CN109735371A - 一种生物质循环流化床直燃锅炉及其与气化炉耦合发电联产活性炭系统 - Google Patents
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Abstract
本发明的一种生物质循环流化床直燃锅炉及其与气化炉耦合发电联产活性炭系统，包括气化活化装置、生物质循环流化床直燃锅炉和汽轮发电机组；所述气化活化装置包括气化系统和活化系统，生物质原料送入气化系统气化生成裂解可燃气和生物质炭，所述裂解可燃气通过燃气燃烧设备通入生物质循环流化床直燃锅炉，通过燃气喷口通往流化风室预燃加热生物质料；所述气化系统气化生成的生物质炭送入活化系统活化后生成活性炭送出。本发明提供了一种能缓解现有生物质循环流化床直燃锅炉床料烧结、受热面积灰、腐蚀、生物质原料的能量有效利用率低等问题，能有效提高生物质电厂经济效益的适用于生物质循环流化床直燃锅炉的耦合发电联产活性炭系统。
Description
技术领域
本发明属于生物质能源综合利用领域，具体涉及一种生物质循环流化床直燃锅炉及其与气化炉耦合发电联产活性炭系统。
背景技术
生物质能是一种可再生的清洁能源，来源十分丰富，是仅次于煤炭、石油和天然气而居于世界能源消费总量第四位的能源。生物质燃料的开发利用已成为世界的共识，直接燃烧是目前我国生物质资源利用的最主要方式。
目前燃烧生物质的锅炉主要有两种，一种是炉排式的层燃锅炉，一种是流化床锅炉。由于我国循环流化床技术的日趋成熟，采用循环流化床技术燃用生物质燃料已突破技术瓶颈，因此该技术以其燃料适应性广、运行稳定以及优越的负荷调节性、环保性能和低廉的成本，已成为目前我国生物质发电锅炉的首选。但循环流化床直燃锅炉在燃烧生物质方面也存在一定的问题，主要表现在以下几个方面。
(1)生物质中钾、钠等碱金属含量较高，在高温条件下与循环流化床直燃锅炉床料中的SiO2发生反应，生成低熔点的共晶体，共晶体在炉膛的高温下熔化并沿着砂的缝隙流动，将砂粒粘结，形成块状导致床料的烧结，影响锅炉的运行。
(2)生物质因钾、氯含量较高，所以燃烧后灰中含有大量碱金属盐，易导致对流受热面的积灰；灰中的碱金属盐熔点低，易在锅炉尾部高温受热面上凝结，造成受热面的高温腐蚀，严重影响电厂锅炉设备的安全性和稳定性。
(3)目前国内在运行的生物质流化床锅炉其入炉生物质燃料普遍含水量高，燃料入炉后，着火相应延迟，燃料在炉内的有效停留时间短，造成燃烧效率下降，燃料消耗量增加；着火滞后引起炉膛上部温度偏高使过热器管壁出现超温的危险；锅炉密相区床温控制变得困难，锅炉低负荷稳燃水平下降。
(4)生物质循环流化床直燃锅炉运行温度一般在800℃左右，烟气中的焦油含量较高，烟气较为粘稠，易在高温受热面上结焦，造成受热面的腐蚀，还会降低受热面的换热效率，进而影响锅炉的整体效率。
(5)生物质电厂的经济效益很大程度上取决于生物质原料的价格，生物质原料在生物质电厂运行成本中占60％左右，随着生物质原料价格的上升，目前中温中压的电厂如果不供热难以实现盈利，高温高压电厂也只能微利运行。
因此，如何以较小的改造成本来缓解生物质电厂现有循环流化床直燃锅炉床料烧结、受热面积灰、腐蚀等问题，同时兼顾生物质原料的综合利用价值，提高生物质电厂的经济效益，是生物质循环流化床直燃电厂发展的关键。
中国专利申请CN108003937A公开了“一种生物质直燃锅炉耦合生物质气化联产炭的装置和方法”，其中生物质炭气联产装置生产的生物质燃气从生物质直燃锅炉中部和中下部喷入炉膛燃烧。但是燃气从直燃锅炉中下部喷入炉膛，增加了因生物质中碱金属析出而导致的直燃炉炉内受热面碱金属腐蚀的可能性；燃气从直燃锅炉中部喷入炉膛，使得炉膛火焰中心上移，排烟温度升高。
中国专利申请CN105441134A公开了“一种生物质热解气助燃直燃锅炉工艺的系统及方法”，其中生物质热解气化炉产生的燃气经过除尘净化后直接送入直燃锅炉助燃。该装置中生物质燃气的入炉位置在生物质给料口附近，由于燃气燃烧温度较高，燃气助燃生物质燃料的同时会使得直燃锅炉局部床温过高，造成床料在助燃位置附近的局部烧结。
中国专利申请CN107245353A公开了“生物质气化-循环流化床直燃锅炉联合发电系统及工作方法”，通过将生物质流化床气化技术与循环流化床直燃锅炉发电系统进行耦合，并在生物质气化系统和循环流化床直燃锅炉系统之间建立热循环，使用生物质气化余热高温部分对循环流化床直燃锅炉给水或者汽机系统蒸汽进行加热，同时使用气化余热低温部分加热气化空气和生物质原料，提高了系统的整体能量利用效率。该系统采用生物质流化床气化炉，受气化效率的影响流化床气化炉半焦产量较高，然而气化半焦在该系统中未进行利用，间接降低了生物质原料的能量利用率。
发明内容
本发明的主要目的在于克服生物质循环流化床直燃锅炉现有技术的不足，提供一种能缓解现有生物质循环流化床直燃锅炉床料烧结、受热面积灰、腐蚀、生物质原料的能量有效利用率低等问题，能有效提高生物质电厂经济效益的适用于生物质循环流化床直燃锅炉的耦合发电联产活性炭系统。
为解决上述技术问题，本发明的一种生物质循环流化床直燃锅炉，所述炉膛底部设有流化风室，所述流化风室配设燃气燃烧辅助设备，设置在流化风室原有预燃室两侧墙，所述燃气燃烧辅助设备由空气管道、生物质气化燃气管道和相应的阀门仪表等组成，空气管道和生物质气化燃气管道均设有主管道和与之相连通的若干支管道，各支管道上均设有电动开关阀和压力表以实现空气和燃气流量的调节和压力监控，各空气和燃气支管道顶端均设有空气喷口和燃气喷口，所述空气喷口与所述燃气喷口通往所述流化风室的预燃室实现生物质气化燃气和空气的混合预燃，以降低入炉初始氧量、提升入炉空气/烟气温度、加热送入炉膛的生物质料，其中，所述空气喷口流通面积与所述生物质气化燃气喷口流通面积比为3:1-4:1，
