一种生物质气化副产焦油入炉燃烧系统及其燃烧方法

技术领域

本发明涉及燃料燃烧技术领域，尤其涉及一种生物质气化副产焦油入炉燃烧系统及其燃烧方法。

背景技术

生物质气是以农作物秸秆、林木废弃物、食用菌渣、禽畜粪便、污水污泥等含有生物质体的物料为原料，在高温下，生物质体热解或者气化分解产生的一种可燃性气体，资源性气体组分为氢气、一氧化碳和少量低分子烃类等，其他成分为氮气、二氧化碳、水分、焦油和颗粒物等。

在一定的气化温升条件下，焦油产率会高达数千毫克/标准立方生物质气，对于一台20t/h的气化炉而言，每天的焦油产生量将达数百公斤。

这些焦油会随着生物燃气的温度降低与水蒸汽一起析出，生成大量的水-焦油混合物，这种物质非常难处理，不深度处理不能直接外排，不净化提纯不能直接销售，若喷洒在生物质原料上重新返回气化炉，将对气化炉的正常运行产生不利影响，若任由液态的水-焦油混合物随着生物燃气通过燃烧器流入锅炉燃烧，燃烧效果会比较差，可能会粘附到燃烧器喷口附近或炉膛底部的受热面上，久而久之，轻则恶化燃烧火焰轮廓，重则损坏燃烧头或使火检误报警而停机。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种生物质气化副产焦油入炉燃烧系统及其燃烧方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种生物质气化副产焦油入炉燃烧系统，包括生物燃气锅炉，所述生物燃气锅炉的端部连接有生物燃气燃烧器，所述生物燃气燃烧器的端部连接有焦油雾化喷枪，所述焦油雾化喷枪的一端与生物燃气燃烧器的内部连通，所述焦油雾化喷枪的另一端分别连接有焦油管路与雾化介质管路；

其中，所述焦油管路远离焦油雾化喷枪的一端连接有手动快关阀一与过滤器，生物质气化所产生的焦油依次经所述手动快关阀一与过滤器后并连接有加压油泵，所述加压油泵的一端连接有加热器，焦油经过加热器加热，加热后的焦油经调节阀调节流量并通过快关阀一与快关阀二组合的双快关阀后送入焦油雾化喷枪中，所述雾化介质管路远离焦油雾化喷枪的一端连接有手动快关阀二，雾化介质分两路，一路经手动阀一、快速关断阀一与压力表一后送入焦油雾化喷枪参与雾化，另一路经手动阀二、快速关断阀二与止回阀后并与焦油管路的下游连接，用于吹扫。

优选的，所述焦油管路上且位于加压油泵与加热器之间连接有压力测量元件，所述焦油管路靠近止回阀的一端连接有压力表二，所述加热器与调节阀之间设置有温度测量元件，所述压力测量元件、压力表二与温度测量元件均对焦油参数进行监测。

优选的，所述焦油雾化喷枪安装在生物燃气燃烧器上或安装在生物燃气锅炉的前侧、后侧、上侧、下侧、左侧与右侧或多处小流量联合布置。

优选的，所述雾化介质为压缩空气或蒸汽，其中压缩空气或蒸汽的压力在0.4Mpa以上，焦油的压力在0.4Mpa以上。

一种生物质气化副产焦油入炉燃烧方法，包括以下步骤：

步骤S1：将生物质气化后所产生的焦油依次经过手动快关阀一与过滤器，并通过加压油泵将焦油压力提升；

步骤S2：将加压后的焦油经加热器加热，以便提高焦油的流动性，加热后的焦油经调节阀调节流量后，并通过快关阀一与快关阀二组合的双快关阀后送入焦油雾化喷枪；

步骤S3：雾化介质分为两路，一路经手动阀一、快速关断阀一后送入焦油雾化喷枪参与雾化，其中压力表一用于监测雾化介质流通时的压力，压力温度测量元件一与压力温度测量元件二用于监测雾化介质的压力与温度，雾化介质的另一路经手动阀二、快速关断阀二与止回阀后并流入焦油管路的下游后送入焦油雾化喷枪，并用于焦油雾化喷枪的吹扫。

优选的，步骤S2中加温加压后的焦油经高压雾化后，在生物燃气锅炉内进行高温燃烧，焦油雾化喷枪将焦油燃烬率维持在99.99％以上，极少量的焦油雾随着热烟气进入除尘器二次脱除或直接引入烟囱，随后达标排放。

本发明的有益效果是：

通过将加温、加压后的焦油送入介质焦油雾化喷枪，同时将雾化空气或雾化蒸汽也送入焦油雾化喷枪，焦油雾化喷枪布置在燃烧器中或生物燃气锅炉的其他部位(上下、左右、前后均可)，焦油经雾化后在炉内高温燃烧燃烬，从而解决了生物质气化副产物焦油难处理的问题。

通过焦油雾化喷枪采用介质雾化的形式(压缩空气雾化或蒸汽雾化)，将压缩空气或蒸汽的压力在0.4Mpa以上，焦油的压力也在0.4Mpa以上，雾化焦油在生物燃气锅炉内高温燃烧，焦油雾化喷枪充分释放出热量，可以连续低负荷投运，也可以间断的高负荷投运，从而节省了部分生物燃气，提高了生物燃气锅炉的带负荷能力，将焦油燃烬率维持在99.99％以上，从而极少量的焦油雾(占比少于0.01％)随着热烟气进入除尘器二次脱除或直接引入烟囱，最终达标排放，同时达到了节能与减排的目的，具有一定的技术和经济效益。

