一种粉煤灰流化床燃烧脱碳装置，包括炉膛(1)、冷灰器（2）、高温进灰阀（3）、送风机（4）、电加热器（5）、旋风分离器（6）、回料阀（7）、空气换热器（8）、除尘器（9）、引风机（10）和烟囱（11），炉膛（1）下部设置有电加热棒（1-8），送风机（4）前设置有电加热器（5），分别用于锅炉启动点火时加热炉内床料和提供高温空气；冷灰器（2）中部设有分隔墙（2-4），冷灰器布风板（2-10）与炉膛布风板（1-6）的面积比为3；空气换热器（8）和冷却一仓空冷蛇形管束（2-1）以及冷却二仓空冷蛇形管束（2-5）均为空冷受热面，本发明专利技术有效解决了现有粉煤灰脱碳技术对于高含碳量CFB锅炉粉煤灰分选效果差的问题。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于粉煤灰脱碳技术范畴，特别涉及一种通过热量自平衡方式纯燃烧粉煤灰的流化床锅炉装置。
技术介绍
粉煤灰，又称飞灰，是燃煤电厂排放的固体废弃物，其处置方式主要是综合利用和灰场贮存。为了减少粉煤灰灰场贮存带来的污染和生态环境的破坏以及节省资源，应提高其综合利用率。目前我国每年由于燃煤所产生的粉煤灰约在4亿吨左右，其中只有约40% 的粉煤灰得到综合利用。限制粉煤灰综合利用的主要因素为粉煤灰含碳量的多少，其中，含碳量高于10%的粉煤灰约占粉煤灰总量的一半，而用于水泥和混凝土中的I、II、III级粉煤灰的含碳量分别不超过5%、8%、15% (GB/T1596-2005)；因此降低粉煤灰含碳量成为粉煤灰综合利用的关键因素。现有的粉煤灰脱碳方法主要分为两大类一是湿法脱碳，如药剂浮选法等；二是干法脱碳，如摩擦静电分选法、滚筒式电选法等。湿法脱碳系统由于粉煤灰的干燥存在经济上的困难，加之湿法脱碳会降低粉煤灰的活性，因此不适于大规模的工业应用。干法脱碳虽能从含碳量较低的飞灰中分选出飞灰残碳，然而对于粒度小于74μπι的粉煤灰，分选效果很差。由于中小型循环流化床(CFB)锅炉飞灰中74μπι以下粒级的比例通常在90%以上，且含碳量通常大于15%，所以采用干法脱碳不能取得理想的效果；随着近几年来CFB锅炉装机容量的逐年增大，CFB锅炉飞灰的排放量逐年增加，因此如何降低这部分粉煤灰的含碳量以便于综合利用，是一个迫切需要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的即为了克服上述
技术介绍
的不足，而提出一种通过热量自平衡方式燃烧高碳CFB锅炉粉煤灰的流化床锅炉装置，能稳定燃烧含碳量大于1 的粉煤灰，同时能有效解决现有粉煤灰脱碳技术对于高含碳量CFB锅炉粉煤灰分选效果差的问题。本专利技术所涉及的一种粉煤灰流化床燃烧脱碳装置，包括炉膛、冷灰器、高温进灰阀、送风机、电加热器、旋风分离器、回料阀、空气换热器、除尘器、引风机和烟齓炉膛下部设置有电加热棒，送风机前设置有电加热器，分别用于锅炉启动点火时加热炉内床料和提供高温空气；炉膛内不布置任何受热面，四周覆盖耐火保温材料，形成一绝热燃烧区；冷灰器中冷却一仓和冷却二仓之间设有一分隔墙，冷却一仓内的高温底灰可以从分隔墙的上方和下方分别以溢流和底流两种方式进入冷却二仓；冷灰器布风板与炉膛布风板的面积比为 3;空气换热器和冷却一仓空冷蛇形管束以及冷却二仓空冷蛇形管束均为空冷受热面，受热面工质来源于送风机，可大幅回收高温烟气和高温底灰中的物理热，并将换热后的高温空气送入炉内，以热量自平衡的方式维持炉内的稳定燃烧。本专利技术的原理及工作过程如下粉煤灰颗粒较细，易于结絮成团，为了保证较好的流化质量，炉膛下部采用下小上大的渐扩式结构，同时能延长颗粒在炉内的停留时间，提高颗粒燃尽率；由于粉煤灰热值很低， 基于稳定炉内燃烧的思想，炉膛内不布置任何受热面，四周覆盖耐火保温材料，形成绝热燃烧区；炉膛下部布置有电加热棒，用于锅炉启动点火时加热炉内床料；在锅炉启动点火时， 还需启动位于送风机前的电加热器，将空气直接加热至所需的温度后送入炉膛，以保证炉内的稳定燃烧。炉内燃烧所需要的粉煤灰，由螺旋给料机供入，通过控制螺旋给料机的转速来调节入炉粉煤灰的多少。燃烧产生的过量高温底灰，通过炉膛底部的炉膛主排灰管(或通过炉膛侧墙溢流口)进入冷灰器冷却一仓内，冷却一仓和冷却二仓底部布置有冷灰器布风板，冷灰器布风板上设置有辅助排灰管，冷却一仓和冷却二仓均工作在鼓泡床状态。