所述燃气燃烧辅助设备，设置在所述流化风室设置的预燃室两侧墙，包括空气管道、燃气管道，所述空气管道连通若干空气支管，所述空气喷口设有若干个以连通空气支管，空气经过空气支管进入空气喷口通往所述流化风室的预燃室，所述生物质气化燃气管道连通若干燃气支管，所述燃气喷口设有若干个以连通燃气支管，生物质气化燃气经过燃气支管进入生物质气化燃气喷口通往所述流化风室的预燃室，所述空气喷口与所述燃气喷口间隔通入预燃室混合预燃。
作为优选，所述生物质气化燃气喷口流通的燃气燃烧产生的热量占生物质循环流化床直燃锅炉总热量的20～30％。
使用上述生物质循环流化床直燃锅炉与气化炉耦合发电联产活性炭系统，包括气化活化装置、生物质循环流化床直燃锅炉和汽轮发电机组；
所述气化活化装置包括气化系统和活化系统，生物质原料送入气化系统气化生成裂解可燃气和生物质炭，所述裂解可燃气通过燃气燃烧辅助设备通入生物质循环流化床直燃锅炉，通过燃气喷口通往流化风室预燃加热生物质料；
生物质循环流化床直燃锅炉连通蒸发受热面，生物质循环流化床直燃锅炉的烟气与蒸发受热面换热产生蒸汽，该蒸汽通入汽轮发电机组实现蒸汽发电。
作为优选，所述气化系统设有气化室，所述气化室设有下料管，生物质原料通过下料管下料并与下料管管外热气化燃气换热分解；
或，所述下料管外壁设有提高换热的螺旋鳍片；
或，还设有空气预热器，经所述蒸发受热面换热的烟气通入所述空气预热器换热生成热空气，部分热空气送入所述气化活化装置的气化系统用于生物质原料气化；
或，所述蒸发受热面产生的蒸汽的一部分送入活化系统用于生物质炭的活化蒸汽。
作为优选，所述气化室外壁设有夹套层，所述夹套层选用水夹冷套降低气化室壳体温度和气化燃气的温度；
或，所述气化室内壁设有若干层燃气挡板，所述燃气挡板引导气化室气化燃气沿燃气挡板形成S形流通。
作为优选，所述气化系统设送料入气化室的进料室，所述进料室通往所述气化室上设有过渡室，所述过渡室为由生物质物料堆积形成的物料层，物料层在所述过渡室实现预换热；
或，所述进料室设有防搭桥机构，所述防搭桥机构包括若干斜板，所述斜板安装在所述进料室的内壁，且所述斜板朝向所述进料室通往所述气化室的通道方向。
作为优选，所述活化系统设有活化室，所述气化室生成的生物质炭在活化室内活化后生成活性炭，所述活化室设有风帽气体分布板，活化室活化所需的空气及蒸汽通过风帽气体分布板通入活化室；
或，所述风帽气体分布板偏离所述活化室一侧设有活化用空气与蒸汽的混合风箱。
作为优选，还设有烘干设备，所述烘干设备烘干生物质原料，烘干后的所述生物质原料部分送入气化活化装置，部分送入所述生物质循环流化床直燃锅炉；
或，烘干设备将所述生物质原料烘干后的含水率≤10％；
或，所述烘干设备连通所述活化系统的烟气出口，所述烘干设备通入活化系统生成的高温烟气用于生物质原料的烘干。
作为优选，所述生物质循环流化床直燃锅炉与气化炉耦合发电联产活性炭系统，采用木质、果壳类生物质作为气化活化装置和生物质循环流化床直燃锅炉的入炉原料，入炉原料粒径≤150mm，含水率≤10％。
与现有技术相比，本发明的有益效果包括：
一，生物质气化燃气从生物质循环流化床直燃锅炉底部的流化风室送入炉膛，利用直燃锅炉已有的点火装置在锅炉流化风室的预燃室内将气化燃气和过量空气进行预燃烧，燃烧后的热烟气与未燃烧的空气一起送入炉膛。利用循环流化床直燃锅炉现有的流化风室，在流化风室的预燃室内将生物质燃气和空气混合燃烧，在保证循环流化床直燃锅炉正常流化的条件下，可以降低入炉初始氧量，达到降低NOx的生成目的。燃气在流化风室燃烧，使得入炉的烟气和空气温度提高，有利于入炉燃料的快速加热，使炉膛的温度场更加均匀，提高流化床锅炉燃料燃烧的稳定性。
二，气化系统的气化室的下料采用下料管形式代替常规直接下料，生物质物料从下料管内下落，管外为气化燃气上升气流，管内物料下落过程中与管外热气化燃气进行间接换热，物料升温的同时下部物料受热分解，由于气化燃气与物料被下料管分隔开来，热解气携带的焦油和水分未能被热解气直接带走，而是在下料管内上行被上部冷物料冷却截留继而被物料继续携带下落，热解气中的不可凝挥发性气体则上升至过渡室随裂解可燃气一起从气化燃气出口进入发电系统，既去除了热解气中携带的焦油和水分，又提高了气化燃气的热值，可有效解决焦油析出而导致的受热面结焦腐蚀等问题。
三，裂解可燃气代替部分生物质作为循环流化床直燃锅炉的入炉燃料，降低了直燃锅炉的生物质燃料消耗量，减少了因生物质燃烧而带来的锅炉受热面腐蚀、积灰等风险，气化过程中生物质中的碱金属和灰分被生物质炭收集下来用于制取活性炭，降低了直燃锅炉入炉燃料的碱金属含量和灰分，可有效降低锅炉尾部受热面的高温腐蚀、积灰、磨损等问题，同时活性炭的制备增加了系统的产品附加值，提高了生物质电厂的经济效益。
四，活化过程产生的高温活化烟气经过适当降温后用于生物质原料的烘干，降低了气化活化装置和循环流化床直燃锅炉的入炉生物质原料的含水量，提高了气化燃气的热值以及直燃锅炉的燃烧效率，同时提高直燃锅炉的低负荷稳燃水平。
附图说明
图1为本发明的耦合发电联产活性炭系统示意图；
图2为本发明所述气化活化装置的结构示意图；
图3为本发明所述燃气燃烧辅助设备的结构示意图；
图中的附图标记为：烘干设备1，气化活化装置2，给料口201，进料室202，主轴驱动电机203，主轴204，进料阀205，防搭桥机构206，拨料器I207，卸料阀208，过渡室209，拨料器II210，拨料器III211，过渡室燃气进口212，气化燃气出口213，气化室214，下料管215，螺旋鳍片216，燃气挡板217，夹套层218，炉排及支撑机构219，炉排驱动机构220，气化室空气进口221，重力卸灰阀222，活化室223，混合风箱224，风帽气体分布板225，活化室空气进口226，活化室蒸汽进口227，排炭管228，气炭分离室229，活化烟气出口230，活性炭出口231，燃气风机3，燃气燃烧辅助设备4，空气主管401，空气支管402，空气喷口403，燃气主管404，燃气支管405，燃气喷口406，生物质循环流化床直燃锅炉5，生物质给料口501，炉膛502，燃气进口503，流化风室504，蒸发受热面6，空气预热器7，烟囱8，汽轮发电机组9。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步描述：
