專(zhuān)利名稱(chēng)：采用生物質(zhì)氣的冶金鋼鐵加熱爐系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種冶金加熱爐系統(tǒng)，更具體地講，本發(fā)明涉及一種采用生物質(zhì)氣的 冶金鋼鐵加熱爐系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在冶金工業(yè)中，加熱爐習(xí)慣上是指把金屬加熱到軋制成鍛造溫度的工業(yè)爐，包括 有連續(xù)加熱爐和室式加熱爐等。金屬熱處理用的加熱爐另稱(chēng)為熱處理爐。初軋前加熱鋼錠 或使鋼錠內(nèi)部溫度均勻的爐子稱(chēng)為均熱爐。廣義而言，加熱爐也包括均熱爐和熱處理爐。連續(xù)加熱爐包括推鋼式爐、步進(jìn)式爐、轉(zhuǎn)底式爐、分室式爐等連續(xù)加熱爐，但習(xí)慣 上常指推鋼式爐。連續(xù)加熱爐多數(shù)用于軋制前加熱金屬料坯，少數(shù)用于鍛造和熱處理。主 要特點(diǎn)是料坯在爐內(nèi)依軋制的節(jié)奏連續(xù)運(yùn)動(dòng)，爐氣在爐內(nèi)也連續(xù)流動(dòng)；一般情況，在爐料 的斷面尺寸、品種和產(chǎn)量不變的情況下，爐子各部分的溫度和爐中金屬料的溫度基本上不 隨時(shí)間變化而僅沿爐子長(zhǎng)度變化。按爐溫分布，爐膛沿長(zhǎng)度方向分為預(yù)熱段、加熱段和均熱段；進(jìn)料端爐溫較低為預(yù) 熱段，其作用在于利用爐氣熱量，以提高爐子的熱效率。加熱段為主要供熱段，爐氣溫度較 高，以利于實(shí)現(xiàn)快速加熱。均熱段位于出料端，爐氣溫度與金屬料溫度差別很小，保證出爐 料坯的斷面溫度均勻。用于加熱小斷面料坯的爐子只有預(yù)熱段和加熱段。習(xí)慣上還按爐內(nèi) 安裝燒嘴的供熱帶劃分爐段，依供熱帶的數(shù)目把爐子稱(chēng)為一段式、二段式，以至五段式、六 段式等。50 60年代，由于軋機(jī)能力加大，而推鋼式爐的長(zhǎng)度受到推鋼長(zhǎng)度的限制不能太 長(zhǎng)，所以開(kāi)始在進(jìn)料端增加供熱帶，取消不供熱的預(yù)熱段，以提高單位爐底面積的生產(chǎn)率。 連續(xù)加熱爐通常使用氣體燃料、重油或粉煤，有的燒塊煤。最近幾年是我國(guó)鋼鐵產(chǎn)業(yè)大發(fā)展時(shí)期，大型鋼鐵企業(yè)因產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整，新建或改 建項(xiàng)目大部分是熱帶、中厚板及冷軋、鍍鋅、彩涂等。地方中小型和民營(yíng)鋼鐵企業(yè)多是建設(shè) 和生產(chǎn)棒線(xiàn)材、窄中寬帶及型鋼等產(chǎn)品。中小型鋼鐵廠(chǎng)，“滾雪球”式發(fā)展，由小到中，進(jìn)一步發(fā)展到年產(chǎn)幾百萬(wàn)噸鋼鐵產(chǎn)品 的大型企業(yè)。這些企業(yè)多數(shù)不建焦?fàn)t，在軋鋼加熱爐的燃料選擇遇到問(wèn)題。小產(chǎn)量的加熱 爐還可以燒煤或煤粉，但因勞動(dòng)條件極差又嚴(yán)重污染環(huán)境，受到限制。新建軋鋼生產(chǎn)線(xiàn)動(dòng)輒 就是年產(chǎn)幾十萬(wàn)噸，甚至百萬(wàn)噸，追求大卷重，高成材率；加熱爐小時(shí)產(chǎn)量上百?lài)?，加熱的?料長(zhǎng)度最短6m，一般是9m，12m，最長(zhǎng)的達(dá)16m ；加熱質(zhì)量要求高，鋼坯溫差控制在30°C。因 此，加熱爐再燒煤，在技術(shù)上是完全不可行的。燒熱臟煤氣因工藝布置困難，也受到限制；可 以選擇燒重油，但運(yùn)行成本高。而這些企業(yè)所建的小、中高爐產(chǎn)生的多余煤氣，如果不利用 而被迫放散，既污染環(huán)境，又浪費(fèi)能源。此外，煤、煤粉或重油等燃料需各種運(yùn)輸過(guò)程從異地 運(yùn)送到生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)供加熱爐使用，由于煤、煤粉或重油等屬于易燃易爆物品，容易發(fā)生事故， 要求嚴(yán)格，造成運(yùn)輸成本高?