CN105026836B - 生物质热解装置以及发电系统 - Google Patents

生物质热解装置以及发电系统 Download PDF

Info

Publication number
CN105026836B
CN105026836B CN201480011536.1A CN201480011536A CN105026836B CN 105026836 B CN105026836 B CN 105026836B CN 201480011536 A CN201480011536 A CN 201480011536A CN 105026836 B CN105026836 B CN 105026836B
Authority
CN
China
Prior art keywords
pyrolysis
gasification furnace
biomass
partial carbonization
coal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201480011536.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105026836A (zh
Inventor
远藤雄树
山本洋民
石川圭
石川圭一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Environmental Engineering Co Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Environmental Engineering Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Environmental Engineering Co Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Environmental Engineering Co Ltd
Publication of CN105026836A publication Critical patent/CN105026836A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105026836B publication Critical patent/CN105026836B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B53/00—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form
    • C10B53/02—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form of cellulose-containing material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B37/00—Mechanical treatments of coal charges in the oven
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B41/00—Safety devices, e.g. signalling or controlling devices for use in the discharge of coke
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B47/00—Destructive distillation of solid carbonaceous materials with indirect heating, e.g. by external combustion
    • C10B47/28—Other processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L5/00—Solid fuels
    • C10L5/40—Solid fuels essentially based on materials of non-mineral origin
    • C10L5/44—Solid fuels essentially based on materials of non-mineral origin on vegetable substances
    • C10L5/442—Wood or forestry waste
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L9/00—Treating solid fuels to improve their combustion
    • C10L9/08—Treating solid fuels to improve their combustion by heat treatments, e.g. calcining
    • C10L9/083—Torrefaction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K11/00—Plants characterised by the engines being structurally combined with boilers or condensers
    • F01K11/02—Plants characterised by the engines being structurally combined with boilers or condensers the engines being turbines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K13/00—General layout or general methods of operation of complete plants
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • F23G5/006—General arrangement of incineration plant, e.g. flow sheets
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • F23G5/02—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment
    • F23G5/027—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment pyrolising or gasifying stage
    • F23G5/0273—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment pyrolising or gasifying stage using indirect heating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • F23G5/20—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor having rotating or oscillating drums
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • F23G5/44—Details; Accessories
    • F23G5/46—Recuperation of heat
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B47/00—Destructive distillation of solid carbonaceous materials with indirect heating, e.g. by external combustion
    • C10B47/28—Other processes
    • C10B47/30—Other processes in rotary ovens or retorts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L2200/00—Components of fuel compositions
    • C10L2200/04—Organic compounds
    • C10L2200/0461—Fractions defined by their origin
    • C10L2200/0469—Renewables or materials of biological origin
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L2290/00—Fuel preparation or upgrading, processes or apparatus therefore, comprising specific process steps or apparatus units
    • C10L2290/02—Combustion or pyrolysis
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L2290/00—Fuel preparation or upgrading, processes or apparatus therefore, comprising specific process steps or apparatus units
    • C10L2290/06—Heat exchange, direct or indirect
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L2290/00—Fuel preparation or upgrading, processes or apparatus therefore, comprising specific process steps or apparatus units
    • C10L2290/58—Control or regulation of the fuel preparation of upgrading process
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2201/00—Pretreatment
    • F23G2201/30—Pyrolysing
    • F23G2201/303—Burning pyrogases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2201/00—Pretreatment
    • F23G2201/30—Pyrolysing
    • F23G2201/304—Burning pyrosolids
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2206/00—Waste heat recuperation
    • F23G2206/20—Waste heat recuperation using the heat in association with another installation
    • F23G2206/203—Waste heat recuperation using the heat in association with another installation with a power/heat generating installation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2209/00—Specific waste
    • F23G2209/26—Biowaste
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/12—Heat utilisation in combustion or incineration of waste
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Ecology (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Forests & Forestry (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Combustion Of Fluid Fuel (AREA)
  • Coke Industry (AREA)
  • Gasification And Melting Of Waste (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
  • Solid-Fuel Combustion (AREA)

