CN105623681A - 发电系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了发电系统和方法，系统包括：移动床热解反应器、螺旋输送机和循环流化床锅炉，反应器包括：煤入口、热解油气出口和半焦出口；螺旋输送机分别与半焦出口和循环流化床锅炉相连；蓄热式辐射管，蓄热式辐射管在反应器的内部沿着反应器的高度方向多层布置，每层具有多根在水平方向上彼此平行的蓄热式辐射管；油气导出管道，油气导出管道与热解油气出口连通，并且油气导出管道的管壁上设置有通孔；布料器，布料器布置在反应器内部且位于反应器的顶部，布料器的入口与煤入口相连通，并且布料器具有多个一级排料通路。该系统可以有效抑制油气二次裂解，从而提高焦油收率，并且可以解决现有技术中煤热解工艺与发电耦合不稳定的问题。

Description

发电系统和方法

技术领域

本发明属于化工领域，具体而言，本发明涉及一种发电系统和方法。

背景技术

我国煤炭资源丰富，原煤除了部分用于炼焦、转化加工外，绝大部分用于直接燃烧。煤直接燃烧，导致煤炭中富含的油气资源还没有得到充分的提炼利用，而且直接燃烧热效率低，对环境破坏严重。煤的热解是将煤在惰性气氛下加热，制取半焦、煤气和焦油等产品，得到的这些产品，又可以梯级利用，对油气资源充分提取的同时，又提高了煤炭的综合利用效率。

煤热解工艺可分为外热式和内热式两类。外热式热效率低，挥发产物二次分解严重；内热式工艺克服了外热式的缺点，借助热载体(固体热载体和气体热载体)把热量传递给煤。气体热载体工艺，存在干馏气被冲稀，冷凝回收系统庞大，气体热值低，难以进一步综合利用的缺点。固体热载体工艺相对来说具有一定的优势，但是存在工艺复杂操作环节太多，制造成本高昂等缺点。此外，现有的干馏技术中存在油气二次裂解的问题，导致油收率偏低。并且现有煤热解工艺复杂且存在与电厂耦合不稳定的问题。

因此，现有的发电技术有待进一步改进。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种发电系统和方法，该系统可以有效抑制油气二次裂解，从而提高焦油收率，并且可以解决现有技术中煤热解工艺与发电耦合不稳定的问题。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种发电系统。根据本发明的实施例，该系统包括：移动床热解反应器、螺旋输送机和循环流化床锅炉，所述螺旋输送机设置在所述移动床热解反应器的下方，且所述螺旋输送机与所述循环流化床锅炉相连，

其中，所述移动床热解反应器包括：

煤入口、热解油气出口和半焦出口；

所述煤入口位于所述反应器的顶部；

所述热解油气出口位于所述反应器的顶壁和/或侧壁上；

所述半焦出口位于所述反应器的底部且所述半焦出口与所述螺旋送料机相连；

蓄热式辐射管，所述蓄热式辐射管在所述移动床热解反应器的内部沿着所述反应器的高度方向多层布置，每层具有多根在水平方向上彼此平行的蓄热式辐射管；

油气导出管道，所述油气导出管道与所述热解油气出口连通，并且所述油气导出管道的管壁上设置有通孔；以及

布料器，所述布料器布置在所述反应器内部且位于所述反应器的顶部，所述布料器的入口与所述煤入口相连通，并且所述布料器具有多个一级排料通路。

由此，根据本发明实施例的发电系统可以有效抑制油气二次裂解，从而提高焦油收率，并且可以解决现有技术中煤热解工艺与发电耦合不稳定的问题。

在本发明的一些实施例中，所述多个一级排料通路相对于所述布料器的中心轴对称分布。由此，可以使得煤料充分分散，从而提高煤料的热解效率。

在本发明的一些实施例中，所述一级排料通路各自具有一个或多个二级排料通路。由此，可以进一步提高煤料的热解效率。

在本发明的一些实施例中，所述二级排料通路各自具有一个或多个三级排料通路，优选具有一个或多个更高级的排料通路。由此，可以进一步提高煤料的热解效率。

在本发明的一些实施例中，在各级排料通路的分支处设有惰性气体入口，所述惰性气体入口与设置在所述反应器外部的储气罐相连。由此，可以避免煤料堵塞各级排料管路，从而保证系统的稳定性。

在本发明的一些实施例中，所述油气导出管道沿所述反应器的高度方向多层布置，每层具有多根在水平方向上彼此平行的油气导出管道。由此，可以显著提高反应器中的油气导出效率。

在本发明的一些实施例中，所述油气导出管道与所述蓄热式辐射管平行布置，且所述蓄热式辐射管各自的左右两侧对称设置有两根油气导出管道。由此，可以进一步提高反应器中的油气导出效率。

在本发明的一些实施例中，所述油气导出管道与邻近的所述蓄热式辐射管的管壁之间距离为所述油气导出管道管径d的1/2-3倍。由此，可以进一步提高反应器中的油气导出效率。

