CN205717245U - 一种循环流化床皮革焚烧锅炉 - Google Patents

Abstract

本申请中所述的一种循环流化床皮革焚烧锅炉，包括炉膛（1），炉膛（1）的下部***有燃料管（2），所述炉膛（1）的上部侧壁上设有屏式过热器（3）与水冷屏（4），炉膛（1）的顶端设有集热箱（5），集热箱（5）沿着炉膛（1）外侧壁向下连通有吸热管（51），炉膛（1）下部两侧连通有第一进风口（152）与第二进风口（162）；至少具有燃烧效率高，节能集热程度高，集中粉尘定量燃烧的效果。

Description

一种循环流化床皮革焚烧锅炉

技术领域

本申请涉及一种循环流化床皮革焚烧锅炉，用于循环流化床皮革的焚烧中。

背景技术

现有技术中：

中国已成为世界皮革制造和出口的大国。目前，我国加工皮革产量已居世界首位，达当年世界皮革产量的一半以上。在皮革工业为国民经济的发展做出重大贡献的同时，皮革工业对环境所造成的污染也十分严重。

而制革工艺中，有约占原料皮干重10%的原料皮废料、占皮革干重35%~40%的鞋面革废料、占皮革干重40%~65%的丢弃废旧皮件等含铬副产品和废料处理需求，且随着制革产业规模扩大在逐年上升。这些废料的有效利用能力有限，为了减少有毒有害铬化物的污染，开发具有针对性对其进行焚烧处理的循环流化床锅炉有着广阔的市场前景。

鉴于此，如何设计出一种循环流化床皮革焚烧锅炉，克服上述现有技术中所存在的缺陷，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本申请的目的在于克服现有技术中存在的技术问题，而提供一种循环流化床皮革焚烧锅炉。

本申请的目的是通过如下技术方案来完成的，一种循环流化床皮革焚烧锅炉，包括炉膛，炉膛的下部***有燃料管，所述炉膛的上部侧壁上设有屏式过热器与水冷屏，炉膛的顶端设有集热箱，集热箱沿着炉膛外侧壁向下连通有吸热管，炉膛下部两侧连通有第一进风口与第二进风口。

所述炉膛顶端外部上设有旋风分离器，旋风分离器向右固定连通有料斗，料斗向下连通有出料管，出料管的底端上固定有出料阀，出料阀的底端设有与炉膛底部侧壁连通的送料管。

所述料斗的顶端向右侧下侧连通有余热回收管，余热回收管中由上向下依次固定有低温过热器、省煤器、空气预热器。

所述回收管的底部环绕有两根吸热管道，两根吸热管道包括一次进风管与二次进风管。

所述一次进风管的一次入风口设于二次进风管的二次入风口上部。

所述一次进风管的出风口固定对接在第一进风口上，二次进风管的出风口固定对接在第二进风口上。

本申请与现有技术相比，至少具有以下明显优点和效果：

1、结构简单、设计合理，连接紧密、稳定性高。

2、选材方便、便于生产制造，造价低、易于普及。

3、燃烧效率高，节能集热程度高，集中粉尘定量燃烧。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请的整体结构原理图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请中所述的一种循环流化床皮革焚烧锅炉，包括炉膛1，炉膛1的下部***有燃料管2，所述炉膛1的上部侧壁上设有屏式过热器3与水冷屏4，炉膛1的顶端设有集热箱5，集热箱5沿着炉膛1外侧壁向下连通有吸热管51，炉膛1下部两侧连通有第一进风口152与第二进风口162；至少具有燃烧效率高，节能集热程度高，集中粉尘定量燃烧的效果。

本申请实施例中，在炉膛1的侧壁内部以及外侧壁上设置收集热量的装置，对热量进行集中收集。

同时，在炉膛1下部两侧连通有第一进风口152与第二进风口162，利用进风提高燃烧位置的氧气量，进而提高皮革的燃烧效率，在燃烧的同时，利用燃料管2添加易于燃烧的燃料。

