本發(fā)明涉及微粉炭發(fā)電，更具體地，涉及如下的生物質(zhì)的半碳化及異物去除裝置，即，對(duì)于在煤炭火力發(fā)電所使用的生物質(zhì)內(nèi)的異物進(jìn)行過濾，并一同進(jìn)行生物質(zhì)的半碳化，從而提高生物質(zhì)的品質(zhì)。

背景技術(shù)：

微粉炭發(fā)電系統(tǒng)作為重要的商業(yè)用設(shè)備，占據(jù)國內(nèi)外電力生產(chǎn)量的一半左右。最近，隨著新型再生能源的增長成為熱點(diǎn)問題，以混合作為新型再生燃料的廢料或生物質(zhì)與現(xiàn)有煤炭的方式進(jìn)行燃燒的混合燃燒技術(shù)在商業(yè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

在生物質(zhì)混合燃燒技術(shù)的商業(yè)化中，最關(guān)鍵的部分可以是生物質(zhì)燃料的穩(wěn)定的供給。若能夠以低費(fèi)用來實(shí)現(xiàn)多種種類的生物質(zhì)的高品質(zhì)化，并穩(wěn)定地進(jìn)行供給，則通過將上述多種種類的生物質(zhì)適用于現(xiàn)有的鍋爐，進(jìn)一步簡單地提高新型再生能源的比重。

為了將固態(tài)的生物質(zhì)適用于煤炭火力鍋爐等，還需要以固態(tài)形式提供最終高品質(zhì)化的生物質(zhì)燃料。為了通過提高生物質(zhì)的能源密度、微粉度等來確保易于操作，常用的方法為半碳化（torrefaction）工序?；旧?，該工序?yàn)槿缦碌墓ば颍?，通過低溫（約300℃）中的熱分解來使作為可燃分的揮發(fā)分損失最小化，并且提高燃料的微粉度及能源密度。并且將具有親水性的生物質(zhì)的燃料制備成疏水性，從而在燃料的長時(shí)間保管中也具有防止水分濃度提高的特征。

與此同時(shí)，生物質(zhì)供給方面的熱點(diǎn)問題是，考慮到目前在俄羅斯等國家以廢料形態(tài)堆放有大量的生物質(zhì)，需要提高生物質(zhì)的使用效率。當(dāng)燃料中混合有許多堆放現(xiàn)場(chǎng)的泥土?xí)r，存在移送費(fèi)高且無法直接用成為燃料的缺點(diǎn)。

與此相關(guān)的現(xiàn)有專利文獻(xiàn)為韓國授權(quán)專利公報(bào)第0995134號(hào)（現(xiàn)有文獻(xiàn)1）、日本公開專利公報(bào)第2007-091890號(hào)（現(xiàn)有文獻(xiàn)2）等。

在現(xiàn)有文獻(xiàn)1中，包括：原料投入部；燃燒室，在下端設(shè)置有多孔型圓板及彎曲漿；分離腔室，從上述燃燒室接收灰分來生成分解氣體，并且設(shè)置有用于向外部排出所生成的分解氣體和灰分的通路；以及灰分排出部，借助螺桿壓縮灰分并向排出口的方向引出上述灰分。由此，使所有包含在原料內(nèi)的異物排出，而不是停滯在原料內(nèi),從而可期待減少單價(jià)且提高收益性的效果。

現(xiàn)有文獻(xiàn)2作為在利用焚燒爐的廢氣來使木質(zhì)纖維系生物質(zhì)碳化后去除異物的技術(shù)，通過廢氣對(duì)生物質(zhì)進(jìn)行加熱或?qū)ι镔|(zhì)進(jìn)行碳化，生物質(zhì)和異物的分離是通過風(fēng)力式、重力式或離心式等的分級(jí)裝置進(jìn)行去除的。由此，可期待簡單地分離并去除附著在建筑廢木等的金屬片等的異物的效果。

但是，根據(jù)上述的現(xiàn)有文獻(xiàn)，在使生物質(zhì)碳化的過程中，將異物的排出和分離作為主旨，因此在適用于煤炭火力發(fā)電等用作為混合燃燒用燃料的生物質(zhì)的半碳化（torrefaction）工序中存在局限性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

要解決的技術(shù)問題

用于改善如上所述的現(xiàn)有的問題的本發(fā)明的目的在于，提供從混有許多異物的堆放的生物質(zhì)去除異物來生成能源密度高的高品質(zhì)生物質(zhì)燃料的生物質(zhì)的半碳化及異物去除裝置。