附图说明

图1为本发明提出的一种生物质气化副产焦油入炉燃烧系统及其燃烧方法的原理示意图。

图中：

1、手动快关阀一；2、过滤器；3、加压油泵；4、压力测量元件；5、加热器；6、温度测量元件；7、调节阀；8、快关阀一；9、快关阀二；10、手动快关阀二；11、压力温度测量元件一；12、压力温度测量元件二；13、手动阀一；14、快速关断阀一；15、压力表一；16、手动阀二；17、快速关断阀二；18、止回阀；19、焦油雾化喷枪；20、生物燃气燃烧器；21、生物燃气锅炉；22、压力表二；23、焦油管路；24、雾化介质管路。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

本发明使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接等常规手段，机械、零件和设备均采用现有技术中，常规的型号，加上电路连接采用现有技术中常规的连接方式，在此不再详述。

实施例一：

参照图1，一种生物质气化副产焦油入炉燃烧系统，包括生物燃气锅炉21，生物燃气锅炉21的端部连接有生物燃气燃烧器20，生物燃气燃烧器20的端部连接有焦油雾化喷枪19，焦油雾化喷枪19的一端与生物燃气燃烧器20的内部连通，焦油雾化喷枪19的另一端分别连接有焦油管路23与雾化介质管路24；

其中，焦油管路23远离焦油雾化喷枪19的一端连接有手动快关阀一1与过滤器2，生物质气化所产生的焦油依次经手动快关阀一1与过滤器2后并连接有加压油泵3，加压油泵3的一端连接有加热器5，焦油经过加热器5加热，加热后的焦油经调节阀7调节流量并通过快关阀一8与快关阀二9组合的双快关阀后送入焦油雾化喷枪19中，雾化介质管路24远离焦油雾化喷枪19的一端连接有手动快关阀二10，雾化介质分两路，一路经手动阀一13、快速关断阀一14与压力表一15后送入焦油雾化喷枪19参与雾化，另一路经手动阀二16、快速关断阀二17与止回阀18后并与焦油管路23的下游连接，用于吹扫。

焦油管路23上且位于加压油泵3与加热器5之间连接有压力测量元件4，焦油管路23靠近止回阀18的一端连接有压力表二22，加热器5与调节阀7之间设置有温度测量元件6，压力测量元件4、压力表二22与温度测量元件6均对焦油参数进行监测。

焦油雾化喷枪19安装在生物燃气燃烧器20上或安装在生物燃气锅炉21的前侧、后侧、上侧、下侧、左侧与右侧或多处小流量联合布置。

雾化介质为压缩空气或蒸汽，其中压缩空气或蒸汽的压力在0.4Mpa以上，焦油的压力在0.4Mpa以上。

具体的，通过生物质气化所产生的焦油经过手动快关阀一1与过滤器2后，并通过加压油泵3将焦油压力提升，加压后的焦油经过加热器5加热从而可提高焦油的流动性，加热后的焦油经调节阀7调节流量后，通过快关阀一8与快关阀二9组合的双快关阀后送入焦油雾化喷枪19内，随后通过压力测量元件4、压力表二22与温度测量元件6以便对焦油参数进行监测。焦油雾化通过压缩空气或蒸汽通过雾化介质管路24供应雾化介质，此时雾化介质分为两路，一路经手动阀一13、快速关断阀一14后送入焦油雾化喷枪19参与雾化，此时通过压力表一15可对焦油进行监测，另一路经过手动阀二16、快速关断阀二17和止回阀18经过焦油管路23的下游，从而可对焦油雾化喷枪19进行吹扫，焦油雾化喷枪19可以安装在生物燃气燃烧器20上，也可以安装在生物燃气锅炉21的前侧、后侧、上侧、下侧、左侧和右侧，也可以多处小流量联合布置，其中压缩空气或蒸汽的压力在0.4Mpa以上，焦油的压力也在0.4Mpa以上，雾化焦油在生物燃气锅炉21内高温燃烧，焦油雾化喷枪19充分释放出热量，可以连续低负荷投运，也可以间断的高负荷投运，从而节省了部分生物燃气，提高了生物燃气锅炉21的带负荷能力，将焦油燃烬率维持在99.99％以上，从而极少量的焦油雾(占比少于0.01％)随着热烟气进入除尘器二次脱除或直接引入烟囱，最终达标排放，从而同时达到了节能与减排的目的，具有一定的技术和经济效益。

实施例二：

参照图1，在实施例一的基础上，提供一种生物质气化副产焦油入炉燃烧方法技术方案，包括以下步骤：

步骤S1：将生物质气化后所产生的焦油依次经过手动快关阀一1与过滤器2，并通过加压油泵3将焦油压力提升；

步骤S2：将加压后的焦油经加热器5加热，以便提高焦油的流动性，加热后的焦油经调节阀7调节流量后，并通过快关阀一8与快关阀二9组合的双快关阀后送入焦油雾化喷枪19；

步骤S3：雾化介质分为两路，一路经手动阀一13、快速关断阀一14后送入焦油雾化喷枪19参与雾化，其中压力表一15用于监测雾化介质流通时的压力，压力温度测量元件一11与压力温度测量元件二12用于监测雾化介质的压力与温度，雾化介质的另一路经手动阀二16、快速关断阀二17与止回阀18后并流入焦油管路23的下游后送入焦油雾化喷枪19，并用于焦油雾化喷枪19的吹扫。

步骤S2中加温加压后的焦油经高压雾化后，在生物燃气锅炉21内进行高温燃烧，焦油雾化喷枪19将焦油燃烬率维持在99.99％以上，极少量的焦油雾随着热烟气进入除尘器二次脱除或直接引入烟囱，随后达标排放。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。