CN219950897U - 一种热解发电一体化系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种热解发电一体化系统，磨煤机与反应器相连通，反应器与烧炭器相连通，反应器连通有粉焦缓冲仓，粉焦缓冲仓通过锅炉给料装置与CFB锅炉相连通，风道燃烧器与CFB锅炉相连通，烧炭器与锅炉给料装置、风道燃烧器相连通，CFB锅炉设置有排烟出口管道，排烟出口管道通过烟气循环管道与磨煤机相连通。本实用新型的反应器与CFB锅炉相连通，实现了高温粉焦显热的完全利用，抽取经CFB锅炉内脱硫和脱硝后的烟气输送至磨煤机中作为磨煤干燥系统的干燥介质，省去了惰性气体发生器系统。将烧炭器与CFB锅炉相连，高温烟气依托发电CFB锅炉排出至烟气净化系统实现烟气的热能利用和净化处理。

Description

一种热解发电一体化系统

技术领域

本实用新型属于煤质分质利用技术领域，具体涉及一种热解发电一体化系统。

背景技术

现有的热解技术和发电技术均具有各自成熟的工艺流程。但常规的热解和发电系统相对独立，投资高，经济性差。

专利申请号为CN107163961A，发明名称为热解耦合发电系统及其热解方法的专利申请，热解耦合发电系统包括：热解反应器，热解反应器具有第一进料口、第二进料口，热解反应器包括：热解炉体；加热管；混合部件，混合部件包括多个混合炉体和多个混合器，混合炉体设在热解炉体的下方且与热解炉体连通，混合器用于混合炉体内的物料；气固分离装置，气固分离装置与热解反应器相连；燃烧装置，燃烧装置与热解反应器和气固分离装置相连以收集物料热解后形成的固态产物和粉尘物质以燃烧发电；气液分离装置，气液分离装置与气固分离装置相连。该专利申请能够降低系统的能耗和运行成本低，提高热解焦油的产率和热解油气的品质，但该专利申请无法解决高温粉焦的有效利用、脱硫和脱硝后烟气的有效利用、节省热解工艺流程中的余热锅炉和烟气净化装置的问题。

实用新型内容

为了克服上述现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种热解发电一体化系统，通过系统整合优化，使热解系统和发电系统相互耦合，降低成本同时提高能量利用率，降低系统整体能耗。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种热解发电一体化系统，包括：

磨煤干燥模块，其包括磨煤机；

反应烧炭模块，其包括反应器和烧炭器；

CFB锅炉模块，其包括CFB锅炉、粉焦缓冲仓、风道燃烧器和省煤器；

其中，所述磨煤机与所述反应器相连通，所述反应器与所述烧炭器相连通，所述反应器还连通有粉焦缓冲仓，所述粉焦缓冲仓通过锅炉给料装置与所述CFB锅炉相连通，所述风道燃烧器与所述CFB锅炉相连通，所述烧炭器与所述锅炉给料装置相连通，且所述烧炭器与所述风道燃烧器相连通，所述CFB锅炉设置有排烟出口管道，所述省煤器设置在所述排烟出口管道上，所述排烟出口管道通过烟气循环管道与所述磨煤机相连通。

可选的，所述磨煤机旁设置有给煤机，所述给煤机能够将原料送至所述磨煤机中，所述给煤机上连通有原煤仓。

可选的，所述热解发电一体化系统还包括煤气循环管道，所述煤气循环管道的一端连通有增压风机，另一端与所述反应器相连通。

可选的，所述反应器连通有分馏塔，所述分馏塔通过管道与所述煤气增压风机相连通，所述煤气增压风机通过所述煤气循环管道连通有煤气产品管道，所述分馏塔连通有焦油产品管道。

可选的，所述磨煤干燥模块还包括原料收集罐，所述原料收集罐与所述磨煤机相连通，所述原料收集罐连通有计量缓冲罐，所述计量缓冲罐与所述煤气循环管道相连通，所述烧炭器与所述煤气循环管道相连通。

可选的，所述原料收集罐连通有布袋过滤器，所述布袋过滤器连通有烟气循环吸风机，所述烟气循环吸风机的出口设置有两条分支管道，其中一条分支管道与所述烟气循环管道相连通，另一条分支管道与所述排烟出口管道相连通。

