CN108504388A - 一种低品位燃料气化系统及其运行方法 - Google Patents
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Abstract
发明公开了一种低品位燃料气化系统及其运行方法，包括燃烧床、热解气化床和焦油裂解床等。燃烧床与燃烧分离器相连，燃烧分离器下方设有燃烧循环料腿，其上设有分流阀，分别连接到燃烧床和焦油裂解床。分流阀38下方还设有换热床，连接在分流阀与燃烧床之间的管道上。热解气化床设置有溢流口并通过热解气化床排料阀与燃烧床连接。热解气化床与焦油裂解床相连，热解气化床的热解气体产物进入焦油裂解床使得其中焦油裂解。焦油裂解床连接有煤气除尘器，下方通过裂解床排料阀与热解气化床相连。本发明耦合了快速流化燃烧床、鼓泡流化热解气化床和初始流化焦油裂解床，通过快速床燃烧为热解气化和焦油裂解提供热量，使得系统产生煤气洁净不含焦油。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种低品位燃料气化系统及其运行方法，属于气化燃烧设备领域。
背景技术
低品位燃料是指那些热值较低、挥发分或灰分较高的燃料，如生物质、低阶煤（褐煤、泥煤等）等。生物质和低阶煤是挥发分较高、固定碳较低的固体燃料，其热解气化产生的可燃气体的热值与热解气化的条件有关。目前生物质和低阶煤气化普遍采用自热法加热达到发生热解气化需要的温度，即少部分燃烧。其结果是导致燃气的可燃质含量降低、热值降低。与此同时，热解气化形成的半焦中有较高比例的碳，没有碳化，只能排出系统。此外，生物质和低阶煤的灰熔点一般都比较低。内燃自热热解气化的气氛是在还原性气氛，此时燃料中的灰熔点进一步降低，而生物质燃料的灰熔点一般低于850℃、低阶煤的灰熔点一般也比较低，直燃内热热解气化的温度一般不能太高。热解气化产物中的焦油含量一般比较高，发明者的实验数据见图1。热解气化产生的可燃气体中，含有一定浓度的焦油，使后续的利用出现了一些困难。
发明内容
本发明提供了一种用于各种生物质、低阶煤的低品位燃料气化系统及其运行方法。
本发明是通过如下技术方案实现的：
一种低品位燃料气化系统，所述系统包括燃烧床、燃烧分离器、余热锅炉和烟气除尘器，其特征在于：所述系统还包括热解气化给料机、热解气化床和焦油裂解床；所述燃烧床中下部设置有给燃料装置和/或脱硫剂给入装置；所述燃烧床上部一侧设有燃烧床出口烟道与所述燃烧分离器相连，所述燃烧分离器上方设有分离器出口烟道与所述余热锅炉相连，所述余热锅炉与所述烟气除尘器之间通过锅炉排烟道相连；所述燃烧分离器下方设有燃烧循环料腿，所述燃烧循环料腿上设有分流阀，所述分流阀下方分别设置管道连接所述燃烧床中下部和所述焦油裂解床，使燃烧分离器分离下的高温物料分别回到燃烧床中下部和进入焦油裂解床；所述热解气化给料机设置在所述热解气化床一侧，所述热解气化床设置有溢流口并在溢流口上设置热解气化床排料阀与所述燃烧床下部连接；所述热解气化床与所述焦油裂解床相连，所述焦油裂解床底部设置有粗煤气分布板使得热解气化床的热解气体产物能够进入所述焦油裂解床；所述焦油裂解床连接有煤气除尘器，所述煤气除尘器下方通过裂解床排料阀与所述热解气化床相连。
上述技术方案中，所述系统还包括换热床，所述换热床连接在所述分流阀与所述燃烧床之间的管道上，用于高温物料的换热降温。
上述技术方案中，所述焦油裂解床底部还设置有粗煤气均压室，所述粗煤气均压室位于所述粗煤气分布板的下方；所述热解气化床通过粗煤气管道与所述粗煤气均压室相连。
