【技术实现步骤摘要】
本文涉及烘干领域，尤指一种以生物质为燃料的半气化燃烧装置和方法，所述半气化燃烧装置集成了烟气净化脱硝装置。
技术介绍
1、生物质能源作为第四大能源，排在煤、石油、天然气三大化石能源之后。生物质能源具有数量大、分布广泛、可再生性强、低污染以及零二氧化碳净排放等特点，是替代化石能源的主力军之一。
2、2022年，煤炭在一次能源消费总量中的占比为56.2％，比2012年下降12.3个百分点；石油约占比17.9％，比2012年略高0.9个百分点；天然气约占比8.4％，比2012年提高3.6个百分点；非化石能源占比达17.5％，比2012年提高7.8个百分点。
3、目前，生物质高端利用领域主要方向为热解气化合成液体燃料(甲醇、柴油)，热解气化合成氢，或干馏方式获得气体燃料等。以上方式获得燃料气的同时副产物比较多存在热能转化率低(70％左右)的问题，而且部分工艺在燃气净化过程中会产生废水等二次污染物。此外，还存在投资成本高、系统复杂、操控难度高等系列问题，对于一般燃烧烘干领域形成一定壁垒。而生物质直接燃烧热效率低下，比如一般柴火炉只有10-20％，一氧化碳可燃气逃逸率高反而造成环境破坏。
技术实现思路
1、本申请提供了一种用于生物质燃料的大功率半气化燃烧装置和方法，生物质燃料在燃烧室内燃烧，通过合理配风，挥发分成分充分燃烧，可实现热能转化率95％以上，灰分以炉渣形式排出，本申请装置在燃烧过程中无其它任何二次污染物产生，适用于大型热风炉烘干领域。
2、本申请第
3、所述燃烧室顶部设有烟气出口管道，所述往复炉排位于所述燃烧室内；所述燃烧室包括一次燃烧室和二次燃烧室，紧邻所述往复炉排上部的空间为一次燃烧室，所述一次燃烧室和所述烟气出口管道之间的空间为二次燃烧室；
4、所述加料系统与所述一次燃烧室连通；
5、所述排烟风机与所述二次燃烧室连通；
6、所述送风系统分别与所述一次燃烧室和所述二次燃烧室分别连通。
7、在一种示例性实施例中，所述加料系统包括依次连接的双螺旋输送机、大倾角皮带机、中间缓冲仓和液压进料器，其中，所述液压进料器出料口与所述一次燃烧室的进料口连接。
8、在一种示例性实施例中，所述往复炉排设置有倾斜的排面，优选地，所述排面的倾斜角度为15°。
9、在一种示例性实施例中，所述往复炉排沿着所述排面倾斜的长度方向设置为四个区域，其中，一区和四区各占所述往复炉排面积的15-20％，二区和三区各占所述往复炉排面积的35-40％；所述往复炉排的一区临近所述一次燃烧室的进料口。
10、在一种示例性实施例中，所述往复炉排的每个区域之间互相独立，并且每个区域的炉排可分别单独驱动，运行速率可单独调节，可根据不同燃料品类及含水率调节燃烧状态。
11、在一种示例性实施例中，所述一次燃烧室由侧墙和前后拱构成，在持续的燃烧过程中，侧墙和前后拱形成蓄热体，对入炉燃料形成很强的热辐射作用以增加干燥和气化过程；优选地，为了加强二次燃烧效率，所述前后拱的角度被降低，具体地，分别为17°和33°，用以减少所述一次燃烧室的空间，增加所述二次燃烧室的空间。
12、在一种示例性实施例中，所述送风系统包括一次风送风系统、二次风送风系统和三次风送风系统。
13、在一种示例性实施例中，所述一次风送风系统包括一次风机和一次风送风管道，所述一次风机通过一次送管道，经位于所述往复炉排下方的送风口，对所述一次燃烧室送风；优选地，所述一次风机的风量可调节。
14、在一种示例性实施例中，所述二次风送风系统包括二次风机和二次风送风管道，所述二次风机通过二次风送风管道，经所述二次燃烧室底部的二次风喷嘴，对所述二次燃烧室送风。
