专利名称：生物质流化床燃烧装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种生物质燃烧的装置，特别是一种有效抑制生物质燃烧过程中碱金 属腐蚀问题的循环流化床燃烧装置。
技术背景我国拥有丰富的生物质资源，而化石能源紧缺，21世纪又将面临着经济增长和环境保 护的双重压力，因此发展生物质能燃烧利用技术，对建立可持续的能源系统，促进国民经 济的发展和环境保护具有重要意义。近年来随着生物质燃烧气化发电应用日益广泛，流化床技术是生物质高效燃烧主要技 术途径之一，但是生物质流化床燃烧技术应用中也遇到了各种问题，如固体未完全燃烧损 失增加，灰熔点低产生灰团聚、结渣和沉积，以及生物质燃烧引起金属设备的碱金属腐蚀 等问题越来越突出。尽管国内外积极探索解决生物质燃烧过程中的碱金属沉积、腐蚀等问 题，提出了一些缓解碱金属问题的方法，包括使用添加剂、选择适宜的床料、燃烧前脱除 碱金属、对锅炉进行优化设计、调整燃烧工况等，但仍未获得解决适应不同生物质燃烧过 程中沉积、腐蚀问题的有效方法，对商业应用生物质燃烧发电设备的长期稳定、安全运行 带来了很大的困难。 发明内容本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足，而提供一种生物质高效燃烧且燃 烧过程中能有效抑制碱金属腐蚀问题的循环流化床燃烧装置。为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案，它包括一设置有至少一个进气口和 一烟气出口的燃烧反应器，它还包含一热解气化反应器，所述的热解气化反应器通过热解 气体连接管和返料连接管与燃烧反应器相连，热解气体连接管通入燃烧反应器上部或中部 的稀相燃烧区，返料连接管通入燃烧反应器下部的密相燃烧区，所述的热解气化反应器上 还设置有一进气口和一加料口。生物质在热解气化反应器中发生热解气化反应，产生的半 焦和热解气体进入燃烧反应器完成燃烧过程，从而将生物质的热解气化和燃烧分开，具有 高效，安全燃烧的目的。为了充分利用在燃烧反应器中的高温灰渣，所述的烟气出口与一旋风分离器相连，高 温灰渣经旋风分离器的下端连接至热解气化反应器内充当热载体，在旋风分离器的上部设 置有一烟气出口。 为了降低氮氧化物的排放，所述的燃烧反应器的进气口为两个， 一个是设置在燃烧反 应器的底部，气体由此通入燃烧反应器的密相燃烧区； 一个是设置在燃烧反应器的中部或 上部，气体由此通入燃烧反应器的稀相燃烧区。所述的旋风分离器的烟气出口与热解反应器的进气口相连。有益效果1、采用热解气化反应器与燃烧反应器相组合的燃烧装置，使生物质的热 解气化和燃烧相分离，生物质发生热解气化反应生成生物质半焦和热解气，然后将生成的 生物质半焦和热解气通入燃烧反应器中再燃烧，完成燃烧过程，增长了生物质在炉内的停 留时间，降低了未完全燃烧损失，提高了燃烧效率；2、在燃烧反应器烟气出口连接旋风 分离器，对燃烧反应器产生的携带固体灰渣的烟气进行气固分离成固体灰渣和烟气，固体 灰渣通入热解气化反应器作为热载体，循环利用；3、本实用新型的燃烧方法将生物质的 热解气体由热解反应器引入至燃烧反应器的上部或中部，热解气体中含有大量的还原性气 体如一氧化碳、氢气等，同时结合燃烧反应器的二个进气口一、 二次风配比的调整，有利 于降低氮氧化物的排放；4、本实用新型还具有其燃烧适应性广，不仅可以使用各类生物 质包括秸秆、稻壳、果壳、枝条等农林废弃物，还可实现煤与生物质的混烧。
图1是本实用新型装置示意图具体实施方式
