一种生物质气化耦合燃煤机组发电联产炭装置及其方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种生物质气化耦合燃煤机组发电联产炭装置，包括：流化床气化炉，所述流化床气化炉一侧设有原料给料装置，所述流化床气化炉上端燃气出口处连接于惯性分离装置，所述惯性分离装置出口通过管道连接于旋风分离器，旋风分离器一侧连接有余热回收装置，余热回收装置一侧设有电站机组；旋风分离器下端出口处设有炭冷却装置。本发明专利技术通过空气预热、蒸汽稀释/调整、蒸汽调速、烟气调速等多种技术手段，确保生物质高效耦合发电的同时，保证生物质炭的品质，通过效率调节装置，可根据生物质炭的市场价值进行灵活调整生物质炭的产量，实现价值最大化。

A Biomass Gasification Coupled Coal-fired Unit Cogeneration Device and Its Method

The invention provides a biomass gasification coupled coal-fired generating unit cogeneration device, which comprises a fluidized bed gasifier, a feed device for raw materials on one side of the fluidized bed gasifier, a gas outlet at the upper end of the fluidized bed gasifier connected to an inertial separation device, an inertial separation device outlet connected to a cyclone separator through a pipeline, and a waste heat cycle on one side of the cyclone separator. A power plant unit is arranged on one side of the collection device and a carbon cooling device is arranged at the outlet of the lower end of the cyclone separator. By means of air preheating, steam dilution/adjustment, steam speed regulation, flue gas speed regulation and other technical means, the invention ensures high-efficiency coupling power generation of biomass while guaranteeing the quality of biomass carbon. Through the efficiency regulating device, the output of biomass carbon can be flexibly adjusted according to the market value of biomass carbon to realize the maximum value.

【技术实现步骤摘要】
一种生物质气化耦合燃煤机组发电联产炭装置及其方法
本专利技术涉及生物有机肥
，具体为一种生物质气化耦合燃煤机组发电联产炭装置及其方法。
技术介绍
