CN115382388A - 一种锅炉烟气二氧化碳资源化转化***和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于温室气体二氧化碳减排及资源化转化技术领域，尤其涉及一种锅炉烟气二氧化碳资源化转化***和方法，包括电站锅炉烟气处理***、电站锅炉蒸汽发电***、生物质气化***、燃气处理***、残炭收集储存***。本发明充分结合生物质气化技术，利用电站锅炉烟气中二氧化碳作为还原性气体，有效将电站锅炉烟气中二氧化碳气体转化为其他高附加值的产物，采用了电站锅炉烟气处理***中的第一换热器与电站锅炉蒸汽发电***中的第二换热器，将电站锅炉废热回收循环再利用，降低***的能耗，固体生物质废料作为原材料被加以利用，解决了固体生物质废料对环境产生的危害，同时，生物质气化产气作为高附加值的可燃气体，可作为燃料被高效利用。
Description
技术领域
本发明涉及温室气体二氧化碳减排及资源化转化技术领域，具体为一种锅炉烟气二氧化碳资源化转化***和方法。
背景技术
近年来,随着工业的快速发展,越来越多的化石燃料的燃烧,以及绿色植被的减少,导致大气中二氧化碳含量逐年增加。
随着人们对资源短缺、温室效应问题的重视,作为废气排放的二氧化碳，其回收、固定、利用及再生资源化问题引起世界各国特别是工业发达国家的普遍关注，有关二氧化碳的应用及研究也不断深入。目前二氧化碳在食品、化学合成、机械、农业、商业、运输、石油开采、国防、消防等众多领域中均有广泛的应用。烟气中二氧化碳的资源化研究成为目前的热点问题。
二氧化碳是一种主要温室气体，也是资源丰富的可再生碳一资源。利用化学转化方法不仅可以固定二氧化碳，还可获得高附加值能源产品。
生物质气化技术指利用还原性气体作为气化剂，在高温条件下将生物质燃料中的部分物质转化氢气、一氧化碳、甲烷和其他碳氢化合物等可燃气体的混合气。生物质气化技术对于处理大量的农作物固体废物，减少生物质固体废物对环境的危害等方面发挥重要作用。
二氧化碳资源化转化即将二氧化碳作为碳一资源转化为具有高附加值的能源产品，现阶段二氧化碳资源化转化的方式主要有生物转化法、电化学还原法、光催化还原法及催化氢化法等。
本发明旨在结合生物质气化技术，利用电站锅炉烟气中二氧化碳作为还原性气体，将电站锅炉烟气中二氧化碳气体转化为其他高附加值的产物，解决固体生物质废料对环境产生的危害。
发明内容
本发明的目的在于提供一种锅炉烟气二氧化碳资源化转化***和方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种锅炉烟气二氧化碳资源化转化***，包括电站锅炉烟气处理***、电站锅炉蒸汽发电***、生物质气化***、燃气处理***和残炭收集储存***。
所述电站锅炉烟气处理***包括电站锅炉、第一换热器、SCR脱硝***、布袋除尘***、静电除尘***、FGD脱硫***。
所述电站锅炉蒸汽发电***包括蒸汽轮机发电***、冷凝塔换热***、第二换热器。
所述生物质气化***包括生物质输送机、生物质烘干***、破碎机、粉碎机、生物质气化装置。
所述燃气处理***包括燃气分离***、燃气除尘***、燃气压缩***、燃气储存***。
所述残炭收集储存***包括残炭收集***、残炭压缩***、残炭储存***。