可选的，所述布袋过滤器连接有叶轮给粉机，所述叶轮给粉机的另一端连接有烟粉混合器，所述烟粉混合器与所述CFB锅炉相连通。

可选的，所述烧炭器连通有烟气轮机，所述烟气轮机通过驱动轴连接有主风机，所述主风机与所述烧炭器相连通，所述烟气轮机的出口设置有两条分支管道，其中一条分支管道与所述烟粉混合器连通，另一条分支管道连通有两条二级分支管道，其中一条二级分支管道与所述风道燃烧器相连通，另一条二级分支管道与所述锅炉给料装置相连通。

可选的，CFB锅炉模块还包括空预器，所述风道燃烧器与所述空预器的空气侧连通，所述空预器的空气侧通过冷一次风管道连通有一次风机，所述排烟出口管道穿过所述空预器的烟气侧连通至净化系统。

可选的，所述磨煤机通过密封管道连通有密封风机，所述密封管道与所述冷一次风管道相连通。

与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：

鉴于CFB锅炉燃料适应范围广和炉前给料特点，本实用新型的一种热解发电一体化系统的反应器与CFB锅炉相连通，使得反应器中的热解副产物高温粉焦依靠重力均匀流入CFB锅炉中燃烧，实现了高温粉焦显热的完全利用，并规避了高温粉焦输送技术不成熟带来的风险，同时通过设置粉焦缓冲仓防止热解装置波动影响锅炉安全稳定运行。省去了常规热解装置配套的粉焦冷却、储存和输送系统，降低了投资和运行成本，提高了整体的经济性。鉴于CFB锅炉的环保特性，抽取经CFB锅炉内脱硫和脱硝后的烟气通过烟气循环管道将其输送至磨煤机中作为磨煤干燥系统的干燥介质，能够使烟气品质更高，不会腐蚀磨煤干燥系统。省去了惰性气体发生器系统，降低了投资和运行成本。常规的热解装置和发电装置均配有各自的锅炉和烟气净化系统，本实用新型通过热解发电一体化系统通过系统的整合，将烧炭器与CFB锅炉相连，产生的高温烟气可依托发电CFB锅炉排出至配套的烟气净化系统实现烟气的热能利用和净化处理，省去常规热解工艺流程中的余热锅炉和烟气净化装置。

进一步，本实用新型将烧炭器产生的高温高压烟气首先引至烟气轮机做功驱动所述主风机，实现了压力能的利用。

进一步，本实用新型将经烟气轮机做功后的高温烟气通入所述锅炉给料装置使播散的粉焦均匀覆盖炉膛，保证炉膛燃烧的均匀性，且将高温烟气通过烟粉混合器向CFB锅炉输送不能热解的细煤粉入炉，保证煤炭的完全充分利用。

进一步，本实用新型将热解反应产生的煤气和焦油通过分馏塔分别连通至焦油产品管道和煤气产品管道，可进一步深加工为高附加值的产品。

进一步，本实用新型将磨煤机与密封风机之间的管道与冷一次风管道连通，使磨煤机的密封风能够采用CFB锅炉的冷一次风，开车工况时，磨煤机密封风由密封风机提供。多台磨煤机仅需配套一台密封风机，减少对密封风机数量的要求。

附图说明

在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本实用新型公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本实用新型的理解，并不是具体限定本实用新型各部件的形状和比例尺寸。在附图中：

图1是本实用新型的热解发电一体化系统图。

其中：1-磨煤干燥模块、11-原煤仓、12-给煤机、13-磨煤机、14-原料收集罐、15-计量缓冲罐、16-布袋过滤器、17-密封风机、2-反应烧炭模块、21-反应器、22-烧炭器、23-分馏塔、24-煤气增压风机、25-烟气轮机、26-主风机、3-CFB锅炉模块、31-CFB锅炉、32-粉焦缓冲仓、33-一次风机、34-烟气循环吸风机、35-空预器、36-风道燃烧器、37-省煤器。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型中的技术方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施例。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

