CN108359497A - 一种生物质气化系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种生物质气化系统，包括生物质进料装置、生物质气化装置、汽包和分离器。分离器至少包括一级分离器。生物质气化装置与一级分离器相连，一级分离器下方回料管与生物质气化装置下部相连。一级分离器烟气出口连接有气化气管道；汽包设置在气化气管道上方。汽包与气化气管道之间设置有若干个热管，热管两端分别设置在汽包和气化气管道内。气化气管道末端设有气化气连接管与大型煤粉炉相连，且气化气连接管上设有增压风机。生物质气化装置底部设有布风装置通入气化剂。分离器还包括二级分离器时，气化气管道连接在一级分离器与二级分离器之间。二级分离器与大型煤粉炉气体燃烧器连接。本发明使生物质与煤粉联合利用高效、安全、可靠。
Description
技术领域
本发明涉及一种生物质气化系统，尤其涉及一种与大型煤粉炉联合发电的生物质气化系统，属于气化燃烧领域。
背景技术
由于生物质具有水分含量较多、挥发份高、燃料密度小、结构比较松散等特点，在与大型煤粉炉的联合应用中，生物质往往不能直接投入到大型煤粉炉中燃烧。此外，生物质中的钾(K)、钠(Na)等碱金属会降低煤粉炉中燃料的灰熔点，容易造成高温受热面碱金属高温腐蚀和低温受热面积灰，影响煤粉炉的热效率和正常运行。
发明内容
本发明的目的在于提供一种生物质气化与煤粉炉燃烧的联合发电系统，首先使生物质在湍动床中气化，然后对气化气进行除尘净化和余热回收，再将气化气通入煤粉炉和煤粉一起燃烧，获得高温烟气后通过换热制备蒸汽进行发电。
本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种生物质气化系统，所述系统能够接入大型煤粉炉，所述系统包括生物质进料装置、生物质气化装置、汽包和分离器，所述分离器至少包括一级分离器；所述生物质进料装置设置在所述生物质气化装置的前端；所述生物质气化装置上部一侧设有烟风通道与所述一级分离器入口相连，所述一级分离器下方设有回料管与所述生物质气化装置下部相连；所述一级分离器烟气出口连接有水平设置的气化气管道；所述汽包与所述气化气管道相邻设置；所述汽包与所述气化气管道之间设置有若干个热管，所述热管两端分别设置在所述汽包和气化气管道内；所述汽包还设有水循环管路与所述生物质气化装置连接；所述气化气管道末端设有气化气连接管与所述大型煤粉炉相连，且气化气连接管末端连接有燃烧器；所述生物质气化装置底部设有布风装置通入气化剂。
上述技术方案中，所述汽包设置在所述气化气管道上方，且汽包中心线与所述气化气管道中心线平行布置
上述技术方案中，所述气化气连接管上设有增压风机，且所述增压风机设置在燃烧器前。
上述技术方案中，所述分离器还包括二级分离器，且所述气化气管道连接在所述一级分离器烟气出口与所述二级分离器入口之间；所述二级分离器烟气出口与所述大型煤粉炉之间通过气化气连接管连接，且气化气连接管上设置有增压风机，所述增压风机设置在燃烧器前。
上述技术方案中，所述生物质进料装置选用两级螺旋给料装置，所述两级螺旋给料装置中设置有拨料器。
上述技术方案中，所述生物质气化装置选用包括上部等截面区和下部变截面区的湍流式气化反应器，所述生物质气化装置壁面选用水冷壁结构，且所述生物质气化装置的下部变截面区内壁面敷设耐火材料。
上述技术方案中，所述生物质气化装置下部变截面区还设置有多级气化剂给入口，所述多级气化剂给入口包括至少两级不同高度水平设置的气化剂给入口，且每一级气化剂给入口均包括若干个在同一高度设置的气化剂给入口。
上述技术方案中，所述气化剂包括空气和/或蒸汽。
上述技术方案中，所述热管包括超导热管、液体工质热管；所述液体工质热管的液体工质包括水、丙酮、甲醇、乙醇。
上述技术方案中，所述大型煤粉炉蒸发量为1000～3000t/h。