所述电站锅炉烟气处理***内锅炉烟气从锅炉尾部烟道进入第一换热器，在第一换热器内对烟气中含有的热量进行提取，经过第一换热器后的烟气进入SCR脱硝***，在SCR脱硝***内实现锅炉烟气脱硝处理，经过脱硝处理后的锅炉烟气中含有较低的氮氧化物，然后依次进入布袋除尘***和静电除尘***中，除去锅炉烟气中的飞灰，经过除尘***后锅炉烟气中含有较低的飞灰，经过除尘后的锅炉烟气进入FGD脱硫***，在FGD脱硫***内实现锅炉烟气脱硫处理，经过脱硫处理后的锅炉烟气含有较低的硫化物。经过电站锅炉烟气处理***后的锅炉烟气中氮氧化物、灰尘、硫化物含量较低，成为净化低温烟气，净化低温烟气作为生物质气化剂进入生物质气化装置。
所述SCR脱硝***向催化剂上游的烟气中注入氨或其他合适的还原剂，并利用催化剂将烟气中的氮氧化物转化为N2和H2O，在***运行过程中，氨首先蒸发，然后与稀释空气或烟气混合，然后通过喷氨格栅喷入SCR反应器上游的烟气中，SCR脱硝***主要包括反应堆***、烟气***、还原剂储存、制备和填充***、吹灰***，液氮，氨和尿素通常用作SCR脱硝的还原剂，该***由氨供应***、氨/空气喷射***、催化反应***和控制***组成。
所述FGD脱硫***采用浆液循环、塔内强制氧化方式的石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺，吸收剂采用325目95％通过的石灰石浆液，副产物为石膏，即二水硫酸钙，石膏浆液先采用一级水力旋流器进行初脱水，然后采用真空皮带脱水机脱水至含水量小于10％，再采用气流干燥设备将石膏烘干至含水量小于4％，在MBCR工况条件下，全烟气脱硫效率不低于95％，其主要工艺流程为原烟气经增压风机升压，通过吸收塔烟气入口进入吸收塔，进入吸收塔的烟气向上流动并与逆向喷淋下降的循环浆液的小液滴相遇，在喷淋区烟气与碱性石灰石浆液得到充分的接触反应，脱除烟气中的二氧化硫后，经除雾器除去烟气中的雾滴，再经由烟囱排出，石灰石浆液由设置在吸收塔内喷淋母管上的多个喷嘴喷出，与烟气接触发生中和反应脱除烟气中的二氧化硫后，流入吸收塔浆池内，吸收浆液中的HSO3 -，被鼓入浆池中的空气强制氧化成HSO4 -，最终反应生成二水硫酸钙(CaSO4·2H2O)浆液即石膏浆液。
所述电站锅炉蒸汽发电***内由锅炉燃料燃烧产生的燃烧热对锅炉给水进行加热，燃料含有的热量转换到锅炉给水中产生高温高压的蒸汽，高温高压的蒸汽进入蒸汽轮机发电***推动发电机进行发电，蒸汽轮机发电后的蒸汽进入冷凝塔，然后进入第二换热器，在第二换热器中对低温蒸汽进行冷却换热，提取低温蒸汽中所蕴含的热量，形成高温热源。提取出的高温热源中部分热量进入生物质气化***的生物质烘干***内对生物质进行脱水处理，大部分热量进入生物质气化***内的生物质气化装置，提供生物质气化过程中所需的热源。
所述生物质气化***内，固体生物质废料由生物质输送机运载进入生物质烘干***，在烘干***内，固体生物质废料进行烘干脱水处理，去除固体生物质废料中含有的水分，便于破碎机进行破碎处理，经过破碎机处理后的固体生物质废料进入粉碎机进行粉碎，经过粉碎机粉碎后的固体生物质废料变为颗粒更小的生物质粉末状颗粒，粒径小的生物质粉末更有利于固体生物质原料在生物质气化装置内进行热解和气化。
所述燃气处理***即对生物质气化产生的气体进行处理，生物质气化产气依次经过燃气分离***、燃气除尘***、燃气压缩***和燃气储存***，在燃气分离***中，可燃气体通过燃气分离***除去燃气中含有的水分，提高燃气的干燥度，然后进入燃气除尘***中去除燃气中含有的灰尘，再进入燃气压缩***中对燃气进行压缩处理，经过压缩后的燃气进入燃气储存装置内进行储存，便于后续对燃气的开发利用。
