CN109082306A - 生物质气化耦合燃煤发电联产生物质炭的装置及方法 - Google Patents

生物质气化耦合燃煤发电联产生物质炭的装置及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109082306A
CN109082306A CN201810871428.1A CN201810871428A CN109082306A CN 109082306 A CN109082306 A CN 109082306A CN 201810871428 A CN201810871428 A CN 201810871428A CN 109082306 A CN109082306 A CN 109082306A
Authority
CN
China
Prior art keywords
biomass
gasification
cyclone
fuel gas
power generation
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.)
Granted
Application number
CN201810871428.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109082306B (zh
Inventor
别如山
陶应翔
陈佩
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.)
Harbin Institute of Technology
Original Assignee
Harbin Institute of Technology
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 Harbin Institute of Technology filed Critical Harbin Institute of Technology
Priority to CN201810871428.1A priority Critical patent/CN109082306B/zh
Publication of CN109082306A publication Critical patent/CN109082306A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109082306B publication Critical patent/CN109082306B/zh
Active 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
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/46—Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
    • C10J3/54—Gasification of granular or pulverulent fuels by the Winkler technique, i.e. by fluidisation
    • C10J3/56—Apparatus; Plants
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/72—Other features
    • C10J3/82—Gas withdrawal means
    • C10J3/84—Gas withdrawal means with means for removing dust or tar from the gas
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0913—Carbonaceous raw material
    • C10J2300/0916—Biomass
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/16—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
    • C10J2300/1671—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with the production of electricity

Abstract

一种生物质气化耦合燃煤发电联产生物质炭的装置及方法，属于新能源技术领域，解决了目前可燃气体的利用存在的问题，装置包含循环流化床气化炉，循环流化床气化炉的炉膛顶部出口与一级旋风分离器的入口连接，一级旋风分离器的底部出口通过回料装置与循环流化床气化炉的炉膛底部回料口连接；一级旋风分离器的顶部出口通过燃气输送管道与二级旋风分离器的入口连接，在燃气输送管道的位于一级旋风分离器的一侧设置有螺旋给料器二，在二级旋风分离器的底部出口处设置有生物质炭冷却回收装置，二级旋风分离器的顶部出口通过引风机来与燃气燃烧器连接；在引风机与燃气燃烧器之间设置有阀门；本发明用于生物质气化耦合燃煤发电联产生物质炭。