Abstract

本发明提供一种生物质热解装置(2)，其具有：燃烧炉(3)，其使性状稳定燃料(F)燃烧并产生热量；热解气化炉(4)，其利用产生自燃烧炉(3)的热量，将木质生物质(B)进行热解，从而生成半碳化物(T)和热解气(P)；以及热解气导入管路(8)，其将热解气(P)从热解气化炉(4)导入至导入半碳化物(T)的锅炉(16)。

Description

生物质热解装置以及发电系统
技术领域
本发明涉及一种通过将木质生物质进行热解来生成半碳化物和热解气的生物质热解装置以及具有该生物质热解装置的发电系统。
本申请依据2013年4月10日向日本提出申请的日本专利特愿2013-082232号主张优先权，并在此处援用其内容。
背景技术
人们要求通过热解气化系统将木质生物质等生物质进行气化，并将以往作为废弃物加以处理的生物质转化为资源进行有效利用。与化石燃料等相比，生物质的能量密度较低。作为提高生物质的能量密度化的一种方法，已知有半碳化方法(烘焙)，其使木质生物质中的大部分热量残留下来，并且将木质生物质中含有的纤维成分(纤维素、木质素)进行热分解(例如参照专利文献1)。
半碳化方法是通过在阻氧状况下以250℃～350℃将木质生物质进行热解从而生成半碳化物(半碳化燃料、烘焙燃料)的方法。由于纤维成分被分解，半碳化物的粉碎变得容易，因此可在利用粉碎机(研磨机)进行粉碎后，将其用作煤粉锅炉的燃料。
此处，参照图2，说明常规的燃煤火力发电系统。燃煤火力发电系统101在燃煤火力发电站7中，将利用热解气化炉4使木质生物质B热解而制成的半碳化物T用作燃料。
具体而言，半碳化物T与供给自煤仓14的煤C一同被粉碎机15粉碎，并作为煤粉PC导入至煤粉锅炉16。然后，因在煤粉锅炉16中使煤粉PC燃烧时产生的热量而产生的蒸汽被导入蒸汽涡轮机17中，利用与蒸汽涡轮机17直接连接的发电机18进行发电。
该燃煤火力发电系统101中，利用燃烧炉3使热解气P燃烧，该热解气P在热解气化炉4中生成，并由旋风分离器6分离。通过该燃烧产生的燃烧废气E被活用作热解气化炉4自身的热源，从而削减了燃烧炉3的燃料即辅助燃料F的使用量。另外，还能够省去旋风分离器6。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2012-219176号公报
发明内容
但是，上述常规的燃煤火力发电系统101中使用的半碳化方法存在以下课题。
第一课题是，当木质生物质的热输入量为100％时，残留在半碳化物中的热量仅为60％～80％。木质生物质的剩余热输入量会以热解气的形式作为热解气化的加热热源进行自我消耗。
第二课题是，通过提高半碳化物的粉碎性，有时会降低来自生物质的发电量。即使例如将热解气化温度固定控制在300℃，生成的半碳化物的性状(粉碎机的粉碎性)也会随着原料性状的变动和原料含水率的变动而发生明显变动。例如，热解所需的热负荷会随着原料含水率的上升而上升。
其结果为，即使将热解气化温度维持在300℃，由于半碳化物温度上升受到抑制，所以半碳化物的完成温度会降低，无法将木质生物质中的纤维成分进行热分解。因此会存在由于纤维成分残留而降低粉碎机的粉碎性的课题。
半碳化物的粉碎性降低时，为了避免粉碎机的动力过载(超出容许值)，必须抑制半碳化物向粉碎机的供给量，并且无法获得稳定的半碳化物的混烧率。因此，为了稳定地供给半碳化物，必须使用半碳化物的缓冲罐等存储设备，这样会导致设备费用投入的增加。
作为解决该问题的方法，人们考虑通过提高热解气化温度来改善半碳化物的粉碎性。但是，根据该方法，促进了木质生物质的气化，因而半碳化物中残留的热量(热量残留率)会减少。也就是说，作为燃煤火力替代燃料的价值会降低，发电公司难以享受导入半碳化设备的益处。
