一种新型低污染鼓泡床气化燃烧反应装置及方法制造方法及图纸

一种新型低污染鼓泡床气化燃烧反应装置及方法，该装置包括进料装置，鼓泡气化段，二级燃烧段，末级燃烧段及旋风分离装置。有机固体颗粒经进料装置送入鼓泡气化段，同时通入空气与有机固体颗粒接触发生气化反应，生成气化气及灰渣，气化气依次送入二级燃烧段及末级燃烧段并与空气充分混合发生低氧燃烧反应形成烟气，烟气中夹杂的未完全反应固体颗粒由隔尘板隔离降至末级燃烧段底部，经高温机械返料装置送至鼓泡气化段再次进行气化反应，剩余烟气送入旋风分离器再次除尘后送入后续能量回收及烟气处理系统。本发明专利技术能在满足有机固体颗粒燃烧热效率的前提下，可大幅减少NO

【技术实现步骤摘要】
一种新型低污染鼓泡床气化燃烧反应装置及方法
本专利技术属于能源利用与环保
，具体涉及一种新型低污染鼓泡床气化燃烧反应装置及方法。
技术介绍
有机物种类繁多，产量巨大。将其直接燃烧会由于局部温度过高而产生大量的SOx、NOx、飞灰及重金属污染，带来的结果是尾气处理费用极高，如何实现装置内污染物的脱除是解决此问题的关键。对于有机固体颗粒而言，其理想的燃烧装置为流化床结构，流化床包括聚式流化跟散式流化，散式流化的流化过程比较均匀，颗粒均匀的分布，如目前应用较广的循环流化床，聚式流化颗粒分布不均匀，颗粒中有大的气泡状的空隙存在，又叫鼓泡流化床，常规循环流化床高度较高，产灰量大，常规鼓泡流化床压降压降波动大，气体和固体的接触不好。
技术实现思路
为克服现有生产工艺的不足，本专利技术提供了一种新型低污染鼓泡床气化燃烧反应装置及方法，其结合了聚式流化跟散式流化的双重优势，可实现过程污染物低排放的目标，另一方面又大幅降低了炉体高度，方便其在工业上应用。本专利技术的技术方案：一种新型低污染鼓泡床气化燃烧反应装置，该装置包括进料装置1，鼓泡气化段2，二级燃烧段3，末级燃烧段4及旋风分离装置5；所述的进料装置1出口通入鼓泡气化段2；所述的鼓泡气化段2底部设有气化介质进口6，布风装置7及排渣装置8；鼓泡气化段2顶部出口通入二级燃烧段3；所述的二级燃烧段3内设有二燃介质进口9，二级燃烧段3出口通入末级燃烧段4；所述的末级燃烧段4顶部设有尾燃介质进口10，底部设有高温机械返料装置11，高温机械返料装置11与鼓泡气化段2相通；二级燃烧段3与末级燃烧段4、末级燃烧段4与旋风分离装置5之间均设有隔尘板12，末级燃烧段4烟气出口通入旋风分离装置5；所述的旋风分离装置5顶部设有能量回收及烟气处理装置13，底部设有灰出口14；整套装置高温反应区域均设有耐火保温板15；布风装置7与各个燃烧阶段燃烧截面的比例关系为1:2.5～1:5。进一步地，末级燃烧段4分为两段，总高度是二级燃烧段3高度的两倍；两段之间设有隔尘板12，两段底部呈锥型，锥型底部是高温机械返料装置11；进一步地，所述的高温机械返料装置11位于布风装置7与进料装置1出口之间。一种新型低污染鼓泡床气化燃烧反应方法，步骤如下：Ⅰ低温气化阶段：有机固体颗粒与脱硫剂经进料装置1送入鼓泡气化段2，与来自气化介质进口6的空气接触后发生气化反应，生成气化气及灰渣，气化气送入二级燃烧段3，灰渣通过排渣装置8排出；整个气化反应过程中有机固体颗粒介于快速流化与鼓泡流化状态之间，气化温度维持在500-800℃之间，有机固体颗粒内蕴含的大部分硫会留存于灰渣中；Ⅱ低温低氧燃烧阶段：来自鼓泡气化段2的气化气与来自二燃介质进口9的空气于二级燃烧段3充分混合，发生低温低氧燃烧反应，燃烧过程中总气体送入末级燃烧段4，空气由尾燃介质进口10通入，将未反应的可燃气体燃烬形成烟气，整个燃烧过程中控制燃烧温度介于850～1000℃之间，过量空气系数控制在1.05～1.3之间；Ⅲ残碳循环及除尘阶段：有机固体颗粒气化过程中会有少量的固体残碳由气化气携带而出，通过颗粒与颗粒之间、颗粒与隔尘板12之间的碰撞致使大粒径固体残渣降落至末级燃烧段4底部，并由高温机械返料装置11送至鼓泡气化段2再次进行气化反应，小粒径固体残渣在二级燃烧段3及末级燃烧段4已完全燃烬，最终以灰尘的形式夹杂在烟气中，烟气送入旋风分离装置5内进行除尘后，再送入后续能量回收及烟气处理装置13。本专利技术的有益效果：(1)本装置通过控制布风装置与燃烧截面的比例，使其在气化段流化速度较高，实现有机固体颗粒的快速传热传质，后续燃烧过程流速较低，并结合隔尘板与高温机械返料装置，使得大颗粒固体残渣重新返回至气化段燃烧，大幅降低烟气中尘及尘的含碳量，提高燃烧热负荷。(2)利用气化反应较低的反应温度和还原性气氛，以及少量添加剂，实现装置内脱氯除硫及重金属的挥发抑制，低温低氧燃烧实现了热力型NOx及快速型NOx的大幅降低。(3)将装置高度降至常规流化床高度的三分之一，特别适合于高度受限的有机固体燃烧场所。附图说明图1为本专利技术整套装置的结构示意图。图中：1进料装置；2鼓泡气化段；3二级燃烧段；4末级燃烧段；5旋风分离装置；6气化介质进口；7布风装置；8排渣装置；9二燃介质进口；10尾燃介质进口；11高温机械返料装置；12隔尘板；13烟气处理装置；14灰出口；15耐火保温板。具体实施方式以下结合附图和技术方案，进一步说明本专利技术的具体实施方式。实施例有机固体颗粒与脱硫剂经进料装置1送入鼓泡气化段2，与来自气化介质进口6的空气接触后发生气化反应，生成气化气及灰渣，气化气送入二级燃烧段3，灰渣通过排渣装置8排出；整个气化反应过程中有机固体颗粒介于快速流化与鼓泡流化状态之间，气化温度维持在500-800℃之间，有机固体颗粒内蕴含的大部分硫会留存于灰渣中；来自鼓泡气化段2的气化气与来自二燃介质进口9的空气于二级燃烧段3充分混合，发生低温低氧燃烧反应，燃烧过程中总气体送入末级燃烧段4，空气由尾燃介质进口10通入将未反应的可燃气体燃烬形成烟气，整个燃烧过程中控制燃烧温度介于850～1000℃之间，过量空气系数控制在1.05～1.3之间；有机固体颗粒气化过程中会有少量的固体残碳由气化气携带而出，通过颗粒与颗粒之间、颗粒与隔尘板12之间的碰撞致使大粒径固体残渣降落至末级燃烧段4底部，并由高温机械返料装置11送至鼓泡气化段2再次进行气化反应，小粒径固体残渣在二级燃烧段3及末级燃烧段4已完全燃烬，最终以灰尘的形式夹杂在烟气中，烟气送入旋风分离装置5内进行除尘后，再送入后续能量回收及烟气处理系统。本专利技术包括但不限于本实施例，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术技术原理的前提下，还可以采用其他方式做出替换，这些替换也应视为本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型低污染鼓泡床气化燃烧反应装置，其特征在于，该装置包括进料装置(1)，鼓泡气化段(2)，二级燃烧段(3)，末级燃烧段(4)及旋风分离装置(5)；/n所述的进料装置(1)出口通入鼓泡气化段(2)；/n所述的鼓泡气化段(2)底部设有气化介质进口(6)，布风装置(7)及排渣装置(8)；鼓泡气化段(2)顶部出口通入二级燃烧段(3)；/n所述的二级燃烧段(3)内设有二燃介质进口(9)，二级燃烧段(3)出口通入末级燃烧段(4)；/n所述的末级燃烧段(4)顶部设有尾燃介质进口(10)，底部设有高温机械返料装置(11)，高温机械返料装置(11)与鼓泡气化段(2)相通；二级燃烧段(3)与末级燃烧段(4)、末级燃烧段(4)与旋风分离装置(5)之间均设有隔尘板(12)，末级燃烧段(4)烟气出口通入旋风分离装置(5)；/n所述的旋风分离装置(5)顶部设有能量回收及烟气处理装置(13)，底部设有灰出口(14)；/n整套装置高温反应区域均设有耐火保温板(15)；/n所述的布风装置(7)与各个燃烧阶段燃烧截面的比例关系为1:2.5～1:5。/n