参见图1中所示，一种循环流化床皮革焚烧锅炉，包括炉膛1，炉膛1的下部***有燃料管2，所述炉膛1的上部侧壁上设有屏式过热器3与水冷屏4，沿着炉膛1的上部内壁对水管进行环绕，形成一根水管环绕形成屏风式结构或板状结构，另一根水管环绕形成空心圆柱形，沿着炉膛1的内壁进行环绕。对炉膛1中的热量进行回收。

炉膛1的顶端设有容纳水的集热箱5，圆柱形的水箱通过水箱下部分配的水管即吸热管51，由水管中形成水流进而对炉膛1外部的热量进行吸收。

集热箱5沿着炉膛1外侧壁向下连通有吸热管51，炉膛1下部两侧连通有第一进风口152与第二进风口162。

沿着炉膛1下部向内设有两根促进燃烧的第一进风口152与第二进风口162，沿着炉膛1的两侧送入风量进行促然，提高燃烧效率。

所述炉膛1顶端外部上设有旋风分离器6，利用旋风分离器6对烟气中的颗粒物进行分离，通过分离实现对粉尘的二次燃烧，提高燃烧效率。

旋风分离器6向右固定连通有料斗7，通过锥形结构的料斗7沿着上部对物料进行收集。

料斗7向下连通有出料管8，出料管8的底端上固定有出料阀9，

利用出料管8的底端上的出料阀9对料斗7中的粉尘进行选择性的排放。

在出料阀9的底端设有与炉膛1底部侧壁连通的送料管10，粉尘沿着送料管10重新输送到炉膛1的底部中进行重新燃烧。

所述料斗7的顶端向右侧下侧连通有余热回收管11，余热回收管11中由上向下依次固定有低温过热器12、省煤器13、空气预热器14。

余热回收管11为一空心圆柱形的管道，沿着余热回收管11的内侧壁中由上至下依次固定低温过热器12、省煤器13、空气预热器14。

通过现有技术中的低温过热器12、省煤器13、空气预热器14对管道中烟气的热量进行回收。

所述回收管11的底部环绕有两根吸热管道，两根吸热管道包括一次进风管15与二次进风管16。

一次进风管15与二次进风管16为环绕在回收管11底部的结构，通过

一次进风管15对回收管11底侧上部的外侧壁热量进行收集，

二次进风管16对回收管11底侧下部的外侧壁热量进行收集，

其中，所述一次进风管15的一次入风口151设于二次进风管16的二次入风口161上部，实现逐级或者层级集热的效果。

所述一次进风管15的出风口固定对接在第一进风口152上，二次进风管16的出风口固定对接在第二进风口162上。

将已经具有热量或温度的气体送入第一进风口152与第二进风口162中进行促然。具有热量的气体，可以避免热量的流失，同时可以避免燃烧过程中二噁英的产生，提高环保性。

本技术项目关键技术如下：

1、采用较高的蒸汽参数，提高皮革废料发电***的整体热效率。

2、合理设置给料装置及二次风，使皮革颗粒尽快燃烧、增长炉内停留时间，以利燃尽。

3、尾部对流受热面设置一组蒸发受热面及一组低温过热器，采用逆流顺列布置，增大烟气和介质的传热温差，以获得更好的传热效果；选取合理的横向节距及烟道截面，以达到合理的烟气流速，减轻对流受热面积灰，同时采用蒸汽吹灰清除对流受热面上的积灰。

4、在炉膛内设置屏式受热面，以达到额定的蒸汽参数。为了减轻炉膛内屏式受热面磨损，在受热面下部转角区域铺设防磨耐火浇注料；并在浇注料终端设置堆焊区，使屏式受热面在厚度方向均匀、平滑过渡。

5、布置在尾部烟道里的空气预热器，采用集成度高的管箱式整体出厂，现场安装方便快捷。管箱采用支撑式结构，并预留合理的检修空间。

6、空气预热器最下部两级采用搪瓷管以避免腐蚀，延长锅炉的连续运行时间。

本项目针对皮革废料的化学成分及物理特性，结合经济性考虑，设计符合皮革废料燃烧要求、同时满足国家环保要求的循环流化床锅炉，使锅炉的设计效率高于90%。通过调整优化锅炉结构，使锅炉运行更加安全、高效。

