低階煤預(yù)干燥熱解分級(jí)轉(zhuǎn)化的雙流體循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種低階煤預(yù)干燥熱解分級(jí)轉(zhuǎn)化的雙流體循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)由低階煤預(yù)干燥熱解單元、燃?xì)?蒸汽雙流體循環(huán)發(fā)電單元及常規(guī)蒸汽循環(huán)發(fā)電單元三部分組成。所述方法為：循環(huán)固體熱載體提供熱量，使煤熱解，固體半焦送入鍋爐進(jìn)行常規(guī)蒸汽發(fā)電，熱解揮發(fā)份干燥濕煤，同時(shí)吸附脫除焦油，干煤和吸附的焦油進(jìn)入熱解器熱解；經(jīng)過(guò)吸附的熱解揮發(fā)份進(jìn)入后續(xù)凈化裝置，凈化后的熱解氣進(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室，同時(shí)多級(jí)噴入蒸汽，從而使高溫燃?xì)?蒸汽雙流體工質(zhì)在透平中做功。本發(fā)明與常規(guī)燃煤發(fā)電技術(shù)比較，提高發(fā)電效率，減少污染物排放，不僅適用新建電廠也適用改造舊電廠。
【專利說(shuō)明】低階煤預(yù)干燥熱解分級(jí)轉(zhuǎn)化的雙流體循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及煤發(fā)電【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種低階煤預(yù)干燥熱解分級(jí)轉(zhuǎn)化的雙流體循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)及方法。

【背景技術(shù)】
[0002]煤炭在今后相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)仍將是我國(guó)的主要能源。實(shí)現(xiàn)煤炭高效清潔的利用是我國(guó)目前亟待解決的難題。火力發(fā)電消耗了我國(guó)半數(shù)的煤炭資源，提高火力發(fā)電的效率并降低污染排放，是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略選擇。
[0003]當(dāng)前，我國(guó)超臨界火電機(jī)組的發(fā)電效率在42%左右，其通過(guò)煤在鍋爐中燃燒生產(chǎn)超臨界參數(shù)的蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)做功發(fā)電。煤炭與氣體燃料的品質(zhì)及能量轉(zhuǎn)化方式不同，使得燃煤電廠的發(fā)電效率比天然氣聯(lián)合循環(huán)低10?15%。利用化工技術(shù)，將固體燃料轉(zhuǎn)化成氣體燃料再在去發(fā)電，如叩⑶，是一種煤炭資源清潔利用措施。但目前叩⑶電廠面臨氣化過(guò)程能耗高、電廠投資成本高及氣化煤種限制的弊端。
[0004]我國(guó)的煤炭資源中低階煤占有比重大，包括約13%的褐煤、42%的次煙煤，可以采用低能耗的熱解技術(shù)，分級(jí)固體半焦和揮發(fā)份產(chǎn)品，再利用不同性質(zhì)的分級(jí)燃料分別去發(fā)電。
[0005]國(guó)外已開(kāi)展多項(xiàng)煤熱解技術(shù)如回轉(zhuǎn)爐熱解的103(1)從技術(shù)、移動(dòng)床的技術(shù)、流化床的⑶00技術(shù)等。我國(guó)大連理工大學(xué)、浙江大學(xué)、清華大學(xué)、山西煤化學(xué)研究所、過(guò)程工程研究所等多家單位也開(kāi)發(fā)了不同的煤熱解工藝。
[0006]目前，已有的熱解技術(shù)一般米用氣體熱載體或固體熱載體作為熱解熱源，米用氣體熱載體的方式會(huì)稀釋熱解氣中可燃?xì)怏w的比例，從而降低了氣體熱值，同時(shí)還增加了氣體凈化規(guī)模。采用固體熱載體方式的熱解技術(shù)，其熱載體中飛灰損失大，磨損嚴(yán)重，運(yùn)行過(guò)程中需定時(shí)補(bǔ)加。而且，現(xiàn)有熱解技術(shù)中得到的熱解半焦，在冷卻時(shí)將損失大量顯熱，降低了熱解效率；此外，熱解揮發(fā)份組成復(fù)雜，焦油冷卻過(guò)程中容易造成管路堵塞。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目在于，提供一種低階煤預(yù)干燥熱解分級(jí)轉(zhuǎn)化的雙流體循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)及方法，更好利用豐富的低階煤資源，更新能源轉(zhuǎn)化方式，克服目前常規(guī)燃煤電站發(fā)電效率低，污染排放量大的弊端。
