爐膛排出的約900攝氏度的高溫煙氣流經第一換熱器后降溫至約500攝氏度,再流經第二換熱器降溫至約150攝氏度后,煙氣再分別回流至至少四個防回火噴嘴及第二混合器。
[0030]可選擇地,第一換熱器的第一熱管內的工質為適用于1000攝氏度左右工況的液態納或鐘等工質。
[0031]可選擇地,第二換熱器的第二熱管內的工質為適用于500攝氏度左右工況的萘等工質。
[0032]可選擇地,經第一換熱器進行熱交換后的第一流體流路的出口處的水蒸汽的溫度為250?350攝氏度,經第二換熱器進行熱交換后的第二流體流路的出口處的熱空氣的溫度為250?350攝氏度。
[0033]其中,經第二換熱器處理后的煙氣中的含氧量為6%左右,經第二換熱器處理后的熱空氣的含氧量為21 %左右,經第二混合器處理后的氣化劑的含氧量為15%左右。
[0034]本發明的有益效果是:(1)、沿煙氣管道的煙氣流動方向依次布置用于使煙氣管道的煙氣與不同的流體分別進行熱交換的第一換熱器及第二換熱器使得煙氣管道的煙氣余熱分級由第一換熱器及第二換熱器回收,充分提高了熱回收效率同時有效降低了排放污染;(2)、采用第一換熱器對高溫煙氣進行二級回收利用發電,充分提高了煙氣余熱回收率;
(3)、第一換熱器及第二換熱器分別預熱冷水和冷空氣,冷水加熱變成水蒸汽后輸送至生物質氣化爐作為一種氣化劑,冷空氣預熱后變成熱空氣輸送至生物質氣化爐作為另一種氣化劑,產生的生物質燃氣再與另一股熱空氣混合后輸送至窯爐燃燒,實現了爐膛高溫煙氣余熱的循環利用,達到了節能減排的目的;(4)、占總量15%左右的高溫煙氣通過第一煙氣回流管線輸送至防回火噴嘴助燃,提高了燃燒效率;(5)、防回火噴嘴構造成將煙氣及生物質燃氣充分混合,并采用旋流風機加強旋轉、混合效果,進一步提高了燃燒效率;(6)極大的降低了窯爐排出的最終煙氣中的二氧化碳、氮氧化物的含量,有效地保護了環境。
【附圖說明】
[0035]圖1示出了本發明的采用生物質氣化燃燒發電系統的節能工業窯爐的構造示意圖。
[0036]圖2示出了本發明的第一換熱器的構造示意圖。
[0037]圖3示出了本發明的第二換熱器的構造示意圖。
[0038]圖4示出了本發明的第一混合器或第二混合器的構造示意圖。
[0039]圖5示出了本發明的防回火噴嘴的構造示意圖。
【具體實施方式】
[0040]請參照圖1,根據本發明的一種非限制性實施方式,采用生物質氣化燃燒發電系統的節能工業窯爐包括:窯爐爐體100、四個防回火噴嘴120、煙氣管道130、第一換熱器200、第二換熱器300、渦輪發電機400以及生物質氣化爐500。
[0041]其中,窯爐爐體100內設有爐膛(圖未示),四個防回火噴嘴120間隔設置在窯爐爐體100的底端爐壁上,從而能夠將燃氣和助燃氣體噴射到爐膛內燃燒放熱,煙氣管道130連接于窯爐爐體100的一側爐壁上以將爐膛內產生的煙氣排出至煙囪(圖未示)。
[0042]沿煙氣管道130的煙氣流動方向依次布置有用于使煙氣管道130中的煙氣與不同的流體分別進行熱交換的第一換熱器200和第二換熱器300。從爐膛中排出的約900攝氏度的高溫煙氣流經第一換熱器200后降溫至約500攝氏度,再流經第二換熱器300后降溫至約150攝氏度。
[0043]如圖2所不,第一換熱器200包括第一外殼210、將第一外殼210內部空間分隔為逆向平行的第一流體流路220和第一煙氣流路230的第一中隔板240、以及穿設在第一中隔板240中的若干第一熱管250,其中,第一熱管250的蒸發端延伸于第一煙氣流路230中,第一熱管250的冷凝端延伸于第一流體流路220中。第一換熱器200的熱管內的工質為適用于大約800?1200攝氏度(比如1000攝氏度左右)工況的液態鈉或鉀,為了提高換熱效率,第一熱管250的蒸發端的外壁上均布有若干個用于增加換熱面積的第一鰭片251。