实施例1
如图1-3所示，本发明的一种生物质循环流化床直燃锅炉及其与气化炉耦合发电联产活性炭系统，利用气化炉将生物质气化，产生的气化燃气送入生物质循环流化床直燃锅炉中耦合发电，产生的生物质炭经过活化得到活性炭。
本发明的生物质循环流化床直燃锅炉5，包括生物质给料口501、炉膛502、燃气进口503和流化风室504，所述流化风室504通过所述燃气进口503连通燃气燃烧辅助设备4，包括锅炉已有的预燃室，所述燃气燃烧辅助设备4设置在流化风室504原有预燃室两侧墙，由空气管道、生物质气化燃气管道和相应的阀门仪表等组成，空气管道和生物质气化燃气管道均设有主管道401、404和与之相连通的若干空气支管402和若干燃气支管405，空气支管和燃气支管交错分布各空气支管402和燃气支管405端部分布连通均设有空气喷口403和燃气喷口406，且各支管道上均设有电动开关阀和压力表以实现空气和燃气流量的调节和压力监控，所述空气喷口403与所述燃气喷口406通往所述流化风室504的预燃室实现燃气和空气混合预燃，混合均匀且燃烧充分，且所述空气喷口403流通面积与所述燃气喷口406流通面积比为3:1-4:1，所述燃气喷口406流通的燃气燃烧产生的热量占生物质循环流化床直燃锅炉总热量的20～30％。
生物质循环流化床直燃锅炉5的燃料包括生物质原料和气化燃气两种。气化燃气经燃气燃烧辅助设备4，与过量流化空气一起进入生物质循环流化床直燃锅炉5底部的流化风室504，气化燃气预燃烧后的热烟气与未燃的流化空气一起送入直燃锅炉炉膛502。同时干燥的生物质原料从直燃锅炉炉膛502的密相区送入炉膛燃烧。其中，气化燃气的热量占生物质循环流化床直燃锅炉总热量的20-30％，能有效防止因气化燃气燃烧、入炉烟气/空气混合物温度过高而导致的直燃锅炉床料烧结现象的产生。燃气燃烧辅助设备4设有若干个的空气喷口403和燃气喷口406，空气与气化燃气以一定比例送入直燃锅炉5底部流化风室，空气喷口403流通面积与燃气喷口406流通面积之比为3:1-4:1，能够实现气化燃气在流化风室的预燃室燃烧完全，同时消耗30-40％左右的入炉初始氧量降低NOx的生成，气化燃气燃烧的热烟气与未燃烧的过量空气混合，使得入炉烟气/空气混合物温度提高，有利于入炉燃料的快速加热。
本发明采用气化燃气代替部分生物质作为循环流化床直燃锅炉5的入炉燃料，降低了生物质循环流化床直燃锅炉5的生物质燃料消耗量，减少了因生物质燃烧而带来的锅炉受热面腐蚀、积灰等风险。气化燃气从生物质循环流化床直燃锅炉5底部的流化风室504送入炉膛502，利用生物质循环流化床直燃锅炉5已有的点火装置在锅炉流化风室504内将气化燃气和过量空气进行预燃烧，燃烧后的热烟气与未燃烧的空气一起送入炉膛。利用循环流化床直燃锅炉5现有的流化风室，在流化风室内将生物质燃气和空气混合燃烧，在保证循环流化床直燃锅炉正常流化的条件下，可以降低入炉初始氧量，达到降低NOx的生成目的。气化燃气在流化风室燃烧，使得入炉的空气温度提高，有利于入炉燃料的快速加热，使炉膛的温度场更加均匀，提高生物质循环流化床直燃锅炉5燃料燃烧的稳定性。
使用上述生物质循环流化床直燃锅炉5与气化炉耦合发电联产活性炭系统，还包括气化活化装置2，所述气化活化装置2包括气化系统和活化系统，所述干燥的生物质原料送入气化系统进行气化，生成裂解可燃气和生物质炭，生物质炭经活化系统2活化后送出；
所述气化系统生成的裂解可燃气送入燃气燃烧辅助设备4，通过燃气喷口406通往流化风室504预燃。
本发明选用气化炉与生物质循环流化床直燃锅炉5耦合发电的结构，在生物质气化过程中，生物质中的碱金属和灰分被生物质炭收集下来制取活性炭，降低了生物质循环流化床直燃锅炉5入炉燃料的碱金属含量和灰分，可有效降低锅炉尾部受热面的高温腐蚀、积灰、磨损等问题。另外，气化活化装置能同时制备活性炭，增加了系统的产品附加值，提高了生物质发电装置的经济效益。
所述生物质循环流化床直燃锅炉5连通蒸发受热面6，生物质循环流化床直燃锅炉5燃烧产生的烟气与蒸发受热面换热产生蒸汽，蒸汽一部分通入汽轮发电机组实现蒸汽发电，另一部分送入活化系统用作生物质炭的活化蒸汽，统筹利用了系统产生的热能，降低了活化系统中活化用蒸汽的能耗。
所述气化系统设有气化室214，所述气化室214设有下料管215，生物质原料通过下料管215下料并与下料管215管外热气化燃气换热分解，所述下料管215外壁设有提高换热的螺旋鳍片216。
生物质原料通过下料管215进入气化室214，从气化室214下部点火孔处点火，通过鼓风机从气化室空气进口221鼓入空气作为气化剂从炉排219下方均匀送入气化室反应区域，气化燃气从下而上地上升至过渡室209，上升的过程中同时与下料管215内生物质原料间接换热降温，下料管215内生物质原料同时热解，热解气从下料管215内上升至过渡室209，与气化燃气混合一起从气化燃气出口213进入燃气燃烧辅助设备4，提高了燃气燃烧辅助设备4通出的气化燃气在流化风室504的燃烧效率。
且气化室的下料采用下料管215形式代替常规直接下料，生物质物料从下料管215内下落，管外为气化燃气上升气流，管内物料下落过程中与管外热气化燃气进行间接换热，物料升温的同时下部物料受热分解，由于气化燃气与物料被下料管215分隔开来不直接接触反应，热解气携带的焦油和水分未能被热解气直接带走，而是在下料管215内上行被上部冷物料冷却截留继而被物料继续携带下落，热解气中的不可凝挥发性气体则上升至过渡室209随裂解可燃气一起从气化燃气出口213进入发电系统，既去除了热解气中携带的焦油和水分，又提高了气化燃气的热值，也有效解决焦油析出而导致的受热面结焦腐蚀等问题。