因此，本发明的目的在于，提供一种能够有效利用木质生物质中保有的热量的生物质热解装置以及发电系统。
技术方案
根据本发明的第一方式，生物质热解装置具有：燃烧炉，其使性状稳定的燃料燃烧并产生热量；热解气化炉，其利用产生自所述燃烧炉的热量，将木质生物质进行热解，从而生成半碳化物和热解气；以及热解气导入管路，其将所述热解气从所述热解气化炉导入至导入所述半碳化物的锅炉内。
根据上述结构，通过将热解气与利用热解气化炉生成的半碳化物一同导入锅炉，不论对于半碳化物的热量残留率为多少，都能够在锅炉中利用供给至热解气化炉的木质生物质的大致全部热量。
此外，通过使用性状稳定燃料作为燃烧炉的燃料，能够在热解气化炉中稳定地确保将木质生物质进行热解所需的热量。也就是说，能够在热解气化炉中稳定地生成半碳化物。
上述生物质热解装置中，所述热解气化炉可以构成为，利用加热气体间接地加热木质生物质的间接加热式热解气化炉。
根据上述结构，热解气化炉中生成的热解气不会受到加热气体的稀释，可获得高发热量的气体。此外，由于生成的气体量也会受到抑制，所以能够供给适合用作燃料的热解气。
上述生物质热解装置中，具有控制所述热解气化炉的温度的控制装置，所述控制装置可控制所述热解气化炉的温度，使用来粉碎通过所述热解气化炉生成的半碳化物的粉碎机的电流值在大致固定的范围内。
根据上述结构，由于可基于粉碎机的所需动力来调节热解气化温度，所以能够生成粉碎性优异的半碳化物。虽然半碳化物的热量残留率会随着粉碎性优异的半碳化物的制造而减少，但通过向锅炉供给增加的热解气，能够使来自木质生物质的发电量大致固定。
并且，由于能够制造粉碎性优异的半碳化物，所以在粉碎机的负荷变得过剩时，无需用来存储半碳化物的缓冲罐等设备。
根据本发明的第二方式，发电系统具有：上述任一种生物质热解装置；锅炉，其导入所述半碳化物并使所述半碳化物燃烧；蒸汽涡轮机，其导入通过所述锅炉生成的蒸汽；以及发电机，其通过所述蒸汽涡轮机进行驱动。
根据上述结构，能够构筑一种可将供给至热解气化炉的木质生物质的大致全部热量活用作发电用能源的系统。
有益效果
根据本发明，不论对半碳化物的热量残留率为多少，都能够在锅炉中利用供给至热解气化炉的木质生物质的大致全部热量。也就是说，能够有效利用木质生物质中保有的热量。
附图说明
图1是本发明实施方式的燃煤火力发电系统的系统图。
图2是以往的燃煤火力发电系统的系统图。
具体实施方式
以下参照附图，详细说明本发明的实施方式。
如图1所示，本实施方式的燃煤火力发电系统1由以下构成：生物质热解装置2；旋风分离器6，其从通过热解气化炉4产生的热解气P中分离去除半碳化物T；以及燃煤火力发电站7，其利用通过热解气化炉4获得的半碳化物T和热解气P进行发电，其中该生物质热解装置2具有：燃烧炉3，其通过使辅助燃料即性状稳定燃料F燃烧来产生燃烧废气E；热解气化炉4(碳化炉)，其将木质生物质B进行热解；以及控制装置5，其控制热解气化炉4的温度。
另外，还能够省去旋风分离器6。
经由辅助燃料管线9，将例如煤等性状稳定的燃料即性状稳定燃料F作为辅助燃料供给至燃烧炉3。作为性状稳定燃料F，可采用煤、页岩气、石油、重油等化石燃料或通过高炉产生的高炉气体等性状稳定的燃料。换言之，作为导入燃烧炉3中的燃料，不适合采用例如发热量会因含水率的变化而发生变动的燃料。
热解气化炉4是使木质生物质B间接加热而引起热解和气化反应的间接加热式的热解气化炉。热解气化炉4使用供给自燃烧炉3的燃烧废气E作为加热气体。具体而言，热解气化炉4是外热式回转窑型，其具有：内筒11，其送入有供给自生物质供给管线10的木质生物质B；以及外筒12，其与该内筒11同心，并且配置在内筒11的外周侧。内筒11与外筒12一体旋转，搅拌内容物。供给自燃烧炉3的燃烧废气E被送入外筒12内。