所述残炭收集储存***即对生物质气化后产生的固体残炭进行处理，生物质气化后产生的残炭首先进入残炭收集***，收集后的生物质残炭进入残炭压缩***进行压缩处理，最后经过压缩处理的生物质残炭进入残炭储存装置进行储存，有利于后续对残炭资源利用的深度挖掘。
一种锅炉烟气二氧化碳资源化转化方法，具体包括以下步骤：
步骤1)生物质气化装置以固体生物质废料为原材料，固体生物质废料依托生物质输送机进入生物质烘干***，在烘干***内，固体生物质废料进行烘干脱水处理，经过脱水处理的固体生物质废料进入破碎机进行破碎处理，成为粒径较小的生物质颗粒，经过破碎机处理后的固体生物质颗粒进入粉碎机进行粉碎，粉碎后的固体生物质废料比表面积增大，成为更有利于生物质气化的生物质粉末状颗粒。
步骤2)粉碎后的固体生物质废料进入生物质气化装置进行热解气化，产气进入下一级燃气处理***，气化后的残炭进入残炭收集储存***。
步骤3)电站锅炉出口烟气由锅炉尾部烟道进入第一换热器，在第一换热器内对锅炉烟气进行换热，提取高温热源；经过第一换热器后的烟气进入SCR脱硝***对锅炉烟气实行脱硝处理；经过脱硝处理后的锅炉烟气进入布袋除尘***和静电除尘***中实现对锅炉烟气中的除尘处理；经过除尘后的锅炉烟气进入FGD脱硫***实现锅炉烟气脱硫处理；通过对电站锅炉烟气进行上述处理，电站锅炉烟气中氮氧化物、灰尘、硫化物含量较低，成为净化低温烟气。
步骤4)电站锅炉产生高温高压的蒸汽，高温高压的蒸汽进入蒸汽轮机发电***推动发电机进行发电，蒸汽轮机发电后的蒸汽进入冷凝塔，然后进入第二换热器，在第二换热器中提取低温蒸汽中蕴含的热量，形成高温热源。由第二换热器提取出的高温热源中部分热量进入生物质气化***的生物质烘干***内对生物质进行脱水处理，大部分热量进入生物质气化***内的生物质气化装置，提供生物质气化过程中所需的热源。
步骤5)由生物质气化装置产生的可燃气体，产气先进入燃气分离***中除去燃气中含有的水分，然后进入燃气除尘***中去除燃气中含有的灰尘，再进入燃气压缩***中对燃气进行压缩处理，经过压缩后的燃气进入燃气储存装置内进行储存。
步骤6)由生物质气化装置产生的残炭进入残炭收集储存***进行处理，残炭先进入残炭收集***进行第一步收集处理，收集后的生物质残炭进入残炭压缩***进行压缩处理，最后经过压缩处理的生物质残炭进入残炭储存装置进行储存。
优选的，步骤1)所述固体生物质废料为修剪绿化植被、稻壳、玉米芯或枯树枝。
优选的，步骤1)所述固体生物质废料前期处理过程包括干燥、破碎、粉碎三个阶段，其中，干燥温度为60-110℃，破碎后的固体生物质废料颗粒直径≤10mm，粉碎后的固体生物质废料颗粒直径≤3mm。
优选的，步骤2)所述的固体生物质废料气化热解过程中，生物质热解气化温度为600-800℃。
优选的，步骤3)所述的电站锅炉烟气SCR脱硝***脱除氮氧化物的反应温度为300-400℃，FGD脱硫***脱除硫化物的反应温度为90-180℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.该锅炉烟气二氧化碳资源化转化***和方法，利用修剪绿化植被、稻壳、玉米芯或枯树枝等固体生物质废料为原料，以该类生物质为原料利用生物质气化技术将生物质废料转化为高附加值的可燃气体，比如一氧化碳、甲烷和其他碳氢化合物等，实现固体生物质废料的循环再利用，解决了生物质固体废物对环境的危害，提高原料的循环利用价值。
