本申请公开了一种天然气与生物质燃料联产活性石灰的装置，以解决现有技术存在的单膛竖炉生产石灰时不能使用高热值燃气和低热值燃气混合燃烧、不能喷吹固体粉料燃料的问题。本申请通过在炉体内部设置的炉内中心燃烧装置与炉体外部设置的炉外燃烧装置组合应用，实现了使用天然气燃料和生物质气燃料及生物质粉燃料三种清洁燃料在同一炉膛内燃烧生产活性石灰的目的，不但结构简单实用、紧凑，煅烧时间短、生产效率高，产量高、产品品质好、经济性好，生产成本低；而且实现了清洁能源替代矿物质燃料和对生物质燃料深层次利用的目的；同时大幅度降低了污染物和二氧化碳的排放，在减污降碳、改善生态环境、保障国家能源安全等方面具有重要意义。具有重要意义。具有重要意义。
【技术实现步骤摘要】
一种天然气与生物质燃料联产活性石灰的装置
[0001]本申请涉及石灰窑生产石灰
，具体涉及一种天然气与生物质燃料联产活性石灰的装置。
技术介绍
[0002]我国传统的石灰烧制是使用煤、焦炭等固体燃料，目前我国80％左右的石灰产能还是采用煤炭等固体燃料生产。进入“十四五”时期，我国生态环境保护已经进入减污降碳协同治理的新阶段，在我国“双碳”背景下，采用煤炭生产石灰的工艺已经被严格限制和禁止，尤其是采用固体煤炭燃料的混料式竖窑已经不再允许建设。而且，重要的是，从我国目前的煤炭价格看，采用煤炭生产石灰也无成本优势了。所以，石灰生产企业如何选择能源结构已经制约企业的生存和发展的关键。
[0003]从目前石灰生产的燃料结构分析及从国家产业政策和行业发展远景来看，采用天然气生产石灰将是首选。天然气作为未来的主要能源，具有许多其他能源所不具备的优势：天然气是最清洁的燃料，天然气燃烧后生成二氧化碳和水，与煤炭和重油比较，燃烧天然气产生的有害物质大幅度减少，如以天然气代替燃煤，可减少氮氧化物排放量80％
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90％，一氧化碳排放量可减少52％，并基本杜绝二氧化硫的排放和城市酸雨的产生。天然气还具有安全的特点，燃烧时不会产生一氧化碳等有毒气体，不会危害人体健康，密度比空气轻，即使泄露，也是往上空飘散，不易形成爆炸源。
[0004]但是，由于我国的能源结构特点限制，我国大部分地区的天然气价格都非常昂贵，从其生产成本角度来看，天然气生产成本还远远高于煤炭生产石灰的成本，致使无法直接或全部使用天然气生产石灰。目前仅有新疆、四川、陕西等少数地区的天然气价格较低，其生产成本接近煤炭生产石灰的成本，但是由于传统石灰生产工艺装备及天然气燃烧特性的限制，绝大部分传统竖窑无法采用天然气生产石灰。所以，在优先选择天然气作为生产石灰燃料的前提下，如何选择新的可用能源和替代能源生产石灰是目前亟待解决的问题，如何选择可以采用新能源生产石灰的新工艺、新装备也是广大石灰行业从业者的期盼。
[0005]生物质被称为世界第四大能源，对于生物质的利用，人们往往倾向于将其进行气化处理来获得生物质燃气。在世界范围内，生物质气化主要用于供热/ 窑炉、热电联产(combined heat and power，CHP)、混燃应用和合成燃料，目前规模最大的应用是CHP.20世纪80年代起，生物质气化被美国、瑞典和芬兰等国用于水泥窑和造纸业的石灰窑，既能保证原料供给又能满足行业需求，具有较强的竞争力。20世纪90年代，生物质气化开始被应用于热电联产、多用柴油或燃气内燃机，生物质整体气化联合循环(biomass integrated gasificationcombined cycle，BIGCC)也成为研究热点，在瑞典、美国、巴西等国已经建成几个示范工程。1998年，生物质气化混合燃烧技术已被用于煤电厂，将生物质燃气输送至锅炉与煤混燃，目前已商业化运行。