另外，虽然在此处使用外热式回转窑型作为热解气化炉4，但若为可间接加热木质生物质B的类型的热解气化炉，则可不限定于此。例如，也可以使用外热式螺旋输送机等作为热解气化炉4。
木质生物质B是由木材构成的生物质(生物资源)，例如为木屑或PKS(Palm KernelShell，棕榈壳)。
火力发电方式的发电站即燃煤火力发电站7由以下构成：煤仓14，其在存储煤的同时具有排出煤的排出口；粉碎机15(研磨机、煤粉机)，其将供给自煤仓14的煤C以及供给自热解气化炉4和旋风分离器6的半碳化物T进行粉碎；煤粉锅炉16，其使通过粉碎机15生成的煤粉PC进行燃烧；蒸汽涡轮机17，其导入因在煤粉锅炉16中使煤粉PC燃烧时产生的热量而产生的蒸汽；以及发电机18，其利用蒸汽涡轮机17进行驱动。
粉碎机15是一边使煤C和半碳化物T干燥，一边将其粉碎的立式辊磨机。粉碎机15上设有可连续测量粉碎机15的电流值的电流计19。具体而言，电流计19构成为，可测量使设置在粉碎机15上的滚筒进行旋转的电机(电动机)的电流值。
通过相应负荷的转速控制，对粉碎机15的电机进行控制。也就是说，对电机施加的负荷发生变动时，电流值会随之变动。例如，被粉碎物的粉碎性变差时，电流值会增高，粉碎性变好时，电流值会降低。
另外，作为粉碎机15，并不限定于上述立式辊磨机，例如可适当采用管磨机、球磨机、辊磨机等压碎型粉碎机。
煤粉锅炉16采用了利用燃烧器使煤粉PC与空气一同喷出并燃烧的煤粉燃烧方式。此外，煤粉锅炉16上连接着热解气导入管路8，该热解气导入管路8会导入通过热解气化炉4生成的热解气P。将热解气化炉4与燃煤火力发电站7邻接配置，以尽量缩短热解气导入管路8。
发电机18与蒸汽涡轮机17直接连接，其为通过蒸汽涡轮机17进行驱动的涡轮发电机。
控制装置5是主要控制热解气化炉4的温度的计算机。具体而言，控制装置5控制热解气化炉4的温度，使所制造的半碳化物T在燃煤火力发电站7的粉碎机15中的粉碎性良好。此外，控制装置5具有以下功能，即控制热解气化炉4的温度，使利用电流计19测量到的粉碎机15的电流值在大致固定的范围内。
接着，说明本实施方式的燃煤火力发电系统1的动作。
燃烧炉3使经由辅助燃料管线9供给的性状稳定燃料F燃烧，生成燃烧废气E。该燃烧废气E被送至热解气化炉4的外筒12。
木质生物质B经由生物质供给管线10从未图示的木质生物质B的堆料场供给至热解气化炉4的内筒11，在旋转的内筒11内的缺氧环境下，搅拌木质生物质B并利用外筒12内的燃烧废气E进行加热。
通过控制装置5控制热解气化炉4的内筒11内的温度。控制热解气化炉4的内筒11内的温度，使得在阻氧状况下，以250℃～350℃将木质生物质B进行热解。
此处，说明热解气化炉4中木质生物质B的加热温度、木质生物质B的热量残留率、以及制造的半碳化物T的粉碎性的关系。木质生物质B的热量残留率会随着木质生物质B的加热温度的上升而减少。另一方面，制造的半碳化物T的粉碎性会随着木质生物质B的加热温度的上升而提高。也就是说，木质生物质B的热量残留率与制造的半碳化物T的粉碎性处于抵换关系。
加热温度即热解气化炉4的内筒11内的温度被控制为具有良好平衡的温度，兼顾随着热解气化炉4的温度的上升而减少的热量残留率以及随着热解气化炉4的温度的上升而提高的粉碎性。
通过在热解气化炉4中适当加热木质生物质B，可将木质生物质B中含有的纤维成分(纤维素)进行热解，制成半碳化物T。此外，木质生物质B中含有的三大成分(纤维素、半纤维素、木质素)的一部分会气化，形成热解气P。内筒11内生成的半碳化物T的一部分从内筒11送至燃煤火力发电站7的粉碎机15。
