本實(shí)用新型涉及一種中低壓蒸汽的生產(chǎn)裝置。
背景技術(shù)：
中低壓的飽和蒸汽和過(guò)熱蒸汽被廣泛用于化工生產(chǎn)中的加熱熱源和動(dòng)力驅(qū)動(dòng)源。目前，蒸汽生產(chǎn)裝置一般為工業(yè)預(yù)熱回收裝置和主力鍋爐。在石化、印染以及火力發(fā)電等蒸汽用量較大的企業(yè)，其主力鍋爐大多采用大型的燃煤或燃?xì)忮仩t，這類鍋爐是將粉煤或天然氣噴射進(jìn)入爐膛燃燒，燃燒釋放的熱量通過(guò)受熱面與水進(jìn)行熱交換，從而生產(chǎn)符合使用條件的飽和或過(guò)熱蒸汽。雖然粉煤燃燒鍋爐的理論熱效率可以達(dá)到94％，但是在實(shí)際運(yùn)行狀況來(lái)看，粉煤燃燒鍋爐的熱效率僅在80-90％之間，并會(huì)隨著鍋爐使用時(shí)間的增加而降低。究其原因，主要是如下兩點(diǎn)原因造成的：1、燃煤鍋爐不可避免地需要進(jìn)行排煙排渣，煙、渣會(huì)帶走部分熱量，導(dǎo)致運(yùn)行時(shí)熱損失較大；2、鍋爐爐膛積蓄的熱量通過(guò)各個(gè)受熱面與水進(jìn)行壁面?zhèn)鳠?，壁面熱阻?huì)影響傳熱效率，而且受熱壁面在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)鹽沉積結(jié)垢使壁面熱阻增大，進(jìn)一步降低傳熱效率。此外，燃煤鍋爐由于采用煤作為燃料，排出的煙氣中含有大量的硫、氮氧化物以及粉塵飛灰，需要配置脫硫脫硝除塵設(shè)備，增加了生產(chǎn)成本，并且無(wú)法完全做到清潔環(huán)保。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本實(shí)用新型的目的在于提供一種中低壓蒸汽的生產(chǎn)裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)的不足之處。
為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：
中低壓蒸汽的生產(chǎn)裝置，主要由燃料儲(chǔ)罐、燃料進(jìn)料組件、空氣進(jìn)料組件、一級(jí)燃燒反應(yīng)器、二級(jí)燃燒反應(yīng)器和蒸汽輸出組件組成；所述燃料進(jìn)料組件分別與所述燃料儲(chǔ)罐的下部出口和一級(jí)燃燒反應(yīng)器的進(jìn)料口主管連接；所述空氣進(jìn)料組件與所述一級(jí)燃燒反應(yīng)器的進(jìn)料口側(cè)管連接；所述一級(jí)燃燒反應(yīng)器的蒸汽出口與所述二級(jí)燃燒反應(yīng)器的蒸汽進(jìn)口連接；所述二級(jí)燃燒反應(yīng)器的蒸汽出口與所述蒸汽輸出組件連接。
作為優(yōu)選，所述燃料進(jìn)料組件主要由燃料螺桿泵、燃料進(jìn)料控制閥和進(jìn)料管路組成，所述燃料螺桿泵通過(guò)進(jìn)料管路分別與所述燃料儲(chǔ)罐的出料口和一級(jí)燃燒反應(yīng)器的進(jìn)料口主管連接，所述燃料進(jìn)料控制閥設(shè)置在所述燃料螺桿泵和進(jìn)料口主管之間的進(jìn)料管路中。
作為優(yōu)選，所述空氣進(jìn)料組件主要由空氣壓縮機(jī)、空氣進(jìn)料控制閥和進(jìn)料管路組成，所述空氣壓縮機(jī)通過(guò)進(jìn)料管路與所述一級(jí)燃料反應(yīng)器的進(jìn)料口側(cè)管連接，所述空氣進(jìn)料控制閥設(shè)置在所述進(jìn)料管路中。