所述气化活化装置气化室内的下料管215外壁设有螺旋鳍片216，用于加强下料管内生物质原料与管外热气化燃气之间的换热，用于生物质原料的升温热解与热气化燃气的冷却降温。
还设有空气预热器7，经所述蒸发受热面6换热后的烟气通入所述空气预热器7换热生成热空气，部分热空气送入所述气化活化装置2的气化系统用于生物质原料气化，提高了系统产生的热能的利用率，减少了系统运行的能耗。
在所述气化室214外壁设有夹套层218，所述夹套层218选用水夹冷套降低气化室壳体温度和气化燃气的温度。
在所述气化室214内壁设有若干层燃气挡板217，所述燃气挡板引导气化室214气化燃气沿燃气挡板形成S形流通。上行热气化燃气在气化室内多次转向，延长气化燃气在气化室214内的停留时间，加强热气化燃气与下料管215内生物质原料之间的换热。
所述气化系统设送料入气化室214的进料室202，所述进料室202通往所述气化室214上设有过渡室209，所述过渡室209为由生物质物料堆积形成的物料层，物料层在所述过渡室209实现预换热。
所述进料室202设有防搭桥机构206，所述防搭桥机构206包括若干斜板，所述斜板安装在所述进料室206的内壁，且所述斜板朝向所述进料室202通往所述气化室214的通道方向。
所述活化系统设有活化室223，所述活化室223设有风帽气体分布板225，活化所需的空气及蒸汽通过风帽气体分布板225通入活化室223，风帽气体分布板225使得蒸汽空气混合气流分布均匀，实现生物质炭在活化室的流化状态，强化生物质炭与蒸汽、空气等活化介质的活化反应。
所述风帽气体分布板225偏离所述活化室一侧设有活化用空气与蒸汽的混合风箱224。
还设有烘干设备，所述烘干设备烘干生物质原料，烘干后的所述生物质原料部分送入气化活化装置，部分送入所述生物质循环流化床直燃锅炉；
烘干设备将所述生物质原料烘干后的含水率≤10％；
所述烘干设备连通所述活化系统的烟气出口，所述烘干设备通入活化系统生成的高温烟气用于生物质原料的烘干，生物质炭活化过程产生的高温活化烟气经过适当降温后用于生物质原料的烘干，降低了气化活化装置和循环流化床直燃锅炉5的入炉生物质原料的含水量，提高了气化燃气的热值以及直燃锅炉的燃烧效率，同时提高直燃锅炉的低负荷稳燃水平。
本实施例中，所述气化系统包括进料室202、过渡室209、气化室214、活化室223、气炭分离室229，过渡室209上方安装有进料室202，过渡室209安装在气化室214上方，气化室214安装在二层平台钢支架上，活化系统包括活化室223，活化室223安装在气化活化装置一层平台钢支架上，气炭分离室229悬吊于气化活化装置二层平台上，连接在活化室223的侧上方。
所述气化活化系统中的生物炭活化系统包括气化活化装置的活化室，活化室安装在气化活化装置一层平台钢支架上，活化室下部设有布气板，布气板上设有风帽用于活化介质的均匀分布，活化室下部一侧设有活化空气进口，一侧设有活化蒸汽进口，底部设有空气与蒸汽的混合风箱，并设有贯穿布气板的排炭管，排炭管露出活化室外壳的一端即为活化室排炭口。气炭分离室连接于活化室侧上部，并悬吊在气化活化装置二层平台上，采用旋风分离结构，气炭分离室顶部设有活化烟气出口，底部设有活性炭出口。
所述进料室202设有给料口201、主轴204、拨料器207等，主轴204上端连接于驱动电机203，主轴204连通进料室202与过渡室209，中下端安装有拨料器211、212。所述进料室202设有进料阀205、卸料阀208，进料阀205安装在进料室202顶部，卸料阀208安装在进料室202与过渡室209之间，气化活化装置2的进料由进料阀205与卸料阀208的开闭来控制，可起到防止气化燃气泄漏的作用。进料时，关闭进料室202底部卸料阀隔208绝气化燃气，打开进料阀205完成进料，进料完毕后，关闭进料阀205，打开卸料阀208使物料下料进过渡室209。所述进料室202侧壁上安装有防搭桥机构206，由多层焊接在进料室202侧壁上的倾斜向下的钢板材质的斜板组成，防止物料搭桥、下料不畅。
斜板设有多层，所述斜板安装在所述进料室206的内壁，且所述斜板朝向所述进料室202通往所述气化室214的通道方向。
所述过渡室209设有拨料器211、212、气化燃气进出口212、213，气化燃气进口212与气化燃气出口213分别位于过渡室209的两侧。运行时，过渡室209内须形成一定高度的物料层，用于物料的保温与一定温度范围的升温，同时吸收部分气化燃气热量、实现气化燃气的进一步降温。
所述气化室214设有下料管215、炉排219、空气进口221等，下料管215连通过渡室209与气化室214，炉排219位于气化室214下部炉体内，同时设有相应的支撑机构及驱动机构220，空气进口221设置于气化室214下侧。下料管215外壁设有螺旋鳍片216，用于加强下料管215内生物质原料与管外热气化燃气之间的换热，用于生物质原料的升温热解与热气化燃气的冷却降温。气化室214内壁设有多层燃气挡板217，使得上行热气化燃气在气化室内多次转向，延长气化燃气在气化室内的停留时间，加强热气化燃气与下料管内生物质原料之间的换热。气化室外设有夹套层218，夹套层218为水冷套结构，用于气化室壳体和气化燃气的降温。
活化室223和气化室214由重力卸灰阀222连接控制，活化室223下部设有布气板225，布气板上设有风帽224用于活化介质的均匀分布，强化生物质炭与蒸汽、空气等活化介质的活化反应，活化室223下部一侧设有活化空气进口226，一侧设有活化蒸汽进口227，底部设有空气与蒸汽的混合风箱224，并设有贯穿布气板的排炭管228，排炭管228露出活化室外壳的一端即为活化室排炭口。
气炭分离室229连接于活化室223侧上部，采用旋风分离结构，顶部设有活化烟气出口230，底部设有活性炭出口231。
