生物質(zhì)成型燃料與煙?；鞜仩t及其污染物控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及燃生物質(zhì)成型燃料與煙梗混燒鍋爐及污染物控制方法，屬于生物質(zhì)鍋 爐領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 煙梗等廢棄物是煙草工業(yè)的副產(chǎn)物，是生產(chǎn)假煙的主要原料，國家政策要求必須 銷毀。以前復(fù)烤企業(yè)多采取填埋或焚燒等方式作棄置處理，容易對(duì)周邊的大氣、水、土壤造 成嚴(yán)重污染，破壞環(huán)境，而且形成重大的安全隱患和煙草專賣監(jiān)管中的漏洞。煙葉復(fù)烤加工 需要消耗大量的燃料，導(dǎo)致生產(chǎn)成本增加，如果采用煙梗作為燃料向復(fù)烤企業(yè)提供生產(chǎn)所 需要的蒸汽，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，是廣大復(fù)烤企業(yè)必須面對(duì)和急需解決的課題。為此一些復(fù)烤企 業(yè)采用鏈條爐燃燒煙梗，結(jié)果發(fā)現(xiàn)爐排上的煙梗燃燒不完全，呈黑色，爐膛內(nèi)壁積灰、積鹽 異常嚴(yán)重，原因是煙梗吸潮能力極強(qiáng)，在露天放置一段時(shí)間后，含水率達(dá)到23~25%，在爐排 表面的煙梗著火燃燒，而下面不著火，導(dǎo)致燃燒不盡；此外，煙梗中含有大量的鉀和氯(施鉀 肥所致)，燃燒過程中生成大量KCl (熔點(diǎn)776°C)，在爐膛及尾部受熱面積鹽、積灰嚴(yán)重。有 的企業(yè)將煙梗在氣化爐內(nèi)氣化，然后再燃燒氣化氣，結(jié)果發(fā)現(xiàn)煙梗氣化產(chǎn)生大量的焦油，堵 塞管道及燃燒器噴嘴，最終導(dǎo)致失敗。于是，人們想到了采用循環(huán)流化床燃燒煙梗或許是一 種可行的辦法，專利號(hào)為ZL201420555405. 7的實(shí)用新型公開了一種煙梗流化床鍋爐，該鍋 爐包括爐體，旋風(fēng)分離器和排煙管，爐體又分為主燃燒室和副燃燒室，主燃燒室出口接副燃 燒室，副燃燒室與旋風(fēng)分離器相連，主燃燒室內(nèi)除了布風(fēng)板下的一次風(fēng)外，還布置了二次風(fēng) 管以及水煤漿噴嘴。下述表1、表2是一種煙梗的灰成分及灰熔點(diǎn)分析數(shù)據(jù)。
[0003] 表1煙梗的灰成分分析
表2煙梗的灰恪點(diǎn)分析
由表1、表2可知，煙梗的灰成分中K2O含量達(dá)到45. 8%，Cl含量為15. 03%，灰熔點(diǎn)中軟 化溫度為738°C，所以，煙梗在燃燒過程中非常容易結(jié)渣、結(jié)焦和積灰。已運(yùn)行的鏈條爐及循 環(huán)流化床鍋爐的運(yùn)行結(jié)果證明了這一點(diǎn)。所以，可以推斷，專利號(hào)為ZL201420555405. 7的 實(shí)用新型專利公開的煙梗流化床鍋爐將存在以下問題：（1)分離器內(nèi)容易結(jié)焦，因?yàn)榉蛛x 器內(nèi)溫度遠(yuǎn)超過灰的軟化溫度；（2)分離器回料閥回灰困難，因?yàn)樵诹贤壬喜贾昧说谌M(jìn) 風(fēng)口，使得回灰溫度升高，粘性加大，導(dǎo)致回灰困難；（3)爐膛內(nèi)容易結(jié)焦、結(jié)渣。因?yàn)?，在?燃燒室內(nèi)布置了水煤漿噴嘴，水煤漿燃燒器火焰中心溫度一般在1200~1300°C，已經(jīng)遠(yuǎn)超 過了煙梗灰熔點(diǎn)的流動(dòng)溫度，爐內(nèi)結(jié)渣、結(jié)焦不可避免。
[0004] 申請(qǐng)?zhí)枮?01410296765. 4、公布號(hào)為CN104033884. A的發(fā)明專利申請(qǐng)公開了"一 種生物質(zhì)特別是煙梗鍋爐"。該專利采用3個(gè)爐膛、多組管屏及多個(gè)返料器裝置。按該專利 申請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)的燃煙梗的循環(huán)流化床鍋爐，以煤為輔助燃料，在實(shí)際應(yīng)用過程中發(fā)現(xiàn)存在以下 問題： 1) 因煙?