CN215892311U - 一种自预热防焦多孔介质燃烧热解气的蒸汽发生系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自预热防焦多孔介质燃烧热解气的蒸汽发生系统，属于能源清洁转化利用技术领域。系统包括热解炉、热解气输送管、多孔介质燃烧炉和高温烟气蒸汽锅炉；热解气输送管为双层结构，由热解炉产生的热解气通过热解气输送管内层进入多孔介质燃烧炉燃烧后产出高温烟气，小部分高温烟气引流至热解气输送管外层中，逆向输送至热解炉顶部位置，用于加热热解气输送管，然后回流至高温烟气蒸汽锅炉，产出蒸汽。本实用新型不仅解决了热解气管道内焦油等沉积附着堆积的问题，避免了热解气在蒸汽锅炉炉膛内直接燃烧需要较高的点火炉温而需要助燃装置，同时也解决了热解气热值偏低造成蒸汽参数波动大的问题，使得最终得到的蒸汽品质高。

Description

一种自预热防焦多孔介质燃烧热解气的蒸汽发生系统

技术领域

本实用新型涉及能源清洁转化利用技术领域，具体涉及一种自预热防焦多孔介质燃烧热解气的蒸汽发生系统。

背景技术

热解炉处理垃圾后产生的热解气燃烧热值低，导致热解气的燃烧着火点高，并且燃烧不稳定，燃烧热量利用不充分，热解炉的排放气体中CO等温室气体偏高。

由于热解气是由各种生物质或废旧皮革等热解而成，热解气的成分中含有大量的生物质颗粒和少量焦油，这些杂质的露点较低，经常在热解气输送管道和容器内壁面黏附，导致输送管道可用通径长期运行后减小，甚至堵塞管道。此外，热解气在常规锅炉中燃烧时热解气中的碱金属、其他高熔点灰分杂质会附着在换热器的表面，导致常规热解气锅炉的换热效率逐渐降低。

实用新型内容

为了解决现有技术中的问题，本实用新型提出了一种自预热防焦多孔介质燃烧热解气的蒸汽发生系统，克服了热解炉至锅炉之间的热解气输送管道内灰分焦油凝结问题，消除了管道可燃物长期堆积带来的安全隐患；此外，使得热解气锅炉中的燃烧更加稳定，避免了燃烧不稳定导致的锅炉爆燃或异常熄火的风险。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种自预热防焦多孔介质燃烧热解气的蒸汽发生系统，包括热解炉、热解气输送管、多孔介质燃烧炉和高温烟气蒸汽锅炉；

所述的热解气输送管为双层结构，内层为热解气输送内管，外层为高温烟气套管，内外层之间的间隙在端部封闭；

所述的热解炉和多孔介质燃烧炉通过热解气输送管相连接，其中所述热解气输送内管的两端口分别与热解炉顶部出口和多孔介质燃烧炉顶部入口接通，所述高温烟气套管在多孔介质燃烧炉顶部入口处设有高温烟气入口，所述高温烟气套管在热解炉顶部出口处设有高温烟气出口；

所述的高温烟气入口通过高温烟气引风管与多孔介质燃烧炉底部的第一出口连通，多孔介质燃烧炉底部的第二出口与高温烟气蒸汽锅炉入口连通；所述的高温烟气出口通过高温烟气回流管与高温烟气蒸汽锅炉入口连通。

