一种生物质燃气输送及低氮氧化物燃烧装置的制作方法

本实用新型涉及生物质能源利用设备技术领域，具体为一种生物质燃气输送及低氮氧化物燃烧装置。

背景技术：

我国生物质资源丰富，生物质作为一种清洁可再生能源逐渐受到各级政府和相关企业的重视。合理利用生物质资源，能够优化我国的能源结构，且生物质资源相比化石燃料含硫量少，烟气中二氧化硫量低，有助于对空气污染的防治。目前生物质资源的利用手段主要有：生物质气化和生物质直燃。因生物质气化具有投资成本低、效率高、产品多样化等特点逐渐被广泛运用。然而，生物质气化燃烧利用现有技术在整体工艺中均存在较多的瓶颈。气化出的燃气在经过管道降温时焦油析出，易导致生物质灰与焦油将燃气输送管道堵塞；燃气进入低氮燃烧器后容易造成高精度的燃烧堵塞，而普通燃烧器又容易导致NOx超标；另外，由于生物质燃气热值低，不容易在低温状态下稳定燃烧和燃烬，而高温状态将导致NOx排放超标。现有生物质气化供锅炉项目通常在1-3个月就需要对燃气管道进行清理，且通常采用SNCR或SCR抑制NOx生产，生产成本较高。

技术实现要素：

本实用新型所解决的技术问题在于提供一种生物质燃气输送及低氮氧化物燃烧装置，以解决上述背景技术中的问题。

本实用新型所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种生物质燃气输送及低氮氧化物燃烧装置，包括：生物质气化炉，所述生物质气化炉的燃气出口通过燃气管道与燃气燃烧器连接，燃气燃烧器安装在燃气锅炉的下端一侧，所述燃气锅炉上端一侧设有高温风机，所述燃气锅炉下端设有绝热燃烧室，绝热燃烧室连接于燃气燃烧器，绝热燃烧室上侧设有炉膛，炉膛上端连通于高温风机。

在燃气锅炉的炉膛布置了二次风喷口，燃气燃烧器一侧设有空气鼓风口。

所述燃气管道外侧设有烟气管道，烟气管道一端连接于生物质气化炉、另一端连接于燃气燃烧器，高温风机的烟气排出口通过管道连接于烟气管道。

所述燃气燃烧器上设有燃气连接管，燃气连接管连接于燃气管道，燃气连接管内侧设有烟气连接管，烟气连接管连接于烟气管道。

与已公开技术相比，本实用新型存在以下优点：

(1)将高温烟气送至燃气输送管道外的烟气通道，对燃气管道进行了加热。避免焦油析出而引起管道堵塞。

(2)高温烟气从燃烧器内部单独设置的通道进入炉内，且布置于空气与生物质燃气之间。一方面能够防止空气在燃烧器内对生物质燃气的冷却，避免了焦油的析出；另一方面能够降低局部的氧气含量，通过阻断氧气与燃气在绝热燃烧室的直接接触，抑制了局部NOx的形成。

(3)生物质燃气热值低，将生物质燃气通入到1050℃左右的绝热燃烧室燃烧，能够实现生物质燃气的稳定燃烧和生物质焦油的高温裂解。同时，采用不完全配风的方式，使得绝热燃烧室呈还原性气氛，抑制了NOx的生成。

(4)在锅炉炉膛布置了二次风，能够实现生物质燃气的燃烬。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的烟气管道安装示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的技术手段、创作特征、工作流程、使用方法达成目的与功效易于明白了解，下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以两个元件内部的连通，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1、图2所示，一种生物质燃气输送及低氮氧化物燃烧装置，包括：生物质气化炉1，所述生物质气化炉1的燃气出口通过燃气管道3与燃气燃烧器4连接，燃气燃烧器4安装在燃气锅炉5的下端一侧，所述燃气锅炉5上端一侧设有高温风机6，所述燃气锅炉5下端设有绝热燃烧室501，绝热燃烧室501连接于燃气燃烧器4，绝热燃烧室501上侧设有炉膛502，炉膛502上端连通于高温风机6。

在燃气锅炉5的炉膛502布置了二次风喷口503，燃气燃烧器4一侧设有空气鼓风口。

所述燃气管道3外侧设有烟气管道2，烟气管道2一端连接于生物质气化炉1、另一端连接于燃气燃烧器4，高温风机6的烟气排出口通过管道连接于烟气管道2。

所述燃气燃烧器4上设有燃气连接管，燃气连接管连接于燃气管道3，燃气连接管内侧设有烟气连接管，烟气连接管连接于烟气管道2。

本实用新型在燃气管道3外布置了一层用于输送烟气的烟气管道2。目的在于，通过高温风机6将高温烟气送入烟气管道2内，加强了对燃气的保温，避免燃气在输送过程中降温，造成焦油析出或焦油流动性差；，在燃烧器4内部布置了一层烟气连接管，处于燃气连接管和空气通道之间。目的在于，让高温烟气从燃烧器(4)内部的空气与生物质燃气之间的通道进入绝热燃烧室501。其一，防止空气在燃烧器(4)内对生物质燃气的冷却，而析出焦油；其二，阻断了氧气与燃气在绝热燃烧室501的直接接触，降低了局部的氧气含量，从而抑制NOx的形成；其三，烟气的能量重新回到系统，减少整个系统的热量浪费。