半碳化物T的剩余的一部分与包含未燃成分在内的热解气P一同从内筒11送至旋风分离器6，并经该旋风分离器6与热解气P分离后，被送至粉碎机15。
粉碎机15一边使送自煤仓14的煤C与送自热解气化炉4和旋风分离器6的半碳化物T干燥，一边将其粉碎。换言之，半碳化物T具有与煤C基本相同的物性，因此能够与煤C一同被粉碎机15粉碎、混烧。
此处，粉碎机15驱动时粉碎机15的电流值会发送至控制装置5。控制装置5会控制热解气化炉4的内筒11内的温度，使粉碎机15的电流值在大致固定的范围内。也就是说，控制装置5在250℃～350℃的范围内升降温度，使粉碎机15的电流值变为固定。
具体而言，控制装置5的控制方式为，在粉碎机15的动力变大时，使热解气化炉4的温度上升，并提高半碳化物T的粉碎性。虽然提高半碳化物T的粉碎性后，对半碳化物T的热量残留率会减少，但随之增加的热解气P会如下所述，经由热解气导入管路8导入至煤粉锅炉16。
通过粉碎机15生成的煤粉PC会送至煤粉锅炉16，并利用燃烧器与搬送用空气一同喷出至炉内，进行燃烧。
通过旋风分离器6分离去除半碳化物T后的热解气P经由热解气导入管路8喷出至煤粉锅炉16的炉内。也就是说，通过将木质生物质B进行热解而生成的热解气P未被用作热解气化炉4的加热气体，而是与半碳化物T一同被用作燃煤火力发电站7的替代燃料。煤粉PC和搬送用空气与从旋风分离器6导入的热解气P混合后，进行燃烧。
然后，因在煤粉锅炉16中使煤粉PC燃烧时产生的热量而产生的蒸汽被导入蒸汽涡轮机17中，利用与蒸汽涡轮机17直接连接的发电机18进行发电。
根据上述实施方式，由于将热解气P与通过热解气化炉4生成的半碳化物T一同导入煤粉锅炉16，所以不论对半碳化物T的热量残留率为多少，都能够在燃煤火力发电站7的煤粉锅炉16中利用供给至热解气化炉4的木质生物质B的大致全部热量。
此外，通过使用性状稳定燃料F作为燃烧炉3的辅助燃料，能够在热解气化炉4中稳定地确保将木质生物质B进行热解所需的热量。也就是说，能够在热解气化炉4中稳定地生成半碳化物T。
此外，由于采用间接加热式的热解气化炉4作为热解气化炉4，所以通过热解气化炉4生成的热解气P不会受到加热气体即燃烧废气E的稀释，可获得高发热量的气体。此外，由于生成的气体量也会受到抑制，所以能够供给适合用作燃料的热解气P。
此外，由于可利用控制装置5基于粉碎机15的所需动力来调节热解气化温度，所以能够生成粉碎性优异的半碳化物T。虽然半碳化物T的热量残留率会随着粉碎性优异的半碳化物T的生成而减少，但通过向煤粉锅炉16供给增加的热解气P，能够使来自木质生物质B的发电量大致固定。
并且，由于能够生成粉碎性优异的半碳化物T，所以能够提高其与煤粉锅炉16中的煤C的混烧率。
此外，由于能够制造粉碎性优异的半碳化物T，所以在粉碎机15的负荷变得过剩时，无需用来存储半碳化物T的缓冲罐等设备。
此外，由于将热解气化炉4与燃煤火力发电站7邻接配置，缩短了热解气导入管路8，所以能够抑制热解气P中含有的焦油出现冷凝。
另外，本发明的技术范围并不限定于上述实施方式，可在不超出本发明的要旨的范围内适当地进行各种变更。
例如，上述实施方式中，采用了使煤C与木质生物质B混合后进行粉碎的混合粉碎方式，但并不限定于此，也可采用将煤C与木质生物质B分别单独粉碎的单独粉碎方式。
附图标记说明
1 燃煤火力发电系统(发电系统)
2 生物质热解装置
3 燃烧炉
4 热解气化炉
5 控制装置
6 旋风分离器
7 燃煤火力发电站
8 热解气导入管路
9 辅助燃料管线
10 生物质供给管线
11 内筒
12 外筒
14 煤仓
15 粉碎机
16 煤粉锅炉(锅炉)
17 蒸汽涡轮机
18 发电机
19 电流计
B 木质生物质
C 煤
E 燃烧废气
F 性状稳定燃料
P 热解气
T 半碳化物