优选的，所述的高温烟气引风管和高温烟气回流管上分别设有高温烟气风门。

优选的，所述的多孔介质燃烧炉底部的第二出口与高温烟气蒸汽锅炉入口之间的管道上设有高温烟气风门。

优选的，所述的热解气输送内管与高温烟气套管之间沿介质流向方向上均匀设置导流挡板。

优选的，所述的导流挡板为半环形，环形的宽度等于热解气输送内管与高温烟气套管的半径差d。

优选的，相邻的两个导流挡板为上下错位布置。

优选的，相邻的两个导流挡板之间的距离为5-10d。

优选的，所述的热解气输送管内设有温度传感器。

优选的，所述的多孔介质燃烧炉内均布蜂窝状格栅，用于稳定热解气燃烧。

优选的，所述的高温烟气蒸汽锅炉内设有多层螺旋管，所述螺旋管内部为待加热的水，螺旋管外部环绕高温烟气。

本实用新型的有益效果是：本实用新型利用热解气在多孔介质燃烧炉中燃烧后产生的高温烟气对热解气输送管道进行预热，解决了热解气管道内焦油等沉积附着堆积的问题，使得热解气在燃烧炉中的燃烧更加稳定，热解气点火时不再需要其他燃料助燃，简化了传统的燃烧炉的点火系统。另外，本实用新型在燃烧炉内均布蜂窝状格栅 (本身不参与燃烧)，进一步提高了空气和热解气的混合均匀度和燃烧稳定性，从而使得蒸汽参数波动小，提升了蒸汽的产品质量。

附图说明

图1为本实用新型实施例示出的一种自预热防焦多孔介质燃烧热解气的蒸汽发生系统；

图2为本实用新型实施例示出的热解气输送管道及高温烟气套管的剖面图。

图中：1-热解炉，2-热解气输送管，3-多孔介质燃烧炉，4-高温烟气蒸汽锅炉，5-高温烟气引风管，6-高温烟气回流管，7-高温烟气风门，8-高温烟气回流风门，9-高温烟气引出风门，10-导流挡板，11-高温烟气套管，12-热解气输送内管，13-热解气温度传感器。

具体实施方式

为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1所示，本实用新型提供了一种自预热防焦多孔介质燃烧热解气的蒸汽发生系统，包括热解炉1、热解气输送管2、多孔介质燃烧炉3和高温烟气蒸汽锅炉4。

如图2所示，所述的热解气输送管2为双层结构，内层为热解气输送内管12，外层为高温烟气套管11，高温烟气套管管径略大于输送内管，高温烟气套管和热解气输送内管之间的间距均匀，内外层之间的间隙在端部封闭。热解气输送内管12内流通介质为热解气，热解气输送内管12和高温烟气套管11之间的间隙中流通介质为热解气燃烧后的产生的高温烟气。

所述的热解炉1和多孔介质燃烧炉3通过热解气输送管2相连接，其中所述热解气输送内管的两端口分别与热解炉1顶部出口和多孔介质燃烧炉3顶部入口接通。所述高温烟气套管11在多孔介质燃烧炉3顶部入口处设有高温烟气入口，且高温烟气入口与多孔介质燃烧炉3顶部入口不连通。所述高温烟气套管11在热解炉1顶部出口处设有高温烟气出口，且高温烟气出口与热解炉1顶部出口不连通。高温烟气从高温烟气入口进入，流向与热解气流向相反。当多孔介质燃烧炉启动后，热解气通入多孔介质燃烧炉进行均流燃烧，完全燃烧后的高温烟气从多孔介质燃烧炉底部引流至热解气输送管道。

所述的高温烟气入口通过高温烟气引风管5与多孔介质燃烧炉3底部的第一出口连通，多孔介质燃烧炉3底部的第二出口与高温烟气蒸汽锅炉4入口连通；所述的高温烟气出口通过高温烟气回流管6与高温烟气蒸汽锅炉4入口连通。

为了实现高温烟气的导流作用，如图2所示，在所述的热解气输送内管12与高温烟气套管11之间沿介质流向方向上均匀设置导流挡板10，增加了高温烟气在套管内流通时间，同时作为套管和内管的支撑件，保证内管和套管的保温间距均匀。本实施例中，导流挡板为半环形，环形的宽度等于热解气输送内管12与高温烟气套管11的半径差d，导流挡板10将高温烟气套管11和热解气输送内管12之间的间隙封闭一半，使得流通介质高温烟气在导流挡板处的流通面积减小50％，以起到导流作用，相邻的两个导流挡板10为上下错位布置，距离为5-10d。需要说明的是，图1中展示的导流挡板仅用于示意位置关系，不用于示意尺寸。