[0008]本發(fā)明為解決上述發(fā)電技術(shù)難題采取的方案是:
[0009]一種低階煤預(yù)干燥熱解分級(jí)轉(zhuǎn)化的雙流體循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，所述發(fā)電系統(tǒng)主要由低階煤預(yù)干燥熱解單元、燃?xì)?蒸汽雙流體循環(huán)發(fā)電單元及常規(guī)蒸汽循環(huán)發(fā)電單元三部分組成，
[0010]所述低階煤預(yù)干燥熱解單元包括熱解器1，熱解器1的半焦出口連接到常規(guī)蒸汽循環(huán)發(fā)電單元，常規(guī)蒸汽循環(huán)發(fā)電單元的熱載體返回?zé)峤馄? ；熱解器1的熱解揮發(fā)份出口連接到干燥過(guò)濾器2 ；干燥過(guò)濾器2的濕物料進(jìn)口與料倉(cāng)3相連，干燥過(guò)濾器2的干物料出口與熱解器1的物料進(jìn)口相連，干燥過(guò)濾器2還與除塵器4相連，除塵器4與氣體凈化器5相連；氣體凈化器5連接到燃?xì)?蒸汽雙流體循環(huán)發(fā)電單元，將凈化后的熱解氣輸送到燃?xì)?蒸汽雙流體循環(huán)發(fā)電單元進(jìn)行發(fā)電。
[0011]本發(fā)明的另一個(gè)改進(jìn)在于，所述燃?xì)?蒸汽雙流體循環(huán)發(fā)電單兀包括燃?xì)廨啓C(jī)6和余熱鍋爐7，燃?xì)廨啓C(jī)6分別與氣體凈化器5和余熱鍋爐7相連，余熱鍋爐7與汽水冷凝器8、水凈化器9和回收水泵10串聯(lián)形成蒸汽的循環(huán)利用回路。
[0012]優(yōu)選地，上述循環(huán)利用回路可以為:余熱鍋爐7與汽水冷凝器8相連，汽水冷凝器8將低溫燃?xì)?蒸汽冷凝，排出煙氣，冷凝后的水輸入水凈化器9，水凈化器9凈化后的水一部分回收，另一部分由回收水泵10泵回余熱鍋爐7，上述設(shè)置能更好的利用做功后廢氣的余熱。
[0013]本發(fā)明的再一個(gè)改進(jìn)在于，所述常規(guī)蒸汽循環(huán)發(fā)電單元包括鍋爐11，熱解器1的半焦出口連接到鍋爐11燃料入口，燃燒生產(chǎn)蒸汽，蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)12進(jìn)行常規(guī)蒸汽循環(huán)發(fā)電，鍋爐11上設(shè)置熱載體出口，熱載體出口連接到熱解器1。
[0014]進(jìn)一步地，所述常規(guī)蒸汽循環(huán)發(fā)電單元還包括將汽輪機(jī)12輸出的蒸汽循環(huán)回鍋爐11的水回收子單元。
[0015]更進(jìn)一步地，所述水回收子單元包括按順序串聯(lián)在一起的冷凝器13、給水泵14、除氧器15和給水加熱器16。
[0016]本發(fā)明中所述干燥過(guò)濾器2，是一種煤和揮發(fā)份直接接觸換熱過(guò)濾裝置，利用揮發(fā)份攜帶的熱量干燥濕物料，同時(shí)利用物料吸附脫除熱解揮發(fā)份中的焦油成分，焦油隨干物料被送回?zé)峤馄?反復(fù)裂解，生成氣體小分子。
[0017]本發(fā)明中所述燃?xì)廨啓C(jī)6具有多級(jí)蒸汽噴入結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)蒸汽和高溫燃?xì)夥€(wěn)定均勻混合并將蒸汽加熱成高溫蒸汽。
[0018]本發(fā)明鍋爐產(chǎn)生的熱載體為熱解器提供熱量，使煤熱解。
[0019]一種低階煤預(yù)干燥熱解分級(jí)轉(zhuǎn)化的雙流體循環(huán)發(fā)電方法，所述方法包括以下步驟為:
[0020]1)循環(huán)的固體熱載體提供熱量，使煤熱解得到熱解揮發(fā)份和半焦，半焦進(jìn)入常規(guī)蒸汽循環(huán)發(fā)電單元進(jìn)行發(fā)電，并得到固體熱載體；熱解揮發(fā)份進(jìn)入干燥過(guò)濾器2，料倉(cāng)3的濕物料經(jīng)過(guò)干燥過(guò)濾器2被熱解揮發(fā)份干燥并吸附熱解揮發(fā)份中的焦油，干物料及其吸附的焦油輸送到熱解器1進(jìn)行熱解；
