一种用于氧化铝焙烧炉的生物质气补燃装置

1.本发明涉及一种补燃燃烧技术领域，具体涉及一种用于氧化铝焙烧炉的生物质气补燃装置。


背景技术：

2.生物质是直接或间接通过光合作用而形成的各种有机体，包括所有的动植物和微生物。生物质能是太阳能以化学能形式储存在生物质中，以生物质为载体的能量形式，其直接或间接地来源于绿色植物的光合作用，可转化为常规的固态、液态和气态燃料，取之不尽、用之不竭，是一种可再生能源。传统的生物质能包括农村生活用能——薪柴、秸秆、稻草、稻壳及其它农业生产的废弃物和畜禽粪便等，现代可以大规模应用的生物质能，包括现代林业生产的废弃物、甘蔗渣和城市固体废物等。
3.生物质能的利用转化技术有生物质热解技术、生物质液化技术和生物质气化技术。其中，生物质气化技术是以水蒸汽、空气、氧气作为气化剂，经过干燥、热解、氧化和还原四个过程，产生可燃的生物质气化气，如h2、co等。生物质气化技术作为一种广泛的生物质能利用方式，与生物质直燃相比更加环保且拥有更高的资源利用率。同时，生物质气化技术对原料的要求不高，大多数动植物和微生物都可以作为转化的原材料，生物质气化是生物质能利用手段中极富前景的转化技术，对社会能源的发展有着非常重要的作用；生物质气化气除了本身可以作为燃烧的燃料之外，还可以和煤、天然气等其他燃料进行耦合燃烧，提高能源综合使用率。
4.氧化铝生产过程中，焙烧工段是很重要的工序之一，现有技术一般采用天然气作为燃气,系统投资成本较高，且碳排放量较大。而生物质能作为一种重要的可再生能源，其技术成熟，应用广泛，其燃烧时产生的污染物少，产生的co2能够被植物光合作用吸收，实现真正碳的零排放。因此，采用生物质气化气代替天然气作为氧化铝生产焙烧工段的燃气或者补燃具有很好的应用前景，但是现有技术中，还没有用于氧化铝焙烧炉的生物质气补燃装置。


