CN201289268Y - 一种使用燃煤循环流化床热风炉的白炭黑干燥系统 - Google Patents

Abstract

一种使用燃煤循环流化床热风炉的白炭黑干燥系统，包括一个布置炉内换热面控制燃烧温度同时联产蒸汽的循环流化床热风炉系统；一个可以调节热风换热器烟气流量和余热回收利用的烟气回流系统；一个洁净空气与热风换热器换热并回收利用干燥器尾气热量的白炭黑浆料干燥系统。本实用新型以煤为燃料，燃料成本低、来源广泛、多系统回收利用热能，热效率高、能耗低、白炭黑干燥效果好、热风炉和换热器使用寿命长。

Description

一种使用燃煤循环流化床热风炉的白炭黑干燥系统

技术领域

本实用新型涉及一种干燥系统，特别是一种以煤为燃料，采用流化床热风炉的白炭黑干燥系统。

背景技术

传统的白炭黑干燥工艺基本上分为两种，一种是以洁净燃料如油、气等为燃料在燃烧炉中燃烧，燃烧后的热空气直接进入干燥器，或者直接利用电加热方式，加热白炭黑浆料生成所需产品。此工艺存在燃料成本较高的缺点，石油紧张为全球性能源危机，不利于节能环保。

另一种工艺是以煤为燃料，在燃烧炉中燃烧，通过换热器进行热量交换生成洁净热风，洁净热风进入干燥器加热白炭黑浆料生成所需产品。一次风通过除尘器除尘后外排。此工艺燃料成本较低，但为了保证换热器的正常使用，燃烧炉需很大的空气过剩系数，才能保证换热器对烟气量和烟气温度的要求。由于过高的空气过剩系数，导致燃烧炉热效率不高。炉内没有换热面，炉内温度高，导致炉墙和换热器寿命短。如采用流化床燃烧炉，则燃烧炉的操作性也不好，炉温不易控制。炉内不能布置除尘器，无法实现返灰循环流化燃烧，使飞灰含碳量高，燃料的燃烬率低。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，而提供一种以煤为燃料，燃料成本低、来源广泛、热效率高、能耗低、白炭黑干燥效果好、热风炉和换热器使用寿命长的白炭黑干燥系统。

本实用新型采用的技术方案是：这种使用燃煤循环流化床热风炉的白炭黑干燥系统，包括一个布置炉内换热面控制燃烧温度同时联产蒸汽的循环流化床热风炉系统；一个可以调节热风换热器烟气流量和余热回收利用的烟气回流系统；一个洁净空气与热风换热器换热并回收利用干燥器尾气热量的白炭黑浆料干燥系统。

上述技术方案中，循环流化床热风炉系统，包括循环流化床热风炉、U型返灰器、风箱、炉底鼓风机、冷渣机、落灰管、布风器、进煤仓、回流风管、汽包，循环流化床热风炉的炉膛布置水换热面，炉膛出口安装炉内除尘器，热风炉后段布置热风换热器，炉内除尘器底端连接U型返灰器，U型返灰器连通炉膛，炉底鼓风机通过风箱、布风器向炉膛内鼓风，炉底具有落灰管及冷渣机，热风炉一侧安装进煤仓，上部安装回流风管，热风炉顶部安装汽包。

上述技术方案中，烟气回流系统包括回流风机、烟气引风机、除尘器、飞灰仓，热风换热器的烟气出口连接除尘器输入端，除尘器底端连接飞灰仓，除尘器除尘后的烟气分别通过烟气引风机外排和通过回流风机返回炉膛。

上述技术方案中，白炭黑浆料干燥系统包括换热鼓风机、干燥机、捕集器、产品仓、空气换热器、喷干引风机，换热鼓风机两端分别连接连通空气换热器和热风换热器，热风换热器另一端连接连通干燥机，干燥机对白炭黑浆料进行加热干燥，干燥机输出连接捕集器，捕集器下端安装产品仓，捕集器尾气输出通过空气换热器、喷干引风机后排入大气。

本实用新型系统中，所述鼓风机、回流风机、引风机、换热器、干燥器、除尘器、飞灰仓、产品仓等，可根据所需干燥产能大小，从市场上购买到相应的定型产品，如采用无锡昂益达干燥设备厂的GLZ型干燥机、上海达力干燥工程有限公司公司的RH型换热器、上海嘉瑞通风设备有限公司的风机等。

