专利名称：以湿油页岩半焦为燃料的循环流化床焚烧系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种循环流化床焚烧系统，尤其涉及一种以高灰、低热值、高 含水量的湿油页岩半焦为燃料的循环流化床焚烧系统，实现油页岩半焦的高效、 洁净燃烧利用，属于燃料燃烧技术领域。
技术背景油页岩是一种重要的潜在能源，储量巨大，在化石燃料中它的储量折算成 发热量仅次于煤而列第二位。如果将它折算成页岩油，世界上页岩油的储量约 为4750亿吨，相当于1997年世界天然原油探明可采储量的5.4倍。油页岩开发 利用的传统方式主要包括炼油(中国页岩油工业，石油工业出版社，1984年) 和在层燃炉、室燃炉内燃烧释热(苏联燃油页岩电站锅炉，东方电气评论，1990 年，第1期，44-51页)两条途径。多年运行结果表明，这两条单一油页岩利用 方式由于存在燃料利用率低、环境污染、燃烧技术不成熟等若干问题而无法得 到有效的推广。鉴于我国《能源中长期发展规划纲要》和当前原油、电力和建 材供应日趋紧张的形势，中国发明专利"油页岩综合利用的方法"(ZL 200510024417.2)和中国发明专利"油页岩的气热电三联供应用系统"(ZL 200510025253.5)，从不同角度先后提出了油页岩综合利用新方案油页岩首先 经干馏处理产生页岩油和燃气；干馏生成的油页岩半焦废料与油页岩细渣按一 定比例混合后送入循环流化床内燃烧，产生的蒸汽引入传统的汽轮机-发电机系 统供热、发电；循环流化床排出的页岩灰经处理后用作建筑、化工等行业的原 材料。这种综合利用方法将为储量巨大的油页岩资源提供一条高效、洁净的利 用途径。油页岩半焦为上述油页岩综合利用方案中干馏阶段产生的固体废物，挥发 分含量低、灰含量高、热值低、受干馏工艺条件的影响含水量较高，这些特点 使得其难以在常规的燃烧装置中燃烧利用，虽可以作为循环流化床锅炉的燃料， 但高的含水量对锅炉热效率影响很大，需采取有效的措施先脱除半焦内部大部分水分后再送入炉内燃烧。目前尚未有相关技术公开报道。 发明内容本发明的目的在于针对现有技术的不足，在现有"油页岩综合利用的方法" (中国发明专利，ZL 200510024417.2)和"油页岩的气热电三联供应用系统"(中 国发明专利，ZL 200510025253.5)两项专利的基础上，提出一种适合于高灰、 低热值、高含水量的湿油页岩半焦燃烧的循环流化床焚烧系统，实现油页岩半 焦的高效、洁净利用，保证油页岩综合利用方案的实施。为实现这一目的，在本发明的循环流化床焚烧系统中，湿油页岩半焦依次 进入第一、二级半焦干燥器，在循环流化床锅炉尾部排烟和热空气的作用下干 燥至含水量小于10%，然后送入循环流化床锅炉内燃烧、放热，产生的高温、 高压水蒸汽进入传统的汽轮机-发电机系统内做功发电，在锅炉内燃烧生成的热 灰从锅炉底部排入底灰冷却器后与空气进行热交换，产生的热空气送入第二级 半焦干燥器，冷却灰则与除尘器捕获的飞灰一并送入灰仓内，作为建材储备， 从而实现了油页岩半焦的高效、洁净利用。本系统的组成及连接形式为第一级半焦干燥器半焦出口与第二级半焦干 燥器半焦入口连接，第二级半焦干燥器半焦出口与筛磨机入口连接，筛磨机出 口与料仓入口连接，料仓出口与给料机入口连接，给料机出口与循环流化床锅 炉燃料入口连接，循环流化床锅炉底部灰出口与底灰冷却器热灰入口连接，循 环流化床锅炉蒸汽出口与汽轮机-发电机系统蒸汽入口连接，循环流化床锅炉尾 部烟道出口与第一级半焦干燥器气侧入口连接，第一级半焦干燥器气侧出口与 除尘器入口连接，除尘器烟气出口与烟筒入口连接，除尘器飞灰出口与灰仓入 口连接；底灰换热器冷却灰出口与灰仓入口连接，底灰换热器热空气出口与第 二级半焦干燥器空气入口连接，第二级半焦干燥器空气出口与循环流化床锅炉 二次风口和播煤风口连接。该系统工作原理为循环流化床锅炉尾部烟气温度介于130 150'C且流量较 大，进入第一级半焦干燥器后与湿半焦进行换热，可将湿半焦内部大部分水分 带走；循环流化床锅炉底灰温度800-95(TC，进入底灰冷却器与空气进行热交换，
被加热的空气进入第二级半焦干燥器，将半焦进一步干燥至含水量小于10%;干半焦经筛磨机破碎、筛分后粒度小于lOmm，存储于料仓内，由给料机送入循 环流化床锅炉炉膛内燃烧，炉膛温度800 950。C，产生的高温烟气加热循环流化 床锅炉内的受热面，产生高温、高压水蒸气进入汽轮机-发电机系统发电、供热， 循环流化床锅炉尾部烟气依次流经第一级半焦干燥器、除尘器，从烟筒排入大 气；底灰冷却器排出的冷灰温度不高于20(TC，与除尘器捕获的飞灰一并送入灰 仓内，作为建材储备。本发明的优点是(1)实现了高灰、低热值、高含水量的湿油页岩半焦的 焚烧利用，科学利用资源，具有高的经济、社会和环境效益；(2)利用循环流 化床尾部烟气的余热和底灰携带热干燥湿油页岩半焦，实现了废热回收利用， 提高了油页岩综合利用系统的效率；(3)采用循环流化床燃烧技术直接燃烧油 页岩半焦，燃烧效率高，且属低温燃烧，可有效控制NOx和S02的生成与排放， 同时有利于保持灰渣的活性；(4)本系统即适用于油页岩综合利用方案，也为 其他类似燃料提供了 一条干化-焚烧一体化利用途径，具有一定工程应用价值。