技术实现要素：

5.基于以上表述，本发明提供了一种用于氧化铝焙烧炉的生物质气补燃装置。采用天然气和生物质燃气同时进气混烧的方式。该方案中天然气既可作为点火燃料、掺烧燃料,又可以作为稳燃燃料使用,使焙烧炉运行更加灵活,更加稳定。
6.本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
7.一种用于氧化铝焙烧炉的生物质气补燃装置，其包括焙烧主炉、天然气环形管路、生物质气环形管路和至少一个掺混管路；
8.所述焙烧主炉包括焙烧炉本体和助燃燃烧器，所述焙烧炉本体的下部连接有连通炉膛的至少一个孔位，每一所述孔位对应连接有一烧嘴件；
9.所述生物质环形管路位于所述焙烧炉本体的上部，所述天然气环形管路位于所述
生物质气环形管路的下侧；
10.所述掺混管路具有两个进气端和一个出气端，所述掺混管路的两个进气端分别连接至所述生物质气环形管路的生物质气出气口和所述天然气环形管路的天然气出气口，所述掺混管路的出气端连接至所述烧嘴件，所述掺混管路具有可调节生物质气和天然气的掺混比的阀门组。
11.与现有技术相比，本技术的技术方案具有以下有益技术效果：
12.本发明提供的一种用于氧化铝焙烧炉的生物质气补燃装置，采用生物质气和天然气作为氧化铝生产焙烧工段的燃料，通过合理调控生物质气和天然气掺烧比，使其在焙烧主炉燃烧，在不降低总热值的情况下，不同种类的燃气在掺混管路内混合均匀，混合距离短，降低设备运行成本，提高运行效率，降低co2排放的排放。
13.在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
14.进一步的，所述焙烧炉本体包括锥体部分和柱体部分，所述锥体部分的口径从上至下逐渐缩小，所述柱体部分连接于所述锥体部分的下端，所述柱体部分设置有助燃燃烧器。
15.进一步的，所述助燃燃烧器配备有助燃风吹风系统、火检及灭火保护系统。
16.进一步的，所述生物质环形管路和所述天然气环形管路环绕所述锥体部分设置，所述生物质环形管路的下侧管壁具有多个生物质气出气口，所述天然气环形管路的下侧管壁具有多个天然气出气口，所述生物质气出气口、所述天然气出气口、所述掺混管路的数目和所述孔位的数目相等，每一所述生物质气出气口和每一所述天然气出气口一一对应的连接至一个掺混管路的两个进气端，所述掺混管路的出气端一一对应连接于所述烧嘴件。
17.进一步的，所述生物质环形管路和所述天然气环形管路均为六边形通管，且进气口位于对应管路的外侧，所述生物质气出气口和天然气出气口沿对应环路均匀设置有12个。
18.进一步的，所述孔位呈两层分布于所述柱体部分的下部，同一层相邻的两个所述孔位的轴线夹角均为60
°
，不同层相邻的两个孔位的轴线在水平面上投影的夹角均为30
°
。
19.进一步的，所述掺混管路包括一个横向管和两个并列设置的竖向管，连个所述竖向管的下端间隔连接于所述横向管上，两个所述竖向管的上端构成所述掺混管路的两个进气端，所述横向管的一端构成所述掺混管路的出气端，所述阀门组包括安装于竖向管的第一调节阀和安装于所述横向管的第二调节阀。
20.进一步的，所述焙烧炉本体外侧铺设有保温砖，所述保温砖与所述炉膛的内壁之间设置有耐高温浇注料。
21.进一步的，还包括冷却组件，所述冷却组件包括冷却风机、冷却风管道和冷却风接口，所述烧嘴件通过连接件与所述冷却风接口相连。
附图说明
22.图1为本发明实施例提供的用于氧化铝焙烧炉的生物质气补燃装置的整体结构示意图；
23.图2为本发明实施例的俯视示意图；
24.图3为本发明所述的掺混管路和烧嘴件示意图。
具体实施方式
25.为了便于理解本技术，下面将参照相关附图对本技术进行更全面的描述。附图中给出了本技术的实施例。但是，本技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本技术的公开内容更加透彻全面。
26.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术。
27.可以理解，空间关系术语例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在这里可以用于描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在...下面”和“在...下”可包括上和下两个取向。此外，器件也可以包括另外地取向(譬如，旋转90度或其它取向)，并且在此使用的空间描述语相应地被解释。
28.需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件时，它可以是直接连接到另一个元件，或者通过居中元件连接另一个元件。
29.下面本发明将结合附图中的实施例作进一步描述：
30.如图1-3所示，本技术实施例提供了一种用于氧化铝焙烧炉的生物质气补燃装置，其包括焙烧主炉10、生物质气环形管路20、天然气环形管路30、和至少一个掺混管路40。
31.所述焙烧主炉10包括焙烧炉本体11和助燃燃烧器12，所述焙烧炉本体11的下部连接有连通炉膛的至少一个孔位111，每一所述孔位111对应连接有一烧嘴件112。
32.优选的，所述焙烧炉本体11包括锥体部分11a和柱体部分11b，所述锥体部分11a的口径从上至下逐渐缩小，所述柱体部分11b连接于所述锥体部分11a的下端，所述柱体部分11b设置有助燃燃烧器113。
33.为了保证安全燃烧，及时监控焙烧状态，所述助燃燃烧器113配备有助燃风吹风系统、火检及灭火保护系统。
34.所述生物质环形管路20位于所述焙烧炉本体的上部，所述天然气环形管路30位于所述生物质气环形管路20的下侧。
35.具体的，所述生物质环形管路20和所述天然气环形管路30均环绕所述锥体部分11a设置，所述生物质环形管路20的下侧管壁具有多个生物质气出气口21，所述天然气环形管路30的下侧管壁具有多个天然气出气口31，所述掺混管路40具有两个进气端41和一个出气端42，所述掺混管路40的两个进气端41分别连接至所述生物质气环形管路20的生物质气出气口21和所述天然气环形管路30的天然气出气口31，所述掺混管路40的出气端42连接至所述烧嘴件112。
36.优选的，所述生物质气出气口21、所述天然气出气口31、所述掺混管路40的数目和所述孔位111的数目相等，以确保每一所述生物质气出气口21和每一所述天然气出气口31一一对应的连接至一个掺混管路40的两个进气端41，所述掺混管路40的出气端42一一对应连接于所述烧嘴件112。
37.具体的，所述掺混管路40包括一个横向管40a和两个并列设置的竖向管40b，两个
所述竖向管40b的下端间隔连接于所述横向管40a上，两个所述竖向管40b的上端构成所述掺混管路40的两个进气端41，所述横向管40a的一端构成所述掺混管路40的出气端42。
38.所述阀门组包括安装于竖向管40b的第一调节阀43和安装于所述横向管40a的第二调节阀44。
39.在本实施例中，所述生物质环形管路20和所述天然气环形管路30均为六边形通管，且进气口位于对应管路的外侧，所述生物质气出气口21和天然气出气口31沿对应环路均匀设置有12个。
40.对应的，所述孔位111呈两层分布于所述柱体部分11b的下部，同一层相邻的两个所述孔位111的轴线夹角均为60
°
，不同层相邻的两个孔位111的轴线在水平面上投影的夹角均为30
°
。
41.通过环周向分布的12个孔位进气，确保焙烧炉主体11内部多方位大面积的进气，保证焙烧炉主体11的炉膛内进气均匀，生物质气和燃气充分燃烧。
42.该生物质气补燃装置还包括冷却组件50，所述冷却组件50包括冷却风管51、送风管道52和冷却风接口53，所述烧嘴件112通过连接件与所述冷却风接口53相连。
43.其中，所述焙烧炉本体11外侧铺设有保温砖，所述保温砖13与所述炉膛的内壁之间设置有耐高温浇注料14。
44.在本实例中，对于天然气耗量为5700nm3/h的焙烧炉，当焙烧炉在54.39％以上工作负荷至额定负荷运行时掺烧生物质气。额定负荷时生物质气的掺烧量为18105nm3/h，减少的天然气的消耗量为3100nm3/h，减少燃料费4284元/h，同时减少5456kg/h co2排放。有效地降低机器运行成本和减少碳排放量。
45.本发明提供的一种用于氧化铝焙烧炉的生物质气补燃装置，采用生物质气和天然气作为氧化铝生产焙烧工段的燃料，通过合理调控生物质气和天然气掺烧比，使其在焙烧主炉燃烧，在不降低总热值的情况下，不同种类的燃气在掺混管路内混合均匀，混合距离短，降低机器运行成本，提高运行效率，降低co2排放的排放。
46.以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。