燃煤鍋爐摻雜沼氣燃燒工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明技術(shù)提供了一種鍋爐摻雜沼氣燃燒的一種新工藝，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)同行業(yè)的空白。該工藝是我公司自主研發(fā)的，利用污水處理車間產(chǎn)生的沼氣通過羅茨風(fēng)機(jī)輸送至鍋爐，最后通過燃燒器完成。這樣不僅大大節(jié)約公司的運(yùn)行費(fèi)用，而且還減少了環(huán)境污染。
【專利說明】燃煤鍋爐摻雜沼氣燃燒工藝【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于沼氣燃燒【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種利用再生能源、燃煤鍋爐摻雜沼氣燃燒的工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會(huì)對(duì)能源需求的日益增長(zhǎng)，作為主要能源來源的化石燃料卻迅速地減少。因此，尋找一種可再生的替代能源，成為社會(huì)普遍關(guān)注的焦點(diǎn)。廢氣、廢熱是一種理想的可再利用能源，它來源廣泛，每年都有大量的工業(yè)，農(nóng)業(yè)廢棄物產(chǎn)出。
[0003]利用廢氣發(fā)電、供熱是能源再利用的一種重要方式之一。許多化工行業(yè)，農(nóng)村都有大量的沼氣產(chǎn)生。沼氣是有機(jī)物在厭氧條件下經(jīng)微生物分解發(fā)酵而成的一種可燃性氣體，其主要成份是甲烷(CH4)和二氧化碳(CO2),通常情況下，沼氣中的甲烷(CH4)含量為50%-70%，二氧化碳(CO2)含量為30%-40%，其它氣體含量很少，熱值為21520KJ，相當(dāng)于
1.45m3煤氣或0.69m3天然氣的熱值。最新研究顯示，甲烷的溫室效應(yīng)是二氧化碳的23-25倍，所以甲烷的直接排放對(duì)環(huán)境造成的影響更為嚴(yán)重。另一方面，沼氣本身是具有較高熱值的可燃?xì)怏w，以沼氣為燃料，直接燃燒利用是能源的再利用也是減少污染物排放的有效途徑之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種新型的鍋爐沼氣混合燃燒工藝，達(dá)到合理利用沼氣、避免其排到大氣中對(duì)環(huán)境造成污染的目的。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0006]燃煤鍋爐摻雜沼氣燃燒工藝，實(shí)現(xiàn)該工藝采用的系統(tǒng)包括水封系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)、變頻器、燃?xì)饪刂葡到y(tǒng)、防回火燃燒器、鍋爐、回燃控制閥門及防回火設(shè)備，將沼氣中的水分和雜質(zhì)去除后輸送至鍋爐的爐膛內(nèi)進(jìn)行燃燒，其特征在于:沼氣進(jìn)入水封系統(tǒng)去除沼氣中的水分和雜質(zhì)后，通過風(fēng)機(jī)進(jìn)行整壓和穩(wěn)壓，再經(jīng)過穩(wěn)焰器以增強(qiáng)著火的穩(wěn)定性和燃燼性，并通過防回火燃燒器進(jìn)入鍋爐爐膛進(jìn)行燃燒。
[0007]所述的風(fēng)機(jī)為羅茨風(fēng)機(jī)，共兩臺(tái)，一用一備，由燃?xì)饪刂葡到y(tǒng)采用兩臺(tái)變頻器分別控制。
[0008]所述的防回火燃燒器布置在鍋爐爐膛的側(cè)墻膜式壁上，并隨膜式壁一起膨脹，燃燒器的空氣風(fēng)道和煤氣通道均保證90?IlOmm的膨脹量。
[0009]所述的防回火燃燒器由燃燒器本體、配風(fēng)器、穩(wěn)焰器組成。
[0010]防回火燃燒器設(shè)有火檢與氣動(dòng)快速切斷閥連鎖，實(shí)現(xiàn)滅火自動(dòng)保護(hù)。
[0011]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0012]I)低污染性:S0x、N0x排放濃度低，循環(huán)流化床鍋爐還可實(shí)現(xiàn)爐內(nèi)脫硫；
