本发明专利技术提供一种生物质气化耦合水泥窑炉装置与方法，包括流化床气化炉设备、分解炉、回转窑；所述流化床气化炉设备侧壁设置原料仓和床料仓，流化床气化炉设备下部设置流化风管；回转窑上游与分解炉相连，回转窑下游与排粉机相连；排粉机上游与煤粉仓相连，排粉机下游与锁斗相连；空气预热器接回转窑，空气预热器下游与气化炉流化风管及二次风环管相连。本装置采用生物质能梯级利用，使用流化床气化炉设备将生物质气化为生物质炭粉和生物质燃气，进而对两者分别利用，解决了现有水泥窑直接掺烧生物质存在掺烧比例很小、水泥窑产量降低、运行不稳定的缺点。并适用于高水分、低热值、低灰熔点的生物质，扩大生物质燃料的选择范围。扩大生物质燃料的选择范围。扩大生物质燃料的选择范围。
【技术实现步骤摘要】
一种生物质气化耦合水泥窑炉装置与方法
[0001]本专利技术涉及生物质
，具体为一种生物质气化耦合水泥窑炉装置与方法。
技术介绍
[0002]近年来，能源安全和可持续发展问题一直困扰着全球绝大多数的国家。而生物质能源是通过植物的光合作用贮存在植物中的太阳能，是一种重要的可再生能源。就其能源当量而言，仅次于煤炭、石油和天然气。世界各国，尤其是发达国家，都在致力于开发高效、无污染的生物质能利用技术，以达到保障国家能源安全、实现二氧化碳减排、保持国家经济可持续发展的目的。
[0003]水泥窑作为用能大户，对煤炭资源的依赖性限制了水泥窑行业的发展。水泥窑用户希望通过使用生物质能代替部分煤炭，从而达到水泥窑节能减排的目的。传统生物质替代煤作为水泥窑燃料的方法是与煤直接混合掺烧，由于生物质燃料的热值与煤相差较大，掺烧比例很小，否则会造成水泥窑产量降低、运行不稳定。因此，需要一种合理的生物质替代煤炭的方式来提高生物质替代煤炭在水泥窑的利用效果。
技术实现思路
[0004]本专利技术所解决的技术问题在于提供一种生物质气化耦合水泥窑炉装置与方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]本专利技术所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种生物质气化耦合水泥窑炉装置，包括流化床气化炉设备、旋风分离器、高温燃气增压风机、分解炉、回转窑、排粉机、煤粉仓、空气预热器、气泵；所述流化床气化炉设备侧壁设置原料仓和床料仓，流化床气化炉设备下部设置流化风管；旋风分离器的进口与流化床气化炉设备的燃气出口相连，旋风分离器的出口与高温燃气增压风机的进气口相连，旋风分离器底部设置有锁斗；高温燃气增压风机的出气口分为两路，一路与锁斗相连、另一路与分解炉相连；回转窑上游与分解炉相连，回转窑下游与排粉机相连；排粉机上游与煤粉仓相连，排粉机下游与锁斗相连；空气预热器接回转窑，空气预热器下游与气化炉流化风管及二次风环管相连。
[0006]进一步地，所述流化床气化炉设备底部设置冷却螺旋绞龙，冷却螺旋绞龙与气泵相连，气泵与分解炉相连。
[0007]进一步地，所述高温燃气增压风机后设置流量调节阀。目的在于，调节进入锁斗中燃气流量，便于生物质炭粉顺利吹入排粉机中。
[0008]进一步地，所述流化床气化炉设备下部的热解段为渐缩结构，上部的炭粉输送段为直筒结构，热解段和炭粉输送段布置了二次风环管；流化风管上设风帽，风帽为侧开孔结构。目的在于，气化炉设备下部的热解段为渐缩结构，有利于热解气化反应的稳定进行；热解段和炭粉输送段布置了二次风环管，流化风管上设风帽，能够将预热空气均匀的送入流化床气化炉设备中，便于高效的完成热解气化反应；风帽为侧开孔结构，避免流化床中物料堵塞布风口。
[0009]一种生物质气化耦合水泥窑炉的方法，包括以下步骤：
[0010]步骤(1).生物质原料通过原料仓加入到流化床气化炉设备，床料通过床料仓加入到流化床气化炉设备的热解段，生物质原料与通入的少量空气发生部分氧化反应，放出热量实现生物质热解气化，生成生物质燃气与生物质炭粉，同时进行床料的焙烧；
[0011]步骤(2).生物质炭粉被生物质燃气携带进入炭粉输送段，生物质燃气与二次风环管进入的预热空气发生氧化产生高温，高温生物质燃气携带生物质炭粉进入旋风分离器，经旋风分离器进行气固分离后，高温生物质炭粉进入锁斗中暂存；高温生物质燃气通过高温燃气增压风机进行加压并经过流量调节阀分成两路，一路用于将锁斗中高温生物质炭粉输送至排粉机，与煤粉仓输出的煤粉经排粉机混合，送至回转窑中燃烧；另一路高温生物质燃气送入分解炉中燃烧加热入炉生料；
[0012]步骤(3).回转窑余热回收系统设置空气预热器，回转窑生产的高温熟料经空气预热器冷却后排出，空气经空气预热器预热后进入流化风管和二次风环管。预热空气温度为20～800℃，用于流化床气化炉设备气化反应的气化剂；
[0013]步骤(4).床料在流化床气化炉设备中焙烧后经冷却螺旋绞龙排出，由气泵输送至分解炉，与预热分解后的生料混合后进入回转窑。
[0014]进一步地，步骤(1)所述流化床气化炉设备的热解段运行温度为400～800℃，流化速度为0.3～3m/s；炭粉输送段运行温度为500～900℃，流化速度为1～5.5m/s。
