利用生物質鍋爐煙氣乾燥生物質原料的裝置的製作方法

2023-07-30 11:30:36 2

專利名稱：利用生物質鍋爐煙氣乾燥生物質原料的裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及鍋爐餘熱利用和節能減排技術，具體地指一種利用生物質鍋爐煙氣乾燥生物質原料的裝置。
背景技術：
隨著傳統化石能源煤、石油、天然氣等儲量的日益減少，以及由於使用化石能源帶來的環境汙染問題直接威脅著人類的生存和發展，重視和發展可再生的環保型能源已成為各國政府的共同目標。生物質是植物通過光合作用生成的有機物質，其分布廣泛、可利用量大、較化石能源清潔，具有二氧化碳零排放的特點，是一種重要的可再生能源。生物質原料一般含有大量水分，在作為燃料進入鍋爐前若不經過乾燥處理，則單位質量生物質原料的發熱量偏低，導致生物質鍋爐的總效率下降，也會增大生物質鍋爐進料管路和爐膛的尺寸，導致鍋爐造價成本增高。因此，生物質原料在進入生物質鍋爐前一般需要作預乾燥處理。傳統的生物質原料乾燥方法需要引入外部高溫乾燥介質，其工藝繁瑣、設備複雜、能量消耗大、投資成本高。為了解決上述問題，公開號為CN101693248A的中國發明專利申請公開說明書提出了一種使用高溫煙氣對生物質原料進行乾燥的方法，其使含水生物質原料經高溫煙氣乾燥後，再經過加熱加壓處理，製成流體化漿體。但這種方法需要引入外部高溫乾燥介質，能量消耗極大，目前已不能適應國民經濟發展中越來越高的節能減排要求。公告號為CN202032602U的中國實用新型專利說明書公布了一種煙氣預乾燥發電的集成系統，其利用煙氣預熱對鍋爐褐煤原料進行乾燥，但乾燥使用的滾筒設備仍需要額外消耗大量電能，從而增大了系統的運行難度和運行成本。
發明內容本實用新型的目的就是要克服現有生物質原料乾燥技術中存在設備結構複雜、能耗居高不下的缺陷，提供一種利用生物質鍋爐煙氣乾燥生物質原料的裝置。其結構簡單、工藝經濟、乾燥效果好，可有效縮小生物質鍋爐系統的尺寸、大幅提高生物質鍋爐系統的熱效率。為實現上述目的，本實用新型所設計的利用生物質鍋爐煙氣乾燥生物質原料的裝置，包括除塵器和乾燥室，其特殊之處在於所述乾燥室內腔設置有履帶傳送機，所述乾燥室頂部分別設置有生物質進料口和煙氣出口管，所述乾燥室底部分別設置有生物質出料口和煙氣進口管；所述生物質進料口位於履帶傳送機輸入端上方，所述生物質出料口位於履帶傳送機輸出端下方，所述煙氣出口管通過增壓風機與除塵器的輸入端相連，所述煙氣進口管通過引風機與除塵器的輸出端相連。作為優選方案，所述履帶傳送機的工作面下方並列設置有多個獨立的熱風氣室，所述熱風氣室底部設置有進氣支管，所述進氣支管與煙氣進口管相連，所述熱風氣室頂部均布有煙氣擴散孔。這樣，可以緩衝進入乾燥室的煙氣，使其均勻穿越履帶傳送機的工作面，從而對動態傳輸的生物質原料進行均勻乾燥。[0007]進一步地，所述進氣支管上設置有調節閥。這樣，可以方便地調節每個進氣支管的煙氣流量，保證進入每個熱風氣室的煙氣分配均勻。更進一步地，所述熱風氣室中設置有熱風均布裝置。這樣，可以調節每個熱風氣室內部的煙氣流動方向，從而將煙氣流場調配到最佳狀態。本實用新型的優點在於所設計的乾燥裝置直接利用生物質鍋爐排放的高溫煙氣作為熱源，對生物質原料進行脫水乾燥，可以將生物質原料的總質量減輕15%以上，即可脫除生物質原料中約一半的水分，從而使單位質量生物質原料的發熱量大幅增加。