Description

生物质气化耦合燃煤发电联产生物质炭的装置及方法
技术领域
本发明属于新能源技术领域，具体涉及生物质气化耦合燃煤发电联产生物质炭的装置及方法。
背景技术
生物质气化是将生物质进行热化学转化为可燃气体的一种技术，其原理是将生物质在循环流化床生物质气化炉内的缺氧条件下进行不完全燃烧，释放出的热量将生物质转化为CO、H2、CH4、CO2和生物质炭等，生物质炭既可作为高品质能源、土壤改良剂，也可作为还原剂、肥料缓释载体及二氧化碳封存剂，将可燃气体送入大容量高参数燃煤锅炉的燃气再燃区燃烧，利用燃煤锅炉发电效率高和污染物集中治理超低排放的优势，大幅提高生物质发电效率，提高电厂经济性。但目前可燃气体的利用还存在一些问题，由于循环流化床生物质气化炉出口的可燃气体温度为700-800℃，对后续引风机等设备要求过高，不仅体积大，能耗大，而且可靠性大幅降低，因此需要降低可燃气体温度。但可燃气体温度低于400℃时，会有焦油析出，因此，可燃气体温度必须大于400℃。现有技术采用导热油换热器将可燃气体冷却至450℃左右，然后导热油与水或空气等进行二次换热后再利用，存在导热油换热器换热面积大，二次换热系统复杂，投资成本高等问题，并且，目前导热油最高允许温度是360℃，因此导热油换热器壁面温度低于400℃，存在焦油沾污问题，影响传热，需要定期清理。
发明内容
本发明的目的是为了解决目前可燃气体的利用存在的上述问题，并为了实现生物质气化与燃煤耦合发电的同时，高效生产生物质炭的目的，提供了一种生物质气化耦合燃煤发电联产生物质炭的装置及方法，其技术方案如下：
一种生物质气化耦合燃煤发电联产生物质炭的装置，它包含循环流化床气化炉，在循环流化床气化炉的燃料入口处设置有螺旋给料器一，在循环流化床气化炉的炉膛底部设置有风室，在风室与炉膛之间设置有布风板，在循环流化床气化炉的炉膛底部还设置有排渣管；循环流化床气化炉的炉膛顶部出口与一级旋风分离器的入口连接，一级旋风分离器的底部出口通过回料装置与循环流化床气化炉的炉膛底部回料口连接；一级旋风分离器的顶部出口通过长100-120米的燃气输送管道与二级旋风分离器的入口连接，在燃气输送管道的位于一级旋风分离器的一侧设置有螺旋给料器二，通过螺旋给料器二将粉碎至粒径小于3mm的生物质送入燃气输送管道内与高温可燃气体混合，生物质颗粒在高温可燃气体中干馏生成生物质炭，在二级旋风分离器的底部出口处设置有生物质炭冷却回收装置，二级旋风分离器的顶部出口通过引风机来与设置在电站燃煤锅炉的燃气再燃区内的燃气燃烧器连接，可以还原已生成的NOx，降低原始NOx的排放；在引风机与燃气燃烧器之间设置有阀门，用于紧急情况下切断气化炉与锅炉的联系。
运行步骤：生物质通过螺旋给料器一送入循环流化床气化炉内气化，生成的700-800℃的可燃气体与携带的固体颗粒一同进入一级旋风分离器，分离出的固体颗粒包含床料及生物质炭通过回料装置返回循环流化床气化炉内循环气化，可燃气体进入燃气输送管道，粉碎后的生物质在燃气输送管道内与高温燃气混合；燃气流速为15-20米/秒，生物质在燃气输送管道内停留时间达到6-8秒，足以将生物质碳化，之后可燃气体温度降至400-450℃，进入二级旋风分离器分离生物质炭，分离出的生物质炭进入生物质炭冷却回收装置，温度降至400-450℃的可燃气体在引风机作用下进入燃煤锅炉燃烧系统。
一种生物质气化耦合燃煤发电联产生物质炭的方法，它包含利用循环流化床气化炉气化生成的700-800℃的可燃气体与粉碎至粒径小于3mm的生物质混合，生物质颗粒在高温可燃气体中干馏生成生物质炭，干馏时间为6-8秒。
本发明的有益效果为：采用生物质气化耦合燃煤发电的同时，利用生物质气化产生的高温燃气裂解生物质，联产生物质炭，解决了燃气降温难题，达到了发电与生物质炭联产的双重效果；同时，燃气送入燃煤锅炉再燃区内，还原已生成的NOx，可降低原始NOx排放。
附图说明：
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是燃气输送管道的优选结构示意图。
具体实施方式：
参照图1和图2，一种生物质气化耦合燃煤发电联产生物质炭的装置，它包含循环流化床气化炉1，在循环流化床气化炉1的燃料入口处设置有螺旋给料器一1-1，在循环流化床气化炉1的炉膛底部设置有风室1-2，在风室1-2与炉膛之间设置有布风板，在循环流化床气化炉1的炉膛底部还设置有排渣管1-3；循环流化床气化炉1的炉膛顶部出口与一级旋风分离器2的入口连接，一级旋风分离器2的底部出口通过回料装置2-1与循环流化床气化炉1的炉膛底部回料口连接；一级旋风分离器2的顶部出口通过长100-120米的燃气输送管道3与二级旋风分离器4的入口连接，在燃气输送管道3的位于一级旋风分离器2的一侧设置有螺旋给料器二4-1，通过螺旋给料器二4-1将粉碎至粒径小于3mm的生物质送入燃气输送管道3内与高温可燃气体混合，生物质颗粒在高温可燃气体中干馏生成生物质炭，在二级旋风分离器4的底部出口处设置有生物质炭冷却回收装置5，二级旋风分离器4的顶部出口通过引风机6来与设置在电站燃煤锅炉7的燃气再燃区内的燃气燃烧器8连接，可以还原已生成的NOx，降低原始NOx的排放；在引风机6与燃气燃烧器8之间设置有阀门9，用于紧急情况下切断气化炉与锅炉的联系。
优选的是，一级旋风分离器2采用常规循环流化床旋风分离器，形成高倍率循环，降低飞灰含碳量，提高气化效率；二级旋风分离器4采用由专利公开号为CN2577970公开的环流式旋风除尘器，具有分离效率高达92%以上，阻力只有500-600Pa的优点，适用于生物质炭的回收。
优选的是，为了加强生物质与高温燃气的充分混合，燃气输送管道3采用内径缩放结构，相邻的缩放节距为3-5m。
一种生物质气化耦合燃煤发电联产生物质炭的方法，它包含利用循环流化床气化炉1气化生成的700-800℃的可燃气体与粉碎至粒径小于3mm的生物质混合，生物质颗粒在高温可燃气体中干馏生成生物质炭，干馏时间为6-8秒。
所述混合均为充分混合，由于本领域技术人员都知道混合应充分，又由于充分为不确定词，无法表明混合到什么程度算充分，不能写入权利要求，所以省略充分。