15、在一种示例性实施例中，所述二次风喷嘴的数量为若干个，分别位于所述二次燃烧室底部周向排列，优选地，所述二次风喷嘴设置为向下倾斜15°的高速逆向混合横向交叉式喷嘴，用于提高气化燃烧效率。其中，这里“高速逆向混合横向交叉”指的是：由于所述二次风喷嘴向下倾斜15°，所以二次风的喷射方向与上升的高温烟气为逆向混合，并且所述二次风喷嘴在一个相对面的排布是交叉分布的。
16、在一种示例性实施例中，所述三次风送风系统包括所述排烟风机和三次风送风管道，所述排烟风机通过三次风送风管道，经所述二次燃烧室中下部的三次风喷嘴，对所述二次燃烧室送风，将自外排烟囱的低温烟气送至所述二次燃烧室，用于配风调温作用；优选地，所述三次风喷嘴为螺旋线形式喷嘴，利用切向螺旋产生的离心力作用可以使所述二次燃烧室的烟气中携带的未燃尽颗粒物沉降下落。
17、在一种示例性实施例中，所述三次风送风管道中设有第一电动蝶阀，用来根据所述三次风送风管道中实时监测的窗口温度通过所述第一电动蝶阀来配风调温。
18、在一种示例性实施例中，所述三次风送风管道还可以与所述烟气出口管道连通，用于在烟气出口管道处将另一部分三次风与出口处的烟气再次混合到所需的工艺温度后，送至用热工段进行干燥及其它做功环节，同时降低出口的烟气中的含氧量；优选地，降低出口的烟气中的含氧量至8％以下。
19、在一种示例性实施例中，所述三次风送风管道和所述烟气出口管道之间设有第二电动蝶阀。
20、在一种示例性实施例中，所述往复炉排下可设置有所述集灰斗，所述集灰斗下方设置有出渣机，所述出渣机与所述集灰斗连通，燃尽后的生物质灰分以炉渣的形式由往复炉排不断推进掉落入所述集灰斗，并由所述出渣机排出；优选地，所述往复炉排的每个区域可分别设置有对应的集灰斗。
21、在一种示例性实施例中，所述生物质半气化燃烧装置还包括脱硝系统，优选地，所述脱硝系统可为选择性非催化还原(sncr)脱硝系统。
22、在一种示例性实施例中，所述脱硝系统包括若干个还原剂喷射孔和与其对应的多个还原剂喷枪，所述还原剂喷射孔和所述还原剂喷枪位于所述二次燃烧室底部四周；优选地，所述还原剂喷射孔和所述还原剂喷枪的数量均为8个。
23、本申请第二个方面提供了一种采用上述装置进行的生物质半气化燃烧方法，包括以下步骤：
24、s100：加料，将生物质燃料由加料系统送至一次燃烧室内的往复炉排面上，并进行燃烧；优选地，将生物质燃料由双螺旋输送机、大倾角皮带机、中间缓冲仓和液压进料器送至一次燃烧室内的往复炉排面上，并进行燃烧；
25、s200：一次风送风和一次燃烧，一次风空气由所述一次风送风系统送至所述一次燃烧室，生物质燃料有组织的在一次风给定条件下部分燃烧，产生化学热使另一部分生物质燃料通过热辐射作用析出可燃性挥发分气体；优选地，一次风空气由所述一次风机经所述一次风送风管道从所述往复炉排下的送风口鼓入，生物质燃料有组织的在一次风给定条件下部分燃烧产生化学热使另一部分生物质燃料通过热辐射作用析出可燃性气本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种生物质半气化燃烧装置，所述生物质半气化燃烧装置包括：加料系统、往复炉排、送风系统、燃烧室和排烟风机；其中：
2.根据权利要求1所述的生物质半气化燃烧装置，其中，所述加料系统包括依次连接的双螺旋输送机、大倾角皮带机、中间缓冲仓和液压进料器，其中，所述液压进料器出料口与所述一次燃烧室的进料口连接。
3.根据权利要求1所述的生物质半气化燃烧装置，其中，所述往复炉排设置有倾斜的排面，优选地，所述排面的倾斜角度为15°；和/或