生物质是传统的可再生资源，我国生物质能资源非常丰富，发展生物质发电产业大有可为。由于生物质直燃发电规模较小，一般在12MW-30MW，机组效率较低，经济效益较差，已逐步被生物质气化耦合发电技术取代，生物质气化耦合燃煤机组发电技术是通过生物质气化的方式将生物质高效转化为生物质燃气，燃送入电站锅炉与煤混燃，利用电站机组的高参数和高效环保设施，实现生物质高效、清洁发电，项目投资小，经济效益较好。而现有的生物质气化耦合发电技术大多通过高效气化的方式将生物质最大限度的转换为燃气，生物质原料中的固定碳进入到燃气中，未能实现生物质资源价值的最大化利用，造成经济效益仍不显著，且生物质灰渣处理较为困难。生物质气化联产炭技术是通过控制生物质气化反应进程，气化过程在产生生物质燃气的同时，还能够得到高品质的生物质炭，生物质炭能够用以生产炭基肥、活性炭、机制炭、电容炭等多种炭产品。生物质具有种类多、水分差异大、热值差异大的特性，如何实现不同种类、不同热值、不同水分生物质原料高效的进行气化，并联产高品质生物质炭成为本
技术人员急需解决的重要问题。
技术实现思路
本专利技术所解决的技术问题在于提供一种生物质气化耦合燃煤机组发电联产炭装置及其方法，以解决上述
技术介绍
中的问题。本专利技术所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种生物质气化耦合燃煤机组发电联产炭装置，包括：流化床气化炉，所述流化床气化炉一侧设有原料给料装置，所述流化床气化炉上端燃气出口处连接于惯性分离装置，所述惯性分离装置出口通过管道连接于旋风分离器，旋风分离器一侧连接有余热回收装置，余热回收装置一侧设有电站机组；旋风分离器下端出口处设有炭冷却装置，所述流化床气化炉由炉膛、布风板、风室组成，所述炉膛的上部和下部均为缩口结构，所述炉膛的中部设有调速蒸汽入口和调整烟气入口、下部设有停炉蒸汽入口，所述炉膛的侧壁上安装有原料给料装置、床料给料装置，所述风室上设有空气入口和调节蒸汽入口，所述炉膛与风室之间通过布风板隔开；所述电站机组包括电站锅炉、锅炉再热器、锅炉烟道、汽轮机，炉膛中部的调整烟气入口与锅炉烟道相连。所述惯性分离装置由惯性分离器和分选筛组成，所述惯性分离器的进口通过管道与流化床气化炉的燃气出口相连接，所述惯性分离器的出口通过管道与旋风分离器的燃气进口相连接，所述惯性分离器底部通过管道连接有分选筛。所述余热回收装置由燃气-空气换热器、燃气-蒸汽换热器、蒸汽-空气换热器组成，所述燃气-空气换热器的进口通过管道与旋风分离器的燃气出口相连接；燃气-蒸汽换热器与汽轮机7连接，所述燃气-蒸汽换热器的燃气出口通过管道与电站锅炉的下部相通。所述炭冷却装置由冷却室、风帽、孔板、蒸汽室组成，所述蒸汽室上设有冷却蒸汽入口，所述冷却室上部设有炭入口管，所述蒸汽室固定在冷却室的底部，所述蒸汽室与冷却室之间通过孔板隔开，所述孔板上固定有风帽，所述蒸汽室与冷却室通过风帽相通，所述孔板的中部固定有出炭管，所述出炭管上部与冷却室相通、下部从蒸汽室穿出；所述出炭管的下端出口与炭输送冷却装置的进口相连接，炭输送冷却装置为水冷结构。所述旋风分离器的燃气进口通过管道与炉膛上部的燃气出口相连接；所述旋风分离器的底部出炭口通过管道与炭入口管相连接。所述燃气-空气换热器的燃气出口通过管道与燃气-蒸汽换热器的燃气进口相连接，所述燃气-蒸汽换热器的蒸汽出口通过管道与蒸汽-空气换热器的蒸汽入口、风室的调节蒸汽入口相连接，所述蒸汽-空气换热器的空气出口通过管道与燃气-空气换热器的空气入口相连接，所述燃气-空气换热器的空气出口通过管道与风室的空气入口相连接，所述蒸汽-空气换热器的蒸汽出口通过管道与炉膛的调速蒸汽入口、炉膛的停炉蒸汽入口、蒸汽室的冷却蒸汽入口、锅炉再热器相连接，所述蒸汽-空气换热器的空气入口与鼓风机的出口相连接。