專利名稱：節(jié)能減排生物質(zhì)鍋爐系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生物質(zhì)鍋爐系統(tǒng)，尤其是涉及節(jié)能減排生物質(zhì)鍋爐系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著社會(huì)的發(fā)展，人類(lèi)對(duì)能源的需求越來(lái)越多，而常規(guī)能源煤碳、石油等儲(chǔ)量有 限，且這些能源在使用的過(guò)程中會(huì)造成各種環(huán)境問(wèn)題。為此，人們開(kāi)始發(fā)展可再生、無(wú)污染 的生物質(zhì)能源，與之配套就是生物質(zhì)鍋爐。目前，生物質(zhì)鍋爐熱效率僅有80%左右，能源利 用率低，同時(shí)現(xiàn)有的生物質(zhì)鍋爐的排煙溫度一般在180°C 150°C，這部分煙氣能量可占鍋 爐燃料總能量的7 9%，這部分煙氣熱能被排放在大氣中，造成能源的極大浪費(fèi)，也對(duì)周 圍環(huán)境造成了熱污染。目前，生物質(zhì)鍋爐多燃用生物質(zhì)成型顆?；蛏镔|(zhì)粉末，要求水份含量不高于 30%。食品加工廠的菇渣、刨渣，主要由玉米蕊、米糠、棉籽殼、鋸末等高熱值的生物質(zhì)組成， 但水份含量高達(dá)60 70%，無(wú)法在生物質(zhì)鍋爐中直接燃燒。如將高水份含量的生物質(zhì)烘 干脫水后，再燃用，不僅可以正常燃燒，還能大大提高燃燒效率。經(jīng)測(cè)定，每降低燃料水份 10 %，可提高其熱值600kcal/kg。布袋除塵是生物質(zhì)鍋爐系統(tǒng)常用的除塵方式，除塵效率可高達(dá)99. 9%，煙塵排放 濃度可降低至50mg/Nm3。生物質(zhì)燃料中氮、硫含量很低，因此，一般生物質(zhì)鍋爐無(wú)需脫硫脫 硝裝置，只需要去除粉塵顆粒。據(jù)監(jiān)測(cè)，生物質(zhì)鍋爐粉塵顆粒濃度一般為360mg/Nm3，層燃產(chǎn) 生的粉塵粒徑為10 200 μ m,懸浮燃燒產(chǎn)生的粉塵粒徑為3 100 μ m,質(zhì)量較重。若設(shè)計(jì) 巧妙，通過(guò)重力沉降的作用收集粉塵顆粒，那將大大簡(jiǎn)化其除塵裝置，減低投資。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種流程簡(jiǎn)單、設(shè)備少的節(jié)能減排生物質(zhì)鍋爐 系統(tǒng)，提高能源利用率，同時(shí)具有理想的除塵效果，投資少。本發(fā)明所述的生物質(zhì)物料主要 指無(wú)法直接正常燃燒的生物質(zhì)物料，一般水含量高于30%，尤其是食品加工廠的菇渣、刨渣 等廢棄物。本發(fā)明通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。節(jié)能減排生物質(zhì)鍋爐系統(tǒng)，包括干燥給料裝置、爐體、空氣預(yù)熱器和給水預(yù)熱裝 置，所述干燥給料裝置含螺旋給料器和回轉(zhuǎn)干燥器，螺旋給料器置于回轉(zhuǎn)干燥器內(nèi)的干燥 腔中，所述爐體包括相互連接的爐膛和燃燒室，爐膛設(shè)有物料進(jìn)口，螺旋給料器的物料輸出 端位于所述物料進(jìn)口處，回轉(zhuǎn)干燥器靠近所述物料進(jìn)口的一端上方設(shè)有廢氣出口，燃燒室 頂部與煙氣管道的一端連接，煙氣管道上設(shè)有利用管道中的煙氣對(duì)空氣進(jìn)行預(yù)熱的空氣預(yù) 熱器，煙氣管道的另一端與粉塵沉降器的入口連接，粉塵沉降器的出口與干燥腔的廢氣進(jìn) 口連接；所述給水預(yù)熱裝置的一端下側(cè)設(shè)混合廢氣進(jìn)口，另一端上側(cè)設(shè)有尾氣出口，所述廢 氣出口與所述混合廢氣進(jìn)口連接。上述的節(jié)能減排生物質(zhì)鍋爐系統(tǒng)，所述廢氣出口與所述混合廢氣進(jìn)口之間通過(guò)膨 脹節(jié)連接。所述膨脹節(jié)就是在混合氣管道設(shè)置一膨脹段，令混合氣流速在此降低，粉塵顆?？稍谥亓Τ两档淖饔孟侣浠馗稍锴唬缓箅S螺旋給料器送入爐膛。上述的節(jié)能減排生物質(zhì)鍋爐系統(tǒng)，給水預(yù)熱裝置的下側(cè)設(shè)有冷凝收集器，冷凝收 集器靠近尾氣出口所在的給水預(yù)熱裝置上的一端。