【技术特征摘要】
1.一种新型低污染鼓泡床气化燃烧反应装置，其特征在于，该装置包括进料装置(1)，鼓泡气化段(2)，二级燃烧段(3)，末级燃烧段(4)及旋风分离装置(5)；
所述的进料装置(1)出口通入鼓泡气化段(2)；
所述的鼓泡气化段(2)底部设有气化介质进口(6)，布风装置(7)及排渣装置(8)；鼓泡气化段(2)顶部出口通入二级燃烧段(3)；
所述的二级燃烧段(3)内设有二燃介质进口(9)，二级燃烧段(3)出口通入末级燃烧段(4)；
所述的末级燃烧段(4)顶部设有尾燃介质进口(10)，底部设有高温机械返料装置(11)，高温机械返料装置(11)与鼓泡气化段(2)相通；二级燃烧段(3)与末级燃烧段(4)、末级燃烧段(4)与旋风分离装置(5)之间均设有隔尘板(12)，末级燃烧段(4)烟气出口通入旋风分离装置(5)；
所述的旋风分离装置(5)顶部设有能量回收及烟气处理装置(13)，底部设有灰出口(14)；
整套装置高温反应区域均设有耐火保温板(15)；
所述的布风装置(7)与各个燃烧阶段燃烧截面的比例关系为1:2.5～1:5。


2.根据权利要求1所述的一种新型低污染鼓泡床气化燃烧反应装置，其特征在于，末级燃烧段(4)分为两段，总高度是二级燃烧段(3)高度的两倍；两段之间设有隔尘板(12)，两段底部呈锥型，锥型底部是高温机械返料装置(11)。


3.根据权利要求1或2所述的一种新型低污染鼓泡床气化燃烧反应装置，其特征在于，所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李爱民，王欣，张雷，侯大明，姬国钊，赵紫宁，高原，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21