)

1.一种生物质流化床气化装置供热工业窑炉系统，包括依次顺序连接的原料供给装置、流化床气化装置(10)、分离净化装置、燃烧供热装置和尾气排放装置，其特征在于：所述流化床气化装置(10)的进料口前还旁通有惰性气体供给装置(22)；所述燃烧供热装置出口连通有空气预热器(19)，所述燃烧供热装置中的余热烟气经过空气预热器(19)的冷却通道进入尾气排放装置；所述流化床气化装置(10)所需的助燃空气从所述空气预热器(19)的加热通道进入流化床气化装置(10)的进风口。

2.根据权利要求1所述的生物质流化床气化装置供热工业窑炉系统，其特征在于：所述原料供给装置包括依次连接的皮带机(1)、破碎烘干机(2)、振动筛网(3)、带式输送机(4)、炉前料仓(5)和进料输送装置。

3.根据权利要求2所述的生物质流化床气化装置供热工业窑炉系统，其特征在于：所述进料输送装置包括依次连接的变频绞龙(7)、星型给料器(8)和高速绞龙(9)，所述变频绞龙(7)输送起始端与炉前料仓(5)出口连通，所述高速绞龙(9)的输送末端与流化床气化装置(10)的进料口连通；所述变频绞龙(7)和高速绞龙(9)输送起始端之前还设有气动插板阀(6)。

4.根据权利要求3所述的生物质流化床气化装置供热工业窑炉系统，其特征在于：所述变频绞龙(7)和高速绞龙(9)的输送起始端均与惰性气体供给装置(22)出口连通。

5.根据权利要求1所述的生物质流化床气化装置供热工业窑炉系统，其特征在于：所述流化床气化装置(10)的底端固定有进风室(12)，所述进风室(12)与流化床气化装置(10)之间还固定设有布风板(13)，所述进风室(12)的进风口与送风机(11)的输出端连通，所述送风机与空气预热器(19)的加热通道出口连通。

6.根据权利要求1所述的生物质流化床气化装置供热工业窑炉系统，其特征在于：所述分离净化装置包括一级旋风分离器(14)，所述一级旋风分离器(14)的进气口与流化床气化装置(10)上端的出气口连通，所述一级旋风分离器(14)下端的出气口与流化床气化装置(10)下端的回料口连通，所述一级旋风分离器(14)下端出气口设有U型回料阀(15)，所述一级旋风分离器(14)上端的出气口与二级旋风分离器(16)的进气口连通，所述二级旋风分离器(16)的出气口与燃烧供热装置的进气口连通。

7.根据权利要求1所述的生物质流化床气化装置供热工业窑炉系统，其特征在于：所述燃烧供热装置包括与二级旋风分离器(16)出气口连通的燃烧器(17)，所述燃烧器(17)出气口与工业窑炉(18)一端固定连接，工业窑炉(18)另一端与空气预热器(19)的冷却通道入口连通。

8.根据权利要求1所述的生物质流化床气化装置供热工业窑炉系统，其特征在于：所述尾气排放装置包括与空气预热器(19)的冷却通道出口连通的除尘器(20)，所述除尘器(20)另一端与引风机(21)进风口连通，所述引风机(21)出风口与大气连通。