下面结合附图对本实用新型进行详细说明。

参见图1，本实用新型热解发电一体化系统，包括热解磨煤干燥模块1，反应烧炭模块2和CFB锅炉模块3，其中所述反应烧炭模块2设置在所述热解磨煤干燥模块1和CFB锅炉模块3之间。

所述磨煤干燥模块1包括：原煤仓11、给煤机12、磨煤机13、原料收集罐14、计量缓冲罐15、布袋过滤器16和密封风机17。

反应烧炭模块2包括：反应器21、烧炭器22、分馏塔23、增压风机24、烟气轮机25和主风机26。

CFB锅炉模块3包括：CFB锅炉31、粉焦缓冲仓32、一次风机33、烟气循环吸风机34、空预器35、风道燃烧器36和省煤器37。

本实用新型热解发电一体化系统，还包括煤气循环管道，所述煤气循环管道的一端与所述增压风机24连通，另一端与所述反应器21的底部相连通。所述煤气循环管道上，与所述增压风机24连通处的另一侧连通有煤气产品管道，用于煤气产品的外送。

其中，所述原煤仓11的出料口设置在所述给煤机12的上方，用于将原煤送至给煤机12中。所述给煤机12的出料口设置在磨煤机13的顶部料口上方，用于将原煤输送至所述磨煤机13中。所述磨煤机13内通入烟气作为干燥介质，能够对原煤进行干燥。所述磨煤机13的顶部料口与所述原料收集罐14之间通过管道相连通。

所述磨煤机13的侧面设置有侧口，所述侧口通过密封管道与所述密封风机17相连通。

所述原料收集罐14设置在所述磨煤机13的侧面。所述原料收集罐14的底部与所述计量缓冲罐15的顶部通过管道相连通。所述计量缓冲罐15的底部设置有罐底叶轮给料机。

所述计量缓冲罐15的底部通过管道与所述煤气循环管道相连通。

所述原料收集罐14的顶部通过管道与所述布袋过滤器16相连通。

所述布袋过滤器16的底部通过管道连接有叶轮给粉机，所述叶轮给粉机的另一端通过管道连接有烟粉混合器。所述烟粉混合器通过管道与所述CFB锅炉31的中部相连通。

所述反应器21的顶部通过管道与所述分馏塔23的中部或上部相连通，所述分馏塔23的顶部通过管道与所述煤气增压风机24相连通。

所述分馏塔23的底部设置有焦油产品管道，用于焦油产品的外送。

所述反应器21的下部通过管道与所述烧炭器22相连通，所述反应器21的底部的另一侧通过管道与所述粉焦缓冲仓32连通。

所述反应器21内设置有旋风分离器。

所述粉焦缓冲仓32的底部与所述CFB锅炉31的底部设置的锅炉给料装置连通。

所述烧炭器22的顶部通过管道与所述烟气轮机25相连通，所述烟气轮机25通过驱动轴与主风机26相连通，所述烟气轮机25的出口设置有两条分支管道，其中一条分支管道与所述烟粉混合器连通，另一条分支管道再次分为两条二级分支管道，其中一条二级分支管道与所述风道燃烧器36相连通，另一条二级分支管道分为两条三级分支管道，两条所述三级分支管道均与所述锅炉给料装置连通，其中一条三级分支管道与所述锅炉给料装置的端口相连通，起到密封作用，另一条三级分支管道在所述粉焦缓冲仓32与所述锅炉给料装置连通处的顺流通方向的下游与所述锅炉给料装置连通，以增加扰动将粉焦播散开。

所述主风机26通过管道与所述烧炭器22的中部或底部相连通。

所述烧炭器22的底部通过管道与所述煤气循环管道相连通。

所述CFB锅炉31的顶部设置有排烟出口管道，所述排烟出口管道穿过所述空预器35的烟气侧连通至净化系统，所述省煤器37设置在所述排烟出口管道上。

所述排烟出口管道上，所述省煤器37与所述空预器35之间通过烟气循环管道与所述磨煤机13的侧口相连通。

所述CFB锅炉31的底部连通有风道燃烧器36，所述风道燃烧器36通过管道与所述空预器35的空气侧连通。所述一次风机33通过冷一次风管道与所述空预器35的空气侧连通。