上述技术方案中，所述焦油裂解床与所述热解气化床之间还设置有粗煤气除尘器，所述粗煤气管道先连接到粗煤气除尘器再连接到所述焦油裂解床的粗煤气均压室；所述粗煤气除尘器底部设置裂解物料回送管与所述热解气化床排料阀连通。
上述技术方案中，所述燃烧床出口烟道上连接有脱硝剂给入装置。
上述技术方案中，所述余热锅炉与所述烟气除尘器之间还设置有空气预热器。
一种低品位燃料气化系统运行方法，其使用如上所述的一种低品位燃料气化系统，该方法包括：
启动时，辅助燃料从给燃料装置进入燃烧床燃烧，产生含尘高温烟气从燃烧床出口烟道进入燃烧分离器进行气固分离；分离后的高温烟气进入余热锅炉换热产生蒸汽降温后，经烟气除尘器除尘后排放；分离下的高温物料通过燃烧循环料腿经分流阀，一部分回送到燃烧床继续燃烧，一部分进入焦油裂解床；
热解气化原料通过所述热解气化给料机进入所述热解气化床，余热锅炉产生的蒸汽通入热解气化床作为流化介质和气化剂，使得热解气化原料在热解气化床内发生热解和气化反应，产生固态的半焦和带着焦油的粗煤气；带着焦油的粗煤气同时携带着部分固态半焦经由粗煤气分布板分布进入到焦油裂解床；
一部分从燃烧分离器分离下来的高温物料进入焦油裂解床作为高温循环物料，在粗煤气的流化下，高温物料的高温使得粗煤气中的焦油发生裂解，焦油裂解产生的炭黑附着在高温循环物料的表面，焦油裂解后产生的煤气和粗煤气携带着高温循环物料一起进入煤气除尘器进行气固分离，分离后的气体产物作为燃气收集；
煤气除尘器分离后的固体物料作为高温再循环物料通过裂解床排料阀进入热解气化床作为热介质加热进入热解气化床的热解气化原料；热解气化原料在热解气化床内热解和气化反应产生的固态半焦通过溢流口溢流进入热解气化床排料阀回到燃烧床下部，作为燃烧床正常运行时的燃料维持系统所需高温。
当热解气化床与焦油裂解床之间设置有粗煤气除尘器时，所述方法还包括：
热解气化原料通过所述热解气化给料机进入所述热解气化床，余热锅炉产生的蒸汽通入热解气化床作为流化介质和气化剂，使得热解气化原料在热解气化床内发生热解和气化反应，产生固态的半焦和带着焦油的粗煤气；带着焦油的粗煤气同时携带着部分固态半焦通过粗煤气管道进入粗煤气除尘器进行气固分离，分离后的带着焦油的粗煤气进入粗煤气均压室平衡压力，然后经由粗煤气分布板分布进入到焦油裂解床；
粗煤气除尘器分离下来的固态半焦通过裂解物料回送管进入热解气化床排料阀，与从热解气化床内通过溢流口溢流进入热解气化床排料阀37的固态半焦一起，回送到燃烧床下部，作为燃烧床正常运行时的燃料维持系统所需高温。
上述技术方案中，所述换热床换热产生的蒸汽能够和余热锅炉产生的蒸汽一起，共同作为热解气化床的流化介质和气化剂。
上述技术方案中，所述热解气化原料包括生物质、低阶煤的任一种或者多种混合；所述低阶煤包括褐煤、泥煤。
本发明的有益效果为：集合了快速流化燃烧床、鼓泡流化热解气化床和初始流化焦油裂解床，通过快速床燃烧产生高温循环物料为气化提供热量使热解气化原料发生热解气化反应，并利用快速床分离器分离下的物料加热热解气化床产生的粗煤气使其中的焦油充分分解，同时将气化反应产生的固体半焦回送回燃烧床燃烧加热物料，维持系统高温；使得系统产生的煤气不含焦油，同时不需要燃烧煤气维持系统运行。
附图说明
图1是热解气化温度对产生的燃气中焦油含量的影响图。
图2是本发明所涉及的一种实施方式的低品位燃料气化系统示意图。
图3是本发明所涉及的另一种实施方式的低品位燃料气化系统示意图。
