[發(fā)明專利]生物質(zhì)燃料再燃系統(tǒng)、生物質(zhì)燃料再燃方法和鍋爐

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510224999.2
• 申請日: 2015-05-06
• 公開（公告）號: CN104807000A
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張韜;孫樹翁;王婷婷;李明;甄曉偉;李強;劉欣;張生春;張超群;董永勝
• 申請（專利權(quán)）人: 煙臺龍源電力技術(shù)股份有限公司
• 主分類號: F23B10/02
• 分類號: F23B10/02;F23K3/16;F23K5/00;C10J3/20;C10J3/34
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進委員會專利商標事務(wù)所 11038
• 代理人: 劉志強

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及熱力機械領(lǐng)域，特別涉及一種生物質(zhì)燃料再燃系統(tǒng)、生物質(zhì)燃料再燃方法和鍋爐。

背景技術(shù)

現(xiàn)有技術(shù)中，以煤炭為主的火力發(fā)電占主導(dǎo)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(jīng)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NO、NO₂及N₂O)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(xiàn)有火力發(fā)電鍋爐氮氧化物的排放濃度不超過100mg/m³。

火電廠對NOx的控制措施主要有低NOx燃燒技術(shù)和選擇性催化還原技術(shù)(SCR技術(shù))兩種。

SCR技術(shù)是目前應(yīng)用最廣和最有效的技術(shù)，但是該技術(shù)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。

低NOx燃燒技術(shù)主要包括低氧燃燒，煙氣再循環(huán)、低NOx燃燒器技術(shù)、空氣分級、再燃技術(shù)等。低NOx燃燒技術(shù)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(shù)、空氣分級等低NOx燃燒技術(shù)的NOx還原率在10～40％。而氣體燃料再燃技術(shù)比較其他低NOx燃燒技術(shù)在NOx脫除方面具有一定優(yōu)勢，可以達到60％～70％。

國內(nèi)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。

生物質(zhì)能是蘊藏在生物質(zhì)中的能量，源于太陽能，是綠色植物將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能而貯存在生物質(zhì)內(nèi)部的能量。生物質(zhì)的種類很多，植物中最主要的有木材和農(nóng)作物秸稈等。植物生物質(zhì)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(zhì)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(shè)、減少NOx污染物的重要途徑，又是實現(xiàn)生物質(zhì)能源高效利用、解決能源危機的重要途徑。

公開號為CN1963299A、發(fā)明名稱為利用煤粉和生物質(zhì)混合再燃降低NOx排放的方法及鍋爐系統(tǒng)的中國專利申請?zhí)岢隽藢t內(nèi)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(zhì)經(jīng)過干燥、粉磨預(yù)處理后向二級再燃區(qū)噴送，在一級再燃區(qū)內(nèi)主要完成煤粉熱解和焦炭生成過程，在二級再燃區(qū)內(nèi)實現(xiàn)NOx還原反應(yīng)，利用缺氧條件下?lián)]發(fā)分燃燒和焦炭對CO與NO反應(yīng)的催化還原作用，進一步還原主燃區(qū)內(nèi)生成的NOx，達到低NOx排放的目的。

公開號為CN102121706A、發(fā)明名稱為燃煤鍋爐生物質(zhì)氣化再燃系統(tǒng)的中國專利申請?zhí)岢鲆环N生物質(zhì)能源技術(shù)領(lǐng)域的燃煤鍋爐生物質(zhì)氣化再燃系統(tǒng)，該系統(tǒng)中，絞龍進料系統(tǒng)、氣化爐體和旋轉(zhuǎn)除灰系統(tǒng)都通過法蘭與氣化爐連接，絞龍進料系統(tǒng)位于氣化爐體側(cè)上方的進料口處，旋轉(zhuǎn)除灰系統(tǒng)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(chǎn)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(zhì)料穩(wěn)定輸出氣化氣，用作鍋爐再燃燃料。

在實現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)以上現(xiàn)有技術(shù)存在如下不足之處：

公開號為CN1963299A的中國專利申請中，在煤粉鍋爐中主要是通過直接將生物質(zhì)制粉后噴入煤粉鍋爐的再燃區(qū)與煤粉混合燃燒。由于生物質(zhì)形狀各異、不易破碎，直接混燃會導(dǎo)致燃料倉堵塞等問題，生物質(zhì)燃料中堿金屬和氯含量較高，直接與煤粉在爐內(nèi)高溫燃燒時容易引起結(jié)渣和腐蝕，并且可能影響混燃灰的利用。

公開號為CN102121706A的中國專利申請中，在生物質(zhì)熱解氣化產(chǎn)生熱解氣的同時，會產(chǎn)生另一種重要產(chǎn)物——半焦，半焦是生物質(zhì)經(jīng)過一定溫度干餾之后得到的一種固體產(chǎn)物，并且內(nèi)部具有豐富的孔隙結(jié)構(gòu)。這部分半焦在該現(xiàn)有技術(shù)中未能得到合理的利用和處理，因此影響生物質(zhì)能的利用率，造成能源和熱量的浪費。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種生物質(zhì)燃料再燃系統(tǒng)、生物質(zhì)燃料再燃方法和鍋爐，旨在避免生物質(zhì)與煤粉直接混燃，同時提高生物質(zhì)能的利用率。