；偷V物能源的危機(jī)使得人們更加重視可再生能源的利用。而生物質(zhì)能就是一 種可再生、可儲(chǔ)存與替代、儲(chǔ)量巨大、碳平衡的綠色能源。生物質(zhì)能的本質(zhì)是由植物的光合作用固定于地球上的太陽(yáng)能。據(jù)統(tǒng)計(jì)，植物每年貯存的能量約相當(dāng)于世界主要燃料消耗量 的10倍，而作為能源的利用量還不到其總量的1%。生物質(zhì)能源原料分布廣、儲(chǔ)量大、成本 低、應(yīng)用范圍廣，理論上說(shuō)，取之不盡，用之不竭。它還是唯一可以轉(zhuǎn)化為清潔燃料的可再生 能源，其有害物質(zhì)(硫和氮等)含量?jī)H為中質(zhì)煙煤的1/10，同時(shí)其能源利用可實(shí)現(xiàn)溫室氣體 CO2零排放。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的是提供一種采用生物質(zhì)氣的冶金鋼鐵加熱爐 系統(tǒng)，直接利用生物質(zhì)原料現(xiàn)場(chǎng)制備可燃的生物質(zhì)氣作為燃料供加熱爐使用，不僅可以節(jié) 省運(yùn)輸成本，而且對(duì)環(huán)境的污染少。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為一種采用生物質(zhì)氣的冶金鋼鐵加熱爐 系統(tǒng)，其包括加熱爐，在加熱爐中設(shè)有燃燒裝置和燃?xì)夤艿?，其中，加熱爐的燃?xì)夤艿琅c一 生物質(zhì)氣化反應(yīng)系統(tǒng)直接連接，該生物質(zhì)氣化反應(yīng)系統(tǒng)包括用于制備生物質(zhì)燃?xì)獾纳镔|(zhì) 流化床氣化反應(yīng)器；為該生物質(zhì)流化床氣化反應(yīng)器提供反應(yīng)原料的生物質(zhì)原料供給系統(tǒng)； 設(shè)置于該生物質(zhì)流化床氣化反應(yīng)器之外、并對(duì)該生物質(zhì)流化床氣化反應(yīng)器之反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行 分離的兩級(jí)以上的分離裝置，該兩級(jí)以上的分離裝置至少包括第一分離裝置和第二分離裝 置；以及為流化床氣化反應(yīng)器提供氣化介質(zhì)的氣化介質(zhì)供給系統(tǒng)。優(yōu)選地，在上述冶金鋼鐵加熱爐系統(tǒng)中，生物質(zhì)流化床氣化反應(yīng)器包括設(shè)置于其 中部區(qū)域的第一進(jìn)料口和第二進(jìn)料口、設(shè)置于其底部的氣化介質(zhì)入口和廢棄物出口、以及 設(shè)置于其上部區(qū)域的物料出口；其中，生物質(zhì)流化床氣化反應(yīng)器的第一進(jìn)料口與生物質(zhì)原 料供給裝置相接合，生物質(zhì)流化床氣化反應(yīng)器的氣化介質(zhì)入口與氣化介質(zhì)供給裝置相接 合；第一分離裝置包括設(shè)置于其上部區(qū)域的物料入口、設(shè)置于其中部區(qū)域的物料出口以及 設(shè)置于其底部的循環(huán)出口 ；其中，第一分離裝置的物料入口與生物質(zhì)流化床氣化反應(yīng)器的 物料出口相接合，第一分離裝置的循環(huán)出口通過(guò)第一輸送裝置與生物質(zhì)流化床氣化反應(yīng)器 的第二進(jìn)料口相接合；以及第二分離裝置包括設(shè)置于其頂部的燃?xì)獬隹?、設(shè)置于其上部區(qū) 域的物料入口、設(shè)置于其底部的循環(huán)出口 ；其中，第二分離裝置的物料入口與第一分離裝置 的物料出口相接合，第二分離裝置的循環(huán)出口通過(guò)第二輸送裝置和第一輸送裝置與生物質(zhì) 流化床氣化反應(yīng)器的第二進(jìn)料口相接合。在本發(fā)明的生物質(zhì)氣化反應(yīng)系統(tǒng)中，生物質(zhì)原料 如顆粒狀的生物質(zhì)原料在生物質(zhì)流化床氣化反應(yīng)器與氣化介質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，生物質(zhì)的聚合物 如纖維素等發(fā)生熱解、氧化、還原、重整等復(fù)雜的系列反應(yīng)，得到CO、H2和CH4等燃?xì)?