图中：1-燃烧床；2-燃烧床出口烟道；3-燃烧分离器；4-分离器出口烟道；5-余热锅炉；6-空气预热器；7-锅炉排烟道；8-烟气除尘器；9-除尘器出口烟道；10-引风机；11-引风机出口烟道；12-烟囱；13-鼓风机；14-冷风道；15-热风道； 16-燃烧风室；17-给燃料装置；18-燃烧二次风；19-燃烧空气分布板；20-排渣管；21-燃烧循环料腿；22-燃烧返料阀；23-焦油裂解床；24-裂解煤气管道；25-煤气除尘器；26-煤气管道；27-粗煤气均压室；28-粗煤气分布板；29-裂解床排料阀；30-热解气化给料机；31-热解气化床；32-热解气化床蒸汽室；33-蒸汽分布板；34-粗煤气管道；35-粗煤气除尘器；36-除尘粗煤气管道；37-热解气化床排料阀；38-分流阀；39-裂解物料回送管；40-换热床；41-换热床排料管；42-换热床流化蒸汽室；43-换热床蒸汽分布板；44-背压汽轮发电机；45-脱硫剂给入装置；46-脱硝剂给入装置。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明的具体结构、运行方法和实施方法进行详细论述。
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。
本发明所述的一种低品位燃料气化系统用于生物质和/或低阶煤等低品位能源的热解、气化和燃烧。
如图2和图3所示，一种低品位燃料气化系统，所述系统包括燃烧床1、燃烧分离器3、余热锅炉5、烟气除尘器8、热解气化给料机30、热解气化床31和焦油裂解床23等。燃烧床1、热解气化床31和焦油裂解床23分别为快速流化床、鼓泡流化床和初始流化床。
燃烧床1中下部设置有给燃料装置17和/或脱硫剂给入装置45，系统启动时，需要从给燃料装置17给入辅助燃料，辅助燃料包括各种煤或生物质燃料。
燃烧床1上部一侧设有燃烧床出口烟道2与燃烧分离器3相连，燃烧分离器3上方设有分离器出口烟道4与余热锅炉5相连。余热锅炉5与烟气除尘器8之间通过锅炉排烟道7相连。启动过程中燃烧辅助燃料或者正常运行过程中燃烧半焦时，能够从给燃料装置17或者脱硫剂给入装置45中给入脱硫剂进行炉内脱硫。燃烧床出口烟道2上还连接有脱硝剂给入装置46，使得高温烟气在进入燃烧分离器3之前先进行脱硝以便降低烟气中氮氧化物NOx的含量。燃烧产生的含尘高温烟气从燃烧床出口烟道2进入燃烧分离器3进行气固分离。分离后的高温烟气进入余热锅炉5换热产生蒸汽，，余热锅炉5与烟气除尘器8之间还能够设置空气预热器6。鼓风机13将燃烧所需的空气加压后流经冷风道14进入空气预热器6预热成热风，部分从热风道引至燃烧风室16成为一次风、通过燃烧空气分布板19进入燃烧床1流化床料。燃烧床1燃烧所需的空气能够通过空气预热器6加热后再进入燃烧床1，有利于提高燃烧床1内的床层温度。高温烟气降温后，经烟气除尘器8除尘后，从除尘器出口烟道9排出，在引风机10的抽吸作用下，依次经引风机出口烟道11和烟囱12排放。
燃烧分离器3下方设有燃烧循环料腿21，燃烧循环料腿21上设有分流阀38，分流阀38下方分别设置管道连接燃烧床1中下部和焦油裂解床23，使燃烧分离器3分离下的高温物料分别回到燃烧床1中下部和进入焦油裂解床23。调整分流阀38开度能够调整进入燃烧床1和进入焦油裂解床23的高温物料量。分流阀38下方还设有换热床40，换热床40连接在分流阀38与燃烧床1之间的管道上，能够使送往燃烧床1的高温物料先行换热降温再进入燃烧床1。换热床40产生的蒸汽并入汽包，与余热锅炉5产生的蒸汽汇合，一部分供给热解气化床31，一部分进入背压汽轮发电机44发电，还有一部分通过换热床流化蒸汽室42进入换热床40作为高温物料的流化介质。换热床40所用蒸汽也可以来源于背压汽轮发电机44发电后的蒸汽。