2.该锅炉烟气二氧化碳资源化转化***和方法，针对电站锅炉烟气中二氧化碳含量高，未经处理的锅炉烟气释放到大气会引起严重的温室效应、极地冰川融化、海平面上升、新型疾病蔓延、全球粮食危机及区域政局***和战争等问题。因此，结合生物质气化技术与高二氧化碳含量的锅炉烟气，将电站锅炉烟气中二氧化碳作为还原性气体还原固体生物质废料中的碳元素，从而得到高利用价值的可燃气体，能够有效降低电站锅炉烟气中二氧化碳的含量，有利于全球减碳排放和环境保护。
3.该锅炉烟气二氧化碳资源化转化***和方法，电站锅炉出口烟气进入第一换热器进行换热，将大量锅炉烟气中的热量提取出来，作为生物质气化装置所需的能量来源，有利于生物质气化装置内高品质燃气的合成，提高整个***的能量利用效率，从而也提高***经济性。
4.该锅炉烟气二氧化碳资源化转化***和方法，电站锅炉蒸汽发电***中经过汽轮机发电后的低温低压蒸汽进入冷凝塔换热***，然后进入第二换热器。在第二换热器内将低温低压的蒸汽中含有的热量进行提取，提取出的热量作为高温热源进入生物质烘干***对含水率较高的固体生物质废料进行烘干处理，其余的热量进入生物质气化装置补充固体生物质废料气化过程中所需的热量。
附图说明
图1为本发明的提供的一种锅炉烟气二氧化碳资源化转化***和方法的示意图；
图2为本发明的提供的一种锅炉烟气二氧化碳资源化转化***和方法的流程图。
图中：1、电站锅炉；2、第一换热器；3、SCR脱硝***；4、布袋除尘***；5、静电除尘***；6、FGD脱硫***；7、蒸汽轮机发电***；8、冷凝塔换热***；9、第二换热器；10、生物质输送机；11、生物质烘干***；12、破碎机；13、粉碎机；14、生物质气化装置；15、残炭收集***；16、残炭压缩***；17、残炭储存***；18、燃气分离***；19、燃气除尘***；20、燃气压缩***；21、燃气储存***。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种锅炉烟气二氧化碳资源化转化***和方法。
实施例
一、装置
图1为一种锅炉烟气二氧化碳资源化转化***和方法，包括：电站锅炉烟气处理***、电站锅炉蒸汽发电***、生物质气化***、燃气处理***、残炭收集储存***。
电站锅炉烟气处理***包括电站锅炉、第一换热器、SCR脱硝***、布袋除尘***、静电除尘***、FGD脱硫***。电站锅炉烟气处理***内锅炉烟气从锅炉尾部烟道进入第一换热器，在第一换热器内对烟气中含有的热量进行提取，然后进入SCR脱硝***，在SCR脱硝***内实现锅炉烟气脱硝处理，然后进入布袋除尘***和静电除尘***中，除去锅炉烟气中的飞灰，再进入FGD脱硫***，在FGD脱硫***内实现锅炉烟气脱硫处理，最终成为净化低温烟气，净化低温烟气作为生物质气化剂进入生物质气化装置。
电站锅炉蒸汽发电***包括蒸汽轮机发电***、冷凝塔换热***、第二换热器。燃料含有的热量转换到锅炉给水中产生高温高压的蒸汽，高温高压的蒸汽进入蒸汽轮机发电***推动发电机进行发电，蒸汽轮机发电后的蒸汽进入冷凝塔，然后进入第二换热器，在第二换热器中提取低温蒸汽中所蕴含的热量，形成高温热源。提取出的高温热源中部分热量进入生物质气化***的烘干***内对生物质进行脱水处理，大部分热量进入生物质气化***内的生物质气化装置，提供生物质气化过程中所需的热源。