气化活化装置2运行时，关闭进料室卸料阀208和拨料器207，打开进料室进料阀205，将生物质原料从给料口201送入进料室202，当进料室202装料量超过一半时，停止进料，关闭进料室进料阀205和过渡室拨料器211、212，打开进料室卸料阀208和拨料器207，生物质原料进入过渡室209，当过渡室209装料量达到2/3时，打开拨料器211、212，原料通过下料管215进入气化室214，然后关闭进料室卸料阀208，进入下一个进料周期。
生物质原料通过下料管215进入气化室214，从气化室下部点火孔处点火，通过鼓风机从气化室空气进口221鼓入空气作为气化剂从炉排219下方均匀送入气化室反应区域，气化燃气从下而上上升至过渡室209，上升的过程中同时与下料管215内生物质原料间接换热降温，下料管215内生物质原料同时热解，热解气从下料管215内上升至过渡室209，与气化燃气混合一起从气化燃气出口213进入发电系统。
气化产生的生物质炭排入炉排下方腔室，当生物质炭堆积到一定高度、气化室下方重力卸灰阀222达到设定压力后，重力卸灰阀222自动打开将生物质炭排入活化室223进行活化。生物质炭进入活化室223后，从活化室223下部点火孔处点火，通过鼓风机从活化室空气进口226鼓入热空气从布气板225均匀送入活化室223，生物质炭在布气板附近燃烧，待活化室温度达到活化温度以上，打开活化室蒸汽进口227前蒸汽管道阀门，通过蒸汽进口227送入减压过热蒸汽作为活化剂，活化完成后活化烟气携带粉状活性炭经气炭分离室229分离，活化烟气从气炭分离室顶部烟气出口230排出，粉状活性炭从气炭分离室底部活性炭出口231排出，块状活性炭定期经活化室底部排炭管228排出。
上述气化活化装置2没有焦油产生。气化活化装置的气化室的下料采用下料管215形式代替常规直接下料，生物质物料从下料管215内下落，管外为气化燃气上升气流，管内物料下落过程中与管外热气化燃气进行间接换热，物料升温的同时下部物料受热分解，由于气化燃气与物料被下料管215分隔开来，热解气携带的焦油和水分未能被热解气直接带走，而是在下料管215内上行被上部冷物料冷却截留继而被物料继续携带下落，热解气中的不可凝挥发性气体则上升至过渡室209随气化燃气一起从气化燃气出口213进入发电系统，既去除了热解气中携带的焦油和水分，又提高了气化燃气的热值，可有效解决焦油析出而导致的受热面结焦腐蚀等问题。
生物质炭活化过程产生的高温活化烟气经过适当降温后用于生物质原料的烘干，降低了气化活化装置和循环流化床直燃锅炉的入炉生物质原料的含水量，提高了气化燃气的热值以及直燃锅炉的燃烧效率，同时提高直燃锅炉的低负荷稳燃水平。
所述发电系统包括燃气风机3、燃气燃烧辅助设备4、生物质循环流化床直燃发电系统，燃气风机3一端连接气化活化系统过渡室的气化燃气出口213，一端连接燃气燃烧辅助设备4，燃气燃烧辅助设备4连接生物质循环流化床直燃锅炉5底部的流化风室，生物质循环流化床直燃锅炉5燃烧产生的烟气与蒸发受热面6换热产生高温高压蒸汽，高温高压蒸汽带动汽轮发电机组9发电。
生物质循环流化床直燃锅炉5的燃料包括生物质原料和气化燃气两种。气化燃气经燃气燃烧辅助设备4，与过量流化空气一起进入生物质循环流化床直燃锅炉5底部流化风室，气化燃气预燃烧后的热烟气与未燃的流化空气一起送入直燃锅炉炉膛。同时干燥的生物质原料从直燃锅炉密相区送入炉膛燃烧。其中，气化燃气的热量占生物质循环流化床直燃锅炉总热量的20-30％。燃气燃烧辅助设备4设有一定数量的空气喷口403和燃气喷口406，空气与气化燃气以一定比例送入直燃锅炉5底部流化风室，空气喷口403流通面积与燃气喷口406流通面积之比为3:1-4:1。
采用气化燃气代替部分生物质作为循环流化床直燃锅炉5的入炉燃料，降低了直燃锅炉5的生物质燃料消耗量，减少了因生物质燃烧而带来的锅炉受热面腐蚀、积灰等风险，气化过程中生物质中的碱金属和灰分被生物质炭收集下来制取活性炭，降低了直燃锅炉5入炉燃料的碱金属含量和灰分，可有效降低锅炉尾部受热面的高温腐蚀、积灰、磨损等问题，同时活性炭的制备增加了系统的产品附加值，提高了生物质电厂的经济效益。
气化燃气从生物质循环流化床直燃锅炉5底部的流化风室送入炉膛，利用直燃锅炉5已有的点火装置在锅炉流化风室内将气化燃气和过量空气进行预燃烧，燃烧后的热烟气与未燃烧的空气一起送入炉膛。利用循环流化床直燃锅炉5现有的流化风室，在流化风室内将生物质燃气和空气混合燃烧，在保证循环流化床直燃锅炉正常流化的条件下，可以降低入炉初始氧量，达到降低NOx的生成目的。气化燃气在流化风室燃烧，使得入炉的空气温度提高，有利于入炉燃料的快速加热，使炉膛的温度场更加均匀，提高流化床锅炉5燃料燃烧的稳定性。
本系统运行时，按下列步骤操作：
(1)收集木质、果壳类生物质原料，进行削片或破碎，入炉原料粒径≤150mm，；
(2)破碎后的生物质输送至烘干设备，由热的活化烟气烘干至含水率≤10％，烘干后的入炉生物质温度在80-120℃，干燥的生物质原料一部分送入气化活化装置，一部分送入生物质循环流化床直燃锅炉；
(3)干燥后的生物质原料送入气化活化装置进行气化，气化活化装置运行时，关闭进料室卸料阀和拨料器I，打开进料室进料阀，将生物质原料从给料口送入进料室，当进料室装料量超过一半时，停止进料，关闭进料室进料阀和过渡室拨料器II、III，打开进料室卸料阀和拨料器I，生物质原料进入过渡室，当过渡室装料量达到2/3时，过渡室内原料温度控制在120-160℃，打开拨料器II、III，原料通过下料管进入气化室，然后关闭进料室卸料阀，进入下一个进料周期；原料通过下料管进入气化室，从气化室下部点火孔处点火，通过鼓风机从气化室空气进口鼓入空气作为气化剂从炉排下方均匀送入气化室反应区域，气化燃气从下而上上升至燃气升温室，生物质气化温度为700-900℃，装置出口气化燃气温度在120-160℃，上升的过程中同时与下料管内生物质原料间接换热降温，下料管内生物质原料同时热解，热解气从下料管内上升至燃气升温室，与气化燃气混合一起从气化燃气出口进入发电系统，燃气热值为1200-1400kcal/Nm3，产气量1.5-2.3Nm3/kg。气化产生的生物质炭排入炉排下方腔室，当生物质炭堆积到一定高度、气化室下方重力卸灰阀达到设定压力后，重力卸灰阀自动打开将生物质炭排入活化室进行活化。
