[发明专利]双床同步生物质气化-煤燃烧复合式锅炉

说明书

双床同步生物质气化‑煤燃烧复合式锅炉，是将两种流化床组合的锅炉。本发明解决了目前循环流化床燃用燃料单一、余热利用不充分等问题。所述复合式流化床锅炉的床体分为循环流化床和鼓泡流化床，可以实现生物质气化过程和煤燃烧过程同步分床进行；两床之间的倾斜挡板起到了一定的阻隔和引流作用，两床之间外侧通过连通装置连接，连通装置中设有活动隔板，用重力装置控制其开合，实现两床间物质和能量的定向传递且阻隔了两种产物的混合；生物质在气化的条件下不会析出氮氧化合物，有效地减小了环境污染，本发明能够同时获得气化产物与燃烧反应所释放的热量。

技术领域

本发明涉及燃料气化和燃烧技术领域，具体涉及一种循环、鼓泡流化床双床同步生物质气化-煤燃烧复合式锅炉。

背景技术

循环流化床锅炉是目前工业化程度最高的洁净煤燃烧技术，是基于鼓泡流化床锅炉发展起来的新炉型，与其他锅炉相比，具有燃烧效率高、燃料适用性广、氮氧化合物排放量低和高效脱硫等优点，因而有着明朗的开发与应用前景，但发展多年依然存在燃料后期余热利用不充分的问题。鼓泡流化床燃料适应性更广，可以燃用劣质燃料，通常用于生物质气化、煤燃烧等领域。然而，目前还没有将两者优势进行结合的炉体结构，对于热量利用部分依然不够充分。

发明内容

本发明为了最大限度地提高燃料的利用率，充分利用循环流化床燃料余热，进一步降低氮氧化合物的排放量，提供了一种在双床内物料循环、生物质气化-煤燃烧同步进行的技术。

本发明的技术方案是：这种双床同步生物质气化-煤燃烧复合式锅炉炉膛右侧为循环流化床提升管部分，左侧为鼓泡流化床与旋风分离器的结合部分，循环流化床中进行煤的燃烧过程，同时鼓泡流化床中进行生物质的气化过程。鼓泡流化床与旋风分离器的结合部位设置有倾斜挡板（3），用来阻止气化产物与烟气发生掺混现象，并且对烟气中混杂的未完全燃烧残碳及砂粒进行引流。燃料煤从右侧进料口（1）进入循环流化床，空气从右侧床底（8）经由布风板均匀送入床内，煤在提升管内进行燃烧，释放出大量热量；水冷壁布置在炉膛四周，产生的高温水蒸气通入鼓泡流化床内，其流速通过节流阀控制；燃烧产生的烟气由顶部排烟管（2）引出，所夹带的未完全燃烧残碳和砂粒聚集在循环流化床旋风分离器末端，旋风分离器与鼓泡流化床之间在倾斜挡板（3）处外侧由连通装置（9）连接，连通装置（9）中设有由重力装置（11）控制开合的活动隔板（10），当砂粒和残碳在此累积到一定量后，活动隔板（10）将自动打开，使高温残碳和高温砂粒落入鼓泡流化床充当生物质气化的热源，当堆积的颗粒重力减小到一定程度后，活动隔板（10）将自动闭合，可实现热源稳定的周期性补给，并且阻隔气化产物与燃烧烟气的混杂。生物质燃料从左侧进料口（5）进入鼓泡流化床，左侧床底（6）通入高温水蒸气(气化介质)，生物质和残碳在高温环境下与水蒸气发生气化反应，产生的可燃性气体从左侧出气口（4）排出并收集；鼓泡流化床内的砂粒降温后通过两床之间的倾斜通道（7）流回循环流化床，再次受热后循环利用，促进传热。两个床分别设置独立的流化系统，其中循环流化床的流化是由鼓风机提供的风源（一次风）通过布风板进入床内作为流化介质；鼓泡流化床的流化是由锅炉产生的部分高温水蒸汽通过节流阀调节，经由喷嘴进入床内作为流化介质。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：本发明通过将循环流化床与鼓泡流化床进行联合，使得循环流化床内煤的燃烧过程、鼓泡流化床内生物质及残碳的气化过程同步进行。同时，高温床料和残碳通过连通装置（9）的活动隔板（10）周期性地流入鼓泡流化床内，为生物质气化提供热源和气化原料。燃烧产生的烟气从顶部排烟管（2）引出，气化产物从左侧出气口（4）排出。本发明的主要特点是将循环流化床与鼓泡流化床复合，同步分床进行反应，充分利用了循环流化床的余热，最终能够同时获得气化产物与燃烧反应所释放的热量，很大程度上提高了空间利用率和能量利用率。

附图说明

图1是双床同步生物质气化-煤燃烧复合式锅炉的主视图，图2是流化床锅炉立体示意图，图3是气体速度矢量图。