生物質(zhì)燃料氣化灰渣水冷螺旋除渣裝置制造方法
【專利摘要】一種生物質(zhì)燃料氣化灰渣水冷螺旋除渣裝置，它包括灰渣收集箱，所述灰渣收集箱由上蓋板、下蓋板和側(cè)面水冷壁密封圍合而成，所述灰渣收集箱的上部和下部分別設(shè)置有冷卻水進(jìn)口管座和冷卻水排出管座；所述上蓋板上設(shè)置有與生物質(zhì)氣化爐排渣口相連的液態(tài)灰渣入口，所述上蓋板上還設(shè)置有伸入至灰渣收集箱內(nèi)的攪拌機(jī)；所述下蓋板上設(shè)置有固態(tài)灰渣出口，所述固態(tài)灰渣出口處設(shè)置有伸出至灰渣收集箱外的螺旋除渣機(jī)；所述側(cè)面水冷壁由若干并列布置的冷卻介質(zhì)輸送管和焊接在相鄰冷卻介質(zhì)輸送管之間的扁鋼組合而成。本設(shè)計(jì)既能冷卻灰渣，又能防止煙氣中的灰塵及有毒物質(zhì)直接進(jìn)入大氣環(huán)境；可充分冷卻渣料，運(yùn)行成本低，能源利用率高，符合國(guó)家節(jié)能減排的要求。
【專利說(shuō)明】生物質(zhì)燃料氣化灰渣水冷螺旋除渣裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及生物質(zhì)燃料氣化設(shè)備領(lǐng)域，具體地指一種生物質(zhì)燃料氣化灰渣水冷螺旋除渣裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會(huì)對(duì)能源需求的日益增長(zhǎng)，作為主要能源的石化燃料在迅速減少。因此，尋找一種可再生的替代能源已成為社會(huì)普遍關(guān)注的焦點(diǎn)，各種可再生能源中的生物質(zhì)燃料發(fā)電，由于其對(duì)環(huán)境污染較少，得到了廣泛的應(yīng)用?？衫玫纳镔|(zhì)燃料主要有各種農(nóng)業(yè)廢棄物如稻殼、棉桿、稻桿、油菜桿和玉米桿等,也有林業(yè)廢棄物如枝丫柴、木材邊角料、樹根等。這些生物質(zhì)燃料的共同點(diǎn)是:一、其可燃基揮發(fā)份很高，大多在80%以上；二、其燃燒所產(chǎn)生的灰渣比重小、熔點(diǎn)低、在高溫下具有一定的粘結(jié)性，特別是采用農(nóng)業(yè)廢棄物作為燃料時(shí)，在生物質(zhì)燃燒系統(tǒng)中易產(chǎn)生結(jié)渣和堵灰的現(xiàn)象。
[0003]生物質(zhì)氣化技術(shù)是針對(duì)上述生物質(zhì)燃燒系統(tǒng)的缺陷而設(shè)計(jì)的新型生物質(zhì)燃燒技術(shù)。該技術(shù)的核心是將固體燃料轉(zhuǎn)化成為氣體燃料的熱化學(xué)過(guò)程，在這個(gè)過(guò)程中，氣化裝置里的游離氧或結(jié)合氧與燃料中的碳進(jìn)行熱化學(xué)反應(yīng)，合成可燃?xì)怏w。生物質(zhì)燃料氣化產(chǎn)生的合成氣經(jīng)凈化、降溫、壓縮等工藝處理后可作集中或商業(yè)氣運(yùn)輸和使用，具體地可供燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電、供氣直燃、合成生物柴油等。由于生物質(zhì)燃料在氣化爐內(nèi)氣化后產(chǎn)生的合成氣溫度非常高，特別是當(dāng)采用高溫氣化的方式，此時(shí)合成氣的溫度高達(dá)1000-1200°C，而生物質(zhì)燃料中金屬、硅等成分在高溫下與游離氧產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，生成金屬氧化物和硅酸鹽。在氣化爐內(nèi)高溫環(huán)境下，灰渣融化變成液態(tài)，遇水冷卻或在空氣中冷卻后，形成玻璃狀固體，不溶于水，硬度高，難以破碎。