[0013]2)減輕溫室效應(yīng):沼氣作為燃料混燒時(shí)，可以使甲烷完全燃燒，大大減輕溫室效應(yīng)；[0014]3)節(jié)能:沼氣可以替代煤進(jìn)行燃燒，減小燃料成本，從而達(dá)到節(jié)能的效果；
[0015]4)投資少見效快:沼氣直接燃燒，無需復(fù)雜的前處理設(shè)備和昂貴的燃?xì)廨啓C(jī)投資。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施的燃煤鍋爐摻雜沼氣燃燒工藝示意圖。
[0017]圖中，1-水封系統(tǒng)、2-羅茨風(fēng)機(jī)、3-燃?xì)饪刂葡到y(tǒng)、4-防回火燃燒器、5-鍋爐、6-回燃控制閥門。
【具體實(shí)施方式】
[0018]以下結(jié)合附圖介紹本發(fā)明詳細(xì)技術(shù)方案:
[0019]本發(fā)明提供一種燃煤鍋爐摻雜沼氣燃燒工藝，將沼氣中的水分和雜質(zhì)去除后輸送至鍋爐的爐膛內(nèi)進(jìn)行燃燒。
[0020]如圖1所示，實(shí)現(xiàn)該工藝采用的系統(tǒng)包括水封系統(tǒng)1、羅茨風(fēng)機(jī)2、變頻器、燃?xì)饪刂葡到y(tǒng)3、防回火燃燒器4、鍋爐5、回燃控制閥門6以及防回火設(shè)備，上述工藝包含以下步驟:
[0021]首先，沼氣進(jìn)入水封系統(tǒng)去除沼氣中的水分和雜質(zhì)，隨后，通過羅茨風(fēng)機(jī)進(jìn)行整壓和穩(wěn)壓，之后，經(jīng)過穩(wěn)焰器以增強(qiáng)著火的穩(wěn)定性和燃燼性，最后通過防回火燃燒器送入鍋爐爐膛進(jìn)行燃燒。
[0022]羅茨風(fēng)機(jī)共兩臺(tái)，一用一備，當(dāng)其中一臺(tái)加壓風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，另一臺(tái)風(fēng)機(jī)自動(dòng)投入運(yùn)行；兩臺(tái)羅茨風(fēng)機(jī)由燃?xì)饪刂葡到y(tǒng)采用兩臺(tái)變頻器分別控制，兩臺(tái)變頻器可以單獨(dú)控制，單獨(dú)運(yùn)行。沼氣采用羅茨風(fēng)機(jī)進(jìn)行加壓，羅茨風(fēng)機(jī)葉片經(jīng)特殊材料涂層處理；由于沼氣量的波動(dòng)較大(沼氣量波動(dòng)范圍400?800Nm3/h)，因此，電機(jī)采用變頻防爆電機(jī)，同時(shí)配備進(jìn)、出口消音器。羅茨風(fēng)機(jī)電機(jī)的工作頻率由沼氣入口處氣體壓力(氣體壓力由壓力變送器輸出線性信號(hào))的大小來控制，保證風(fēng)機(jī)前氣體管道的壓力在既定的范圍內(nèi)波動(dòng)，使進(jìn)氣入口保持一定余壓，以免造成負(fù)壓吸入空氣形成爆炸性混合物或抽癟設(shè)備。
[0023]根據(jù)爐膛截面尺寸和流化床的燃燒特性，合理設(shè)計(jì)火焰長(zhǎng)度，以免火焰直接噴到對(duì)面水冷壁上，并且盡可能的減少燃燒溫差。配風(fēng)裝置與沼氣送入裝置出口處受熱部分均采用高強(qiáng)度耐熱鋼，可保證受熱部分在1200°C高溫下強(qiáng)度基本不下降，范圍在60%?120%。
[0024]燃?xì)饪刂葡到y(tǒng)中，每個(gè)補(bǔ)燃燃燒器均設(shè)有火檢與氣動(dòng)快速切斷閥連鎖，實(shí)現(xiàn)滅火自動(dòng)保護(hù)；調(diào)節(jié)閥和快速切斷閥均采用防爆氣動(dòng)閥，使得它們具有啟閉方便迅速、省力、流體阻力小，可以經(jīng)常操作；低壓下可以實(shí)現(xiàn)良好的密封；調(diào)節(jié)性能好；安全性高等優(yōu)點(diǎn)。整套系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)就地和遠(yuǎn)程控制。