在本发明的一些实施例中，所述油气导出管道的管壁上设置有多个通孔。由此，可以进一步提高反应器中的油气导出效率。

在本发明的一些实施例中，所述通孔在所述油气导出管道的长度方向上均匀分布。由此，可以进一步提高反应器中的油气导出效率。

在本发明的一些实施例中，所述蓄热式辐射管的两侧管壁上分别设置有挡板，所述挡板位于所述油气导出管道的上方，且覆盖所述油气导出管道的全部竖向投影。由此，不仅可以有效防止油气导出管道的堵塞，而且可以将下落的煤料打散，从而提高煤料热解效率。

在本发明的一些实施例中，所述挡板从所述蓄热式辐射管的管壁的竖直切面的相切线为起点，呈一定角度向下延伸至所述油气导出管道的竖直切面。

在本发明的一些实施例中，所述角度为40-90度，不含90度。

在本发明的一些实施例中，同一层所述油气导出管道连通至同一个所述热解油气出口。

在本发明的一些实施例中，相邻两层或更多层的油气导出管道连接至同一个热解油气出口。由此，可以进一步提高反应器中的油气导出效率。

在本发明的一些实施例中，所述油气导出管道通过集气管与所述热解油气出口连通。由此，可以进一步提高反应器中的油气导出效率。

在本发明的一些实施例中，同一层所述油气导出管道通过同一根所述集气管连通至同一个所述热解油气出口。由此，可以进一步提高反应器中的油气导出效率。

在本发明的一些实施例中，相邻两层或更多层的油气导出管道通过两根或更多根所述集气管连通至同一个所述热解油气出口，并且所述油气导出管的层数与所述集气管的根数相同。由此，可以进一步提高反应器中的油气导出效率。

在本发明的一些实施例中，在水平方向上彼此平行的蓄热式辐射管均匀分布。由此，可以显著提高煤料的热解效率。

在本发明的一些实施例中，沿所述反应器的高度方向布置的蓄热式辐射管彼此平行并且错开布置。由此，可以显著提高煤料的热解效率。

在本发明的一些实施例中，所述发电系统进一步包括：煤料斗；提升管干燥器，所述提升管干燥器具有烟气入口、煤料入口和混合物料出口，所述烟气入口与所述蓄热式辐射管上的烟气出口相连，所述煤料入口与所述煤料斗相连；干燥旋风分离器，所述干燥旋风分离器具有混合物料入口、尾气出口和干燥煤料出口，所述混合物料入口与所述混合物料出口相连；热解料斗，所述热解料斗具有干燥煤料入口和煤料出口，所述干燥煤料入口与所述干燥煤料出口相连；星形进料器，所述星形进料器具有进料口和出料口，所述进料口与所述煤料出口相连，所述出料口与所述煤入口相连。由此，不仅可以实现烟气余热的再利用，而且可以显著提高后续的煤料热解效率。

在本发明的一些实施例中，所述发电系统进一步包括：尾气引风机，所述尾气引风机具有烟气进口和出烟口，所述烟气进口与所述尾气出口相连；尾气净化装置，所述尾气净化装置具有进烟口和净化气出口，所述进烟口与所述出烟口相连；以及烟囱，所述烟囱具有净化气入口，所述净化气入口与所述净化气出口相连。

在本发明的一些实施例中，所述发电系统进一步包括：热解旋风分离器，所述热解旋风分离器具有油气进口、固体颗粒出口和净化油气出口，所述油气进口与所述热解油气出口相连，所述固体颗粒出口与所述螺旋输送机相连；冷凝回收装置，所述冷凝回收装置具有净化油气入口和燃料气出口，所述净化油气入口与所述净化油气出口相连；第一燃气引风机，所述第一燃气风机具有第一燃气入口和第一燃气出口，所述第一燃气入口与所述燃气出口相连；燃气罐，所述燃气罐具有第一燃气入口和储罐燃气出口，所述第一燃气入口与所述第一燃气出口相连；以及第二燃气引风机，所述第二燃气引风机具有第二燃气入口和第二燃气出口，所述第二燃气入口与所述储罐燃气出口相连，所述第二燃气出口与所述蓄热式辐射管的燃气入口相连。

在本发明的另一个方面，本发明提出了一种发电方法。根据本发明的实施例，该方法是采用上述的发电系统进行的。根据本发明的具体实施例，该方法包括：

将煤供给至所述移动床热解反应器中进行热解处理，以便得到半焦和热解油气；

将所述半焦通过所述螺旋输送机供给至所述循环流化床锅炉进行燃烧发电。

由此，根据本发明实施例的发电方法可以有效抑制油气二次裂解，从而提高焦油收率，并且可以解决现有技术中煤热解工艺与发电耦合不稳定的问题。

在本发明的一些实施例中，所述发电方法进一步包括：将所述热解油气供给至所述热解旋风分离器进行分离处理，以便得到固体颗粒和净化油气，并将所述固体颗粒供给至所述螺旋输送机；将所述净化油气供给至所述冷凝回收装置进行冷凝处理，以便得到焦油和燃料气；将所述燃料气经所述第一燃气引风机供给至所述燃气罐中进行储存；将所述燃气罐中的燃气经第二燃气引风机供给至所述蓄热式辐射管作为燃料使用。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明一个实施例的发电系统结构示意图；

