专利名称：一种燃秸秆制乙醇废渣锅炉的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种以秸秆制乙醇后产生的废渣为燃料的锅炉。
技术背景我国是一个农业大国，生物质燃料十分丰富，每年秸秆产量达6亿多吨。 由于利用装置落后，热效率低，秸秆没有得到合理利用。利用秸秆生产乙醇 燃料是提高生物质燃料利用效益的有效方法，而秸秆生产乙醇后的废渣如不 进行处理就堆放在露天，不但占地面积大，而且污染环境。 发明内容本实用新型的目的是提供一种燃秸秆制乙醇废渣锅炉。为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案 一种燃秸秆制乙醇废 渣锅炉，包括炉体和位于炉体上的锅筒，在锅筒和水冷壁集箱之间布置水冷 壁管组和下降管组，锅炉尾部烟道内设有省煤器和空气预热器，其特征在于: 所述炉体下部炉膛为绝热炉膛，炉体上部设有多组二次风喷嘴，炉膛下部进料 口处设有限料止燃拱，炉膛下方为炉排，炉排后方为排渣口，炉排上设有风室， 限料止燃拱下的炉排上设有风室密封盖板。所述炉体上部设置的二次风喷嘴有2至4组，所述炉膛下部进料口的进料斗上设有闸板。所述炉膛前拱为两节阶梯拱，前拱最高点位于炉膛总高的0. 4 0. 6倍处， 前拱长度为炉膛深度的0. 8 1. 1倍；后拱长度为炉膛深度的1. 8 2. 2倍，后 拱与水平方向夹角为8 12度；所述限料止燃拱高度为400 600mm，长度为 500 800mm，所述密封板位于第一风室上部、长度超过限料止燃拱50 200腿。所述二次风喷嘴为三组，位于炉膛上部燃烧区， 一组位于后拱顶部，二组 位于前拱顶部，三组位于炉膛后墙中部。所述炉体炉膛出口位置布置有过热器。本锅炉的炉膛下部进料口处设有限料拱，限料拱下为炉排，炉排上设有 风室，风室内的一次风采用较高的热风温度，縮短燃料的着火时间，强化燃烧。 采用低而长的止燃限料拱，防止产生料斗内燃料返火回燃问题。在炉排前拱 加装较长的密封盖板，既防止漏料，又将第一风室内的空气与燃料的混合位 置向后移，防止引燃料斗内的燃料。炉体下部炉膛为绝热炉膛，炉体上部设有2至4组二次风喷嘴，这样提高了燃烧区的燃烧温度，保证燃料的完全充 分燃烧。采用较高的前拱并形成阶梯拱，既可保证挥发份有足够大的空间充 分燃烧，又可保证固定碳在后拱区有较长的燃烧时间，以提高锅炉燃烧效率。 本实用新型针对秸秆制乙醇后产生的废渣含水率高、热值低，挥发分高的特 点，设计出以其为燃料的专用锅炉，实现了废渣的无害化与资源化，从而既 减少了环境污染，又节约了能源。生物质燃料的灰中含有较多的钾、钠、钙 等金属元素成分，本锅炉工作中全部以秸秆制乙醇后产生的废渣为燃料，不 添加任何其它助燃燃料，从排渣口排出的灰渣及从除尘器收集的飞灰可以直 接用作肥料。
附图所示为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
如图所示，本实用新型锅炉包括炉体IO和位于炉体IO上的锅筒II，在 锅筒和水冷壁集箱之间布置水冷壁管组和下降管组5，炉膛出口位置布置有 过热器12，锅炉尾部烟道13内设有省煤器14和空气预热器15。炉体10下 部炉膛由耐火材料3形成绝热炉膛，炉体10上部燃烧区设有三组二次风喷嘴， 一组17位于后拱7顶部，二组4位于前拱2顶部，三组16位于炉膛后墙中部。 炉膛下部进料口处设有限料止燃拱1，进料口的进料斗18上设有闸板19，限 料止燃拱1下为炉排6，炉排6下方为排渣口20，炉排6上设有风室9，限料 止燃拱1下的炉排6上设有风室密封盖板8。炉膛前拱2为两节阶梯拱，前拱 2最高点位于炉膛总高的0. 4 0. 6倍处，前拱2宽度为炉膛总宽的0. 8 1. 1 倍。后拱7长度为炉膛深度的1. 8 2. 2倍，后拱7与水平方向夹角a为8 12度。限料止燃拱1高度为400 600mm,长度为500 800mm，密封盖板8长 度比限料止燃拱1长50 200mm。秸秆制乙醇后的废渣呈污泥状态，水分含量高达54%以上，热值为 7000kJ/kg左右，直接进入锅炉燃烧非常困难。经机械挤压成型干燥脱去一 部分水分，既有利于锅炉燃烧，也提高了燃料的利用效率。干燥成型后的物 料其物性仍属生物质燃料类型，该燃料与二类烟煤相比热值较低，水分高， 但挥发份却比二类烟煤高2倍以上。将干燥成型后的秸秆制乙醇废渣加入料 斗18中，启动炉排6向炉内输送燃料并点火，进料斗18上设的闸板19和限 料止燃拱1配合控制进料量，密封盖板8确保限料止燃拱1区的燃料不燃烧。针对废渣燃料的燃烧特性本实用新型采取以下几项措施。