，其中?熱解伴生的焦油進(jìn)一步熱裂化或催化裂化成為小分子碳?xì)浠衔铩饣橘|(zhì)供給裝置可以 包括風(fēng)送裝置，如鼓風(fēng)機(jī)，風(fēng)送裝置通過(guò)管道連接于生物質(zhì)流化床氣化反應(yīng)器底部的氣化 介質(zhì)入口，將氣化介質(zhì)從生物質(zhì)流化床氣化反應(yīng)器的底部吹入。進(jìn)一步地，燃燒裝置包括設(shè)置在加熱爐的爐墻中的蓄熱室和燃燒器，蓄熱室內(nèi)設(shè) 有多個(gè)蓄熱體處理孔，多個(gè)蓄熱體處理孔之間設(shè)有燒嘴孔，蓄熱體處理孔與燒嘴孔在徑向 連通，在蓄熱體處理孔內(nèi)放置陶瓷蓄熱體，在燒嘴孔內(nèi)放置燃燒器。在首次點(diǎn)燃生物質(zhì)氣 時(shí)，由燃燒器點(diǎn)火引燃生物質(zhì)氣，從燒嘴孔向爐內(nèi)加熱，同時(shí)蓄熱體處理孔內(nèi)的陶瓷蓄熱體 也吸收燃燒的熱量保持高溫狀態(tài)。當(dāng)生產(chǎn)流程的原因需短暫停止燃燒加熱時(shí)，燃?xì)夤艿劳?止向燃燒裝置輸送生物質(zhì)氣，當(dāng)再次啟動(dòng)燃燒加熱而輸送生物質(zhì)氣時(shí)，燃燒器不需重新點(diǎn)火，陶瓷蓄熱體的表面溫度足夠高而引燃生物質(zhì)氣。陶瓷蓄熱體的存在延長(zhǎng)了燃燒器的使 用壽命，提高了點(diǎn)火效率。進(jìn)一步地，燃燒裝置分別設(shè)置在加熱爐頂部以及側(cè)面的爐墻上，燃?xì)夤艿腊ㄈ?氣總管與燃?xì)夥止埽細(xì)饪偣艿倪M(jìn)氣口設(shè)置在加熱爐頂部上方，燃燒裝置通過(guò)燃?xì)夥止芘c 燃?xì)饪偣苓B接相通。設(shè)置在加熱爐頂部的燃燒裝置成水平直線(xiàn)排列，設(shè)置在加熱爐兩側(cè)爐 墻上的燃燒裝置成垂直直線(xiàn)排列并對(duì)稱(chēng)分布，燃?xì)饪偣艹实筓型，跨立在加熱爐外，燃?xì)饪?管的進(jìn)氣口居中設(shè)置，各燃?xì)夥止芘c燃?xì)饪偣艽怪边B接。燃?xì)饪偣芡ㄟ^(guò)燃?xì)夥止軐⑸镔|(zhì) 氣輸送到分布在加熱爐頂部和側(cè)面的燃燒裝置中，因?yàn)樯镔|(zhì)氣自上而下的輸送方式使得 生物質(zhì)氣可均勻分配到燃燒裝置中，同時(shí)燃燒裝置自上而下的排列方式保證了加熱爐內(nèi)溫 度的均勻一致，有利于提高產(chǎn)品的加熱成功率。進(jìn)一步地，在各蓄熱體處理孔之間設(shè)置隔板，在每一蓄熱體處理孔外設(shè)有封閉孔 口的蓋板。設(shè)置的隔板和蓋板降低了陶瓷蓄熱體的熱量損失，減慢了陶瓷蓄熱體的溫度下 降速度。進(jìn)一步地，蓄熱室為方形，蓄熱體處理孔為四個(gè)，分別緊靠蓄熱室的四個(gè)角設(shè)置， 燒嘴孔設(shè)置在蓄熱室中間，在蓄熱室的框架上設(shè)有緊固扣，每?jī)蓧K蓋板由一根橫穿過(guò)緊固 扣的壓桿壓緊。四個(gè)獨(dú)立的蓄熱體處理孔進(jìn)一步保證生物質(zhì)氣的點(diǎn)燃成功率，并且在某一 個(gè)或幾個(gè)失效的同時(shí)不影響點(diǎn)火的正常進(jìn)行；此外，設(shè)置的壓桿結(jié)構(gòu)在壓緊蓋板確保密封 效果，在需要維修清理蓄熱體時(shí)可松開(kāi)緊固扣輕松卸除壓桿，打開(kāi)蓋板進(jìn)行維修。進(jìn)一步地，生物質(zhì)氣化反應(yīng)系統(tǒng)包括熱交換裝置，其中，來(lái)自第二分離裝置燃?xì)獬?口的燃?xì)夂蛠?lái)自氣化介質(zhì)供給裝置的氣化介質(zhì)流經(jīng)該熱交換裝置，并發(fā)生熱交換，氣化介 質(zhì)被預(yù)熱，燃?xì)獗焕鋮s；之后，被預(yù)熱的氣化介質(zhì)則經(jīng)由生物質(zhì)流化床氣化反應(yīng)器的氣化介 質(zhì)入口，送入生物質(zhì)流化床氣化反應(yīng)器，被冷卻的燃?xì)鈩t送至加熱爐的燃?xì)夤艿?。這種設(shè)計(jì) 一方面可以使離開(kāi)反應(yīng)系統(tǒng)的產(chǎn)物如燃?xì)饨禍?