[0004]目前，常規(guī)生物質(zhì)氣化系統(tǒng)中，一般采用刮板出渣、螺旋出渣或者空氣冷卻的方式。采用常規(guī)的空冷方式，只能起到排渣作用，并不能對(duì)灰渣做后續(xù)處理，且由于灰渣排出氣化爐時(shí)，帶出大量熱量和煙氣，空冷后變成玻璃狀晶體，難以破碎，對(duì)環(huán)境和生態(tài)帶來(lái)極大破壞；若采用刮板出渣或螺旋出渣方式，則需要大量冷卻水對(duì)高溫灰渣進(jìn)行冷卻，且灰渣攜帶的熱量無(wú)法進(jìn)行回收，也是對(duì)水資源和能源的極大浪費(fèi)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型的目的就是要克服現(xiàn)有生物質(zhì)氣化系統(tǒng)排渣方式存在的缺陷，提供一種能夠解決生物質(zhì)氣化灰渣對(duì)生態(tài)環(huán)境破壞問(wèn)題、優(yōu)化資源與能源利用率、并提高氣化效率的的生物質(zhì)燃料氣化灰渣水冷螺旋除渣裝置。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的生物質(zhì)燃料氣化灰渣水冷螺旋除渣裝置，它包括灰渣收集箱，其特殊之處在于:所述灰渣收集箱由上蓋板、下蓋板和側(cè)面水冷壁密封圍合而成，所述灰渣收集箱的上部和下部分別設(shè)置有冷卻水進(jìn)口管座和冷卻水排出管座；所述上蓋板上設(shè)置有與生物質(zhì)氣化爐排渣口相連的液態(tài)灰渣入口，所述上蓋板上還設(shè)置有伸入至灰渣收集箱內(nèi)的攪拌機(jī)；所述下蓋板上設(shè)置有固態(tài)灰渣出口，所述固態(tài)灰渣出口處設(shè)置有伸出至灰渣收集箱外的螺旋除渣機(jī)；所述側(cè)面水冷壁由若干并列布置的冷卻介質(zhì)輸送管和焊接在相鄰冷卻介質(zhì)輸送管之間的扁鋼組合而成。
[0007]優(yōu)選地，它還包括設(shè)置在灰渣收集箱兩邊的進(jìn)口側(cè)集箱和出口側(cè)集箱，所述并列布置的冷卻介質(zhì)輸送管的一端通過(guò)對(duì)應(yīng)的連接管與進(jìn)口側(cè)集箱的輸出端相連，所述并列布置的冷卻介質(zhì)輸送管的另一端通過(guò)對(duì)應(yīng)的連接管與出口側(cè)集箱的輸入端相連。
[0008]進(jìn)一步地，所述進(jìn)口側(cè)集箱的輸入端通過(guò)冷卻介質(zhì)入口接頭與生物質(zhì)氣化爐的冷卻介質(zhì)循環(huán)管路低溫段相連；所述出口側(cè)集箱的輸出端通過(guò)冷卻介質(zhì)出口接頭與生物質(zhì)氣化爐的冷卻介質(zhì)循環(huán)管路高溫段相連。這樣，提高了能源利用率，節(jié)約運(yùn)行成本，優(yōu)化整個(gè)工藝流程的熱效率。
[0009]優(yōu)選地，所述冷卻水進(jìn)口管座和冷卻水排出管座設(shè)置在灰渣收集箱的任意一個(gè)側(cè)面水冷壁開孔上。這樣，可以通過(guò)冷卻水進(jìn)口管座和冷卻水排出管座的設(shè)置位置調(diào)整灰渣收集箱內(nèi)的溫度分布狀況以滿足實(shí)際需要。
[0010]優(yōu)選地，所述灰渣收集箱的內(nèi)腔底部呈漏斗形結(jié)構(gòu)。這樣，可以便于固態(tài)灰渣集中到灰渣收集箱底部。
[0011]本實(shí)用新型的作用原理如下:生物質(zhì)氣化爐中的渣料以高溫液態(tài)的形式從液態(tài)灰渣出口排出，由灰渣收集箱的液態(tài)渣料入口流入；本設(shè)計(jì)中以兩種冷卻方式同時(shí)對(duì)灰渣收集箱中的液態(tài)渣料進(jìn)行冷卻:一種是采用冷卻水與液態(tài)渣料混合的方式降低溫度；一種是利用流過(guò)灰渣收集箱側(cè)面水冷壁的冷卻介質(zhì)帶走箱內(nèi)液態(tài)渣料熱量的方式進(jìn)行換熱。