專利名稱：生物質(zhì)合成氣尾氣鍋爐裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及生物質(zhì)燃料氣化后尾氣的處理系統(tǒng)，具體地指一種生物質(zhì)合成氣尾氣鍋爐裝置。
背景技術：
隨著社會對能源需求的日益增長，作為主要能源來源的石化燃料在迅速減少。因此，尋找一種可再生的替代能源已成為社會普遍關注的焦點，其中對環(huán)境污染較少的生物質(zhì)燃料發(fā)電得到了廣泛的應用?？衫玫纳镔|(zhì)燃料主要有各種農(nóng)業(yè)廢棄物如稻殼、棉桿、稻桿、油菜桿和玉米桿等，也有林業(yè)廢棄物如枝丫柴、木材邊角料、樹根等。生物質(zhì)燃料氣化是各種生物質(zhì)燃料應用方式中具有非常前景的利用方式。所謂生物質(zhì)燃料氣化是指將固體或液體燃料轉(zhuǎn)化為氣體燃料的熱化學過程。在這個過程中，氣化裝置(如氣化爐)內(nèi)的游離氧或結合氧與固體或氣體燃料中的碳進行熱化學反應，生成可燃氣體。生物質(zhì)燃料氣化產(chǎn)生的合成氣經(jīng)凈化、降溫、壓縮等處理后可作集中或商業(yè)運輸和使用，具體來說可供燃氣輪機發(fā)電、供氣直燃、合成生物柴油等。生物質(zhì)氣化爐在啟動初期和事故停爐時，合成氣成分復雜，含有大量H2、CO、CH4,N2, 02、CO2等，且不穩(wěn)定，不能用于燃氣輪機發(fā)電、供氣直燃、合成生物柴油。為了讓不能直接使用的合成氣安全排放，這就要求必須對合成氣進行尾氣處理。目前，常規(guī)生物質(zhì)燃料氣化尾氣處理系統(tǒng)中，合成氣尾氣或由管道直接排放至大氣，或經(jīng)由火炬燃燒后再排至大氣。直接排放至大氣，由于合成氣尾氣中含有大量CO、CO2等，會對大氣造成污染。由火炬燃燒后再排至大氣，燃燒后的高溫不僅對周邊環(huán)境造成污染，而且由于大量熱量直接釋放至大氣又造成浪費。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目就是要提供一種節(jié)能、環(huán)保的生物質(zhì)合成氣尾氣鍋爐裝置。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型所設計的生物質(zhì)合成氣尾氣鍋爐裝置，包括并列布置的爐膛和對流室，所述爐膛由爐膛前墻、爐膛側(cè)墻和爐膛后墻合圍而成，所述對流室由對流室前墻、對流室側(cè)墻和對流室后墻合圍而成，所述爐膛和對流室之間為中間共用墻，其特殊之處在于:所述爐膛通過中間共用墻后部缺口與對流室相連，所述對流室中密集布置有對流管束，所述對流室前部與省煤氣相連，所述省煤氣的冷卻水管與上鍋筒相連；所述爐膛前墻、爐膛側(cè)墻、爐膛后墻、中間共用墻、對流室前墻、對流室側(cè)墻、對流室后墻均是由介質(zhì)輸送管和扁鋼焊接而成的膜式水冷壁結構，所述爐膛前墻和爐膛后墻的上下兩端分別與上部出口集箱和下部進口集箱相連，所述上部出口集箱和下部進口集箱再分別與上鍋筒和下鍋筒相連；所述爐膛側(cè)墻和中 間共用墻的上下兩端、所述對流室前墻、對流室側(cè)墻和對流室后墻的上下兩端、以及所述對流管束的上下兩端，均分別與上鍋筒和下鍋筒相連，從而構成冷卻水的汽液自循環(huán)回路。進一步地，所述爐膛和對流室外側(cè)的膜式水冷壁結構上敷設有隔熱層，使設備整體蓄熱小。更進一步地，所述隔熱層為保溫棉材質(zhì)的隔熱層，使設備的重量輕。再進一步地，所述上鍋筒和下鍋筒呈臥式布置結構，不易結灰。再進一步地，所述爐膛前墻上設置有燃燒器，點燃進入爐膛的生物質(zhì)合成氣尾氣。