[實用新型]生物質氣化耦合燃煤鍋爐發電系統

有效

• 申請號: 201820285692.2
• 申請日: 2018-02-28
• 公開（公告）號: CN208378799U
• 公開（公告）日: 2019-01-15
• 發明（設計）人: 倪建軍;池國鎮;張毓姝;陳子珍
• 申請（專利權）人: 上海鍋爐廠有限公司
• 主分類號: C10J3/48
• 分類號: C10J3/48;C10J3/72;C10J3/86
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 翁若瑩;吳小麗

本實用新型提供了一種生物質氣化耦合燃煤鍋爐發電系統，包括：用于將收集的生物質原料規整后存儲，并經切割破碎后送出的生物質儲存輸送單元；用于將切割破碎后的生物質顆粒氣化生成粗煤氣的生物質循環流化床氣化單元；用于采用燃煤鍋爐的高溫省煤器出來的鍋爐給水作為冷卻工質，將所述粗煤氣降溫的生物質高溫燃氣廢熱回收單元；用于將降溫后的粗煤氣以可計量的方式送入所述燃煤鍋爐燃燒的粗煤氣計量送風單元以及配套燃燒單元。本實用新型采用了生物質氣化、余熱回收、燃燒三過程的耦合，實現了生物質的間接發電，節省燃煤的同時高效利用了生物質，并降低了燃煤鍋爐NOx排放，應用前景十分廣闊。

技術領域

本實用新型涉及一種生物質氣化耦合燃煤鍋爐發電系統，屬于生物質處理技術領域。

背景技術

全球每年產生的生物質總量僅次于每年消耗的石化能源總量，且是可再生清潔資源。能源問題和環境問題是全球共同面臨的兩個重大問題，隨著常規能源煤、石油、天然氣等化石能源的開采消耗速度提升，這些能源逐漸被消耗，傳統化石能源的消耗對環境的影響逐漸顯現，厄爾尼諾現象頻繁加劇影響，極地冰川消融，生態環境遭受史無前例的挑戰。中國政府對世界承諾，到2020年非化石能源占一次能源消費比重將達到15％左右，單位國內生產總值二氧化碳排放比2005年下降40％～45％，在2030年達到二氧化碳排放峰值，到2030年非化石能源占一次能源消費比重將達到20％左右，單位國內生產總值二氧化碳排放比2005年下降60％～65％。因此，在這樣的綜合環境下，可再生資源的利用隨著環境保護意識的提升得到快速發展，是推進能源供應多元化和清潔化發展的重要途徑。

生物質作為可再生資源，具有資源產量豐富、地域分布廣闊和能量儲量穩定的特點。國內外對生物質的利用主要采用直接燃燒、熱解等方式，但是由于生物質能量密度相對較低，高水分、高揮發分和高堿金屬含量等特點，直接燃燒容易結渣、結焦。而生物質熱解過程揮發分的釋放主要以焦油形態出來，可以進行焦油深加工制油品，但是生物質熱解殘渣仍具有較高的熱值，能量利用不充分。國內一度興起生物質和煤摻燒發電，但是由于生物質結渣結焦特性，導致鍋爐局部結焦工況出現，影響燃煤鍋爐的出力和正常運行。此外，生物質先氣化后燃燒發電的技術近幾年得到了一定的工業化示范，并取得了較大進展，例如國電荊門電廠，利用生物質流化床氣化日處理生物質約200t/d，氣化后合成氣經冷卻后用引風機送入600MW等級燃煤鍋爐再燃實現發電，可降低原燃煤鍋爐煤耗，生物質氣化燃燒發電折合發電量約為10.8MW。但是，該項目從2008年開始建設，歷時8年左右尚未實現正常運行，主要由于生物質原料與煤存在較大差異，流化床氣化過程復雜，粗煤氣冷卻過程條件苛刻，工藝控制難度較大，生物質氣化粗煤氣在冷卻過程中焦油析出等影響換熱設備和風機的正常運轉，系統穩定性和可靠性有待進一步提高。以上問題均為工程設計問題和工藝優化問題，需要進行創造性的優化設計進行解決。

綜上所述，生物質氣化-燃燒發電技術已成為生物質利用的重要發展方向，但是如何實現生物質氣化和燃燒過程的耦合問題也是擺在工程應用面前跨不過去的一道坎。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題是如何實現生物質氣化和燃燒過程的耦合。

為了解決上述技術問題，本實用新型的技術方案是提供一種生物質氣化耦合燃煤鍋爐發電系統，其特征在于，包括：

用于將收集的生物質原料進行規整后存儲，并將存儲的生物質原料經過切割破碎后送出的生物質儲存輸送單元；

用于將切割破碎后的生物質顆粒通過循環流化床氣化爐氣化，生成粗煤氣的生物質循環流化床氣化單元；

用于采用燃煤鍋爐的高溫省煤器出來的鍋爐給水作為冷卻工質，將所述粗煤氣降溫，回收利用所述粗煤氣顯熱的生物質高溫燃氣廢熱回收單元；

用于將降溫后的粗煤氣克服沿程阻力、并以可計量的方式送入所述燃煤鍋爐燃燒的粗煤氣計量送風單元以及配套燃燒單元；