图1为本发明的系统结构示意图。图1中，l为循环流化床锅炉、2为汽轮机-发电机系统、3为料仓、4为筛 磨机、5为给料机、6为第二级半焦换热器、7为底灰冷却器、8为灰仓、9为第 一级半焦换热器、10为除尘器、ll为烟筒、12为二次风口、 13为播煤风口。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的技术方案作进一步描述。如图1所示，本发明的系统连接形式为第一级半焦干燥器9半焦出口与第二级半焦干燥器6半焦入口连接，第二级半焦干燥器6半焦出口与筛磨机4入 口连接，筛磨机4出口与料仓3入口连接，料仓3出口与给料机5入口连接， 给料机5出口与循环流化床锅炉1燃料入口连接，循环流化床锅炉1底部灰出 口与底灰冷却器7热灰入口连接，循环流化床锅炉1蒸汽出口与汽轮机-发电机 系统2蒸汽入口连接，循环流化床锅炉1尾部烟道出口与第一级半焦干燥器9气侧入口连接，第一级半焦干燥器9气侧出口与除尘器10入口连接，除尘器IO烟气出口与烟筒ll入口连接，除尘器10飞灰出口与灰仓8入口连接；底灰换热器7冷却灰出口与灰仓8入口连接，底灰换热器7热空气出口与第二级半焦干 燥器6空气入口连接，第二级半焦千燥器6空气出口与循环流化床锅炉1的二 次风口 12和播煤风口 13连接。本系统工作原理为循环流化床锅炉1尾部烟气温度介于130 150'C且流量 较大，进入第一级半焦干燥器9后与湿半焦进行换热，可将湿半焦内部大部分 水分带走；循环流化床锅炉1底灰温度800 950'C，进入底灰冷却器7与空气进 行热交换，被加热的空气进入第二级半焦干燥器6，将半焦进一步干燥至含水量 小于10%;干半焦经筛磨机4破碎、筛分后粒度小于10mm，存储于料仓3内， 由给料机5送入循环流化床锅炉1炉膛内燃烧，炉膛温度800~950°C，产生的高 温烟气加热循环流化床锅炉1内的受热面，产生高温、高压水蒸气进入汽轮机-发电机系统2发电、供热，循环流化床锅炉1尾部烟气依次流经第一级半焦干 燥器9、除尘器IO，从烟筒ll排入大气；底灰冷却器7排出的冷灰温度不高于 20(TC，与除尘器10捕获的飞灰一并送入灰仓8内，作为建材储备。
权利要求
1、一种以湿油页岩半焦为燃料的循环流化床焚烧系统，其特征在于第一级半焦干燥器(9)的半焦出口与第二级半焦干燥器(6)的半焦入口连接，第二级半焦干燥器(6)的半焦出口与筛磨机(4)入口连接，筛磨机(4)出口与料仓(3)入口连接，料仓(3)出口与给料机(5)入口连接，给料机(5)出口与循环流化床锅炉(1)燃料入口连接，循环流化床锅炉(1)底部灰出口与底灰冷却器(7)热灰入口连接，循环流化床锅炉(1)蒸汽出口与汽轮机-发电机系统(2)的蒸汽入口连接，循环流化床锅炉(1)尾部烟道出口与第一级半焦干燥器(9)的气侧入口连接，第一级半焦干燥器(9)的气侧出口与除尘器(10)入口连接，除尘器(10)的烟气出口与烟筒(11)入口连接，除尘器(10)的飞灰出口与灰仓(8)入口连接；底灰换热器(7)冷却灰出口与灰仓(8)入口连接，底灰换热器(7)的热空气出口与第二级半焦干燥器(6)的空气入口连接，第二级半焦干燥器(6)的空气出口与循环流化床锅炉(1)的二次风口(12)和播煤风口(13)连接。
全文摘要
本发明涉及一种以湿油页岩半焦为燃料的循环流化床焚烧系统，在循环流化床锅炉尾部烟道末端串连两级半焦干燥器，利用循环流化床锅炉尾部烟气和底灰所携带的热量干燥油页岩干馏装置中排出的湿油页岩半焦，产生的干半焦经破碎、筛分后由给料机送入循环流化床锅炉内燃烧，产生的高温烟气加热循环流化床锅炉内的受热面，产生高温、高压水蒸气进入汽轮机-发电机系统发电、供热。循环流化床底灰经冷却后与飞灰一并送入灰仓内，作为建材储备。本发明为高灰、低热值、高含水量的湿油页岩半焦或类似燃料提供了一条高效、洁净的利用途径。
文档编号F22B33/00GK101149144SQ20071004769
公开日2008年3月26日 申请日期2007年11月1日 优先权日2007年11月1日
发明者任庚坡, 刘建国, 周陵生, 姜秀民, 鹏 姬, 崔志刚, 沈玲玲, 爽 王, 辉 王, 韩向新, 黄庠永 申请人:上海交通大学