热解气化给料机30设置在热解气化床31一侧，热解气化原料通过热解气化给料机30给入热解气化床31。热解气化原料包括各种生物质、低阶煤，为便于热解气化床中的流化及反应，生物质的散料尺寸小于100mm，成型生物质燃料的尺寸小于60mm，低阶煤粒度小于25mm。热解气化床31的床存量为1.2m~1.8m，流化速度为0.7~1.2m/s，热解气化原料在其中的停留时间不低于78秒。热解气化床31的流化介质为换热床40和余热锅炉5产生的0.15~0.3MPa、280~400℃过热蒸汽，热解气化原料在水蒸汽的流化下，发生传热、传质和干燥、热解、气化反应，产生固态的半焦和气态的可燃物，其中的气态可燃物中含有一定浓度的焦油，并携带有一定量的循环物料、燃物粒。热解气化床31中的温度由循环物料的温度流量及热解气化原料的流量、流化蒸汽的温度流量决定。热解气化床31设置有溢流口并在溢流口上设置热解气化床排料阀37与燃烧床1下部连接，热解气化的固体产物半焦与循环物料一起由溢流口和热解气化床排料阀37流出。
系统正常运行时，热解气化产生的半焦进入燃烧床1，是维持燃烧床1乃至整个系统高温的燃料。一次风通过燃烧空气分布板19流化包括循环物料、热解气化产生的半焦以及不参与循环的惰性床料等，在燃烧床1中发生燃烧反应，生成CO2并释放热量，加热返回燃烧床的循环物料到预定的温度950℃，并由燃烧产生的烟气携带大量的物料离开燃烧床1，由燃烧床出口烟道2进入燃烧分离器3进行气固分离，950℃左右的烟气从分离器出口烟道4进入余热锅炉5，由余热锅炉5受热面冷却后进入空气预热器6，预热燃烧需要的空气。空气预热温度在50~550℃之间。空气预热器出口烟气温度在105~175℃，由锅炉排烟道7进入烟气除尘器8净化，流经除尘器出口烟道9在引风机10的作用下引风机出口烟道11进入烟囱12排到大气。燃烧分离器3分离下来的一部分高温物料经燃烧循环料腿21和燃烧返料阀22进入焦油裂解床23。
热解气化床31与焦油裂解床23相连。热解气化床31与焦油裂解床23的设置有几种不同的实施方式。
其中一种实施方式如图2所示，焦油裂解床23与热解气化床31为一体式，焦油裂解床23设置在热解气化床31上方，焦油裂解床23底部设置有粗煤气分布板28使得热解气化床31的热解气体产物能够分布式进入焦油裂解床23。
另一种实施方式是焦油裂解床23与热解气化床31各自独立，焦油裂解床23底部还设置有粗煤气均压室27，粗煤气均压室27位于粗煤气分布板28的下方。此时，热解气化床31能够通过粗煤气管道34直接与粗煤气均压室27相连，将热解气化床31的热解气体产物直接送入粗煤气均压室27。而作为一种优化方案，焦油裂解床23与热解气化床31之间还设置有粗煤气除尘器35，粗煤气管道34先连接到粗煤气除尘器35再连接到焦油裂解床23的粗煤气均压室27，如图3所示。粗煤气除尘器35底部设置裂解物料回送管39与热解气化床排料阀37连通。
如前所述，热解气化床31产生的气态可燃物中含有一定浓度的焦油，并携带有一定量的循环物料、燃物粒，流经粗煤气除尘器35进行气固分离，分离下来的含半焦粉尘排至热解气化床排料阀37返回燃烧床1，除尘粗煤气流经除尘粗煤气管道（36）至粗煤气均压室27，在粗煤气均压室27中均压流经粗煤分布板28，在裂解床23中，使高温循环物料（950℃左右）流化，粗煤气中的焦油在粗煤气流化高温循环物料流经裂解床，发生焦油的裂解，这些循环物料中含有燃料中的灰份，对焦油裂解有一定程度上的催化作用。