(4)气化燃气经燃气风机流经燃气燃烧辅助设备，与过量流化空气一起送入生物质循环流化床直燃锅炉底部的流化风室，利用流化风室内的点火装置进行点火预燃烧，燃烧后的热烟气与未燃的流化空气一起送入直燃锅炉炉膛，同时干燥的生物质原料通过皮带机输送至直燃锅炉给料口，从直燃锅炉密相区送入炉膛燃烧。直燃锅炉燃烧产生的热烟气通过炉膛尾部蒸发受热面产生中温中压蒸汽，蒸汽一部分推动汽轮发电机组进行发电，一部分经减压后送入气化活化装置进行生物质炭的活化。
(5)直燃锅炉燃烧产生的热烟气通过空气预热器将空气预热产生热空气，一部分送入直燃锅炉流化风室和炉膛进行燃烧，一部分送入气化活化装置气化室进行气化，另一部分与蒸发受热面产生的部分中温中压蒸汽送入气化活化装置活化室进行生物质炭的活化。经过蒸发受热面和空气预热器换热降温后的烟气经尾部环保装置处理后经烟囱排入大气。
(6)气化生物质炭进入活化室后，从活化室下部点火孔处点火，通过鼓风机从活化室空气进口鼓入上述热空气从布气板均匀送入活化室，生物质炭在布气板附近燃烧，待活化室温度达到活化温度以上，打开活化室蒸汽进口前蒸汽管道阀门，通过蒸汽进口送入上述中温中压蒸汽作为活化剂，生物质炭活化温度为800-1000℃，活化时间为60-90分钟；活化完成后活化烟气携带粉状活性炭经气炭分离室分离，活化烟气从气炭分离室顶部烟气出口排出，粉状活性炭从气炭分离室底部活性炭出口排出，块状活性炭定期经活化室底部排炭管排出。
(7)活化烟气经过适当降温后，通过管道送入生物质烘干设备用于生物质原料的烘干，降低气化活化装置和循环流化床直燃锅炉的入炉生物质原料的含水量，烘干后的活化烟气送入直燃锅炉尾部烟道随燃烧烟气进行环保处理后送入烟囱。
(8)活性炭经冷却后，输送至成型机加工成型。
以实施例1的为基础，作以下具体实施，
发电系统：1台生物质处理能力4t/h气化炉+1台75t/h生物质循环流化床直燃锅炉+1台12MW汽轮发电机组。
具体实施比对一：
生物质原料为树根，入炉原料粒径≤150mm，含水率≤10％。4t/h的生物质入炉原料送入气化炉进行气化活化，产生的气化燃气温度在150℃左右，燃气热值为1312kcal/Nm3左右，气化燃气产量约为6000Nm3/h，活性炭产量约0.9t/h，碘吸附值1070mg/g左右。气化燃气由燃气风机送至75t/h循环流化床直燃锅炉，气化燃气的热量占循环流化床直燃锅炉总热量的20％左右。气化燃气与空气以体积比约1:3的比例送入直燃锅炉流化风室进行预燃烧，消耗约40％的入炉初始氧量，气化燃气的燃烧使得入炉烟气/空气混合物温度提高至381℃左右，燃烧后的烟气与空气一起从布风板送入直燃锅炉炉膛。约12t/h生物质原料从直燃锅炉密相区送入炉膛燃烧，其余空气从二次风口送入炉膛。直燃锅炉燃烧产生中温中压蒸汽(450℃、3.82MPa)，蒸汽推动蒸汽轮机发电。气化燃气投入前后，直燃锅炉尾部烟囱中测得的烟气NOx排放量从341mg/Nm3降至287mg/Nm3左右。
具体实施比对二：
生物质原料为树干，入炉原料粒径≤150mm，含水率≤10％。4t/h的生物质入炉原料送入气化炉进行气化活化，产生的气化燃气温度在150℃左右，燃气热值为1288kcal/Nm3左右，气化燃气产量约为6050Nm3/h，活性炭产量约0.9t/h，碘吸附值920mg/g左右。气化燃气由燃气风机送至75t/h循环流化床直燃锅炉，气化燃气的热量占循环流化床直燃锅炉总热量的30％左右。气化燃气与空气以体积比约1:4的比例送入直燃锅炉流化风室进行预燃烧，消耗约30％的入炉初始氧量，气化燃气的燃烧使得入炉烟气/空气混合物温度提高至327℃左右，燃烧后的烟气与空气一起从布风板送入直燃锅炉炉膛。约12t/h生物质原料从直燃锅炉密相区送入炉膛燃烧，其余空气从二次风口送入炉膛。直燃锅炉燃烧产生中温中压蒸汽(450℃、3.82MPa)，蒸汽推动蒸汽轮机发电。气化燃气投入前后，直燃锅炉尾部烟囱中测得的烟气NOx排放量从331mg/Nm3降至259mg/Nm3左右。
最后，需要注意的是，以上列举的仅是本发明的具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有很多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容中直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种生物质循环流化床直燃锅炉，包括生物质给料口、炉膛，其特征在于：所述炉膛底部设有流化风室，所述流化风室设置的预燃室配设燃气燃烧辅助设备，所述燃气燃烧辅助设备包括空气管道和生物质气化燃气管道，所述空气管道设有空气喷口通往所述流化风室的预燃室，所述生物质气化燃气管道设有生物质气化燃气喷口通往所述流化风室的预燃室，生物质气化燃气和空气在预燃室混合预燃，加热进入炉膛的空气和烟气的温度，降低进入炉膛的初始氧量，且所述通往炉膛的空气及烟气加热被送入炉膛的生物质料。
2.如权利要求1所述的生物质循环流化床直燃锅炉，其特征在于：所述空气喷口流通面积与所述生物质气化燃气喷口流通面积比为3:1-4:1；
或，所述生物质气化燃气喷口流通的燃气燃烧产生的热量占生物质循环流化床直燃锅炉总热量的20～30％。
3.使用上述任一权利要求所述的生物质循环流化床直燃锅炉与气化炉耦合发电联产活性炭系统，其特征在于：包括气化活化装置、生物质循环流化床直燃锅炉和汽轮发电机组；