进入冷却一仓内的高温底灰，从分隔墙的上方和下方分别以溢流和底流两种方式进入冷却二仓，在冷却一仓和冷却二仓内，高温灰在流化风和空冷蛇形管束的共同作用下得到冷却。被冷却后的底灰最后溢流进入冷灰器主排灰管，并由旋转排渣阀控制排出。当冷灰器主排灰管出现故障时，可通过辅助排灰管将多余的高温底灰排出。冷灰器内携带少量细颗粒的流化风经回风管在烟道内与高温烟气汇合(或直接在冷灰器上部空间混合)，混合后的气体与空气换热器换热后由除尘器收集其中的细灰。携带大量固体颗粒的高温烟气进入旋风分离器，被分离下来的绝大部分固体颗粒经立管后通过回料阀送回炉内，继续参与炉内的燃烧；小部分极细的颗粒随高温烟气一同进入烟道，与冷灰器内经换热后的流化风混合后再与空气换热器进行热交换，换热后的烟气经除尘器除尘后由引风机经烟囱排出。系统正常运行时，由送风机提供的冷空气首先进入烟道内的空气换热器，与高温烟气进行热交换后进入冷灰器。空气换热器由若干空冷管束构成，结构形式为蛇形管式。经空气换热器加热后的空气依次流经冷灰器冷却二仓和冷却一仓的蛇形管束继续吸热升温， 形成的高温空气经供风管道最终送入炉膛风室。在锅炉启动点火时，由送风机提供的冷空气直接经电加热器加热至所需温度后送入炉膛风室。通过炉膛床压大小的变化来调节锅炉对冷灰器的排灰量。由于炉膛风室和冷灰器各仓风室均采用单独供风，从而能有效调节炉内以及冷灰器内的物料平衡和热平衡。冷灰器的流化风来自于送风机提供的冷空气。本专利技术装置可燃烧含碳量大于12%的粉煤灰，且不需与其他燃料混合燃烧；由于粉煤灰所含的热值很低(4MJ 10MJ)，因此本专利技术装置炉膛内不布置任何受热面，采用绝热燃烧的方式，且炉膛周围敷设了耐火层及保温层，从而保证了炉内的稳定燃烧；通过炉膛床压大小的变化，有效调节锅炉对冷灰器的排灰量。通过设置空气换热器以及可产生高温空气的冷灰器，大幅度回收烟气和高温底灰中的物理热，并将该高温空气送入炉内，从而通过热量自平衡的方式实现炉内的稳定燃烧。附图说明图1为本专利技术实施例1的粉煤灰流化床燃烧脱碳装置结构示意图； 图2为实施例1的炉膛结构示意图； 图3为实施例1的冷灰器结构示意图； 图4为图2的A-A剖视图； 图5为图2的B-B剖视图；图6为图3的C-C剖视图； 图7为图3的D-D剖视图； 图8为图3的E-E剖视图9为本专利技术实施例2的粉煤灰流化床燃烧脱碳装置结构示意图； 图10为实施例2的一体式锅炉冷灰器结构示意图； 图11为图10的F-F剖视图； 图12为图10的G-G剖视图； 图13为图10的H-H剖视图； 图14为图10的I-I剖视上述图中，1炉膛，1-1粉煤灰料仓，1-2为螺旋给料机，1-3为炉膛风室，1-4为炉膛主排灰管，1-5为事故排灰管，1-6为炉膛布风板，1-7为炉膛风帽，1-8为电加热棒，1-9为返料管，1-10为炉膛出口烟道，1-11为炉膛侧墙溢流口，2为冷灰器，2-1为冷却一仓空冷蛇形管束，2-2为冷却一仓，2-3为冷灰器进灰管，2-4为分隔墙，2-5为冷却二仓空冷蛇形管束， 2-6为回风管，2-7为冷却二仓，2-8为冷灰器主排灰管，2-9为旋转排渣阀，2_10为冷灰器布风板，2-11为辅助排灰管，2-12为冷灰器风室，2-13为冷灰器风帽，2_14为空冷蛇形管束联箱，2-15为混合烟道，3为高温进灰阀，4为送风机，5为电加热器，6为旋风分离器，7为回料阀，8为空气换热器，9为除尘器，10为引风机，11为烟囱。具体实施例方式下面结合说明书附图和实施例对本专利技术装置进一步说明如下。实施例1本实施例的一种粉煤灰流化床燃烧脱碳装置，如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图 8所示，该装置包括炉膛1、冷灰器2、高温进灰阀3、送风机4、电加热器5、旋风分本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：卢啸风，梅琳，郭宏，尹东，王泉海，阳向东，袁友俊，
申请(专利权)人：重庆大学，四川东方锅炉工业锅炉集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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