CN205119799U - 一种煤矸石循环流化床焙烧炉装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种煤矸石循环流化床焙烧炉装置，包括流化床燃烧室(1)、飞灰循环***(2)、二次焙烧及保温区(3)和灰渣冷却器(5)，其中流化床燃烧室(1)与二次焙烧及保温区(3)通过溢流口(1-3)相连通；飞灰循环***(2)与流化床燃烧室(1)的排烟管相连；灰渣冷却器(5)与二次焙烧及保温区(3)相连，用于收集灰渣。本实用新型能够直接使用不成球的低热值颗粒粒径在0—6mm范围内的散状煤矸石，通过煤矸石自身燃烧得到的热量，维持整个煤矸石循环流化床焙烧炉装置的运转；并且，含钒煤矸石经处理后得到的灰渣具有良好的钒品位，可直接用于提钒。

Description

一种煤矸石循环流化床焙烧炉装置

技术领域

本实用新型属于工业炉燃烧***技术领域，更具体地，涉及一种煤矸石循环流化床焙烧炉装置。

背景技术

我国含钒石煤矿蕴藏量极其丰富，储量为187亿吨，湖南、湖北、贵州、浙江、江西、陕西、安徽等地都有广泛分布。大多与其他的金属伴生，而含钒煤矸石则是当前提钒的主要原料，其热值很低，含钒品位差别也很大，目前传统的提钒工艺是将含钒煤矸石分选后加入一定比例的优质煤，破碎成100目的粉料，成球风干后送入平窑、立窑或隧道窑中，在850℃左右焙烧及保温，焙烧产物冷却后再酸浸萃取提钒。现有的传统工艺是平窑、立窑，产量低，质量差；而隧道窑要建100多米长，投资多，产能低，占地面积大，而且要在燃烧段加优质燃料柴油或煤气助燃，运行燃烧成本高，***复杂。

实用新型内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型的目的在于提供一种煤矸石循环流化床焙烧炉装置，其中通过对燃烧室结构、煤矸石的焙烧方式、煤矸石颗粒在炉内的循环途径等进行改进，与现有技术相比，能够直接使用不成球的低热值颗粒粒径在0—6mm范围内的散状煤矸石，通过煤矸石自身燃烧得到的热量，维持整个煤矸石循环流化床焙烧炉装置的运转，既大大简化了焙烧工艺及***，也大大降低了煤矸石的处理成本；并且，经处理后得到的灰渣具有良好的钒品位，可直接用于提钒。

为实现上述目的，按照本实用新型的一个方面，提供了一种煤矸石循环流化床焙烧炉装置，其特征在于，包括流化床燃烧室、飞灰循环***、二次焙烧及保温区和灰渣冷却器，其中，

所述流化床燃烧室包括流化床燃烧室主体、流化床布风板和溢流口，所述流化床布风板位于所述流化床燃烧室主体的下方，所述溢流口位于所述流化床燃烧室的侧壁上；该流化床燃烧室用于对煤矸石进行流化燃烧处理；

所述飞灰循环***包括高温分离器，所述高温分离器与所述燃烧室主体相连；所述高温分离器还与所述流化床燃烧室上部的排烟管相连，该高温分离器用于捕获所述流化床燃烧室输出烟气中的灰粒，并将所述的灰粒输送至所述燃烧室主体；

所述二次焙烧及保温区包括二次焙烧及保温区主体和第二布风板，所述第二布风板位于所述二次焙烧及保温区主体的下方，所述二次焙烧及保温区主体通过所述溢流口与所述流化床燃烧室主体相连；该溢流口用于向所述二次焙烧及保温区主体输入流化燃烧后的煤矸石残渣；