所述气化活化装置包括气化系统和活化系统，生物质原料送入气化系统气化生成裂解可燃气和生物质炭，所述裂解可燃气通过燃气燃烧辅助设备通入生物质循环流化床直燃锅炉，通过燃气喷口通往流化风室预燃加热生物质料；
生物质循环流化床直燃锅炉连通蒸发受热面，生物质循环流化床直燃锅炉的烟气与蒸发受热面换热产生蒸汽，该蒸汽通入汽轮发电机组实现蒸汽发电。
4.如权利要求3所述的耦合发电联产活性炭系统，其特征在于：
所述气化系统设有气化室，所述气化室设有下料管，生物质原料通过下料管下料并与下料管管外热气化燃气换热分解；
或，所述下料管外壁设有提高换热的螺旋鳍片；
或，还设有空气预热器，经所述蒸发受热面换热的烟气通入所述空气预热器换热生成热空气，部分热空气送入所述气化活化装置的气化系统用于生物质原料气化；
或，所述蒸发受热面产生的蒸汽的一部分送入活化系统用于生物质炭的活化蒸汽。
5.如权利要求4所述的耦合发电联产活性炭系统，其特征在于：所述气化室外壁设有夹套层，所述夹套层选用水夹冷套降低气化室壳体温度和气化燃气的温度；
或，所述气化室内壁设有若干层燃气挡板，所述燃气挡板引导气化室气化燃气沿燃气挡板形成S形流通。
6.如权利要求4或5所述的耦合发电联产活性炭系统，其特征在于：所述气化系统设送料入气化室的进料室，所述进料室通往所述气化室上设有过渡室，所述过渡室为由生物质物料堆积形成的物料层，物料层在所述过渡室实现预换热；
或，所述进料室设有防搭桥机构，所述防搭桥机构包括若干斜板，所述斜板安装在所述进料室的内壁，且所述斜板朝向所述进料室通往所述气化室的通道方向。
7.如权利要求3-5任一权利要求所述的耦合发电联产活性炭系统，其特征在于：所述活化系统设有活化室，所述气化室生成的生物质炭在活化室内活化后生成活性炭；
或，所述活化室设有风帽气体分布板，活化室活化所需的空气及蒸汽通过风帽气体分布板通入活化室；
或，所述风帽气体分布板偏离所述活化室一侧设有活化用空气与蒸汽的混合风箱。
8.如权利要求3-5任一权利要求所述的耦合发电联产活性炭系统，其特征在于：
还设有生物质料烘干设备，所述生物质料烘干设备烘干生物质原料，烘干后的所述生物质原料部分送入气化活化装置，部分送入所述生物质循环流化床直燃锅炉；
或，烘干设备将所述生物质原料烘干后的含水率≤10％；
或，所述烘干设备连通所述活化系统的烟气出口，所述烘干设备通入活化系统生成的高温烟气用于生物质原料的烘干。
9.如权利要求3-5任一权利要求所述的耦合发电联产活性炭系统，其特征在于：
采用木质、果壳类生物质作为气化活化装置和生物质循环流化床直燃锅炉的入炉原料，入炉原料粒径≤150mm，含水率≤10％。
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110157484A (zh) * | 2019-05-29 | 2019-08-23 | 广东东实开能能源有限公司 | 一种生物质多联产系统 |
| CN112251257A (zh) * | 2020-10-12 | 2021-01-22 | 安徽佳禾炭业科技有限公司 | 一种气炭发生器于活性炭生产用能联结装置 |
| CN114196425A (zh) * | 2021-12-17 | 2022-03-18 | 上海秦鄠工程技术有限公司 | 一种生物质热解制炭的工艺方法及装置 |
| CN115479270A (zh) * | 2022-09-20 | 2022-12-16 | 中国科学院工程热物理研究所 | 快速变负荷循环流化床锅炉及其负荷调节方法 |
| CN115746916A (zh) * | 2022-12-02 | 2023-03-07 | 云南程盈森林资源开发控股集团有限公司 | 炭、电联产生物质气化系统、工艺及气化炉 |
Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58156107A (ja) * | 1982-03-11 | 1983-09-17 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 流動層式焼却炉 |
| US6453830B1 (en) * | 2000-02-29 | 2002-09-24 | Bert Zauderer | Reduction of nitrogen oxides by staged combustion in combustors, furnaces and boilers |
| JP2006194533A (ja) * | 2005-01-14 | 2006-07-27 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | 循環流動層ボイラにおけるＮＯｘ低減方法 |
| CN102384469A (zh) * | 2011-07-14 | 2012-03-21 | 清华大学 | 一种控氧流化床系统及运行方法 |
| CN202884903U (zh) * | 2012-11-02 | 2013-04-17 | 阳光凯迪新能源集团有限公司 | 低氮氧化物排放的生物质循环流化床燃烧设备 |
| CN104696949A (zh) * | 2015-03-09 | 2015-06-10 | 李毅强 | 燃煤锅炉烟气二段法脱硝的方法 |
| CN105505469A (zh) * | 2016-01-26 | 2016-04-20 | 合肥德博生物能源科技有限公司 | 一种下吸式固定床气化蒸汽发电联产装置及工艺 |
| CN207294702U (zh) * | 2017-07-21 | 2018-05-01 | 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 | 生物质气化-循环流化床锅炉联合发电系统 |