[0025]沼氣燃燒系統(tǒng)除設(shè)有火檢與氣動(dòng)快速切斷閥連鎖實(shí)現(xiàn)滅火自動(dòng)保護(hù)外，還設(shè)置了一級(jí)水封裝置和一級(jí)阻火器，同時(shí)設(shè)置了點(diǎn)火前管道內(nèi)氣體放散裝置及低壓蒸汽置換裝置，并在鍋爐爐膛上部及水平煙道后部各裝設(shè)防爆門。
[0026]防回火燃燒器布置在鍋爐爐膛的側(cè)墻膜式壁上，并隨膜式壁一起膨脹，燃燒器的空氣風(fēng)道和煤氣通道均保證IOOmm的膨脹量。防回火燃燒器由燃燒器本體、配風(fēng)器、穩(wěn)焰器組成，燃燒器本體為圓形截面，使混合氣體及燃燒產(chǎn)物在火道內(nèi)的速度得到嚴(yán)格控制，保證正常燃燒時(shí)既不脫火，又不回火；穩(wěn)焰器安裝在燃燒器前端，增強(qiáng)著火的穩(wěn)定性和燃燼性。[0027]對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)，當(dāng)沼氣進(jìn)氣壓力為5KPa，單套燃燒器額定燃?xì)饬繛?00Nm3/h時(shí)，燃?xì)馊脲仩t燃燒器前壓力在4KPa以上，單臺(tái)燃燒器只能在50%-110%額定燃?xì)饬繒r(shí)溫度燃燒，助燃空氣壓力5-8KPa。
[0028]以75t循環(huán)流化床鍋爐為例，沼氣發(fā)生器按12000立方米/天計(jì)算，沼氣熱值以5500大卡/標(biāo)準(zhǔn)立方米計(jì)算，則每天利用沼氣提供的熱量折合7000大卡/千克的標(biāo)煤為:36000立方沼氣相當(dāng)于燃燒9.43噸煤，以每噸750元計(jì)算則相當(dāng)于每天直接節(jié)省0.7萬元，年(按330個(gè)工作日)直接節(jié)省231萬元?；鞜託夂罂梢越档突以呐欧帕考肮と说膭趧?dòng)強(qiáng)度，減少設(shè)備磨損，同時(shí)可以提高鍋爐燃燒效率，降低灰渣含炭量。
【權(quán)利要求】
1.燃煤鍋爐摻雜沼氣燃燒工藝，實(shí)現(xiàn)該工藝采用的系統(tǒng)包括水封系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)、變頻器、燃?xì)饪刂葡到y(tǒng)、防回火燃燒器、鍋爐、回燃控制閥門及防回火設(shè)備，將沼氣中的水分和雜質(zhì)去除后輸送至鍋爐的爐膛內(nèi)進(jìn)行燃燒，其特征在于:沼氣進(jìn)入水封系統(tǒng)去除沼氣中的水分和雜質(zhì)后，通過風(fēng)機(jī)進(jìn)行整壓和穩(wěn)壓，再經(jīng)過穩(wěn)焰器以增強(qiáng)著火的穩(wěn)定性和燃燼性，并通過防回火燃燒器進(jìn)入鍋爐爐膛進(jìn)行燃燒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃煤鍋爐摻雜沼氣燃燒工藝，其特征在于:所述的風(fēng)機(jī)為羅茨風(fēng)機(jī)，共兩臺(tái)，一用一備，由燃?xì)饪刂葡到y(tǒng)采用兩臺(tái)變頻器分別控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃煤鍋爐摻雜沼氣燃燒工藝，其特征在于:所述的防回火燃燒器布置在鍋爐爐膛的側(cè)墻膜式壁上，并隨膜式壁一起膨脹，燃燒器的空氣風(fēng)道和煤氣通道均保證90?IlOmm的膨脹量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃煤鍋爐摻雜沼氣燃燒工藝，其特征在于:所述的防回火燃燒器由燃燒器本體、配風(fēng)器、穩(wěn)焰器組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃煤鍋爐摻雜沼氣燃燒工藝，其特征在于:防回火燃燒器設(shè)有火檢與氣動(dòng)快速切斷閥連鎖，實(shí)現(xiàn)滅火自動(dòng)保護(hù)。
【文檔編號(hào)】F23C1/04GK103438436SQ201310364888
【公開日】2013年12月11日 申請(qǐng)日期:2013年8月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月20日
【發(fā)明者】徐建凱, 王炳德, 李士軍, 王鵬飛 申請(qǐng)人:長(zhǎng)治市金澤生物工程有限公司