Claims (3)

1.一种生物质热解装置，其具有：燃烧炉，其使性状稳定燃料燃烧并产生热量；
热解气化炉，其利用产生自所述燃烧炉的热量，将木质生物质进行热解，从而生成半碳化物和热解气；
热解气导入管路，其将所述热解气从所述热解气化炉导入至锅炉内，所述锅炉供所述半碳化物导入；和
控制所述热解气化炉的温度的控制装置，
所述控制装置控制所述热解气化炉的温度，使用来粉碎通过所述热解气化炉生成的半碳化物的粉碎机的电流值在固定的范围内。
2.根据权利要求1所述的生物质热解装置，其中所述热解气化炉是利用加热气体间接地加热所述木质生物质的间接加热式热解气化炉。
3.一种发电系统，其具有：根据权利要求1或2所述的生物质热解装置；
锅炉，其导入所述半碳化物并使所述半碳化物燃烧；
蒸汽涡轮机，其导入通过所述锅炉生成的蒸汽；和
发电机，其通过所述蒸汽涡轮机进行驱动。
CN201480011536.1A 2013-04-10 2014-03-26 生物质热解装置以及发电系统 Expired - Fee Related CN105026836B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013082232A JP6066809B2 (ja) 2013-04-10 2013-04-10 バイオマス熱分解装置、及び発電システム
JP2013-082232 2013-04-10
PCT/JP2014/058546 WO2014168004A1 (ja) 2013-04-10 2014-03-26 バイオマス熱分解装置、及び発電システム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105026836A CN105026836A (zh) 2015-11-04
CN105026836B true CN105026836B (zh) 2017-08-11

Family

ID=51689416

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201480011536.1A Expired - Fee Related CN105026836B (zh) 2013-04-10 2014-03-26 生物质热解装置以及发电系统

Country Status (8)

Country Link
US (1) US10184082B2 (zh)
EP (1) EP2985528B1 (zh)
JP (1) JP6066809B2 (zh)
CN (1) CN105026836B (zh)
AU (1) AU2014251842B2 (zh)
CA (1) CA2902417C (zh)
MY (1) MY184043A (zh)
WO (1) WO2014168004A1 (zh)