，以便其進(jìn)一步被利用；另一方面，可以利用 高溫燃?xì)忸A(yù)熱氣化介質(zhì)，使得進(jìn)入生物質(zhì)流化床氣化反應(yīng)器的氣化介質(zhì)達(dá)到一定溫度，便 于生物質(zhì)流化床氣化反應(yīng)器中的反應(yīng)平穩(wěn)進(jìn)行，充分回收產(chǎn)物所攜帶的熱量。進(jìn)一步地，生物質(zhì)原料供給裝置包括爐前儲(chǔ)料裝置和爐前送料裝置；其中，爐前儲(chǔ) 料裝置包括緩沖倉(cāng)和工作倉(cāng)，緩沖倉(cāng)和所述工作倉(cāng)分別包括進(jìn)料口和出料口，工作倉(cāng)的進(jìn) 料口與所述緩沖倉(cāng)的出料口接合；爐前送料裝置將來(lái)自工作倉(cāng)出料口的原料送入生物質(zhì)流 化床氣化反應(yīng)器的第一進(jìn)料口 ；緩沖倉(cāng)和工作倉(cāng)的底部出料口處均設(shè)有旋轉(zhuǎn)閥。進(jìn)一步地，生物質(zhì)氣化反應(yīng)系統(tǒng)包括料倉(cāng)及送料裝置，料倉(cāng)包括頂部進(jìn)料口和底 部出料口 ；送料裝置包括水平輸送帶和大傾角輸送帶，水平輸送帶位于料倉(cāng)的底部出料口 下方，大傾角輸送帶的起始端與水平輸送帶末端相接合，大傾角輸送帶的末端位于緩沖倉(cāng) 的頂部進(jìn)料口上方。生物質(zhì)顆粒狀原料從料倉(cāng)頂部的進(jìn)料口進(jìn)入料倉(cāng)，從料倉(cāng)底部的出料 口落到水平輸送帶上，再由水平輸送帶轉(zhuǎn)至大傾角輸送帶，由大傾角輸送帶最終完成向緩 沖倉(cāng)加料。由于生物質(zhì)流化床氣化反應(yīng)器會(huì)產(chǎn)生一些固體廢棄物，若不及時(shí)排除會(huì)影響氣化 反應(yīng)的正常進(jìn)行。因而，本發(fā)明的生物質(zhì)反應(yīng)系統(tǒng)還可以包括排渣裝置，該排渣裝置可以 為一螺旋輸送裝置，而且該螺旋輸送裝置的出料端高于其進(jìn)料端，以防止反應(yīng)氣體經(jīng)由該 排渣裝置外泄。由于本發(fā)明的氣化系統(tǒng)是一微正壓系統(tǒng)，這種傾斜設(shè)計(jì)可以很好地起到鎖
6氣作用。進(jìn)一步地，可以在生物質(zhì)流化床氣化反應(yīng)器底部的廢棄物出口處和排渣裝置的出 料端均設(shè)有閥門(mén)，如旋轉(zhuǎn)閥、球閥、滾筒閥等，而且這些旋轉(zhuǎn)閥起到一種鎖氣裝置的作用，例 如，當(dāng)排渣裝置向外排渣時(shí)，則排渣裝置出料端的旋轉(zhuǎn)閥處于打開(kāi)狀態(tài)，而生物質(zhì)流化床氣 化反應(yīng)器底部的廢棄物出口的旋轉(zhuǎn)閥處于閉合狀態(tài)；而當(dāng)流化床氣化反應(yīng)向排渣裝置排渣 時(shí)，則排渣裝置出料端的旋轉(zhuǎn)閥處于關(guān)閉狀態(tài)，而生物質(zhì)流化床氣化反應(yīng)器底部的廢棄物 出口的旋轉(zhuǎn)閥處于打開(kāi)狀態(tài)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明直接利用生物質(zhì)氣化反應(yīng)系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)制備可燃的生物質(zhì)氣 作為燃料供加熱爐使用，不僅可以節(jié)省運(yùn)輸成本，而且對(duì)環(huán)境的污染少；此外，本發(fā)明的生 物質(zhì)氣化反應(yīng)系統(tǒng)設(shè)置了多級(jí)分離裝置，使生物質(zhì)顆粒能夠充分反應(yīng)，提高了氣化效率，節(jié) 約了能源，產(chǎn)生了更多燃?xì)?，提高了燃?xì)獍l(fā)熱量；由于生物質(zhì)顆粒反應(yīng)充分，減少了焦油和 灰塵的產(chǎn)生，避免了焦油和灰塵在生物質(zhì)流化床氣化反應(yīng)器內(nèi)形成的安全隱患，同時(shí)減少 了處理焦油和灰塵帶來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題。下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明不局限于這些實(shí)施例，任何 在本發(fā)明基本精神上的改進(jìn)或替代，仍屬于本發(fā)明權(quán)利要求書(shū)中所要求保護(hù)的范圍。