所述流化床气化的燃气出口侧设有效率调节装置，所述效率调节装置一侧设有燃气调节入口、另一侧设有燃气调节出口，燃气调节入口与燃气调节出口之间设有可转动调节挡板。一种生物质气化耦合燃煤机组发电联产炭方法，包括以下步骤：步骤(1)生物质原料在炉膛中床料的辅助流化作用下发生气化反应生成高温生物质燃气和生物质炭，高温生物质燃气携带生物质炭经过效率调节装置后进入惯性分离器进行气固分离，在离心作用力下，大颗粒生物质炭和小颗粒生物质灰经惯性分离器收集下来，进入位于惯性分离器底部的分选筛中，分选筛筛上物为大颗粒生物质炭，筛下物为小颗粒生物质灰；未被分离的小颗粒生物质炭进入到旋风分离器中再次进行气固分离，分离出来的小颗粒生物质炭进入冷却室，高温生物质燃气进入燃气-空气换热器，蒸汽从风室、布风板进入炉膛，对炉膛底部的氧进行稀释，以减少氧与固定碳的反应进程，增加氧与炉膛底部生物质燃气的燃烧份额，提高生物质炭的品质和产量，从炉膛中部通入蒸汽实现对炉膛上部流速的调节，减少炉膛的内循环量，减少生物质炭在炉内的停留时间，能够进一步提高生物质炭的品质和产量；通过调节效率调节装置内可移动挡板和管道的进气夹角进而改变燃气管道的横截面积，从而改变进入惯性分离器和旋风分离器内部燃气流速，提高生物质炭的收集效率；步骤(2)进入到冷却室中的生物质炭在蒸汽的流化作用下实现熄火和冷却，熄火和冷却后的生物质炭经炭入口管进入炭输送冷却装置中进一步冷却后排出，生物质炭在隔绝氧气流态化的条件下与蒸汽充分接触，在实现生物质炭熄火的同时，避免出炭时发生架桥；步骤(3)高温生物质燃气依次经燃气-空气换热器、燃气-蒸汽换热器冷却后送入电站锅炉与煤混燃耦合发电，燃气-空气换热器对空气进行加热，蒸汽进入燃气-蒸汽换热器对生物质燃气进行冷却，燃气-蒸汽换热器加热后的蒸汽分别送入到蒸汽-空气换热器、风室的调节蒸汽入口；步骤(4)气化过程所需的空气由鼓风机经蒸汽-空气换热器、燃气-空气换热器加热，加热后的热空气给入风室；步骤(5)进入到蒸汽-空气换热器内的蒸汽经空气冷却后分别进入炉膛的调速蒸汽入口、炉膛的停炉蒸汽入口、蒸汽室的冷却蒸汽入口、锅炉再热器；步骤(6)流化床气化炉出来的高温生物质燃气和生物质炭进入到惯性分离器内部，使得质量较大的大颗粒生物质炭和小颗粒生物质灰通过离心作用力被分离下来，进入分选筛，分选筛筛上物为大颗粒生物炭，筛下物为小颗粒生物质灰。所述加热后的热空气的温度为150～400℃。所述燃气-蒸汽换热器加热后的蒸汽温度400～600℃。所述蒸汽进入燃气-蒸汽换热器时的温度为300～400℃。与已公开技术相比，本专利技术存在以下优点：(1)通过空气预热、蒸汽稀释/调整、蒸汽调速、烟气调速等多种技术手段，确保生物质高效耦合发电的同时，保证生物质炭的品质。(2)通过效率调节装置，可根据生物质炭的市场价值进行灵活调整生物质炭的产量，实现价值最大化。(3)通过惯性分离装置改善了系统对生物质炭收集的品质。由于生物质中难免夹带灰尘及石子等杂质，石子可以通过流化床气化炉底部排渣装置排出，而灰尘等细粉杂质通常难以除去而一同被后续工艺收集。本专利技术通过惯性除尘收集较大颗粒的同时，通过分选筛将其中灰分占比高的小颗粒筛出，提高了生物质炭的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生物质气化耦合燃煤机组发电联产炭装置，包括：流化床气化炉，其特征在于：所述流化床气化炉一侧设有原料给料装置，所述流化床气化炉上端燃气出口处连接于惯性分离装置，所述惯性分离装置出口通过管道连接于旋风分离器，旋风分离器一侧连接有余热回收装置，余热回收装置一侧设有电站机组；旋风分离器下端出口处设有炭冷却装置，所述流化床气化炉由炉膛、布风板、风室组成，所述炉膛的上部和下部均为缩口结构，所述炉膛的中部设有调速蒸汽入口和调整烟气入口、下部设有停炉蒸汽入口，所述炉膛的侧壁上安装有原料给料装置、床料给料装置，所述风室上设有空气入口和调节蒸汽入口，所述炉膛与风室之间通过布风板隔开；所述电站机组包括电站锅炉、锅炉再热器、锅炉烟道、汽轮机，炉膛中部的调整烟气入口与锅炉烟道相连。

