專利名稱：一種爐前制氣鍋爐系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及油改氣、煤改氣鍋爐系統(tǒng)改造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種爐前制氣鍋爐 系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，各類型燃煤、重油鍋爐普遍存在于我國許多城市及人口密集地區(qū)。一直以 來，由于設(shè)備陳舊、燃燒方式落后，造成嚴(yán)重的煙氣污染和能源浪費。隨著能源價格的不斷 攀升和環(huán)保要求的提高，鍋爐用戶紛紛尋求節(jié)能減排之路。國內(nèi)外多年的實踐結(jié)果表明，鍋爐節(jié)能減排改造的根本出路在于改變?nèi)剂辖Y(jié)構(gòu)、 提高技術(shù)裝備水平或改變?nèi)紵绞?。受能源供?yīng)和經(jīng)濟條件的制約，我國目前并不具備普 遍地推廣柴油、天然氣或電的能力，除少數(shù)城市或經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)外，以煤為主要燃料的局面 將長期存在。因此，急需設(shè)計一種爐前制氣鍋爐系統(tǒng)。我國煤儲量豐富，依托儲量豐富的可氣化煤種資源，利用煤炭氣化工藝，實現(xiàn)爐前 制氣，并通過熱煤氣燃燒，來實現(xiàn)鍋爐燃料結(jié)構(gòu)及燃燒方式的調(diào)整。在煤氣發(fā)生爐內(nèi)還原層，高溫CO2和水蒸氣與熾熱的碳發(fā)生還原反應(yīng)，吸收床層蓄 積的熱量，生成CO和H2 (熱煤氣的主要成分)。熱煤氣燃燒產(chǎn)生的煙氣中含有大量的CO2和 水蒸氣，若回流至煤氣發(fā)生爐還原層，將降低煤炭的消耗量，也減少了 CO2的排放量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種流程簡單、高效節(jié)能、安全環(huán)保 的爐前制氣鍋爐系統(tǒng)，在現(xiàn)有鍋爐改造過程中，能夠與現(xiàn)有鍋爐快速對接，減少鍋爐改造力 度，降低投資。本發(fā)明通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)。爐前制氣鍋爐系統(tǒng)，包括燃氣鍋爐、煤氣發(fā)生裝置、除塵裝置、燃氣鍋爐和煙氣循 環(huán)利用裝置，所述燃氣鍋爐包括燃燒器和爐膛，煤氣發(fā)生裝置的煤氣出口與除塵裝置連接， 除塵裝置再與爐膛處的燃燒器連接；爐膛的煙氣出口再通過煙氣循環(huán)利用裝置連接至煤氣 發(fā)生裝置的還原層。上述的爐前制氣鍋爐系統(tǒng)中，所述燃氣鍋爐還包括省煤器和空氣預(yù)熱器，爐膛中 的煙氣經(jīng)過省煤器和空氣預(yù)熱器后再經(jīng)煙氣循環(huán)利用裝置送至煤氣發(fā)生裝置的還原層。上述的爐前制氣鍋爐系統(tǒng)中，所述煤氣發(fā)生裝置包括煤氣發(fā)生爐和進煤裝置，進 煤裝置位于煤氣發(fā)生爐的上方，煤氣發(fā)生爐爐內(nèi)物料自下而上為灰渣層、氧化層、還原層、 干餾層、干燥層和空層。上述的爐前制氣鍋爐系統(tǒng)中，所述煙氣循環(huán)利用裝置為煙氣循環(huán)泵，將燃氣鍋爐 煙氣部分回流至煤氣發(fā)生爐的還原層。上述的爐前制氣鍋爐系統(tǒng)中，所述煤氣發(fā)生爐煤氣發(fā)生爐和燃氣鍋爐的底部進風(fēng) 口均與進風(fēng)管連接。上述的爐前制氣鍋爐系統(tǒng)中，所述除塵裝置包括從上到下依次連接的鐘罩安全器、除塵器和安全水封，除塵器的進氣口與煤氣發(fā)生裝置的煤氣出口連接，除塵器的出氣口 通過安全水封與燃燒器連接。