焦油裂解床23连接有煤气除尘器25，煤气除尘器25下方通过裂解床排料阀29与热解气化床31相连。裂解产生的炭黑全部附着在高温循环物料的表面，裂解后的煤气从裂解煤气管道24流出，经煤气除尘器25分离下来的粉尘包括循环物料及焦油裂解产生的炭黑，排至裂解床排料阀29一起进入热解气化床。由于焦油裂解床和进口的高温循环物料温度为950℃，而从热解气化床31产生的粗煤气在进入粗煤气均压室27时仍然为较高温度状态，在800℃左右，由于高温循环物料的流量很大，焦油裂解的热效应不大，粗煤气携带的焦油浓度不高，使焦油裂解床23出口的循环物料的温度仅比进口降低23℃左右，因此焦油裂解床23中，床温比较均匀、较高，在927~950℃之间，当焦油流经焦油裂解床23时，其中的焦油停留时间大于2秒，而这远大于实验结果要求的0.5秒。粗煤气除尘器35分离下的固体颗粒也流至热解气化床的排料阀37，一起返回燃烧床1。
正常运行过程中，蒸汽进入热解气化床31前，先与从焦油裂解床23经裂解床排料阀29排出的热循环物料流化混合。
对本发明所述系统而言，启动时，燃烧床1以辅助燃料为燃料产生高温物料和蒸汽，高温物料进入焦油裂解床23作为高温循环物料使从热解气化床31进入的混杂在粗煤气中的焦油裂解，产生的炭黑回到热解气化床31。而热解气化床31将热解气化原料（包括生物质、低阶煤）进行热解、气化产生的粗煤气和半焦分别送入焦油裂解床23和燃烧床1，通过半焦在燃烧床1内的燃烧代替辅助燃料产生高温物料和蒸汽，维持系统运行。从而使得不消耗产生的热解气化气加热系统，而分段利用，且产生的燃气不含焦油。
一种如上所述的低品位燃料气化系统的运行方法，该方法包括：
启动时，辅助燃料从给燃料装置17进入燃烧床1燃烧，脱硫剂从给燃料装置17或脱硫剂给入装置45给入燃烧床1，在炉内脱硫；燃烧产生含尘高温烟气从燃烧床出口烟道2进入燃烧分离器3进行气固分离；分离后的高温烟气进入余热锅炉5换热产生蒸汽降温后，经烟气除尘器8除尘后排放；分离下的高温物料通过燃烧循环料腿21经分流阀38，一部分回送到燃烧床1继续燃烧，一部分进入焦油裂解床23；
热解气化原料通过热解气化给料机31进入热解气化床31，余热锅炉产生的蒸汽通入热解气化床31作为流化介质和气化剂，使得热解气化原料在热解气化床31内发生热解和气化反应，产生固态的半焦和带着焦油的粗煤气；带着焦油的粗煤气同时携带着部分固态半焦经由粗煤气分布板28分布进入到焦油裂解床23；
一部分从燃烧分离器3分离下来的高温物料进入焦油裂解床23作为高温循环物料，在粗煤气的流化下，高温物料的高温使得粗煤气中的焦油发生裂解，焦油裂解产生的炭黑附着在高温循环物料的表面，焦油裂解后产生的煤气和粗煤气携带着高温循环物料一起进入煤气除尘器25进行气固分离，分离后的气体产物作为燃气收集；
煤气除尘器25分离后的固体物料作为高温再循环物料通过裂解床排料阀29进入热解气化床33作为热介质加热进入热解气化床33的热解气化原料；热解气化原料在热解气化床31内热解和气化反应产生的固态半焦通过溢流口溢流进入热解气化床排料阀37回到燃烧床1下部，作为燃烧床1正常运行时的燃料维持系统所需高温。
正常运行时，半焦在燃烧床1中燃烧，产生含尘高温烟气，进入燃烧分离器3进行气固分离，分离后的高温烟气进入余热锅炉5换热产生蒸汽降温后，经烟气除尘器8除尘后排放；分离下的高温物料通过燃烧循环料腿21经分流阀38，一部分回送到燃烧床1继续燃烧，一部分进入焦油裂解床23。