為了防止進(jìn)入灰渣收集箱的液態(tài)渣料遇到冷卻水急冷變成玻璃狀固體不易處理，在灰渣收集箱頂部設(shè)置了伸入箱內(nèi)的攪拌機(jī)，在液態(tài)渣料進(jìn)入箱體與冷卻水混合的同時(shí)不斷攪拌箱內(nèi)渣水混合物；一方面防止結(jié)成大塊固態(tài)渣，另一方面使液態(tài)渣料與冷卻水充分混合完全換熱。而箱內(nèi)冷卻水以及側(cè)面水冷壁內(nèi)冷卻介質(zhì)攜帶熱量被送至生物質(zhì)氣化爐的冷卻介質(zhì)循環(huán)管路中，作為熱源利用，再將恢復(fù)低溫的冷卻水和冷卻介質(zhì)輸送回灰渣收集箱重復(fù)使用，如此循環(huán)運(yùn)行。經(jīng)過(guò)冷卻降溫、攪拌破碎處理后的渣料由固態(tài)灰渣出口排出，經(jīng)由螺旋除渣機(jī)輸送至料斗集中。
[0012]本實(shí)用新型生物質(zhì)燃料氣化灰渣水冷螺旋除渣裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，外部環(huán)境要求低，可快速投入運(yùn)行的特點(diǎn)；采用本裝置處理氣化爐的高溫液態(tài)渣料，既能起到冷卻灰渣的作用，又能防止煙氣中的灰塵及有毒物質(zhì)直接進(jìn)入大氣環(huán)境；采用渣水直接混合降溫和水冷壁換熱降溫兩種方式同時(shí)降溫并增加攪拌機(jī)輔助換熱，可以充分冷卻渣料，亦可避免為耐受高溫在箱體內(nèi)澆筑厚重的耐火材料，大大降低了運(yùn)行難度以及設(shè)備成本；運(yùn)行時(shí)冷卻壁中的冷卻介質(zhì)和箱內(nèi)的冷卻水可以充分吸收熱量，作為熱源輸送到后續(xù)工藝中，提高了整個(gè)工藝流程的熱效率，節(jié)約運(yùn)行成本，提高能源利用率，符合國(guó)家節(jié)能減排、綠色環(huán)保的要求。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為一種生物質(zhì)燃料氣化灰渣水冷螺旋除渣裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2為圖1的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖3為圖1中灰渣收集箱的B-B剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖4為圖3中的A部放大圖。[0017]圖中:灰渣收集箱I(其中:上蓋板1.1、下蓋板1.2、側(cè)面水冷壁1.3、冷卻介質(zhì)輸送管1.31、扁鋼1.32、液態(tài)灰渣入口 1.4、固態(tài)灰渣出口 1.5、冷卻水進(jìn)口管座1.6、冷卻水排出管座1.7);生物質(zhì)氣化爐2 ;攪拌機(jī)3 ;螺旋除渣機(jī)4 ;進(jìn)口側(cè)集箱5 (其中:冷卻介質(zhì)入口接頭5.1);出口側(cè)集箱6 (其中:冷卻介質(zhì)出口接頭6.1)
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0019]圖1?4中所示的生物質(zhì)燃料氣化灰渣水冷螺旋除渣裝置，它包括灰渣收集箱I，灰渣收集箱I由上蓋板1.1、下蓋板1.2和側(cè)面水冷壁1.3密封圍合而成，灰渣收集箱I的內(nèi)腔底部呈漏斗形結(jié)構(gòu)，便于灰渣集中到灰渣收集箱I底部。側(cè)面水冷壁1.3的上部和下部分別設(shè)置有冷卻水進(jìn)口管座1.6和冷卻水排出管座1.7 ;上蓋板1.1上設(shè)置有與生物質(zhì)氣化爐2排渣口相連的液態(tài)灰渣入口 1.4，上蓋板1.1上還設(shè)置有伸入至灰渣收集箱I內(nèi)的攪拌機(jī)3 ;攪拌機(jī)3采用耐高溫、耐磨的不銹鋼材料，不宜變形，從而提高了設(shè)備的使用壽命，并保證了破碎渣塊的效率。下蓋板1.2上設(shè)置有固態(tài)灰渣出口 1.5，固態(tài)灰渣出口 1.5處設(shè)置有伸出至灰渣收集箱I外的螺旋除渣機(jī)4 ;側(cè)面水冷壁1.3由若干并列布置的冷卻介質(zhì)輸送管1.31和焊接在相鄰冷卻介質(zhì)輸送管1.31之間的扁鋼1.32組合而成。