解決問題的技術(shù)方案

為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明提供生物質(zhì)的半碳化及異物去除裝置，過熱源的燃燒廢氣對(duì)處理對(duì)象的生物質(zhì)進(jìn)行燃料化，上述生物質(zhì)的半碳化及異物去除裝置的特征在于，包括：燃燒室，通過引入與上述生物質(zhì)的投入量相對(duì)應(yīng)的燃燒廢氣來引導(dǎo)燃燒；以及旋流器，設(shè)置于上述燃燒室的下游側(cè)，上述旋流器一邊捕集半碳化生物質(zhì)燃料，一邊分離可燃性廢氣。

作為本發(fā)明的細(xì)部結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的特征在于，上述燃燒室包括分散板，上述分散板通過多個(gè)噴嘴噴射被流入的燃燒廢氣。

作為本發(fā)明的細(xì)部結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的特征在于，上述燃燒室還包括分布器，上述分布器根據(jù)密度差分離生物質(zhì)和異物。

作為本發(fā)明的變形例，本發(fā)明的特征在于，上述燃燒室劃分為具有投入口的第一次燃燒部和具有循環(huán)口的第二次燃燒部。

作為本發(fā)明的細(xì)部結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的特征在于，上述第二次燃燒部以向循環(huán)口移送所分離的異物來進(jìn)行再分離的方式連接。

作為本發(fā)明的細(xì)部結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的特征在于，上述第二次燃燒部以間歇性地向多個(gè)部位供給燃燒廢氣的方式連接。

作為本發(fā)明的細(xì)部結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的特征在于，為了在上述第二次燃燒部中以慢于第一次燃燒部的速度分離生物質(zhì)，適用不同規(guī)格的分散板。

發(fā)明的有益效果

根據(jù)如上所述的本發(fā)明，從混有許多異物的堆放的生物質(zhì)中去除異物，并生成能源密度高的高品質(zhì)生物質(zhì)燃料，從而具有提高新型再生能源的使用效率的效果。

附圖說明

圖1為簡要示出本發(fā)明的裝置的主要部件的結(jié)構(gòu)圖。

圖2為分離示出本發(fā)明的分離分散板的結(jié)構(gòu)圖。

圖3為示出本發(fā)明變形例的裝置的主要部件的結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

以下，參照附圖，如下對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。

本發(fā)明提供涉及通過熱源的燃燒廢氣對(duì)處理對(duì)象的生物質(zhì)進(jìn)行燃料化的裝置。熱源的對(duì)象為煤炭火力發(fā)電所的鍋爐10，但并不局限于此。通常，鍋爐10通過使用燃料和空氣來進(jìn)行燃燒，并通過風(fēng)扇或鼓風(fēng)機(jī)向排氣管15排出燃燒廢氣。處理對(duì)象的生物質(zhì)作為鍋爐10的另一種燃料，由于被長時(shí)間堆放，因而處于混有包括現(xiàn)場(chǎng)的泥土在內(nèi)的許多異物的狀態(tài)。

根據(jù)本發(fā)明，燃燒室20具有通過引入與上述生物質(zhì)的投入量相對(duì)應(yīng)的燃燒廢氣來引導(dǎo)燃燒的結(jié)構(gòu)。燃燒室20具有在下端設(shè)置有風(fēng)箱的桶形結(jié)構(gòu)，在上述燃燒室20的一側(cè)面設(shè)置有投入口21，在下端設(shè)置有排出口23。從鍋爐10以300～500℃排出的燃燒廢氣經(jīng)由排氣管15流入燃燒室20的風(fēng)箱。由此，如下所述，可在燃燒室20同時(shí)進(jìn)行生物質(zhì)的篩選和半碳化。

作為本發(fā)明的細(xì)部結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的特征在于，上述燃燒室20包括通過多個(gè)噴嘴噴射被流入的燃燒廢氣的分散板25。分散板25具有設(shè)置有多個(gè)噴嘴的結(jié)構(gòu)，設(shè)置在上述燃燒室20與排氣管15相連接的位置的上側(cè)。若流動(dòng)到風(fēng)箱的燃燒廢氣通過分散板25迅速地流向腔室的上側(cè)，則隨著在這種流體的流動(dòng)過程中具有低密度，包含流入到投入口21的異物的生物質(zhì)向上側(cè)飛散，高密度的異物向下側(cè)下降，并收集在排出口23。為了使異物能夠順暢地向下側(cè)下降，分散板25具有貫通槽。圖2示出在分散板25以同心形狀形成有多個(gè)貫通槽的狀態(tài)。

