[發明專利]基于太陽能、煤氣化結合的低階煤提質與發電綜合系統

有效

• 申請號: 201510041317.4
• 申請日: 2015-01-27
• 公開（公告）號: CN104673342B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發明（設計）人: 楊勇平;張東柯;周璐瑤;韓宇;許誠;徐鋼;張鍇
• 申請（專利權）人: 華北電力大學;西澳大學
• 主分類號: C10B57/00
• 分類號: C10B57/00;F01K17/02
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司11246
• 代理人: 張文寶

技術領域

本發明屬于低階煤提質領域，特別涉及一種基于太陽能、煤氣化結合的低階煤提質與發電綜合系統。

背景技術

中國的能源結構一直以煤炭為主，在相當長的時期內，煤炭在我國一次能源中仍將占據主導地位。由于世界范圍內煙煤和無煙煤的過度開發利用，低階煤的開發利用越來越受到各國重視。

低階煤在世界煤炭總儲量中占了很大的比重，其利用已越來越廣泛。在中國低階煤儲量超過2000億噸，主要分布在人口稀少的新疆和內蒙古自治區。但低階煤中水分和揮發分含量高，發熱量低并容易自燃，并且不利長距離運輸，直接利用會導致效率低、危害鍋爐設備、破壞環境等問題，因此，對儲量巨大的低階煤資源進行提質、加工綜合利用，通過一定的手段降低其灰分和含水量，從而提高發熱量，或者生產高附加值的產品，對于緩解我國日益緊張的能源壓力、降低能耗、保護環境等，具有十分重要的意義。

傳統的低階煤提質系統僅僅著眼于煤質的提升，并未針對提質熱源進行綜合利用，造成了很大的能量浪費，同時也沒有引入太陽能等清潔廉價的能源進行提質，提質成本較高。

本發明提出了一種基于太陽能、煤氣化結合的低階煤提質與發電綜合系統，解決了上述的能量浪費、成本過高的問題，該系統針對太陽能集熱器、低階煤提質系統以及小型發電系統三者進行高效耦合，針對能量進行了合理梯級利用，實現了煤/半焦和電能的雙產出，可有效降低成本，充分利用能量，是一種適用于低階煤開發的極有前景的新技術。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于太陽能、煤氣化結合的低階煤提質與發電綜合系統，其特征在于，該系統主要包括太陽能集熱器、熱解器、煤/半焦冷卻器、預干燥裝置、鍋爐、汽輪機以及發電機。其特征在于，熱解器分別連接預干燥裝置、太陽能集熱器、鍋爐、送風機、煤/半焦冷卻器固體進口和汽輪機抽汽口；鍋爐與汽輪機進氣口連接，汽輪機與發電機連接。

所述煤/半焦冷卻器水側入口與凝汽器連接，水側出口連接鍋爐，其固體出口輸出煤/半焦產品。

所述預干燥裝置進氣口連接鍋爐的排煙A口，預干燥裝置出氣口與煙氣脫硫、凈化單元連接。

所述鍋爐的排煙管道通過送風機與熱解器進氣口連接，將鍋爐尾部中高溫煙氣送入熱解器。

所述基于太陽能、煤氣化結合的低階煤提質與發電綜合系統的綜合利用方法，其特征在于，包括：

1)原煤進入預干燥裝置4，由鍋爐的排煙A口排出的帶余熱的煙進入預干燥裝置4進行干燥，除去部分水分，干燥后的原煤進入熱解器2；

2)太陽能集熱器通過加熱冷空氣與熱解器和發電系統耦合，環境溫度空氣進入太陽能集熱器1被加熱；加熱后的熱空氣部分進入熱解器2，余下部分熱空氣進入鍋爐3助燃；

3)鍋爐抽取的中高溫煙氣直接進入熱解器2以及汽輪機6的部分抽汽進入熱解器2；

4)上述熱空氣、鍋爐尾部中高溫煙氣和汽輪機抽汽作為熱解器加熱源，加熱步驟1)進入熱解器2的干燥原煤，干燥原煤與空氣、煙氣和蒸汽發生熱解反應；

5)熱解器產生的可燃氣進入鍋爐3，與熱空氣混合燃燒，鍋爐3產生的高溫高壓蒸汽進入汽輪機6，進而推動發電機7產生電能；其次排汽經冷凝器9冷凝成凝結水后進入煤/半焦冷卻器5換熱，而后進入鍋爐3，達到了能量充分梯級利用；

6)高溫高熱值的煤/半焦產品進入煤/半焦冷卻器5通過凝結水冷卻后得到最終的煤/半焦產品，進入煤/半焦仺存儲待用；

7)鍋爐排煙先進入預干燥裝置4對原煤進行預干燥，然后經煙氣脫硫、凈化單元后排放。

本發明的有益效果是通過太陽能集熱器加熱空氣，為熱解器和鍋爐提供氣化劑與熱風；將低階煤提質系統出來的可燃氣體進入小型發電系統的鍋爐中燃燒，進而產生蒸汽做功發電；小型發電系統鍋爐尾部煙氣和汽輪機抽汽為低階煤提質系統的熱解器提供氣化劑，實現了太陽能集熱器與低階煤提質系統以及小型發電系統之間的耦合。本發明充分利用了太陽能資源，達到低成本、高產出的效果；同時避免了能量的浪費，達到了余熱利用、能量充分梯級利用的效果，同時也產出煤/半焦產品。

附圖說明

圖1為基于太陽能與部分煤氣化結合的低階煤提質-發電綜合系統示意圖。

具體實施方式

本發明提出一種基于太陽能、煤氣化結合的低階煤提質與發電綜合系統，下面結合附圖和實例予以說明。