生物质气化***包括生物质输送机、生物质烘干***、破碎机、粉碎机、生物质气化装置。固体生物质废料由生物质输送机运载进入烘干***进行烘干脱水处理，然后进入破碎机进行破碎处理，再经过粉碎机粉碎后令固体生物质废料变为颗粒更小的生物质粉末状颗粒便于固体生物质原料在生物质气化装置内进行热解和气化，产生的可燃气体(主要包括CO、CH4、H2及其他CaHb)。
炭气化:
C+H2O→H2+CO ΔH298K＝131kJ/mol (式1)
水气转换反应:
CO+H2O→H2+CO2 ΔH298K＝-40.9kJ/mol (式2)
甲烷重整反应:
CH4+H2O→3H2+CO ΔH298K＝206.3kJ/mol (式3)
碳氢化合物重整:
CaHb+aH2O＝aCO+(a+b/2)H2 (式4)
二氧化碳还原反应：
C+CO2→CO ΔH298K＝-393.5kJ/mol (式5)
燃气处理***包括燃气分离***、燃气除尘***、燃气压缩***、燃气储存***。在燃气分离***中，可燃气体通过燃气分离***除去燃气中含有的水分，然后进入燃气除尘***中去除燃气中含有的灰尘，再进入燃气压缩***中对燃气进行压缩处理，经过压缩后的燃气进入燃气储存装置内进行储存。
残炭收集储存***包括残炭收集***、残炭压缩***、残炭储存***。生物质气化后产生的残炭先进入残炭收集***，收集后的生物质残炭进入残炭压缩***进行压缩处理，最后经过压缩处理的生物质残炭进入残炭储存装置进行储存。
二、生物质气化过程
1、电站锅炉烟道气来源：
某电站锅炉烟道气各组分含量(体积分数)：H2O(20.05％)、CO2(12.27％)、CO(105ppm)、O2(4.16％)、N2(63.49％)、NOX(42mg/Nm3)、SOX(68mg/Nm3)、灰尘(41mg/Nm3)
2、目标：利用生物质气化技术降低电站锅炉烟气中CO2含量
3、方法步骤：
一种锅炉烟气二氧化碳资源化转化***和方法的流程如图2所示。本试验分为两组试验验证有无锅炉烟气参与的固体生物质原料下生物质气化产物气体组成的不同。
试验组一使用浓度为99.9％的氮气作为气化气氛，验证在纯氮气参与生物质气化的情况下，生物质气化产生的燃气气体组成。
试验组二使用电站锅炉烟气作为气化气氛，验证在电站锅炉烟气参与生物质气化的情况下，生物质气化产生的燃气气体组成。
三、检测试验
用专用气体收集袋收集生物质气化产气，送实验室进行气体成分及含量分析，其分析结果如下：
试验组一使用浓度为99.9％的氮气作为气化气氛的情况下，其固体生物质废料经过生物质气化装置的气化过程，其产气气氛及组成为：
H2(2.78％)、CO2(5.41％)、C2H4(0.82％)、C2H6(0.35％)、C3H6(0.47％)、C3H8(0.23％)、O2(0.09％)、N2(72.08％)、CH4(4.49％)、CO(13.38％)。
试验组二使用电站锅炉烟气作为气化气氛的情况下，其固体生物质废料经过生物质气化装置的气化过程，其产气气氛及组成为：
H2(2.57％)、CO2(15.15％)、C2H4(1.12％)、C2H6(2.19％)、C3H6(3.53％)、C3H8(0.00％)、O2(0.84％)、N2(56.51％)、CH4(4.41％)、CO(13.75％)。
四、分析
对生物质气化产气的气体组成进行分析，产气中主要产物为H2、CO2、N2、CH4和CO。
当气化气氛由99.9％的氮气变换为电站锅炉烟气后，H2百分比由2.78％降低为2.57％，CO2百分比由5.41％升高为15.15％，N2百分比由72.08％降低为56.51％，CH4百分比由4.49％降低为4.51％，CO百分比由13.38％升高为13.75％.