所述爐膛后墻上設置有防爆門，可以有效防止因合成氣尾氣爆燃而對本裝置造成的危害。本實用新型中，生物質(zhì)合成氣尾氣由尾氣管道經(jīng)過燃燒器點燃后進入爐膛輻射放熱，然后進入對流管束對流放熱，溫度逐步降低，再進入省煤器對流放熱，最后經(jīng)由煙囪排至大氣。與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的優(yōu)點在于:1、本實用新型與直接排放至大氣相比，合成氣尾氣中大量有毒有害氣體在本實用新型裝置中燃燒，有效降低了對大氣的污染。2、本實用新型與經(jīng)火炬燃燒后再排至大氣相比，合成氣尾氣燃燒后的大量熱能有效吸收，提高了整個系統(tǒng)運行的熱效率，節(jié)約了運行成本。3、爐膛側(cè)墻采 用冷卻介質(zhì)輸送管縱向排列、再通過扁鋼無縫焊接而成膜式壁的結構，節(jié)約了材料，進一步的減輕整個余熱鍋爐裝置的重量和增強了密封性。4、本裝置外側(cè)敷有少量耐火層，其整體蓄熱量小，現(xiàn)場啟動和停止速度快，可快速投入正常運行，減小運行成本。

圖1為本實用新型生物質(zhì)合成氣尾氣鍋爐裝置的結構示意圖。圖2為圖1的A— A剖視結構示意圖。圖3為圖2中B處放大結構示意圖。其中:I上鍋筒，2下鍋筒，3爐膛前墻，4爐膛側(cè)墻，5爐膛后墻，6對流管束，7上部出口集箱，8下部進口集箱，9省煤器，10冷卻介質(zhì)輸送管，11扁鋼，12隔熱層，13防爆門，14爐膛，15對流室，16對流室前墻，17對流室側(cè)墻，18對流室后墻，19中間共用墻。
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。圖中所示的生物質(zhì)合成氣尾氣鍋爐裝置，其爐膛14和對流室15并列布置，爐膛14由爐膛前墻3、爐膛側(cè)墻4，爐膛后墻5和中間共用墻19合圍而成，爐膛前墻3上設置有燃燒器，爐膛后墻5上設置有防爆門13，墻體均為介質(zhì)輸送管子10和扁鋼11焊接而成的膜式水冷壁結構。為了使裝置整體蓄熱量小、現(xiàn)場啟動和停止速度快、減小運行成本，此膜式水冷壁結構上設有保溫棉質(zhì)材料的隔熱層12。上鍋筒I和下鍋筒2呈臥式布置結構，爐膛前墻3和爐膛后墻5的上下兩端分別與上部出口集箱7和下部進口集箱8相連，上部出口集箱7和下部進口集箱8再分別與上鍋筒I和下鍋筒2相連，爐膛側(cè)墻4和中間共用墻19的上下兩端分別直接與上鍋筒I和下鍋筒2相連。爐膛14通過中間共用墻19后部缺口與對流室15相連，對流室15由對流室前墻16、對流室側(cè)墻17和對流室后墻18合圍而成，墻體也均為介質(zhì)輸送管子10和扁鋼11焊接而成的膜式水冷壁結構，此結構上也設有保溫棉質(zhì)材料的隔熱層12，對流室15中密集布置有對流管束6，對流室15前部與省煤氣9相連，省煤氣9的冷卻水管與上鍋筒I相連，對流管束6的上下兩端、對流室前墻16、對流室側(cè)墻17和對流室后墻18均分別與上鍋筒I和下鍋筒2相連，爐膛14和對流室15與鍋爐鍋筒上述連接方式即構成了冷卻水的汽液自循環(huán)回路。本實施例中，以水為例的冷卻介質(zhì)流程如下:冷卻水從生物質(zhì)合成氣尾氣鍋爐裝置的省煤器9吸收部分熱量后經(jīng)連通管進入上鍋筒1，部分冷卻水汽化并和冷卻水混合后形成汽水混合物，然后利用水蒸氣和冷卻水之間的密度差，不斷的在上鍋筒1、爐膛前墻3、爐膛側(cè)墻4、爐膛后墻5、對流管束6、對流室前墻16、對流室側(cè)墻17和對流室后墻18、上部出口集箱7、下部進口集箱8、下鍋筒2之間不停吸收熱量并循環(huán)流動，形成自然循環(huán)，最后汽水混合物汽化為飽和蒸汽并集中在上鍋筒I的上部空間，并最終通過蒸汽引出管導出供各種其它工藝使用。本實施例中，生物質(zhì)合成氣尾氣流程如下:生物質(zhì)合成氣尾氣由尾氣管道經(jīng)過燃燒器點燃后從爐膛前墻3進入爐膛14輻射放熱，然后經(jīng)由中間共用墻19后部缺口進入對流室15對流放熱，溫度逐步降低 ，再進入省煤器9對流放熱，最后經(jīng)由煙 排至大氣。