图2是根据本发明一个实施例的发电系统中的移动床热解反应器的部分结构示意图；

图3是根据本发明再一个实施例的发电系统结构示意图；

图4是根据本发明又一个实施例的发电系统结构示意图；

图5是根据本发明又一个实施例的发电系统结构示意图；

图6是根据本发明一个实施例的发电方法流程示意图；

图7是根据本发明再一个实施例的发电方法流程示意图；

图8是根据本发明又一个实施例的发电方法流程示意图；

图9是根据本发明又一个实施例的发电方法流程示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种发电系统。下面参考图1-5对本发明实施例的发电系统进行详细描述。根据本发明的实施例，该发电系统包括：移动床热解反应器100、螺旋输送机200和循环流化床锅炉300。

根据本发明的实施例，移动床热解反应器100包括：煤入口101、蓄热式辐射管11、油气导出管道12、布料器13、热解油气出口102和半焦出口103。

根据本发明的实施例，煤入口101位于反应器100的顶部，且适于将煤料供给至反应器内。

根据本发明的实施例，热解油气出口102可以设置在反应器100的顶壁和/或侧壁上，具体的，热解油气出口102可以为多个，并且多个热解油气出口102分别设置在反应器100的顶壁和/或侧壁上。发明人发现，通过采用顶壁出气和/或侧壁出气结合的方式，可以使得热解油气中的半焦被沉降分离，从而显著降低热解油气的含尘率。

根据本发明的实施例，半焦出口103可以设置在反应器的底部，且适于将热解生成的半焦排出反应器。

根据本发明的实施例，蓄热式辐射管11在移动床热解反应器100的内部沿着反应器的高度方向多层布置，每层具有多根在水平方向上彼此平行的蓄热式辐射管，根据本发明的具体实施例，在水平方向上彼此平行的蓄热式辐射管均匀分布，优选地，沿反应器的高度方向布置的蓄热式辐射管彼此平行并且错开布置。根据本发明的具体示例，蓄热式辐射管的管径可以为100～300mm。由此，可以显著提高煤料的热解效率，进而提高焦油收率。

根据本发明的实施例，相邻蓄热式辐射管外壁间的水平距离为200～500mm，相邻蓄热式辐射管外壁间的竖直距离为200～700mm。需要解释的是，相邻蓄热式辐射管外壁间的水平距离可以理解为在同层上蓄热式辐射管外壁间的距离，而相邻蓄热式辐射管外壁间的竖直距离可以理解为相邻上下两层间的相邻蓄热式辐射管外壁间的距离。

根据本发明的实施例，多层蓄热式辐射管的层数可以为10-25层。发明人发现，该种结构布置可以使得反应器内温度场分布均匀，从而可以显著提高煤料的热解效率，进而提高焦油的收率。

根据本发明的实施例，蓄热式辐射管可以为单向蓄热式燃气蓄热式辐射管，即通过蓄热式辐射管管体将燃烧燃气产生的热量以辐射的方式进行供热。根据本发明的具体实施例，蓄热式辐射管上可以设置有燃气调节阀(未示出)。由此，可以通过调整燃气调节阀调节通入蓄热式辐射管的燃气的流量来等实现对热解过程的精确控温，从而可以显著提高煤料的热解效率，进而提高焦油的收率。

具体的，蓄热式辐射管沿水平方向从反应器侧壁的一侧伸入到反应器中且贯穿反应器，即蓄热式辐射管沿水平方向从反应器侧壁的一侧伸入反应器中且穿出反应器的另一侧壁，并且蓄热式辐射管的两端均伸出反应器侧壁，其中，蓄热式辐射管上的燃料入口位于蓄热式辐射管上伸出反应器的一端，蓄热式辐射管上的烟气出口位于蓄热式辐射管上伸出反应器的另一端，或者蓄热式辐射管上的燃料入口和烟气出口位于蓄热式辐射管上的同一端。通过调整通入蓄热式辐射管的燃气的流量等实现对热解过程的精确控温，并且蓄热式辐射管采用定期换向的燃烧方式，使得单个蓄热式辐射管的温度场相差不大于30℃，从而保证反应器内温度场的均匀性，例如通过调整通入蓄热式辐射管的燃气的流量使得反应器内上段区域的蓄热式辐射管的调节温度范围为500～800℃，保证煤料的充分热解，通过调整通入蓄热式辐射管的燃气的流量使得反应器内下段区域的蓄热式辐射管的调节温度范围为450～650℃，从而进一步加热一部分没有完全热解的煤料。

根据本发明的实施例，油气导出管道12与热解油气出口102连通，并且油气导出管道12的管壁上设置有通孔。由此，通过设置油气导出管道，使得热解过程中产生的热解油气快速导出，从而有效抑制油气二次裂解，提高焦油收率。

根据本发明的具体实施例，油气导出管道12沿反应器的高度方向多层布置，每层具有多根在水平方向上彼此平行的油气导出管道。

根据本发明的具体实施例，油气导出管道12与蓄热式辐射管11平行布置，且蓄热式辐射管11的左右两侧对称设置有两根油气导出管道12。发明人发现，通过在每根蓄热式辐射管两侧安装油气导出管道，热解产生的油气通过导出管道被迅速导出，从而有效地抑制了油气的二次裂解，进而提高焦油的收率(焦油的收率达到了铝甑含油率的94％)，经济效益好。根据本发明的具体示例，油气导出管道的管径可以为30～80mm。