[0006]中国的生物质气化主要用于发电/CHP、供热/窑炉和集中供气，已建成了从200kWe～20MWe不同规格的气化发电装置，气化发电正向产业规模化方向发展，是国际上中小型生
物质气化发电应用最多的国家之一。
[0007]热化学能转化有4种形式：燃烧、热解、气化和液化。生物质气化作为一种高效洁净的使用方法，在提高生物质利用率及减少污染方面有重要作用，它是生物质热化学能转化中最重要的一种形式，生物质气化后利用率是直接燃烧的3～5倍。生物质作为气化原料和煤相比，具有更好的反应性、其挥发成分含量高、H/C和O/C比高、灰分含量较低、空隙率大、孔径大。这些性质使生物质成为气化的理想原料。
[0008]在生物质燃料中，不同秸秆的热值是3000～3800大卡/公斤，不同木屑的热值是4200～4500大卡/公斤。以上两种燃料虽然相对于煤粉、天然气等燃料的单位质量热值明显偏低，但是工业制备石灰的温度相对于水泥生产、烧结等反应的温度要低很多，一般在950～1250℃，因此采用秸秆粉料和木屑粉料作为燃料制备石灰是可行的。
[0009]目前，采用煤、焦炭等固体燃料进行石灰烧制时，安全性低，燃烧产生的一氧化碳等有毒气体含量高，会危害到人体健康，严重情况下，有毒气体泄漏，易形成爆炸源和污染源。而且，目前还没有使用生物质气和生物质固体粉料燃料生产石灰的技术和案例，尤其是单膛竖窑生产石灰的技术和装备无法使用天然气等高热值燃气与生物质气等低热值燃气混合燃烧生产，尤其是传统周边式烧嘴式燃气竖窑因天然气和生物质气燃烧火焰短，当窑体直径过大时热能无法达到炉中心而造成的产量低、石灰生烧率高的问题。同时存在煅烧时间长、耗能高、投资成本高的缺点。
技术实现思路
[0010]为此，本申请提供一种天然气与生物质燃料联产活性石灰的装置，以解决现有技术存在的单膛竖炉生产石灰时不能使用高热值燃气和低热值燃气混合燃烧、不能喷吹固体粉料燃料，以及安全性低、煅烧时间长、产量低及耗能高的问题。
[0011]为了实现上述目的，本申请提供如下技术方案：
[0012]第一方面，一种天然气与生物质燃料联产活性石灰的装置，包括：
[0013]竖炉炉体焙烧系统，包括炉体、炉内中心燃烧装置和炉外燃烧装置，所述炉内中心燃烧装置为所述炉体的中心部位提供热能，所述炉外燃烧装置为所述炉体的外部空间提供热能；石料供应系统，包括石料仓、上料小车，所述上料小车的末端设有出料口，石料仓内的石料进入上料小车后，通过所述出料口进入所述炉体内；供风系统，为所述炉内中心燃烧装置和炉外燃烧装置提供助燃风；燃料供应系统，所述燃料供应系统包括天然气供热装置、生物质气供热装置；出料系统，用于对经所述竖炉炉体焙烧系统煅烧后冷却的石灰进行卸料；
[0014]所述炉体的外壁设有燃气燃料围管，所述燃气燃料围管包括天然气燃料围管和生物质气燃料围管；所述天然气供热装置通过管道与所述天然气燃料围管连接，且天然气燃料围管具有若干天然气燃料围管支管管道，所述天然气燃料围管支管管道与所述炉内中心燃烧装置、炉外燃烧装置连通；所述生物质气供热装置通过管道与所述生物质气燃料围管连接，且生物质气燃料围管具有若干生物质气燃料围管支管管道，若干生物质气燃料围管支管管道与所述炉内中心燃烧装置、炉外燃烧装置连通。
[0015]可选地，所述石料供应系统还包括石料称量装置、电动皮带机和卷扬机，所述石料称量装置设置于所述石料仓的下方，所述石料仓内的石料经所述石料称量装置称量后经所述电动皮带机传输至上料小车，并通过卷扬机将所述上料小车上的石料提升至所述炉体。
[0016]可选地，还包括多功能布料器，所述多功能布料器设置于所述炉体的顶部；所述多功能布料器为筛分倾动旋转布料器，所述石料经筛分倾动旋转布料器后进入所述炉体。
