一种生物质气化燃气供退火炉的装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种燃气发生装置,具体地说将生物质作为燃料用于退火炉的燃气发生装置。一种生物质气化燃气供退火炉的装置，包括主要由气化炉、内筒、提升机、螺旋进料器、刮灰车组成的燃气发生装置；主要由出口喷淋装置、强冷喷淋系统、旋风除水装置、换热装置组成的净化系统。本发明在风冷器上加装喷淋系统，使气化燃气从内到外均能换热，达到使燃气快速降温的目的；燃气经净化系统处理，达到常温状态，基本消除燃气中的焦油和水分，炉前加热保证了退火炉所需的燃气质量和流量；实现退火炉与气化炉的信号联动，降低了工人的劳动强度，在保证退火炉用能基础上，使气化炉处于高效运行状态。
【专利说明】一种生物质气化燃气供退火炉的装置
【技术领域】
[0001]本发明专利涉及一种燃气发生装置，具体地说，是一种将生物质作为燃料用于退火炉的燃气发生装置。
【背景技术】
[0002]能源是经济社会发展的基础，同时也是影响经济社会发展的主要因素，随着经济社会的高速发展，我国能源生产量和消费量均已跃居世界前列，能源的可持续性问题日益明显。面对紧张的能源问题，我国在“十二五”规划特别提出节能环保的指标，生物质燃气制备及其综合利用技术被列为国家能源“十二五”规划内容，力求缓解能源问题，积极开发新能源。
[0003]生物质能是仅次于煤碳、石油气和天然气而居于世界能源消费总量第四位的能源，在能源系统中占有非常重要的地位。生物质能一般是将农业废弃物和有机垃圾作为原料，经热解气化工序产生可燃性混合气体，供给钢铁、陶瓷等企业，大大降低了企业的生产成本。作为生物质能原料的农业废弃物如果不能及时处理，会对环境造成一定的污染，现在将它们用作生产燃气的原料，既解决了废弃物对环境的影响，又解决了当今能源紧张问题，是一举两得的好事。
[0004]不锈钢退火是能耗非常巨大的工业生产，钢铁企业要达到降耗减排的目的，对能源选择要求不断提高。目前不锈钢退火的能源主要是水煤气和天然气。天然气是不可再生资源，在我国发布的《天然气利用政策》中明确指出“确保天然气优先用于城市燃气，不鼓励用于工业燃烧”；加上国内天然气价格的不断上涨，造成退火炉的生产成本居高不下，大大降低了企业的市场竟争力；而水煤气长期运行产生大量的硫化氢、焦油、酚水、煤渣等污染物，对空气和水资源造成严重影响，同时由于水煤气的热值较低，粉尘含量较大，造成退火炉能耗大、温度不稳定，导致产品出现质量问题。
【发明内容】
[0005]本发明提供一种能稳定产生生物质气化燃气，用于退火炉的燃气发生装置。
[0006]本发明采用如下技术方案:一种生物质气化燃气供退火炉的装置，包括主要由气化炉17、内筒2、螺旋进料器1、提升机18、刮灰车16组成的燃气发生装置；主要由出口喷淋装置3、强冷喷淋系统4、旋风除水装置5、引风机6、放散管7、主燃气管和支气管8、沉降装置9、换热装置14组成的净化系统；螺旋进料器I接入安装在气化炉17上的内筒2，气化炉17燃气出口处设置口喷淋装置3、强冷喷淋系统4、旋风除水装置5、换热装置14，退火炉11温控系统和气化炉电控系统通过可编程控制器连接实现信号联动。
[0007]进一步地，所述的强冷喷淋系统4在风冷器上加装喷淋系统，所述的喷淋系统4前两排使用高压小流量喷嘴，中间一排使用高压雾化喷嘴，最后两排使用高压大流量喷嘴。
[0008]进一步地，所述的换热装置14使用高分子材料管束与法兰热熔制作成，横向排列装在酚水池内。
[0009]进一步地，所述的退火炉11前布置沉降装置9，通过管道将退火炉11的余热传导至沉降装置9。
[0010]进一步地，所述的燃气的主管道和支气管道8设置多个焦油沉降收集点12。
[0011]进一步地，所述的螺旋进料器I的出料口安装气动密封盖板。
[0012]进一步地，所述的净化系统下部设置酚水处理系统15，多级布置沉淀池，池面上设置刮渣机，池底设置刮油机，刮油机提取焦油，污水经净化后供给喷淋系统循环使用。
[0013]进一步地，所述的气化炉17底部的炉灰斗下面安装刮灰车16。
[0014]进一步地，所述的螺旋进料器I采用气动密封盖板作加料口密封，当加料时盖板远离原料；加料完毕，盖板压实出料口。
[0015]本发明的优点在于:
1、风冷器上加装喷淋系统，使气化燃气从内到外均能换热，达到使燃气快速降温的目的。