圖1是本發(fā)明鋼鐵加熱爐系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明之鋼鐵加熱爐系統(tǒng)的燃燒裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是圖2的左視圖。圖4是本發(fā)明的生物質(zhì)氣化反應(yīng)系統(tǒng)的生物質(zhì)流化床氣化反應(yīng)器內(nèi)通風(fēng)管道排 布縱截面示意圖。圖5是本發(fā)明的生物質(zhì)氣化反應(yīng)系統(tǒng)的 物質(zhì)流化床氣化反應(yīng)器內(nèi)通風(fēng)管道排 布橫截面示意圖。
具體實(shí)施例方式請(qǐng)參閱圖1、圖2和圖3，本實(shí)施例的采用生物質(zhì)氣的冶金鋼鐵加熱爐系統(tǒng)包括加 熱爐71與生物質(zhì)氣化反應(yīng)系統(tǒng)，在冶金加熱爐71中設(shè)置多個(gè)燃燒裝置72、輸送生物質(zhì)氣的 燃?xì)夤艿?，生物質(zhì)氣化反應(yīng)系統(tǒng)與燃?xì)夤艿肋B接，其中，燃燒裝置72分別設(shè)置在加熱爐頂 部以及側(cè)面的爐墻85上，燃?xì)夤艿腊ㄈ細(xì)饪偣?3與燃?xì)夥止?4，燃?xì)饪偣?3的進(jìn)氣口 75居中設(shè)置在加熱爐頂部上方，燃燒裝置72通過(guò)燃?xì)夥止?4與燃?xì)饪偣?3連接相通。設(shè) 置在加熱爐頂部的燃燒裝置72成水平直線(xiàn)排列，設(shè)置在加熱爐兩側(cè)爐墻上的燃燒裝置72 成垂直直線(xiàn)排列并對(duì)稱(chēng)分布，燃?xì)饪偣?3呈倒U型，跨立在加熱爐71外，各燃?xì)夥止?4與 燃?xì)饪偣?3垂直連接；燃燒裝置72包括設(shè)置在爐墻中的蓄熱室76和燃燒器77，蓄熱室76 呈方形，內(nèi)設(shè)有四個(gè)蓄熱體處理孔78，分別緊靠蓄熱室76的四個(gè)角設(shè)置，燒嘴孔79設(shè)置在 蓄熱室76中間，即四個(gè)蓄熱體處理孔78之間設(shè)有燒嘴孔79，蓄熱體處理孔78與燒嘴孔79 在徑向連通，在蓄熱體處理孔78內(nèi)放置陶瓷蓄熱體，在燒嘴孔79內(nèi)放置燃燒器77，燃燒器 77通過(guò)法蘭80與燃?xì)夥止?4連接；在各蓄熱體處理孔78之間設(shè)置隔板81，在每一蓄熱體 處理孔78外設(shè)有封閉孔口的蓋板82 ；在蓄熱室76的框架上設(shè)有緊固扣83，每?jī)蓧K蓋板82 由一根橫穿過(guò)緊固扣83的壓桿84壓緊。與燃?xì)饪偣苓B接的生物質(zhì)氣化反應(yīng)系統(tǒng)包括生物質(zhì)流化床氣化反應(yīng)器如流化床1、第一分離裝置如旋風(fēng)分離器2、第二分離裝置如旋風(fēng)分離 器3、風(fēng)送裝置如鼓風(fēng)機(jī)4、熱交換裝置5、緩沖倉(cāng)61、工作倉(cāng)62、爐前送料裝置如螺旋輸送機(jī) 7、料倉(cāng)8、水平輸送帶91、大傾角輸送帶92、廢棄物管道101、排渣裝置如螺旋輸送機(jī)102、 廢棄物存儲(chǔ)裝置103、放散管道111、點(diǎn)火裝置112、水封閥12。其中，料倉(cāng)8的頂部具有進(jìn) 料口，底部具有出料口 ；水平輸送帶91位于料倉(cāng)8的底部出料口下方，大傾角輸送帶92的 起始端與水平輸送帶91的末端相接合，大傾角輸送帶91的末端位于緩沖倉(cāng)61的頂部進(jìn)料 口上方。緩沖倉(cāng)61的頂部具有進(jìn)料口，底部具有出料口 ；工作倉(cāng)62的頂部具有進(jìn)料口，底 部具有出料口 ；緩沖倉(cāng)61和工作倉(cāng)62上下排布，工作倉(cāng)62的頂部進(jìn)料口位于緩沖倉(cāng)61的 底部出料口的下方；緩沖倉(cāng)61的底部出料口處設(shè)有旋轉(zhuǎn)閥。爐前送料裝置如螺旋輸送機(jī)7 的起始端位于工作倉(cāng)62的底部出料口下方，其終端通入流化床1的第一進(jìn)料口。流化床1 中部具有第一進(jìn)料口和第二進(jìn)料口 ；其底部具有氣化介質(zhì)入口和廢棄物出口 ；其上部具有 物料出口。