本发明具有以下优点及有益效果：1)对生物质燃料先气化，获得气化气，再将气化气通入煤粉炉燃烧，使得生物质与大型煤粉炉的联用灵活可调、安全可靠，更重要的是采用大型锅炉可以大大提高发电效率，使得这种连用系统的生物质发电效率大大高于中低参数的中小型生物质电厂；
2)通过分级气化过程，把生物质灰分中的碱金属保留在气化系统的灰分内，不进入大型煤粉锅炉，有效保证了大型煤粉锅炉的高温受热面(如过热器、再热器等)不被碱金属高温腐蚀，也保证了尾部受热面(如低温过热器、省煤器和空预期)不会因为额外的碱金属进入而加剧积灰；
3)热管换热器的使用，因其壁温较高，能够保证气化气通过时不会因焦油凝结而产生问题。
附图说明
图1为本发明所涉及其中一种实施方式的与大型煤粉炉联用的生物质气化系统示意图。
图中：1－生物质进料装置；2－生物质气化装置；3－一级分离器；4－二级分离器；5－气化气管道；6－汽包；7－大型煤粉炉；8－增压风机；9－热管；10－布风装置；11－多级气化剂入口。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式及工作过程作进一步的说明。
本申请文件中的上、下、左、右、前和后等方位用语是基于附图所示的位置关系而建立的。附图不同，则相应的位置关系也有可能随之发生变化，故不能以此理解为对保护范围的限定。
一种生物质气化系统，包括生物质进料装置1、生物质气化装置2、汽包6和分离器。该系统中分离器至少包括一级分离器3。
生物质气化装置2用于将生物质燃料气化成气化气，使得密度小、结构松散的生物质燃料或者是经过成型的生物质燃料先在生物质气化装置2中在中低温条件下转化成气化气，把生物质中的碱金属保留在灰分中，经过除尘净化的气化气再进入大型煤粉炉7与煤粉一起燃烧，既不显著影响煤粉炉的结构设置或运行，又能充分利用生物质可再生能源产生蒸汽进行高效率的联合发电。大型煤粉炉为蒸发量1000～3000t/h的蒸汽锅炉，通常具有超高压蒸汽参数发电机组。
生物质进料装置1设置在生物质气化装置2的前端，将生物质燃料给入到生物质气化装置2中。为了使进料顺畅，且避免漏气，生物质进料装置1选用两级螺旋给料装置，两级螺旋给料装置中设置有带密封功能的拨料器。生物质气化装置2底部设有布风装置10通入气化剂，使生物质燃料气化。生物质气化装置2选用包括上部等截面区和下部变截面区的湍流式气化反应器，生物质气化装置2的壁面选用水冷壁结构，优选膜式水冷壁。由于生物质燃料热值偏低，为达到蓄热气化的目的，生物质气化装置2的下部变截面区内壁面敷设耐火材料，同时根据需要，生物质气化装置2上部等截面区的下部内壁面也能够敷设耐火材料。生物质气化装置2和汽包6之间设有包括上升管、下降管的水循环锅炉，使得水冷壁结构内的工质水受热后形成汽水混合物能够上升进入汽包6。生物质气化装置下部变截面区还设置有多级气化剂给入口11。多级气化剂给入口11包括至少两级不同高度水平设置的气化剂给入口，且每一级气化剂给入口均包括若干个在同一高度设置的气化剂给入口。气化剂包括空气和/或蒸汽。
生物质气化装置2上部一侧设有烟风通道与一级分离器3入口相连，一级分离器3下方设有回料管与生物质气化装置2下部相连。一级分离器3烟气出口连接有气化气管道5。生物质燃料在生物质气化装置2中气化后，生成含尘气化气通过生物质气化装置2上部烟风通道进入一级分离器3进行气固分离，分离后的固体颗粒回到生物质气化装置2的下部继续参与气化，另一方面作为床料调节床层压力、温度并保持流态化。分离后的高温气化气通过一级分离器3的烟气出口进入气化气管道5。
气化气管道5水平布置。汽包6设置在气化气管道5上方，且靠近气化气管道5布置。汽包6与气化气管道5之间设置有若干个热管9。热管9包括超导热管、液体工质热管；液体工质热管的液体工质包括水、丙酮、甲醇、乙醇。热管9两端分别设置在汽包6和气化气管道5内。汽包6内充有工质水，通过热管9的相变换热，使气化气管道5内的高温气化气的热量传递到汽包6内加热工质水产生蒸汽或加热汽水混合物达到目标蒸汽参数。而降温后的气化气进入后续的大型煤粉炉7燃烧。