根据本发明的具体实施例，如图2所示，油气导出管道与邻近的蓄热式辐射管的管壁之间距离为油气导出管道管径d的1/2-3倍。由此可以立刻导出产生的热解油气，避免热解油裂解，提高焦油产率。

根据本发明的具体实施例，油气导出管道12的管壁上设置有多个通孔，优选地，多个通孔在油气导出管道12的长度方向上均匀分布。由此可以便于热解油气快速导出。

根据本发明的具体实施例，如图1所示，布料器13布置在反应器的顶部，布料器13的入口与反应器的煤入口101相连通，并且布料器13具有多个一级排料通路14，任选每个一级排料通路具有多个二级排料通路15。根据本发明的具体实施例，所述一级排料通路14相对于布料器13的轴向对称分布。根据本发明的具体示例，布料器13可以具有n+1个一级排料通路14，n为3-8，一个一级排料通路14设置在布料器13的中间，其余n个一级排料通路14在布料器13的轴向上均匀地间隔开分布。由此，通过设置布料器可以使煤料均匀的散落入反应器中，从而使煤料充分热解。

根据本发明的具体实施例，每个二级排料通路15具有多个三级排料通路(未示出)，优选具有多个更高级的排料通路。由此布料器13由上往下呈多分支状布置，可以将煤料分为7-14个分支，每部分煤料可以均匀的散落入反应器中。布料器13的排料通路均为管径50～300mm的圆形管。通过设置多个三级排料器可以使煤料更加均匀的散落入反应器中，进一步地提高煤料热解效率，进而提高焦油产率。

根据本发明的具体实施例，任选在不同级的排料通路的连接处具有惰性气体入口104，即在排料通路的分支处设有惰性气体入口，惰性气体入口与设置在反应器100外的储气罐(未示出)相连。由此，通过在不同级的排料通路的连接处设置有惰性气体入口，使用氮气吹扫管线，从而可以避免煤料堵塞。优选地，布料器的入口处设有惰性气体吹扫件，从而使得煤料能够顺利的落入各级排料通路。

根据本发明的具体实施例，如图2所示，蓄热式辐射管11的两侧管壁上分别设置有挡板16，挡板16位于油气导出管道12的上方，且覆盖油气导出管道12的全部竖向投影。通过在蓄热式辐射管11的两侧管壁上设置挡板16，可以防止煤料下降过程中摩擦油气导出管道，进而延长油气导出管道的寿命；并且挡板16还能起到对煤料的引流作用，防止煤料卡在蓄热式辐射管与油气导出管道之间，造成煤料堵塞。

根据本发明的具体实施例，如图2所示，挡板16从蓄热式辐射管11的管壁的竖直切面A(A1)的相切线为起点，呈一定角度α向下延伸至油气导出管道12的竖直切面B(B1)，角度α为40-90度，不含90度。由此使得挡板的最短长度是能够遮挡油气导出管道。

根据本发明的具体实施例，同一层油气导出管道12连通至同一个热解油气出口103。由此可以将油气汇集，简化工艺并提高焦油产率，同时可以便于油气导出。

根据本发明的具体实施例，相邻两层或更多层的油气导出管道12连接至同一个热解油气出口102。由此，可以进一步简化工艺。

根据本发明的具体实施例，如图1所示，反应器内具有集气管17，油气导出管道12通过集气管17与热解油气出口102连通，使得反应器内的热解油气被油气导出管道收集后经集气管供给至热解油气出口，即集气管17分别与油气导出管道12和热解油气出口102相连。

根据本发明的具体实施例，同一层油气导出管道12可以通过同一根集气管17连通至同一个热解油气出口102，即同一层油气导出管道12和同一个热解油气出口102分别连接同一根集气管17。由此可以将油气汇集，简化工艺并提高焦油产率，同时可以便于油气导出。

根据本发明的具体实施例，相邻两层或更多层的油气导出管道12可以通过两根或更多根的集气管17连通至同一个热解油气出口102，即油气导出管道的层数与集气管的根数相同，同一层的油气导出管道通过一根集气管与同一个热解油气出口相连，并且多根集气管最终汇集至同一个热解油气出口，例如如图1所示，中间相邻两层的油气导出管道12通过两根集气管17连通至同一个热解油气出口102。

根据本发明的实施例，反应器顶部区域可以呈球面型或锥形。

根据本发明的实施例，反应器的底部可以呈倒锥形。由此，可以使得热解生成的半焦顺利排出反应器。

根据本发明的实施例，反应器的高度可以为3～20m。由此，可以实现对煤料的完全热解。

根据本发明的实施例，螺旋输送机200设置在移动床热解反应器100的下方，并且螺旋输送机200与半焦出口103相连。

根据本发明的实施例，循环流化床锅炉300具有半焦入口301和灰渣出口302，其中，半焦入口301与螺旋输送机200相连，且适于将反应器内热解产生的半焦通过螺旋输送机供给至循环流化床锅炉进行燃烧发电。