廢棄物出口連接廢棄物管道101，廢棄物管道101出口處置有排渣裝置如螺旋輸 送機(jī)102。螺旋輸送機(jī)102向上傾斜，即其出料端高于其進(jìn)料端。螺旋輸送機(jī)102的出料端 置有廢棄物存儲(chǔ)裝置103。第一分離裝置如旋風(fēng)分離器2的上部具有物料入口，該物料入 口與流化床1的物料出口通過(guò)管道相連；其中部具有物料出口 ；其底部具有循環(huán)出口 ；該循 環(huán)出口通過(guò)管道連接一回收物暫存裝置21，回收物暫存裝置21的底部出口外具有通向流 化床1第二進(jìn)料口的第一輸送裝置如螺旋輸送機(jī)。第二分離裝置如旋風(fēng)分離器3的上部具 有物料入口 ；其頂部具有燃?xì)獬隹?，燃?xì)獬隹谶B接燃?xì)饪偣埽黄涞撞烤哂醒h(huán)出口 ；循環(huán)出 口外具有通向回收物暫存裝置21的第二輸送裝置如螺旋輸送機(jī)。熱交換裝置5包括燃?xì)?入口、燃?xì)獬隹诩翱諝馊肟?、空氣出?；燃?xì)馊肟诤腿細(xì)獬隹诜謩e連接燃?xì)夤艿?；空氣入?和空氣出口分別連接空氣管道。第二分離裝置如旋風(fēng)分離器3的燃?xì)獬隹谠O(shè)有水封閥12， 水封閥12位于熱交換裝置5之前。水封閥12上設(shè)有一個(gè)放散口，該放散口連接放散管道 111，放散管道111的出口端設(shè)有點(diǎn)火裝置112。風(fēng)送裝置如鼓風(fēng)機(jī)4通過(guò)空氣管道連接于 熱交換裝置5的空氣入口，熱交換裝置5的空氣出口連接于流化床1底部的氣化介質(zhì)入口， 將空氣從流化床1的底部吹入。請(qǐng)參閱圖1、圖4和圖5流化床1的底部置有多個(gè)通風(fēng)管道，通風(fēng)管道的進(jìn)風(fēng)口與 流化床1的空氣入口相通，通風(fēng)管道的出風(fēng)口上罩有斗笠形的風(fēng)帽，風(fēng)帽上置有多個(gè)小孔。本實(shí)施例的工作過(guò)程如下生物質(zhì)顆粒從料倉(cāng)8經(jīng)水平輸送帶91及大傾角輸送帶92進(jìn)入緩沖倉(cāng)61，經(jīng)緩沖 倉(cāng)61進(jìn)入工作倉(cāng)62，然后經(jīng)螺旋輸送機(jī)7進(jìn)入流化床1。鼓風(fēng)機(jī)4向流化床1中送風(fēng)。在 流化床1中生物質(zhì)顆粒與空氣作用生成C0、H2和CH4等燃?xì)夂凸腆w廢棄物。固體廢棄物經(jīng) 廢棄物管道101及螺旋輸送機(jī)102進(jìn)入廢棄物存儲(chǔ)裝置103。燃?xì)夂臀赐耆磻?yīng)的生物質(zhì)顆粒進(jìn)入旋風(fēng)分離器2，經(jīng)分離后燃?xì)夂洼^輕的生物 質(zhì)顆粒進(jìn)入旋風(fēng)分離器3，較重的生物質(zhì)顆粒通過(guò)螺旋輸送機(jī)返回流化床1繼續(xù)參加反應(yīng)。在旋風(fēng)分離器3內(nèi)，燃?xì)夂洼^輕的生物質(zhì)顆粒進(jìn)一步分離，燃?xì)膺M(jìn)入燃?xì)夤艿溃?通過(guò)熱交換裝置5加熱用于反應(yīng)的空氣，同時(shí)燃?xì)獗焕鋮s，被冷卻的燃?xì)馑椭寥細(xì)饪偣芄?加熱爐的燃燒裝置使用(若有多余的燃?xì)鈩t進(jìn)入放散管道111，在放散管道111的端部點(diǎn) 燃)。冷卻的燃?xì)?生物質(zhì)氣)從燃?xì)饪偣?3的進(jìn)氣口 75處分三個(gè)流向直接向下流經(jīng)爐體頂部的燃?xì)夥止?4后進(jìn)入頂部的燃燒裝置72 ；分別經(jīng)過(guò)左右兩側(cè)的燃?xì)饪偣?3后 向下流動(dòng)，然后再通過(guò)與燃?xì)饪偣?3垂直連接的燃?xì)夥止?4進(jìn)入設(shè)置在爐體兩側(cè)爐墻85 上的燃燒裝置72。首次點(diǎn)火時(shí)，由燃燒器77將空氣或其他助燃介質(zhì)與生物質(zhì)氣混合點(diǎn)燃并 將火焰從燒嘴孔79噴射到爐體內(nèi)部對(duì)工件進(jìn)行加熱處理。同時(shí)，蓄熱體處理孔78內(nèi)的陶 瓷蓄熱體吸收火焰的熱量，保持蓄熱室內(nèi)的溫度達(dá)到混合氣體的燃點(diǎn)，使下一次進(jìn)入的氣 體能自動(dòng)燃燒，不需再啟動(dòng)燃燒器的點(diǎn)火功能。