当分离器只设置一级分离器3时，气化气管道5末端设有气化气连接管与大型煤粉炉7的炉膛相连，气化气连接管根据接入位置调整角度。由于大型煤粉炉7炉膛内有压力，气化气连接管上设有增压风机8对气化气进行增压，保证气化气能够顺畅进入大型煤粉炉7的炉膛。气化气连接管在进入炉膛前连接有燃烧器，使得增压后的气化气通入燃烧器喷入炉膛燃烧。
为了进一步去除气化气内的粉尘并同时降低碱金属含量，如图1所示，分离器还包括二级分离器4。此时，气化气管道5连接在一级分离器3烟气出口与二级分离器4入口之间。而二级分离器4烟气出口与大型煤粉炉7之间通过气化气连接管连接在气体燃烧器上，增压风机8设置在该气化气连接管上，气化气连接管末端接燃烧器。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种生物质气化系统，所述系统能够接入大型煤粉炉(7)，其特征在于：所述系统包括生物质进料装置(1)、生物质气化装置(2)、汽包(6)和分离器，所述分离器至少包括一级分离器(3)；所述生物质进料装置(1)设置在所述生物质气化装置(2)的前端；所述生物质气化装置(2)上部一侧设有烟风通道与所述一级分离器(3)入口相连，所述一级分离器(3)下方设有回料管与所述生物质气化装置(2)下部相连；所述一级分离器(3)烟气出口连接有气化气管道(5)；所述汽包(6)与所述气化气管道(5)相邻设置；所述汽包(6)与所述气化气管道(5)之间设置有若干个热管(9)，所述热管(9)两端分别设置在所述汽包(6)和气化气管道(5)内；所述气化气管道(5)末端设有气化气连接管与所述大型煤粉炉(7)相连；所述生物质气化装置(2)底部设有布风装置(10)通入气化剂。
2.根据权利要求1所述的一种生物质气化系统，其特征在于：所述汽包(6)设置在所述气化气管道(5)上方，且汽包中心线与所述气化气管道(5)中心线平行布置。
3.根据权利要求1所述的一种生物质气化系统，其特征在于：所述气化气连接管上设有增压风机(8)。
4.根据权利要求1所述的一种生物质气化系统，其特征在于：所述分离器还包括二级分离器(4)，且所述气化气管道(5)连接在所述一级分离器(3)烟气出口与所述二级分离器(4)入口之间；所述二级分离器(4)烟气出口与所述大型煤粉炉(7)之间通过气化气连接管连接，且气化气连接管上设置有增压风机(8)。
5.根据权利要求1所述的一种生物质气化系统，其特征在于：所述生物质进料装置(1)选用两级螺旋给料装置。
6.根据权利要求5所述的一种生物质气化系统，其特征在于：所述两级螺旋给料装置中设置有拨料器。
7.根据权利要求1所述的一种生物质气化系统，其特征在于：所述生物质气化装置(2)选用包括上部等截面区和下部变截面区的湍流式气化反应器，且所述生物质气化装置(2)的下部变截面区内壁面敷设耐火材料。
8.根据权利要求7所述的一种生物质气化系统，其特征在于：所述生物质气化装置(2)下部变截面区还设置有多级气化剂给入口(11)。
9.根据权利要求1所述的一种生物质气化系统，其特征在于：所述热管(9)包括超导热管、液体工质热管；所述液体工质热管的液体工质包括水、丙酮、甲醇、乙醇。
10.根据权利要求1所述的一种生物质气化系统，其特征在于：所述大型煤粉炉(7)蒸发量为1000～3000t/h。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN112254143A (zh) * | 2020-11-05 | 2021-01-22 | 北京一亚高科能源科技有限公司 | Tfb气化焚烧炉 |
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2018
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