[0021]2)干物料及其吸附的焦油進(jìn)入熱解器1熱解，再次得到半焦和熱解揮發(fā)份，進(jìn)入循環(huán)；
[0022]3)熱解揮發(fā)份作為干燥過(guò)濾器2中的干燥熱源，換熱后的熱解揮發(fā)份經(jīng)除塵、凈化進(jìn)入燃?xì)?蒸汽雙流體循環(huán)發(fā)電單元進(jìn)行發(fā)電。
[0023]進(jìn)一步地，所述步驟3)中換熱后的熱解揮發(fā)份經(jīng)除塵、凈化進(jìn)入燃?xì)?蒸汽雙流體循環(huán)發(fā)電單元進(jìn)行發(fā)電的過(guò)程包括:
[0024]換熱后的熱解揮發(fā)份經(jīng)除塵器4脫除細(xì)粉，脫除的細(xì)粉返回到干燥過(guò)濾器2中，換熱后的熱解揮發(fā)份再經(jīng)氣體凈化器5處理得到干凈的熱解氣；熱解氣進(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)6燃燒，加熱噴入蒸汽，高溫燃?xì)?蒸汽雙流體推動(dòng)透平做功，做功后的廢氣進(jìn)入余熱鍋爐7進(jìn)行換熱；余熱鍋爐7回收燃?xì)廨啓C(jī)6排氣熱量，生產(chǎn)蒸汽，所生成的蒸汽進(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)6 ；通過(guò)余熱鍋爐7換熱后得到的低溫燃?xì)?蒸汽在汽水冷凝器8分離，冷凝水經(jīng)水凈化器9處理后由回水泵10泵回余熱鍋爐7。
[0025]更進(jìn)一步地，所述步驟1)中半焦進(jìn)入常規(guī)蒸汽循環(huán)發(fā)電單元進(jìn)行發(fā)電的過(guò)程包括:
[0026]半焦送入鍋爐11燃燒，生產(chǎn)高壓蒸汽，由汽輪機(jī)12做功發(fā)電，鍋爐產(chǎn)生的熱載體為熱解器提供熱量，使干物料熱解，汽輪機(jī)12輸出的蒸汽經(jīng)冷凝凈化處理回收用于鍋爐11再次生成蒸汽。
[0027]濕物料進(jìn)干燥過(guò)濾器被加熱處理，干燥熱源來(lái)自熱解揮發(fā)份攜帶熱量，濕物料和揮發(fā)份直接接觸，濕物料中水分被蒸出，同時(shí)揮發(fā)份中的焦油冷凝吸附到物料表面，干物料和吸附的焦油一起進(jìn)入熱解器進(jìn)行反應(yīng)，得到半焦、熱解氣和焦油，其中焦油經(jīng)干燥過(guò)濾器又被物料冷凝吸附下來(lái)回到熱解氣再裂解，使得經(jīng)過(guò)干燥過(guò)濾器后的混合氣體焦油含量低于1 %?；旌蠚怏w攜帶的細(xì)粉被除塵器捕集下來(lái)送回干燥過(guò)濾器，混合氣體通入氣體凈化器去除水分并脫除酸性氣體，以保證熱解氣質(zhì)量滿足燃?xì)廨啓C(jī)的要求。
[0028]本發(fā)明采用燃?xì)?蒸汽雙流體循環(huán)，蒸汽由多級(jí)噴入燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室和透平，雙流體工質(zhì)溫度可以達(dá)到10001以上，大幅度提高工質(zhì)的做工能力。該方式通過(guò)改變蒸汽噴入量和位置進(jìn)行工質(zhì)溫度的調(diào)節(jié)，克服了燃?xì)廨啓C(jī)燃燒溫度不穩(wěn)定，噴入蒸汽量控制難度大的弊端。
[0029]本發(fā)明通過(guò)低階煤預(yù)干燥熱解分級(jí)轉(zhuǎn)化的雙流體循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，將燃?xì)廨啓C(jī)、產(chǎn)蒸汽余熱鍋爐的燃?xì)?蒸汽雙流體循環(huán)，和汽輪機(jī)蒸汽循環(huán)并聯(lián)到一起，實(shí)現(xiàn)能源的分級(jí)利用。通過(guò)鍋爐燃燒半焦，提高了鍋爐的效率；焦油、熱解氣的凈化前處理，實(shí)現(xiàn)更高的環(huán)保要求。
[0030]本發(fā)明的有益效果是:
[0031]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)其一是將預(yù)干燥和熱解過(guò)程耦合，預(yù)干燥脫除了物料大部分水分，提高了能源密度，同時(shí)可減少揮發(fā)份激冷損失的顯熱；利用熱解技術(shù)將煤轉(zhuǎn)化為半焦、熱解氣和焦油，焦油經(jīng)物料吸附回到熱解器中反復(fù)熱解，提高了熱解氣產(chǎn)率，同時(shí)減輕下游凈化器管路堵塞的風(fēng)險(xiǎn)，提高了系統(tǒng)的可用性。熱解半焦不需激冷可直接輸送進(jìn)鍋爐燃燒，熱解揮發(fā)份顯熱經(jīng)過(guò)干燥過(guò)濾器得到回收，熱解過(guò)程的能量利用效率達(dá)95%以上。
[0032]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)其二是煤由循環(huán)固體熱載體提供熱量被熱解。利用鍋爐熱灰作為熱載體，不存在熱載體補(bǔ)加問(wèn)題。
[0033]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)其三是采用雙流體循環(huán)發(fā)電，燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室內(nèi)噴入蒸汽，高溫蒸汽和煙氣作為工質(zhì)驅(qū)動(dòng)透平做功，這比單純的煙氣做功能力強(qiáng)。通過(guò)多級(jí)可控蒸汽注入，可提高燃?xì)廨啓C(jī)的功率輸出能力和運(yùn)行可靠性。噴入的蒸汽來(lái)自與煤干燥的水分和熱解氣燃燒產(chǎn)生的水，節(jié)約了水資源。
[0034]本發(fā)明利用低階煤資源獲得較高的發(fā)電效率，降低了發(fā)電企業(yè)燃料成本，提高其經(jīng)濟(jì)效益。該系統(tǒng)不僅可用于新建火力電廠，也可用于中、小型發(fā)電機(jī)組的改造。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0035]圖1是本發(fā)明發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]附圖標(biāo)識(shí):
[0037]1、熱解器；2、干燥過(guò)濾器；3、料倉(cāng)；4、除塵器；5、氣體凈化器；6、燃?xì)廨啓C(jī)；7、余熱鍋爐；8、汽水冷凝器；9、水凈化器；10、回水泵；11、鍋爐；12、汽輪機(jī)；13、冷凝器；14、給水泵；15、除氧器；16、給水加熱器。

【具體實(shí)施方式】
[0038]下面以附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0039]實(shí)施例1
[0040]如圖1所示，一種低階煤預(yù)干燥熱解分級(jí)轉(zhuǎn)化的雙流體循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，所述發(fā)電系統(tǒng)主要由低階煤預(yù)干燥熱解單元、燃?xì)?蒸汽雙流體循環(huán)發(fā)電單元及常規(guī)蒸汽循環(huán)發(fā)電單元三部分組成，
[0041]所述低階煤預(yù)干燥熱解單元包括熱解器1，熱解器1的半焦出口連接到常規(guī)蒸汽循環(huán)發(fā)電單元，常規(guī)蒸汽循環(huán)發(fā)電單元的熱載體返回?zé)峤馄? ；熱解器1的熱解揮發(fā)份出口連接到干燥過(guò)濾器2 ；干燥過(guò)濾器2的濕物料進(jìn)口與料倉(cāng)3相連，干燥過(guò)濾器2的干物料出口與熱解器1的物料進(jìn)口相連，干燥過(guò)濾器2還與除塵器4相連，除塵器4與氣體凈化器5相連；氣體凈化器5連接到燃?xì)?蒸汽雙流體循環(huán)發(fā)電單元，將凈化后的熱解氣輸送到燃?xì)?蒸汽雙流體循環(huán)發(fā)電單元進(jìn)行發(fā)電。
[0042]所述燃?xì)?蒸汽雙流體循環(huán)發(fā)電單元包括燃?xì)廨啓C(jī)6和余熱鍋爐7，燃?xì)廨啓C(jī)6分別與氣體凈化器5和余熱鍋爐7相連，余熱鍋爐7與汽水冷凝器8、水凈化器9和回收水泵10串聯(lián)形成蒸汽的循環(huán)利用回路。
[0043]上述循環(huán)利用回路可以為:余熱鍋爐7與汽水冷凝器8相連，汽水冷凝器8將低溫燃?xì)?蒸汽冷凝，排出煙氣，冷凝后的水輸入水凈化器9，水凈化器9凈化后的水一部分回收，另一部分由回收水泵10泵回余熱鍋爐7。
