CN217635592U - 一种含碳流化床的飞灰再利用系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种含碳流化床的飞灰再利用系统，属于气化炉点火系统技术领域。本实用新型包括流化床锅炉和煤粉仓，所述流化床锅炉包括中部的二次风反应区和底部的飞灰预燃烧区，所述煤粉仓内的飞灰输入飞灰预燃烧区内，且所述飞灰预燃烧区为富氧区域，所述二次风反应区内通入二次风，其中飞灰经飞灰预燃烧区燃烧反应后形成的高温气固混合物进入二次风反应区内发生二次反应。针对于现有技术中存在的问题，本实用新型拟提供一种含碳流化床的飞灰再利用系统，通过采用梯级燃烧技术，采用两段式反应区域的配合，大大提高了活性低的流化床飞灰的再次利用效率，且不需要额外燃料即可保持系统的自持燃烧，大大降低了能源消耗，提高了生产效益。

Description

一种含碳流化床的飞灰再利用系统

技术领域

本实用新型涉及流化床技术领域，更具体地说，涉及一种含碳流化床的飞灰再利用系统。

背景技术

在现在的工业体系下，煤炭的利用一般有两种方式：一种是通过煤燃烧产生热量经换热后再进行其它方式利用；另一种则是通过煤气化，产生煤气，产生的煤气用过燃料或化工合成气。

在生产煤气的过程中，由于进行的是气化反应，会产生含碳量高、挥发分低的流化床飞灰。这部分流化床飞灰中的碳不能充分利用，当做固体废弃物处理会造成资源的浪费和环境污染。针对此类活性低的流化床飞灰的处理再利用成为了行业内急需解决的技术难题。

经检索，有关流化床飞灰的处理再利用技术在行业内已有公开，如中国专利文献申请号为2016210946955，其公开了一种含碳流化床飞灰燃烧系统，该系统包括：燃烧装置、用于为燃烧装置提供可调的持续火源的助燃装置、用于为燃烧装置提供助燃空气的空气输送装置、热量回收装置和烟气处理装置；燃烧装置的输入端分别与助燃装置和空气输送装置连接，燃烧装置的输出端与热量回收装置的输入端连接，热量回收装置的输出端和烟气处理装置连接；热量回收装置，用于采集含碳飞灰在燃烧装置中燃烧时所产生的热量。但该系统需提供可调的持续火源的助燃装置，在流化床飞灰处理的过程中同时采用其它燃料，达不到环保处理流化床飞灰的目的。

实用新型内容

1.实用新型要解决的技术问题

针对于现有技术中存在的问题，本实用新型拟提供一种含碳流化床的飞灰再利用系统，通过采用梯级燃烧技术，采用两段式反应区域的配合，大大提高了活性低的流化床飞灰的再次利用效率，且不需要额外燃料即可保持系统的自持燃烧，大大降低了能源消耗，提高了生产效益。

2.技术方案

为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：

本实用新型的一种含碳流化床的飞灰再利用系统，包括流化床锅炉和煤粉仓，所述流化床锅炉包括中部的二次风反应区和底部的飞灰预燃烧区，所述煤粉仓内的飞灰输入飞灰预燃烧区内，且所述飞灰预燃烧区为富氧区域，所述二次风反应区内通入二次风，其中飞灰经飞灰预燃烧区燃烧反应后形成的高温气固混合物进入二次风反应区内发生二次反应。

作为本实用新型更进一步的改进，二次反应后的高温气固混合物中的固体以炉渣的形式从流化床锅炉底部排出，二次反应后的高温气固混合物中的烟气从流化床锅炉的上部排出，排出的烟气经烟气处理后排至大气，且烟气中少量的飞灰送至外部使用。

作为本实用新型更进一步的改进，飞灰预燃烧区内的反应温度为1200℃～1350℃；所述二次风反应区内的反应温度为900℃～950℃。

作为本实用新型更进一步的改进，煤粉仓内的飞灰通过底部的飞灰输送管道输入飞灰预燃烧区内，且所述飞灰预燃烧区内的氧气通过氧气供应管道进行供应。

作为本实用新型更进一步的改进，飞灰预燃烧区上还设置有点火器，所述点火器与天然气管道和点火风机相连。

作为本实用新型更进一步的改进，二次风反应区内的二次风通过二次风管道进行供应，且所述二次风管道上设有二次风机。

作为本实用新型更进一步的改进，流化床锅炉的顶部排出的烟气依次经过脱销单元、布袋除尘器和脱硫塔的处理后排入大气中，且烟气中少量的飞灰经布袋除尘器送至外部使用。

作为本实用新型更进一步的改进，流化床锅炉的上部设有热量利用区，锅炉给水进入流化床锅炉内部后与飞灰预燃烧区内产生的热烟气反应产生高温蒸汽，高温蒸汽的压力为1.6Mpa～9.9Mpa。

作为本实用新型更进一步的改进，流化床锅炉的顶部设有锅炉给水管道，所述省煤器上设有省煤器给水管道。

作为本实用新型更进一步的改进，煤粉仓的上部设有送粉管道，所述煤粉仓的底部设有给粉机。

3.有益效果

采用本实用新型提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)本实用新型的一种含碳流化床的飞灰再利用系统，流化床锅炉采用梯级燃烧技术，在流化床锅炉下部设置有富氧的飞灰预燃烧区，通过富氧与飞灰反应，提高反应温度，飞灰活性大大增加，使得流化床飞灰快速升温，此阶段流化床飞灰中的碳被大量反应，形成高温气固混合物。在流化床锅炉中部设置有二次风反应区，高温气固混合物在二次风反应区处进行二次反应，烟气量增多，气固混合物的温度均匀下降。

(2)本实用新型的一种含碳流化床的飞灰再利用系统，通过梯级燃烧技术，采用两段式反应区域的配合，大大提高了活性低的流化床飞灰的再次利用效率，且不需要额外燃料即可保持系统的自持燃烧，大大降低了能源消耗，提高了生产效益。同时采用气力输送作为主要输送工艺，在系统的运行过程中不会产生漏灰情况，大大提高了现场工作环境。

(3)本实用新型的一种含碳流化床的飞灰再利用系统，由于流化床飞灰是经过一次反应后的煤灰，此种飞灰的活性非常低，很难燃烧，为了使其能够充分燃烧，通过提高反应温度来提高飞灰的反应活性，因此需要在锅炉下部设置富氧的飞灰预燃烧区，并使温度升高到1200℃～1350℃。此时反应温度已达到飞灰的熔点以上，飞灰是熔融状态。但是当温度升高至1200℃～1350℃时，炉内会出现结焦的状况，因此需要通过流场的组织，增加二次风反应区的激冷加反应作用，其中二次风反应区的主要作用是一方面进一步二次风与未反应的飞灰再次反应，反应温度为900～950℃，以提高飞灰中碳的转化率，另外由于二次风过量会对高温烟气产生激冷效应，起到降温作用，使高温熔渣重新变为固态渣，防止结焦的产生。

附图说明

图1是本实用新型一种含碳流化床的飞灰再利用系统的结构示意图。

示意图中的标号说明：

100、煤粉仓；101、送粉管道；110、给粉机；111、飞灰输送管道；120、送粉风机；130、除尘器；131、压缩空气管道；

200、流化床锅炉；201、氧气供应管道；202、二次风管道；203、锅炉给水管道；204、二次风机；210、二次风反应区；220、飞灰预燃烧区；230、脱销单元；240、省煤器；241、省煤器给水管道；250、点火器；251、点火风机；260、天然气管道；

300、布袋除尘器；400、脱硫塔；500、烟囱。

具体实施方式

为进一步了解本实用新型的内容，结合附图对本实用新型作详细描述。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

下面结合实施例对本实用新型作进一步的描述。

针对于现有技术中存在的问题，本实用新型拟提供一种含碳流化床的飞灰再利用系统，

实施例1

如图1所示，本实施例的一种含碳流化床的飞灰再利用系统，包括流化床锅炉200和煤粉仓100，所述流化床锅炉200包括中部的二次风反应区210和底部的飞灰预燃烧区220，所述煤粉仓100内的飞灰输入飞灰预燃烧区220内，且所述飞灰预燃烧区220为富氧区域，所述二次风反应区210内通入二次风，具体地，本实施例中煤粉仓100内的飞灰通过底部的飞灰输送管道111输入飞灰预燃烧区220内，且所述飞灰预燃烧区220内的氧气通过氧气供应管道201进行供应，使得二次风反应区210变成富氧环境。所述二次风反应区210内的二次风通过二次风管道202进行供应，且所述二次风管道202上设有二次风机204。其中飞灰经飞灰预燃烧区220燃烧反应后形成的高温气固混合物进入二次风反应区210内发生二次反应。本实施例的流化床锅炉200采用梯级燃烧技术，在流化床锅炉200下部设置有富氧的飞灰预燃烧区220，通过富氧与飞灰反应，提高流化床飞灰反应活性的同时，使得流化床飞灰快速升温，此阶段流化床飞灰中的碳被大量反应，形成高温气固混合物。在流化床锅炉200中部设置有二次风反应区210，高温气固混合物在二次风反应区210处进行二次反应，烟气量增多，气固混合物的温度下降。

其中二次反应后的高温气固混合物中的固体在二次风反应区210内与炉壁碰撞粘接形成大颗粒炉渣，以炉渣的形式从流化床锅炉200底部排出，二次反应后的高温气固混合物中的烟气从流化床锅炉200的上部排出，排出的烟气经烟气处理后排至大气，且烟气中少量的飞灰送至外部使用。本实施例中通过梯级燃烧技术，采用两段式反应区域的配合，大大提高了活性低的流化床飞灰的再次利用效率，且不需要额外燃料即可保持系统的自持燃烧，大大降低了能源消耗，提高了生产效益。同时采用气力输送作为主要输送工艺，在系统的运行过程中不会产生漏灰情况，大大提高了现场工作环境。

本实施例中飞灰预燃烧区220内的反应温度为1200℃～1350℃；所述二次风反应区210内的反应温度为900℃～950℃。具体地，本实施例中飞灰预燃烧区220内的反应温度为1200℃；所述二次风反应区210内的反应温度为900℃。由于流化床飞灰是经过一次反应后的煤灰，此种飞灰的活性非常低，很难燃烧，为了使其能够充分燃烧，通过提高反应温度来提高飞灰的反应活性，因此需要在锅炉下部设置富氧的飞灰预燃烧区220，并使温度升高到1200℃～1350℃。此时反应温度已达到飞灰的熔点以上，飞灰是熔融状态。但是当温度升高至1200℃～1350℃时，炉内会出现结焦的状况，因此需要通过流场的组织，增加二次风反应区210的激冷加反应作用，其中二次风反应区210的主要作用是一方面进一步二次风与未反应的飞灰再次反应，反应温度为900～950℃，以提高飞灰中碳的转化率，另外由于二次风过量会对高温烟气产生激冷效应，起到降温作用，使高温熔渣重新变为固态渣，防止结焦的产生。

本实施例中飞灰预燃烧区220上还设置有点火器250，所述点火器250与天然气管道260和点火风机251相连，天然气管道260为点火提供点火的燃料气，是为了锅炉启动时点火使用，当点火成功后，锅炉内依次再通入飞灰和纯氧，从而在飞灰预燃烧区220上方产生高温，飞灰中的碳被大量反应，此后不再需要燃料即可保持燃烧，大大节省了能源消耗。本实施例中煤粉仓100的上部设有送粉管道101，所述煤粉仓100的底部设有给粉机110。煤粉仓100为一圆形贮仓，其上部安装有除尘器130，除尘器130上设有压缩空气管道131，用以净化输送气的排气。煤粉仓100的下部为双曲线锥体，可保证下料顺畅。正常运行情况下，煤气化或其它过程产生的流化床飞灰，通过气力输送的形式送至煤粉仓100。通过给粉机110的转速来调节给粉量的大小。通过给粉机110落下的流化床飞灰通过罗茨送粉风机120经飞灰输送管道111送至流化床锅炉200下部的飞灰预燃烧区220内进行燃烧处理。

本实施例中流化床锅炉200的顶部排出的烟气依次经过脱销单元230、布袋除尘器300和脱硫塔400的处理后排入烟囱500后再排至大气中，保证排出的尾气符合国家标准；且烟气中少量的飞灰经布袋除尘器300送至外部使用，可送至水泥回转窑做水泥使用。所述流化床锅炉200的顶部设有锅炉给水管道203，所述省煤器240上设有省煤器给水管道241。所述流化床锅炉200的上部设有热量利用区，锅炉给水进入流化床锅炉200内部后与飞灰预燃烧区220内产生的热烟气反应产生高温蒸汽，高温蒸汽的压力为1.6Mpa～9.9Mpa，具体地，本实施例中高温蒸汽的压力为1.6Mpa。其中作为原料的流化床飞灰热值需在3500～6000Kcal/kg，流化床飞灰由于具有较高的含碳量，如果采用常规方法作为固体废弃物处理，不仅会对环境造成污染，同时造成较大的经济损失。

实施例2

本实施的一种含碳流化床的飞灰再利用系统，其结构与实施例1基本相同，其不同之处在于，本实施例中飞灰预燃烧区220内的反应温度为1350℃；所述二次风反应区210内的反应温度为950℃。

本实施例中锅炉给水进入流化床锅炉200内部后与二次风反应区210内产生的热烟气反应产生高温蒸汽，高温蒸汽的压力为4.9Mpa。

实施例3

本实施的一种含碳流化床的飞灰再利用系统，其结构与实施例1基本相同，其不同之处在于，本实施例中飞灰预燃烧区220内的反应温度为1300℃；所述二次风反应区210内的反应温度为920℃。

本实施例中锅炉给水进入流化床锅炉200内部后与二次风反应区210内产生的热烟气反应产生高温蒸汽，高温蒸汽的压力为9.9Mpa。

以上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种含碳流化床的飞灰再利用系统，其特征在于：包括流化床锅炉（200）和煤粉仓（100），所述流化床锅炉（200）包括中部的二次风反应区（210）和底部的飞灰预燃烧区（220），所述煤粉仓（100）内的飞灰输入飞灰预燃烧区（220）内，且所述飞灰预燃烧区（220）为富氧区域，所述二次风反应区（210）内通入二次风，其中飞灰经飞灰预燃烧区（220）燃烧反应后形成的高温气固混合物进入二次风反应区（210）内发生二次反应。

2.根据权利要求1所述的一种含碳流化床的飞灰再利用系统，其特征在于：所述二次反应后的高温气固混合物中的固体以炉渣的形式从流化床锅炉（200）底部排出，二次反应后的高温气固混合物中的烟气从流化床锅炉（200）的上部排出，排出的烟气经烟气处理后排至大气，且烟气中少量的飞灰送至外部使用。

3.根据权利要求2所述的一种含碳流化床的飞灰再利用系统，其特征在于：所述飞灰预燃烧区（220）内的反应温度为1200℃~1350℃；所述二次风反应区（210）内的反应温度为900℃~950℃。

4.根据权利要求3所述的一种含碳流化床的飞灰再利用系统，其特征在于：所述煤粉仓（100）内的飞灰通过底部的飞灰输送管道（111）输入飞灰预燃烧区（220）内，且所述飞灰预燃烧区（220）内的氧气通过氧气供应管道（201）进行供应。

5.根据权利要求4所述的一种含碳流化床的飞灰再利用系统，其特征在于：所述飞灰预燃烧区（220）上还设置有点火器（250），所述点火器（250）与天然气管道（260）和点火风机（251）相连。

6.根据权利要求5所述的一种含碳流化床的飞灰再利用系统，其特征在于：所述二次风反应区（210）内的二次风通过二次风管道（202）进行供应，且所述二次风管道（202）上设有二次风机（204）。

7.根据权利要求6所述的一种含碳流化床的飞灰再利用系统，其特征在于：所述流化床锅炉（200）的顶部排出的烟气依次经过脱销单元（230）、布袋除尘器（300）和脱硫塔（400）的处理后排入大气中，且烟气中少量的飞灰经布袋除尘器（300）送至外部使用。

8.根据权利要求1-7任一一项所述的一种含碳流化床的飞灰再利用系统，其特征在于：所述流化床锅炉（200）的上部设有热量利用区，锅炉给水进入流化床锅炉（200）内部后与飞灰预燃烧区（220）内产生的热烟气反应产生高温蒸汽，高温蒸汽的压力为1.6Mpa~9.9Mpa。

9.根据权利要求8所述的一种含碳流化床的飞灰再利用系统，其特征在于：所述流化床锅炉（200）的顶部设有锅炉给水管道（203），所述流化床锅炉（200）的省煤器（240）上设有省煤器给水管道（241）。

10.根据权利要求1所述的一种含碳流化床的飞灰再利用系统，其特征在于：所述煤粉仓（100）的上部设有送粉管道（101），所述煤粉仓（100）的底部设有给粉机（110）。

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