[发明专利]超低挥发分超细燃料循环流化床燃烧装置及燃烧方法

说明书

技术领域

本发明的实施例涉及一种燃烧装置，特别是一种循环流化床燃烧装置和燃料燃烧方法。

背景技术

粒径细小的粉状燃料通常采用悬浮燃烧的方式燃用，如采用煤粉炉燃烧煤粉；但对于挥发分很低的燃料，由于着火困难，采用悬浮燃烧方式很难稳定高效的燃用。比如温和气化产生的细粉灰，粒径小于50μm，挥发分几乎为0，但含碳量可达20～30％，无法用作水泥掺和料，而直接废弃不仅造成环境污染，还将浪费其中的残炭；如能燃尽残炭，则可产生热量用于供热或发电，提高能源利用率。

循环流化床技术由于炉内独特的流体动力特性和结构，被广泛用于劣质燃料的燃烧。然而采用常规循环流化床锅炉燃用超低挥发分、超细的燃料时，如果不大幅度加高炉膛，则难以使燃料充分燃尽、获得较高的燃烧效率，但这会使得锅炉造价上升、经济性降低。

美国专利US 6457425B1公开了一种实现煤燃烧后飞灰中残炭燃尽的方法，在一级旋风分离器料腿与炉膛返料口之间设置一个鼓泡流化床反应器，将二级旋风分离器收集到的飞灰加入该反应器，预热后进入炉膛燃烧。但由于鼓泡流化床的流化气体只能从其顶部的旋风分离器排出、成为窜气，这将严重影响分离器内的正常流动，导致分离效率大大降低。

中国专利申请201110280668.2公开了一种为流化床煤气化炉供高温空气的系统。系统为一个燃用流化床煤气化炉排出的含碳渣和细灰的循环流化床燃烧炉，在循环流化床锅炉循环回路上布置了一个低速燃尽流化床。但由于粒径极细的气化细粉灰难以被旋风分离器捕集，进入低速流化床的实际上主要是旋风分离器能够捕集的粗颗粒，大量的气化细粉灰并没有被送入低速流化床燃尽，而是直接从旋风分离器逃逸了。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够克服现有技术的缺陷，高效燃烧超低挥发分超细燃料的循环流化床燃烧装置。

为达到上述目的，本发明的技术解决方案如下：

根据本发明的实施例的一个方面，提出了一种循环流化床燃烧装置，包括依次相连的循环流化床炉膛、旋风分离器、返料器和预热筒，其中：所述预热筒大致为圆柱形，预热筒的轴线竖直定向；预热筒的上部与返料器的返料管连接，预热筒的下部通过管道与炉膛返料口连接；返料管与预热筒的圆柱形侧壁面相切，以将来自返料器的物料沿切向送入预热筒；且在预热筒上部、返料器的上升段和返料器的返料管中的至少一个上设置有燃料加入口，燃料适于从所述燃料加入口加入。

可选地，所述燃料加入口包括设置在返料器的返料管或上升段的顶部的第一燃料加入口。

可选地，返料器的返料管或上升段的顶部设有第一风口。

可选地，所述燃料加入口包括设置在返料器的返料管或上升段的顶部的第一燃料加入口，所述第一燃料加入口同时用作第一风口。

可选地，预热筒上部的侧壁设有第二风口，所述第二风口与预热筒相切，适于将供风沿切向送入预热筒，且供风进入预热筒后的旋转方向与来自返料器的物料的旋转方向一致。

可选地，所述燃料加入口包括第二燃料加入口，所述第二燃料加入口与预热筒上部的侧壁相切布置，所述第二燃料加入口同时作为第二风口，且供风经由第二风口进入预热筒后的旋转方向与来自返料器的物料的旋转方向一致。

可选地，预热筒的直径为返料器的下降段的直径的2～5倍。

可选地，预热筒内设有螺旋状导流槽，所述导流槽的螺旋方向与物料沿切向送入预热筒的方向大致相同。

根据本发明的实施例的另一方面，提出了一种燃料燃烧方法，包括步骤：提供上述的循环流化床燃烧装置；和向所述燃料加入口加入燃料。

进一步地，所述燃料的粒径小于200μm且挥发分含量低于4％。

进一步地，所述燃料包括气化细粉灰、热解细粉灰、特殊煤种及特殊含碳废弃物中的至少一种。

可选地，所述循环流化床燃烧装置包括上述的第一风口或者上述的第一风口和第二风口，其中，进入风口的供风包括空气或富氧气体。

可选地，所述循环流化床燃烧装置包括上述的第一风口和第二风口；进入风口的供风包括分开供入第一风口和第二风口的高温烟气与空气或富氧气体。

可选地，所述方法还包括步骤：通过调节风口的供风量和/或供风种类控制预热筒的温度。

本发明提供的循环流化床燃烧装置结构简单，运行可靠，燃料燃烧稳定、燃尽性好，可用于粒径细小(＜200μm)、挥发分极低(＜4％)的燃料，如气化细粉灰、热解细粉灰、特殊煤种及特殊含碳废弃物等的燃烧利用。

附图说明

图1为本发明的示例性实施例1的示意图。