[0015]进一步地，步骤(1)所述床料为铝矾土与粘土、高硅砂岩、金属灰渣、黄磷渣的两种或者多种组合，其中铝矾土质量比例不低于30％。
[0016]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0017](1)本装置采用生物质能梯级利用，使用流化床气化炉设备将生物质气化为生物质炭粉和生物质燃气，进而对两者分别利用，解决了现有水泥窑直接掺烧生物质存在掺烧比例很小、水泥窑产量降低、运行不稳定的缺点。并适用于高水分、低热值、低灰熔点的生物质，扩大生物质燃料的选择范围。
[0018](2)流化床采用流化风管布风，风管上设风帽，风帽采用侧向开孔，具有流化气速高、生物质热解气化充分的特点，同时避免了流化床中物料堵塞布风口。
[0019](3)回转窑余热回收系统设置空气预热器，有效利用水泥窑余热，通过调节预热空气的温度调节生物质炭粉和生物质燃气的生成比例，实现对水泥窑温度控制。
[0020](4)床料在流化床气化炉设备中进行焙烧后，由气泵输送至分解炉底部，与预热分解后的生料混合后进入回转窑，混合后生料的易烧性、均匀性、细度都有显著提高，可改善水泥的品质。
[0021](5)生物质炭粉和生物质燃气在高温状态下被输送，系统无焦油析出问题，同时生物质炭粉和生物质燃气的显热被充分利用。
附图说明
[0022]图1为本专利技术的结构示意图。
[0023]图2为本专利技术的流化风管结构示意图。
[0024]图中：1、流化床气化炉设备，101、炭粉输送段，102、原料仓，103、二次风环管，104、床料仓，105、风帽，106、流化风管，107、热解段，108、冷却螺旋绞龙，2、旋风分离器，201、锁
斗，3、高温燃气增压风机，301、流量调节阀，4、分解炉，5、回转窑，6、排粉机，7、煤粉仓，8、空气预热器，9、气泵。
具体实施方式
[0025]为了使本专利技术的实现技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本专利技术，在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以两个元件内部的连通。
[0026]如图1、图2所示，一种生物质气化耦合水泥窑炉装置，包括流化床气化炉设备1、旋风分离器2、高温燃气增压风机3、分解炉4、回转窑5、排粉机6、煤粉仓7、空气预热器8、气泵9；所述流化床气化炉设备1侧壁设置原料仓102和床料仓104，流化床气化炉设备1下部设置流化风管106；旋风分离器2的进口与流化床气化炉设备1的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种生物质气化耦合水泥窑炉装置，其特征在于：包括流化床气化炉设备(1)、旋风分离器(2)、高温燃气增压风机(3)、分解炉(4)、回转窑(5)、排粉机(6)、煤粉仓(7)、空气预热器(8)、气泵(9)；所述流化床气化炉设备(1)侧壁设置原料仓(102)和床料仓(104)，流化床气化炉设备(1)下部设置流化风管(106)；旋风分离器(2)的进口与流化床气化炉设备(1)的燃气出口相连，旋风分离器(2)的出口与高温燃气增压风机(3)的进气口相连，旋风分离器(2)底部设置有锁斗(201)；高温燃气增压风机(3)的出气口分为两路，一路与锁斗(201)相连、另一路与分解炉(4)相连；回转窑(5)上游与分解炉(4)相连，回转窑(5)下游与排粉机(6)相连；排粉机(6)上游与煤粉仓(7)相连，排粉机(6)下游与锁斗(201)相连；空气预热器(8)接回转窑(5)，空气预热器(8)下游与气化炉流化风管(106)及二次风环管(103)相连。2.根据权利要求1所述的一种生物质气化耦合水泥窑炉装置，其特征在于：所述流化床气化炉设备(1)底部设置冷却螺旋绞龙(108)，冷却螺旋绞龙(108)与气泵(9)相连，气泵(9)与分解炉(4)相连。3.根据权利要求1所述的一种生物质气化耦合水泥窑炉装置，其特征在于：所述高温燃气增压风机(3)后设置流量调节阀(301)。4.根据权利要求1所述的一种生物质气化耦合水泥窑炉装置，其特征在于：所述流化床气化炉设备(1)下部的热解段(107)为渐缩结构，上部的炭粉输送段(101)为直筒结构，热解段(107)和炭粉输送段(101)布置了二次风环管(103)；流化风管(106)上设风帽(105)，风帽(105)为侧开孔结构。5.一种利用权利要求1所述装置耦合水泥窑炉的方法，包括以下步骤：步骤(1).生物质原料通过原料仓(102)加入到流化床气化炉设...
【专利技术属性】
技术研发人员：张守军，赵成武，鲁万宝，冯干，吴银龙，毕张飞，胡鹏，张政，王亚军，汪晓军，高红星，张广林，
申请(专利权)人：合肥德博生物能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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