创新点一：一个炉墙给料口配备给料绞龙，通过机械输送将废皮革颗粒输送入炉膛；并在给料口上方设置二次风口，将进入炉膛的燃料下压。

由于皮革废料密度小、结构松散、迎风面积大的特点，如使用普通的重力输送法，皮革废料将难以送入炉膛。本项目采用绞龙输送机，通过机械输送将皮革废料颗粒旋转输送入炉膛。并在给料口上方设置两个二次风口，使喷口向下方倾斜。进入炉膛的高速二次风射流将卷吸和携带由给料口进入炉膛的皮革废料颗粒向炉膛下方运动，以延长皮革在炉内的停留时间。同时给料机水平布置，使炉膛上二次风管的布置更加容易。

创新点二：将给料口设计成水冷式，以保护给料口。

利用屏式过热器3与水冷屏4中的水管环绕在炉膛下部。在出料阀9的底端设有与炉膛1底部侧壁连通的送料管10。

其中，水管环绕在炉膛环绕或贴合在送料管10上。

由于炉膛下部密相区的循环灰温度很高，在燃料循环平衡尚未建立时，高温循环灰易倒灌入给料口中，烧坏给料口的金属构件。本项目采用弯管的方式，将给料口区域的水冷壁管完成给料口的形状，并在表面铺设防磨耐火材料，用温度较低的管内介质——水来冷却和保护给料口金属构件。

创新点三：给煤口设计成水冷式，以保护给煤口。

将屏式过热器3与水冷屏4设置在炉膛1的燃料管2上部位置，或者是两者贴合的位置。

由于本项目煤掺烧比例低，给煤量小，每小时仅需给煤3.5吨；在燃料循环平衡尚未建立时，高温循环灰易倒灌入给煤口中，烧坏给煤口的金属构件。本项目采用弯管的方式，将给煤口区域的水冷壁管完成给煤口的形状，在给煤口底部设置一路常开的冷却风，并在表面铺设防磨耐火材料，用温度较低的管内介质——水来冷却和保护给煤口金属构件。

本项目通过对皮革废料的化学成分、燃烧性能进行研究，开发出适于燃烧皮革废料的循环流化床锅炉，尽可能的提高锅炉效率，减少污染排放，达到环保和节能减排效果。

本项目主要针对皮革废料含硫、灰分少、无挥发分的化学成分特点和密度低的特点，进行针对性设计，确保皮革颗粒在炉内停留足够时间、充分燃烧，以降低六价铬酸盐的生成，确保锅炉能够长期稳定运行。并在考虑环保的基础上尽可能提高锅炉效率。

本项目主要研发内容如下：

通过提高锅炉运行参数，从而提升电厂整体热效率。

在电厂的发电***中最大的能量损失在汽轮机环节，从朗肯循环的原理出发，提高锅炉运行的蒸汽参数后，可以延长蒸汽在汽轮机中的作功过程，从而有效提高电厂的***效率。

根据皮革废料高热值的特点，本项目流化床锅炉参数设置成高温高压参数，汽轮机的发电效率更高，节能效果更明显。

优化锅炉结构，合理设置给料口位置，合理设计旋风分离器，提高锅炉效率。

皮革工业垃圾的密度小，结构比较松散，迎风面积大，容易被吹起，悬浮燃烧的比例大；且成分复杂，含有有害成分硫、重金属铬及其氧化物；燃尽困难。而循环流化床锅炉的燃料颗粒在炉膛、旋风分离器中多次循环，大大增加燃料颗粒在炉内停留时间。