[0017]可选地，所述炉体的内部空间从上至下分为预热带、煅烧带和冷却带三个区域；所述炉体的外壁对应于煅烧带的下部区域设置有一级炉风座、二级炉风座，所述二级炉风座位于一级炉风座的下部；
[0018]所述炉内中心燃烧装置位于所述煅烧带的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种天然气与生物质燃料联产活性石灰的装置，其特征在于，包括：竖炉炉体焙烧系统，包括炉体、炉内中心燃烧装置和炉外燃烧装置，所述炉内中心燃烧装置为所述炉体的中心部位提供热能，所述炉外燃烧装置为所述炉体的外部空间提供热能；石料供应系统，包括石料仓、上料小车，所述上料小车的末端设有出料口，石料仓内的石料进入上料小车后，通过所述出料口进入所述炉体内；供风系统，为所述炉内中心燃烧装置和炉外燃烧装置提供助燃风；燃料供应系统，所述燃料供应系统包括天然气供热装置、生物质气供热装置；出料系统，用于对经所述竖炉炉体焙烧系统煅烧后冷却的石灰进行卸料；所述炉体的外壁设有燃气燃料围管，所述燃气燃料围管包括天然气燃料围管和生物质气燃料围管；所述天然气供热装置通过管道与所述天然气燃料围管连接，且天然气燃料围管具有若干天然气燃料围管支管管道，所述天然气燃料围管支管管道与所述炉内中心燃烧装置、炉外燃烧装置连通；所述生物质气供热装置通过管道与所述生物质气燃料围管连接，且生物质气燃料围管具有若干生物质气燃料围管支管管道，若干生物质气燃料围管支管管道与所述炉内中心燃烧装置、炉外燃烧装置连通。2.根据权利要求1所述的天然气与生物质燃料联产活性石灰的装置，其特征在于，所述石料供应系统还包括石料称量装置、电动皮带机和卷扬机，所述石料称量装置设置于所述石料仓的下方，所述石料仓内的石料经所述石料称量装置称量后经所述电动皮带机传输至上料小车，并通过卷扬机将所述上料小车上的石料提升至所述炉体。3.根据权利要求2所述的天然气与生物质燃料联产活性石灰的装置，其特征在于，还包括多功能布料器，所述多功能布料器设置于所述炉体的顶部；所述多功能布料器为筛分倾动旋转布料器，所述石料经筛分倾动旋转布料器后进入所述炉体。4.根据权利要求3所述的天然气与生物质燃料联产活性石灰的装置，其特征在于，所述炉体的内部空间从上至下分为预热带、煅烧带和冷却带三个区域；所述炉体的外壁对应于煅烧带的下部区域设置有一级炉风座、二级炉风座，所述二级炉风座位于一级炉风座的下部；所述炉内中心燃烧装置位于所述煅烧带的下部，炉内中心燃烧装置的顶部设有第一喷口、第二喷口，所述第一喷口用于喷出提供天然气或生物质气，所述第二喷口用于喷出生物质粉料；炉内中心燃烧装置的底部设有第一管道，所述第一管道与所述一级炉风座连通，所述第一管道对炉内中心燃烧装置起到支撑作用，并提供一次助燃风的通道；所述炉外燃烧装置位于炉体的外壁、对应于煅烧带的上部，炉外燃烧装置包括长焰燃烧器、短焰燃烧器，所述长焰燃烧器位于所述短焰燃烧器的上部；所述炉体的外壁对应于煅烧带的上部区域从上之下依次设有助燃风围管、燃气燃料围管；所述助燃风围管位于所述短焰燃烧器的下部。5.根据权利要求4所述的天然气与生物质燃料联产活性石灰的装置，其特征在于，所述供风系统包括一次助燃风机、二次助燃风机和助燃风风帽；所述助燃风风帽位于炉内中心燃烧装置的下方；所述一...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘玉泉，刘久盛，
申请(专利权)人：唐山市丰南区金泉冶金能源新技术开发有限公司，
类型：新型
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