一种超低排放节能环保型生物质锅炉及燃烧方法技术

发明专利技术公开了一种超低排放节能环保型生物质锅炉及燃烧方法，包括炉膛、通道后壁、尾部烟道、二次风机和一次风机，炉膛由炉膛前墙、炉膛后墙和侧墙组成，炉膛的底部设置有燃烧设备，炉膛前墙与炉膛后墙之间设置有炉膛隔墙，炉膛隔墙将炉膛划分为干燥预热室和炉膛主燃室，干燥预热室的顶部设置有炉顶进料口，炉膛后墙与通道后壁之间设置有辐射冷却室隔墙，辐射冷却室隔墙与炉膛后墙之间的通道设置为辐射冷却室；该锅炉采用全新的结构设计，彻底改变传统的炉外烟道烘干的进料烘干方式，在减少炉外设备的同时增加锅炉的吸热量，提高锅炉热效率，以更好的满足生物质燃料的高效分级燃烧需求；实现污染物的脱除和超低排放，高效节能环保效果显著。果显著。果显著。

【技术实现步骤摘要】
一种超低排放节能环保型生物质锅炉及燃烧方法


[0001]专利技术涉及生物质为燃料的锅炉
，特别是涉及高含水率生物质为燃料的锅炉
，具体为一种超低排放节能环保型生物质锅炉及燃烧方法。

技术介绍

[0002]传统的糠醛渣层燃锅炉（链条炉排设备或往复炉排设备）的工作流程是：炉外烘干后的糠醛渣生物质燃料（通常水分≤25%），从炉前炉排上部利用给料机推入或利用气力输送的方式喷入炉膛进行燃烧，颗粒度较大的部分燃料落在炉排上进行层状燃烧，颗粒度较小的部分燃料在炉膛内进行悬浮燃烧；糠醛渣在炉膛内燃烧后经布置在炉膛出口的凝渣管进入尾部烟道上部较小的燃烬室进一步燃烧，燃烧后的热烟气继续向下流动，依次冲刷尾部烟道内的过热器和对流管束等对流受热面，最终使烟气温度降低到300℃左右排出锅炉；排出锅炉300℃左右较高温度的烟气再进入炉外专用的烘干烟道来烘干糠醛渣原料（通常水分≥50%）； 排出锅炉300℃左右较高温度的烟气在烘干烟道内与糠醛渣原料混合，利用锅炉排出的较高温度的烟气来蒸发掉糠醛渣原料的过高水分，而达到烘干燃料的效果（通常烘干后水分≤25%），并将烟气温度降至140℃左右；经过炉外烘干后的糠醛渣燃料则通过热烟气的气力输送输入到炉前上部的旋风分离器内进行气固分离，分离下来的糠醛渣燃料则落入锅炉炉前的料斗被送入炉膛进行燃烧，分离不下来的糠醛渣细小颗粒及析出的VOC等挥发性气体则随烟气进入尾部处理装置（除尘、脱硫等）后而直接排入大气。
[0003]传统的糠醛渣层燃锅炉具有以下缺点：1）为了在炉外能够烘干糠醛渣原料，锅炉的排烟温度通常需要在300℃左右，排烟温度高，导致锅炉的有效利用热量减少，锅炉的热效率很低，无法做到高效利用，造成能源的极大浪费，不符合能源高效利用的原则。而且烟尘分离后的燃料需要靠烟气或空气来输送进入炉膛燃烧，导致使锅炉的烟气量额外增加很多，排烟热损失更大，锅炉热效率更低。另外，因烘干原料的烟气温度约300℃左右，烟气温度偏低，导致糠醛渣原料烘干效果不佳，烘干后燃料的水分也偏高，不利于燃烧，不仅糠醛渣的烘干量和烘干效果受限，且需额外增加昂贵的炉外烘干处理成本，同时锅炉的负荷受制于分离器的分离效率和烘干燃料量及烘干程度等因素，对烘干及输送烟道和分离器的分离效果与锅炉负荷的匹配性要求很高，否则稳定性很差，操作难度大，影响锅炉的稳定运行效果。
[0004]2）炉外烘干及分离烟道系统复杂，成本高，检修率高。因烘干后的糠醛渣需要通过气力输送等的方式将烟气和糠醛渣的混合物送入锅炉前部较高位置的炉外分离器进行气固分离，且烘干用的热烟气温度偏低，导致糠醛渣的烘干量受限，且耗能很大。由于糠醛渣原料和烘干后糠醛渣的密度差异较大，导致在糠醛渣原料入口一段距离内糠醛渣原料容易沉降在烘干烟道内，而部分堵塞烘干烟道，导致烘干烟道的输料不畅，需采取其他额外的设备和措施来进行疏通防堵，而造成炉外烘干烟道及分离烟道系统复杂且故障率高，投入成本高，影响锅炉长周期运行。