[0044]如圖3所示,第二換熱器300包括第二外殼310、將第二外殼310內部空間分隔為逆向平行的第二流體流路320和第二煙氣流路330的第二中隔板340、以及穿設在第二中隔板340中的若干第二熱管350,其中,第二熱管350的蒸發端延伸于第二煙氣流路330中,第二熱管350的冷凝端延伸于第二流體流路320中,同樣為了提高換熱效率,第二熱管350的蒸發端和冷凝端的外壁上分別均布有若干個用于增加換熱面積的第二鰭片351。
[0045]在圖1所示的非限制性實施方式中,第一換熱器200的第一流體流路220的入口221通過管線連接至用于向第一流體流路200中補充作為第一流體的水的第一水栗Pl,第二換熱器300的第二流體流路320的入口 321通過管線連接至用于向第二流體流路320中輸送作為第二流體的空氣的第一風機Fl。由此,利用第一水栗Pl和第一風機Fl分別向第一換熱器200和第二換熱器300中引入冷水和冷空氣。第一換熱器200的第一流體流路220的出口 222通過水蒸汽管線260依次與渦輪發電裝置400及生物質氣化爐500的水蒸汽入口 510相連接,第二換熱器300的第二流體流路320的出口 322通過熱空氣管線360與生物質氣化爐500的熱空氣入口 520相連接,生物質氣化爐500的生物質燃氣出口 530通過生物質燃氣管線540與四個防回火噴嘴120相連以將生物質燃氣噴射至窯爐爐體100內燃燒放熱。來自窯爐爐體100的高溫煙氣經由煙氣管道130依次流經第一換熱器200的第一煙氣流路230的入口 231和出口 232以及第二換熱器300的第二煙氣流路330的入口 331和出口 332,充分換熱后排出至煙囪(圖未示)。
[0046]在該非限制性實施方式中,熱空氣管線360還分支有熱空氣分管線370,熱空氣分管線370與生物質燃氣管線540相連接并在連接處設有第一混合器600,從而將來自第二換熱器300的熱空氣總量約30% (體積含量)、含氧量約21 %、溫度為300攝氏度左右的熱空氣與生物質燃氣在第一混合器600混合形成預混氣,再輸送至防回火噴嘴120處。
[0047]作為一種可替代實施方式,在煙氣管道130上于第二換熱器300的第二煙氣流路330的出口 332的下游連接有第一煙氣回流管線140及第二煙氣回流管線150。其中,第一煙氣回流管線140中設有第二風機F2并與四個防回火噴嘴120相連接,從而將煙氣總量約15%(體積分數)、含氧量約6% (體積含量)、溫度為150攝氏度左右的煙氣回流至四個防回火噴嘴120處作為助燃氣體使用。第二煙氣回流管線150與熱空氣管線360上設置的第二混合器700相連接,從而將約占煙氣總量15% (體積分數)、含氧量約6% (體積含量)、溫度為150攝氏度左右的煙氣回流至第二混合器700中,與來自第二換熱器300的含氧量約21%、溫度為300攝氏度左右的熱空氣混合形成含氧量約15%、溫度為200攝氏度左右的熱空氣后,輸送至生物質氣化爐500處作為氣化劑。
[0048]在該非限制性實施方式中,如圖4所示,第一混合器600與第二混合器700的結構相同,其分別包括混合器本體MB、設于混合器本體MB—端的第一類氣體入口GI1、設于混合器本體一側的第二類氣體入口GI2、設于混合器本體內部的氣體混合腔MC、以及設于混合器本體的另一端的混合氣出口 G0,氣體混合腔MC中鄰近混合氣出口 GO設有旋轉葉輪RI。
[0049]在該非限制性實施方式中,如圖5所示,每個防回火噴嘴120包括噴嘴本體121、設于噴嘴本體121—端的噴射口 122、設于噴嘴本體121內部的混合腔123、以及設于噴嘴本體121的另一端并與混合腔123連通的風道分配器124,其中,風道分配器124包括自內向外同心設置的中心風道1241、混合氣風道1242及煙氣風道1243,混合氣風道1242與生物質燃氣管線540相連通,中心風道1241及煙氣風道1243分別與第一煙氣回流管線140相連通。為了使生物質燃氣與煙氣較好的混合,在鄰近混合腔123處于混合氣風道1242內設有第一旋流風機CFl,煙氣風道1243內設有第二旋流風機CF2。
[0050]作為又一種可替代實施方式,經第一換熱器200進行熱交換后流出的約300攝氏度的水蒸汽在流過渦輪發電裝置成為10