| CN108003937A (zh) * | 2018-01-08 | 2018-05-08 | 苏玉臻 | 一种生物质直燃锅炉耦合生物质气化联产炭的装置和方法 |
| CN207378806U (zh) * | 2017-06-29 | 2018-05-18 | 南京电力设备质量性能检验中心 | 一种燃煤锅炉燃烧运行系统 |
| CN207945695U (zh) * | 2018-06-15 | 2018-10-09 | 浙江蓝天求是环保股份有限公司 | 一种生物质循环流化床气化双耦合发电系统 |
| CN209836100U (zh) * | 2019-02-13 | 2019-12-24 | 浙江百能科技有限公司 | 一种生物质循环流化床直燃锅炉与气化炉耦合发电联产活性炭系统 |
| CN210398893U (zh) * | 2019-02-13 | 2020-04-24 | 浙江百能科技有限公司 | 一种生物质直燃锅炉 |
-
2019
- 2019-02-13 CN CN201910117616.XA patent/CN109735371A/zh active Pending
Patent Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58156107A (ja) * | 1982-03-11 | 1983-09-17 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 流動層式焼却炉 |
| US6453830B1 (en) * | 2000-02-29 | 2002-09-24 | Bert Zauderer | Reduction of nitrogen oxides by staged combustion in combustors, furnaces and boilers |
| JP2006194533A (ja) * | 2005-01-14 | 2006-07-27 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | 循環流動層ボイラにおけるＮＯｘ低減方法 |
| CN102384469A (zh) * | 2011-07-14 | 2012-03-21 | 清华大学 | 一种控氧流化床系统及运行方法 |
| CN202884903U (zh) * | 2012-11-02 | 2013-04-17 | 阳光凯迪新能源集团有限公司 | 低氮氧化物排放的生物质循环流化床燃烧设备 |
| CN104696949A (zh) * | 2015-03-09 | 2015-06-10 | 李毅强 | 燃煤锅炉烟气二段法脱硝的方法 |
| CN105505469A (zh) * | 2016-01-26 | 2016-04-20 | 合肥德博生物能源科技有限公司 | 一种下吸式固定床气化蒸汽发电联产装置及工艺 |
| CN207378806U (zh) * | 2017-06-29 | 2018-05-18 | 南京电力设备质量性能检验中心 | 一种燃煤锅炉燃烧运行系统 |
| CN207294702U (zh) * | 2017-07-21 | 2018-05-01 | 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 | 生物质气化-循环流化床锅炉联合发电系统 |
| CN108003937A (zh) * | 2018-01-08 | 2018-05-08 | 苏玉臻 | 一种生物质直燃锅炉耦合生物质气化联产炭的装置和方法 |
| CN207945695U (zh) * | 2018-06-15 | 2018-10-09 | 浙江蓝天求是环保股份有限公司 | 一种生物质循环流化床气化双耦合发电系统 |
| CN209836100U (zh) * | 2019-02-13 | 2019-12-24 | 浙江百能科技有限公司 | 一种生物质循环流化床直燃锅炉与气化炉耦合发电联产活性炭系统 |
| CN210398893U (zh) * | 2019-02-13 | 2020-04-24 | 浙江百能科技有限公司 | 一种生物质直燃锅炉 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110157484A (zh) * | 2019-05-29 | 2019-08-23 | 广东东实开能能源有限公司 | 一种生物质多联产系统 |
| CN110157484B (zh) * | 2019-05-29 | 2024-05-03 | 广东东实开能能源有限公司 | 一种生物质多联产系统 |
| CN112251257A (zh) * | 2020-10-12 | 2021-01-22 | 安徽佳禾炭业科技有限公司 | 一种气炭发生器于活性炭生产用能联结装置 |
| CN114196425A (zh) * | 2021-12-17 | 2022-03-18 | 上海秦鄠工程技术有限公司 | 一种生物质热解制炭的工艺方法及装置 |
| CN115479270A (zh) * | 2022-09-20 | 2022-12-16 | 中国科学院工程热物理研究所 | 快速变负荷循环流化床锅炉及其负荷调节方法 |
| CN115746916A (zh) * | 2022-12-02 | 2023-03-07 | 云南程盈森林资源开发控股集团有限公司 | 炭、电联产生物质气化系统、工艺及气化炉 |
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