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9927174B2 (en) * 2015-05-20 2018-03-27 Geoffrey W. A. Johnson Self Torrefied Pellet Stove
CA2993153C (en) * 2015-07-30 2020-01-21 Mitsubishi Heavy Industries Environmental & Chemical Engineering Co., Ltd. Carbide producing method and carbide producing device
US11215360B2 (en) * 2015-08-18 2022-01-04 Glock Ökoenergie Gmbh Method and device for drying wood chips
JP5906348B1 (ja) * 2015-08-24 2016-04-20 春男 上原 半炭化物製造装置及び発電システム
CN105419895A (zh) * 2015-11-02 2016-03-23 和县伊迈炭业有限责任公司 一种取暖木炭的制备方法
CN105385466A (zh) * 2015-11-02 2016-03-09 和县伊迈炭业有限责任公司 一种治疗脚气熏烤木炭的制备方法
CN105331418A (zh) * 2015-11-02 2016-02-17 和县伊迈炭业有限责任公司 一种用于治疗脚气的熏烤木炭
CN105316068A (zh) * 2015-11-02 2016-02-10 和县伊迈炭业有限责任公司 一种用于室内取暖的保健型木炭
JP6375567B2 (ja) * 2016-02-18 2018-08-22 三菱重工環境・化学エンジニアリング株式会社 バイオマス燃料製造プラント
CN106524209B (zh) * 2016-12-12 2019-01-15 徐欢 永磁转动型环保定量检测棕榈废料燃烧电厂用涡轮发电设备
JP6726912B2 (ja) * 2016-12-15 2020-07-22 三菱重工環境・化学エンジニアリング株式会社 ジテルペン及びステロイドの回収方法、ジテルペン及びステロイドの回収システム
JP2018135477A (ja) * 2017-02-23 2018-08-30 武夫 河原井 粉砕バイオマス燃料と粉砕バイオマス燃料製造技術
JP6679818B2 (ja) 2017-03-07 2020-04-15 株式会社実践環境研究所 熱分解システム
CN106995707B (zh) * 2017-05-19 2018-04-17 守仁生物能源（深圳）股份有限公司 一种自动调节投料量的生物质燃料制备装置
FR3068708B1 (fr) * 2017-07-07 2020-09-18 Ifp Energies Now Procede de traitement de la biomasse par co-broyage avec une charge fossile
CN107355262A (zh) * 2017-07-31 2017-11-17 赫普热力发展有限公司 一种火电厂调峰发电系统及发电控制方法
JP2019032111A (ja) * 2017-08-08 2019-02-28 三菱日立パワーシステムズ株式会社 ボイラシステム、及び、発電システム
CN108048138B (zh) * 2017-12-20 2020-08-28 武汉凯迪工程技术研究总院有限公司 基于中低温双流化床的生物质分级转化与燃煤锅炉耦合发电方法及其系统
JP6319931B1 (ja) * 2018-02-23 2018-05-09 株式会社タクマ パームｅｆｂ熱分解ガス化発電システム
RU2682253C1 (ru) * 2018-03-29 2019-03-18 Валерий Григорьевич Лурий Агрегат термохимической переработки углеродсодержащего сырья
CN109357261B (zh) * 2018-12-18 2019-12-17 上海玖矢企业管理有限公司 一种有机质固废处理设备
RU2706633C1 (ru) * 2019-01-28 2019-11-19 Общество с ограниченной ответственностью "БиоЭнерджи" Когенерационная установка
CN110452754B (zh) * 2019-07-15 2021-05-18 华中科技大学 一种利用生物质焦减排燃烧颗粒物的方法
US20240150658A1 (en) * 2021-03-29 2024-05-09 Mitsubishi Ube Cement Corporation Apparatus for carbonizing biomass
US11827859B1 (en) * 2022-05-03 2023-11-28 NuPhY, Inc. Biomass gasifier system with rotating distribution manifold
CN116496810A (zh) * 2023-03-22 2023-07-28 西北大学 一种耦合共炼和绿电的fcc装置碳中和方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1118422A (zh) * 1994-07-25 1996-03-13 株式会社金正产业 焚化废料的装置
CN2720279Y (zh) * 2004-06-17 2005-08-24 陈秋平 立式多炉垃圾热裂解炉

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4340391A (en) * 1980-03-28 1982-07-20 Chevron Research Company Predicting hydrocarbon potential of an earth formation underlying a body of water by analysis of seeps containing low concentrations of methane
FR2621406B1 (fr) * 1987-10-02 1990-01-05 Saint Gobain Vitrage Commande de four electrique industriel
JPH0849822A (ja) * 1994-08-04 1996-02-20 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd 廃棄物処理装置及び方法
JPH10244176A (ja) * 1997-03-05 1998-09-14 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ローラミルの運転方法
JP3618280B2 (ja) * 2000-06-28 2005-02-09 株式会社アクトリー 廃棄物の炭化・還元装置
FR2827609B1 (fr) * 2001-07-18 2004-05-21 Inst Francais Du Petrole Procede et installation de production de gaz combustibles a partir de gaz issus de la conversion thermique d'une charge solide
US6637206B2 (en) * 2002-01-18 2003-10-28 Lavoy M. Thiessen Jr. Method and apparatus for combined steam boiler/combuster and gasifier
JP4472380B2 (ja) 2004-02-27 2010-06-02 住友大阪セメント株式会社 バイオマス半炭化燃料の製造方法及び装置
JP4276973B2 (ja) 2004-03-23 2009-06-10 財団法人電力中央研究所 バイオマス発電システム
FR2869555B1 (fr) * 2004-04-28 2006-08-04 Bio 3D Applic Soc Par Actions Systeme et procede pour recycler thermiquement des dechets, en particulier des pneumatiques usages non recycables (punr) entiers et des dechets fractionnes et assimiles
JP2006162198A (ja) * 2004-12-09 2006-06-22 Takuma Co Ltd 廃棄物のエネルギー有効利用方法
EP2227624B1 (en) * 2007-12-06 2020-04-29 Sustainable Energy Solutions, LLC Methods and systems for generating power from a turbine using pressurized nitrogen
CZ19731U1 (cs) * 2009-04-22 2009-06-15 Tuma@Stanislav Zarízení pro výrobu elektrické energie a tepla z biomasy
US9181509B2 (en) * 2009-05-22 2015-11-10 University Of Wyoming Research Corporation Efficient low rank coal gasification, combustion, and processing systems and methods
KR20110007400A (ko) * 2009-07-16 2011-01-24 한국에너지기술연구원 석탄의 용매추출공정용 황화합물 흡착제, 및 이를 이용한 황화합물 흡착방법과 석탄정제방법
FR2966837B1 (fr) * 2010-10-27 2013-08-16 Vicat Procede et installation pour la production de gaz de synthese
JP2012177485A (ja) 2011-02-25 2012-09-13 Daio Paper Corp 石炭ボイラの稼働方法及びボイラ設備
JP5584647B2 (ja) * 2011-04-08 2014-09-03 株式会社日立製作所 バイオマスの半炭化燃料の製造装置と製造方法、及び半炭化燃料を用いた発電システム
MX2013013639A (es) * 2011-05-23 2014-07-09 Jfe Eng Corp Metodo de tratamiento de fusion de desechos.
JP5836049B2 (ja) 2011-10-14 2015-12-24 三菱重工環境・化学エンジニアリング株式会社 白煙防止方法、及びこれを実現する装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1118422A (zh) * 1994-07-25 1996-03-13 株式会社金正产业 焚化废料的装置
CN2720279Y (zh) * 2004-06-17 2005-08-24 陈秋平 立式多炉垃圾热裂解炉