[0020]灰渣收集箱I兩側(cè)設(shè)置有進(jìn)口側(cè)集箱5和出口側(cè)集箱6，縱向并列布置的冷卻介質(zhì)輸送管1.31的一端通過(guò)對(duì)應(yīng)的連接管與進(jìn)口側(cè)集箱5的輸出端相連，并列布置的冷卻介質(zhì)輸送管1.31的另一端通過(guò)對(duì)應(yīng)的連接管與出口側(cè)集箱6的輸入端相連。進(jìn)口側(cè)集箱5的輸入端通過(guò)冷卻介質(zhì)入口接頭5.1與生物質(zhì)氣化爐2的冷卻介質(zhì)循環(huán)管路低溫段相連；出口側(cè)集箱6的輸出端通過(guò)冷卻介質(zhì)出口接頭6.1與生物質(zhì)氣化爐2的冷卻介質(zhì)循環(huán)管路高溫段相連。
[0021]冷卻水排出管座1.7處還設(shè)置有排凈水處理裝置，用于過(guò)濾處理排出的冷卻水中夾雜的微小渣塊，避免影響后續(xù)工藝。冷卻水排出管座1.7和冷卻水進(jìn)口管座1.6也分別與冷卻介質(zhì)循環(huán)管路的高溫段、低溫段連接，充分利用由冷卻水排出管座1.7排出的冷卻水所攜帶的熱量。
[0022]本實(shí)用新型的工作過(guò)程大致如下:
[0023]生物質(zhì)燃料在生物質(zhì)氣化爐2內(nèi)高溫環(huán)境下，燃料中的碳與氣化爐里的游離氧或結(jié)合氧進(jìn)行熱化學(xué)反應(yīng)，合成可燃?xì)怏w；生物質(zhì)燃料中金屬、硅等成分在高溫下與游離氧產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，生成金屬氧化物和硅酸鹽與氣化灰渣混合；在高溫環(huán)境下灰渣融化變成液態(tài)，從液態(tài)灰渣出口排出，由灰渣收集箱I的液態(tài)灰渣入口 1.4流入；
[0024]冷卻水由冷卻水進(jìn)口管座1.6流入灰渣收集箱I與液態(tài)灰渣混合使其冷卻，同時(shí)被攪拌機(jī)3攪碎，充分冷卻并使液態(tài)灰渣不能凝固成大塊的固態(tài)渣；與此同時(shí)冷卻介質(zhì)由進(jìn)口側(cè)集箱5經(jīng)由連接管均勻的流入冷卻介質(zhì)輸送管1.31在側(cè)面水冷壁1.3中流動(dòng)，與箱內(nèi)的渣水混合物換熱，輔助降低其溫度；
[0025]與灰渣混合后的冷卻水在充分換熱后，由灰渣收集箱I下部的冷卻水排出管座
1.7排出箱體，經(jīng)排凈水處理系統(tǒng)濾除其中的碎渣等處理冷卻后，再次輸送至冷卻水進(jìn)口管座1.6進(jìn)入灰渣收集箱I與液態(tài)灰渣混合；而在側(cè)面水冷壁1.3中流動(dòng)的冷卻介質(zhì)，也在不斷的將箱內(nèi)熱量帶走，輸送至冷卻介質(zhì)循環(huán)管路充分利用所攜帶的熱量，冷卻后再回到側(cè)面水冷壁1.3，如此循環(huán)，冷卻水與冷卻介質(zhì)在上述流動(dòng)過(guò)程中，不斷吸收灰渣的熱量，液體溫度不斷上升，灰渣的溫度不斷降低，從而實(shí)現(xiàn)兩者的熱交換，從而達(dá)到冷卻灰渣目的。經(jīng)過(guò)冷卻粉碎的固態(tài)渣由渣料出口離開灰渣收集箱經(jīng)螺旋除渣機(jī)4排出輸送至料斗集中。
[0026]采用本裝置處理氣化爐的高溫液態(tài)渣料，既能起到冷卻灰渣的作用，又能防止煙氣中的灰塵及有毒物質(zhì)直接進(jìn)入大氣環(huán)境；采用渣水直接混合降溫和側(cè)面水冷壁1.3換熱降溫兩種方式同時(shí)降溫并增加攪拌機(jī)3輔助換熱，可以充分冷卻渣料，亦可避免為耐受高溫在箱體內(nèi)澆筑厚重的耐火材料，大大降低了運(yùn)行難度以及設(shè)備成本；運(yùn)行時(shí)側(cè)面水冷壁