所述灰渣冷却器与所述二次焙烧及保温区主体相连，用于收集二次焙烧及保温后的灰渣并使之冷却。

作为本实用新型的进一步优选，该煤矸石循环流化床焙烧炉装置还包括受热面，所述受热面与所述排烟管相连，用于吸收所述流化床燃烧室输出烟气中的热量。

作为本实用新型的进一步优选，所述溢流口至所述流化床布风板的垂直距离为1200mm。

作为本实用新型的进一步优选，所述二次焙烧及保温区主体的温度不低于850℃，所述流化燃烧后的煤矸石残渣在该二次焙烧及保温区主体进行二次焙烧及保温的总时长不低于2小时。

作为本实用新型的进一步优选，所述第二布风板用于向所述二次焙烧及保温区主体引入含氧气体。

作为本实用新型的进一步优选，所述流化床燃烧室用于流化燃烧的煤矸石为含钒煤矸石，所述灰渣冷却器收集的灰渣用于提钒。

作为本实用新型的进一步优选，所述流化床燃烧室用于流化燃烧的煤矸石为热值在650千卡/千克以上的含钒煤矸石。

作为本实用新型的进一步优选，所述第二布风板的风帽为小孔型。

通过本实用新型所构思的以上技术方案，与现有技术相比，能够取得以下有益效果：

1.本实用新型中的煤矸石循环流化床焙烧炉装置用于对煤矸石进行脱炭处理，尤其适用于含钒低热值的煤矸石，灰渣冷却器最终收集得到的灰渣具有良好的钒品位，可用于提钒。本实用新型采用流化床燃烧室、二次焙烧及保温区对煤矸石进行分段处理，其中流化床燃烧室采用绝热设计(例如，流化床燃烧室内无受热面，侧壁采用如保温性能良好的隔热材料)，并通过例如高压头的鼓风机，延长煤矸石在燃烧室内停留的时间；煤矸石燃烧后放出的热量用于提升炉子本体、烟气和灰渣(包括流化燃烧后的煤矸石残渣)的温度，通过不断加热后续入炉的煤矸石，使流化床燃烧室的温度保持在950℃～1000℃，使煤矸石能达到良的脱碳效果；而通过流化床燃烧室溢流口进入二次焙烧及保温区的流化燃烧后的煤矸石残渣，能够使得二次焙烧及保温区主体的温度不低于850℃，使煤矸石残渣进一步完成脱炭处理，从而提高二次焙烧及保温后的灰渣的钒品位。另一方面，本实用新型由于对煤矸石采用分段处理，能够大幅提高流化床燃烧室的利用效果，流化床燃烧室内每平米床面积处理煤矸石的能力达3t/h以上，大大超过了传统工艺，大大简化了焙烧工艺及***，***简单，节能降耗，大降低了初投资和运行成本。

2.本实用新型中在流化床燃烧室的侧壁距布风板1200mm的高度上设置的溢流口，用于将煤矸石燃烧过程中被气流托起在密相区表面的较细颗粒(其粒径的大小范围为0～3mm)输入至二次焙烧及保温区，该二次焙烧及保温区有较大的容积，并通过布风板补充氧气(该二次焙烧及保温区并不要求对区域内的物料进行流化)，可以使煤矸石残渣中的余碳进一步燃烬，二次焙烧及保温区的温度、以及煤矸石残渣在二次焙烧及保温区内的总时长可进一步保证处理得到的灰渣满足提钒工艺的需要。由于流化燃烧后的煤矸石残渣是通过该溢流口进入二次焙烧及保温区内的，煤矸石残渣的颗粒粒径可以控制在0～3mm内，仅需要简单的加氧保温处理就可以达到进一步脱炭的效果，在确保最终效果的前提下降低处理成本。

3.本实用新型通过飞灰循环***，将含钒煤矸石燃烧后产生的细小碳粒(随烟气一起通过流化床燃烧室排烟管带至炉后)，经高温旋风分离器捕获后沿立管而下，由流化密封自动平衡返料器送入炉内再燃。本实用新型通过采用这种循环方法，使飞灰达到很高的燃烬率，能够降低尘粒的含碳量，提高飞灰中的钒品位，而加入煤矸石中的其他原料(如石灰等)也能够获得更高的利用率。