所述密封管道与所述冷一次风管道相连通。

所述布袋过滤器16的顶部通过管道与所述烟气循环吸风机34的入口相连通。所述烟气循环吸风机34的出口设置有两条分支管道，其中一条分支管道与所述烟气循环管道相连通，另一条分支管道与所述排烟出口管道相连通。

实施例

参见图1，本实用新型热解发电一体化系统，其热解流程为：

开车时，首先在所述烟气循环管道中通入氮气作为输送热解原料的气体。原煤通过输煤皮带输送至原煤仓11，从原煤仓11底部进入所述给煤机12中，经给煤机12运输至磨煤机13进行研磨。由于磨煤机13内通入有烟气作为干燥介质，能够对原煤进行干燥。通过磨煤机13内部的烟气将干燥后的煤粉通过管道输送至原料收集罐14中，将原料收集罐14中的热解原料通过管道送入计量缓冲罐15缓存，通过所述计量缓冲罐15的罐底叶轮给料机将原料输出所述计量缓冲罐15外进行称重计量。经所述增压风机24加压煤气循环管道通入原料输送管道，并与来自烧炭器22的热载体混合进入反应器21中进行热解。

原料和热载体在反应器21中热解反应后产生煤化学产物，经反应器21中内置旋风分离器，使得粉焦与油气快速分离。

其中，粉焦一部分作为循环粉焦流入烧炭器22中进一步燃烧作为热载体循环至反应器21，燃烧所需的空气由主风机26提供；另外一部分粉焦先经粉焦缓冲仓32，再流入CFB锅炉31作为燃料，实现了高温粉焦显热的完全充分利用，且规避了高温粉焦输送技术不成熟带来的风险。

经反应器21所得油气进入分馏塔23进行气液分离，得到煤气和焦油，煤气经增压风机24增压后一部分作为循环煤气输送原料至反应器21，一部分煤气外送至下游产业链；焦油直接外送至下游产业链。

参见图1，本实用新型热解发电一体化系统，其磨煤干燥介质的流程为：

从所述省煤器37与所述空预器35之间的管道抽取经炉内脱硫脱硝的部分烟气通过所述烟气循环管道通入磨煤机13。将脱硫、脱硝后的烟气作为磨煤干燥系统的干燥介质，烟气品质更高，不会腐蚀磨煤干燥系统且能够省去惰性气体发生器系统。所述磨煤机13对原煤进行干燥并输送煤粉至原料收集罐14。通过原料收集罐14内置旋风分离器将大部分的粗煤粉分离出来送入计量缓冲罐15缓存，作为热解原料；剩余不能用于热解的细煤粉随烟气经布袋过滤器16进行脱除收集，通入经烟气轮机25做功后的部分烟气输送至发电CFB锅炉31中作为燃料。经布袋过滤器16除尘后的烟气通入所述烟气循环吸风机34后分为两路：一路接至空预器35的烟气侧通入净化系统，处理达标后排放；另一路通过所述烟气循环管道接入所述磨煤机13的侧口以调节磨煤机13的入口烟温，以满足磨煤机13入口烟温要求。

参见图1，本实用新型热解发电一体化系统，其烧炭器22排烟能量利用流程为：烧炭器22产生的高温高压烟气首先引至烟气轮机25做功驱动所述主风机26，实现了压力能的利用。经烟气轮机25做功后的高温烟气分三路引入CFB锅炉31。其中，第一路通入所述CFB锅炉31给料装置，播散粉焦均匀覆盖炉膛，保证炉膛燃烧的均匀性；第二路通过所述烟粉混合器向所述CFB锅炉31输送不能热解的细煤粉入炉，保证煤炭的完全充分利用；第三路引入所述风道燃烧器36作为床料流化风，替代部分一次风作用。高温烟气进入CFB锅炉31后，热能得到充分利用，且可以依托电站锅炉烟气净化系统处理后达标排放，省去常规热解工艺流程中的余热锅炉和烟气净化装置。

在以上实施例中所涉及的设备元件如无特别说明，均为常规设备元件，所涉及的结构设置方式、工作方式或控制方式如无特别说明，均为本领域常规的设置方式、工作方式或控制方式。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种热解发电一体化系统，其特征在于，包括：