当本发明所述的一种低品位燃料气化系统如图3所示时，其运行方法还包括：
热解气化原料通过热解气化给料机31进入所述热解气化床31，余热锅炉产生的蒸汽通入热解气化床31作为流化介质和气化剂，使得热解气化原料在热解气化床31内发生热解和气化反应，产生固态的半焦和带着焦油的粗煤气；带着焦油的粗煤气同时携带着部分固态半焦通过粗煤气管道34进入粗煤气除尘器35进行气固分离，分离后的带着焦油的粗煤气进入粗煤气均压室27平衡压力，然后经由粗煤气分布板28分布进入到焦油裂解床23；
粗煤气除尘器35分离下来的固态半焦通过裂解物料回送管39进入热解气化床排料阀37，与从热解气化床31内通过溢流口溢流进入热解气化床排料阀37的固态半焦一起，回送到燃烧床1下部，作为燃烧床1正常运行时的燃料维持系统所需高温。
上述方法中，换热床40换热产生的蒸汽能够和余热锅炉产生的蒸汽一起，共同作为热解气化床31的流化介质和气化剂。
热解气化原料包括生物质、低阶煤的任一种或者多种混合；低阶煤包括褐煤、泥煤。
其中一个实施例是：
当热解气化原料的挥发分与固定碳之比等于1.86~2.14时，整个系统通过调节运行参数使各点温度达到典型温度：
燃烧床1：950℃；
燃烧床出口烟道2：950℃；
燃烧分离器3：950℃；
分离器出口烟道4：950℃；
燃烧返料阀22：950℃；
焦油裂解床23：950℃；
裂解床排料阀29：927℃；
粗煤气除尘器35：875℃；
热解气化床排料阀37：875℃。
当热解气化原料的挥发份与固定碳之比小于1.86时，热解气化固态产物半焦产率增大，燃烧床中的热量释放差大，导致各点温度偏高，此时，从燃烧循环料腿21中由分流阀38分流部分高温循环物料进入换热床40，在换热床40中被埋管冷却，冷却降温后的循环物料由换热床排料管41送回燃烧床1。在换热床40中，设置有埋管，给水冷却埋管，物料由蒸汽流化。蒸汽由余热锅炉5产生，经过背压汽轮发电机44发电背压排出，作为各个排料阀、换热床、热解气化床的流化介质。蒸汽引入换热床流化蒸汽室42，流经换热床蒸汽分布板43换热床中的物料。在流态化换热，加热埋管中的给水。给水流经换热床加热后进入分离器后的余热锅炉5。余热锅炉5是带汽包的自然循环蒸发系统，汽包出来的饱和蒸汽经过热器提高温度至280~500℃。余热锅炉产出的蒸汽经过背压汽轮发电机44，背压蒸汽为0.15~0.3MPa、280~400℃。通过调解进入换热床的循环物料流量，调节燃烧床的温度，使得系统各点温度在热解气化原料的挥发份与固定碳之比小于1.86时也能达到前述典型温度。
当热解气化原料的挥发份与固定碳之比大于2.14时，热解气化固态产物半焦产率较低，即使分流阀39全关，至换热床40的流量为0即换热床40中不换热，其在燃烧床1中燃烧释放的热量不足以将循环物料加热到需要的温度950℃或将物料加热到950℃但物料的流量不足，致使燃烧床1向热解气化床31提供的热量不足，热解气化床31的反应温度偏低、焦油产率提高，焦油裂解床的效果达不到设计意图，此时，通过给燃料装置17向燃烧床1补充部分辅助燃料，补充热解气化产生的半焦燃烧放热总热量不足的问题。调节给燃料装置17给入燃料床的辅助燃料量，在保证物料流量的条件下使燃烧床1的温度达到950℃。通过调解进入燃烧床的辅助燃料流量，调节燃烧床的温度，使得系统各点温度在热解气化原料的挥发份与固定碳之比大于2.14时也能达到前述典型温度。