權利要求1.一種生物質(zhì)合成氣尾氣鍋爐裝置，包括并列布置的爐膛(14)和對流室(15)，所述爐膛(14)由爐膛前墻(3)、爐膛側(cè)墻(4)和爐膛后墻(5)合圍而成，所述對流室(15)由對流室前墻(16)、對流室側(cè)墻(17)和對流室后墻(18)合圍而成，所述爐膛(14)和對流室(15)之間為中間共用墻(19)，其特征在于: 所述爐膛(14)通過中間共用墻(19)后部缺口與對流室(15)相連，所述對流室(15)中密集布置有對流管束(6)，所述對流室(15)前部與省煤氣(9)相連，所述省煤氣(9)的冷卻水管與上鍋筒(I)相連； 所述爐膛前墻(3)、爐膛側(cè)墻(4)、爐膛后墻(5)、中間共用墻(19)、對流室前墻(16)、對流室側(cè)墻(17)、對流室后墻(18)均是由介質(zhì)輸送管(10)和扁鋼(11)焊接而成的膜式水冷壁結構，所述爐膛前墻(3)和爐膛后墻(5)的上下兩端分別與上部出口集箱(7)和下部進口集箱(8 )相連，所述上部出口集箱(7 )和下部進口集箱(8 )再分別與上鍋筒(I)和下鍋筒(2)相連； 所述爐膛側(cè)墻(4)和中間共用墻(19)的上下兩端、所述對流室前墻(16)、對流室側(cè)墻(17)和對流室后墻(18)的上下兩端、以及所述對流管束(6)的上下兩端，均分別與上鍋筒(I)和下鍋筒(2)相連，從而構成冷卻水的汽液自循環(huán)回路。
2.根據(jù)權利要求1所述的生物質(zhì)合成氣尾氣鍋爐裝置，其特征在于:所述爐膛(14)和對流室(15)外側(cè)的膜式水冷壁結構上敷設有隔熱層(12)。
3.根據(jù)權利要求2所述的生物質(zhì)合成氣尾氣鍋爐裝置，其特征在于:所述隔熱層(12)為保溫棉材質(zhì)的隔熱層。
4.根據(jù)權利要求1或2或3所述的生物質(zhì)合成氣尾氣鍋爐裝置，其特征在于:所述上鍋 筒(I)和下鍋筒(2)呈臥式布置結構。
5.根據(jù)權利要求1或2或3所述的生物質(zhì)合成氣尾氣鍋爐裝置，其特征在于:所述爐膛前墻(3 )上設置有燃燒器，所述爐膛后墻(5 )上設置有防爆門(13 )。
6.根據(jù)權利要求4所述的生物質(zhì)合成氣尾氣鍋爐裝置，其特征在于:所述爐膛前墻(3)上設置有燃燒器，所述爐膛后墻(5 )上設置有防爆門(13 )。
專利摘要本實用新型公開了一種生物質(zhì)合成氣尾氣鍋爐裝置，其爐膛和對流室并列布置，爐膛通過中間共用墻后部缺口與對流室相連，對流室前部與省煤氣相連，省煤氣的冷卻水管與上鍋筒相連，爐膛前墻和爐膛后墻的上下兩端分別與上部出口集箱和下部進口集箱相連，上部出口集箱和下部進口集箱再分別與上鍋筒和下鍋筒相連，爐膛側(cè)墻和中間共用墻的上下兩端、對流室前墻、對流室側(cè)墻和對流室后墻的上下兩端、以及對流管束的上下兩端，均分別與上鍋筒和下鍋筒相連，從而構成冷卻水的汽液自循環(huán)回路。此裝置減少了尾氣余熱和有害氣體直接排放至大氣對大氣的污染，且合成氣尾氣燃燒后的大量熱能有效吸收，提高了整個系統(tǒng)運行的熱效率，節(jié)約了運行成本。
文檔編號F22B21/04GK203115952SQ20132010330
公開日2013年8月7日 申請日期2013年3月7日 優(yōu)先權日2013年3月7日
發(fā)明者周峰 申請人:武漢凱迪工程技術研究總院有限公司