[发明专利]一种锅炉烟气酸洗和干燥生物质的系统及方法

说明书

本发明一种锅炉烟气酸洗和干燥生物质的系统及方法。本发明采取碳酸洗脱碱的方法，利用锅炉烟气的CO₂溶于水生成弱酸碳酸，无毒、无害、成本较低且能提高生物质中碱金属的脱除率，即作为一级干燥热源的烟气经一级干燥冷却后进入酸洗室，形成弱酸环境以脱除生物质中的碱金属，通过控制酸洗室的排气速率调节酸洗室内压力，进而改变CO₂的溶解度，从而实现高效脱碱。固液分离和反渗透装置不仅可以获得酸洗后的生物质，还可得到循环水和高离子浓度溶液。同时，将加热的尾部烟气和省煤器前的部分高温烟气作为热源，对酸洗后的生物质燃料进行两级干燥，满足生物质燃料的水分要求，高温烟气经二级干燥降温后返回锅炉前烟箱，从而通过控制炉温，降低NO_x的生成。

技术领域

本发明涉及一种锅炉烟气酸洗和干燥生物质的系统及方法。

背景技术

近年来，CO₂排放引起的温室效应引起全球广泛关注，而生物质可以通过光合作用将CO₂固定，在生物利用和再生的碳循环中，生物质燃烧释放的二氧化碳与其吸收固定的二氧化碳相当，所以可再生的生物质几乎可以实现“CO₂零排放”，能很好地替代化石能源，同时人们也极大地重视生物质能的利用和发展，生物质燃烧技术发展迅速，工业应用也逐渐成熟。但由于生物质的碱金属含量较高，特别是K元素，在高温燃烧条件时，碱金属会蒸发进入气相遇冷凝结在换热面上，或与其他无机元素发生反应，生成强粘结性的无机盐类恶化换热面的积灰玷污问题，同时这些碱金属会促进低温共熔体的形成，降低灰的熔点，导致出现大量的熔渣，不仅会降低锅炉的热效率，还会严重腐蚀锅炉的换热面，造成爆管等现象。

如今水洗被认为可以有效地脱除生物质中的碱金属，缓解锅炉的积灰结渣问题。而锅炉烟气中的二氧化碳溶于水形成弱酸的洗涤液，可以进一步提高碱金属的脱除率，同时联合锅炉烟气进行干燥酸洗后的生物质，能够提高生物燃料品质并实现能源的高效利用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种锅炉烟气酸洗和干燥生物质的系统及方法，其通过锅炉烟气酸洗和干燥生物质燃料，以降低生物质燃料中碱金属和水分，从而缓解由碱金属导致的锅炉积灰结渣问题。

本发明采用如下技术方案来实现的：

一种锅炉烟气酸洗和干燥生物质的系统，包括破碎机、酸洗室、固液分离装置、反渗透装置、一级回转滚筒式干燥机、二级回转滚筒式干燥机、炉膛、一次风机、除尘器和脱硫装置；其中，

破碎机的出口连接至酸洗室的入口，酸洗室的出口连接至固液分离装置的入口，固液分离装置的滤液出口连接至反渗透装置的入口，固液分离装置的生物质出口连接至一级回转滚筒式干燥机的入料口，一级回转滚筒式干燥机的出料口连接至二级回转滚筒式干燥机的入料口，二级回转滚筒式干燥机的出料口连接至锅炉的炉膛入口，锅炉尾部烟道依次设置省煤器、空气预热器以及烟气换热器，

工作时，生物质经破碎机破碎后进入酸洗室，并由固液分离装置得到滤液和生物质燃料，滤液通过反渗透装置得到循环水和高离子浓度溶液；生物质燃料经过一级回转滚筒式干燥机和二级回转滚筒式干燥机干燥后进入锅炉的炉膛燃烧；烟气依次经过省煤器、空气预热器、烟气换热器、除尘器、脱硫装置送至一级回转滚筒式干燥机介质入口，之后进入酸洗室，省煤器前的部分高温烟气送至二级回转滚筒式干燥机介质入口，之后返回锅炉的前烟箱；一次风机将空气送往空气预热器进行加热后通过锅炉链条炉排送入炉膛；反渗透装置和一级回转滚筒式干燥机及二级回转滚筒式干燥机排水的循环水返回至酸洗室。

本发明进一步的改进在于，酸洗室的顶部设置有泄气阀，用于调节酸洗室内的压力和排气速率。

本发明进一步的改进在于，还包括引风机二和高温引风机三，由烟气换热器加热的脱硫烟气通过引风机二送入一级回转滚筒式干燥机的介质入口，省煤器前的部分高温烟气由高温引风机三送至二级回转滚筒式干燥机的介质入口。