一種生物質氣化燃氣供退火爐的裝置製造方法
2023-10-10 17:30:24 2
一種生物質氣化燃氣供退火爐的裝置製造方法
【專利摘要】本發明涉及一種燃氣發生裝置,具體地說將生物質作為燃料用於退火爐的燃氣發生裝置。一種生物質氣化燃氣供退火爐的裝置，包括主要由氣化爐、內筒、提升機、螺旋進料器、刮灰車組成的燃氣發生裝置；主要由出口噴淋裝置、強冷噴淋系統、旋風除水裝置、換熱裝置組成的淨化系統。本發明在風冷器上加裝噴淋系統，使氣化燃氣從內到外均能換熱，達到使燃氣快速降溫的目的；燃氣經淨化系統處理，達到常溫狀態，基本消除燃氣中的焦油和水分，爐前加熱保證了退火爐所需的燃氣質量和流量；實現退火爐與氣化爐的信號聯動，降低了工人的勞動強度，在保證退火爐用能基礎上，使氣化爐處於高效運行狀態。
【專利說明】一種生物質氣化燃氣供退火爐的裝置
【技術領域】
[0001]本發明專利涉及一種燃氣發生裝置，具體地說，是一種將生物質作為燃料用於退火爐的燃氣發生裝置。
【背景技術】
[0002]能源是經濟社會發展的基礎，同時也是影響經濟社會發展的主要因素，隨著經濟社會的高速發展，我國能源生產量和消費量均已躍居世界前列，能源的可持續性問題日益明顯。面對緊張的能源問題，我國在「十二五」規劃特別提出節能環保的指標，生物質燃氣製備及其綜合利用技術被列為國家能源「十二五」規劃內容，力求緩解能源問題，積極開發新能源。
[0003]生物質能是僅次於煤碳、石油氣和天然氣而居於世界能源消費總量第四位的能源，在能源系統中佔有非常重要的地位。生物質能一般是將農業廢棄物和有機垃圾作為原料，經熱解氣化工序產生可燃性混合氣體，供給鋼鐵、陶瓷等企業，大大降低了企業的生產成本。作為生物質能原料的農業廢棄物如果不能及時處理，會對環境造成一定的汙染，現在將它們用作生產燃氣的原料，既解決了廢棄物對環境的影響，又解決了當今能源緊張問題，是一舉兩得的好事。
[0004]不鏽鋼退火是能耗非常巨大的工業生產，鋼鐵企業要達到降耗減排的目的，對能源選擇要求不斷提高。目前不鏽鋼退火的能源主要是水煤氣和天然氣。天然氣是不可再生資源，在我國發布的《天然氣利用政策》中明確指出「確保天然氣優先用於城市燃氣，不鼓勵用於工業燃燒」；加上國內天然氣價格的不斷上漲，造成退火爐的生產成本居高不下，大大降低了企業的市場竟爭力；而水煤氣長期運行產生大量的硫化氫、焦油、酚水、煤渣等汙染物，對空氣和水資源造成嚴重影響，同時由於水煤氣的熱值較低，粉塵含量較大，造成退火爐能耗大、溫度不穩定，導致產品出現質量問題。
【發明內容】
[0005]本發明提供一種能穩定產生生物質氣化燃氣，用於退火爐的燃氣發生裝置。
[0006]本發明採用如下技術方案:一種生物質氣化燃氣供退火爐的裝置，包括主要由氣化爐17、內筒2、螺旋進料器1、提升機18、刮灰車16組成的燃氣發生裝置；主要由出口噴淋裝置3、強冷噴淋系統4、旋風除水裝置5、引風機6、放散管7、主燃氣管和支氣管8、沉降裝置9、換熱裝置14組成的淨化系統；螺旋進料器I接入安裝在氣化爐17上的內筒2，氣化爐17燃氣出口處設置口噴淋裝置3、強冷噴淋系統4、旋風除水裝置5、換熱裝置14，退火爐11溫控系統和氣化爐電控系統通過可編程控制器連接實現信號聯動。