一种生物质燃气输送及低氮氧化物燃烧方法，包括以下步骤：

a.高温风机6从锅炉烟道抽出一部分的高温烟气送至烟气管道2，再经管道2输送至燃气燃烧器4；生物质燃气从气化炉1燃气出口经燃气管道3输送至燃气燃烧器4

b.在燃气燃烧器4内布置了三层输送管道，将烟气管道2的烟气送至中间层输送管道，燃气和空气布置在其余两层输送管道；

c.生物质燃气和空气经燃烧器4送至绝热燃烧室501燃烧。在绝热燃烧室501配置了一次风，在锅炉炉膛502的二次风喷口503配置了二次风。

所述从锅炉烟道抽取的烟气份额占10％～30％，其温度为300～550℃。目的在于，焦油析出温度在350℃左右，将适量的高温烟气送至外层的烟气通道，能够对内层的燃气起到很好的保温作用，避免燃气在输送过程中降温，导致焦油析出。

所述绝热燃烧室501布置了空气消耗系数为0.4～0.8的一次风；绝热燃烧室的温度控制在1050℃左右；在锅炉炉膛502布置了空气消耗系数为0.4～1.1的二次风。目的在于，在绝热燃烧室501采用不完全配风的方式，使得绝热燃烧室501呈还原性气氛，能够抑制NOx的生成；绝热燃烧室501的温度控制在1050℃左右，能够实现生物质燃气的稳定燃烧和生物质焦油的高温裂解；在锅炉炉膛502布置了二次风，能够实现生物质燃气的燃烬。

实施例1：竹屑在流化床气化炉气化，产生的温度为680℃的生物质燃气经燃气管道输送至燃气燃烧器，利用高温风机从锅炉烟道抽出10％、温度为550℃的高温烟气输送燃气管道的外层管道，再经过燃气燃烧器的中层管道输送至绝热燃烧室，生物质燃气从燃烧器的内层管道输送至绝热燃烧室，在燃烧器的外层管道布置了空气消耗系数为0.4的一次风，生物质燃气经燃烧器送至绝热燃烧室内燃烧，绝热燃烧室的温度控制在1060℃左右，在锅炉炉膛布置了空气消耗系数为1.1的二次风，锅炉炉膛温度在1030℃左右。在整个系统热态运行中，观察到绝热燃烧室内燃气燃烧稳定。烟气分析仪的NOx的含量为105mg/Nm3，相比传统的燃气锅炉，尾气中NOx的含量降低18％。停炉后，对燃气管道内壁以及燃烧器内部进行了检查，几乎无焦油附着。

实施例2：秸秆在流化床气化炉气化，产生的温度为650℃的生物质燃气经燃气管道输送至燃气燃烧器，利用高温风机从锅炉烟道抽出20％、温度为400℃的高温烟气输送燃气管道的外层管道，再经过燃气燃烧器的中层管道输送至绝热燃烧室，生物质燃气从燃烧器的内层管道输送至绝热燃烧室，在燃烧器的外层管道布置了空气消耗系数为0.7的一次风，生物质燃气经燃烧器送至绝热燃烧室内燃烧，绝热燃烧室的温度控制在1065℃左右，在锅炉炉膛布置了空气消耗系数为0.5的二次风，锅炉炉膛温度在1020℃左右。在整个系统热态运行中，观察到绝热燃烧室内燃气燃烧稳定。烟气分析仪的NOx的含量为102mg/Nm3，相比传统的燃气锅炉，尾气中NOx的含量降低21％。停炉后，对燃气管道内壁以及燃烧器内部进行了检查，几乎无焦油附着。

实施例3：木片在流化床气化炉气化，产生的温度为660℃的生物质燃气经燃气管道输送至燃气燃烧器，利用高温风机从锅炉烟道抽出30％、温度为300℃的高温烟气输送燃气管道的外层管道，再经过燃气燃烧器的中层管道输送至绝热燃烧室，生物质燃气从燃烧器的内层管道输送至绝热燃烧室，在燃烧器的外层管道布置了空气消耗系数为0.8的一次风，生物质燃气经燃烧器送至绝热燃烧室内燃烧，绝热燃烧室的温度控制在1090℃左右，在锅炉炉膛布置了空气消耗系数为0.4的二次风，锅炉炉膛温度在950℃左右。在整个系统热态运行中，观察到绝热燃烧室内燃气燃烧稳定。烟气分析仪的NOx的含量为98mg/Nm3，相比传统的燃气锅炉，尾气中NOx的含量降低20％。停炉后，对燃气管道内壁以及燃烧器内部进行了检查，几乎无焦油附着。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征及本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型的要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。