在此工艺过程中，热解气化原料中的氮在还原性气氛下反应，转化为挥发分氮的比例超过85%，形成自由基，可以大量自己结合形成N2，也有少部分与-H自由基结合生成NH3˙进入燃气中，而热解直接分解形成的HCN量较少。热解气化产生的固态产物半焦中氮含量显著下降，因此进入处于快速床中的燃料氮含量较低，在快速床的流动结构下，在设置燃烧二次风18进行分级送风条件下，燃烧生成的NOX原始排放低于35mg/m3，当投入辅助燃料时，NOX可能有上升的趋势，但即使是采用NOX原始排放最高的生物质，NOX原始排放也低于75mg/m3。为了进一步严格控制NOX燃烧排放，在燃床出口烟道2上设置脱硝剂给入装置46，喷入脱硝剂，以便在任何原料条件下NOX原始排放均低于50mg/m3。热解气化原料中的硫分在热解气化反应中绝大部分转化为H2S进入燃气中，残留在半焦中的活性硫分即可转化为气态SO2的硫分很低，从而使燃烧床中燃烧产生的SO2浓度很低，原始排放在35mg/m3以内。当投入辅助燃料时，SO2的原始排放浓度略微提高。为了进一步严格控制SO2的排放，在燃烧床1中设置有脱硫剂给入装置45，以实现炉内脱硫。
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)
1.一种低品位燃料气化系统，所述系统包括燃烧床（1）、燃烧分离器（3）、余热锅炉（5）和烟气除尘器（8），其特征在于：所述系统还包括热解气化给料机（30）、热解气化床（31）和焦油裂解床（23）；所述燃烧床（1）中下部设置有给燃料装置（17）和/或脱硫剂给入装置（45）；所述燃烧床（1）上部一侧设有燃烧床出口烟道（2）与所述燃烧分离器（3）相连，所述燃烧分离器（3）上方设有分离器出口烟道（4）与所述余热锅炉（5）相连，所述余热锅炉（5）与所述烟气除尘器（8）相连；所述燃烧分离器（3）下方设有燃烧循环料腿（21），所述燃烧循环料腿（21）上设有分流阀（38），所述分流阀（38）下方分别设置管道连接所述燃烧床（1）和所述焦油裂解床（23），使燃烧分离器分离下的高温物料分别回到燃烧床（1）和进入焦油裂解床（23）；所述热解气化给料机（30）设置在所述热解气化床（31）一侧，所述热解气化床（31）设置有溢流口并在溢流口上设置热解气化床排料阀（37）与所述燃烧床（1）下部连接；所述热解气化床（31）与所述焦油裂解床（23）相连，所述焦油裂解床（23）底部设置有粗煤气分布板（28）使得热解气化床（31）的热解气体产物能够进入所述焦油裂解床（23）；所述焦油裂解床（23）连接有煤气除尘器（25），所述煤气除尘器（25）下方通过裂解床排料阀（29）与所述热解气化床（31）相连。
2.根据权利要求1所述的一种低品位燃料气化系统，其特征在于：所述系统还包括换热床（40），所述换热床（40）连接在所述分流阀（38）与所述燃烧床（1）之间的管道上。
3.根据权利要求1所述的一种低品位燃料气化系统，其特征在于：所述焦油裂解床（23）底部还设置有粗煤气均压室（27），所述粗煤气均压室（27）位于所述粗煤气分布板（28）的下方；所述热解气化床（31）通过粗煤气管道（34）与所述粗煤气均压室（27）相连。
4.根据权利要求3所述的一种低品位燃料气化系统，其特征在于：所述焦油裂解床（23）与所述热解气化床（31）之间还设置有粗煤气除尘器（35），所述粗煤气管道（34）先连接到粗煤气除尘器（35）再连接到所述焦油裂解床（23）的粗煤气均压室（27）；所述粗煤气除尘器（35）底部设置裂解物料回送管（39）与所述热解气化床排料阀（37）连通。