上述的節(jié)能減排生物質(zhì)鍋爐系統(tǒng)，還包括生物質(zhì)料斗，所述螺旋給料器的生物質(zhì) 物料輸入端與生物質(zhì)料斗相連。上述的節(jié)能減排生物質(zhì)鍋爐系統(tǒng)，所述粉塵沉降器內(nèi)有一塊以上的導(dǎo)流擋板，將 沉降器隔成多個(gè)沉降室，廢氣流經(jīng)的沉降室逐漸增大，因流速下降，粉塵重力沉降收集；導(dǎo) 流擋板另一方面也延長(zhǎng)了廢氣在沉降室的滯留時(shí)間，加強(qiáng)粉塵去除效果。上述的節(jié)能減排生物質(zhì)鍋爐系統(tǒng)，回轉(zhuǎn)干燥器的干燥腔布置有蒸汽管。上述的節(jié)能減排生物質(zhì)鍋爐系統(tǒng)，給水預(yù)熱裝置管程和殼程，給水走管程，尾氣出 口、混合廢氣進(jìn)口、冷凝收集器與殼程連接。上述的節(jié)能減排生物質(zhì)鍋爐系統(tǒng)，空氣預(yù)熱器通過(guò)管道與爐體連接，預(yù)熱后的熱 空氣進(jìn)入爐體內(nèi)，空氣預(yù)熱器中的空氣由風(fēng)機(jī)供給。煙氣經(jīng)粉塵沉降器后，經(jīng)廢氣進(jìn)口進(jìn)入 干燥腔。上述的節(jié)能減排生物質(zhì)鍋爐系統(tǒng)，所述煙氣余熱被梯級(jí)利用，先由空氣預(yù)熱器與 空氣進(jìn)行熱交換，預(yù)熱空氣，再烘干物料，最后預(yù)熱給水管中的水。本發(fā)明的主要工作流程如下待干燥的生物質(zhì)物料由傳送帶進(jìn)入生物質(zhì)料斗，經(jīng) 過(guò)計(jì)量系統(tǒng)計(jì)量后，在螺旋給料器的輸送下進(jìn)入回轉(zhuǎn)干燥器內(nèi)的干燥腔，廢氣與待干燥生 物質(zhì)物料經(jīng)螺旋入口處并流進(jìn)入，從回轉(zhuǎn)干燥器頂部的廢氣出口排出，同時(shí)帶走干燥過(guò)程 中產(chǎn)生的水蒸氣?；旌蠌U氣經(jīng)膨脹節(jié)從混合氣進(jìn)口進(jìn)入給水預(yù)熱裝置，經(jīng)熱交換后，尾氣由 尾氣出口排出，冷凝水由冷凝收集器收集。干燥器內(nèi)的蒸汽管走過(guò)熱蒸汽，該蒸汽是經(jīng)生產(chǎn) 利用后的背壓汽或是其它低壓蒸汽。所述生物質(zhì)鍋爐廢氣是從煙道經(jīng)粉塵沉降器后引致回 轉(zhuǎn)干燥器。除了以上已述及的優(yōu)點(diǎn)外，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，還具有如下優(yōu)點(diǎn)和效果(1)采用蒸汽進(jìn)行間接干燥同時(shí)采用生物質(zhì)鍋爐生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢氣煙氣作為 載氣直接干燥。所述蒸汽是鍋爐蒸汽生產(chǎn)利用之后的背壓汽或其他低壓蒸汽，提供能源利 用率。(2)煙氣余熱被梯級(jí)利用，先由空氣預(yù)熱器與空氣進(jìn)行熱交換，預(yù)熱空氣，再烘干 物料，最后預(yù)熱給水，具有高效節(jié)能環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)。生物質(zhì)物料干燥、燃燒一體化，實(shí)現(xiàn)了高水含量生物質(zhì)物料直接燃用，減少了建設(shè) 用地，降低投資成本。(3)采用鍋爐廢氣作為系統(tǒng)載氣，帶走水汽的同時(shí)對(duì)生物質(zhì)物料直接加熱，提高了 干燥器的干燥效率，同時(shí)防止干燥后的水份結(jié)露，確保系統(tǒng)正常運(yùn)行。(4)本系統(tǒng)采用導(dǎo)流板粉塵沉降器和膨脹節(jié)收集粉塵顆粒，達(dá)到除塵效果，省卻了 布袋除塵等常規(guī)除塵系統(tǒng)，設(shè)備更簡(jiǎn)單，維護(hù)運(yùn)行成本較低。(5)可回收鍋爐排煙余熱7 9%，利用鍋爐排煙余熱預(yù)熱空氣和烘干生物質(zhì)燃 料，再利用烘干廢氣預(yù)熱鍋爐給水，在一套系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)余熱利用、原料烘干、煙氣除塵三項(xiàng) 任務(wù)。


圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式中的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施作進(jìn)一步的說(shuō)明，但本發(fā)明的實(shí)施和保護(hù)范圍 不限于此。如圖1所示，節(jié)能減排生物質(zhì)鍋爐系統(tǒng)包括干燥給料裝置1、爐體9、空氣預(yù)熱器21 和給水預(yù)熱裝置14，所述干燥給料裝置1含螺旋給料器3和回轉(zhuǎn)干燥器4，螺旋給料器3置 于回轉(zhuǎn)干燥器4內(nèi)的干燥腔8中，所述爐體9包括相互連接的爐膛10和燃燒室11，爐膛10 設(shè)有物料進(jìn)口，螺旋給料器3的物料輸出端位于所述物料進(jìn)口處，回轉(zhuǎn)干燥器4靠近所述物 料進(jìn)口的一端上方設(shè)有廢氣出口 7，燃燒室11頂部與煙氣管道12的一端連接，煙氣管道12 上設(shè)有利用管道中的煙氣對(duì)空氣進(jìn)行預(yù)熱的空氣預(yù)熱器21，煙氣管道12的另一端與粉塵 沉降器13的入口連接，粉塵沉降器13的出口與干燥腔8的廢氣進(jìn)口 6連接；所述給水預(yù)熱 裝置14的一端下側(cè)設(shè)混合廢氣進(jìn)口 16，另一端上側(cè)設(shè)有尾氣出口 17，所述廢氣出口 7與所 述混合廢氣進(jìn)口 16連接。燃燒室上接煙氣管道12，煙氣經(jīng)粉塵沉降器13后，經(jīng)廢氣進(jìn)口 6 進(jìn)入干燥腔8。給水預(yù)熱裝置14的下側(cè)設(shè)有冷凝收集器15，冷凝收集器15靠近尾氣出口 17所在的給水預(yù)熱裝置14上的一端。所述廢氣出口 7與所述混合廢氣進(jìn)口 16之間通過(guò)膨 脹節(jié)18連接?？諝忸A(yù)熱器21通過(guò)管道與爐體9連接，將預(yù)熱后的熱空氣進(jìn)入爐體9內(nèi)，空 氣預(yù)熱器21中的空氣由風(fēng)機(jī)20供給。本實(shí)施方式中，生物質(zhì)濕物料由傳送帶輸送至生物質(zhì)料斗2，經(jīng)過(guò)計(jì)量系統(tǒng)計(jì)量 后，在螺旋給料器3的輸送下進(jìn)入蒸汽管回轉(zhuǎn)干燥器4內(nèi)的物料干燥腔8，在此濕物料與回 轉(zhuǎn)干燥器內(nèi)布置的通有過(guò)熱蒸汽的蒸汽管5充分接觸干燥，物料中的水分不斷蒸發(fā)，物料 從干燥器入口向出口方向運(yùn)行，成為水含量低于30%的物料，由螺旋給料器送至爐膛10。本實(shí)施方式中，鍋爐廢棄煙氣首先通過(guò)空氣預(yù)熱器21與空氣進(jìn)行熱交換，預(yù)熱后 的熱空氣進(jìn)入爐體9，廢氣則由粉塵沉降器13的入口，進(jìn)入粉塵沉降室，在導(dǎo)流擋板19和 重力的作用下，粉塵與廢氣分離并沉降，然后廢氣由廢氣進(jìn)口 6進(jìn)入物料干燥腔8，與物料 一并從進(jìn)口向出口方向運(yùn)行，對(duì)物料進(jìn)行干燥，并將干燥過(guò)程中產(chǎn)生的水蒸氣經(jīng)廢氣出口 7 帶出，防止干燥后的水分結(jié)露，影響系統(tǒng)正常運(yùn)行。所述膨脹節(jié)18，就是在混合氣管道設(shè)置 一膨脹段，令混合氣流速在此降低，粉塵顆粒可在重力沉降的作用下落回干燥除塵器。攜帶 水蒸氣的廢氣中的粉塵在膨脹節(jié)18，上升流速降低，因重力沉降作用重新進(jìn)入回轉(zhuǎn)干燥器 4，隨螺旋給料器3進(jìn)入爐膛，與粉塵分離后的混合氣經(jīng)混合廢氣氣進(jìn)口 16進(jìn)入給水預(yù)熱 器，給水走管內(nèi)，混合氣走管外，經(jīng)過(guò)熱交換后，尾氣由排放口 17排出，預(yù)熱后的給水進(jìn)入 鍋爐，冷凝水進(jìn)入冷凝水收集器15。如上即可較好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于供熱供暖領(lǐng)域。
權(quán)利要求