1. 采用较高的热风温度由于燃料水分含量高，热值低，为了提高炉膛温度，縮短燃料的干燥时间，热风温度设计为150°C。2. 长炉排由于燃料水分含量高，着火困难，固定碳燃烧也需较长时间，本设计采用加长的炉排，增加固定碳燃烧时间。采用较高的前拱和低而长的后拱采 用较高的前拱并形成阶梯拱，既可保证挥发份有足够大的空间充分燃烧，又 可保证固定碳在后拱区有较长的燃烧时间，以提高锅炉燃烧效率。3. 合理的二次风系统由于该燃料挥发分高，燃烧速度快，为防止空气与可燃气体混合不均匀， 使烟气中的碳氢化合物分解，在炉膛燃烧区设计了三组二次风喷嘴。后拱出 口处的二次风除了使烟气与空气充分混合外，还可将炉膛高温烟气推向前拱 区，有利于燃料的着火。前拱顶部的二次风目的是将炉膛前拱区内产生的大 量挥发份与空气尽快搅拌混合，使其快速完全燃烧。布置在下部绝热炉膛出 口处的二次风主要作用是对从下部绝热炉膛出来的烟气进行再次搅拌混合， 进一歩提高燃烧效率。每一路二次风风道上都装有调节挡板，可根据燃烧工 况需要调节各路风量。4. 采用下部绝热炉膛在炉膛下部，前拱区及后拱区，都采用绝热炉膛，以提高燃烧区的燃烧 温度，保证燃料的完全充分燃烧。5. 采用折线型炉膛考虑到生物质燃料挥发份燃烧需较大炉膛空间，以及生物质燃料的灰熔 点特性、高温腐蚀特性等因素。采用较高的折线型炉膛，延长了燃料在炉膛 中的停留时间，既有利于燃烧，也降低了炉膛水冷壁热负荷，同时也降低了 炉膛出口烟气温度，防止高温过热器结渣和高温腐蚀。本锅炉炉膛出口烟温 设计为928 °C。6. 设计低而长的止燃限料拱由于该燃料水分含量受干燥设备运行条件及天气、堆放时间等因素的影 响，水分变化可能较大。如燃料水分过少，燃料挥发份含量高，着火所需温 度低，引燃拱高度如过高则容易使燃料在引燃拱内就吸收大量烟气辐射热量 而着火燃烧，严重时可能还会使料斗内的物料着火，影响锅炉正常运行。本 设计采用低而长的止燃限料拱，防止料斗内燃料返火回燃问题。并在炉排前拱加装较长的密封填块，既防止漏料，也防止向引燃拱区供风。本实用新型锅炉中有关尺寸和角度采用技术方案中提到的任一数据组合 均能实现本发明目的。只要采用前面叙述的设计思想和方案制成的以秸秆制 乙醇废渣为燃料的锅炉都应认为属于本实用新型的保护范围。
权利要求1、一种燃秸秆制乙醇废渣锅炉，包括炉体和位于炉体上的锅筒，在锅筒和水冷壁集箱之间布置水冷壁管组和下降管组，锅炉尾部烟道内设有省煤器和空气预热器，其特征在于所述炉体下部炉膛为绝热炉膛，炉体上部设有多组二次风喷嘴，炉膛下部进料口处设有限料止燃拱，炉膛下方为炉排，炉排后方为排渣口，炉排上设有风室，限料止燃拱下的炉排上设有风室密封盖板。
2、 如权利要求l所述的燃秸秆制乙醇废渣锅炉，其特征在于所述炉体 上部设置的二次风喷嘴有2至4组，所述炉膛下部进料口的进料斗上设有闸板。
3、 如权利要求l所述的燃秸秆制乙醇废渣锅炉，其特征在于所述炉膛前拱为两节阶梯拱，前拱最高点位于炉膛总高的0.4 0.6倍处，前拱长度为 炉膛深度的0. 8 1. 1倍；后拱长度为炉膛深度的1. 8 2. 2倍，后拱与水平方 向夹角为8 12度；所述限料止燃拱高度为400 600mm，长度为500 800mm， 所述密封板位于第一风室上部、长度超过限料止燃拱50 200mm。
4、 如权利要求1或2或3所述的燃秸秆制乙醇废渣锅炉，其特征在于 所述二次风喷嘴为三组，位于炉膛上部燃烧区， 一组位于后拱顶部，二组位于 前拱顶部，三组位于炉膛后墙中部。
5、 如权利要求4所述的燃秸秆制乙醇废渣锅炉，其特征在于所述炉体 炉膛出口位置布置有过热器。
专利摘要一种燃秸秆制乙醇废渣锅炉，包括炉体和位于炉体上的锅筒，在锅筒和水冷壁集箱之间布置水冷壁管组和下降管组，锅炉尾部烟道内设有省煤器和空气预热器，炉体下部炉膛为绝热炉膛，炉体上部设有多组二次风喷嘴，炉膛下部进料口处设有限料止燃拱，炉膛下方为炉排，炉排后方为排渣口，炉排上设有风室，限料止燃拱下的炉排上设有风室密封盖板。本锅炉针对秸秆制乙醇后产生的废渣含水率高、热值低，挥发分高的特点，设计出以其为燃料的专用锅炉，实现了废渣的无害化与资源化，从而既减少了环境污染，又节约了能源。本锅炉工作中全部以秸秆制乙醇后产生的废渣为燃料，不添加任何其它助燃燃料，从排渣口排出的灰渣及从除尘器收集的飞灰可以直接用作肥料。
文档编号F23B101/00GK201093480SQ20072009167
公开日2008年7月30日 申请日期2007年8月29日 优先权日2007年8月29日
发明者伟 刘, 张修冰, 袁益超, 贾金岭 申请人:郑州锅炉有限责任公司