這樣，既可以大幅提高生物質鍋爐系統的熱效率，具有可觀的經濟效益；又可以相應縮小生物質鍋爐系統進料管路的尺寸。而且，乾燥的生物質原料燃燒所產生的煙氣流量相對較低，還可以縮小整個生物質鍋爐系統的尺寸，有效降低鍋爐的造價。同時，生物質原料乾燥後，其在燃燒過程中產生的煙氣的溼度和流量也都明顯下降，因此排出鍋爐的煙氣在通過除塵器進行除塵時，除塵器處理的煙氣的溼度和流量也相應下降，有利於提高除塵效率。另外，本實用新型所設計的乾燥裝置結構簡單、投資小、乾燥風量方便調節且分配均勻，可以很好地滿足生物質原料乾燥的要求。雖然其在增加部分管道和風機以克服系統阻力上的能耗有所增加，但與其斬獲的低鍋爐造價和高熱效率相比，增加的能耗比率極低，整個系統節能減排效益明顯。

圖1為一種利用生物質鍋爐煙氣乾燥生物質原料的裝置的結構示意圖。圖2為圖1中乾燥室部分的放大結構示意圖。圖3為圖2的A-A剖面放大結構示意圖。圖中生物質鍋爐1、生物質進料口 2、除塵器3、生物質出料口 4、煙囪5、引風機6、履帶傳送機7、乾燥室8、料倉9、增壓風機10、煙氣進口管11、進氣支管12、調節閥13、熱風均布裝置14、熱風氣室15、煙氣擴散孔16、煙氣出口管17。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步的詳細說明。圖中所示利用生物質鍋爐煙氣乾燥生物質原料的裝置，包括設置在生物質鍋爐I與煙囪5之間的除塵器3和乾燥室8。除塵器3的輸入端與生物質鍋爐I的煙氣出口相連，除塵器3的輸出端與煙囪5相連。乾燥室8內設置有履帶傳送機7，乾燥室8頂部分別設置有生物質進料口 2和煙氣出口管17，乾燥室8底部分別設置有生物質出料口 4和煙氣進口管11。生物質進料口 2位於履帶傳送機7輸入端上方，並與料倉9相連。生物質出料口 4位於履帶傳送機7輸出端下方，從生物質出料口 4出來的乾燥生物質原料可以通過轉運設備輸送到生物質鍋爐I的燃料入口。煙氣出口管17通過增壓風機10與除塵器3的輸入端相連，煙氣進口管11通過引風機6與除塵器3的輸出端相連。在履帶傳送機7的工作面下方並列設有多個獨立的熱風氣室15，各熱風氣室15底部設置有進氣支管12，各進氣支管12同時與煙氣進口管11相連，且各進氣支管12上設有調節閥13。各熱風氣室15中位於進氣支管12出口上方還設有熱風均布裝置14。本實施例中，熱風均布裝置14為水平固定的擋板，其四周與熱風氣室15之間留有間隙，用於分散進入熱風氣室15的煙氣。各熱風氣室15頂部均布有煙氣擴散孔16，煙氣可以通過煙氣擴散孔16均勻穿越履帶傳送機7的工作面。以含水量佔總質量30%左右的新鮮生物質原料為例，上述裝置是這樣利用生物質鍋爐煙氣乾燥生物質原料的儲存在料倉9中的待燃燒生物質原料通過生物質進料口 2進入乾燥室8內的履帶傳送機7的工作面上，進行不間斷的動態傳輸，最後從生物質出料口 4輸出。生物質原料在履帶傳送機7上的傳輸速度優選為0.2~0.8m/s、最佳範圍在0.4~0.6m/s，停留時間優選為300`480s、最佳範圍在400~450s ;煙氣在乾燥室8內的平均流速優選為8 15m/s、最佳範圍在 10 12m/s。與此同時，生物質鍋爐I燃燒排放的高溫煙氣進入除塵器3中，去除其中絕大部分的粉塵雜質，獲得較為潔淨的煙氣。所得較為潔淨的煙氣中，一部分通過煙 5排入大氣，另一部分通過引風機6加壓，經煙氣進口管11、進氣支管12進入乾燥室8內的各熱風氣室15。