[0007]進一步地，所述的強冷噴淋系統4在風冷器上加裝噴淋系統，所述的噴淋系統4前兩排使用高壓小流量噴嘴，中間一排使用高壓霧化噴嘴，最後兩排使用高壓大流量噴嘴。
[0008]進一步地，所述的換熱裝置14使用高分子材料管束與法蘭熱熔製作成，橫向排列裝在酚水池內。
[0009]進一步地，所述的退火爐11前布置沉降裝置9，通過管道將退火爐11的餘熱傳導至沉降裝置9。
[0010]進一步地，所述的燃氣的主管道和支氣管道8設置多個焦油沉降收集點12。
[0011]進一步地，所述的螺旋進料器I的出料口安裝氣動密封蓋板。
[0012]進一步地，所述的淨化系統下部設置酚水處理系統15，多級布置沉澱池，池面上設置刮渣機，池底設置刮油機，刮油機提取焦油，汙水經淨化後供給噴淋系統循環使用。
[0013]進一步地，所述的氣化爐17底部的爐灰鬥下面安裝刮灰車16。
[0014]進一步地，所述的螺旋進料器I採用氣動密封蓋板作加料口密封，當加料時蓋板遠離原料；加料完畢，蓋板壓實出料口。
[0015]本發明的優點在於:
1、風冷器上加裝噴淋系統，使氣化燃氣從內到外均能換熱，達到使燃氣快速降溫的目的。
[0016]2、燃氣經淨化系統處理，達到常溫狀態，基本消除燃氣中的焦油和水分，爐前加熱保證了退火爐所需的燃氣質量和流量。
[0017]3、螺旋進料器的出料口使用氣動密封蓋板，保證了螺旋的穩定運行。
[0018]4、使用高分子材料管束作換熱器內芯，酚水池作管殼，既節省了空間，又增大了換熱面積，大大提聞了換熱效率。
[0019]5、實現退火爐與氣化爐的信號聯動，降低了工人的勞動強度，在保證退火爐用能基礎上，使氣化爐處於高效運行狀態。
[0020]【專利附圖】
【附圖說明】:
附圖1為本發明總體結構示意圖；
附圖2為本發明的退火爐管道布置圖；
附圖3為強冷噴淋系統示意圖。
[0021]【具體實施方式】:
如圖Γ3所示，氣化爐17裝在爐排架上，爐排架同時支承翻轉爐排，利於保持灰層高度和出灰的穩定，更易於控制火層的穩定燃燒。翻轉爐排採用耐高溫材料鑄造，保證了在高溫重載環境不變形。爐排下部裝有噴蒸汽裝置和配氧裝置，有利於進一步對爐排降溫。根據原料特性，增大爐排的進風面積，利於配氧更充足。
[0022]氣化爐17上部是內筒2，內筒2伸入氣化爐17長度可以有效控制料層高度和燃氣的密封性，內筒2同時作為一個料鬥，通過料位計控制加料時間的間隔，降低了工人的勞動強度。
[0023]內筒2上部安裝兩套螺旋進料器1，利於降低高度和原料的分配；出料口取用氣動密封蓋板作密封，區別於常規的螺旋內存料作為加料口密封，本發明的螺旋加料完畢，螺旋管內不存放原料，保證螺旋不會因為螺旋管內存原料發生膨脹，導致螺旋堵死。用氣動密封蓋板作加料口密封，當加料時，蓋板遠離原料，保證了加料的暢通；加料完畢，蓋板壓實出料口，加強了密封效果，消除加料口發生燃氣跑冒漏現象。
[0024]氣化爐17上裝有兩個燃氣出口，保證了燃氣排出的均勻性，降低了燃氣的流速，減少了燃氣的含塵量，燃氣出口裝有清灰裝置，通過連續不斷旋轉將灰和凝結的焦油送到酚水處理系統15，保證了燃氣出口的暢通。燃氣出口上裝有出口噴淋裝置3，通過對燃氣的強降溫，使燃氣中的焦油和水氣冷凝，和灰塵沾結成塊，通過噴淋水的衝涮，帶到酚水處理系統15，大量處理了燃氣帶出的灰塵和焦油。
