[发明专利]一种气化炉灰渣残炭燃烧及冷却系统和方法

说明书

本发明属于生物质气化燃烧利用技术领域，本发明涉及一种气化炉灰渣残炭燃烧及冷却系统和方法。包括气化炉、灰渣流化燃烧室、冷渣机，气化炉的底部排渣口与灰渣流化燃烧室连接，灰渣流化燃烧室的底部设置流化空气进口，灰渣流化燃烧室底部的灰渣口与冷渣机连接。通过气化炉残渣的充分燃烧，减少残炭量，使其应用于化肥中。并且回收焚烧和灰渣的热量，避免水冷却方法导致灰渣含水量较高的问题。

技术领域

本发明属于固体废弃物气化燃烧利用技术领域，具体涉及一种气化炉灰渣残炭燃烧及冷却系统和方法。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

流化床/鼓泡床气化技术已广泛应用于农林生物质、药渣等工业生物质、污泥及其他固体废弃物的环保处置中。生物质灰渣中含有较高的N、P、K等成分，可用于复合肥配料。然而，由于气化工艺的原料不完全燃烧特性，气化炉排出的灰渣中残炭含量约占20-30％。复合肥成分含量的要求，限制了较高残炭含量灰渣的掺混用量。另外，气化炉长时间连续运行时，会有部分灰渣堆积于气化炉底部风帽处造成系统运行压力升高，通过气化炉底部设置的排渣装置将灰渣排出炉外可以降低气化炉内部压力，但对于处理生物质掺混污泥或其他高灰分物料时，气化炉排渣频次会有明显的增加，并且排渣温度一般高于400℃，高温灰渣接触空气时极易引发明火燃烧，造成安全隐患。目前灰渣冷却方法多采用水冷工艺，致使生物质灰中含水量高，影响后续利用，同时也造成了能量的浪费。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种气化炉灰渣残炭燃烧及冷却系统和方法。本发明的燃烧及冷却系统和方法，具有工艺简单、安全适用的优势。

为了解决以上技术问题，本发明的技术方案为：

第一方面，一种气化炉灰渣残炭燃烧及冷却系统，包括气化炉、灰渣流化燃烧室、冷渣机，气化炉的底部排渣口与灰渣流化燃烧室连接，灰渣流化燃烧室位于气化炉的下方，灰渣流化燃烧室的底部设置流化空气进口，灰渣流化燃烧室底部的灰渣口与冷渣机连接，冷渣机位于灰渣流化燃烧室的下方。

气化炉为生物质等物料进行气化反应的主要场所，气化反应(物料发生热解和氧化、还原重整的反应)产生气化气体和气化炉灰渣，气化气体排出进行后续处理或利用，气化炉灰渣主要成分为生物质灰分(不可燃成分，重量为70-80％气化炉灰渣总重量)和残炭(20-30％气化炉灰渣总重量)，部分气化炉灰渣以飞灰的形式随气化气体排出，也有部分灰渣会沉积在气化炉底部。

沉积的灰渣经过气化炉底部排渣口进入灰渣燃烧室，在灰渣燃烧室内，气化炉灰渣与流化空气接触后进行鼓泡式燃烧，产生烟气和焚烧灰渣，烟气排出进行后续处理或利用，焚烧灰渣进入冷渣机冷却，此时焚烧灰渣的成分为生物质灰分(95-99％焚烧灰渣总重量)和残炭(1-5％焚烧灰渣总重量)。

通过对气化炉灰渣残炭的再燃烧，使气化炉排渣中的残炭量降至最低，同时可对燃烧烟气与气化气体一同进行热量利用。焚烧灰渣进入冷渣机进行冷却，也可以实现对焚烧灰渣中部分显热的回收利用，并且避免了常规水冷方法导致的排渣含水量高的问题。气化炉灰渣经过焚烧后残炭量减少，并且对灰渣进行了冷却处理，避免了排渣过程中及排渣后灰渣复燃的可能，也利于生物质灰渣直接作为肥料配料使用。

第二方面，一种气化炉灰渣残炭燃烧及冷却方法，所述方法为：

气化原料在气化炉中进行气化反应，产生的气化炉灰渣进入灰渣流化燃烧室进行焚烧，焚烧产生的焚烧灰渣进入冷渣机，冷却后从冷渣机排出装袋进行后续处理或利用。

本发明一个或多个技术方案具有以下有益效果：

1、在气化炉底部设置排渣装置，当气化炉运行压力升高时，可以通过排渣释放压力，保证气化系统的稳定运行；