[发明专利]一种生物质锅炉炉渣处理系统及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及锅炉炉渣处理技术领域，特别涉及一种生物质锅炉炉渣处理系统及其方法。

背景技术

随着国民经济的快速发展，需要越来越多的电力，同时国家对电力行业的环保要求也越来越高，并且加大“节能减排”实施力度，促使很多电力企业采用可再生能源发电技术。生物质能源作为目前世界上应用最广泛的可再生能源，消费总量仅次于煤炭、石油、天然气，位居第四位，它也是唯一可循环、可再生的炭源。随着生物质发电厂的数量增多，从锅炉产生的灰渣废弃物亦越来越多，从而严重影响环境质量。如何环保、合理、优化地处理堆积如山的灰渣，以及解决由此带来的大量耕地占用、地下水系污染等一系列环境问题，越来越受到国家和各级政府的关注，并且制约着生物质能产业的发展。

目前，全球生物质电厂锅炉多年来一直采用刮板式捞渣机、螺旋除渣机等传统的排渣技术，虽然处理方式技术不断进步，但仍然存在着水资源消耗大，运行维护费用高，热渣本身含有的热量完全损失在冷却水中及炉渣含碳量高、活性差、综合利用低等问题。

采用刮板式捞渣机主要存在的问题是:耗水量大、电耗高，链条断裂、卡板可能造成锅炉停运，影响锅炉稳定运行；炉底渣中未燃碳的流失造成能量损失，渣中本身含有的热量完全损失在水中；锅炉底部区域辐射热损失，以及高温炉渣落入水中所产生的蒸汽对锅炉水冷壁产生腐蚀，部件腐蚀、损耗严重，检修维护成本高昂，存在运行人员受到潜在伤害的风险（大焦块落入水中产生水击蒸汽爆炸事故），炉渣的综合利用价值低等。

中国专利CN101608795公开了一种生物质燃料改良的水冷螺旋出渣机，其包括电机，所述的电机连接传动轴，所述传动轴上套装有螺旋叶片，所述螺旋轴安装在U型筒体，所述筒体设置有灰渣入口和出口，所述传动轴和所述叶片设置有相连通的冷却水通道，所述的冷却水通道的入口和出口分别设置于传动轴的末端，所述筒体壁内设置有冷却水通道。该改良的水冷螺旋出渣机在保证灰渣可以再利用的条件下，换热面积大、出渣温度低、冷却效果好，但是灰渣的是通过冷却水实现冷却，然后通过螺旋出渣机将灰渣捞出，炉渣中未燃尽的碳全部浪费掉，同时耗水严重，溶于水中的热量无法得以回收利用，全部排出，且造成环境的污染。

中国专利文献CN200955757公开一种锅炉渣炉余热回收装置，该装置的主要特点是在炉渣输送链排上设炉渣余热回收箱，输送链排作为余热回收箱箱底，炉渣下料管上管口焊接在原沸腾炉炉渣下料管上，下管下端的炉渣分布器伸入回收箱内，经炉渣分布器将炉渣均匀排放在输送链排上，炉渣挥发的余热气体被收集在余热回收箱内，在鼓风机的作用下使炉渣余热回收箱和抽风管内产生负压，将热空气经抽风管吸入风机再送入锅炉风室内供煤燃烧。降温后的炉渣被输送链排排出。上述专利文献是将输送链排作为余热回收箱箱底，使输送链排上的炉渣加热余热回收箱中的气体，然后通过鼓风机将余热回收箱中的热量输送至锅炉风室，其一定程度上提高了助燃空气的温度，使炉温温控面扩大，增加锅炉的热效率和节煤的目的。但是，由于其利用炉渣的余热加热余热回收箱中的气体，部分炉渣中的碳未得到充分燃烧，仅仅回收了炉渣的部分余热；由于炉渣处于密闭的余热回收箱中，炉渣经输送链排排出后，炉渣仍具有较高的排出温度。

中国专利文献CN202253689U公开了一种链条锅炉炉渣热回收装置，具体包括：炉渣粉碎装置、冷却装置及热回收装置，所述炉渣粉碎装置的进料口与链条炉所排出的炉渣口相联，所述炉渣粉碎装置的出料口与所述冷却装置的进料口相联，所述热回收装置一端与所述冷却装置的水冷系统相联，另一端与链条锅炉进水口相联，其虽然实现对热量的回收利用的问题，炉渣经冷却后符合排出要求。但是，排出后的炉渣中仍包含有一定量的未燃尽的碳，与冷却水进行热量传递时，仅仅将炉渣的部分余热传递给冷却水；同时，由于炉渣是在水冷系统和风冷除尘系统共同作用下进行冷渣处理，因此，需要配置专门的水冷热量传导系统和进水动力系统，实现热量的交换，其结构复杂。

随着生物质发电锅炉的技术进步，锅炉容量越来越大，生物质锅炉多采用层燃技术，层燃锅炉炉内温度高，可以达到1000℃以上，在此温度下，灰熔点较低的生物质燃料很容易结渣。同时，在燃烧过程中需要补充大量的空气，对锅炉配风的要求比较高，难以保证生物质燃料的充分燃烧，因此炉渣量大、硬度高。通过上述分析，如何更好将炉渣的余热进行回收利用，特别是未燃尽的炉渣余热，使炉渣所具有的能量得到最大化利用，这是目前生物质锅炉亟需解决的关键问题。

发明内容

为了实现生物质锅炉炉渣中所含部分未燃尽的碳得以充分燃烧，并对炉渣的热量进行回收，本发明提供了一种生物质锅炉炉渣处理系统及其方法。