[0025]強冷噴淋系統4是在風冷器上加裝噴淋系統，前兩排使用高壓(0.6Mp)小流量噴嘴，中間一排使用高壓霧化噴嘴，最後兩排使用高壓大流量噴嘴。由於風冷器是專門針對水煤氣設計，用在生物質氣化燃氣則存在以下問題:1、由於生物質燃氣飽含大量的焦油，焦油隨氣體輸送時會沾附在風冷器內表面，大大降低風冷器的換熱效果；2、由於燃氣流速過快，換熱管芯部燃氣不經換熱就直接通過，達不到降溫效果。為了解決上述問題，在保留風冷器外部冷卻的作用外，需加強風冷器內部換熱，因此在燃氣入口設置兩排高壓小流量噴嘴，對前道工序殘留的粉塵微粒繼續清理，同時利用高壓噴淋水將沾附在換熱管上的焦油擊落，增強了換熱效果；中間一排使用高壓霧化噴嘴，利用霧化的擴散性，使燃氣與霧化水沫充分接觸，將換熱管芯部燃氣的熱量帶走，極大地提高了噴淋水的換熱效果；最後兩排使用高壓大流量噴嘴，布置成水簾的形式，極大限度將擴散的水霧攔截下來，減少旋風除水裝置5的壓力。
[0026]旋風除水裝置5是利用旋風分離的原理，通過旋風產生的離心力，清除前道工序使燃氣中含有的水珠。
[0027]引風機6是氣化爐17的關鍵設備，在保證氣量穩定的前提下，針對氣化的不穩定和各處阻力的變化，選用羅茨風機。
[0028]爐前焦油處理系統是針對退火爐的燃氣使用條件設計，按照沉澱和加熱的目的，力求減少液態焦油水分進入退火爐。由於低溫燃氣含液態焦油等物質，燃氣在燒嘴10燃燒時析出的固定碳和焦油混合沾附在槍頭，堵塞氣路。所以在燃氣主管道和支氣管8設置多個焦油沉降收集點12，較佳的，在支氣管8靠近退火爐10的位置設置焦油沉降收集點12，此處可理解為，系統所帶的退火爐10應理解為不僅是一臺而可以帶多臺的。爐前布置一個大的沉降裝置9，利用退火爐煙氣餘熱加熱沉降裝置9，將燃氣溫度升至70°C左右，使燃氣中所有物質均呈氣態。實踐證明，經處理後燃氣燃燒時不會堵塞槍頭，完全達到退火爐11的使用要求。
[0029]刮灰車9放在氣化爐灰鬥下面，起到水封閥和排渣的作用，保證了連續氣化的情況下，可以按需要排灰。針對使用環境的複雜，用鏈條帶動刮刀；為了增加耐磨性，刀口堆焊碳化鶴。
[0030]酚水處理系統15在淨化系統下部，多級布置沉澱池，池面上設置刮渣機，池底設置刮油機，刮油機提取焦油，酚水經淨化後供給噴淋系統循環使用。處理工藝達到不排汙水、浮渣壓縮回爐、焦油提採利用。
[0031]換熱裝置14是噴淋水循環的基礎，可以有效控制燃氣溫度。針對現場空間不足，設計了這套換熱裝置14。在酚水池內橫向排列布置多組交換器內芯，冷熱交換器內芯由高分子材料管束與法蘭熱熔製作成。以酚水池外壁作管殼，解決了冷熱交換器對空間的佔用；因酚水池容積大，可以大量布置內芯，大幅增加了換熱面積，提高了換熱效果。經測定，該種處理比普通的冷熱交換器提高20%的效率。高分子材料管束適用於腐蝕性的液相加熱、冷凝等，換熱效果好，溶液溫度均勻，無滲透性，密封性好。
[0032]電控系統以可編程控制器為基礎，由現場儀器儀表採集工藝數據，能夠實時、快速、準確檢測工藝流程，具有連鎖報警功能，操作簡便，運行可靠。退火爐11溫度控制與氣化爐17電氣控制實現信號聯動，當退火爐11溫度達到目標溫度時，退火爐11進氣管上的電動控溫閥自動調整進氣量，同時調整信號傳送至氣化爐17的電控系統，指令氣化爐17配氧風機和引風機作出相應調整，從而在保證退火爐用能基礎上，使氣化爐處於高效運行狀態。