；胰埸c(diǎn)低、返料灰粘性大導(dǎo)致回送不暢，返料通道經(jīng)常堵塞； 2) 由于返料系統(tǒng)不能正常工作，爐膛下部密相區(qū)溫度僅靠一次風(fēng)將密相區(qū)熱量帶出來 控制床溫，導(dǎo)致密相區(qū)溫度升高，很難控制在合理范圍內(nèi)； 3) 當(dāng)床溫超過900°C時(shí)，運(yùn)行時(shí)間不超過20小時(shí)，爐內(nèi)密相區(qū)就嚴(yán)重結(jié)焦，稀相區(qū)水冷 壁嚴(yán)重結(jié)渣，需要停爐清理； 4) 尾部積灰嚴(yán)重，現(xiàn)場運(yùn)行數(shù)據(jù)表明，鍋爐只能在低于35%負(fù)荷下運(yùn)行，這時(shí)排煙溫度 仍然達(dá)到140°C，說明尾部積灰異常嚴(yán)重，鍋爐熱效率大幅降低； 5) 鍋爐給料點(diǎn)為正壓區(qū)，需要靠引風(fēng)機(jī)將給料點(diǎn)拉成負(fù)壓，否則將向外冒煙，實(shí)際運(yùn)行 時(shí)，在35%負(fù)荷下，爐膛出口負(fù)壓為-438Pa，如果滿負(fù)荷運(yùn)行，爐膛出口將達(dá)到-800Pa~ -lOOOPa，大幅增加引風(fēng)機(jī)電耗。
[0005] 從表2可知，煙梗的灰熔點(diǎn)很低，要想鍋爐安全穩(wěn)定運(yùn)行，必須采取有效措施提高 煙梗的灰熔點(diǎn)，同時(shí)將燃燒溫度控制在較低溫度范圍內(nèi)，否則，要實(shí)現(xiàn)安全穩(wěn)定運(yùn)行是不可 能的。因?yàn)?，流化床運(yùn)行溫度一般比燃料灰熔點(diǎn)的軟化溫度低200°C，煙梗灰的軟化溫度只 有738°C，按此原則，鍋爐應(yīng)在538°C下運(yùn)行，這是不可能實(shí)現(xiàn)的。為此，必須選擇合適的床 料或添加劑來提高煙梗的灰熔點(diǎn)，除此之外，生物質(zhì)成型燃料與煙?；鞜仩t的設(shè)計(jì)原則 是如何控制好爐膛下部燃燒區(qū)溫度、爐膛出口溫度及尾部受熱面的積灰問題。
[0006] 因?yàn)閱螣裏煿２荒軡M足復(fù)烤廠的用汽需求，所以，可以將生物質(zhì)成型燃料與煙梗 混燒提供全部的生產(chǎn)用汽。采用生物質(zhì)成型燃料為輔助燃料，優(yōu)點(diǎn)是⑴運(yùn)行成本比以天然 氣為輔助燃料為低，但比以煤為輔助燃料要高，⑵生物質(zhì)成型燃料含硫量很低，與煙?；鞜?后S02g然達(dá)標(biāo)，不需要設(shè)置脫硫塔，降低初投資及運(yùn)行成本，但是需要解決床料結(jié)焦、尾部 積灰問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的是提供一種生物質(zhì)成型燃料與煙梗混燒鍋爐及其污染物控制方法， 以解決生物質(zhì)成型燃料與煙梗混燒存在結(jié)渣、結(jié)焦、積灰以及環(huán)保問題。
[0008] 實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是： 本發(fā)明的生物質(zhì)成型燃料與煙梗混燒鍋爐，包括流化床燃燒室、多根埋管、高速床布風(fēng) 板、兩個(gè)低速床布風(fēng)板，排渣口、數(shù)個(gè)二次風(fēng)口、左右墻膜式水冷壁、前后墻膜式水冷壁、第 一冷卻室、U型槽分離器、中間膜式水冷壁隔墻、第二冷卻室、上汽包、下汽包、第一對(duì)流排 管、對(duì)流排管分隔墻、第二對(duì)流排管、尾部煙氣通道、多個(gè)脈沖吹灰器、省煤器、一次風(fēng)空氣 預(yù)熱器、二次風(fēng)空氣預(yù)熱器、回料噴嘴、回灰管、給料口、布袋除塵器、再循環(huán)風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、 煙囪、下集箱； 所述流化床燃燒室內(nèi)由上至下分為流化床稀相區(qū)和流化床密相區(qū)，所述流化床密相區(qū) 的中部為高速床，流化床密相區(qū)中位于高速床的左右兩側(cè)各為一個(gè)低速床，所述高速床布 風(fēng)板布設(shè)在高速床底部，所述兩個(gè)低速床布風(fēng)板布設(shè)在兩個(gè)低速床底部，高速床布風(fēng)板下 部封閉空腔為高速床風(fēng)室，兩個(gè)低速床布風(fēng)板下部封閉空腔為兩個(gè)低速床風(fēng)室，所述多根 埋管布設(shè)在低速床內(nèi)，排渣口的上端穿過高速床布風(fēng)板與高速床相通，所述數(shù)個(gè)二次風(fēng)口 設(shè)置在流化床稀相區(qū)下部，流化床稀相區(qū)設(shè)有左右墻膜式水冷壁和前后墻膜式水冷壁，流 