本發(fā)明涉及生物質(zhì)能利用，尤其是涉及一種生物質(zhì)循環(huán)流化床氣化耦合燃煤機組發(fā)電的系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、目前來看，能源行業(yè)實施路徑主要包括大力推動能源清潔化發(fā)展，大力推動能源高效化發(fā)展，大力推進能源消費側(cè)電能替代和大力推進自然碳匯和碳捕集。生物質(zhì)能是目前世界上應(yīng)用最廣泛的可再生能源之一，也是唯一可循環(huán)、可再生的炭源。利用農(nóng)作物秸稈及農(nóng)產(chǎn)品加工剩余物、林業(yè)剩余物等生物質(zhì)資源，可以直接替代煤炭化石能源，并實現(xiàn)碳零排放。因此，充分發(fā)掘生物質(zhì)替代傳統(tǒng)能源是一項關(guān)鍵舉措。

2、現(xiàn)階段國內(nèi)生物質(zhì)燃煤耦合發(fā)電技術(shù)一般采用直接耦合發(fā)電。直接耦合是將生物質(zhì)處理至能夠與原煤混燃的狀態(tài)后直接在爐膛內(nèi)燃燒的技術(shù)。一般直燃耦合電廠其投資大，且發(fā)電能效<30％，加上對生物質(zhì)消耗巨大，其經(jīng)濟效益非常不穩(wěn)定，隨著環(huán)保要求的提高，其投資回收將變得更加困難。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種生物質(zhì)循環(huán)流化床氣化耦合燃煤機組發(fā)電的系統(tǒng)及方法，能夠解決上述技術(shù)問題。

2、本發(fā)明提供一種生物質(zhì)循環(huán)流化床氣化耦合燃煤機組發(fā)電的系統(tǒng)，包括通過管道依次連接的循環(huán)流化床氣化爐、旋風分離器、旋風除塵器和燃氣冷卻器，所述循環(huán)流化床氣化爐的底部通過管道連接有氣化風機，所述燃氣冷卻器的出口通過熱煤氣風機連接于煤粉鍋爐的進口，所述煤粉鍋爐的出口通過引風機連接有煙囪。

3、優(yōu)選地，所述旋風分離器的出口連接有回料器，所述回料器底部通過管道連接有流化風機，所述回料器的排料口連接于所述循環(huán)流化床氣化爐的下端，所述旋風除塵器的出口連接有灰倉。

4、優(yōu)選地，所述燃氣冷卻器采用燃氣-導(dǎo)熱油換熱器，所述燃氣-導(dǎo)熱油換熱器通過油-水換熱器對導(dǎo)熱油進行降溫。

5、優(yōu)選地，所述油-水換熱器中的冷卻水來自電廠凝結(jié)水，冷卻水回水接至原機組除氧器。

6、優(yōu)選地，所述循環(huán)流化床氣化爐一側(cè)設(shè)有氣化爐爐前料倉，通過螺旋給料機把生物質(zhì)送入循環(huán)流化床氣化爐。

7、優(yōu)選地，所述氣化爐爐前料倉一側(cè)設(shè)有生物質(zhì)料倉，通過皮帶輸送機與所述氣化爐爐前料倉連接。

8、優(yōu)選地，所述回料器上設(shè)有蒸汽入口，蒸汽的噴入，能夠降低循環(huán)灰的溫度，避免回料器內(nèi)部超溫結(jié)渣，噴入的蒸汽會與回料器的生物質(zhì)炭發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生可燃氣，進一步提高氣化效率。

9、本發(fā)明還提供一種基于上述系統(tǒng)的生物質(zhì)循環(huán)流化床氣化耦合燃煤機組發(fā)電的方法，包括以下步驟：

10、步驟1：生物質(zhì)原料經(jīng)切斷后送入循環(huán)流化床氣化爐中，氣化介質(zhì)采用空氣，氣化用空氣由氣化風機送入循環(huán)流化床氣化爐；

11、步驟2：在循環(huán)流化床氣化爐產(chǎn)生燃氣，經(jīng)過旋風分離器，分離下來的灰經(jīng)過回料器送回循環(huán)流化床氣化爐下部繼續(xù)參加反應(yīng)；

12、步驟3：燃氣再經(jīng)過旋風除塵器，分離下來的灰送入灰倉，灰倉下用罐車外運；

13、步驟4：旋風除塵器出口處的燃氣經(jīng)燃氣冷卻器降溫后經(jīng)熱煤氣風機送入到煤粉鍋爐燃燒發(fā)電。

14、優(yōu)選地，所述生物質(zhì)原料的粒徑小于10mm，含水量不大于30％。

15、優(yōu)選地，所述步驟2中產(chǎn)生的燃氣溫度為700℃，所述步驟4中旋風除塵器出口處的燃氣為680℃，經(jīng)燃氣冷卻器降溫后的燃氣溫度為400-450℃。既能實現(xiàn)燃氣的降溫，滿足了管道、閥門等設(shè)備的技術(shù)要求；也能避免生物質(zhì)燃氣降溫過度而引起焦油析出。