磨煤干燥模块(1)，其包括磨煤机(13)；

反应烧炭模块(2)，其包括反应器(21)和烧炭器(22)；

CFB锅炉模块(3)，其包括CFB锅炉(31)、粉焦缓冲仓(32)、风道燃烧器(36)和省煤器(37)；

其中，所述磨煤机(13)与所述反应器(21)相连通，所述反应器(21)与所述烧炭器(22)相连通，所述反应器(21)还连通有粉焦缓冲仓(32)，所述粉焦缓冲仓(32)通过锅炉给料装置与所述CFB锅炉(31)相连通，所述风道燃烧器(36)与所述CFB锅炉(31)相连通，所述烧炭器(22)与所述锅炉给料装置相连通，且所述烧炭器(22)与所述风道燃烧器(36)相连通，所述CFB锅炉(31)设置有排烟出口管道，所述省煤器(37)设置在所述排烟出口管道上，所述排烟出口管道通过烟气循环管道与所述磨煤机(13)相连通。

2.根据权利要求1所述的一种热解发电一体化系统，其特征在于，所述磨煤机(13)旁设置有给煤机(12)，所述给煤机(12)能够将原料送至所述磨煤机(13)中，所述给煤机(12)上连通有原煤仓(11)。

3.根据权利要求1所述的一种热解发电一体化系统，其特征在于，所述热解发电一体化系统还包括煤气循环管道，所述煤气循环管道的一端连通有增压风机(24)，另一端与所述反应器(21)相连通。

4.根据权利要求3所述的一种热解发电一体化系统，其特征在于，所述反应器(21)连通有分馏塔(23)，所述分馏塔(23)通过管道与所述煤气增压风机(24)相连通，所述煤气增压风机(24)通过所述煤气循环管道连通有煤气产品管道，所述分馏塔(23)连通有焦油产品管道。

5.根据权利要求3所述的一种热解发电一体化系统，其特征在于，所述磨煤干燥模块(1)还包括原料收集罐(14)，所述原料收集罐(14)与所述磨煤机(13)相连通，所述原料收集罐(14)连通有计量缓冲罐(15)，所述计量缓冲罐(15)与所述煤气循环管道相连通，所述烧炭器(22)与所述煤气循环管道相连通。

6.根据权利要求5所述的一种热解发电一体化系统，其特征在于，所述原料收集罐(14)连通有布袋过滤器(16)，所述布袋过滤器(16)连通有烟气循环吸风机(34)，所述烟气循环吸风机(34)的出口设置有两条分支管道，其中一条分支管道与所述烟气循环管道相连通，另一条分支管道与所述排烟出口管道相连通。

7.根据权利要求6所述的一种热解发电一体化系统，其特征在于，所述布袋过滤器(16)连接有叶轮给粉机，所述叶轮给粉机的另一端连接有烟粉混合器，所述烟粉混合器与所述CFB锅炉(31)相连通。

8.根据权利要求7所述的一种热解发电一体化系统，其特征在于，所述烧炭器(22)连通有烟气轮机(25)，所述烟气轮机(25)通过驱动轴连接有主风机(26)，所述主风机(26)与所述烧炭器(22)相连通，所述烟气轮机(25)的出口设置有两条分支管道，其中一条分支管道与所述烟粉混合器连通，另一条分支管道连通有两条二级分支管道，其中一条二级分支管道与所述风道燃烧器(36)相连通，另一条二级分支管道与所述锅炉给料装置相连通。

9.根据权利要求1所述的一种热解发电一体化系统，其特征在于，CFB锅炉模块(3)还包括空预器(35)，所述风道燃烧器(36)与所述空预器(35)的空气侧连通，所述空预器(35)的空气侧通过冷一次风管道连通有一次风机(33)，所述排烟出口管道穿过所述空预器(35)的烟气侧连通至净化系统。

10.根据权利要求9所述的一种热解发电一体化系统，其特征在于，所述磨煤机(13)通过密封管道连通有密封风机(17)，所述密封管道与所述冷一次风管道相连通。