CN206739278U - 一种生物质综合能源利用系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种生物质综合能源利用系统，包括带有磨煤机和燃气风机的煤粉锅炉，还包括料仓、外置式预干燥器、生物质气化炉、燃气余热利用装置。本实用新型有机的将生物质气化炉与大型火力发电厂煤粉锅炉相耦合，提供一种高效、清洁、环保的生物质综合利用技术，对外界环境友好，达到高效、节能、节水、减排的效果，符合目前国家发展低碳经济的产业政策。

Description

一种生物质综合能源利用系统

技术领域

本实用新型属于生物质能利用技术、具体涉及一种生物质综合能源利用系统。

背景技术

生物质能是一种可再生能源，可转化为常规的固态、液态和气态燃料，取之不尽、用之不竭。其主要的利用方式有生物质发电，加工转化为固体、气体、液体燃料等。生物质发电主要集中在发达国家，我国在生物质能发电方面起步较晚，但经过十几年的发展，目前已经基本掌握了农林生物质发电技术。2014年，我国生物质发电累计并网装机容量超过948万千瓦。生物质发电主要包括农林生物质直燃发电、沼气发电和气化发电，其中主要以直燃发电为主。但目前很多生物发电厂生存艰难，行业亏损，存在投资成本大、还贷压力大、秸秆收购成本上涨、上网电价偏低等问题。且单纯的生物质发电厂存在秸秆季节性燃烧收购问题，特别是北方地区一年一季，电厂在秸秆匮乏时便面临停产的实际问题。

而我国的大型火力发电机组基本都建在离市区较远的位置，周边多与农村临近。火电厂周边50km范围内有充足的生物质(秸秆等)资源，即便秸秆供应不及时也不会影响火电发电厂正常运行，克服了受区域性和季节性限制的影响。利用大型火力发电厂掺烧生物质，即可以解决生物质综合利用问题，又可以解决环保问题。同时，解决了单纯生物质发电厂生存举步维艰的现状。

针对上述问题，本发明创新性的提出了将生物质气化技术与大型火力发电厂锅炉燃烧系统和热力系统耦合的综合能源利用系统。在现有的火力发电厂锅炉燃烧系统基础上，增加了生物质气化模块，并将两者有机的结合在一起。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是有机的将生物质气化炉与大型火力发电厂煤粉锅炉相耦合，提供一种高效、清洁、环保的生物质综合能源利用系统。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下的技术方案：

一种生物质综合能源利用系统，包括带有磨煤机和燃气风机的煤粉锅炉，还包括料仓、外置式预干燥器、生物质气化炉、燃气余热利用装置，料仓与外置式预干燥器相连，煤粉锅炉通过中温烟气管道与外置式预干燥器相连，为外置式预干燥器提供用以预干燥的中温烟气，外置式预干燥器与生物质气化炉相连，生物质气化炉上连有热空气输入管，生物质气化炉还与燃气余热利用装置相连，将产生的高温燃气经燃气余热利用装置降温后送入燃气燃烧器，以在煤粉锅炉内燃烧放热。

所述生物质气化炉底部连有灰渣余热利用装置。

所述热空气输入管与磨煤机前的热一次风管道相连。

所述燃气余热利用装置通过燃气风机与燃气燃烧器相连。

所述料仓通过给料机构与外置式预干燥器相连。

所述生物质气化炉为流化床生物质气化炉。

采用本实用新型的生物质综合能源利用系统具有以下几个优点：

1)解决了建设单纯生物质发电厂投资成本高的问题，充分利用了城市周边大型火力发电厂的现有发电设备；

2)充分利用大型火力发电厂高效的锅炉设备，能源利用率高，污染物可实现超低排放；

3)可实现生物燃烧后灰分的综合利用，可还田或工业利用等；

4)解决城市周边农民春秋两季焚烧秸秆造成严重的环境污染问题；

5)降低了火力发电厂的燃烧成本，节约煤炭资源，社会意义重大；

6)增加农民收入，促进当地经济发展。

附图说明

图1是本实用新型的生物质综合能源利用系统的结构原理图。

具体实施方式

本实用新型的一种生物质综合能源利用系统如图，其主要包括带有磨煤机2和燃气风机的煤粉锅炉1，可采用大型火力发电厂锅炉燃烧系统的现有设备(具体结构在这此赘述)，还包括料仓5、外置式预干燥器4、生物质气化炉3、燃气余热利用装置9，料仓5与外置式预干燥器4相连，煤粉锅炉1通过中温烟气管道10与外置式预干燥器4相连，为外置式预干燥器4提供用以预干燥的中温烟气，外置式预干燥器4与生物质气化炉3相连，生物质气化炉3上连有热空气输入管11，生物质气化炉3还与燃气余热利用装置9相连，将产生的高温燃气经燃气余热利用装置9降温后送入燃气燃烧器8，以在煤粉锅炉1内燃烧放热。

