專利名稱：在超臨界燃煤發(fā)電機(jī)組中整合秸稈氣化發(fā)電方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于生物質(zhì)能氣化再燃燒的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及利用稻稈、麥稈等農(nóng)作 物秸稈生成的燃?xì)鈱?shí)現(xiàn)生物質(zhì)燃?xì)庠偃嫉陌l(fā)電方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)燃煤電站會(huì)產(chǎn)生不少大氣污染物，如今煤等化石能源日益枯竭，將生物質(zhì) 用于發(fā)電是緩解一次能源短缺問題的有效途徑。從技術(shù)與成本上考慮，目前生物質(zhì)與煤 混燃技術(shù)仍是生物質(zhì)能利用的主要途徑之一，但是帶來(lái)新的問題，如(1)生物質(zhì)制粉困難，飛灰可燃物比例升高；(2)生物質(zhì)灰(特別是秸稈類的生物質(zhì)灰)影響粉煤灰的利用；(3)絞龍送料設(shè)備經(jīng)?？ㄋ绹?yán)重時(shí)導(dǎo)致核心部件損壞。這使得生物質(zhì)氣化再燃——間接混燃技術(shù)得到重視，這種技術(shù)能有效克服以上 直接摻燒的缺點(diǎn)，充分利用現(xiàn)有燃煤電站的基礎(chǔ)設(shè)施，在控制C02、S02及N0x排放方面 更具優(yōu)勢(shì)。國(guó)外在這方面起步較早，80年代開始西歐部分國(guó)家就有了示范運(yùn)行。但是所 用的原料主要是木片，碎木屑等林業(yè)廢棄物，而我國(guó)以農(nóng)業(yè)廢棄物為主，因此將此模式 照搬引進(jìn)國(guó)內(nèi)有一定困難，有必要進(jìn)行適當(dāng)修改。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種適合我國(guó)國(guó)情，特別是在農(nóng)業(yè)廢棄物數(shù)量 眾多區(qū)域，與當(dāng)?shù)爻R界燃煤電站整合生物質(zhì)秸稈氣化再燃發(fā)電方法。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下采用一種在超臨界機(jī)組中整合秸稈氣化發(fā)電的裝置系統(tǒng)，該裝置由生物質(zhì)秸稈 料包輸送散料子系統(tǒng)，鼓泡流化床氣化子系統(tǒng)，流化風(fēng)混合輸送系統(tǒng)，高溫燃?xì)廨斔拖?統(tǒng)，超臨界煤粉鍋爐系統(tǒng)構(gòu)成。在保證流化所需的總風(fēng)量的條件下，從空氣預(yù)熱器一次風(fēng)出口引來(lái)的熱空氣作 為主流化風(fēng)，從鍋爐尾部引來(lái)的煙氣作為輔助流化風(fēng)，兩者混合送入氣化爐；秸稈料包由帶式干燥輸送機(jī)經(jīng)秸稈料包打散裝置打散后運(yùn)至氣化爐，完成氣化 反應(yīng)。所述主流化風(fēng)和所述輔助流化風(fēng)的混合比例5.5 1至6 1。所述混合過程使用高溫?zé)煔夥栏_茨風(fēng)機(jī)對(duì)低壓鍋爐排煙進(jìn)行升壓，使其和相 對(duì)高壓的熱空氣混合。使用從鍋爐尾部引來(lái)的煙氣作為干燥劑干燥含水率過高的秸稈料包。經(jīng)氣化反應(yīng)產(chǎn)生的熱生物質(zhì)燃?xì)饨?jīng)旋風(fēng)分離器后分離大部分的熱飛灰，所述飛 灰由與旋風(fēng)分離器連接的飛灰熱絞龍回送氣化爐內(nèi)。經(jīng)過飛灰分離后的燃?xì)庥梢慌_(tái)熱燃?xì)馕L(fēng)機(jī)通過高溫燃?xì)廨斔凸艿浪椭铃仩t爐 膛進(jìn)行再燃燒，實(shí)現(xiàn)燃?xì)馊紵l(fā)電并還原NOx的循環(huán)過程。
本發(fā)明的有益效果包括(1)將生物質(zhì)秸稈打包成型，便于原料存運(yùn)，有效減小占地面積；(2)采用秸稈散料機(jī)進(jìn)料，解決了常規(guī)絞龍進(jìn)料設(shè)備易損壞的問題；(3)采用鼓泡流化床作為氣化爐，流化速度低，有效減少飛灰可燃物比例；(4)將電站富余的一次風(fēng)作為鼓泡流化床氣化爐的流化風(fēng)，提升生物質(zhì)燃?xì)赓|(zhì)量 和氣化效率，同時(shí)也提高總體鍋爐能量利用效率；(5)充分利用現(xiàn)有鍋爐燃燒過程中的廢煙氣，一方面用作氣化劑，調(diào)節(jié)流化風(fēng)量 的含氧量，另一方面用作干燥劑，干燥高水分秸稈料包，實(shí)現(xiàn)對(duì)電站的余熱回收；(6)避免了生物質(zhì)灰對(duì)粉煤灰的影響。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說(shuō)明圖1為本發(fā)明的流程示意圖。附圖標(biāo)記1-鍋爐爐膛、2-高溫?zé)煔夥栏_茨風(fēng)機(jī)、3-高溫燃?xì)廨斔凸艿馈?-熱燃?xì)馕L(fēng) 機(jī)、5-旋風(fēng)分離器、6-飛灰熱絞龍、7-氣化爐、8-秸稈料包打散裝置、9-帶式干燥輸送 機(jī)。
具體實(shí)施方式