4.本实用新型通过灰渣冷却器收集并冷却二次焙烧及保温后的灰渣，该灰渣由放料管落入灰渣泠却器，灰渣降温后由输送机送至提钒***。通过调节灰渣泠却器的转速，可进一步控制二次焙烧及保温区内灰渣的贮存量、二次焙烧及保温的总时长，使二次焙烧及保温区内有良好的氧化气氛；另外，该灰渣冷却器可进一步用于回收热量。

5.本实用新型利用煤矸石燃烧后产生的高温烟气，通过流化床燃烧室排烟管使高温烟气进入炉后的受热面(如，蒸发受热面等)，生产蒸汽用于发电和供热。

综上，本实用新型采用的煤矸石循环流化床焙烧炉装置，通过流化床燃烧室、二次焙烧及保温区对煤矸石进行分段处理，使投入到该煤矸石循环流化床焙烧炉装置内的煤矸石原料(具体是投入到流化床燃烧室内的)，不需要磨制细粉和成球状，只稍经破碎为0～6mm即可入炉；煤矸石可采用热值在650千卡/千克以上的低热值含钒煤矸石，流化床燃烧室、二次焙烧及保温区在处理过程中均不需要添加任何外来能源，节能效果好。

附图说明

图1为本实用新型所述的含钒低热值煤矸石循环流化床焙烧炉装置的整体结构示意图；

图2为本实用新型所述的含钒低热值煤矸石循环流化床焙烧炉装置的飞灰循环***示意图；

图3为本实用新型所述的含钒低热值煤矸石循环流化床焙烧炉装置的二次焙烧及保温区示意图；

图4为本实用新型所述的含钒低热值煤矸石循环流化床焙烧炉装置的生产蒸汽***示意图；

图5为本实用新型实施例2中第二布风板的结构示意图。

图中各附图标记的含义如下：1为流化床燃烧室，1-1为流化床燃烧室主体，1-2为流化床布风板，1-3为溢流口；2为飞灰循环***，2-1为高温分离器(如高温旋风分离器)，2-2为立管，2-3为返料器；3为二次焙烧及保温区，3-1为二次焙烧及保温区主体，3-2为第二布风板，3-3为放料管；4为受热面，4-1为对流管受热面，4-2为尾部受热面(如省煤器受热面)；5为灰渣冷却器。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

实施例1

如图1、图2、图3和图4所示，含钒低热值煤矸石循环流化床焙烧炉装置包括燃烧室1、飞灰循环***2、二次焙烧及保温区3、蒸发受热面4、灰渣冷却器5。

本炉在流化床燃烧室主体(1－1)内不布置水冷壁受热面。钒煤矸石和配比的石灰入炉后用木炭点火。钒煤矸石燃烧后放出的热量用于提升炉子本体、烟气和灰渣的温度，并不断加热后续入炉的煤矸石。提升炉膛温度可达到950～1000℃，从而使高灰分、高水分、低热值的煤矸石能充分燃烧，完成脱碳焙烧的目的。

钒煤矸石燃烧过程中处于密相区上部的较小粒状物料(一般粒径小于3mm，也就是输送到二次焙烧区颗粒的粒径为0～3mm，粗渣从底部排出)从溢流口(1—3)排至二次焙烧及保温区(3－1)，进一步脱碳，所产生的热量有助于该区段的温度提升和稳定。脱碳处理后的物料从放料管(3—3)排出至灰渣冷却器(5)回收灰渣中的物理热，调节灰渣冷却器的转速来控制二次焙烧及保温区料层厚度。

钒煤矸石燃烧后产生的夹带有灰粒的烟气流入炉膛后部的飞灰循环***(2)，经高温旋风分离器(2—1)捕获灰粒后由立管(2—2)至返料器(2—3)送入炉内再燃烧。

钒煤矸石燃烧后产生的高温烟气和夹带一部分尘粒流入炉膛后部，由对流管受热面(4－1)和尾部的省煤器受热面(4—2)吸收热量，生产蒸汽，用于发电和供热。

实施例2

如图1、图3、图5所示，本实施例与实施例1的区别仅在于，布风板(3—2)的风帽为小孔型，风帽较长，其上开孔多，孔径小，风机压力高，且本区段的物料不流化，使在此堆积较高的灰渣能补充氧气，完成二次焙烧、脱碳和保温。