作為本發(fā)明的細(xì)部結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的特征在于，上述燃燒室20還包括分布器26，上述分布器26根據(jù)密度差來分離生物質(zhì)和異物。若以在燃燒室20設(shè)置分布器26的方式噴射高溫的燃燒廢氣，則可進(jìn)一步簡單地引導(dǎo)根據(jù)生物質(zhì)和異物的密度差的分離。圖2示出在分散板25上以同心的形狀設(shè)置多個(gè)分布器26的狀態(tài)。根據(jù)所分離的異物的密度、粒度等的物性，將借助分布器26的分散量調(diào)節(jié)成適當(dāng)?shù)姆秶?/p>

并且，根據(jù)本發(fā)明，旋流器40為設(shè)置于上述燃燒室20的下游側(cè)且一同進(jìn)行半碳化生物質(zhì)燃料的捕集及可燃性廢氣的分離的結(jié)構(gòu)。隨著在燃燒室20飛散的生物質(zhì)處于300～400℃的高溫條件，使上述生物質(zhì)半碳化，從而處于能源密度提高且容易形成微粉的狀態(tài)。完成半碳化的生物質(zhì)從借助流入管42與上述燃燒室20的上側(cè)相連接的旋流器40下降，并捕集在燃料排出口45。在此過程中生成的可燃性廢氣作為混有部分揮發(fā)分的冷凝溫度以上的氣體，重新通過排氣流入管12移送，以作為鍋爐10的燃料使用。在此情況下，在鍋爐10中因廢氣再循環(huán)效果等，可減少作為大氣污染物質(zhì)的NOx濃度。

在本發(fā)明的變形例中，本發(fā)明的特征在于，上述燃燒室20被劃分為具有投入口21的第一次燃燒部31和具有循環(huán)口33的第二次燃燒部32。參照?qǐng)D3，燃燒室20處于由各個(gè)風(fēng)箱、第一次燃燒部和第二次燃燒部構(gòu)成的狀態(tài)。第一次燃燒部31和第二次燃燒部32能夠以在燃燒室20的上側(cè)無劃分的方式合并。在任何情況下，可根據(jù)密度進(jìn)一步精確地進(jìn)行生物質(zhì)和異物的篩選。如下所述，控制器50控制向第一次燃燒部31和第二次燃燒部32側(cè)流入的流量、溫度等。

作為本發(fā)明的細(xì)部結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的特征在于，上述第二次燃燒部32通過向循環(huán)口33移送所分離的異物來進(jìn)行再分離?？赏ㄟ^按規(guī)定的周期開放閥53來重新引出下降到風(fēng)箱下側(cè)的異物，需要時(shí)使上述異物重新通過循環(huán)口33流入第二次燃燒部32，從而進(jìn)一步去除剩余的生物質(zhì)。第二次燃燒部32也適用300～400℃范圍的高溫，從而提供生物質(zhì)半碳化所需的適當(dāng)?shù)臒崃俊?/p>

作為本發(fā)明的細(xì)部結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的特征在于，上述第二次燃燒部32間歇地向多個(gè)部位供給燃燒廢氣。從排氣管15分支的多個(gè)輔助管35設(shè)有各個(gè)閥55，并與分散板25的下側(cè)和上側(cè)相連接。控制器50通過打開及關(guān)閉閥55來控制與生物質(zhì)投入量相對(duì)應(yīng)的燃燒廢氣投入量。為此，控制器50以輸入溫度傳感器、流量傳感器等的信號(hào)的方式形成。

作為本發(fā)明的細(xì)部結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的特征在于，為了在上述第二次燃燒部32中以慢于第一次燃燒部31的速度分離生物質(zhì)，適用不同規(guī)格的分散板25。適用于第一次燃燒部31和第二次燃燒部32的分散板25與前述的圖2維持相同性。設(shè)置于分散板25的分布器26具有多個(gè)噴嘴，分布器26之間的空間為可使異物下降的貫通槽。根據(jù)燃燒室20的截面形狀，分散板25和分布器26的形狀還可呈四角形，而不是圓形。

但是，第二次燃燒部32的分散板25和分布器26需要縮小設(shè)置間距和噴嘴的大小來放慢反應(yīng)速度。若延遲第二次燃燒部32的反應(yīng)速度，則提高辨別力，從而有利于生物質(zhì)的半碳化和異物分離。

本發(fā)明并不限定于所記載的實(shí)施例，在不脫離本發(fā)明的思想及范圍的情況下，可進(jìn)行多種修改及變形，這對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言是顯而易見的。因此，這些變形例或修改例也應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

產(chǎn)業(yè)上的可利用性

本發(fā)明可適用于如下的生物質(zhì)的半碳化及異物去除裝置，即，從混有許多異物的堆放的生物質(zhì)去除異物，并生成能源密度高的高品質(zhì)生物質(zhì)燃料，從而有效地提高新型再生能源的使用效率的效果。