[0044]所述常規(guī)蒸汽循環(huán)發(fā)電單元包括鍋爐11，熱解器1的半焦出口連接到鍋爐11燃料入口，燃燒生產(chǎn)蒸汽，蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)12進(jìn)行常規(guī)蒸汽循環(huán)發(fā)電，鍋爐11上設(shè)置熱載體出口，熱載體出口連接到熱解器1。
[0045]所述常規(guī)蒸汽循環(huán)發(fā)電單元還包括將汽輪機(jī)12輸出的蒸汽循環(huán)回鍋爐11的水回收子單元。所述水回收子單元包括按順序串聯(lián)在一起的冷凝器13、給水泵14、除氧器15和給水加熱器16。
[0046]所述的熱解可以指單純熱解、部分燃燒熱解、部分氣化熱解或是它們的不同組合。
[0047]所述余熱鍋爐7可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要，產(chǎn)生不同參數(shù)蒸汽，通入到燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室或透平的不同位置，調(diào)節(jié)燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電量。
[0048]一種低階煤預(yù)干燥熱解分級(jí)轉(zhuǎn)化的雙流體循環(huán)發(fā)電方法，所述方法包括以下步驟為:
[0049]1)料倉(cāng)3的濕物料經(jīng)干燥過(guò)濾器2被熱解揮發(fā)份干燥，干物料及其吸附的焦油輸送到熱解器1 ；
[0050]2)干物料及其吸附的焦油進(jìn)入熱解器1熱解，得到半焦和熱解揮發(fā)份；
[0051]3)熱解揮發(fā)份作為干燥過(guò)濾器2中的干燥熱源，換熱后的熱解揮發(fā)份經(jīng)除塵器4脫除細(xì)粉，脫除的細(xì)粉返回到干燥過(guò)濾器2中，換熱后的熱解揮發(fā)份再經(jīng)氣體凈化器5處理得到干凈的熱解氣；
[0052]4)熱解氣進(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)6燃燒，加熱噴入蒸汽，高溫燃?xì)?蒸汽雙流體推動(dòng)透平做功，做功后的廢氣進(jìn)入余熱鍋爐7進(jìn)行換熱；
[0053]5)余熱鍋爐7回收燃?xì)廨啓C(jī)6排氣熱量，生產(chǎn)蒸汽，所生成的蒸汽進(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)6 ；
[0054]6)通過(guò)余熱鍋爐7換熱得到的低溫燃?xì)?蒸汽在汽水冷凝器8分離，冷凝水經(jīng)水凈化器9處理后由回水泵10泵回余熱鍋爐7 ；
[0055]7)半焦送入鍋爐11燃燒，生產(chǎn)高壓蒸汽，由汽輪機(jī)12做功發(fā)電，鍋爐產(chǎn)生的熱載體為熱解器提供熱量，使干物料熱解。
[0056]所述步驟7)中汽輪機(jī)12輸出的蒸汽經(jīng)冷凝凈化處理回收用于鍋爐11再次生成蒸汽。
[0057]實(shí)施例2
[0058]方案:用本發(fā)明的系統(tǒng)新建火力發(fā)電廠
[0059]實(shí)施方法:
[0060]采用實(shí)施例1中圖1所示系統(tǒng)及方法。該新電廠發(fā)電效率估算如下:煤熱解的效率為95%，煤熱解后熱解氣含30%能量、半焦含70%能量。超臨界參數(shù)的蒸汽循環(huán)發(fā)電效率為42%，采用燃?xì)?蒸汽雙流體循環(huán)發(fā)電效率為58%，則預(yù)干燥煤熱解分級(jí)轉(zhuǎn)化發(fā)電系統(tǒng)效率為(42% ^0.7+58% ^0.3) X 0.95 = 44.5 %，發(fā)電效率高于超臨界蒸汽循環(huán)系統(tǒng)2.5%。
[0061]實(shí)施例3
[0062]方案:用本發(fā)明的系統(tǒng)改造火力發(fā)電廠
[0063]實(shí)施方法:
[0064]采用實(shí)施例1中圖1所示系統(tǒng)及方法，電廠新安裝熱解器、干燥過(guò)濾器及下游凈化器，新購(gòu)置一套燃?xì)?蒸汽雙流體發(fā)電系統(tǒng)。保留舊電廠汽輪機(jī)組、送風(fēng)系統(tǒng)及輔助系統(tǒng)，對(duì)鍋爐進(jìn)煤裝置做一定改動(dòng)，使其可改燒高溫半焦。將舊電廠儲(chǔ)料倉(cāng)連接到新安裝的干燥過(guò)濾器入口，鍋爐進(jìn)料口連接到半焦倉(cāng)。該改造電廠發(fā)電效率估算如下:煤熱解的效率為95 %，煤熱解后熱解氣含30 %能量、半焦含70 %能量。舊電廠蒸汽循環(huán)發(fā)電效率為35 %，采用燃?xì)?蒸汽雙流體循環(huán)發(fā)電效率為58%，則預(yù)干燥煤熱解分級(jí)轉(zhuǎn)化發(fā)電系統(tǒng)效率為(35% ^0.7+58%=