權(quán)利要求
一種采用生物質(zhì)氣的冶金鋼鐵加熱爐系統(tǒng)，其包括加熱爐，在加熱爐中設(shè)有燃燒裝置和燃?xì)夤艿?，其中，所述加熱爐的燃?xì)夤艿琅c一生物質(zhì)氣化反應(yīng)系統(tǒng)直接連接，該生物質(zhì)氣化反應(yīng)系統(tǒng)包括用于制備生物質(zhì)燃?xì)獾纳镔|(zhì)流化床氣化反應(yīng)器；為所述生物質(zhì)流化床氣化反應(yīng)器提供反應(yīng)原料的生物質(zhì)原料供給系統(tǒng)；設(shè)置于所述生物質(zhì)流化床氣化反應(yīng)器之外、并對(duì)所述生物質(zhì)流化床氣化反應(yīng)器之反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行分離的兩級(jí)以上的分離裝置，該兩級(jí)以上的分離裝置至少包括第一分離裝置和第二分離裝置；以及為所述流化床氣化反應(yīng)器提供氣化介質(zhì)的氣化介質(zhì)供給系統(tǒng)。
2.如權(quán)利要求1所述的冶金鋼鐵加熱爐系統(tǒng)，其中，所述的生物質(zhì)流化床氣化反應(yīng)器包括設(shè)置于其中部區(qū)域的第一進(jìn)料口和第二進(jìn)料口、 設(shè)置于其底部的氣化介質(zhì)入口和廢棄物出口、以及設(shè)置于其上部區(qū)域的物料出口 ；其中，所 述生物質(zhì)流化床氣化反應(yīng)器的第一進(jìn)料口與所述生物質(zhì)原料供給裝置相接合，所述生物質(zhì) 流化床氣化反應(yīng)器的氣化介質(zhì)入口與所述的氣化介質(zhì)供給裝置相接合；所述的第一分離裝置包括設(shè)置于其上部區(qū)域的物料入口、設(shè)置于其中部區(qū)域的物料出 口以及設(shè)置于其底部的循環(huán)出口 ；其中，所述第一分離裝置的物料入口與所述生物質(zhì)流化 床氣化反應(yīng)器的物料出口相接合，所述第一分離裝置的循環(huán)出口通過(guò)第一輸送裝置與所述 生物質(zhì)流化床氣化反應(yīng)器的第二進(jìn)料口相接合；以及所述的第二分離裝置包括設(shè)置于其頂部的燃?xì)獬隹?、設(shè)置于其上部區(qū)域的物料入口、 設(shè)置于其底部的循環(huán)出口 ；其中，所述第二分離裝置的物料入口與所述第一分離裝置的物 料出口相接合，所述第二分離裝置的循環(huán)出口通過(guò)第二輸送裝置和第一輸送裝置與所述生 物質(zhì)流化床氣化反應(yīng)器的第二進(jìn)料口相接合。
3.如權(quán)利要求1所述的冶金鋼鐵加熱爐系統(tǒng)，其中，所述燃燒裝置包括設(shè)置在加熱爐 的爐墻中的蓄熱室和燃燒器，蓄熱室內(nèi)設(shè)有多個(gè)蓄熱體處理孔，多個(gè)蓄熱體處理孔之間設(shè) 有燒嘴孔，蓄熱體處理孔與燒嘴孔在徑向連通，在蓄熱體處理孔內(nèi)放置陶瓷蓄熱體，在燒嘴 孔內(nèi)放置燃燒器。
4.如權(quán)利要求3所述的冶金鋼鐵加熱爐系統(tǒng)，其中，所述燃燒裝置分別設(shè)置在加熱爐 頂部以及側(cè)面的爐墻上，燃?xì)夤艿腊ㄈ細(xì)饪偣芘c燃?xì)夥止?，燃?xì)饪偣艿倪M(jìn)氣口設(shè)置在加 熱爐頂部上方，燃燒裝置通過(guò)燃?xì)夥止芘c燃?xì)饪偣苓B接相通。
5.如權(quán)利要求4所述的冶金鋼鐵加熱爐系統(tǒng)，其中，所述設(shè)置在加熱爐頂部的燃燒裝 置成水平直線(xiàn)排列，所述設(shè)置在加熱爐兩側(cè)爐墻上的燃燒裝置成垂直直線(xiàn)排列并對(duì)稱(chēng)分 布，所述燃?xì)饪偣艹实筓型，跨立在加熱爐外，所述燃?xì)饪偣艿倪M(jìn)氣口居中設(shè)置，所述各燃 氣分管與燃?xì)饪偣艽怪边B接。
6.如權(quán)利要求3所述的冶金鋼鐵加熱爐系統(tǒng)，其中，在所述各蓄熱體處理孔之間設(shè)置 隔板，在每一蓄熱體處理孔外設(shè)有封閉孔口的蓋板。