[0016]2、燃气经净化系统处理，达到常温状态，基本消除燃气中的焦油和水分，炉前加热保证了退火炉所需的燃气质量和流量。
[0017]3、螺旋进料器的出料口使用气动密封盖板，保证了螺旋的稳定运行。
[0018]4、使用高分子材料管束作换热器内芯，酚水池作管壳，既节省了空间，又增大了换热面积，大大提闻了换热效率。
[0019]5、实现退火炉与气化炉的信号联动，降低了工人的劳动强度，在保证退火炉用能基础上，使气化炉处于高效运行状态。
[0020]【专利附图】
【附图说明】:
附图1为本发明总体结构示意图；
附图2为本发明的退火炉管道布置图；
附图3为强冷喷淋系统示意图。
[0021]【具体实施方式】:
如图Γ3所示，气化炉17装在炉排架上，炉排架同时支承翻转炉排，利于保持灰层高度和出灰的稳定，更易于控制火层的稳定燃烧。翻转炉排采用耐高温材料铸造，保证了在高温重载环境不变形。炉排下部装有喷蒸汽装置和配氧装置，有利于进一步对炉排降温。根据原料特性，增大炉排的进风面积，利于配氧更充足。
[0022]气化炉17上部是内筒2，内筒2伸入气化炉17长度可以有效控制料层高度和燃气的密封性，内筒2同时作为一个料斗，通过料位计控制加料时间的间隔，降低了工人的劳动强度。
[0023]内筒2上部安装两套螺旋进料器1，利于降低高度和原料的分配；出料口取用气动密封盖板作密封，区别于常规的螺旋内存料作为加料口密封，本发明的螺旋加料完毕，螺旋管内不存放原料，保证螺旋不会因为螺旋管内存原料发生膨胀，导致螺旋堵死。用气动密封盖板作加料口密封，当加料时，盖板远离原料，保证了加料的畅通；加料完毕，盖板压实出料口，加强了密封效果，消除加料口发生燃气跑冒漏现象。
[0024]气化炉17上装有两个燃气出口，保证了燃气排出的均匀性，降低了燃气的流速，减少了燃气的含尘量，燃气出口装有清灰装置，通过连续不断旋转将灰和凝结的焦油送到酚水处理系统15，保证了燃气出口的畅通。燃气出口上装有出口喷淋装置3，通过对燃气的强降温，使燃气中的焦油和水气冷凝，和灰尘沾结成块，通过喷淋水的冲涮，带到酚水处理系统15，大量处理了燃气带出的灰尘和焦油。
[0025]强冷喷淋系统4是在风冷器上加装喷淋系统，前两排使用高压(0.6Mp)小流量喷嘴，中间一排使用高压雾化喷嘴，最后两排使用高压大流量喷嘴。由于风冷器是专门针对水煤气设计，用在生物质气化燃气则存在以下问题:1、由于生物质燃气饱含大量的焦油，焦油随气体输送时会沾附在风冷器内表面，大大降低风冷器的换热效果；2、由于燃气流速过快，换热管芯部燃气不经换热就直接通过，达不到降温效果。为了解决上述问题，在保留风冷器外部冷却的作用外，需加强风冷器内部换热，因此在燃气入口设置两排高压小流量喷嘴，对前道工序残留的粉尘微粒继续清理，同时利用高压喷淋水将沾附在换热管上的焦油击落，增强了换热效果；中间一排使用高压雾化喷嘴，利用雾化的扩散性，使燃气与雾化水沫充分接触，将换热管芯部燃气的热量带走，极大地提高了喷淋水的换热效果；最后两排使用高压大流量喷嘴，布置成水帘的形式，极大限度将扩散的水雾拦截下来，减少旋风除水装置5的压力。
[0026]旋风除水装置5是利用旋风分离的原理，通过旋风产生的离心力，清除前道工序使燃气中含有的水珠。
[0027]引风机6是气化炉17的关键设备，在保证气量稳定的前提下，针对气化的不稳定和各处阻力的变化，选用罗茨风机。
[0028]炉前焦油处理系统是针对退火炉的燃气使用条件设计，按照沉淀和加热的目的，力求减少液态焦油水分进入退火炉。由于低温燃气含液态焦油等物质，燃气在烧嘴10燃烧时析出的固定碳和焦油混合沾附在枪头，堵塞气路。所以在燃气主管道和支气管8设置多个焦油沉降收集点12，较佳的，在支气管8靠近退火炉10的位置设置焦油沉降收集点12，此处可理解为，系统所带的退火炉10应理解为不仅是一台而可以带多台的。炉前布置一个大的沉降装置9，利用退火炉烟气余热加热沉降装置9，将燃气温度升至70°C左右，使燃气中所有物质均呈气态。实践证明，经处理后燃气燃烧时不会堵塞枪头，完全达到退火炉11的使用要求。
[0029]刮灰车9放在气化炉灰斗下面，起到水封阀和排渣的作用，保证了连续气化的情况下，可以按需要排灰。针对使用环境的复杂，用链条带动刮刀；为了增加耐磨性，刀口堆焊碳化鹤。