整個(gè)煤粉發(fā)電機(jī)組整合秸稈氣化發(fā)電系統(tǒng)采用一臺(tái)煤粉爐聯(lián)帶一臺(tái)或多臺(tái)氣化 爐的方式運(yùn)行，在本實(shí)例中，為一帶一方式，如圖1所示。針對(duì)生物質(zhì)料包可能出現(xiàn)水分含量過高的情況，本實(shí)施例采用的帶式干燥輸送 機(jī)兼有干燥的功能。將生物質(zhì)秸稈料包運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)后，由帶式干燥輸送機(jī)9經(jīng)過秸稈料包 打散裝置8打散后甩入氣化爐7內(nèi)進(jìn)行氣化。料包密度約為200kg/m3，料包尺寸由氣化 爐大小決定，單個(gè)料包截面一般以不超過氣化爐床層面積的50%為宜。引用一部分鍋爐 尾部排煙(約100°C)作為干燥劑，在輸送段途中進(jìn)行熱煙氣干燥，干燥用煙氣量可根據(jù) 要干燥的水分量決定。在氣化爐方面，利用超臨界機(jī)組設(shè)計(jì)時(shí)富余的具有一定壓頭的一次風(fēng)(一般 300°C),引一部分作為鼓泡流化床氣化爐流化所需風(fēng)量，同時(shí)作為氣化劑，氣化生物質(zhì) 秸稈料包。為了保證鼓泡流化床氣化爐的穩(wěn)定高效運(yùn)行，運(yùn)行當(dāng)中可引鍋爐尾部排煙 (約100°C)混入熱空氣氣化劑，混合比例為5.5 1至6 1從而降低氣化劑含氧量，提 高氣化爐出口燃?xì)饪扇汲煞直壤蜔嶂??；旌线^程使用高溫?zé)煔夥栏_茨風(fēng)機(jī)2對(duì)低壓 鍋爐排煙進(jìn)行升壓，使其和相對(duì)高壓的熱空氣混合。從氣化爐7引出的燃?xì)饨?jīng)旋風(fēng)分離器5后，由高溫燃?xì)廨斔凸艿?直接送入鍋爐 爐膛1的中上部還原區(qū)域進(jìn)行再燃燒。而被旋風(fēng)分離器5分離下來(lái)的熱飛灰由飛灰熱絞 龍6送入鼓泡流化床的密相區(qū)燃燒，補(bǔ)充氣化所需熱量，提高碳轉(zhuǎn)化率。燃?xì)獾墓艿垒?送壓損由一臺(tái)熱燃?xì)馕L(fēng)機(jī)4克服。排出的生物質(zhì)半焦既可與熱飛灰一起送入流化床的密相區(qū)燃燒，也可以送至余 熱鍋爐燃盡。
以上所述僅 為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的 技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的 任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.在超臨界燃煤發(fā)電機(jī)組中整合秸稈氣化發(fā)電方法，其特征在于，在保證流化所需 的總風(fēng)量的條件下，從空氣預(yù)熱器一次風(fēng)出口引來(lái)的熱空氣作為主流化風(fēng)，從鍋爐尾部 引來(lái)的煙氣作為輔助流化風(fēng)，兩者混合送入氣化爐(7)；秸稈料包由帶式干燥輸送機(jī)(9)經(jīng)秸稈料包打散裝置(8)打散后運(yùn)至氣化爐(7)，完 成氣化反應(yīng)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述主流化風(fēng)和所述輔助流化風(fēng)的混合比 例 5.5 1 至 6 1。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述混合過程使用高溫?zé)煔夥栏_茨 風(fēng)機(jī)(2)對(duì)低壓鍋爐排煙進(jìn)行升壓，使其和相對(duì)高壓的熱空氣混合。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，使用從鍋爐尾部引來(lái)的煙氣作為干燥劑干 燥含水率過高的秸稈料包。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，經(jīng)氣化反應(yīng)產(chǎn)生的熱生物質(zhì)燃?xì)饨?jīng)旋風(fēng)分 離器(5)后分離大部分的熱飛灰，所述飛灰由與旋風(fēng)分離器(5)連接的飛灰熱絞龍(6)回 送氣化爐(7)內(nèi)。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，經(jīng)過飛灰分離后的燃?xì)庥梢慌_(tái)熱燃?xì)馕L(fēng) 機(jī)(4)通過高溫燃?xì)廨斔凸艿?3)送至鍋爐爐膛(1)進(jìn)行再燃燒，實(shí)現(xiàn)燃?xì)馊紵l(fā)電并還 原NOx的循環(huán)過程。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種在超臨界燃煤發(fā)電機(jī)組中整合秸稈氣化發(fā)電方法，該方法將生物質(zhì)秸稈打包成型后作為鼓泡流化床氣化爐的氣化原料，利用電站富余的一次風(fēng)熱空氣與鍋爐尾部煙氣共同作為氣化劑，通過對(duì)現(xiàn)有超臨界機(jī)組的簡(jiǎn)單改造，有效整合生物質(zhì)氣化爐，使生物質(zhì)氣化再燃燒發(fā)電，有效克服生物質(zhì)直接摻燒的缺點(diǎn)，避免生物質(zhì)灰對(duì)粉煤灰的影響，解決了常規(guī)絞龍進(jìn)料設(shè)備易損壞的問題，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)生物質(zhì)能高效利用并進(jìn)一步降低燃煤電站污染物排放。
文檔編號(hào)C10J3/56GK102010757SQ20101054646
公開日2011年4月13日 申請(qǐng)日期2010年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月15日
發(fā)明者何培紅, 沈冶, 胡志波, 蔣國(guó)平, 袁光福, 閻維平, 魯許鰲, 黎澤元 申請(qǐng)人:華北電力大學(xué)(保定), 國(guó)電長(zhǎng)源電力股份有限公司