由于，目前大型火力发电厂的建设厂址均远离城市，电厂周边毗邻农田，具有充足的秸秆供应资源。火力发电厂单机容量基本为300MW及以上等级大型锅炉，锅炉效率高(93％以上)、环保排放指标先进，在2018年前均要实现超低排放的环保指标(烟尘≤5mg/Nm3、二氧化硫≤35mg/Nm3、氮氧化物≤50mg/Nm3)。可以为生物质高效利用提供便利的平台，如：可提供高效的大容量锅炉设备和发电设备、提供生物质预干燥所需的干燥介质、提供生物质气化所需的气化剂(如热空气等)、提供高效的污染物脱除设备等。

生物质气化是指生物质经破碎、干燥等预处理后，在欠氧的条件下，送入气化炉中进行气化裂解，即在一定的热力学条件下，借助于空气(氧气)、水蒸气的作用，使生物质的高聚物发生热解、氧化、还原、重整反应，热解伴生的焦油进一步热裂化或催化裂化为小分子碳氢化合物，获得含CO、H2、CH4等可燃性气体的过程。生物质气化炉3分为固定床和流化床气化炉，固定床气化炉生物质消耗量较小，适合于家庭和小型工业化应用；大型工业化应用时可采用流化床气化炉技术，本实用新型采用的是流化床生物质气化炉3。

作为一个实施例，所述生物质气化炉3底部连有灰渣余热利用装置7，可通过利用汽轮机热力系统工质对生物质气化炉3的灰渣热量和高温燃气热量进行回收，可以达到降低汽轮机组热耗率，提高发电效率的目的。

作为一个实施例，所述热空气输入管与磨煤机2前的热一次风管道相连。

作为一个实施例，所述燃气余热利用装置9通过燃气风机与燃气燃烧器8相连。

作为一个实施例，所述料仓5通过给料机构与外置式预干燥器4相连。

本实用新型的生物质综合能源利用系统的工作原理如下：

经过破碎后，将符合生物质气化炉3粒径要求的生物质输入料仓5，将料仓5中的生物质通过给料机构进入外置式预干燥器4，通过煤粉锅炉1中的中温烟气预干燥后进入生物质气化炉3，经生物质气化炉3气化后，灰渣从生物质气化炉3底部排出，并通过灰渣余热利用装置7利用降温后进行灰渣综合利用，而生物质气化炉3气化所用的气化剂(热空气)由煤粉锅炉1的磨煤机2前热一次风管道接出，通过热风管送至生物质气化炉3，生物质气化炉3所产生的高温燃气经燃气余热利用装置9利用降温后经燃气风机送入布置于煤粉锅炉1上部的燃气燃烧器8，用以在大型煤粉锅炉1内燃烧放热，燃烧后的烟气经过煤粉锅炉1后的脱硝、除尘、脱硫等装置后可实现污染物的超低排放。

综上所述，本实用新型有机的将生物质气化炉3与大型火力发电厂煤粉锅炉1相耦合，提供一种高效、清洁、环保的生物质综合利用技术，对外界环境友好，达到高效、节能、节水、减排的效果，符合目前国家发展低碳经济的产业政策。并且，采用了生物质气化技术，将生物质气化产生的燃气送入煤粉炉内进行高效燃烧放热；生物质气化所需的干燥介质、气化剂(热空气等)均由火力发电厂燃烧和热力系统提供，使气化炉和火力发电厂燃烧、热力系统有机结合在一起，提高了系统运行灵活性，并减小了系统的投资；采用的是生物质和燃煤不直接掺混的混烧方式(即，气化后的燃气与粉煤混烧)，便于生物质灰渣和煤粉炉灰渣的综合利用。

但是，本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本实用新型，而并非用作为对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本实用新型的权利要求书范围内。

Claims (6)

1.一种生物质综合能源利用系统，包括带有磨煤机和燃气风机的煤粉锅炉，其特征在于：还包括料仓、外置式预干燥器、生物质气化炉、燃气余热利用装置，料仓与外置式预干燥器相连，煤粉锅炉通过中温烟气管道与外置式预干燥器相连，为外置式预干燥器提供用以预干燥的中温烟气，外置式预干燥器与生物质气化炉相连，生物质气化炉上连有热空气输入管，生物质气化炉还与燃气余热利用装置相连，将产生的高温燃气经燃气余热利用装置降温后送入燃气燃烧器，以在煤粉锅炉内燃烧放热。

2.根据权利要求1所述的生物质综合能源利用系统，其特征在于：所述生物质气化炉底部连有灰渣余热利用装置。

3.根据权利要求1所述的生物质综合能源利用系统，其特征在于：所述热空气输入管与磨煤机前的热一次风管道相连。

4.根据权利要求1所述的生物质综合能源利用系统，其特征在于：所述燃气余热利用装置通过燃气风机与燃气燃烧器相连。

5.根据权利要求1所述的生物质综合能源利用系统，其特征在于：所述料仓通过给料机构与外置式预干燥器相连。

6.根据权利要求1所述的生物质综合能源利用系统，其特征在于：所述生物质气化炉为流化床生物质气化炉。