各熱風氣室15中的煙氣通過熱風均布裝置14均流後，再經熱風氣室15頂部的煙氣擴散孔16逸出，使煙氣自下而上穿越履帶傳送機7的工作面空隙，與其上動態傳輸的生物質原料進行接觸換熱，從而脫除生物質原料中的部分水份。 控制上述煙氣在乾燥室8 A 口處的溫度為110~150°C、在乾燥室8出口處的溫度為45~55℃，可以充分利用煙氣的餘熱和溫差，獲得良好的乾燥效果。本實施例中，煙氣在乾燥室8入口處的溫度為120~l30°C，煙氣在乾燥室8出口處的溫度為48 50°C。最後，經過換熱利用的煙氣通過煙氣出口管17導出乾燥室8，並重新輸送至除塵器3中繼續進行除塵處理；同時，經過脫水乾燥的生物質原料通過生物質出料口 4導出乾燥室8，直接作為生物質鍋爐I的燃料或存儲備用。經試驗表明當乾燥室8的煙氣入口溫度在130°C左右、煙氣出口溫度在50°C左右、煙氣平均流速在12m/s左右時，通過乾燥室8的生物質原料約可脫去佔總質量15%左右的水分。由於煙氣溫度低於生物質原料中揮發分的最低析出溫度，因此不存在揮發分析出的問題。
權利要求1.一種利用生物質鍋爐煙氣乾燥生物質原料的裝置，包括除塵器(3)和乾燥室(8)，其特徵在於所述乾燥室(8)內腔設置有履帶傳送機(7)，所述乾燥室(8)頂部分別設置有生物質進料口(2)和煙氣出口管(17)，所述乾燥室(8)底部分別設置有生物質出料口(19)和煙氣進口管(11);所述生物質進料口( 2 )位於履帶傳送機(7 )輸入端上方，所述生物質出料口(4)位於履帶傳送機(7)輸出端下方，所述煙氣出口管(17)通過增壓風機(10)與除塵器 (3)的輸入端相連，所述煙氣進口管(11)通過引風機(6)與除塵器(3)的輸出端相連。
2.根據權利要求1所述利用生物質鍋爐煙氣乾燥生物質原料的裝置，其特徵在於所述履帶傳送機(7)的工作面下方並列設置有多個獨立的熱風氣室(15)，所述熱風氣室(15) 底部設置有進氣支管(12)，所述進氣支管(12)與煙氣進口管(11)相連，所述熱風氣室(15) 頂部均布有煙氣擴散孔(16)。
3.根據權利要求2所述利用生物質鍋爐煙氣乾燥生物質原料的裝置，其特徵在於所述進氣支管(12)上設置有調節閥(13 )。
4.根據權利要求2或3所述利用生物質鍋爐煙氣乾燥生物質原料的裝置，其特徵在於 所述熱風氣室(15)中設置有熱風均布裝置(14)。
5.根據權利要求4所述利用生物質鍋爐煙氣乾燥生物質原料的裝置，其特徵在於所述熱風均布裝置(14)是位於進氣支管(12)出口上方的水平擋板。
專利摘要本實用新型公開了一種利用生物質鍋爐煙氣乾燥生物質原料的裝置，主要解決現有生物質原料乾燥技術中存在設備結構複雜、能耗居高不下的缺陷。它包括除塵器和乾燥室，其特殊之處在於所述乾燥室內腔設置有履帶傳送機，所述乾燥室頂部分別設置有生物質進料口和煙氣出口管，所述乾燥室底部分別設置有生物質出料口和煙氣進口管；所述生物質進料口位於履帶傳送機輸入端上方，所述生物質出料口位於履帶傳送機輸出端下方，所述煙氣出口管通過增壓風機與除塵器的輸入端相連，所述煙氣進口管通過引風機與除塵器的輸出端相連。其結構簡單、工藝經濟、乾燥效果好，可有效縮小生物質鍋爐系統的尺寸、大幅提高生物質鍋爐系統的熱效率。
文檔編號F26B15/18GK202885459SQ201220582858
公開日2013年4月17日 申請日期2012年11月7日 優先權日2012年11月7日
發明者陳義龍, 張巖豐, 李宏 申請人:陽光凱迪新能源集團有限公司