[0005]3）对分离器的分离效率要求较高；如分离效率低，则有较多未能被有效分离捕捉
的糠醛渣原料则随烟气进入尾部处理装置（除尘），既造成燃料的浪费，又增加尾部处理成本，还影响尾部处理设备的正常运行效果，且容易损坏除尘器的布袋并造成糊袋或磨损，影响其使用寿命和运行周期。
[0006]4）糠醛渣内含有硫，VOC(挥发性有机化合物)等有机物元素，在炉外烘干烟道内析出并随分离器排出的烟气一块未经处理就直排入大气，造成锅炉污染物的排放超标，影响锅炉的环保效果；同时烟气中的硫化物对炉外烘干烟道及分离器烟道均造成腐蚀，设备防腐成本高；糠醛渣原料中的VOC（挥发性有机化合物）等有机物元素与300℃左右的低温烟气混合，从糠醛渣原料中挥发出来，没有再进行进一步处理就随烟气直接排入大气，影响人体健康并造成环境污染，并导致环保排放不达标，可能导致锅炉无法使用；若再进行VOC(挥发性有机化合物)等有机物元素处理，则需要额外增加大量的处理设备及处理成本。
[0007]中国专利申请号201120003837.3公开了一种高效燃生物质发电锅炉，在锅炉出口烟道末端至两侧烟渣分离器间双向布置竖井式烘干烟道， 该烘干烟道主要是对糠醛废渣进行烘干，经电动拨料器拨入电动螺旋喂料器，再经热风布料器均匀稳定送入炉膛；同样中国专利申请号201420491156.X 公开了高效环保节能的燃生物质锅炉，也是采用锅炉尾气余热将物料烘干的炉外烟道烘干方法，上述专利与传统的糠醛渣层燃锅炉存在相同的缺点。
[0008]中国专利申请号201911039424.8公开了一种锅炉结构及锅炉脱硫方法，在主炉膛的侧壁上设置第一喷嘴，第一喷嘴向主炉膛内部喷入氧化钙粉末，通过炉外增湿活化氧化钙，氧化钙粉末可与烟气中的酸性物质发生反应，通过酸碱中和与氧化还原，可实现炉内脱硫，降低了环保设备投入及环保设备运行费用，但是从技术方案公开内容看，烟气中的酸性物质完全依靠加入氧化钙粉进行处理，只进行脱硫处理，没有考虑VOC(挥发性有机化合物)的处理，也会造成锅炉污染物的排放超标，另外糠醛烘干过程中也会出现硫化物，对烘干烟道及分离器烟道均造成腐蚀。
[0009]中国专利申请号为202111267066.3公开了一种以糠醛渣为燃料的多级燃烧炉，在燃烧的过程中通过启动电机，在进料斗处添加糠醛渣，在输出轴和螺旋刮板的转动下将糠醛渣均匀的输送进炉体的内部，通过启动水泵可将水箱内部的水进行循环，当热水循环之后可以对进料管内部的糠醛渣进行烘干，采用双层燃烧的方式燃烧，在现实中，仅仅依靠第一筛网和第二筛网对糠醛分级是不现实的；糠醛渣是生物质类物质如玉米芯、玉米秆、稻壳、棉籽壳以及农副产品加工下产生生物质类废弃物，有聚集性，现实中都是采用旋风分离器实现糠醛渣的分离；而且从技术方案公开内容看，依靠换热管内热水循环的换热来对进料管内的燃料进行烘干，但热水循环的换热效果及燃料的烘干效果受制于热水温度的高低，热水温度的高低又受限于热水循环系统的热水压力，同时又受换热器换热效率等因素的影响，致使燃料的烘干效果受到重重限制和影响，导致烘干效果不佳，达不到文件中所述的技术效果；同时该燃烧炉的糠醛渣烘干后析出的水蒸气也是直接送入布袋除尘器后排入大气；而且糠醛渣内含有硫、VOC(挥发性有机化合物)等有机物元素，也因受热析出而随析出的水蒸气一起未经处理而直排大气，影响锅炉的环保效果。
[0010]针对上述存在的问题提出了一种超低排放节能环保型生物质锅炉及燃烧方法。