根据本发明实施例的发电系统通过使用多组蓄热式辐射管为热解过程提供热源，可以通过调整通入蓄热式辐射管的燃气的流量来实现对热解过程的精确控温，并且蓄热式辐射管通过蓄热式燃烧，保证了温度场的均匀性，从而可以显著提高煤料的热解效率，进而提高焦油的收率，同时较传统的使用气体热载体或固体热载体作为热解热源的热解反应装置相比，本发明的移动床热解反应器不需要设置预热单元和载体分离单元，从而可以极大简化热解反应工艺流程，进而显著降低装置的故障率且所得焦油中含尘率较低，并且排烟温度低，其次本发明通过在蓄热式辐射管的周围布置油气导出管道，可以将热解产生的油气迅速导出，从而有效地抑制了油气的二次裂解，进而提高焦油的收率，另外通过在油气导出管道的上方设置挡板，不仅可以有效防止油气导出管道的堵塞，而且可以将下落的煤料打散，使得煤料在反应器中均匀分散，从而提高煤料的热解效率，并且通过将移动床热解反应器产生的半焦送入循环流化床锅炉进行发电，经济效益好，同时与电厂耦合好且运行稳定。

具体的，通过调整燃气管道上的调节阀调节通入单向蓄热式辐射管的燃气的流量等实现对热解过程的精确控温，使得蓄热式辐射管温度为500～700℃，煤料经煤入口进入反应器内，煤料均匀散落在反应器内且被加热至500～600℃发生热解反应，生成的热解油气的一部分经设置在蓄热式辐射管周围的油气导出管道汇集至热解油气出口被快速导出(每2-3层油气导出管道为一组，热解产生的油气通过油气导出管道以组为单元在2秒内汇集到一起)，而另一部分经设置在反应器顶端的热解油气出口排出，并且煤料在下落过程中被设置在油气导出管道上方的挡板打散在反应器中均匀分散，煤料在反应器中停留时间为5～40分钟，而得到的半焦经螺旋输送机供给至循环流化床锅炉进行燃烧发电。

参考图3，根据本发明实施例的发电系统进一步包括：煤料斗400、提升管干燥器500、干燥旋风分离器600、热解料斗700和星形进料器800。

根据本发明的实施例，煤料斗400适于存储煤原料。需要说明的是，本文中的“煤料斗”可以为现有技术中存在的可以用于储存煤料的任何装置。

根据本发明的实施例，提升管干燥器500具有烟气入口501、煤料入口502和混合物料出口503，烟气入口501与蓄热式辐射管上的烟气出口(未示出)相连，煤料入口502与煤料斗400相连，且适于在将煤进行热解反应之前，采用蓄热式辐射管中的热烟气对煤料进行干燥和提升，得到含有干燥的煤料和尾气的混合物料。具体的，蓄热式辐射管中得到的热烟气的温度可以为200～250℃。由此，不仅可以充分利用烟气的余热，使得系统能耗显著降低，而且可以有效避免煤料温度过高带来的着火安全隐患。

根据本发明的实施例，干燥旋风分离器600具有混合物料入口601、尾气出口602和干燥物料出口603，混合物料入口601与混合物料出口503相连，且适于将干燥旋风分离器得到的含有干燥的煤料和尾气的混合物料进行分离处理，从而可以干燥煤料和尾气(70～110℃)。

根据本发明的实施例，热解料斗700具有干燥煤料入口701和煤料出口702，干燥煤料入口701与干燥煤料出口603相连，且适于将经干燥旋风分离器分离得到的干燥煤料存储在热解料斗中。

根据本发明的实施例，星形进料器800具有进料口801和出料口802，进料801与煤料出口702相连，出料口802与煤入口101相连，且适于将热解料斗中存储的干燥煤料供给至移动床热解反应器中进行热解处理。

参考图4，根据本发明实施例的发电系统进一步包括：尾气引风机900、尾气净化装置1000和烟囱1100。

根据本发明的实施例，尾气引风机900具有烟气进口901和出烟口902，烟气进口901与尾气出口602相连，且适于将经干燥旋风分离器得到的尾气供给至后续的尾气净化装置1000中进行净化处理。

根据本发明的实施例，尾气净化装置1000具有进烟口1001和净化气出口1002，进烟口1001与出烟口902相连，且适于对尾气进行净化处理，从而可以得到净化尾气。需要说明的是，本领域技术人员可以根据实际需要对尾气净化装置的具体类型进行选择。

根据本发明的实施例，烟囱1100具有净化气入口1101，净化气入口1101与净化气出口1002相连，且适于将所得净化尾气经烟囱排出。

参考图5，根据本发明实施例的发电系统进一步包括：热解旋风分离器1200、冷凝回收装置1300、第一燃气引风机1400、燃气罐1500和第二燃气引风机1600。

根据本发明的实施例，热解旋风分离器1200具有油气进口1201、固体颗粒出口1202和净化油气出口1203，油气进口1201与热解油气出口102相连，固体颗粒出口1202与螺旋输送机相连，且适于将移动床热解反应器得到的热解油气进行旋风分离处理，并将旋风分离器分离得到的半焦颗粒输送至螺旋送料机。由此，可以显著提高后续所得油品和燃气的品质。需要说明的是，本领域技术人员可以根据实际需要选择二级旋风分离器对热解油气进行处理。