16、有益效果：

17、本發(fā)明采用生物質(zhì)作為原料，解決了鄉(xiāng)村廢棄物露天焚燒問題，改善環(huán)境，也給農(nóng)民帶來經(jīng)濟效益；生物質(zhì)替代部分燃煤發(fā)電，減少了co2、sox、nox與煙塵排放量，降低電站鍋爐脫硫過程的運行成本，對節(jié)能減排起到積極作用；無廢水產(chǎn)出；經(jīng)除塵后得到的生物質(zhì)灰可作為有機肥被回收利用；燃氣冷卻降溫解決了焦油的沉積污染問題；生物質(zhì)可燃氣比煤更易燃燒，可以實現(xiàn)大比例摻燒，運行調(diào)整靈活，適應(yīng)燃煤機組寬范圍運行。屬于間接耦合技術(shù)，借助燃煤機組的高效率，可有效降低成本，并提高生物能發(fā)電效能。

技術(shù)特征：

1.一種生物質(zhì)循環(huán)流化床氣化耦合燃煤機組發(fā)電的系統(tǒng)，其特征在于，包括通過管道依次連接的循環(huán)流化床氣化爐、旋風分離器、旋風除塵器和燃氣冷卻器，所述循環(huán)流化床氣化爐的底部通過管道連接有氣化風機，所述燃氣冷卻器的出口通過熱煤氣風機連接于煤粉鍋爐的進口，所述煤粉鍋爐的出口通過引風機連接有煙囪。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)循環(huán)流化床氣化耦合燃煤機組發(fā)電的系統(tǒng)，其特征在于，所述旋風分離器的出口連接有回料器，所述回料器底部通過管道連接有流化風機，所述回料器的排料口連接于所述循環(huán)流化床氣化爐的下端，所述旋風除塵器的出口連接有灰倉。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)循環(huán)流化床氣化耦合燃煤機組發(fā)電的系統(tǒng)，其特征在于，所述燃氣冷卻器采用燃氣-導(dǎo)熱油換熱器，所述燃氣-導(dǎo)熱油換熱器通過油-水換熱器對導(dǎo)熱油進行降溫。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的生物質(zhì)循環(huán)流化床氣化耦合燃煤機組發(fā)電的系統(tǒng)，其特征在于，所述油-水換熱器中的冷卻水來自電廠凝結(jié)水，冷卻水回水接至原機組除氧器。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)循環(huán)流化床氣化耦合燃煤機組發(fā)電的系統(tǒng)，其特征在于，所述循環(huán)流化床氣化爐一側(cè)設(shè)有氣化爐爐前料倉，通過螺旋給料機把生物質(zhì)送入循環(huán)流化床氣化爐。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的生物質(zhì)循環(huán)流化床氣化耦合燃煤機組發(fā)電的系統(tǒng)，其特征在于，所述氣化爐爐前料倉一側(cè)設(shè)有生物質(zhì)料倉，通過皮帶輸送機與所述氣化爐爐前料倉連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的生物質(zhì)循環(huán)流化床氣化耦合燃煤機組發(fā)電的系統(tǒng)，其特征在于，所述回料器上設(shè)有蒸汽入口。

8.一種基于權(quán)利要求2所述系統(tǒng)的生物質(zhì)循環(huán)流化床氣化耦合燃煤機組發(fā)電的方法，其特征在于，包括以下步驟：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述生物質(zhì)原料的粒徑小于10mm，含水量不大于30％。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述步驟2中產(chǎn)生的燃氣溫度為700℃，所述步驟4中旋風除塵器出口處的燃氣為680℃，經(jīng)燃氣冷卻器降溫后的燃氣溫度為400-450℃。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及生物質(zhì)能利用技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種生物質(zhì)循環(huán)流化床氣化耦合燃煤機組發(fā)電的系統(tǒng)及方法，系統(tǒng)包括通過管道依次連接的循環(huán)流化床氣化爐、旋風分離器、旋風除塵器和燃氣冷卻器，所述循環(huán)流化床氣化爐的底部通過管道連接有氣化風機，所述燃氣冷卻器的出口通過熱煤氣風機連接于煤粉鍋爐的進口，所述煤粉鍋爐的出口通過引風機連接有煙囪。本發(fā)明采用生物質(zhì)作為原料，解決了鄉(xiāng)村廢棄物露天焚燒問題，改善了環(huán)境，生物質(zhì)替代部分燃煤發(fā)電，減少了CO<subgt;2</subgt;、SO<subgt;X</subgt;、NO<subgt;X</subgt;與煙塵排放量，降低電站鍋爐脫硫過程的運行成本，對節(jié)能減排起到積極作用；無廢水產(chǎn)出；經(jīng)除塵后得到的生物質(zhì)灰可作為有機肥被回收利用。

技術(shù)研發(fā)人員：胡晶,馬宗虎,馮冰,張曉龍,李劍,陳冠英,潘寧
受保護的技術(shù)使用者：中國華電科工集團有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9