Also Published As

Publication number Publication date
CA2902417A1 (en) 2014-10-16
MY184043A (en) 2021-03-17
EP2985528B1 (en) 2017-05-31
AU2014251842B2 (en) 2017-02-09
US10184082B2 (en) 2019-01-22
WO2014168004A1 (ja) 2014-10-16
EP2985528A1 (en) 2016-02-17
EP2985528A4 (en) 2016-03-23
AU2014251842A1 (en) 2015-09-17
CN105026836A (zh) 2015-11-04
US20160024389A1 (en) 2016-01-28
JP6066809B2 (ja) 2017-01-25
CA2902417C (en) 2017-08-22
JP2014205730A (ja) 2014-10-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105026836B (zh) 生物质热解装置以及发电系统
CN106247342A (zh) 煤和生活垃圾耦合燃烧系统
CN107177381A (zh) 生物质固定床气化发电联产炭、热的装置及方法
Luo et al. Experimental study on combustion of biomass micron fuel (BMF) in cyclone furnace
CN105368499B (zh) 块状生物质上吸式固定床气化发电联产电、炭、热的工艺
CN106918038A (zh) 一种配风扇磨煤机制粉的生物质燃料低污染燃烧系统
JP2011117074A (ja) 高炉操業方法
JP2009191085A (ja) 固体燃料製造方法及びシステム、並びに固体燃料
JP2010043269A (ja) バイオマスの処理方法
CN108728165A (zh) 基于上吸式炭气联产炉的炭基肥生产资源综合利用方法
CN206112947U (zh) 一种煤和生活垃圾耦合燃烧系统
CN105402709A (zh) 一体化多功能无烟囱低碳燃气锅炉
JP2017040414A (ja) バイオマス利用方法及び装置
EP2236588B1 (en) Process for use of pyrolysis water
CN106468213B (zh) 一种利用煤尘、瓦斯和空气混合物爆炸发电的技术及方法
CN203586190U (zh) 用于对接锅炉、热交换器、供热系统的生物质燃烧装置
JP2009197113A (ja) 木質ペレットの製造システム
CN205418879U (zh) 一种生物质液化热载体输送装置
CN208635095U (zh) 新型生物质锅炉燃料预热干燥炉箅子系统
Stepien et al. Impact of biomass co-firing on selected parameters of a 225 MW power unit
JP2006299675A (ja) バイオマスから生成した可燃性ガスを利用したアスファルトプラント
Dunayevska et al. Miroshnichenko, ye
JP4960208B2 (ja) リグニン焚き発電プラント
KR101997506B1 (ko) 싸이클론 가스화기
JP6621193B2 (ja) 炭化ガス化装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20170811

Termination date: 20190326