由纯氮气气氛下产气分析可知，无电站锅炉烟气参与气化的情况下产气中CO2含量为5.41％，考虑到原电站锅炉烟气中CO2含量为12.27％，即氮气纯热解CO2与原电站锅炉烟气CO2之和为17.68％，电站锅炉烟气参与气化情况下产气中CO2含量为15.15％.即反应过程中有2.53％的CO2转化为其他碳氢产物。
对比分析有无电站锅炉烟气参与气化的情况下产气中CO的含量，在无电站锅炉烟气参与气化的情况下产气中CO含量为13.38％，有电站锅炉烟气参与气化情况下产气中CO含量为13.75％，即产气中CO的含量增加了0.37％。
五、总结
上述试验结果表明，本发明提供的一种锅炉烟气二氧化碳资源化转化***和方法充分结合生物质气化技术，利用电站锅炉烟气中二氧化碳作为还原性气体，可以有效将电站锅炉烟气中二氧化碳气体转化为其他高附加值的产物，由于采用了电站锅炉烟气处理***中的第一换热器与电站锅炉蒸汽发电***中的第二换热器，将电站锅炉废热回收循环再利用，大大降低了***的能耗。固体生物质废料在生物质气化过程中作为原材料被加以利用，有效解决了固体生物质废料对环境产生的危害，同时，生物质气化产气作为高附加值的可燃气体，可作为燃料被高效利用。
Claims (8)
1.一种锅炉烟气二氧化碳资源化转化***，其特征在于：包括电站锅炉烟气处理***、电站锅炉蒸汽发电***、生物质气化***、燃气处理***和残炭收集储存***；
所述电站锅炉烟气处理***包括电站锅炉(1)、第一换热器(2)、SCR脱硝***(3)、布袋除尘***(4)、静电除尘***(5)和FGD脱硫***(6)，所述电站锅炉烟气处理***内锅炉烟气从电站锅炉(1)尾部烟道进入第一换热器(2)，在第一换热器(2)内对烟气中含有的热量进行提取，经过第一换热器(2)后的烟气进入SCR脱硝***(3)，在SCR脱硝***(3)内实现锅炉烟气脱硝处理，经过脱硝处理后的锅炉烟气中含有较低的氮氧化物，然后依次进入布袋除尘***(4)和静电除尘***(5)中，除去锅炉烟气中的飞灰，经过除尘***后锅炉烟气中含有较低的飞灰，经过除尘后的锅炉烟气进入FGD脱硫***(6)，在FGD脱硫***(6)内实现锅炉烟气脱硫处理，经过脱硫处理后的锅炉烟气含有较低的硫化物，经过电站锅炉烟气处理***后的锅炉烟气中氮氧化物、灰尘、硫化物含量较低，成为净化低温烟气，净化低温烟气作为生物质气化剂进入生物质气化装置(14)；
所述电站锅炉蒸汽发电***包括蒸汽轮机发电***(7)、冷凝塔换热***(8)和第二换热器(9)，所述电站锅炉蒸汽发电***内由锅炉燃料燃烧产生的燃烧热对锅炉给水进行加热，燃料含有的热量转换到锅炉给水中产生高温高压的蒸汽，高温高压的蒸汽进入蒸汽轮机发电***(7)推动发电机进行发电，蒸汽轮机发电后的蒸汽进入冷凝塔换热***(8)，然后进入第二换热器(9)，在第二换热器(9)中对低温蒸汽进行冷却换热，提取低温蒸汽中所蕴含的热量，形成高温热源，提取出的高温热源中部分热量进入生物质气化***的生物质烘干***(11)内对生物质进行加热烘干，大部分热量进入生物质气化***内的生物质气化装置(14)，提供生物质气化过程中所需的热源；
所述生物质气化***包括生物质输送机(10)、生物质烘干***(11)、破碎机(12)、粉碎机(13)和生物质气化装置(14)，所述生物质气化***内，固体生物质废料由生物质输送机(10)运载进入生物质烘干***(11)，在烘干***内，固体生物质废料进行烘干脱水处理，去除固体生物质废料中含有的水分，便于破碎机(12)进行破碎处理，经过破碎机(12)处理后的固体生物质废料进入粉碎机(13)进行粉碎，经过粉碎机(13)粉碎后的固体生物质废料变为颗粒更小的生物质粉末状颗粒，粒径小的生物质粉末更有利于固体生物质原料在生物质气化装置(14)内进行热解和气化；