本实用新型的突出特点和显著效果：

1、由于炉膛布有受热面，可以控制尾部过剩的空气系数不超过1.8(空气过剩系数过高，则热效率降低)。布有高温分离器，飞灰含碳量在8％以内，总体热效率83％以上，还可以保护炉墙。如果炉膛不布置受热面，尾部分过剩的空气系数不超过2.5以上，无法增设分离器，飞灰含碳量在20％以上，热效率不超过72％。

2、因为增设了分离器，实现循环燃烧，减少了烟气中的飞灰浓度，减少了飞灰的颗粒直径，减少了对换热器的磨损，延长了换热器的寿命，减少了维修费用。

3、由于本实用新型系统采用了余热回收利用的烟气回流系统和喷干尾气热量回收系统，因此系统高效节能，热能回收利用率高，能耗低，热效率高。又由于本实用新型的循环流化床热风炉系统在炉内布置除尘器，不仅保护了热风换热器，而且炉内除尘器分离下来的飞灰经U型返灰器再次送入炉膛燃烧，极大地降低了飞灰烟气的含碳量，有利于节能降耗和烟气的环保处理，本实用新型多个系统自动调节反馈，使本实用新型整机性能进一步提高。

4、本实用新型循环流化床热风炉吸取了热风炉和蒸汽锅炉两者的优点，摒弃了两者的缺点，如：一般热风炉有换热器，但无水冷壁保护，而现有的蒸汽锅炉有水冷壁保护，但无热风换热器，本实用新型结构和性能优于这两者，而且功能齐全。

附图说明：

图1为本实用新型系统结构原理图

附图标注说明：

1——炉内除尘器             2——U型返灰器       3——风箱

4——炉底鼓风机             5——冷渣机          6——落灰管

7——布风器                 8——进煤仓          9——水冷壁

10——回流风管              11——汽包           12——热风换热器

13——回流风机              14——烟气引风机     15——除尘器

16——飞灰仓                17——换热鼓风机     18——干燥机

19——捕集器                20——产品仓         21——空气换热器

22——喷干引风机

具体实施方式：

参见图1，本实用新型包括：一个布置炉内换热面控制燃烧温度同时联产蒸汽的循环流化床热风炉系统；一个可以调节热风换热器烟气流量和余热回收利用的烟气回流系统；一个洁净空气与热风换热器换热并回收利用干燥器尾气热量的白炭黑浆料干燥系统。

循环流化床热风炉系统，包括炉内除尘器1、U型返灰器2、风箱3、炉底鼓风机4、冷渣机5、落灰管6、布风器7、进煤仓8、水冷壁9、回流风管10、汽包11、热风换热器12，所述循环流化床热风炉根据热风换热器12所需烟气量设计合适的炉内换热面如水冷壁9，从而控制燃烧烟气温度。所述循环流化床热风炉炉膛布置水换热面，后段布置热风换热器。所述循环流化床热风炉可以在同时生产热风的同时副产蒸汽。所述循环流化床热风炉的炉墙采用重型炉墙布置，炉膛布置受热面为光管水冷管和埋管，可以控制尾部过剩的空气系数不超过1.8，同时避免了纯粹热风炉炉墙没有水冷壁管保护，局部温度高造成炉墙寿命短、维修费用大的缺陷。循环流化床热风炉布有炉内除尘器1，可以进行气固分离，降低了烟气中的飞灰浓度及飞灰的颗粒直径，减少了对换热器的磨损，延长了换热器的寿命，减少了维修费用。分离下来的飞灰经U型返灰器送入炉膛循环燃烧，飞灰含碳量可控制在在8％以内。

烟气回流系统，包括回流风机13、烟气引风机14、除尘器15、飞灰仓16，烟气通过换热器热12交换后，再进入除尘器15除尘后，烟尘进入落灰斗16，除尘后烟气一部分通过烟气引风机14排入大气，一部分通过回流风机13进入炉膛的中、上部设置的二层回送烟气接口回送炉膛，用来调节换热器进口烟气温度和烟气量，同时烟气余热得到再利用。

喷干及尾气热量回收系统，包括换热鼓风机17、干燥机18、捕集器19、产品仓20、空气换热器21、喷干引风机22，从热风换热器出来的洁净热风，以500℃～550℃左右温度进入干燥机18，通过捕集器19收集产品进入产品仓20，干燥后的80～120℃余热尾气被再次利用，通过空气换热器21预热洁净冷空气，经换热鼓风机17进入热风换热器，作为热风换热器的洁净风进风。