7.如權(quán)利要求6所述的冶金鋼鐵加熱爐系統(tǒng)，其中，所述蓄熱室為方形，所述蓄熱體處 理孔為四個(gè)，分別緊靠蓄熱室的四個(gè)角設(shè)置，所述燒嘴孔設(shè)置在蓄熱室中間，在所述蓄熱室 的框架上設(shè)有緊固扣，每?jī)蓧K所述蓋板由一根橫穿過(guò)緊固扣的壓桿壓緊。
8.如權(quán)利要求1所述的采用生物質(zhì)氣的冶金鋼鐵加熱爐系統(tǒng)，其中，所述的生物質(zhì)氣化反應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)一步包括熱交換裝置，其中，來(lái)自所述第二分離裝置燃?xì)獬隹诘娜細(xì)夂蛠?lái)自 所述氣化介質(zhì)供給裝置的氣化介質(zhì)流經(jīng)該熱交換裝置，并發(fā)生熱交換，氣化介質(zhì)被預(yù)熱，燃 氣被冷卻；之后，被預(yù)熱的氣化介質(zhì)則經(jīng)由所述生物質(zhì)流化床氣化反應(yīng)器的氣化介質(zhì)入口， 送入所述生物質(zhì)流化床氣化反應(yīng)器，被冷卻的燃?xì)鈩t送至所述加熱爐的燃?xì)夤艿馈?br> 9.如權(quán)利要求1所述的采用生物質(zhì)氣的冶金鋼鐵加熱爐系統(tǒng)，其中，所述的 生物質(zhì)原 料供給裝置包括爐前儲(chǔ)料裝置和爐前送料裝置；其中，所述爐前儲(chǔ)料裝置包括緩沖倉(cāng)和工 作倉(cāng)，所述緩沖倉(cāng)和所述工作倉(cāng)分別包括進(jìn)料口和出料口，所述工作倉(cāng)的進(jìn)料口與所述緩 沖倉(cāng)的出料口接合；所述爐前送料裝置將來(lái)自所述工作倉(cāng)出料口的原料送入所述生物質(zhì)流 化床氣化反應(yīng)器的第一進(jìn)料口 ；所述緩沖倉(cāng)和工作倉(cāng)的底部出料口處均設(shè)有旋轉(zhuǎn)閥。
10.如權(quán)利要求1所述的采用生物質(zhì)氣的冶金鋼鐵加熱爐系統(tǒng)，其中，所述的生物質(zhì) 氣化反應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)一步包括料倉(cāng)及送料裝置，所述料倉(cāng)包括頂部進(jìn)料口和底部出料口 ；所述 送料裝置包括水平輸送帶和大傾角輸送帶，所述水平輸送帶位于所述料倉(cāng)的底部出料口下 方，所述大傾角輸送帶的起始端與所述水平輸送帶末端相接合，所述大傾角輸送帶的末端 位于所述緩沖倉(cāng)的頂部進(jìn)料口上方。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種采用生物質(zhì)氣的冶金鋼鐵加熱爐系統(tǒng)，其包括冶金鋼鐵加熱爐加熱爐、生物質(zhì)氣化反應(yīng)系統(tǒng)及生物質(zhì)可燃?xì)夤艿垒斔拖到y(tǒng)。在加熱爐中設(shè)有燃燒裝置和燃?xì)夤艿?，其中，所述加熱爐的燃?xì)夤艿琅c一生物質(zhì)氣化反應(yīng)系統(tǒng)直接連接，該生物質(zhì)氣化反應(yīng)系統(tǒng)包括生物質(zhì)原料供給裝置、生物質(zhì)流化床氣化反應(yīng)器、氣化介質(zhì)供給裝置、以及設(shè)置于該生物質(zhì)流化床氣化反應(yīng)器之外的兩級(jí)以上的分離裝置，所述的兩級(jí)以上的分離裝置至少包括第一分離裝置和第二分離裝置。本發(fā)明直接利用生物質(zhì)氣化反應(yīng)系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)制備可燃的生物質(zhì)氣代替?zhèn)鹘y(tǒng)的化石能源作為燃料供加熱爐使用，并可實(shí)現(xiàn)多臺(tái)氣化反應(yīng)系統(tǒng)并聯(lián)供氣給加熱爐，不僅可以節(jié)省運(yùn)輸成本，而且對(duì)環(huán)境的污染少。
文檔編號(hào)C10J3/64GK101963455SQ201010528199
公開(kāi)日2011年2月2日 申請(qǐng)日期2010年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月1日
發(fā)明者劉安慶, 常厚春, 覃勇付, 趙廣健, 陳平, 陳燕芳, 馬革 申請(qǐng)人:廣州迪森熱能技術(shù)股份有限公司