[0065]最后所應(yīng)說(shuō)明的是，以上實(shí)施案例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，都不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.一種低階煤預(yù)干燥熱解分級(jí)轉(zhuǎn)化的雙流體循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，所述發(fā)電系統(tǒng)主要由低階煤預(yù)干燥熱解單元、燃?xì)?蒸汽雙流體循環(huán)發(fā)電單元及常規(guī)蒸汽循環(huán)發(fā)電單元三部分組成，其特征在于， 所述低階煤預(yù)干燥熱解單元包括熱解器(1)，熱解器(I)的半焦出口連接到常規(guī)蒸汽循環(huán)發(fā)電單元，常規(guī)蒸汽循環(huán)發(fā)電單元的熱載體返回?zé)峤馄?I);熱解器(I)的熱解揮發(fā)份出口連接到干燥過(guò)濾器(2);干燥過(guò)濾器(2)的濕物料進(jìn)口與料倉(cāng)(3)相連，干燥過(guò)濾器(2)的干物料出口與熱解器(I)的物料進(jìn)口相連，干燥過(guò)濾器(2)還與除塵器(4)相連，除塵器(4)與氣體凈化器(5)相連；氣體凈化器(5)連接到燃?xì)?蒸汽雙流體循環(huán)發(fā)電單元，將凈化后的熱解氣輸送到燃?xì)?蒸汽雙流體循環(huán)發(fā)電單元進(jìn)行發(fā)電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低階煤預(yù)干燥熱解分級(jí)轉(zhuǎn)化的雙流體循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述燃?xì)?蒸汽雙流體循環(huán)發(fā)電單元包括燃?xì)廨啓C(jī)(6)和余熱鍋爐(7)，燃?xì)廨啓C(jī)(6)分別與氣體凈化器(5)和余熱鍋爐(7)相連，余熱鍋爐(7)與汽水冷凝器(8)、水凈化器(9)和回收水泵(10)串聯(lián)形成蒸汽的循環(huán)利用回路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的低階煤預(yù)干燥熱解分級(jí)轉(zhuǎn)化的雙流體循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述常規(guī)蒸汽循環(huán)發(fā)電單元包括鍋爐(11)，熱解器(I)的半焦出口連接到鍋爐(11)燃料入口，燃燒生產(chǎn)蒸汽，蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)(12)進(jìn)行常規(guī)蒸汽循環(huán)發(fā)電，鍋爐(11)上設(shè)置熱載體出口，熱載體出口連接到熱解器(I)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的低階煤預(yù)干燥熱解分級(jí)轉(zhuǎn)化的雙流體循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述常規(guī)蒸汽循環(huán)發(fā)電單元還包括將汽輪機(jī)(12)輸出的蒸汽循環(huán)回鍋爐(11)的水回收子單元。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的低階煤預(yù)干燥熱解分級(jí)轉(zhuǎn)化的雙流體循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述水回收子單元包括按順序串聯(lián)在一起的冷凝器(13)、給水泵(14)、除氧器(15)和給水加熱器(16)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-2任一所述的低階煤預(yù)干燥熱解分級(jí)轉(zhuǎn)化的雙流體循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述干燥過(guò)濾器(2)，是一種煤和揮發(fā)份直接接觸換熱過(guò)濾裝置，利用揮發(fā)份攜帶的熱量干燥濕物料，同時(shí)利用物料吸附脫除熱解揮發(fā)份中的焦油成分，焦油隨干物料被送回?zé)峤馄?I)反復(fù)裂解，生成氣體小分子。