经过破碎筛分合格的煤从进煤仓8进入炉内流化燃烧，产生的高温烟气经埋管、炉膛受热面吸热降温后以900℃从炉膛出口进入对流管，降温在850℃左右进入炉内除尘器1，进行气固分离，分离下来的飞灰经U型返灰器2送入炉膛循环燃烧。烟气通过热风换热器12热交换，降至150℃经除尘器15除尘后，烟尘从飞灰仓排出，除尘烟气一部分排入大气，通过烟气引风机14排入大气，一部分通过回流风机13进入炉膛的中、上部设置的2层回送烟气接口回送炉膛，用来调节换热器进口烟气温度和烟气量，保证换热器要求，同时烟气余热得到再利用。

洁净风经空气换热器21升高30℃后进热风换热器12，与烟气热交换加温到500～550℃后，进入干燥机18，对白炭黑浆料进行加热干燥，，干燥后产品进入捕集器19收集到产品仓20包装。干燥后尾气与洁净冷空气在空气换热器21中进行热交换后外排。

实施例：

以无烟煤为燃料，制作本实用新型干燥系统，应用于白炭黑的生产。该干燥系统中循环流化床热风炉按20

蒸汽、2050万kcal/h热风量设计，采用低速循环流化床燃烧技术，其主体基础、结构、燃烧设备、钢架、平台扶梯、给煤设备、除渣除灰等基本按48t/h锅炉进行设计。炉内除尘器采用水冷套结构，其大小按60t/h计算设计。炉墙采用重型炉墙布置，炉膛布置受热面为光管水冷管和埋管，在尾部竖井位置布置高温烟气换热器。换热器设烟气回流系统回送热风炉炉膛，喷干尾气通过空气换热器预热冷空气，作为热交换系统的洁净风进风。

采用该方案，与常规的热风炉干燥系统比较，飞灰含碳量由大于25％下降到小于7％，过量空气系数由大于2下降到小于1.6。热效率由72％左右提高到84％左右，热效率高11个百分点以上，节能13％，按年耗煤8万吨计算，年节煤1.04万吨，按每吨煤400元计算，年节约416万元。

Claims (4)

1、一种使用燃煤循环流化床热风炉的白炭黑干燥系统，其特征在于包括一个布置炉内换热面控制燃烧温度同时联产蒸汽的循环流化床热风炉系统；一个可以调节热风换热器烟气流量和余热回收利用的烟气回流系统；一个洁净空气与热风换热器换热并回收利用干燥器尾气热量的白炭黑浆料干燥系统。

2、根据权利要求1所述的一种使用燃煤循环流化床热风炉的白炭黑干燥系统，其特征在于循环流化床热风炉系统，包括循环流化床热风炉、∪型返灰器、风箱、炉底鼓风机、冷渣机、落灰管、布风器、进煤仓、回流风管、汽包，循环流化床热风炉的炉膛布置水换热面，炉膛出口安装炉内除尘器，热风炉后段布置热风换热器，炉内除尘器底端连接∪型返灰器，∪型返灰器连通炉膛，炉底鼓风机通过风箱、布风器向炉膛内鼓风，炉底具有落灰管及冷渣机，热风炉一侧安装进煤仓，上部安装回流风管，热风炉顶部安装汽包。

3、根据权利要求1所述的一种使用燃煤循环流化床热风炉的白炭黑干燥系统，其特征在于烟气回流系统包括回流风机、烟气引风机、除尘器、飞灰仓，热风换热器的烟气出口连接除尘器输入端，除尘器底端连接飞灰仓，除尘器除尘后的烟气分别通过烟气引风机外排和通过回流风机返回炉膛。

4、根据权利要求1所述的一种使用燃煤循环流化床热风炉的白炭黑干燥系统，其特征在于白炭黑浆料干燥系统包括换热鼓风机、干燥机、捕集器、产品仓、空气换热器、喷干引风机，换热鼓风机两端分别连接连通空气换热器和热风换热器，热风换热器另一端连接连通干燥机，干燥机对白炭黑浆料进行加热干燥，干燥机输出连接捕集器，捕集器下端安装产品仓，捕集器尾气输出通过空气换热器、喷干引风机后排入大气。

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