1.3的冷卻介質(zhì)和箱內(nèi)的冷卻水可以充分吸收熱量，作為熱源輸送到后續(xù)工藝中，提高了整個(gè)工藝流程的熱效率，節(jié)約運(yùn)行成本，提高能源利用率，符合國(guó)家節(jié)能減排、綠色環(huán)保的要求。
【權(quán)利要求】
1.一種生物質(zhì)燃料氣化灰渣水冷螺旋除渣裝置，它包括灰渣收集箱(I)，其特征在于:所述灰渣收集箱(I)由上蓋板(1.1)、下蓋板(1.2)和側(cè)面水冷壁(1.3)密封圍合而成，所述灰渣收集箱(I)的上部和下部分別設(shè)置有冷卻水進(jìn)口管座(1.6)和冷卻水排出管座(1.7)；所述上蓋板(1.1)上設(shè)置有與生物質(zhì)氣化爐(2)排渣口相連的液態(tài)灰渣入口( 1.4)，所述上蓋板(1.1)上還設(shè)置有伸入至灰渣收集箱(I)內(nèi)的攪拌機(jī)(3);所述下蓋板(1.2)上設(shè)置有固態(tài)灰渣出口(1.5)，所述固態(tài)灰渣出口(1.5)處設(shè)置有伸出至灰渣收集箱(I)外的螺旋除渣機(jī)(4);所述側(cè)面水冷壁(1.3)由若干并列布置的冷卻介質(zhì)輸送管(1.31)和焊接在相鄰冷卻介質(zhì)輸送管(1.31)之間的扁鋼(1.32)組合而成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)燃料氣化灰渣水冷螺旋除渣裝置，其特征在于:它還包括設(shè)置在灰渣收集箱(I)兩邊的進(jìn)口側(cè)集箱(5)和出口側(cè)集箱(6)，所述并列布置的冷卻介質(zhì)輸送管(1.31)的一端通過(guò)對(duì)應(yīng)的連接管與進(jìn)口側(cè)集箱(5)的輸出端相連，所述并列布置的冷卻介質(zhì)輸送管(1.31)的另一端通過(guò)對(duì)應(yīng)的連接管與出口側(cè)集箱(6)的輸入端相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的生物質(zhì)燃料氣化灰渣水冷螺旋除渣裝置，其特征在于:所述進(jìn)口側(cè)集箱(5)的輸入端通過(guò)冷卻介質(zhì)入口接頭(5.1)與生物質(zhì)氣化爐(2)的冷卻介質(zhì)循環(huán)管路低溫段相連；所述出口側(cè)集箱(6)的輸出端通過(guò)冷卻介質(zhì)出口接頭(6.1)與生物質(zhì)氣化爐(2)的冷卻介質(zhì)循環(huán)管路高溫段相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的生物質(zhì)燃料氣化灰渣水冷螺旋除渣裝置，其特征在于:所述冷卻水進(jìn)口管座(1.6)和冷卻水排出管座(1.7)設(shè)置在灰渣收集箱(I)的任意一個(gè)側(cè)面水冷壁(1.3)開孔上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的生物質(zhì)燃料氣化灰渣水冷螺旋除渣裝置，其特征在于:所述灰渣收集箱(I)的內(nèi)腔底部呈漏斗形結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的生物質(zhì)燃料氣化灰渣水冷螺旋除渣裝置，其特征在于:所述灰渣收集箱(I)的內(nèi)腔底部呈漏斗形結(jié)構(gòu)。
【文檔編號(hào)】C10J3/72GK203794843SQ201420078394
【公開日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2014年2月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月24日
【發(fā)明者】張巖豐, 周峰, 林文, 周大慶 申請(qǐng)人:武漢凱迪工程技術(shù)研究總院有限公司