根据本发明的实施例，冷凝回收装置1300具有净化油气入口1301和燃料气出口1302，净化油气入口1301与净化油气出口1203相连，且适于将热解旋风分离器中分离得到的净化油气进行冷凝处理，从而可以实现净化油气中焦油和燃料气的分离。需要说明的是，本领域技术人员可以根据实际需要对冷凝回收装置的具体类型进行选择。

根据本发明的实施例，第一燃气引风机1400具有第一燃气入口1401和第一燃气出口1402，第一燃气入口1401与燃料气出口1302相连，且适于冷凝回收装置中分离得到的燃气供给至后续的燃气罐中进行储存。

根据本发明的实施例，燃气罐1500具有第一燃气进口1501和储罐燃气出口1502，第一燃气进口1501与第一燃气出口1402相连，且适于存储冷凝分离得到的燃气。

根据本发明的实施例，第二燃料引风机1600具有第二燃气入口1601和第二燃气出口1602，第二燃气入口1601与储罐燃气出口1502相连，第二燃气出口1602与蓄热式辐射管的燃气入口(未示出)相连，且适于将燃气供给至蓄热式辐射管作为燃料使用。

如上所述，根据本发明实施例的发电系统可以具有选自下列的优点至少之一：

根据本发明实施例的发电系统通过采取蓄热式辐射管移动床工艺，反应系统结构简单，操作方便，温度分布均匀，加热效果好。

根据本发明实施例的发电系统采用分料板分布物料技术，使煤料在反应器内均匀分布，充分热解，提高焦油收率。

据本发明实施例的发电系统能够处理10mm以下的颗粒煤，原料煤利用率高，适于推广。

据本发明实施例的发电系统在每根蓄热式辐射管周围安装油气快速导出管道，有效地抑制了油气的二次裂解，提高了焦油收率，经济效益好。

据本发明实施例的发电系统通过将热解半焦送入循环流化床燃烧发电，实现油电联产，经济效益好，并且移动床热解反应器与电厂耦合好，运行稳定。

在本发明的第二个方面，本发明提出了一种发电方法。根据本发明的实施例，该方法是采用上述描述的发电系统进行的。下面参考图6-9对本发明实施例的发电方法进行详细描述。根据本发明的实施例，该方法包括：

S100：将煤供给至移动床热解反应器中进行热解处理

根据本发明的实施例，将煤供给至移动床热解反应器中进行热解处理，将燃料和空气分别供给至蓄热式辐射管中，使得燃料在蓄热式辐射管中燃烧产生热量对煤料辐射加热进行热解处理，从而可以得到热解油气和半焦。

根据本发明的一个实施例，煤料的粒度并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的具体实施例，煤料的粒度可以不高于10mm。根据本发明的再一个实施例，煤料的热解时间为5～40分钟。

具体的，可以通过调整通入蓄热式辐射管的燃气的流量等实现对热解过程的精确控温，并且蓄热式辐射管采用定期换向的燃烧方式，使得单个蓄热式辐射管的温度场相差不大于30℃，从而保证反应器内温度场的均匀性，例如通过调整通入蓄热式辐射管的燃气的流量使得反应器内上段区域的蓄热式辐射管的调节温度范围为500～800℃，保证煤料的充分热解，通过调整通入蓄热式辐射管的燃气的流量使得反应器内下段区域的蓄热式辐射管的调节温度范围为450～650℃，从而进一步加热一部分没有完全热解的煤料。

S200：将半焦通过螺旋输送机供给至循环流化床锅炉进行燃烧发电

根据本发明的实施例，将移动床热解反应器中产生的热解半焦通过螺旋输送机供给至循环流化床锅炉进行燃烧发电。

根据本发明实施例的发电方法通过使用多组蓄热式辐射管为热解过程提供热源，可以通过调整通入蓄热式辐射管的燃气的流量来实现对热解过程的精确控温，并且蓄热式辐射管通过蓄热式燃烧，保证了温度场的均匀性，从而可以显著提高煤料的热解效率，进而提高焦油的收率，同时较传统的使用气体热载体或固体热载体作为热解热源的热解反应装置相比，本发明的移动床热解反应器不需要设置预热单元和载体分离单元，从而可以极大简化热解反应工艺流程，进而显著降低装置的故障率且所得焦油中含尘率较低，并且排烟温度低，其次本发明通过在蓄热式辐射管的周围布置油气导出管道，可以将热解产生的油气迅速导出，从而有效地抑制了油气的二次裂解，进而提高焦油的收率，另外通过在油气导出管道的上方设置挡板，不仅可以有效防止油气导出管道的堵塞，而且可以将下落的煤料打散，使得煤料在反应器中均匀分散，从而提高煤料的热解效率，并且通过将移动床热解反应器产生的半焦送入循环流化床锅炉进行发电，经济效益好，同时与电厂耦合好且运行稳定。

具体的，通过调整燃气管道上的调节阀调节通入单向蓄热式辐射管的燃气的流量等实现对热解过程的精确控温，使得蓄热式辐射管温度为500～700℃，煤料经煤入口进入反应器内，煤料均匀散落在反应器内且被加热至500～600℃发生热解反应，生成的热解油气的一部分经设置在蓄热式辐射管周围的油气导出管道汇集至热解油气出口被快速导出(每2-3层油气导出管道为一组，热解产生的油气通过油气导出管道以组为单元在2秒内汇集到一起)，而另一部分经设置在反应器顶端的热解油气出口排出，并且煤料在下落过程中被设置在油气导出管道上方的挡板打散在反应器中均匀分散，煤料在反应器中停留时间为5～40分钟，而得到的半焦经螺旋输送机供给至循环流化床锅炉进行燃烧发电。