4.根据权利要求1所述的生物质半气化燃烧装置，其中，所述一次燃烧室由侧墙和前后拱构成；优选地，所述前后拱的角度被降低。
5.根据权利要求1所述的生物质半气化燃烧装置，其中，所述二次风喷嘴的数量为若干个，分别位于所述二次燃烧室底部周向排列，优选地，所述二次风喷嘴设置为向下倾斜15°，更优选地，所述二次风喷嘴设置为高速逆向混合横向交叉式喷嘴；和/或
6.根据权利要求5所述的生物质半气化燃烧装置，其中，所述三次风送风管道还可以与所述烟气出口管道连通；优选地，所述三次风送风管道和所述烟气出口管道之间设有第二
7.根据权利要求1至6中任一项所述的生物质半气化燃烧装置，其中，所述往复炉排下可设置有集灰斗，所述集灰斗下方设置有出渣机，所述出渣机与所述集灰斗连通。
8.根据权利要求7所述的生物质半气化燃烧装置，其中，所述生物质半气化燃烧装置还包括脱硝系统；
9.一种采用权利要求1至8中任一项所述的生物质半气化燃烧装置进行燃烧的方法，包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述一次风空气提供生物质燃料完全燃烧的所需空气量40％的风量，所述二次风空气提供生物质燃料完全燃烧的所需空气量60％的风量。
11.根据权利要求9所述的方法，其中，步骤S400还包括：来自外排烟囱的另一部分三次风低温烟气在所述烟气出口管道处与二次燃烧后的烟气再次混合。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的方法，其中，所述方法还包括脱硝步骤，所述脱硝步骤发生在步骤S300过程中，包括：
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述二次燃烧室中，还原剂从二次燃烧室底部雾化喷入，进入二次燃烧室内以2.3m/s的风速低速上升，烟气在炉内的上升停留时间保持在3.5秒以上。
...【技术特征摘要】
1.一种生物质半气化燃烧装置，所述生物质半气化燃烧装置包括：加料系统、往复炉排、送风系统、燃烧室和排烟风机；其中：
2.根据权利要求1所述的生物质半气化燃烧装置，其中，所述加料系统包括依次连接的双螺旋输送机、大倾角皮带机、中间缓冲仓和液压进料器，其中，所述液压进料器出料口与所述一次燃烧室的进料口连接。
3.根据权利要求1所述的生物质半气化燃烧装置，其中，所述往复炉排设置有倾斜的排面，优选地，所述排面的倾斜角度为15°；和/或
4.根据权利要求1所述的生物质半气化燃烧装置，其中，所述一次燃烧室由侧墙和前后拱构成；优选地，所述前后拱的角度被降低。
5.根据权利要求1所述的生物质半气化燃烧装置，其中，所述二次风喷嘴的数量为若干个，分别位于所述二次燃烧室底部周向排列，优选地，所述二次风喷嘴设置为向下倾斜15°，更优选地，所述二次风喷嘴设置为高速逆向混合横向交叉式喷嘴；和/或
6.根据权利要求5所述的生物质半气化燃烧装置，其中，所述三次风送风管道还可以与所述烟气出口管道连通；优选地，所述三次风送风管道和所述烟气出口管道之间设有第二电动蝶阀。
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【专利技术属性】
技术研发人员：马发红，杨正波，张羽飞，任有欢，侯志刚，刘永肖，张利敏，
申请(专利权)人：中建材创新科技研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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