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-2任一所述的低階煤預(yù)干燥熱解分級(jí)轉(zhuǎn)化的雙流體循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述燃?xì)廨啓C(jī)(6)具有多級(jí)蒸汽噴入結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)蒸汽和高溫燃?xì)夥€(wěn)定均勻混合并將蒸汽加熱成高溫蒸汽。
8.一種低階煤預(yù)干燥熱解分級(jí)轉(zhuǎn)化的雙流體循環(huán)發(fā)電方法，所述方法包括以下步驟為: 1)循環(huán)的固體熱載體提供熱量，使煤熱解得到熱解揮發(fā)份和半焦，半焦進(jìn)入常規(guī)蒸汽循環(huán)發(fā)電單元進(jìn)行發(fā)電，并得到固體熱載體；熱解揮發(fā)份進(jìn)入干燥過(guò)濾器(2)，料倉(cāng)(3)的濕物料經(jīng)過(guò)干燥過(guò)濾器(2)被熱解揮發(fā)份干燥并吸附熱解揮發(fā)份中的焦油，干物料及其吸附的焦油輸送到熱解器(I)進(jìn)行熱解； 2)干物料及其吸附的焦油進(jìn)入熱解器(I)熱解，再次得到半焦和熱解揮發(fā)份，進(jìn)入循環(huán)； 3)熱解揮發(fā)份作為干燥過(guò)濾器(2)中的干燥熱源，換熱后的熱解揮發(fā)份經(jīng)除塵、凈化進(jìn)入燃?xì)?蒸汽雙流體循環(huán)發(fā)電單元進(jìn)行發(fā)電。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的低階煤預(yù)干燥熱解分級(jí)轉(zhuǎn)化的雙流體循環(huán)發(fā)電方法，其特征在于，所述步驟3)中換熱后的熱解揮發(fā)份經(jīng)除塵、凈化進(jìn)入燃?xì)?蒸汽雙流體循環(huán)發(fā)電單元進(jìn)行發(fā)電的過(guò)程包括: 換熱后的熱解揮發(fā)份經(jīng)除塵器(4)脫除細(xì)粉，脫除的細(xì)粉返回到干燥過(guò)濾器(2)中，換熱后的熱解揮發(fā)份再經(jīng)氣體凈化器(5)處理得到干凈的熱解氣；熱解氣進(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)(6)燃燒，加熱噴入蒸汽，高溫燃?xì)?蒸汽雙流體推動(dòng)透平做功，做功后的煙氣進(jìn)入余熱鍋爐(7)進(jìn)行換熱；余熱鍋爐(7)回收燃?xì)廨啓C(jī)(6)煙氣熱量，生產(chǎn)蒸汽，所生成的蒸汽進(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)￠)；通過(guò)余熱鍋爐(7)換熱后得到的低溫燃?xì)?蒸汽在汽水冷凝器(8)分離，冷凝水經(jīng)水凈化器(9)處理后由回水泵(10)泵回余熱鍋爐(7)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的低階煤預(yù)干燥熱解分級(jí)轉(zhuǎn)化的雙流體循環(huán)發(fā)電方法，其特征在于，所述步驟1)中半焦進(jìn)入常規(guī)蒸汽循環(huán)發(fā)電單元進(jìn)行發(fā)電的過(guò)程包括: 半焦送入鍋爐(11)燃燒，生產(chǎn)高壓蒸汽，由汽輪機(jī)(12)做功發(fā)電，燃燒后產(chǎn)生的熱載體為熱解器提供熱量，使干物料熱解，汽輪機(jī)(12)輸出的蒸汽經(jīng)冷凝凈化處理回收用于鍋爐(11)再次生成蒸汽。
【文檔編號(hào)】C10B57/10GK104403680SQ201410504509
【公開(kāi)日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年9月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月26日
【發(fā)明者】宋文立, 李昱喆, 郝麗芳, 李松庚, 范垂鋼, 都林 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究所