CN102010757A - 在超临界燃煤发电机组中整合秸秆气化发电方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种在超临界燃煤发电机组中整合秸秆气化发电方法，该方法将生物质秸秆打包成型后作为鼓泡流化床气化炉的气化原料，利用电站富余的一次风热空气与锅炉尾部烟气共同作为气化剂，通过对现有超临界机组的简单改造，有效整合生物质气化炉，使生物质气化再燃烧发电，有效克服生物质直接掺烧的缺点，避免生物质灰对粉煤灰的影响，解决了常规绞龙进料设备易损坏的问题，从而实现对生物质能高效利用并进一步降低燃煤电站污染物排放。

Description

在超临界燃煤发电机组中整合秸秆气化发电方法
技术领域
本发明属于生物质能气化再燃烧的技术领域，尤其涉及利用稻秆、麦秆等农作物秸秆生成的燃气实现生物质燃气再燃的发电方法。
背景技术
传统燃煤电站会产生不少大气污染物，如今煤等化石能源日益枯竭，将生物质用于发电是缓解一次能源短缺问题的有效途径。从技术与成本上考虑，目前生物质与煤混燃技术仍是生物质能利用的主要途径之一，但是带来新的问题，如
(1)生物质制粉困难，飞灰可燃物比例升高；
(2)生物质灰(特别是秸秆类的生物质灰)影响粉煤灰的利用；
(3)绞龙送料设备经常卡死严重时导致核心部件损坏。
这使得生物质气化再燃——间接混燃技术得到重视，这种技术能有效克服以上直接掺烧的缺点，充分利用现有燃煤电站的基础设施，在控制CO2、SO2及NOX排放方面更具优势。国外在这方面起步较早，80年代开始西欧部分国家就有了示范运行。但是所用的原料主要是木片，碎木屑等林业废弃物，而我国以农业废弃物为主，因此将此模式照搬引进国内有一定困难，有必要进行适当修改。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种适合我国国情，特别是在农业废弃物数量众多区域，与当地超临界燃煤电站整合生物质秸秆气化再燃发电方法。
本发明所采用的技术方案如下：
采用一种在超临界机组中整合秸秆气化发电的装置***，该装置由生物质秸秆料包输送散料子***，鼓泡流化床气化子***，流化风混合输送***，高温燃气输送***，超临界煤粉锅炉***构成。
在保证流化所需的总风量的条件下，从空气预热器一次风出口引来的热空气作为主流化风，从锅炉尾部引来的烟气作为辅助流化风，两者混合送入气化炉；
秸秆料包由带式干燥输送机经秸秆料包打散装置打散后运至气化炉，完成气化反应。
所述主流化风和所述辅助流化风的混合比例5.5∶1至6∶1。
所述混合过程使用高温烟气防腐罗茨风机对低压锅炉排烟进行升压，使其和相对高压的热空气混合。
使用从锅炉尾部引来的烟气作为干燥剂干燥含水率过高的秸秆料包。
经气化反应产生的热生物质燃气经旋风分离器后分离大部分的热飞灰，所述飞灰由与旋风分离器连接的飞灰热绞龙回送气化炉内。
经过飞灰分离后的燃气由一台热燃气吸风机通过高温燃气输送管道送至锅炉炉膛进行再燃烧，实现燃气燃烧发电并还原NOx的循环过程。
本发明的有益效果包括：
(1)将生物质秸秆打包成型，便于原料存运，有效减小占地面积；
(2)采用秸秆散料机进料，解决了常规绞龙进料设备易损坏的问题；
(3)采用鼓泡流化床作为气化炉，流化速度低，有效减少飞灰可燃物比例；
(4)将电站富余的一次风作为鼓泡流化床气化炉的流化风，提升生物质燃气质量和气化效率，同时也提高总体锅炉能量利用效率；
(5)充分利用现有锅炉燃烧过程中的废烟气，一方面用作气化剂，调节流化风量的含氧量，另一方面用作干燥剂，干燥高水分秸秆料包，实现对电站的余热回收；
(6)避免了生物质灰对粉煤灰的影响。
附图说明
下面结合附图对本发明作详细说明：
图1为本发明的流程示意图。
附图标记：
1-锅炉炉膛、2-高温烟气防腐罗茨风机、3-高温燃气输送管道、4-热燃气吸风机、5-旋风分离器、6-飞灰热绞龙、7-气化炉、8-秸秆料包打散装置、9-带式干燥输送机。
具体实施方式
整个煤粉发电机组整合秸秆气化发电***采用一台煤粉炉联带一台或多台气化炉的方式运行，在本实例中，为一带一方式，如图1所示。
针对生物质料包可能出现水分含量过高的情况，本实施例采用的带式干燥输送机兼有干燥的功能。将生物质秸秆料包运到现场后，由带式干燥输送机9经过秸秆料包打散装置8打散后甩入气化炉7内进行气化。料包密度约为200kg/m3，料包尺寸由气化炉大小决定，单个料包截面一般以不超过气化炉床层面积的50％为宜。引用一部分锅炉尾部排烟(约100℃)作为干燥剂，在输送段途中进行热烟气干燥，干燥用烟气量可根据要干燥的水分量决定。
在气化炉方面，利用超临界机组设计时富余的具有一定压头的一次风(一般300℃)，引一部分作为鼓泡流化床气化炉流化所需风量，同时作为气化剂，气化生物质秸秆料包。为了保证鼓泡流化床气化炉的稳定高效运行，运行当中可引锅炉尾部排烟(约100℃)混入热空气气化剂，混合比例为5.5∶1至6∶1从而降低气化剂含氧量，提高气化炉出口燃气可燃成分比例和热值。混合过程使用高温烟气防腐罗茨风机2对低压锅炉排烟进行升压，使其和相对高压的热空气混合。
从气化炉7引出的燃气经旋风分离器5后，由高温燃气输送管道3直接送入锅炉炉膛1的中上部还原区域进行再燃烧。而被旋风分离器5分离下来的热飞灰由飞灰热绞龙6送入鼓泡流化床的密相区燃烧，补充气化所需热量，提高碳转化率。燃气的管道输送压损由一台热燃气吸风机4克服。
排出的生物质半焦既可与热飞灰一起送入流化床的密相区燃烧，也可以送至余热锅炉燃尽。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.在超临界燃煤发电机组中整合秸秆气化发电方法，其特征在于，在保证流化所需的总风量的条件下，从空气预热器一次风出口引来的热空气作为主流化风，从锅炉尾部引来的烟气作为辅助流化风，两者混合送入气化炉(7)；
秸秆料包由带式干燥输送机(9)经秸秆料包打散装置(8)打散后运至气化炉(7)，完成气化反应。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述主流化风和所述辅助流化风的混合比例5.5∶1至6∶1。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述混合过程使用高温烟气防腐罗茨风机(2)对低压锅炉排烟进行升压，使其和相对高压的热空气混合。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，使用从锅炉尾部引来的烟气作为干燥剂干燥含水率过高的秸秆料包。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，经气化反应产生的热生物质燃气经旋风分离器(5)后分离大部分的热飞灰，所述飞灰由与旋风分离器(5)连接的飞灰热绞龙(6)回送气化炉(7)内。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，经过飞灰分离后的燃气由一台热燃气吸风机(4)通过高温燃气输送管道(3)送至锅炉炉膛(1)进行再燃烧，实现燃气燃烧发电并还原NOx的循环过程。
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