化床燃燒室的上部設(shè)有燃燒室出口，燃燒室出口之后依次設(shè)有第一冷卻室和第二冷卻室， 所述燃燒室出口與第一冷卻室相通，所述第一冷卻室和第二冷卻室通過中間膜式水冷壁隔 墻隔開，所述中間膜式水冷壁隔墻的上端與上汽包連通，中間膜式水冷壁隔墻的下端與下 集箱連通，所述下集箱與下汽包相通，同時(shí)下集箱與U型槽分離器連接，所述第二冷卻室上 部設(shè)有煙氣出口，左右墻膜式水冷壁及前后墻膜式水冷壁的頂部均與上汽包連通，左右墻 膜式水冷壁及前后墻膜式水冷壁的底部均與下汽包連通，構(gòu)成自然循環(huán)；所述煙氣出口與 第一對(duì)流排管進(jìn)口端相通，所述第一對(duì)流排管的出口端與第二對(duì)流排管的進(jìn)口端相通，所 述第一對(duì)流排管和第二對(duì)流排管通過對(duì)流排管分隔墻隔開，所述第二對(duì)流排管的出口端與 尾部煙氣通道的入口端相通，所述尾部煙氣通道內(nèi)由上至下依次設(shè)置有省煤器、一次風(fēng)空 氣預(yù)熱器和二次風(fēng)空氣預(yù)熱器，在第一對(duì)流排管和第二對(duì)流排管的上部及下部、省煤器、一 次風(fēng)空氣預(yù)熱器及二次風(fēng)空氣預(yù)熱器的入口處分別布置多個(gè)脈沖吹灰器，第一冷卻室和第 二冷卻室下端相通，第一冷卻室和第二冷卻室下端的共同出口與回灰管相通，所述回灰管 的進(jìn)口端設(shè)有回料噴嘴，回料風(fēng)來自再循環(huán)風(fēng)機(jī)，回灰管的出口端與流化床密相區(qū)相通，所 述給料口與高速床相通設(shè)置，尾部煙氣通道的出口端經(jīng)煙道與布袋除塵器入口端連通，所 述布袋除塵器的出口端分別通過煙道與引風(fēng)機(jī)和再循環(huán)風(fēng)機(jī)入口端連通，所述引風(fēng)機(jī)的出 口端與煙肉連通，所述再循環(huán)風(fēng)機(jī)出口端通過煙道與高速床風(fēng)室及回料噴嘴連通。
[0009] 本發(fā)明的利用生物質(zhì)成型燃料與煙?；鞜仩t實(shí)現(xiàn)污染物控制的方法，所述方法 包括如下步驟： 步驟一：生物質(zhì)成型燃料、煙梗及直徑為〇~3mm的的Al2O3顆粒作為床料經(jīng)給料口靠 重力進(jìn)入流化床密相區(qū)的高速床內(nèi)燃燒，燃燒產(chǎn)生的熱量通過布設(shè)在流化床燃燒室低速床 內(nèi)的多根埋管換熱后控制流化床密相區(qū)的高速床及低速床溫度在750~850°C之間；與此同 時(shí)，一次風(fēng)經(jīng)過一次風(fēng)空氣預(yù)熱器預(yù)熱后進(jìn)入高速床風(fēng)室內(nèi)，經(jīng)高速床布風(fēng)板進(jìn)入高速床 燃燒；二次風(fēng)經(jīng)二次風(fēng)空氣預(yù)熱器預(yù)熱后，一部分送入低速床風(fēng)室經(jīng)低速床布風(fēng)板進(jìn)入低 速床參與燃燒，二次風(fēng)的其余部分通過數(shù)個(gè)二次風(fēng)口進(jìn)入流化床稀相區(qū)參與燃燒； 步驟二：燃燒產(chǎn)生的煙氣經(jīng)設(shè)置在流化床稀相區(qū)內(nèi)的左右墻膜式水冷壁和前后墻膜式 水冷壁輻射換熱后，在燃燒室出口處煙氣溫度降至650°C以下，之后煙氣進(jìn)入第一冷卻室， 經(jīng)U型槽分離器將未完全燃燒的煙梗及Al2O3床料分離下來，并通過回料噴嘴經(jīng)回灰管送入 流化床密相區(qū)內(nèi)繼續(xù)燃燒； 步驟三：經(jīng)U型槽分離器分離后的煙氣進(jìn)入第二冷卻室，煙溫降至500°C以下，并通過 設(shè)置在第二冷卻室上部的煙氣出口進(jìn)入第一對(duì)流排管及第二對(duì)流排管，第一對(duì)流排管與第 二對(duì)流排管之間由對(duì)流排管分隔墻隔開；之后煙氣進(jìn)入尾部煙道，并依次經(jīng)省煤器、一次風(fēng) 空氣預(yù)熱器和二次風(fēng)空氣預(yù)熱器換熱后，額定工況下煙氣溫度降至130~150°C后進(jìn)入布袋 除塵器內(nèi)，經(jīng)除塵后的煙氣一部分通過再循環(huán)風(fēng)機(jī)送入高速床風(fēng)室及回料噴嘴，實(shí)現(xiàn)煙氣 再循環(huán)，控制流化床密相區(qū)溫度在750~850°C之間，同時(shí)控制燃燒室出口的氧濃度在3~4% 之間