作為優(yōu)選，所述二級(jí)燃燒反應(yīng)器的頂部設(shè)有空氣進(jìn)料口，所述空氣壓縮機(jī)通過(guò)另一進(jìn)料管路與所述空氣進(jìn)料口連接，所述另一進(jìn)料管路上設(shè)有控制閥。
作為優(yōu)選，所述蒸汽輸出組件主要由蒸汽緩沖器、蒸汽輸出閥和蒸汽輸出管路組成，所述蒸汽緩沖器通過(guò)蒸汽輸出管路與所述二級(jí)燃燒反應(yīng)器的蒸汽出口連接；所述蒸汽輸出閥通過(guò)蒸汽輸出管路與所述蒸汽緩沖器的出口連接，所述蒸汽輸出閥的輸出端連接動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置、加濕和/或供熱裝置。
作為優(yōu)選，所述燃料進(jìn)料控制閥、空氣進(jìn)料控制閥和蒸汽輸出閥均為氣動(dòng)控制閥。
作為優(yōu)選，所述一級(jí)燃燒反應(yīng)器的進(jìn)料口主管出口處設(shè)有霧化噴頭。
本實(shí)用新型將低濃度的燃料溶液通過(guò)接觸式燃燒方式，將燃料燃燒和蒸汽產(chǎn)生兩個(gè)過(guò)程完全耦合，避免了傳統(tǒng)燃煤鍋爐壁面?zhèn)鳠嵋约盁煔馀欧女a(chǎn)生的熱損失，能夠大幅度增加燃燒器的熱效率，進(jìn)而提高整體的產(chǎn)汽效率。本實(shí)用新型投入較低、環(huán)保高效，具有較為廣闊的市場(chǎng)前景。
附圖說(shuō)明
圖1是本實(shí)用新型所述生產(chǎn)裝置的流程結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中：
1—燃料儲(chǔ)罐；21—燃料螺桿泵；22—燃料進(jìn)料控制閥；23—燃料進(jìn)料管路；31—空氣壓縮機(jī)；32—空氣進(jìn)料控制閥；33—空氣進(jìn)料管路；34—控制閥；35—另一空氣進(jìn)料管路；4—一級(jí)燃燒反應(yīng)器；5—二級(jí)燃燒反應(yīng)器；61—蒸汽緩沖器；62—蒸汽輸出閥；63—蒸汽輸出管路；71—?jiǎng)恿︱?qū)動(dòng)裝置；72—加濕/供熱裝置。
現(xiàn)結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型所述的中低壓蒸汽的生產(chǎn)裝置，主要由燃料儲(chǔ)罐1、燃料進(jìn)料組件、空氣進(jìn)料組件、一級(jí)燃燒反應(yīng)器4、二級(jí)燃燒反應(yīng)器5和蒸汽輸出組件組成。
所述的燃料進(jìn)料組件主要由燃料螺桿泵21、燃料進(jìn)料控制閥22和燃料進(jìn)料管路23組成，該燃料螺桿泵21通過(guò)進(jìn)料管路分別與燃料儲(chǔ)罐1的出料口和一級(jí)燃燒反應(yīng)器4的進(jìn)料口主管連接。該燃料進(jìn)料控制閥22設(shè)置在燃料螺桿泵21和進(jìn)料口主管之間的進(jìn)料管路中。