为了稳定热解气燃烧，多孔介质燃烧炉3顶部为热解气接口，中间均布蜂窝状格栅，格栅本身不参与燃烧，用于提高空气和热解气的混合均匀度和燃烧稳定性，将热解气的燃烧区域从锅炉炉膛提前至多孔介质区域。此外，本实用新型利用热解气在多孔介质燃烧炉中燃烧后产生的高温烟气对热解气输送管道进行预热，解决了热解气管道内焦油等沉积附着堆积的问题，使得热解气在燃烧炉中的燃烧更加稳定。

在本实用新型的一项具体实施中，为了使得解气输送管道中的温度得到控制，在高温烟气引风管5和高温烟气回流管6上分别设有高温烟气风门，其中高温烟气引风管5上的风门称为高温烟气引出风门9，在高温烟气回流管6上的风门称为高温烟气回流风门8。所述的多孔介质燃烧炉3底部的第二出口与高温烟气蒸汽锅炉4入口之间的管道上设有高温烟气风门7。

位于高温烟气引风管5上的高温烟气引出风门9布置在靠近多孔介质燃烧炉3底部第一出口的位置，用于调整引出的高温烟气的风量。即，热解气从多孔介质燃烧炉 3顶部入口进入，完全燃烧后，一部分高温烟气从高温烟气引出管5流向高温烟气套管11和热解气输送管12形成的间隙中，该部分引出的高温烟气量由高温烟气引出风门9控制。

位于高温烟气回流管6上的高温烟气回流风门8布置在靠近高温烟气蒸汽锅炉4的入口处，用于调整回流高温烟气的风压，与高温烟气引出风门9共同控制流向高温烟气套管11和热解气输送管12形成的间隙中高温烟气的量。即，用于热解气管道加热的高温烟气在经过整段高温烟气套管11后从热解炉上部的高温烟气出口引出，高温烟气蒸汽锅炉4入口和高温烟气出口通过管道相连，通过高温烟气回流风门8控制从管道内回流的高温烟气量，形成高温烟气回流管路。

所述的热解气输送管2内设有温度传感器13，用于监测热解气的温度，防止热解气温度过低出现凝结。本实用新型通过热解气温度传感器13、高温烟气回流风门8和高温烟气引出风门9匹配，三者共同控制高温烟气套管11内的高温烟气风量和风压，保证热解气输送管的温度，避免热解气温度过低出现凝结。

位于多孔介质燃烧炉3与高温烟气蒸汽锅炉4之间的高温烟气风门7用于调整多孔介质燃烧炉的负压以及热解气的流速，高温烟气蒸汽锅炉4和多孔介质燃烧炉3通过管道连接，热解气完全燃烧后的大部分高温烟气通过管道流向高温烟气蒸汽锅炉04。

在本实用新型的一项具体实施中，高温烟气蒸汽锅炉为多层螺旋管式换热盘管，高温烟气进入炉膛后和螺旋管进行对流换热，螺旋管内流通介质为被加热的水，高温烟气进入高温烟气蒸汽锅炉并与换热盘管进行对流换热后排出。

本实用新型提出的自预热防焦多孔介质燃烧热解气的蒸汽发生系统的工作流程为：

由热解炉1产生的热解气通过热解气输送内管12进入一部分高温烟气3，燃烧后产出高温烟气；一部分高温烟气从多孔介质燃烧炉3第一出口由高温烟气引风管5接至高温烟气套管11。即，高温烟气从位于多孔介质燃烧炉3顶部的高温烟气入口进入套管，从位于热解炉1顶部的高温烟气出口引出套管。引出套管后的高温烟气经过高温烟气回流管与多孔介质燃烧炉3第二出口引出的另一部分高温烟气全部汇集至高温烟气蒸汽锅炉4的入口，高温烟气锅炉内布置双层螺旋管，通过对流换热产出蒸汽。

在蒸汽发生系统工作过程中，通过监控热解气温度传感器13的温度，调节高温烟气引出风门9、高温烟气回流风门8来控制热解气输送管的温度，通过调节高温烟气风门7来控制多孔介质燃烧炉内的负压以及热解气的流速，控制炉内燃烧。

