一种生物质燃料热载体锅炉的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种燃用生物质燃料的热载体锅炉及配套的余热高效利用装置，属热载体锅炉节能技术领域。
【背景技术】
[0002]目前生物质能资源通常作为农村生活用能源，在农村家用炉灶中直接燃用。这方面存在两个问题:一是可作为能源的生物质能资源未能充分使用；二是能量利用率极低。这使得广大农村地区商品能源紧张的局面长期得不到改善。据估计，农村家用炉灶中燃用秸杆、薪柴等的热效率平均只有14%左右，大量的能量资源未得到有效利用。更有甚者，生物质直接在田间燃烧，既造成能源的极大浪费，又对环境造成恶劣影响，造成灰霾天气。
[0003]生物质固体成型燃料作为生物质能利用的重要方式越来越引起人们的重视，其主要技术参数如下:
[0004]密度:800?1100kg/m3；热值:3600 ?4400Kcal/kg ;灰分:5 ?20 % ;水分:
(14%。
[0005]由于生物质固体成型燃料便于储存和运输，同时保持了生物质挥发分高、易着火燃烧、灰分及含硫量低、燃烧产生污染物较少等优点，因此可作为一种不可多得的、清洁的商业燃料。它不仅可用做工业锅炉、工业炉窑的燃料，还可以用作化工原料和家庭燃料，可以带来巨大的经济和社会效益。
[0006]传统的生物质燃料热载体炉是一种以有机热载体为工作介质的特种锅炉，通常采用生物质燃烧器布置于锅炉中的一体式结构，通过生物质燃料燃烧产生的高温烟气加热有机热载体，有机热载体升高温度后为用热设备提供所需的热量，而燃料燃烧后产生的烟气经烟囱排出时，温度一般在170°C左右，有的甚至高达300°C，既浪费了热量，又对环境造成了热污染。同时，由于一体式生物质燃料锅炉燃烧过程中会产生焦油，容易产生结焦现象。
[0007]200620030674.7、200820148936.9、200920091185.6、201120016031.8、201120190688.6、US20100275824A1、JP2010181145A1、EP2505916A2I 等多种专利提供了多种生物质燃烧器乃至余热回收技术，但其未提及尾部烟道烟气的余热高效回收，或者尾部烟道烟气余热的回收效率并不高，且未提及解决焦油问题。
[0008]有机热载体炉大多未进行余热回收或仅增加空气预热器回收部分烟气余热。部分流程设置了带蒸汽发生器如热管锅炉等的余热回收装置，如ZL200420027889.4提供了一种带蒸汽发生器的导热油炉尾气余热回收装置结构示意图(如图1):包括:炉体1，烟道2，蒸汽发生器3，蒸汽发生器壳体31，蒸汽发生器汽包32，蒸汽发生器传热管33，蒸汽发生器管板34，空气预热器4，空气预热器的进气管41，引风机5，烟囱6。该技术可使导热油炉排烟温度降低至170°C左右，并回收一定量的蒸汽。
[0009]但是，如果有机热载体炉使用单位无需余热回收流程产生的蒸汽，该类技术的使用即受到很大的限制，则仅能增加空气预热器回收部分烟气余热，为避免空气预热器的低温腐蚀，锅炉的排烟温度通常170°C以上，锅炉的整体热效率仍然较低，不符合节能及环保要求。
[0010]因此如何合理布置生物质燃料热载体锅炉结构、高效回收生物质燃料热载体锅炉的烟气余热，同时有效避免结焦、低温腐蚀现象，进而提高整个系统的热效率成为该领域研宄的热点。
【发明内容】
[0011]本实用新型的目的为解决现有技术存在的缺点，提供一种分体式生物质燃料热载体锅炉，以实现高效回收生物质燃料热载体锅炉的烟气余热，同时有效避免结焦、低温腐蚀现象，达到节能降耗的目的。
[0012]本实用新型的目的是通过以下措施实现的:
[0013]一种生物质燃料热载体锅炉，该锅炉包括余热锅炉1、生物质燃烧器2、烟道9及高温端热载体循环回路，其特征在于:
[0014]所述的生物质燃烧器2与余热锅炉I采用分体式结构，生物质燃烧器2采用立式、内衬耐火材料22的结构；生物质燃料经送料风机24、送料器25送入生物质燃烧器2，与经布风室、布风板23送来的高温空气20充分混合燃烧，产生的高温烟气15送入余热锅炉I ;夹套风机27送出的空气经夹套26、夹套风炉膛入口 28进入生物质燃烧器2的炉膛，作为助燃二次风使用。
[0015]所述的余热锅炉I还包括设置在烟道9内的高温空预器13、烟道外的调温器10，及连接管线；其中，内循环管线12由热油泵7出口与余热锅炉I热载体进口端之间引出，或由余热锅炉I热载体出口端引出，经调温器10、内循环回油管线14，回至油气分离器5或热油泵7进口管线，形成内循环回路；另外，调温器前设有鼓风机，从鼓风机排出的空气经调温器10升温后(高于烟气酸露点温度)，再进入高温空预器13利用烟气升温，回收烟气余热，经高温空预器13加热后的热空气20送入生物质燃烧器2作为助燃空气使用。余热锅炉I设有必要的出灰口。
[0016]所述高温端热载体循环回路包括热油泵7、用热设备3、油气分离器5、过滤器6及连接管线，热载体依次经管线连接的热油泵7、余热锅炉1、用热设备3、油气分离器5、过滤器6，流回热油泵7，形成闭路循环。热载体经热油泵7加压后进入余热锅炉I吸收生物质燃料燃烧产生的热量后，经用热设备3、油气分离器5、过滤器6后再进入热油泵7通过管路系统连接形成闭路循环。
[0017]所述调温器10与热载体采用间接换热方式，管程或壳程的进口端与热载体内循环管线12连接，出口端与热载体内循环回油管线14连接；壳程或管程的进口端与鼓风机
(11)出风口相连，出口端与高温空预器(13)的进口相连。
[0018]所述的热载体内循环回路如下:余热锅炉I出口的加热后的高温热载体，经热载体内循环管线12进入调温器10，热载体内循环管线12引出口在热油泵7出口与用热设备3的进油管线之间，降低热载体温度后，通过热载体内循环回油管线14回到油气分离器5或热油泵7进口管线，与外循环热载体混合后，经热油泵7通过管路系统连接送入余热锅炉I加热后再将高温热载体送出，从而形成热载体内循环回路。
[0019]所述的生物质燃烧器2包括生物质燃烧器外壳21、内衬于外壳的耐火材料22、送料风机24、送料器25、布风板23以及与布风板配套的布风室，采用立式结构，并设有必要的出灰装置。
[0020]所述的布风板采用平板或锥形结构。
[0021]所述的内衬于外壳的耐火材料22采用耐火砖、耐火混凝土等绝热材料。
[0022]所述的送料器25采用螺旋式或步进式送料装置。
[0023]所述的高温空预器13与烟气采用间接换热方式，经高温空预器13加热后的热空气20送入生物质燃烧器2作为助燃空气使用。
[0024]所述的高温空预器13的换热管可采用列管、翅片管、蛇形管或螺旋槽管。
[0025]本实用新型中的调温器10采用间接换热方式，可以为管壳式换热器、板式换热器或其他型式的换热器。
[0026]本实用新型中的调温器10根据需要可设置一个或多个，采用串并联或混联方式进行连接。
[0027]本实用新型中的调温器10将鼓风机送来的冷空气加热至高于烟气酸露点温度，再送入高温空预器13回收余热锅炉烟气余热，调温器10相当于设置在烟道外的空气预热器。
[0028]设有常规的烟气排出温度调控装置，通过控制调温器10调节阀的开度等手段，可使烟道出口的排烟温度降低至仅高于高温空预器13壁面的烟气酸露点温度，在避免结露的前提下，达到最大限度利用烟气废热的目的，使导热油炉能经济、高热效率运行，达到节能降耗的目的。
[0029]本实用新型相比现有技术具有如下优点:
[0030]1、本装置采用分体式的立式生物质燃烧器与余热锅炉结构，利用带夹套、内衬绝热材料的生物质燃烧器构筑高温环境，使生物质燃料产生的焦油在高温环境中充分燃烧，有效避免锅炉的结焦现象。
[0031]2、设置的夹套风机和夹套可以使生物质燃烧器内衬绝热结构简化