節(jié)能減排生物質(zhì)鍋爐系統(tǒng)，其特征在于包括干燥給料裝置(1)、爐體(9)、空氣預(yù)熱器(21)和給水預(yù)熱裝置(14)，所述干燥給料裝置(1)含螺旋給料器(3)和回轉(zhuǎn)干燥器(4)，螺旋給料器(3)置于回轉(zhuǎn)干燥器(4)內(nèi)的干燥腔(8)中，所述爐體(9)包括相互連接的爐膛(10)和燃燒室(11)，爐膛(10)設(shè)有物料進(jìn)口，螺旋給料器(3)的物料輸出端位于所述物料進(jìn)口處，回轉(zhuǎn)干燥器(4)靠近所述物料進(jìn)口的一端上方設(shè)有廢氣出口(7)，燃燒室(11)頂部與煙氣管道(12)的一端連接，煙氣管道(12)上設(shè)有利用管道中的煙氣對(duì)空氣進(jìn)行預(yù)熱的空氣預(yù)熱器(21)，煙氣管道(12)的另一端與粉塵沉降器(13)的入口連接，粉塵沉降器(13)的出口與干燥腔(8)的廢氣進(jìn)口(6)連接；所述給水預(yù)熱裝置(14)的一端下側(cè)設(shè)混合廢氣進(jìn)口(16)，另一端上側(cè)設(shè)有尾氣出口(17)，所述廢氣出口(7)與所述混合廢氣進(jìn)口(16)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能減排生物質(zhì)鍋爐系統(tǒng)，其特征在于所述廢氣出口(7)與 所述混合廢氣進(jìn)口(16)之間通過(guò)膨脹節(jié)(18)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能減排生物質(zhì)鍋爐系統(tǒng)，其特征在于給水預(yù)熱裝置(14)的 下側(cè)設(shè)有冷凝收集器(15)，冷凝收集器(15)靠近尾氣出口(17)所在的給水預(yù)熱裝置(14)上的一端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能減排生物質(zhì)鍋爐系統(tǒng)，其特征在于還包括生物質(zhì)料斗 (2)，所述螺旋給料器(3)的生物質(zhì)物料輸入端與生物質(zhì)料斗(2)相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能減排生物質(zhì)鍋爐系統(tǒng)，其特征在于所述粉塵沉降器(13) 內(nèi)有一塊以上的導(dǎo)流擋板(19)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能減排生物質(zhì)鍋爐系統(tǒng)，其特征在于回轉(zhuǎn)干燥器(4)的干 燥腔(8)布置有蒸汽管(5)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能減排生物質(zhì)鍋爐系統(tǒng)，其特征在于給水預(yù)熱裝置(14)管 程和殼程，給水走管程，尾氣出口(17)、混合廢氣進(jìn)口(16)、冷凝收集器(15)與殼程連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1 7任一項(xiàng)所述的節(jié)能減排生物質(zhì)鍋爐系統(tǒng)，其特征在于空氣預(yù)熱 器(21)通過(guò)管道與爐體(9)連接，預(yù)熱后的熱空氣進(jìn)入爐體(9)內(nèi)，空氣預(yù)熱器(21)中的 空氣由風(fēng)機(jī)(20)供給。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了節(jié)能減排生物質(zhì)鍋爐系統(tǒng)，包括干燥給料裝置、爐體、空氣預(yù)熱器和給水預(yù)熱裝置，干燥給料裝置含螺旋給料器和回轉(zhuǎn)干燥器，螺旋給料器置于回轉(zhuǎn)干燥器內(nèi)的干燥腔中，爐體包括相互連接的爐膛和燃燒室，螺旋給料器的物料輸出端位于爐膛的物料進(jìn)口處，回轉(zhuǎn)干燥器上方設(shè)有廢氣出口，燃燒室頂部與煙氣管道的一端連接，煙氣管道上設(shè)有空氣預(yù)熱器，煙氣管道的另一端與粉塵沉降器的入口連接，粉塵沉降器的出口與干燥腔的廢氣進(jìn)口連接；給水預(yù)熱裝置的一端下側(cè)設(shè)混合廢氣進(jìn)口，另一端上側(cè)設(shè)有尾氣出口，廢氣出口與所述混合廢氣進(jìn)口連接。本發(fā)明可回收鍋爐排煙余熱6～8％，具有節(jié)能、環(huán)保、安全和對(duì)原料水份含量要求不高的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)F23K1/00GK101975388SQ201010509049
公開(kāi)日2011年2月16日 申請(qǐng)日期2010年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月15日
發(fā)明者楊奇飛 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)