针对上述燃料特点，我们不断优化循环流化床锅炉设计方案，最终确定在炉前采用一台皮革给料机及两台给煤机的方案。皮革给料机位于给煤机上方，位于炉膛密相区向稀相区过渡的区域。此区域位于炉后墙返料口上方，炉膛由旋风分离器补集、由返料器重新进入炉膛的高温燃料颗粒加热，炉膛温度较高，以利皮革颗粒尽快着火。同时考虑到皮革颗粒容易被吹起，在皮革给料口上方布置两只二次风喷口，使二次风射流倾斜向下，尽量将投入炉膛的皮革颗粒向下压，以延长皮革颗粒在炉膛内的停留时间。采用炉内给石灰石的方式进行炉内脱硫，以便使SO2排放浓度达到排放标准。

旋风分离器为蜗壳式汽冷旋风分离器，分离器内径4m，高度为9.5m。未完全燃烧的粗物料在旋风分离器内被分离捕集后经过与旋风分离器底部相连的回料器，返回位于布风板之上的炉膛密相区，实现循环燃烧；直至燃烧充分、粒径减小到分离器无法捕集，随高温烟气由中心筒经出口烟道进入锅炉尾部竖井。汽冷式旋风分离器具有质量小、散热损失少、热惯性小，启动时间短。

据相关统计数据显示，我国2003年加工皮革达5.3亿平方米，其中仅有约30%的原料皮成为成品，同时产生45%至73%的固体废料。约占其中一半的废料含铬，属有毒有害工业废弃物，其有效重复利用的能力有限，大部分与城市生活垃圾、普通工业垃圾混同进行焚烧处理。这部分皮革废弃物的低位发热量约为普通干基城市污泥的1.7倍、干基生活垃圾的1.8倍，可达煤的90%左右，具有巨大的能量利用潜质。

本项目研发的循环流化床锅炉日消耗燃煤84吨，日消耗皮革废料475吨，可日产生参数为压力9.8MPa、温度540°的过热蒸汽3600吨用于汽轮机发电，锅炉设计效率不低于90%。可配发电量约44MW的汽轮机发电机组，可年发电约三亿千瓦时含厂用电。按每度工业用电0.6元计算，每年可产生约2亿元的经济效益含厂用电。

此外，经过完全、充分焚烧后收集的灰渣，可回收其中的重金属铬制成皮革处理目前最常用的铬鞣剂以循环利用，既减少环境污染，又可降低制革企业生产成本。

以上所述仅为本申请的实施例而已，而且，本申请中零部件所取的名称也可以不同，并不限制本申请中的名称。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的构思和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (6)

1.一种循环流化床皮革焚烧锅炉，包括炉膛（1），炉膛（1）的下部***有燃料管（2），其特征在于：所述炉膛（1）的上部侧壁上设有屏式过热器（3）与水冷屏（4），炉膛（1）的顶端设有集热箱（5），集热箱（5）沿着炉膛（1）外侧壁向下连通有吸热管（51），炉膛（1）下部两侧连通有第一进风口（152）与第二进风口（162）。

2.如权利要求1所述的循环流化床皮革焚烧锅炉，其特征在于：所述炉膛（1）顶端外部上设有旋风分离器（6），旋风分离器（6）向右固定连通有料斗（7），料斗（7）向下连通有出料管（8），出料管（8）的底端上固定有出料阀（9），出料阀（9）的底端设有与炉膛（1）底部侧壁连通的送料管（10）。

3.如权利要求2所述的循环流化床皮革焚烧锅炉，其特征在于：所述料斗（7）的顶端向右侧下侧连通有余热回收管（11），余热回收管（11）中由上向下依次固定有低温过热器（12）、省煤器（13）、空气预热器（14）。

4.如权利要求3所述的循环流化床皮革焚烧锅炉，其特征在于：所述回收管（11）的底部环绕有两根吸热管道，两根吸热管道包括一次进风管（15）与二次进风管（16）。

5.如权利要求4所述的循环流化床皮革焚烧锅炉，其特征在于：所述一次进风管（15）的一次入风口（151）设于二次进风管（16）的二次入风口（161）上部。

6.如权利要求4所述的循环流化床皮革焚烧锅炉，其特征在于：所述一次进风管（15）的出风口固定对接在第一进风口（152）上，二次进风管（16）的出风口固定对接在第二进风口（162）上。