【技术特征摘要】
1.一种生物质气化耦合燃煤机组发电联产炭装置，包括：流化床气化炉，其特征在于：所述流化床气化炉一侧设有原料给料装置，所述流化床气化炉上端燃气出口处连接于惯性分离装置，所述惯性分离装置出口通过管道连接于旋风分离器，旋风分离器一侧连接有余热回收装置，余热回收装置一侧设有电站机组；旋风分离器下端出口处设有炭冷却装置，所述流化床气化炉由炉膛、布风板、风室组成，所述炉膛的上部和下部均为缩口结构，所述炉膛的中部设有调速蒸汽入口和调整烟气入口、下部设有停炉蒸汽入口，所述炉膛的侧壁上安装有原料给料装置、床料给料装置，所述风室上设有空气入口和调节蒸汽入口，所述炉膛与风室之间通过布风板隔开；所述电站机组包括电站锅炉、锅炉再热器、锅炉烟道、汽轮机，炉膛中部的调整烟气入口与锅炉烟道相连。2.根据权利要求1所述的一种生物质气化耦合燃煤机组发电联产炭装置，其特征在于：所述惯性分离装置由惯性分离器和分选筛组成，所述惯性分离器的进口通过管道与流化床气化炉的燃气出口相连接，所述惯性分离器的出口通过管道与旋风分离器的燃气进口相连接，所述惯性分离器底部通过管道连接有分选筛。3.根据权利要求1所述的一种生物质气化耦合燃煤机组发电联产炭装置，其特征在于：所述余热回收装置由燃气-空气换热器、燃气-蒸汽换热器、蒸汽-空气换热器组成，所述燃气-空气换热器的进口通过管道与旋风分离器的燃气出口相连接；燃气-蒸汽换热器与汽轮机7连接，所述燃气-蒸汽换热器的燃气出口通过管道与电站锅炉的下部相通。4.根据权利要求1所述的一种生物质气化耦合燃煤机组发电联产炭装置，其特征在于：所述炭冷却装置由冷却室、风帽、孔板、蒸汽室组成，所述蒸汽室上设有冷却蒸汽入口，所述冷却室上部设有炭入口管，所述蒸汽室固定在冷却室的底部，所述蒸汽室与冷却室之间通过孔板隔开，所述孔板上固定有风帽，所述蒸汽室与冷却室通过风帽相通，所述孔板的中部固定有出炭管，所述出炭管上部与冷却室相通、下部从蒸汽室穿出；所述出炭管的下端出口与炭输送冷却装置的进口相连接，炭输送冷却装置为水冷结构。5.根据权利要求1所述的一种生物质气化耦合燃煤机组发电联产炭装置，其特征在于：所述旋风分离器的燃气进口通过管道与炉膛上部的燃气出口相连接；所述旋风分离器的底部出炭口通过管道与炭入口管相连接。6.根据权利要求4所述的一种生物质气化耦合燃煤机组发电联产炭装置，其特征在于：所述燃气-空气换热器的燃气出口通过管道与燃气-蒸汽换热器的燃气进口相连接，所述燃气-蒸汽换热器的蒸汽出口通过管道与蒸汽-空气换热器的蒸汽入口、风室的调节蒸汽入口相连接，所述蒸汽-空气换热器的空气出口通过管道与燃气-空气换热器的空气入口相连接，所述燃气-空气换热器的空气出口通过管道与风室的空气入口相连接，所述蒸汽-空气换热器的蒸汽出口通过管道与炉膛的调速蒸汽入口、炉膛的停炉蒸汽入口、蒸汽室的冷却蒸汽入口、锅炉再热器相连接，所述蒸汽-空气换热器的空气入口与...

【专利技术属性】
技术研发人员：张守军，鲁万宝，王勤辉，蒋剑春，陈温福，周建斌，赵成武，孟军，吴银龙，李益瑞，孙永明，程东海，冯干，张守峰，胡鹏，宋俊阳，张政，王亚军，
申请(专利权)人：合肥德博生物能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34