[发明专利]利用生物质锅炉烟气干燥生物质原料的方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及锅炉余热利用和节能减排技术，具体地指一种利用生物质锅炉烟气干燥生物质原料的方法及其装置。

背景技术

随着传统化石能源煤、石油、天然气等储量的日益减少，以及由于使用化石能源带来的环境污染问题直接威胁着人类的生存和发展，重视和发展可再生的环保型能源已成为各国政府的共同目标。生物质是植物通过光合作用生成的有机物质，其分布广泛、可利用量大、较化石能源清洁，具有二氧化碳零排放的特点，是一种重要的可再生能源。生物质原料一般含有大量水分，在作为燃料进入锅炉前若不经过干燥处理，则单位质量生物质原料的发热量偏低，导致生物质锅炉的总效率下降，也会增大生物质锅炉进料管路和炉膛的尺寸，导致锅炉造价成本增高。因此，生物质原料在进入生物质锅炉前一般需要作预干燥处理。

传统的生物质原料干燥方法需要引入外部高温干燥介质，其工艺繁琐、设备复杂、能量消耗大、投资成本高。为了解决上述问题，公开号为CN101693248A的中国发明专利申请公开说明书提出了一种使用高温烟气对生物质原料进行干燥的方法，其使含水生物质原料经高温烟气干燥后，再经过加热加压处理，制成流体化浆体。但这种方法需要引入外部高温干燥介质，能量消耗极大，目前已不能适应国民经济发展中越来越高的节能减排要求。公告号为CN202032602U的中国实用新型专利说明书公布了一种烟气预干燥发电的集成系统，其利用烟气预热对锅炉褐煤原料进行干燥，但干燥使用的滚筒设备仍需要额外消耗大量电能，从而增大了系统的运行难度和运行成本。

发明内容

本发明的目的就是要克服现有生物质原料干燥技术中存在设备结构复杂、能耗居高不下的缺陷，提供一种利用生物质锅炉烟气干燥生物质原料的方法及其装置。其结构简单、工艺经济、干燥效果好，可有效缩小生物质锅炉系统的尺寸、大幅提高生物质锅炉系统的热效率。

为实现上述目的，本发明所设计的利用生物质锅炉烟气干燥生物质原料的方法，包括以下步骤：

1）将待燃烧的生物质原料导入干燥室内设置的履带传送机的工作面上，进行不间断的动态传输；

2）将生物质锅炉燃烧排放的高温烟气导入除尘器中，去除其中绝大部分的粉尘杂质，获得较为洁净的烟气；

3）取所得较为洁净的烟气中的一部分输送到干燥室内，使其自下而上穿越履带传送机的工作面空隙，与动态传输的生物质原料进行接触换热，从而脱除生物质原料中的部分水份；

4）将经过换热利用的烟气导出干燥室，并重新输送至除尘器中继续处理；

5）将经过脱水干燥的生物质原料导出干燥室，直接作为生物质锅炉的燃料或存储备用。

作为优选方案，上述步骤3）中，烟气先集中输送到设置在履带传送机的工作面下方的热风气室中，再从热风气室顶部逸出，穿越履带传送机的工作面空隙，与动态传输的生物质原料进行接触换热。这样，可以缓冲进入干燥室的烟气，使其均匀分配给动态传输的生物质原料进行干燥。

进一步地，上述烟气在干燥室入口处的温度控制在110~150℃，优选控制在120~130℃；上述烟气在干燥室出口处的温度控制在45~55℃，优选控制在48~50℃。这样，进入干燥室的烟气温度低于生物质原料中有效挥发组份的最低析出温度，可确保生物质原料在干燥过程中无有效组份损失；而从干燥室输出的烟气温度仅高于常温几十摄氏度，可确保生物质原料充分利用烟气余热。

更进一步地，上述生物质原料在履带传送机上的传输速度为0.2~0.8m/s，停留时间为300~480s；上述烟气在干燥室内的平均流速为8~15m/s。这样，通过对动态传输的生物质原料和烟气流接触参数的合理控制，可以确保两者的热交换始终维持稳定，从而满足工业上连续不间断生产的需要。

为实现上述方法而专门设计的利用生物质锅炉烟气干燥生物质原料的装置，包括除尘器和干燥室，其特殊之处在于：所述干燥室内腔设置有履带传送机，所述干燥室顶部分别设置有生物质进料口和烟气出口管，所述干燥室底部分别设置有生物质出料口和烟气进口管；所述生物质进料口位于履带传送机输入端上方，所述生物质出料口位于履带传送机输出端下方，所述烟气出口管通过增压风机与除尘器的输入端相连，所述烟气进口管通过引风机与除尘器的输出端相连。

作为优选方案，所述履带传送机的工作面下方并列设置有多个独立的热风气室，所述热风气室底部设置有进气支管，所述进气支管与烟气进口管相连，所述热风气室顶部均布有烟气扩散孔。这样，可以缓冲进入干燥室的烟气，使其均匀穿越履带传送机的工作面，从而对动态传输的生物质原料进行均匀干燥。