所述的空氣進(jìn)料組件主要由空氣壓縮機(jī)31、空氣進(jìn)料控制閥32、空氣進(jìn)料管路33、控制閥34和另一空氣進(jìn)料管路35組成。該空氣壓縮機(jī)31通過(guò)空氣進(jìn)料管路與一級(jí)燃料反應(yīng)器4的進(jìn)料口側(cè)管連接，空氣進(jìn)料控制閥32設(shè)置在該空氣進(jìn)料管路中。二級(jí)燃燒反應(yīng)器5的頂部設(shè)有空氣進(jìn)料口，該空氣壓縮機(jī)31通過(guò)另一進(jìn)料管路與二級(jí)燃燒反應(yīng)器的空氣進(jìn)料口連接，控制閥34設(shè)置在該另一進(jìn)料管路35中。
所述的一級(jí)燃燒反應(yīng)器4的蒸汽出口與二級(jí)燃燒反應(yīng)器5的蒸汽進(jìn)口連接，且連接管路中設(shè)有閥門。此外，一級(jí)燃燒反應(yīng)器和二級(jí)反應(yīng)器均為壓力容器，設(shè)計(jì)壓力為8-10MPa，設(shè)計(jì)溫度為耐800℃高溫，反應(yīng)器的外壁設(shè)有水冷壁。還有，一級(jí)燃燒反應(yīng)器4的進(jìn)料口主管出口處設(shè)有霧化噴頭。
所述的蒸汽輸出組件主要由蒸汽緩沖器61、蒸汽輸出閥62和蒸汽輸出管路63組成。該蒸汽緩沖器61通過(guò)蒸汽輸出管路63與二級(jí)燃燒反應(yīng)器5的蒸汽出口連接。該蒸汽輸出閥62通過(guò)蒸汽輸出管路63與蒸汽緩沖器61的出口連接，其輸出端連接動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置71和加濕/供熱裝置72。
上述的燃料進(jìn)料控制閥22、空氣進(jìn)料控制閥32和蒸汽輸出閥62均為氣動(dòng)控制閥。
采用上述生產(chǎn)裝置生產(chǎn)中低壓蒸汽的具體步驟如下：
A、將水與工業(yè)酒精、乙醇、劣質(zhì)油品或廢棄液體燃料按30:70-80:20的混合比例混合成燃料溶液，并儲(chǔ)存于燃料儲(chǔ)罐中；如采用非水溶性燃料，則在混合配制過(guò)程中，需適量添加乳化劑，制成乳濁液。
B、將燃料溶液送入一級(jí)燃燒反應(yīng)器中并通入空氣進(jìn)行一級(jí)燃燒，其中：一級(jí)燃燒反應(yīng)器的運(yùn)行溫度為400-600℃，運(yùn)行壓力為0.5-4MPa，氣態(tài)產(chǎn)物中的氧含量為零。
C、將B步驟生成的氣態(tài)產(chǎn)物送入二級(jí)燃燒反應(yīng)器中進(jìn)行二級(jí)燃燒，其中，二級(jí)燃燒反應(yīng)器的運(yùn)行溫度應(yīng)略高于一級(jí)燃燒反應(yīng)器的運(yùn)行溫度，運(yùn)行壓力為0.5-4MPa，并根據(jù)氣態(tài)產(chǎn)物中的一氧化碳濃度補(bǔ)充空氣。
D、將C步驟生成的蒸汽送入蒸汽輸出組件，并在線實(shí)時(shí)檢測(cè)蒸汽成分，當(dāng)蒸汽中的氧氣含量低于1ppm、一氧化碳含量低于10ppm、二氧化碳含量為13-15％、其余成分為氮?dú)夂退羝囟葹?00-500℃、壓力為0.5-4MPa時(shí)，輸出至用汽裝置。
實(shí)施例1
以下以含有一定濃度工業(yè)酒精的廢水作為燃料生產(chǎn)中低壓蒸汽，具體步驟如下：
(1)在燃料儲(chǔ)罐中對(duì)含工業(yè)酒精的廢水進(jìn)行預(yù)處理，配制成酒精濃度為25％的燃料溶液。
(2)預(yù)先將燃燒反應(yīng)器加熱至400℃，待溫度穩(wěn)定后停止加熱，開啟螺桿進(jìn)料泵和空氣壓縮機(jī)，將燃料進(jìn)料控制閥和空氣進(jìn)料控制閥調(diào)節(jié)至合適的閥位，開始向一級(jí)燃燒反應(yīng)器中輸入物料。