[0033]燒嘴10由溫控電磁閥控制燃氣進入量來調節輸出熱量，採取人工點火方式，根據退火爐需求熱量來布置燒嘴的方式和數量。
[0034]冷卻塔13是用水作為循環冷卻劑，從酚水池中吸收熱量排放至大氣中，以降低水溫的裝置，保證換熱裝置14的正常使用。
[0035]當然，以上僅為本發明較佳實施方式，並非以此限定本發明的使用範圍，故，凡是在本發明原理上做等效改變均應包含在本發明的保護範圍內。
【權利要求】
1.一種生物質氣化燃氣供退火爐的裝置，其特徵在於:包括主要由氣化爐(17)、內筒(2)、螺旋進料器(1)、提升機(18)、刮灰車(16)組成的燃氣發生裝置；主要由出口噴淋裝置(3)、強冷噴淋系統(4)、旋風除水裝置(5)、引風機(6)、放散管7、主燃氣管和支氣管8、沉降裝置(9 )、換熱裝置(14 )組成的淨化系統； 螺旋進料器(1)接入安裝在氣化爐(17 )上的內筒(2 )，氣化爐(17 )燃氣出口處設置出口噴淋裝置(3)、強冷噴淋系統(4)、旋風除水裝置(5)、換熱裝置(14)，退火爐(11)溫控系統和氣化爐(17)電控系統通過可編程控制器連接實現信號聯動。
2.如權利要求1所述的一種生物質氣化燃氣供退火爐的裝置，其特徵在於:所述的強冷噴淋系統(4)在風冷器上加裝噴淋系統，所述的噴淋系統(4)前兩排使用高壓小流量噴嘴，中間排使用高壓霧化噴嘴，最後兩排使用高壓大流量噴嘴。
3.如權利要求1所述的一種生物質氣化燃氣供退火爐的裝置，其特徵在於:所述的換熱裝置(14)使用高分子材料管束與法蘭熱熔製作成，橫向排列裝在酚水池內。
4.如權利要求1或2或3所述的一種生物質氣化燃氣供退火爐的裝置，其特徵在於:所述的退火爐(11)前布置沉降裝置(9)，通過管道將退火爐的餘熱傳導至沉降裝置(9)。
5.如權利要求4所述的一種生物質氣化燃氣供退火爐的裝置，其特徵在於:燃氣的主管道和支氣管道(8)設置多個焦油沉降收集點(12)。
6.如權利要求1或2或3所述的一種生物質氣化燃氣供退火爐的裝置，其特徵在於:所述的螺旋進料器(1)的出料口安裝氣動密封蓋板。
7.如權利要求1或2或3所述的一種生物質氣化燃氣供退火爐的裝置，其特徵在於:所述的淨化系統下部設置酚水處理系統(15)，多級布置沉澱池，池面上設置刮渣機，池底設置刮油機，刮油機提取焦油，酚水經淨化後供給噴淋系統循環使用。
8.如權利要求1或2或3所述的一種生物質氣化燃氣供退火爐的裝置，其特徵在於:所述的氣化爐(17)底部的爐灰鬥下面安裝刮灰車(16)。
9.如權利要求1或2或3所述的一種生物質氣化燃氣供退火爐的裝置，其特徵在於:所述的螺旋進料器(1)採用氣動密封蓋板作加料口密封，當加料時蓋板遠離原料；加料完畢，蓋板壓實出料口。
【文檔編號】C10J3/72GK104388121SQ201410786732
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年12月18日 優先權日:2014年12月18日
【發明者】李錦波, 秦峰, 狄國旺, 程中軍 申請人:廣東綠殼新能源有限公司