[发明专利]输运床水煤浆热解反应装置

说明书

一种输运床水煤浆热解反应装置，包括：输运床热解反应装置本体、设置于输运床热解反应装置本体内的用于喷射水煤浆的喷枪和用于系统点火的点火装置、与输运床热解反应装置本体相连的气固分离装置、返料装置和设置于输运床热解反应装置本体上用于提供助燃空气的助燃风入口；本发明将反应装置内分为燃烧区和热解区两个部分，通过设置合理的燃烧区和热解区停留时间，利用燃料自身燃烧即可实现水煤浆热解，并通过控制烟气中氧量和采用防氧化喷枪，确保水煤浆热解较高的产气率；同时，发明中还可采用再循环烟气作为助燃气体，在便于于控制氧量的同时实现回系统部分热量回收；在热解反应装置出口设置有气固分离装置，将未燃尽风焦炭分离返回热解装置内继续燃烧，实现热量利用最大化，降低整个系统能耗。本结构简单且科学合理、工作可靠且有效工作寿命长，能满足在低氮燃烧改造中可便利提供水煤浆热解气作为还原气体的使用要求。

技术领域

本发明涉及的是一种环境保护领域的技术，具体是一种输运床水煤浆热解反应装置。

背景技术

目前，我国环保部门对动力锅炉外排废气中所含氮氧化物的浓度提出了必须小于50mg/Nm³的最低标准要求，为此，业界相继采取对现有锅炉进行以低氮排放达标为目的的技术改造方法加以应对。目前较常用的是对锅炉尾部烟道中待外排的烟气中喷入诸如尿素、氨气等氨还原剂，使之与烟气混合、还原其中的部分NOx氮氧化物，从而降低外排烟气中NOx浓度的方法实现的。虽有一定成效，但存在反应温度窗口限制、氨逃逸严重、投资和运行成本高、催化剂二次污染严重等问题，所以从经济性、实用性及锅炉低氮排放达标的角度考虑，均欠理想。而常用的燃料型还原气体如天然气、焦炉煤气、高炉煤气等气体，在应用中又受地域的限制，多数锅炉厂地缺乏气源。水煤浆热解气含有大量活性还原组份(如CH₄、H₂、CO等)可作为还原剂还原烟气中的氮氧化物已被广大学者研究证明，因其还原效果好、且不受还原剂产地限制受到学者广泛关注。但在工业应用中，热解装置多用于热解固体燃料(如煤粉、生物质等)和液体还原剂(如尿素溶液、氨水等)，结构上多采用流化床或者固定床，对于水煤浆这种煤基固液混合燃料的热解现有设备都无法满足，因此，目前水煤浆热解气作为还原剂在工业中的应用得不到推广。研发一种适用于以水煤浆为原料的热解装置对推动低氮燃烧技术的发展有着重要的现实意义。

发明内容

本发明的目的是克服低氮燃烧技术发展中遇到的水煤浆热解装置不适用的技术难题，提出一种输运床水煤浆热解反应装置，能够实现水煤浆高效热解，保持高产气率且降低生产能耗。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明包括：输运床热解反应装置本体、设置于输运床热解反应装置本体内的水煤浆喷枪、用于系统点火的点火装置和用于提供助燃空气的助燃风入口、与输运床热解反应装置本体相连的气固分离装置、返料装置。

所述的输运床热解反应装置本体为圆柱形，其外壳采用耐热金属材料制成，内部包括采用分体法兰依次连接的用于水煤浆热解气化反应的热解段、用于燃料燃烧为整个装置提供热量的燃烧段和灰渣段，其中：燃烧段和热解段其内衬均采用耐火材料制成，内衬每平方米采用1500-2000个外螺纹顶带丝扣的爪钉固定以提高耐高温强度，且沿高度方向设置数个用于观察炉内反应和装置泄压的人孔；燃烧段内设有所述的点火装置，该燃烧段分别与锅炉系统的循环烟气出口及返料装置相连；热解段的两侧均布对称设置数个所述水煤浆喷枪，其出口与进行热解气净化和物料循环的气固分离装置入口相连；灰渣段的底部设有排灰口，灰渣段呈锥体环形布置。

所述的气固分离装置的上端出口与输运床热解反应装置本体输送净化后的热解气的热解气管道相连，气固分离装置的下端出口通与返料装置入口相连，该气固分离装置的内部设有分离效率高的轴向偏置式中心筒，该轴向偏置式中心筒采用耐热防磨材料制成，其内衬采用耐火材料制成，更适用于处理来自热解分离装置本体的高温热解混合烟气。

所述的点火装置采用等离子点火方式，该点火装置的控制系统根据燃烧段温度自动投入运行及切断，保证为热解反应装置提供连续稳定的热源。