以下结合附图，对本实用新型做详细说明，如图l所示，它包括燃烧反应器l，在燃 烧反应器l的底部、上中部各设置一进气口 A和B，燃烧反应器的上部与旋风分离器2相 连，旋风分离器2的顶部设置有烟气出口 C,旋风分离器2的下端D通入热解气化反应器 3中，热解气化反应器3还设置有四个口，分别为进气口F，加料口 E以及与燃烧反应器1 相连的返料连接管G和热解气体连接管H，返料连接管G通向燃烧反应器1的下部的密相 燃烧区，热解气体连接管H通向燃烧反应器1中部或上部的稀相燃烧区。燃烧时，首先由加料口 E将生物质和钙基化合物和或高岭土等添加剂送入热解气化反 应器3，进气口F通以流化介质，生物质和添加剂在热解气化反应器3中发生热解气化反 应生成半焦和热解气；其次将反应后的生物质半焦由返料连接管G进入燃烧反应器1的密 相燃烧区，热解气由热解气体连接管H引入至燃烧反应器的稀相燃烧区中充分燃烧，钙基化合物可以选用氧化钙、氢氧化钙或碳酸钙中的一种或多种，燃烧反应器l中燃烧产生的 携带固体灰渣的烟气经旋风分离器2气固分离成烟气和固体灰渣，烟气由出气口 C送出， 出气口 C的部分烟气循环通至热解气化反应器3的进气口 F，分离出来的高温灰渣送入热
解气化反应器3充当热载体循环使用。在反应过程中，热解气化反应器反应温度为400-800'C，燃烧反应器的反应温度600 一950'C,最佳的反应温度为热解气化反应器反应温度500-7501C,燃烧反应器的反应温 度750—900'C。在热解气化反应器中添加钙基化合物和高岭土等添加剂，钙基化合物氧化钙、氢氧化 钙或碳酸钙等与其经过燃烧反应器煅烧生成的氧化钙可与生物质中的硫和氯反应生成硫 化钙和氯化钙，起到吸收和脱除生物质中的硫和氯的作用；此外添加剂中的高岭土等与生 物质的碱金属氯化物和硫酸盐反应，生成高熔点的硅铝酸盐如硅铝酸钾、硅铝酸钠，从而 抑制低熔点碱金属灰渣和气相碱金属氯化物如氯化钾和氯化钠产生，实现脱硫固氯的作 用；热解气化后生成的生物质半焦及灰渣包括硫化钙、氯化钙、硅铝酸钾、硅铝酸钠等由 连接管进入燃烧反应器下部的密相燃烧区，硫化钙在氧化性气氛下转化为硫酸钙，由于氯 化钙不可能和氧气直接反应释放出氯气，而且生物质含硫量低，且床料中含有氧化钙，生 物质中的硫固化为硫酸钙，因而脱除二氧化硫的同时，抑制了二氧化硫条件下氯气的释放; 另外碱金属在循环流化床燃烧反应器中主要以高熔点的硅铝酸盐如硅铝酸钾、硅铝酸钠形 式存在，从而可解决氧化性气氛下生物质燃烧碱金属沉积、腐蚀的问题。
权利要求1、一种生物质流化床燃烧装置，包括一设置有至少一个进气口和一烟气出口的燃烧反应器(1)，其特征在于它还包含一热解气化反应器(3)，所述的热解气化反应器(3)通过热解气体连接管(H)和返料连接管(G)与燃烧反应器(I)相连，热解气体连接管(H)通入燃烧反应器(1)上部或中部的稀相燃烧区，返料连接管(G)通入燃烧反应器(1)下部的密相燃烧区，所述的热解气化反应器(3)上还设置有一进气口(F)和一加料口(E)。
2、 根据权利要求1所述的生物质流化床燃烧装置，其特征在于所述的烟气出口与一 旋风分离器(2)相连，所述的旋风分离器(2)的下端连接至热解气化反应器(3)内，在旋风分 离器(2)的上部设置有一烟气出口(C)。
3、 根据权利要求1或2所述的生物质流化床燃烧装置，其特征在于所述的燃烧反应 器的进气口为两个， 一个是设置在燃烧反应器(1)底部的(A)，气体由此通入燃烧反应器(l) 的密相燃烧区； 一个是设置在燃烧反应器(1)中部或上部的(B)，气体由此通入燃烧反应器(l) 的稀相燃烧区。
4、 根据权利要求1或2所述的生物质流化床燃烧装置，其特征在于所述的旋风分离 器(2)的烟气出口(c)与热解气化反应器(3)的进气口(F)相连。
专利摘要本实用新型公开了一种生物质流化床燃烧装置，它包括一设置有至少一个进气口和一烟气出口的燃烧反应器，它还包含一热解气化反应器，热解气化反应器通过热解气体连接管和返料连接管与燃烧反应器相连，热解气体连接管通入燃烧反应器的上部或中部，返料连接管通入燃烧反应器的下部，在热解气化反应器上还设置有一进气口和一加料口；本实用新型燃烧装置具有高效燃烧且燃烧过程中能有效抑制碱金属腐蚀问题等特点。
文档编号F23G5/30GK201047595SQ20072003741
公开日2008年4月16日 申请日期2007年5月15日 优先权日2007年5月15日
发明者沈来宏, 军 肖 申请人:东南大学