所述燃气处理***包括燃气分离***(18)、燃气除尘***(19)、燃气压缩***(20)和燃气储存***(21)，所述燃气处理***即对生物质气化产生的气体进行处理，生物质气化产气依次经过燃气分离***(18)、燃气除尘***(19)、燃气压缩***(20)和燃气储存***(21)，在燃气分离***(18)中，可燃气体通过燃气分离***(18)除去燃气中含有的水分，提高燃气的干燥度，然后进入燃气除尘***(19)中去除燃气中含有的灰尘，再进入燃气压缩***(20)中对燃气进行压缩处理，经过压缩后的燃气进入燃气储存装置(21)内进行储存，便于后续对燃气的开发利用；
所述残炭收集储存***包括残炭收集***(15)、残炭压缩***(16)和残炭储存***(17)，所述残炭收集储存***即对生物质气化后产生的固体残炭进行处理，生物质气化后产生的残炭先进入残炭收集***(15)，收集后的生物质残炭进入残炭压缩***(16)进行压缩处理，最后经过压缩处理的生物质残炭进入残炭储存***(17)进行储存，有利于后续对残炭资源利用的深度挖掘。
2.一种锅炉烟气二氧化碳资源化转化方法，其特征在于，具体步骤如下：
S1、生物质气化装置(14)以固体生物质废料为原材料，固体生物质废料依托生物质输送机(10)进入生物质烘干***(11)，在烘干***内，固体生物质废料进行烘干脱水处理，经过脱水处理的固体生物质废料进入破碎机(12)进行破碎处理，成为粒径较小的生物质颗粒，经过破碎机(12)处理后的固体生物质颗粒进入粉碎机(13)进行粉碎，粉碎后的固体生物质废料比表面积增大，成为更有利于生物质气化的生物质粉末状颗粒；
S2、粉碎后的固体生物质废料进入生物质气化装置(14)进行热解气化，产气进入下一级燃气处理***，气化后的残炭进入残炭收集储存***；
S3、电站锅炉出口烟气由电站锅炉(1)尾部烟道进入第一换热器(2)，在第一换热器(2)内对锅炉烟气进行换热，提取高温热源；经过第一换热器(2)后的烟气进入SCR脱硝***(3)对锅炉烟气实行脱硝处理；经过脱硝处理后的锅炉烟气进入布袋除尘***(4)和静电除尘***(5)中实现对锅炉烟气中的除尘处理；经过除尘后的锅炉烟气进入FGD脱硫***(6)实现锅炉烟气脱硫处理；通过对电站锅炉烟气进行上述处理，电站锅炉烟气中氮氧化物、灰尘、硫化物含量较低，成为净化低温烟气；
S4、电站锅炉(1)产生高温高压的蒸汽，高温高压的蒸汽进入蒸汽轮机发电***(7)推动发电机进行发电，蒸汽轮机发电后的蒸汽进入冷凝塔换热***(8)，然后进入第二换热器(9)，在第二换热器(9)中提取低温蒸汽中蕴含的热量，形成高温热源，由第二换热器(9)提取出的高温热源中部分热量进入生物质气化***的生物质烘干***(11)内对生物质进行脱水处理，大部分热量进入生物质气化***内的生物质气化装置(14)，提供生物质气化过程中所需的热源；
S5、由生物质气化装置(14)产生的可燃气体，产气先进入燃气分离***(18)中除去燃气中含有的水分，然后进入燃气除尘***(19)中去除燃气中含有的灰尘，再进入燃气压缩***(20)中对燃气进行压缩处理，经过压缩后的燃气进入燃气储存装置(21)内进行储存；