[0030]酚水处理系统15在净化系统下部，多级布置沉淀池，池面上设置刮渣机，池底设置刮油机，刮油机提取焦油，酚水经净化后供给喷淋系统循环使用。处理工艺达到不排污水、浮渣压缩回炉、焦油提采利用。
[0031]换热装置14是喷淋水循环的基础，可以有效控制燃气温度。针对现场空间不足，设计了这套换热装置14。在酚水池内横向排列布置多组交换器内芯，冷热交换器内芯由高分子材料管束与法兰热熔制作成。以酚水池外壁作管壳，解决了冷热交换器对空间的占用；因酚水池容积大，可以大量布置内芯，大幅增加了换热面积，提高了换热效果。经测定，该种处理比普通的冷热交换器提高20%的效率。高分子材料管束适用于腐蚀性的液相加热、冷凝等，换热效果好，溶液温度均匀，无渗透性，密封性好。
[0032]电控系统以可编程控制器为基础，由现场仪器仪表采集工艺数据，能够实时、快速、准确检测工艺流程，具有连锁报警功能，操作简便，运行可靠。退火炉11温度控制与气化炉17电气控制实现信号联动，当退火炉11温度达到目标温度时，退火炉11进气管上的电动控温阀自动调整进气量，同时调整信号传送至气化炉17的电控系统，指令气化炉17配氧风机和引风机作出相应调整，从而在保证退火炉用能基础上，使气化炉处于高效运行状态。
[0033]烧嘴10由温控电磁阀控制燃气进入量来调节输出热量，采取人工点火方式，根据退火炉需求热量来布置烧嘴的方式和数量。
[0034]冷却塔13是用水作为循环冷却剂，从酚水池中吸收热量排放至大气中，以降低水温的装置，保证换热装置14的正常使用。
[0035]当然，以上仅为本发明较佳实施方式，并非以此限定本发明的使用范围，故，凡是在本发明原理上做等效改变均应包含在本发明的保护范围内。
【权利要求】
1.一种生物质气化燃气供退火炉的装置，其特征在于:包括主要由气化炉(17)、内筒(2)、螺旋进料器(1)、提升机(18)、刮灰车(16)组成的燃气发生装置；主要由出口喷淋装置(3)、强冷喷淋系统(4)、旋风除水装置(5)、引风机(6)、放散管7、主燃气管和支气管8、沉降装置(9 )、换热装置(14 )组成的净化系统； 螺旋进料器(1)接入安装在气化炉(17 )上的内筒(2 )，气化炉(17 )燃气出口处设置出口喷淋装置(3)、强冷喷淋系统(4)、旋风除水装置(5)、换热装置(14)，退火炉(11)温控系统和气化炉(17)电控系统通过可编程控制器连接实现信号联动。
2.如权利要求1所述的一种生物质气化燃气供退火炉的装置，其特征在于:所述的强冷喷淋系统(4)在风冷器上加装喷淋系统，所述的喷淋系统(4)前两排使用高压小流量喷嘴，中间排使用高压雾化喷嘴，最后两排使用高压大流量喷嘴。
3.如权利要求1所述的一种生物质气化燃气供退火炉的装置，其特征在于:所述的换热装置(14)使用高分子材料管束与法兰热熔制作成，横向排列装在酚水池内。
4.如权利要求1或2或3所述的一种生物质气化燃气供退火炉的装置，其特征在于:所述的退火炉(11)前布置沉降装置(9)，通过管道将退火炉的余热传导至沉降装置(9)。
5.如权利要求4所述的一种生物质气化燃气供退火炉的装置，其特征在于:燃气的主管道和支气管道(8)设置多个焦油沉降收集点(12)。
6.如权利要求1或2或3所述的一种生物质气化燃气供退火炉的装置，其特征在于:所述的螺旋进料器(1)的出料口安装气动密封盖板。
7.如权利要求1或2或3所述的一种生物质气化燃气供退火炉的装置，其特征在于:所述的净化系统下部设置酚水处理系统(15)，多级布置沉淀池，池面上设置刮渣机，池底设置刮油机，刮油机提取焦油，酚水经净化后供给喷淋系统循环使用。
8.如权利要求1或2或3所述的一种生物质气化燃气供退火炉的装置，其特征在于:所述的气化炉(17)底部的炉灰斗下面安装刮灰车(16)。
9.如权利要求1或2或3所述的一种生物质气化燃气供退火炉的装置，其特征在于:所述的螺旋进料器(1)采用气动密封盖板作加料口密封，当加料时盖板远离原料；加料完毕，盖板压实出料口。
【文档编号】C10J3/72GK104388121SQ201410786732
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年12月18日 优先权日:2014年12月18日
【发明者】李锦波, 秦峰, 狄国旺, 程中军 申请人:广东绿壳新能源有限公司