5.根据权利要求1所述的一种低品位燃料气化系统，其特征在于：所述燃烧床出口烟道（2）上连接有脱硝剂给入装置（46）。
6.根据权利要求1所述的一种低品位燃料气化系统，其特征在于：所述余热锅炉（5）与所述烟气除尘器（8）之间还设置有空气预热器（6）。
7.一种低品位燃料气化系统运行方法，其使用如权利要求1所述的一种低品位燃料气化系统，其特征在于：该方法包括
启动时，辅助燃料从给燃料装置（17）进入燃烧床（1）燃烧，产生含尘高温烟气从燃烧床出口烟道（2）进入燃烧分离器（3）进行气固分离；分离后的高温烟气进入余热锅炉（5）换热产生蒸汽降温后，经烟气除尘器（8）除尘后排放；分离下的高温物料通过燃烧循环料腿（21）经分流阀（38），一部分回送到燃烧床（1）继续燃烧，一部分进入焦油裂解床（23）；
热解气化原料通过所述热解气化给料机（31）进入所述热解气化床（31），余热锅炉产生的蒸汽通入热解气化床（31）作为流化介质和气化剂，使得热解气化原料在热解气化床（31）内发生热解和气化反应，产生固态的半焦和带着焦油的粗煤气；带着焦油的粗煤气同时携带着部分固态半焦经由粗煤气分布板（28）分布进入到焦油裂解床（23）；
一部分从燃烧分离器（3）分离下来的高温物料进入焦油裂解床（23）作为高温循环物料，在粗煤气的流化下，高温物料的高温使得粗煤气中的焦油发生裂解，焦油裂解产生的炭黑附着在高温循环物料的表面，焦油裂解后产生的煤气和粗煤气携带着高温循环物料一起进入煤气除尘器（25）进行气固分离，分离后的气体产物作为燃气收集；
煤气除尘器（25）分离后的固体物料作为高温再循环物料通过裂解床排料阀（29）进入热解气化床（33）作为热介质加热进入热解气化床（33）的热解气化原料；热解气化原料在热解气化床（31）内热解和气化反应产生的固态半焦通过溢流口溢流进入热解气化床排料阀（37）回到燃烧床（1）下部，作为燃烧床（1）正常运行时的燃料维持系统所需高温。
8.根据权利要求7所述的一种低品位燃料气化系统运行方法，其特征在于：所述方法进一步使用如权利要求4所述的一种低品位燃料气化系统，所述方法还包括
热解气化原料通过所述热解气化给料机（31）进入所述热解气化床（31），余热锅炉产生的蒸汽通入热解气化床（31）作为流化介质和气化剂，使得热解气化原料在热解气化床（31）内发生热解和气化反应，产生固态的半焦和带着焦油的粗煤气；带着焦油的粗煤气同时携带着部分固态半焦通过粗煤气管道（34）进入粗煤气除尘器（35）进行气固分离，分离后的带着焦油的粗煤气进入粗煤气均压室（27）平衡压力，然后经由粗煤气分布板（28）分布进入到焦油裂解床（23）；
粗煤气除尘器（35）分离下来的固态半焦通过裂解物料回送管（39）进入热解气化床排料阀（37），与从热解气化床（31）内通过溢流口溢流进入热解气化床排料阀（37）的固态半焦一起，回送到燃烧床（1）下部，作为燃烧床（1）正常运行时的燃料维持系统所需高温。
9.根据权利要求7或8所述的一种低品位燃料气化系统运行方法，其特征在于：所述换热床（40）换热产生的蒸汽能够和余热锅炉产生的蒸汽一起，共同作为热解气化床（31）的流化介质和气化剂。
10.根据权利要求7或8所述的一种低品位燃料气化系统运行方法，其特征在于：所述热解气化原料包括生物质、低阶煤的任一种或者多种混合；所述低阶煤包括褐煤、泥煤。
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