S6、由生物质气化装置(14)产生的残炭进入残炭收集储存***进行处理，残炭先进入残炭收集***(15)进行第一步收集处理，收集后的生物质残炭进入残炭压缩***(16)进行压缩处理，最后经过压缩处理的生物质残炭进入残炭储存***(17)进行储存。
3.根据权利要求2所述的一种锅炉烟气二氧化碳资源化转化方法，其特征在于：S1步骤中，所述固体生物质废料为修剪绿化植被、稻壳、玉米芯或枯树枝。
4.根据权利要求2所述的一种锅炉烟气二氧化碳资源化转化方法，其特征在于：S1步骤中，所述固体生物质废料前期处理过程包括干燥、破碎、粉碎三个阶段，其中，干燥温度为60-110℃，破碎后的固体生物质废料颗粒直径≤10mm，粉碎后的固体生物质废料颗粒直径≤3mm。
5.根据权利要求2所述的一种锅炉烟气二氧化碳资源化转化方法，其特征在于：S2步骤中，所述的固体生物质废料气化热解过程中，生物质热解气化温度为600-800℃。
6.根据权利要求2所述的一种锅炉烟气二氧化碳资源化转化方法，其特征在于：S3步骤中，所述的电站锅炉烟气SCR脱硝***(3)脱除氮氧化物的反应温度为300-400℃，FGD脱硫***(6)脱除硫化物的反应温度为90-180℃。
7.根据权利要求2所述的一种锅炉烟气二氧化碳资源化转化方法，其特征在于：所述SCR脱硝***(3)向催化剂上游的烟气中注入氨或其他合适的还原剂，并利用催化剂将烟气中的氮氧化物转化为N2和H2O，在***运行过程中，氨首先蒸发，然后与稀释空气或烟气混合，然后通过喷氨格栅喷入SCR反应器上游的烟气中，SCR脱硝***(3)主要包括反应堆***、烟气***、还原剂储存、制备和填充***、吹灰***，液氮，氨和尿素通常用作SCR脱硝的还原剂，该***由氨供应***、氨/空气喷射***、催化反应***和控制***组成。
8.根据权利要求2所述的一种锅炉烟气二氧化碳资源化转化方法，其特征在于：所述FGD脱硫***(6)采用浆液循环、塔内强制氧化方式的石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺，吸收剂采用325目95％通过的石灰石浆液，副产物为石膏，即二水硫酸钙，石膏浆液先采用一级水力旋流器进行初脱水，然后采用真空皮带脱水机脱水至含水量小于10％，再采用气流干燥设备将石膏烘干至含水量小于4％，在MBCR工况条件下，全烟气脱硫效率不低于95％，其主要工艺流程为原烟气经增压风机升压，通过吸收塔烟气入口进入吸收塔，进入吸收塔的烟气向上流动并与逆向喷淋下降的循环浆液的小液滴相遇，在喷淋区烟气与碱性石灰石浆液得到充分的接触反应，脱除烟气中的二氧化硫后，经除雾器除去烟气中的雾滴，再经由烟囱排出，石灰石浆液由设置在吸收塔内喷淋母管上的多个喷嘴喷出，与烟气接触发生中和反应脱除烟气中的二氧化硫后，流入吸收塔浆池内，吸收浆液中的HSO3 -，被鼓入浆池中的空气强制氧化成HSO4 -，最终反应生成二水硫酸钙(CaSO4·2H2O)浆液即石膏浆液。
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Citations (6)
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2022
- 2022-08-22 CN CN202211007750.2A patent/CN115382388A/zh active Pending
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