(3)根據(jù)一級(jí)燃燒反應(yīng)器內(nèi)部的溫度、壓力，適當(dāng)調(diào)節(jié)燃料進(jìn)料控制閥和空氣進(jìn)料控制閥，使得燃料溶液和空氣的流量處于合適的范圍，維持一級(jí)燃燒反應(yīng)器溫度為600℃左右，壓力為4MPa左右。
(4)根據(jù)一級(jí)燃燒反應(yīng)器出口蒸汽中CO的濃度，向二級(jí)燃燒反應(yīng)器中補(bǔ)加適量空氣。
(5)蒸汽緩沖器中蒸汽的溫度和壓力穩(wěn)定后，對(duì)蒸汽成分進(jìn)行在線實(shí)時(shí)檢測(cè)，其中O2含量低于1ppm、CO含量低于10ppm、CO2含量約為13～15％、其余組分為N2和水蒸汽、并確認(rèn)蒸汽緩沖器中蒸汽滿足溫度為300-500℃、壓力為0.5-4MPa時(shí)，開啟蒸汽輸出閥門，過(guò)熱蒸汽進(jìn)入蒸汽母管，通過(guò)各級(jí)子管輸送到動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置、加濕和/或供熱裝置。
(6)用于設(shè)備動(dòng)力驅(qū)動(dòng)后排出的剩余蒸汽可以繼續(xù)用于供熱或者制冷，實(shí)現(xiàn)蒸汽的梯級(jí)利用。
實(shí)施例2
以下以廢棄燃料油配制的乳化燃料油作為燃料生產(chǎn)中低壓蒸汽，具體步驟如下：
(1)向燃料儲(chǔ)罐中加入廢棄燃料油和水，比例為25:75，然后加入適量乳化劑，開啟攪拌裝置進(jìn)行充分?jǐn)嚢杌旌?，配制成濃度?5％的乳化燃料油。
(2)預(yù)先將燃燒反應(yīng)器加熱至480℃，待溫度穩(wěn)定后停止加熱，開啟螺桿進(jìn)料泵和空氣壓縮機(jī)，將燃料進(jìn)料控制閥和空氣進(jìn)料控制閥調(diào)節(jié)至合適的閥位，開始向一級(jí)燃燒反應(yīng)器中輸入物料。為了增強(qiáng)乳化燃料油進(jìn)入燃燒反應(yīng)器后的霧化程度，需要適當(dāng)提高螺桿進(jìn)料泵的運(yùn)行頻率。
(3)根據(jù)一級(jí)燃燒反應(yīng)器內(nèi)部的溫度、壓力，適當(dāng)調(diào)節(jié)燃料進(jìn)料控制閥和空氣進(jìn)料控制閥，使得乳化燃料油和空氣的流量處于合適的范圍，維持一級(jí)燃燒反應(yīng)器溫度為600℃左右，壓力為4MPa左右。
(4)根據(jù)一級(jí)燃燒反應(yīng)器出口蒸汽中CO的濃度，向二級(jí)燃燒反應(yīng)器中補(bǔ)加適量空氣。
(5)蒸汽緩沖器中蒸汽的溫度和壓力穩(wěn)定后，對(duì)蒸汽成分進(jìn)行在線實(shí)時(shí)檢測(cè)，其中O2含量低于1ppm、CO含量低于10ppm、CO2含量約為13～15％、其余組分為N2和水蒸汽、并確認(rèn)蒸汽緩沖器中蒸汽滿足溫度為300-500℃、壓力為0.5-4MPa時(shí)，開啟蒸汽輸出閥門，過(guò)熱蒸汽進(jìn)入蒸汽母管，通過(guò)各級(jí)子管輸送到動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置、加濕和/或供熱裝置。
(6)用于設(shè)備動(dòng)力驅(qū)動(dòng)后排出的剩余蒸汽可以繼續(xù)用于供熱或者制冷，實(shí)現(xiàn)蒸汽的梯級(jí)利用。