达到提钒工艺要求已焙烧好的物料从放料管(3－3)排出至灰渣冷却器(5)回收灰渣中的物理热，调节灰渣冷却器的转速来控制二次焙烧及保温区料层厚度、物料的贮存量和保温时间，灰渣降温后由输送机送至提钒***。

本实用新型中的含氧气体既可以是纯氧，也可以是氧气与其他气体的混合气体(如空气等)。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种煤矸石循环流化床焙烧炉装置，其特征在于，包括流化床燃烧室(1)、飞灰循环***(2)、二次焙烧及保温区(3)和灰渣冷却器(5)，其中，

所述流化床燃烧室(1)包括流化床燃烧室主体(1-1)、流化床布风板(1-2)和溢流口(1-3)，所述流化床布风板(1-2)位于所述流化床燃烧室主体(1-1)的下方，所述溢流口(1-3)位于所述流化床燃烧室(1)的侧壁上；该流化床燃烧室(1)用于对煤矸石进行流化燃烧处理；

所述飞灰循环***(2)包括高温分离器(2-1)，所述高温分离器(2-1)与所述燃烧室主体(1-1)相连；所述高温分离器(2-1)还与所述流化床燃烧室(1)上部的排烟管相连，该高温分离器(2-1)用于捕获所述流化床燃烧室(1)输出烟气中的灰粒，并将所述灰粒输送至所述燃烧室主体(1-1)；

所述二次焙烧及保温区(3)包括二次焙烧及保温区主体(3-1)和第二布风板(3-2)，所述第二布风板(3-2)位于所述二次焙烧及保温区主体(3-1)的下方，所述二次焙烧及保温区主体(3-1)通过所述溢流口(1-3)与所述流化床燃烧室主体(1-1)相连；该溢流口(1-3)用于向所述二次焙烧及保温区主体(3-1)输入流化燃烧后的煤矸石残渣；

所述灰渣冷却器(5)与所述二次焙烧及保温区主体(3-1)相连，用于收集二次焙烧及保温后的灰渣并使之冷却。

2.如权利要求1所述煤矸石循环流化床焙烧炉装置，其特征在于，还包括受热面(4)，所述受热面(4)与所述排烟管相连，用于吸收所述流化床燃烧室(1)输出烟气中的热量。

3.如权利要求1所述煤矸石循环流化床焙烧炉装置，其特征在于，所述溢流口(1-3)至所述流化床布风板(1-2)的垂直距离为1200mm。

4.如权利要求1所述煤矸石循环流化床焙烧炉装置，其特征在于，所述二次焙烧及保温区主体(3-1)的温度不低于850℃，所述流化燃烧后的煤矸石残渣在该二次焙烧及保温区主体(3-1)进行二次焙烧及保温的总时长不低于2小时。

5.如权利要求1所述煤矸石循环流化床焙烧炉装置，其特征在于，所述第二布风板(3-2)用于向所述二次焙烧及保温区主体(3-1)引入含氧气体。

6.如权利要求1所述煤矸石循环流化床焙烧炉装置，其特征在于，所述流化床燃烧室(1)用于流化燃烧的煤矸石为含钒煤矸石，所述灰渣冷却器(5)收集的灰渣用于提钒。

7.如权利要求1所述煤矸石循环流化床焙烧炉装置，其特征在于，所述流化床燃烧室(1)用于流化燃烧的煤矸石为热值在650千卡/千克以上的含钒煤矸石。

8.如权利要求1所述煤矸石循环流化床焙烧炉装置，其特征在于，所述第二布风板(3-2)的风帽为小孔型。