技术实现思路

[0011]专利技术要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种超低排放节能环保型生物质锅炉及燃烧方法，该锅炉采用全新的结构设计，彻底改变传统的炉外烟道烘干的进料烘干方式，在减少炉外设备的同时增加锅炉的吸热量，提高锅炉热效率，采用独特的前中后三拱组成的复合式炉拱结构，以更好的满足生物质燃料的高效分级燃烧需求，精准的二次风布置点，强化烘干和燃烧效果，同时进行污染物的脱除和VOC等挥发性物质的低成本无害化焚烧处理，可实现污染物的超低排放，高效节能环保效果显著，可以有效解决
技术介绍
中的问本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超低排放节能环保型生物质锅炉，包括炉膛、通道后壁（16）、尾部烟道（25）、二次风机（45）和一次风机（46），炉膛由炉膛前墙（9）、炉膛后墙（15）和侧墙（18）组成，炉膛的底部设置有燃烧设备（37），燃烧设备（37）的后侧设置有渣斗（34），其特征在于：炉膛采用全膜式壁结构，炉膛前墙（9）与炉膛后墙（15）之间设置有炉膛隔墙（8），炉膛隔墙（8）采用全膜式壁结构，炉膛隔墙（8）的上部与炉膛完全密封隔开，炉膛隔墙（8）将炉膛划分为干燥预热室（12）和炉膛主燃室（11），干燥预热室（12）的顶部设置有炉顶进料口（19），炉膛后墙（15）与通道后壁（16）之间设置有辐射冷却室隔墙（22），辐射冷却室隔墙（22）与炉膛后墙（15）之间的通道设置为辐射冷却室（14），炉膛后墙（15）的上部设置有炉膛出口（17），辐射冷却室隔墙（22）与通道后壁（16）之间形成通道后壁烟道（13），炉膛隔墙（8）的下部设置有中拱（36），且中拱（36）与燃烧设备（37）之间留有通道，干燥预热室（12）和炉膛主燃室（11）的下方腔体设置为下部转向室（4），通道后壁烟道（13）的上部侧面设置有烟气出口（21），尾部烟道（25）与烟气出口（21）连通，尾部烟道（25）从上至下依次设置有节能器（26）、空气预热器（29），节能器（26）的上方预留有SCR脱硝位置（24），二次风机（45）通过二次风管与空气预热器（29）进口连接，炉膛中设置有SNCR脱硝区域（28）和二次风布置点，空气预热器（29）通过二次热风管分别与二次风布置点连通，一次风机（46）通过一次风管与空气预热器（29）进口连接，空气预热器（29）通过一次热风管分别与燃烧设备（37）连通。2.根据权利要求1的一种超低排放节能环保型生物质锅炉，其特征在于：炉膛前墙（9）的下部设置有前拱（3），炉膛后墙（15）的下部设置有后拱（35），前拱（3）为向右侧折弯再向左侧折弯结构，中拱（36）向右侧倾斜折弯，后拱（35）为向左侧折弯再向下侧折弯结构，前拱（3）、中拱（36）和后拱（35）三拱形成复合式炉拱结构。3.根据权利要求1的一种超低排放节能环保型生物质锅炉，其特征在于：锅炉的水冷系统采用三流程结构，第一流程为炉膛，第二流程为下行的辐射冷却室（14），第三流程为上行的通道后壁烟道（13）。4.根据权利要求1的一种超低排放节能环保型生物质锅炉，其特征在于：辐射冷却室隔墙（22）采用全膜式壁结构，辐射冷却室隔墙（22）的上部与炉膛及通道后壁（16）完全密封隔开，辐射冷却室隔墙（22）的下部向右弯曲形成辐射冷却下部转向室（32），辐射冷却下部转向室（32）的底部设置有灰斗Ⅰ（33）。5.根据权利要求1的一种超低排放节能环保型生物质锅炉，其特征在于：还包括述锅筒（20）和角管（1），锅筒（20）布置在锅炉的后上部位置，锅筒（20）采用单锅筒结构，角管（1）用于对锅筒（20）、炉膛、辐射冷却室（14）及通道后壁烟道（13）进行自承重式支撑。6.根据权利要求1或2的一种超低排放节能环保型生物质锅炉，其特征在于：二次风布置点包括前墙二次风、炉膛隔墙二次风（5）、后墙二次风，前墙二次风双层布置，前墙二次风包括前墙下层二次风（2）和前墙上层二次风（10），前墙下层二次风（2）布置在干燥预热室（12）的出口和燃烧设备（37）的上部位置的前拱（3）处，且前墙下层二次风（2）出风口向下以小的倾角向炉膛后部方向布置，前墙上层二次风（10）设置在干燥预热室（12）中下部区域，且前墙上层二次风（10）的出风口以向上倾斜角度方式布置，炉膛隔墙二次风（5）设置在炉膛隔墙（8）的下部中拱（36）处，该炉膛隔墙二次风（5）向后以倾斜角度布置，使出风口对应中拱（36）和后拱（35）形成的炉拱喉口区域，后...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹习功，曹德鸣，赵云峰，申贞强，牛讲伟，任建宇，张翔，李梦月，李亚星，杨志强，马陆陆，王光甫，李瑛瑛，毛齐备，方永锋，李素琴，丁恒波，杨传义，
申请(专利权)人：河南华泰石化装备股份有限公司，
类型：发明
国别省市：