参考图7，根据本发明实施例的发电方法进一步包括：

S300：将蓄热式辐射管中的热烟气供给至提升管干燥器中对煤料进行干燥和提升

根据本发明的实施例，在将煤料供给至移动床热解反应器中进行热解反应之前，预先将蓄热式辐射管中的热烟气供给至提升管干燥器中对来自煤料斗的煤料进行干燥和提升，得到含有干燥的煤料和尾气的混合物料。具体的，蓄热式辐射管中得到的热烟气的温度可以为200～250℃。由此，不仅可以充分利用烟气的余热，使得系统能耗显著降低，而且可以有效避免煤料温度过高带来的着火安全隐患。

S400：将含有干燥的煤料和尾气的混合物料输送至干燥旋风分离器进行分离处理，并将分离得到的干燥煤料输送至热解料斗中

根据本发明的实施例，将含有干燥的煤料和尾气的混合物料输送至干燥旋风分离器进行分离处理，从而可以干燥煤料和尾气(70～110℃)，并将分离得到的干燥煤料供给至热解料斗中进行储存。

S500：将干燥煤料经星形进料器供给至移动床热解反应器

根据本发明的实施例，将存储在热解料斗中的干燥煤料经星形进料器供给至移动床热解反应器中进行热解处理。由此，可以显著提高煤料的热解效率。

参考图8，根据本发明实施例的发电方法进一步包括：

S600：将尾气经尾气引风机供给至尾气净化装置中进行净化处理

根据本发明的实施例，将经干燥旋风分离器得到的尾气供给至尾气净化装置进行净化处理，从而可以得到净化尾气，并将所得到的净化尾气经烟囱排出。需要说明的是，本领域技术人员可以根据实际需要对尾气净化装置的具体类型进行选择。

参考图9，根据本发明实施例的发电方法进一步包括：

S700：将热解油气输送至热解旋风分离器进行分离处理

根据本发明的实施例，将移动床热解反应器得到的热解油气进行旋风分离处理，从而可以分离得到半焦颗粒和净化油气，并将旋风分离器分离得到的半焦颗粒输送至螺旋送料机。由此，可以显著提高后续所得油品和燃气的品质。需要说明的是，本领域技术人员可以根据实际需要选择二级旋风分离器对热解油气进行处理。

S800：将净化油气供给至冷凝回收装置进行冷凝处理

根据本发明的实施例，将热解旋风分离器分离得到的净化油气供给至冷凝回收装置中进行冷凝处理，从而可以实现净化油气中焦油和燃料气的分离。需要说明的是，本领域技术人员可以根据实际需要对冷凝回收装置的具体类型进行选择。

S900：将燃料气经第一燃气引风机输送至燃气罐中，并将存储在燃气罐中的燃气经第二燃气引风机供给至蓄热式辐射管

根据本发明的实施例，将冷凝回收装置中分离得到的燃气经第一燃气引风机输送至燃气罐中，并将存储在燃气罐中的燃气经第二燃气引风机供给至蓄热式辐射管作为燃料使用。

需要说明的是，上述针对发电系统所描述的特征和优点同样适于该发电方法，此处不再赘述。

下面参考具体实施例，对本发明进行描述，需要说明的是，这些实施例仅仅是描述性的，而不以任何方式限制本发明。

实施例

采用图1-5的发电系统对煤料进行处理，煤料的基础数据、工艺操作参数和物料平衡见表1-2。

表1：胜沃长焰煤基础数据

表2：工艺操作参数

序号	参数名称	参数值	序号	参数名称	参数值
						1	上部辐射管壁面温度	610℃		反应器下部温度	535℃
2	中部辐射管壁面温度	610℃		反应器出口温度	500℃
						3	下部辐射管壁面温度	560℃		旋风出口温度	480℃
4	反应器上部温度	500℃		反应器压力	1.7Kpa
						5	反应器中部温度	535℃

处理量为100万吨/年煤快速热解产油联合循环流化床锅炉发电系统，得到的焦油产率高达9％，是铝甑含油率的96％，产生的热解半焦直接送入循环流化床锅炉燃烧发电。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种发电系统，其特征在于，包括：移动床热解反应器、螺旋输送机和循环流化床锅炉，所述螺旋输送机设置在所述反应器的下方，且所述螺旋输送机与所述循环流化床锅炉相连，