本实用新型通过布置上述的高温烟气循环管路，使得高温烟气逆流经过热解气输送管之后回流至蒸汽锅炉，将热解气输送管道由被燃烧后产生的高温烟气进行反馈加热，保证了热解气内的焦油等成分不会凝结。同时通过在多孔介质燃烧炉内布置蜂窝状格栅的方式将热解气燃烧位置从蒸汽锅炉炉膛迁移至多孔介质燃烧炉，使得热解气的燃烧更为完全、充分、稳定，产生的蒸汽参数更加稳定。

以上列举的仅是本实用新型的具体实施例。显然，本实用新型不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本实用新型公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种自预热防焦多孔介质燃烧热解气的蒸汽发生系统，其特征在于，包括热解炉(1)、热解气输送管(2)、多孔介质燃烧炉(3)和高温烟气蒸汽锅炉(4)；

所述的热解气输送管(2)为双层结构，内层为热解气输送内管(12)，外层为高温烟气套管(11)，内外层之间的间隙在端部封闭；

所述的热解炉(1)和多孔介质燃烧炉(3)通过热解气输送管(2)相连接，其中所述热解气输送内管的两端口分别与热解炉(1)顶部出口和多孔介质燃烧炉(3)顶部入口接通，所述高温烟气套管(11)在多孔介质燃烧炉(3)顶部入口处设有高温烟气入口，所述高温烟气套管(11)在热解炉(1)顶部出口处设有高温烟气出口；

所述的高温烟气入口通过高温烟气引风管(5)与多孔介质燃烧炉(3)底部的第一出口连通，多孔介质燃烧炉(3)底部的第二出口与高温烟气蒸汽锅炉(4)入口连通；所述的高温烟气出口通过高温烟气回流管(6)与高温烟气蒸汽锅炉(4)入口连通。

2.根据权利要求1所述的一种自预热防焦多孔介质燃烧热解气的蒸汽发生系统，其特征在于，所述的高温烟气引风管(5)和高温烟气回流管(6)上分别设有高温烟气风门。

3.根据权利要求1所述的一种自预热防焦多孔介质燃烧热解气的蒸汽发生系统，其特征在于，所述的多孔介质燃烧炉(3)底部的第二出口与高温烟气蒸汽锅炉(4)入口之间的管道上设有高温烟气风门。

4.根据权利要求1所述的一种自预热防焦多孔介质燃烧热解气的蒸汽发生系统，其特征在于，所述的热解气输送内管(12)与高温烟气套管(11)之间沿介质流向方向上均匀设置导流挡板(10)。

5.根据权利要求4所述的一种自预热防焦多孔介质燃烧热解气的蒸汽发生系统，其特征在于，所述的导流挡板为半环形，环形的宽度等于热解气输送内管(12)与高温烟气套管(11)的半径差d。

6.根据权利要求5所述的一种自预热防焦多孔介质燃烧热解气的蒸汽发生系统，其特征在于，相邻的两个导流挡板(10)为上下错位布置。

7.根据权利要求5所述的一种自预热防焦多孔介质燃烧热解气的蒸汽发生系统，其特征在于，相邻的两个导流挡板(10)之间的距离为5-10d。

8.根据权利要求1所述的一种自预热防焦多孔介质燃烧热解气的蒸汽发生系统，其特征在于，所述的热解气输送管(2)内设有温度传感器(13)。

9.根据权利要求1所述的一种自预热防焦多孔介质燃烧热解气的蒸汽发生系统，其特征在于，所述的多孔介质燃烧炉(3)内均布蜂窝状格栅，用于稳定热解气燃烧。

10.根据权利要求1所述的一种自预热防焦多孔介质燃烧热解气的蒸汽发生系统，其特征在于，所述的高温烟气蒸汽锅炉(4)内设有多层螺旋管，所述螺旋管内部为待加热的水，螺旋管外部环绕高温烟气。

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