生物質燃料再燃系統和鍋爐的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及熱力機械領域，特別涉及一種生物質燃料再燃系統和鍋爐。
【背景技術】
[0002]現有技術中，以煤炭為主的火力發(fā)電占主導地位。隨著煤炭等常規(guī)能源價格飛漲，原有燃煤電站鍋爐的燃燒方式顯得越來越不經濟，不但發(fā)電成本高，還排放大量的co2、so2、NOx、粉塵等污染物，造成了一系列的環(huán)境問題。其中氮氧化物(NOx，包括Ν0、Ν02&Ν20)占排放量的67%，被認為是大氣污染物的主要來源之一，對大氣環(huán)境造成嚴重的污染，威脅人類的生命健康。隨著國家環(huán)保政策的日趨嚴格，對火電廠提出了更高的環(huán)保要求，從2014年7月起，規(guī)定現有火力發(fā)電鍋爐氮氧化物的排放濃度不超過100mg/m3。
[0003]火電廠對NOx的控制措施主要有低NOx燃燒技術和選擇性催化還原技術(SCR技術)兩種。
[0004]SCR技術是目前應用最廣和最有效的技術，但是該技術存在初始投資和運行費用偏高，并且存在氨泄露的安全隱患問題。
[0005]低NOx燃燒技術主要包括低氧燃燒，煙氣再循環(huán)、低NOx燃燒器技術、空氣分級、再燃技術等。低NOx燃燒技術成本較低，但一般降低NOx幅度較小。通常，低氧運行，煙氣再循環(huán)、低NOx燃燒器技術、空氣分級等低NOx燃燒技術的NOx還原率在10?40%。而氣體燃料再燃技術比較其他低NOx燃燒技術在NOx脫除方面具有一定優(yōu)勢，可以達到60%?70%。
[0006]國內外在再燃脫硝方面主要采用天然氣作為再燃燃料。我國天然氣資源主要分布在西部，因此東部及沿海地區(qū)發(fā)展天然氣再燃脫硝受到限制。
[0007]生物質能是蘊藏在生物質中的能量，源于太陽能，是綠色植物將太陽能轉化為化學能而貯存在生物質內部的能量。生物質的種類很多，植物中最主要的有木材和農作物秸桿等。植物生物質能幾乎不含硫，含氮很少，因此是一種清潔再生能源，是綠色能源之一。發(fā)展以生物質為原料的綠色能源進行煤粉鍋爐的再燃燃燒，既是我國加強生態(tài)環(huán)境建設、減少NOx污染物的重要途徑，又是實現生物質能源高效利用、解決能源危機的重要途徑。
[0008]公開號為CN1963299A、發(fā)明名稱為利用煤粉和生物質混合再燃降低NOx排放的方法及鍋爐系統的中國專利申請?zhí)岢隽藢t內燃燒過程分主燃燒區(qū)、再燃區(qū)和燃盡區(qū)，將再燃區(qū)分為一級再燃區(qū)和二級再燃區(qū)，在一級再燃區(qū)噴送入煤粉，將生物質經過干燥、粉磨預處理后向二級再燃區(qū)噴送，在一級再燃區(qū)內主要完成煤粉熱解和焦炭生成過程，在二級再燃區(qū)內實現NOx還原反應，利用缺氧條件下揮發(fā)分燃燒和焦炭對CO與NO反應的催化還原作用，進一步還原主燃區(qū)內生成的NOx，達到低NOx排放的目的。
[0009]公開號為CN102121706A、發(fā)明名稱為燃煤鍋爐生物質氣化再燃系統的中國專利申請?zhí)岢鲆环N生物質能源技術領域的燃煤鍋爐生物質氣化再燃系統，該系統中，絞龍進料系統、氣化爐體和旋轉除灰系統都通過法蘭與氣化爐連接，絞龍進料系統位于氣化爐體側上方的進料口處，旋轉除灰系統位于氣化爐體的底部，高溫輸送管道通過法蘭連接氣化爐產氣口和鍋爐燃料噴口。該中國專利申請能夠連續(xù)穩(wěn)定處理生物質料穩(wěn)定輸出氣化氣，用作鍋爐再燃燃料。
[0010]在實現本實用新型的過程中，發(fā)明人發(fā)現以上現有技術存在如下不足之處:
[0011 ][0012]公開號為CN102121706A的中國專利申請中，在生物質熱解氣化產生熱解氣的同時，會產生另一種重要產物一一半焦，半焦是生物質經過一定溫度干餾之后得到的一種固體產物，并且內部具有豐富的孔隙結構。這部分半焦在該現有技術中未能得到合理的利用和處理，因此影響生物質能的利用率，造成能源和熱量的浪費。
【實用新型內容】
[0013]本實用新型的目的在于提供一種生物質燃料再燃系統和鍋爐，旨在避免生物質與煤粉直接混燃，同時提高生物質能的利用率。
[0014]本實用新型第一方面提供一種生物質燃料再燃系統，包括鍋爐本體、生物質料倉、生物質熱解爐、氣固分離器、主燃燒器、半焦燃燒器和再燃氣體燃燒器，所述鍋爐本體具有爐膛，所述爐膛具有從上游至下游依次設置的主燃區(qū)、再燃區(qū)和燃盡區(qū)，所述主燃燒器、所述半焦燃燒器和所述再燃氣體燃燒器均設置于所述鍋爐本體上，所述主燃燒器位于所述主燃區(qū)，所述再燃氣體燃燒器位于所述再燃區(qū)，所述半焦燃燒器位于所述再燃區(qū)的上游，所述生物質料倉的生物質出口與所述生物質熱解爐的生物質入口連接，所述生物質熱解爐的熱解產物出口與所述氣固分離器的熱解產物入口連接，所述氣固分離器的氣體出口與所述再燃氣體燃燒器連接，所述氣固分離器的半焦出口與所述半焦燃燒器連接。
