一种高氮生物质废弃物气化燃烧供热系统及工艺

专利主权项内容

1.一种高氮生物质废弃物气化燃烧供热工艺，其特征在于，利用高氮生物质废弃物气化燃烧供热系统，所述的系统包括热解气化炉(1)、烘焙气吸收装置(3)、高温引风机(4)、挥发分燃烧锅炉(5)和半焦燃烧热利用装置(6)；所述热解气化炉(1)由上而下依次分为料仓(11)、烘焙区(14)、热解区(110)、半焦气化燃烧区(113)、风室(116)及灰室(118)，所述风室(116)的两侧设置有灰室(118)，灰室(118)包裹所述风室(116)；所述烘焙气吸收装置(3)包括相连通的吸收水池(31)和焦油收集池(32)，所述烘焙区(14)顶部设有烘焙气出口(12)，烘焙气出口(12)通过管道与小旋风除尘器(2)连通，烘焙气出口(12)经小旋风除尘器(2)连接所述吸收水池(31)，所述焦油收集池(32)经焦油输送泵(33)连接挥发分燃烧锅炉(5)的焦油喷淋器(53)，所述热解区(110)外侧设有热解烟道(19)，顶部设有挥发分出口(120)，挥发分出口(120)通过管道与大旋风除尘器(7)连通，挥发分出口(120)依次经大旋风除尘器(7)和高温引风机(4)连接挥发分燃烧锅炉(5)的燃烧器(51)；所述热解烟道(19)顶部连通烘焙过渡烟道(16)，经烘焙烟气入口(15)连接所述烘焙区(14)，所述热解区(110)底部设有热解烟气入口(112)，所述半焦气化燃烧区(113)中上部设有气化烟气入口(119)，底部连接风室(116)和灰室(118)，所述挥发分燃烧锅炉(5)设有烟气通道(55)和烟气出口(58)，所述烟气通道(55)内设有热利用装置，所述烟气出口(58)经烟气引风机(514)分三路烟管，分别连接气化烟气入口(119)、热解烟气入口(112)和烘焙过渡烟道(16)，空气鼓风机(515)提供助燃空气分两路，一路连接所述燃烧器(51)，一路连接所述风室(116)；所述半焦燃烧热利用装置(6)包括循环水夹套(66)、给水装置(61)、软水换热器(62)及循环水装置，所述循环水夹套(66)嵌套在所述灰室(118)与所述半焦气化燃烧区(113)连接处，循环水夹套(66)的入口经循环水给水装置(67)连接所述循环水装置，出口经软水换热器(62)连接所述循环水装置，给水装置(61)一路连接循环水装置进行补水，一路经软水换热器(62)后连接所述挥发分燃烧锅炉(5)的热利用装置，所述热解气化炉(1)的料仓(11)与烘焙区(14)直接相连通，所述烘焙区(14)依次经密封下料器(17)和落料管(18)与所述热解区(110)相连通，所述热解区(110)和半焦气化燃烧区(113)间设有控料炉排(111)，所述挥发分燃烧锅炉(5)的焦油喷淋器(53)位于燃烧器(51)出口正上方，所述热利用装置包括汽包(59)、蒸发受热面(54)、省煤器(56)、空气预热器(57)、连接所述汽包(59)和所述蒸发受热面(54)的下降管(510)和上升管(511)、连接所述汽包(59)和省煤器(56)的给水管(512)，所述汽包(59)上方设置有蒸汽管(513)，所述蒸发受热面(54)、省煤器(56)和空气预热器(57)在所述烟气通道(55)内按烟气流向顺序排列，所述省煤器(56)入口连接所述软水换热器(62)，所述空气预热器(57)连接所述空气鼓风机(515)；所述的工艺，包括如下步骤：(1)将高氮生物质废弃物经料仓(11)进入热解气化炉(1)，热解气化炉(1)包括上下依次连通的烘焙区(14)、热解区(110)和半焦气化燃烧区(113)，高氮生物质废弃物先在烘焙区(14)与烘焙区(14)内的烘焙烟气逆流换热，烘焙区(14)的温度是250℃～300℃，实现高氮生物质废弃物的预处理，高氮生物质废弃物析出轻质挥发分，高氮生物质废弃物中含有的不稳定燃料氮分解成气相氮，气相氮与烘焙区(14)内的烘焙烟气一起汇集成烘焙气，经过烘焙区(14)处理后的高氮生物质废弃物依次经密封下料器(17)和落料管(18)进入热解区(110)，热解区(110)的温度是400℃～550℃，在热解区(110)内的热解烟气的间接供热和热解区(110)的底部热量传递双重作用下，高氮生物质废弃物热解成挥发分和半焦，半焦经控料炉排(111)进入半焦气化燃烧区(113)，半焦气化燃烧区(113)上部的温度是600℃～800℃，半焦在半焦气化燃烧区(113)内的气化烟气和半焦气化燃烧区(113)的底部热量传递作用下，先气化产生可燃气，气化后的半焦再由风室(116)提供的助燃空气作用下，在半焦气化燃烧区(113)底部充分燃烧，半焦气化燃烧区(113)底部的温度是800℃～950℃，气化后的半焦充分燃烧后的剩余颗粒物进入灰室(118)，经出灰口(114)排出，气化后的半焦在半焦气化燃烧区(113)底部充分燃烧产生的热量一部分由半焦燃烧热利用装置(6)中的循环水夹套(66)吸收，另一部分为上述热解区(110)的热解反应和半焦气化燃烧区(113)的气化反应提供能量；(2)在步骤(1)中热解区(110)产生的挥发分和半焦气化燃烧区(113)产生的可燃气一起上升，从热解区(110)的顶部挥发分出口(120)排出，在高温引风机(4)作用下，经大旋风除尘器(7)除尘后输送至挥发分燃烧锅炉(5)中的燃烧器(51)，在助燃空气作用下，挥发分和可燃气在燃烧器(51)中充分燃烧；(3)在步骤(1)中烘焙区(14)产生的烘焙气从烘焙区(14)顶部烘焙气出口(12)排出，经小旋风除尘器(2)除尘后进入烘焙气吸收装置(3)的吸收水池(31)，烘焙气中的轻质焦油及气相氮均被吸收水池吸收，烘焙气中的剩余冷烟气排空，吸收水池(31)上层的轻质焦油经连通管道排至焦油收集池(32)，在焦油输送泵(33)作用下，输送至挥发分燃烧锅炉(5)的焦油喷淋器(53)，在助燃空气作用下，轻质焦油在燃烧器(51)出口参与火焰燃烧。