其中，所述移动床热解反应器包括：

煤入口、热解油气出口和半焦出口；

所述煤入口位于所述反应器的顶部；

所述热解油气出口位于所述反应器的顶壁和/或侧壁上；

所述半焦出口位于所述反应器的底部，并且所述半焦出口与所述螺旋送料机相连；

蓄热式辐射管，所述蓄热式辐射管在所述移动床热解反应器的内部沿着所述反应器的高度方向多层布置，每层具有多根在水平方向上彼此平行的蓄热式辐射管；

油气导出管道，所述油气导出管道与所述热解油气出口连通，并且所述油气导出管道的管壁上设置有通孔；以及

布料器，所述布料器布置在所述反应器内部且位于所述反应器的顶部，所述布料器的入口与所述煤入口相连通，并且所述布料器具有多个一级排料通路。

2.根据权利要求1所述的发电系统，其特征在于，所述多个一级排料通路相对于所述布料器的中心轴对称分布，

任选的，所述一级排料通路各自具有一个或多个二级排料通路，

任选的，所述二级排料通路各自具有一个或多个三级排料通路，优选具有一个或多个更高级的排料通路，

任选的，在各级排料通路的分支处设有惰性气体入口，所述惰性气体入口与设置在所述反应器外部的储气罐相连。

3.根据权利要求1或2所述的发电系统，其特征在于，所述油气导出管道沿所述反应器的高度方向多层布置，每层具有多根在水平方向上彼此平行的油气导出管道，

任选的，所述油气导出管道与所述蓄热式辐射管平行布置，且所述蓄热式辐射管各自的左右两侧对称设置有两根油气导出管道，

任选的，所述油气导出管道与邻近的所述蓄热式辐射管的管壁之间距离为所述油气导出管道管径d的1/2-3倍。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的发电系统，其特征在于，所述油气导出管道的管壁上设置有多个通孔，优选地，所述通孔在所述油气导出管道的长度方向上均匀分布。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的发电系统，其特征在于，所述蓄热式辐射管的两侧管壁上分别设置有挡板，所述挡板位于所述油气导出管道的上方，且覆盖所述油气导出管道的全部竖向投影，

任选的，所述挡板从所述蓄热式辐射管的管壁的竖直切面的相切线为起点，呈一定角度向下延伸至所述油气导出管道的竖直切面，优选所述角度为40-90度，不含90度，

任选的，同一层所述油气导出管道连通至同一个所述热解油气出口，

任选的，相邻两层或更多层的油气导出管道连接至同一个热解油气出口，

任选的，所述油气导出管道通过集气管与所述热解油气出口连通，

任选的，同一层所述油气导出管道通过同一根所述集气管连通至同一个所述热解油气出口，

任选的，相邻两层或更多层的油气导出管道通过两根或更多根所述集气管连通至同一个所述热解油气出口，

任选的，在水平方向上彼此平行的蓄热式辐射管均匀分布，优选地，沿所述反应器的高度方向布置的蓄热式辐射管彼此平行并且错开布置。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的发电系统，其特征在于，进一步包括：

煤料斗；

提升管干燥器，所述提升管干燥器具有烟气入口、煤料入口和混合物料出口，所述烟气入口与所述蓄热式辐射管上的烟气出口相连，所述煤料入口与所述煤料斗相连；

干燥旋风分离器，所述干燥旋风分离器具有混合物料入口、尾气出口和干燥煤料出口，所述混合物料入口与所述混合物料出口相连；

热解料斗，所述热解料斗具有干燥煤料入口和煤料出口，所述干燥煤料入口与所述干燥煤料出口相连；

星形进料器，所述星形进料器具有进料口和出料口，所述进料口与所述煤料出口相连，所述出料口与所述煤入口相连。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的发电系统，其特征在于，进一步包括：

尾气引风机，所述尾气引风机具有烟气进口和出烟口，所述烟气进口与所述尾气出口相连；

尾气净化装置，所述尾气净化装置具有进烟口和净化气出口，所述进烟口与所述出烟口相连；以及

烟囱，所述烟囱具有净化气入口，所述净化气入口与所述净化气出口相连。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的发电系统，其特征在于，进一步包括：

热解旋风分离器，所述热解旋风分离器具有油气进口、固体颗粒出口和净化油气出口，所述油气进口与所述热解油气出口相连，所述固体颗粒出口与所述螺旋输送机相连；

冷凝回收装置，所述冷凝回收装置具有净化油气入口和燃料气出口，所述净化油气入口与所述净化油气出口相连；

第一燃气引风机，所述第一燃气风机具有第一燃气入口和第一燃气出口，所述第一燃气入口与所述燃气出口相连；

燃气罐，所述燃气罐具有第一燃气进口和储罐燃气出口，所述第一燃气入口与所述第一燃气出口相连；以及

第二燃气引风机，所述第二燃气引风机具有第二燃气入口和第二燃气出口，所述第二燃气入口与所述储罐燃气出口相连，所述第二燃气出口与所述蓄热式辐射管的燃气入口相连。

9.一种利用权利要求1-8任一项所述的发电系统进行发电的方法，其特征在于，包括：

将煤供给至所述移动床热解反应器中进行热解处理，以便得到半焦和热解油气；

将所述半焦通过所述螺旋输送机供给至所述循环流化床锅炉进行燃烧发电。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，进一步包括：

将所述热解油气供给至所述热解旋风分离器进行分离处理，以便得到固体颗粒和净化油气，并将所述固体颗粒供给至所述螺旋输送机；

将所述净化油气供给至所述冷凝回收装置进行冷凝处理，以便得到焦油和燃料气；

将所述燃料气经所述第一燃气引风机供给至所述燃气罐中进行储存；

将所述燃气罐中的燃气经第二燃气引风机供给至所述蓄热式辐射管作为燃料使用。