[0015]進一步地，所述生物質燃料再燃系統還包括除塵器，所述除塵器的除塵器入口與所述氣固分離器的氣體出口連接，所述除塵器的氣體出口與所述再燃氣體燃燒器連接。
[0016]進一步地，所述生物質燃料再燃系統還包括高溫風機，所述高溫風機的風機入口與所述氣固分離器的氣體出口連接，所述高溫風機的風機出口與所述再燃氣體燃燒器連接。
[0017]進一步地，所述生物質燃料再燃系統還包括草木灰灰斗，所述除塵器的固體出口與所述草木灰灰斗的灰斗入口連接。
[0018]進一步地，所述生物質燃料再燃系統還包括草木灰輸送泵和草木灰灰倉，所述草木灰輸送泵的泵入口與所述草木灰灰斗的灰斗出口連接，所述草木灰輸送泵的泵出口與所述草木灰灰倉的灰倉入口連接。
[0019]進一步地，所述爐膛還包括還原區(qū)，所述還原區(qū)位于所述主燃區(qū)的下游并位于所述再燃區(qū)的上游，所述半焦燃燒器位于所述還原區(qū)。
[0020]進一步地，所述生物質燃料再燃系統還包括燃盡風噴口，所述燃盡風噴口設置于所述鍋爐本體上并位于所述燃盡區(qū)。
[0021]進一步地，所述生物質燃料再燃系統還包括用于回收所述氣固分離器的氣體出口的生物質熱解氣的顯熱的換熱器。
[0022]本實用新型第二方面提供一種鍋爐，包括生物質燃料再燃系統，所述生物質燃料再燃系統為本實用新型第一方面中任一項所述的生物質燃料再燃系統。
[0023]基于本實用新型提供的生物質燃料再燃系統和鍋爐，生物質燃料再燃系統包括鍋爐本體、生物質料倉、生物質熱解爐、氣固分離器、主燃燒器、半焦燃燒器和再燃氣體燃燒器，生物質料倉的生物質出口與生物質熱解爐的生物質入口連接，生物質熱解爐的熱解產物出口與氣固分離器的熱解產物入口連接，氣固分離器的氣體出口與再燃氣體燃燒器連接，氣固分離器的半焦出口與半焦燃燒器連接。該生物質燃料再燃系統將生物質熱解爐的熱解產物中的生物質熱解氣作為再燃燃料通過氣固分離器的氣體出口輸送至再燃區(qū)燃燒，將熱解產物中的半焦通過氣固分離器的半焦出口輸送至鍋爐的再燃區(qū)上游燃燒，一方面避免了生物質與煤粉直接混燃，從而避免了因直接混燃而導致的燃料倉堵塞、容易引起結渣腐蝕和影響混燃灰的利用問題，另一方面半焦得到了合理的利用和處理，提高了生物質能的利用率。
[0024]通過以下參照附圖對本實用新型的示例性實施例的詳細描述，本實用新型的其它特征及其優(yōu)點將會變得清楚。
【附圖說明】
[0025]此處所說明的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，構成本申請的一部分，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中:
[0026]圖1為本實用新型一具體實施例的生物質燃料再燃系統的原理示意圖。
[0027]圖1中，各附圖標記分別代表:
[0028]1、生物質料倉；
[0029]2、生物質下料管道；
[0030]3、生物質熱解爐；
[0031]4、熱解產物出口管道；
[0032]5、氣固分離器；
[0033]6、除塵器；
[0034]7、高溫風機；
[0035]8、再燃氣體輸送管道；
[0036]9、半焦輸送管道；
[0037]10、燃盡風噴口 ；
[0038]11、再燃氣體燃燒器；
[0039]12、半焦燃燒器；
[0040]13、主燃燒器；
[0041]14、爐膛。
【具體實施方式】
[0042]下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。以下對至少一個示例性實施例的描述實際上僅僅是說明性的，決不作為對本實用新型及其應用或使用的任何限制?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0043]除非另外具體說明，否則在這些實施例中闡述的部件和步驟的相對布置、數字表達式和數值不限制本實用新型的范圍。同時，應當明白，為了便于描述，附圖中所示出的各個部分的尺寸并不是按照實際的比例關系繪制的。對于相關領域普通技術人員已知的技術、方法和設備可能不作詳細討論，但在適當情況下，技術、方法和設備應當被視為授權說明書的一部分。在這里示出和討論的所有示例中，任何具體值應被解釋為僅僅是示例性的，而不是作為限制。因此，示例性實施例的其它示例可以具有不同的值。應注意到:相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進行進一步討論。
[0044]如圖1所示，該實施例的生物質燃料再燃系統包括鍋爐本體、生物質料倉1、生物質下料管道2、生物質熱解爐3、熱解產物出口管道4、氣固分離器5、除塵器6、高溫風機7、再燃氣體輸送管道8、半焦輸送管道9、再燃氣體燃燒器11、半焦燃燒器12和主燃燒器13。
[0045]鍋爐本體具有爐膛14，爐膛具有從上游至下游依次設置的主燃區(qū)、還原區(qū)、再燃區(qū)和燃盡區(qū)。主燃燒器13、半焦燃燒器12、再燃