Claims (4)

1.一种生物质气化耦合燃煤发电联产生物质炭的装置，它包含循环流化床气化炉(1)，在循环流化床气化炉(1)的燃料入口处设置有螺旋给料器一(1-1)，在循环流化床气化炉(1)的炉膛底部设置有风室(1-2)，在风室(1-2)与炉膛之间设置有布风板，在循环流化床气化炉(1)的炉膛底部还设置有排渣管(1-3)；其特征在于循环流化床气化炉(1)的炉膛顶部出口与一级旋风分离器(2)的入口连接，一级旋风分离器(2)的底部出口通过回料装置(2-1)与循环流化床气化炉(1)的炉膛底部回料口连接；一级旋风分离器(2)的顶部出口通过长100-120米的燃气输送管道(3)与二级旋风分离器(4)的入口连接，在燃气输送管道(3)的位于一级旋风分离器(2)的一侧设置有螺旋给料器二(4-1)，在二级旋风分离器(4)的底部出口处设置有生物质炭冷却回收装置(5)，二级旋风分离器(4)的顶部出口通过引风机(6)来与设置在电站燃煤锅炉(7)的燃气再燃区内的燃气燃烧器(8)连接；在引风机(6)与燃气燃烧器(8)之间设置有阀门(9)。
2.如权利要求1所述一种生物质气化耦合燃煤发电联产生物质炭的装置，其特征在于二级旋风分离器(4)采用环流式旋风除尘器。
3.如权利要求1所述一种生物质气化耦合燃煤发电联产生物质炭的装置，其特征在于燃气输送管道(3)采用内径缩放结构，相邻的缩放节距为3-5m。
4.一种生物质气化耦合燃煤发电联产生物质炭的方法，其特征在于它包含利用循环流化床气化炉(1) 气化生成的700-800℃的可燃气体与粉碎至粒径小于3mm的生物质混合，生物质颗粒在高温可燃气体中干馏生成生物质炭，干馏时间为6-8秒。
CN201810871428.1A 2018-08-02 2018-08-02 生物质气化耦合燃煤发电联产生物质炭的装置及方法 Active CN109082306B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810871428.1A CN109082306B (zh) 2018-08-02 2018-08-02 生物质气化耦合燃煤发电联产生物质炭的装置及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810871428.1A CN109082306B (zh) 2018-08-02 2018-08-02 生物质气化耦合燃煤发电联产生物质炭的装置及方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109082306A true CN109082306A (zh) 2018-12-25
CN109082306B CN109082306B (zh) 2021-07-06

Family

ID=64833328

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810871428.1A Active CN109082306B (zh) 2018-08-02 2018-08-02 生物质气化耦合燃煤发电联产生物质炭的装置及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109082306B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109609197A (zh) * 2019-01-16 2019-04-12 中国石油大学(华东) 生物质循环流化床气化与高温除焦油除尘一体化工艺