上述的爐前制氣鍋爐系統(tǒng)中，煤氣發(fā)生爐肩部設(shè)置有排空閥。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點和效果(1)快捷方便。本發(fā)明裝置可充分利用原有鍋爐，只需加裝氣燃燒器，即可與煤氣 發(fā)生裝置對接，改造方便快捷，不影響生產(chǎn)，占地小。(2)高效節(jié)能。通過煤制氣，可大大提供能源利用效率，燃燒效率可達99% ；煙氣 部分回流利用，可降低煤炭消耗，比傳統(tǒng)的煤氣發(fā)生爐可節(jié)約煤炭近18%。(3)安全環(huán)保。本發(fā)明采用了煤氣發(fā)生爐設(shè)排空閥、鐘罩安全閥、安全水封三重安 全保障，確保系統(tǒng)的安全運行；經(jīng)過除塵、水浴后的凈煤氣，燃燒后少煙少塵；煙氣部分回 流利用，CO2等污染物的排放量可降低20%以上。


圖1是實施方式中爐前制氣鍋爐系統(tǒng)的示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施作進一步的說明，但本發(fā)明的實施和保護范圍 不限于此。如圖1，本爐前制氣鍋爐系統(tǒng)主要包括煤氣發(fā)生裝置2、除塵裝置6、燃氣鍋爐10和 煙氣循環(huán)利用裝置。煤氣發(fā)生裝置2包括煤氣發(fā)生爐3和進煤裝置5，煤氣發(fā)生爐3肩部設(shè) 置了排空閥4。除塵裝置6為安全除塵器，包括鐘罩安全器7、除塵器8、安全水封9。燃氣 鍋爐10包括水煤氣燃燒器12、爐膛11、省煤器13、空氣預(yù)熱器14。所述煙氣循環(huán)利用裝置15是通過煙氣循環(huán)泵將鍋爐煙氣部分回流至煤氣發(fā)生爐 3的還原層。所述煤氣發(fā)生裝置2在生產(chǎn)過程中，氣化介質(zhì)(空氣或水蒸氣或二者混合氣) 自爐底進風(fēng)管進入發(fā)生爐3床層，氣化生成的粗煤氣從上部輸出。所述爐內(nèi)物料16自下而 上可描述為灰渣層、氧化層、還原層、干餾層、干燥層和空層。煤料由傳送帶輸送至進煤裝置5的煤料斗，煤料在煤裝置的圓盤給料器的作用 下，均勻落入煤氣發(fā)生爐3?？諝饨?jīng)鼓風(fēng)機1在爐前與水蒸氣混合作為氣化介質(zhì)，自爐底進風(fēng)管進入爐內(nèi)，先 與爐渣進行熱交換，然后進入氧化層，其中的氧與煤中固定碳發(fā)生強烈氧化反應(yīng)，放出大量 的熱，使床層保持足夠高的溫度；產(chǎn)生的高溫CO2和水蒸氣與煙氣循環(huán)泵15回流的煙氣混 合，進入還原層，高溫0)2和水蒸氣與熾熱的碳發(fā)生還原反應(yīng)，吸收床層蓄積的熱量，生成CO 和H2 ；然后經(jīng)由干餾層、干燥層，進入料層上部的空層，多種氣體匯集形成粗煤氣。煤氣發(fā)生裝置2產(chǎn)生的粗煤氣首先進入除塵器8，然后進入水浴脫硫即安全水封 9，制成較干凈的煤氣。一般鍋爐熱負荷波動較大，強制比例燃燒難以實現(xiàn)，因此采用自由擴散燃燒器。在 燃燒器12的作用下，熱煤氣噴入爐內(nèi)，與爐膛11內(nèi)空氣邊混合邊燃燒，充分熱交換后，煙氣 再經(jīng)省煤器13、空氣預(yù)熱器14多級利用，然后在煙氣循環(huán)泵15的作用下，部分回流至煤氣 發(fā)生爐3還原層，剩余煙氣經(jīng)煙囪排放。
如上即可較好實現(xiàn)本發(fā)明，本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于鍋爐節(jié)能減排改造領(lǐng)域。
權(quán)利要求
一種爐前制氣鍋爐系統(tǒng)，包括燃氣鍋爐(10)，其特征在于還包括煤氣發(fā)生裝置(2)、除塵裝置(6)、燃氣鍋爐(10)和煙氣循環(huán)利用裝置，所述燃氣鍋爐(10)包括燃燒器(12)和爐膛(11)，煤氣發(fā)生裝置(2)的煤氣出口與除塵裝置(6)連接，除塵裝置(6)再與爐膛(11)處的燃燒器(12)連接；爐膛(11)的煙氣出口再通過煙氣循環(huán)利用裝置連接至煤氣發(fā)生裝置(2)的還原層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的爐前制氣鍋爐系統(tǒng)，其特征在于所述燃氣鍋爐(10)還包括省 煤器(13)和空氣預(yù)熱器(14)，爐膛(11)中的煙氣經(jīng)過省煤器(13)和空氣預(yù)熱器(14)后 再經(jīng)煙氣循環(huán)利用裝置送至煤氣發(fā)生裝置(2)的還原層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的爐前制氣鍋爐系統(tǒng)，其特征在于所述煤氣發(fā)生裝置(2)包括 煤氣發(fā)生爐(3)和進煤裝置(5)，進煤裝置位于煤氣發(fā)生爐(3)的上方，煤氣發(fā)生爐(3)爐 內(nèi)物料(16)自下而上為灰渣層、氧化層、還原層、干餾層、干燥層和空層。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的爐前制氣鍋爐系統(tǒng)，其特征在于所述煙氣循環(huán)利用裝置為煙 氣循環(huán)泵(15)，其將燃氣鍋爐(10)煙氣部分回流至煤氣發(fā)生爐(3)的還原層。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的爐前制氣鍋爐系統(tǒng)，其特征在于所述煤氣發(fā)生爐(3)煤氣發(fā) 生爐(3)和燃氣鍋爐(10)的底部進風(fēng)口均與進風(fēng)管連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的爐前制氣鍋爐系統(tǒng)，其特征在于所述除塵裝置(6)包括從上 到下依次連接的鐘罩安全器(7)、除塵器(8)和安全水封(9)，除塵器(8)的進氣口與煤氣 發(fā)生裝置⑵的煤氣出口連接，除塵器⑶的出氣口通過安全水封(9)與燃燒器(12)連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求3 5任一項所述的爐前制氣鍋爐系統(tǒng)，其特征在于煤氣發(fā)生爐(3) 肩部設(shè)置有排空閥(4)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種爐前制氣鍋爐系統(tǒng)，包括燃氣鍋爐、煤氣發(fā)生裝置、除塵裝置、燃氣鍋爐和煙氣循環(huán)利用裝置，所述燃氣鍋爐包括燃燒器和爐膛，煤氣發(fā)生裝置的煤氣出口與除塵裝置連接，除塵裝置再與爐膛處的燃燒器連接；爐膛的煙氣出口再通過煙氣循環(huán)利用裝置連接至煤氣發(fā)生裝置的還原層。本發(fā)明可與現(xiàn)有鍋爐快速對接；利用排空閥、水封、鐘罩安全器等多重安全裝置，實現(xiàn)安全運行；煙氣循環(huán)利用，大大降低了CO2的排放量，也降低了燃料的消耗量，既節(jié)能又環(huán)保。本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于煤改氣、油改氣等鍋爐節(jié)能改造領(lǐng)域。
文檔編號C10J3/20GK101963347SQ20101051194
公開日2011年2月2日 申請日期2010年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月19日
發(fā)明者楊奇飛 申請人:華南理工大學(xué)