[发明专利]用于回收含飞灰的烟气余热的蓄热换热方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种烟气余热回收技术领域的方法，具体是一种用于回收含飞灰的烟气余热的蓄热换热方法。 

背景技术

高温空气燃烧技术广泛用于冶金、机械、化工、固体废弃物处理等领域，具有燃烧/加热均匀、热效率高、NO_x排放低等优点。该技术的核心部件是蓄热换热装置，采用快速换向操作，可以极大地回收高温烟气的热量并用于预热助燃气体和燃料。蓄热换热装置设置两个或多个成对的蓄热室，蓄热室里填充任意堆积的耐火球或直接采用耐火蜂窝体，以固定床形式蓄热或放热。以两个蓄热室的装置为例，一个蓄热室温度较低，为冷蓄热室；另一个蓄热室具有较高的温度，为热蓄热室。烟气通过冷蓄热室的同时，冷的待预热气体通过热蓄热室，经过一定时间后，冷蓄热室温度升高，变成热蓄热室，而热蓄热室温度降低，变成冷蓄热室。然后通过换向阀改变冷热气体的流向，使热气体进入新的冷蓄热室放热，冷气体进入新的热蓄热室吸热，从而实现热量从烟气连续地向被预热气体传递。 

然而，高温空气燃烧技术目前仅在燃烧气体燃料时应用较成功，在燃烧如煤粉/粒、生物质、垃圾等含灰固体燃料时应用受到限制。原因在于，用于回收烟气余热并预热助燃风及燃料的蓄热室容易被烟气中携带的飞灰堵塞而导致运行不稳定、维护费用高。特别是用陶瓷蜂窝体作蓄热体时，一旦蜂窝体的狭小通道被飞灰堵塞，清理起来异常困难。如果使用耐火球作蓄热体，则清理较容易，但需要频繁卸出更换，不利于系统的稳定和成本的降低。 

经过对现有技术的检索发现，中国专利文献号CN202499873，公开日2012-10-24，记载了一种改进型球式热风炉，由炉体、炉腔和在炉壁上安装的燃烧口、装球孔、上下两个卸球孔和卸砖孔、清灰孔、冷风管和热风管构成，炉腔上部是燃烧室，下部是热量蓄热室，在燃烧室和蓄热室间的上卸球孔至热风口下方位置有耐火球炉条；耐火球炉条上部装耐火球，耐火球炉条下部装小孔格子砖。总加热面积相同的条件下，球式热风炉蓄热室的体积小得多。耐火球是装在倾斜状的炉条上方，需要卸出耐火球时，极其方便且快速。同时，气体在球床和格子砖室内的运动是不规则紊流运动，其横向、纵向等多维面都参与了热交换。但该现有技术与本发明相比的缺陷和不足在于：当气体含有较多飞灰时，流经该现有技术所述的格子砖和球床后，飞灰会沉积在格子砖小孔和球床中，严重时造成堵塞，使蓄热室不能工作，需要频繁停炉清理。 本发明可以极大减少或避免气体中的飞灰在蓄热室中沉积。 

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种用于回收含飞灰的烟气余热的蓄热换热方法，使得高温空气燃烧技术能用于燃烧固体燃料的场合，充分发挥该技术的优势。 

本发明是通过以下技术方案实现的： 

本发明提供一种用于回收含飞灰的烟气余热的蓄热换热方法，通过在含飞灰的烟气进入蓄热室之前设置风室以减少进入蓄热室的飞灰，并在所述风室的进风口处设喷管以加速烟气的行进速度，烟气进入蓄热室的耐火球床层，吹动耐火球，使得耐火球之间的空隙增大，耐火球床层形成流化床，烟气与耐火球之间进行热交换使热量蓄藏于耐火球中，而进入蓄热室的飞灰流出蓄热室，从而避免堵塞流通通道。 

所述的加速烟气的行进速度的目的是使蓄热室的耐火球床层流态化，需要烟气速度达到临界流化速度的1.5～10倍，临界流化速度的计算公式是：