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000011115A1 (en) * 1998-08-25 2000-03-02 Valtion Teknillinen Tutkimuskeskus Gasification of biomass in a fluidised bed containing anti-agglomerating bed material
CN103205281A (zh) * 2013-03-29 2013-07-17 合肥德博生物能源科技有限公司 一种富氧生物质循环流化床气化系统
CN103216843A (zh) * 2013-03-29 2013-07-24 合肥德博生物能源科技有限公司 一种生物质气化燃烧锅炉
CN105090678A (zh) * 2015-08-12 2015-11-25 上海交通大学 可实现均匀分布的气固掺混输送装置及其应用
CN205653416U (zh) * 2016-05-26 2016-10-19 华北电力大学（保定） 定向燃煤锅炉再燃的低循环倍率生物质循环流化床气化炉
CN106701118A (zh) * 2016-12-08 2017-05-24 哈尔滨工业大学 一种双旋风生物质熔融热解气化炉
CN107090315A (zh) * 2017-05-26 2017-08-25 上海锅炉厂有限公司 一种生物质双床气化‑热解耦合发电系统及方法
CN107573971A (zh) * 2017-10-24 2018-01-12 南阳天益发电有限责任公司 循环流化床‑固定床双床生物质气化炉工艺

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000011115A1 (en) * 1998-08-25 2000-03-02 Valtion Teknillinen Tutkimuskeskus Gasification of biomass in a fluidised bed containing anti-agglomerating bed material
CN103205281A (zh) * 2013-03-29 2013-07-17 合肥德博生物能源科技有限公司 一种富氧生物质循环流化床气化系统
CN103216843A (zh) * 2013-03-29 2013-07-24 合肥德博生物能源科技有限公司 一种生物质气化燃烧锅炉
CN105090678A (zh) * 2015-08-12 2015-11-25 上海交通大学 可实现均匀分布的气固掺混输送装置及其应用
CN205653416U (zh) * 2016-05-26 2016-10-19 华北电力大学（保定） 定向燃煤锅炉再燃的低循环倍率生物质循环流化床气化炉
CN106701118A (zh) * 2016-12-08 2017-05-24 哈尔滨工业大学 一种双旋风生物质熔融热解气化炉
CN107090315A (zh) * 2017-05-26 2017-08-25 上海锅炉厂有限公司 一种生物质双床气化‑热解耦合发电系统及方法
CN107573971A (zh) * 2017-10-24 2018-01-12 南阳天益发电有限责任公司 循环流化床‑固定床双床生物质气化炉工艺

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109609197A (zh) * 2019-01-16 2019-04-12 中国石油大学(华东) 生物质循环流化床气化与高温除焦油除尘一体化工艺
CN109609197B (zh) * 2019-01-16 2020-09-29 中国石油大学(华东) 生物质循环流化床气化与高温除焦油除尘一体化工艺

Also Published As

Publication number Publication date
CN109082306B (zh) 2021-07-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10208948B2 (en) Solid fuel grade gasification-combustion dual bed poly-generation system and method thereof
CN100577775C (zh) 一种循环流化床煤气化装置及使用该装置生成煤气的方法
CN101440293B (zh) 油页岩流化床干馏系统
CN1292044C (zh) 油页岩综合利用的方法
CN101024782B (zh) 密相输运床煤加压气化装置及方法
CN102533296B (zh) 油页岩回转窑干馏与循环流化床燃烧工艺
US9296962B2 (en) System and process for gasifying biomass products
CN103740409B (zh) 一种多级配气高温煤气化装置及方法
CN106244246A (zh) 生物质气化发电工艺
CN202204144U (zh) 燃煤及生物质燃料的链条锅炉
CN111763535B (zh) 一种生物质流化床气化制备燃料气或合成气的方法及装置
CN201261774Y (zh) 余热回收流化床气化炉
CN204058390U (zh) 固体燃料分级气化-燃烧双床多联产系统
CN1385500A (zh) 一种外配副床反应器的流化床水煤气生产方法及装置
CN104560207A (zh) 一种煤制工业燃气的气化装置
CN201046952Y (zh) 一种循环流化床煤气化装置
CN109082306A (zh) 生物质气化耦合燃煤发电联产生物质炭的装置及方法
RU169609U1 (ru) Установка для получения синтез-газа из водоугольного топлива
CN107557041A (zh) 立式双向加热低阶煤快速热解装置
CN101538484B (zh) 内燃加热旋转锥式生物质气化炉
CN106675655B (zh) 一种基于钙基载碳体的生物质化学链气化制氢装置及方法
CN102260538B (zh) 生物质气浮流态高温换热气化方法与装置
CN1299859A (zh) 沸腾床粉煤气化装置及其工艺流程
CN201890871U (zh) 生物质固定床气化发电系统
CN202401035U (zh) 生物质气浮流态高温换热气化装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant