一种用于大比例掺烧气流床气化渣的系统及燃烧工艺

本发明涉及气流床气化渣利用，具体涉及一种用于大比例掺烧气流床气化渣的系统及燃烧工艺。

背景技术：

1、气流床气化又被称为携带床气化，该技术对原料的要求较低，但是具有碳转化率高、产品所含有害物质较少等优点。在气流床气化炉中反应物在炉内停留时间较短，随燃气夹带出炉的飞灰中含有大量未反应的碳以及水分，如果可以对这部分气化渣进行充分利用，则能够提高燃烧的利用率并降低碳排放量。

2、气化渣具有碳含量高(30～40％)但活性低、高含水(大于40％)等特点，其中高含水性带来的不利影响极大地限制了其资源化利用，因此难以通过在常规锅炉掺混燃烧进行利用。选择直接堆存和填埋气化渣的方式，如果处理不当易发生自燃和粉尘现象，带来资源浪费，造成严重的大气和土壤污染。因此对气化渣的有效利用具有重要意义。目前，气化灰渣的利用技术主要为：一，应用于建筑材料、水土修复和高附加值材料，该方式经济性较差，难以实现大规模利；二，利用常规煤粉炉的高的炉膛温度，经过预干化处理，将高含水的气化渣干燥到含水量低于20％以下，掺入磨煤机一起输送到燃烧器中，此种方法需要耗费大量的能量进行干化，同时会影响燃烧器的燃烧及污染物排放性能；三，采用传统循环流化床掺烧技术对气化渣进行燃烧利用，由于气化渣的粒径较小，因此分离器无法对其进行有效分离，难以在循环流化床内进行二次循环，灰渣在炉膛内的停留时间较短，几乎未发生有效反应，便随炉内烟气一同经过分离器排除，造成了循环流化床飞灰含量的上升。此外，气化渣的高含水性使得气化渣在利用过程中会产生大量水蒸气，造成炉内压力升高，易发生压力反窜现象。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的问题，本发明提供一种用于大比例掺烧气流床气化渣的系统及燃烧工艺，能够延长气流床气化渣在循环流化床中的停留时间，增加气化渣的有效反应时间的同时降低气化渣高含水性带来的影响。

2、本发明的技术方案如下：

3、在本发明的第一方面，提供了一种用于大比例掺烧气流床气化渣的系统，包括循环流化床、旋风分离器和返料器，所述循环流化床的出口经过旋风分离器与返料器相连，所述返料器上设置有气化渣给料口、负压吸管口和返料出口，所述负压吸管口通过负压吸管与循环流化床的尾气出口相连，所述返料出口通过管道与循环流化床的返料进口相连。

4、在本发明的一些实施方式中，所述旋风分离器通过返料管与返料器相连，且返料管伸入返料器的长度为返料管直径的1.25～1.35倍。

5、在本发明的一些实施方式中，所述气化渣给料口与给料管相连，所述给料管的直径为返料管直径的0.3～0.4倍，所述给料管伸入返料器的长度为返料管直径的0.65～0.75倍。

6、在本发明的一些实施方式中，所述负压吸管的直径为返料管直径的0.2～0.3倍。

7、在本发明的一些实施方式中，所述返料器为箱体结构，返料器的高度为返料管直径的2.25～2.38倍。

8、在本发明的一些实施方式中，返料器上的气化渣给料口、负压吸管口和返料进口均设置在返料器的上表面，返料出口设置在返料器的侧面。

9、在本发明的一些实施方式中，所述循环流化床包括炉膛，燃料进口和返料进口设置在炉膛的下部，尾气出口设置在炉膛的上部，所述炉膛的底部设置有布风板。

10、在本发明的一些实施方式中，所述炉膛的上部设置有屏式过热器。

11、在本发明的第二方面，提供了一种大比例掺烧气流床气化渣的燃烧工艺，采用第一方面所述的系统来实现，包括：

12、气化渣从返料器给入，气化渣汇入返料器上部的气流漩涡，在气流漩涡内进行充分混合以进行预热，预热后粒径增大的气化渣随返料一起返回炉膛，在炉膛内与燃料混合进行燃烧。

13、在本发明的一些实施方式中，气化渣在返料器内进行混合预热的过程中，通过返料器与尾气出口之间的负压吸管维持压力平衡。

14、本发明一个或多个技术方案具有以下有益效果：

15、(1)本发明通过在返料器上设置气化渣给料口，将气化渣从返料器给入，然后随返料一同进入炉膛反应，由于返料器内返料的流动速度较慢，气化渣将在返料器中停留较长时间，较高温度的返料将对给入的气化渣进行预热，气化渣的有效反应时间将会延长。与传统的气化渣加入方法相比，能够显著提高气化渣的有效反应时间，使得气化渣得到了充分的燃烧利用。另外，本发明通过在返料器和炉膛出口之间增设的负压吸管维持了循环流化床内部的压力平衡，有效的防止流化风反窜带来的不利影响。

16、(2)本发明对给料器的结构进行了改进，将气化渣给料管伸入长度控制在0.65-0.75倍返料管直径的范围内，能够实现三重延时功效，延长气流床气化渣在循环流化床中的停留时间，增加气化渣的有效反应时间的同时降低气化渣高含水性带来的影响。

技术特征：

1.一种用于大比例掺烧气流床气化渣的系统，其特征在于，包括循环流化床、旋风分离器和返料器，所述循环流化床的出口经过旋风分离器与返料器相连，所述返料器上设置有气化渣给料口、负压吸管口和返料出口，所述负压吸管口通过负压吸管与循环流化床的尾气出口相连，所述返料出口通过管道与循环流化床的返料进口相连。

2.如权利要求1所述的用于大比例掺烧气流床气化渣的系统，其特征在于，所述旋风分离器通过返料管与返料器相连，且返料管伸入返料器的长度为返料管直径的1.25～1.35倍。

3.如权利要求2所述的用于大比例掺烧气流床气化渣的系统，其特征在于，所述气化渣给料口与给料管相连，所述给料管的直径为返料管直径的0.3～0.4倍，所述给料管伸入返料器的长度为返料管直径的0.65～0.75倍。

4.如权利要求2所述的用于大比例掺烧气流床气化渣的系统，其特征在于，所述负压吸管的直径为返料管直径的0.2～0.3倍。

5.如权利要求2所述的用于大比例掺烧气流床气化渣的系统，其特征在于，所述返料器为箱体结构，返料器的高度为返料管直径的2.25～2.38倍。

6.如权利要求5所述的用于大比例掺烧气流床气化渣的系统，其特征在于，返料器上的气化渣给料口、负压吸管口和返料进口均设置在返料器的上表面，返料出口设置在返料器的侧面。

7.如权利要求1所述的用于大比例掺烧气流床气化渣的系统，其特征在于，所述循环流化床包括炉膛，燃料进口和返料进口设置在炉膛的下部，尾气出口设置在炉膛的上部，所述炉膛的底部设置有布风板。

8.如权利要求7所述的用于大比例掺烧气流床气化渣的系统，其特征在于，所述炉膛的上部设置有屏式过热器。

9.一种大比例掺烧气流床气化渣的燃烧工艺，采用如权利要求1-8任一项所述的系统来实现，其特征在于，包括：

10.如权利要求9所述的大比例掺烧气流床气化渣的燃烧工艺，其特征在于，气化渣在返料器内进行混合预热的过程中，通过返料器与尾气出口之间的负压吸管维持压力平衡。

技术总结本发明公开了一种用于大比例掺烧气流床气化渣的系统及燃烧工艺，所述系统包括循环流化床、旋风分离器和返料器，所述循环流化床的出口经过旋风分离器与返料器相连，所述返料器上设置有气化渣给料口、负压吸管口和返料出口，所述负压吸管口通过负压吸管与循环流化床的尾气出口相连，所述返料出口通过管道与循环流化床的返料进口相连；本发明能够提高气化渣在返料器中停留时间，较高温度的返料将对给入的气化渣进行预热，气化渣的有效反应时间将会延长。与传统的气化渣加入方法相比，能够显著提高气化渣的有效反应时间，使得气化渣得到了充分的燃烧利用。技术研发人员：王彤,杨海瑞,张缦,周托受保护的技术使用者：清华大学技术研发日：技术公布日：2024/7/9