高效生物质气化耦合燃煤锅炉发电系统及提高生物质燃气品质的方法技术方案

一种高效生物质气化耦合燃煤锅炉发电系统及提高生物质燃气品质的方法属于可再生能源领域；现有生物质有效利用率较低；系统包括循环流化床气化炉与给料系统连通，循环流化床气化炉通过管道与送风机连通，循环流化床气化炉通过辅汽管道与电厂辅汽联箱连通，辅汽管道设置有阀组，且靠近循环流化床气化炉；循环流化床气化炉与旋风分离器连通，旋风分离器通过管道与旋风除尘器连通，旋风除尘器通过管道与燃气换热器连通，燃气换热器通过管道与燃气燃烧器连通，燃气燃烧器连通燃煤锅炉；提高了生物质有效利用率；方法包括高效利用水蒸气，实现生物质的空气‑水蒸气气化，保证最佳气化效果，解决了耦合系统中生物质气化燃气品质低的问题。

High Efficiency Biomass Gasification Coupled with Coal-fired Boiler Power Generation System and Ways to Improve Biomass Gas Quality

A high-efficiency biomass gasification coupled coal-fired boiler power generation system and a method to improve the quality of biomass gas belong to the renewable energy field; the existing biomass effective utilization rate is low; the system includes circulating fluidized bed gasifier connected with feeding system, circulating fluidized bed gasifier connected with feeding fan through pipeline, and circulating fluidized bed gasifier connected with auxiliary steam header of power plant through auxiliary steam pipeline. The auxiliary steam pipeline is equipped with valve group and is close to the circulating fluidized bed gasifier; the circulating fluidized bed gasifier is connected with the cyclone separator, the cyclone separator is connected with the cyclone dust collector through the pipeline, the cyclone dust collector is connected with the gas heat exchanger through the pipeline, the gas heat exchanger is connected with the gas burner, and the gas burner is connected with the coal-fired boiler; The method includes efficient utilization of water vapor to realize biomass air vapor gasification, ensuring the best gasification effect, and solving the problem of low quality of biomass gasification gas in the coupling system.

【技术实现步骤摘要】
高效生物质气化耦合燃煤锅炉发电系统及提高生物质燃气品质的方法
本专利技术属于可再生能源领域，尤其涉及一种高效生物质气化耦合燃煤锅炉发电系统及提高生物质燃气品质的方法。
技术介绍
生物质能作为最具发展潜力的绿色可再生能源，其在发电领域的发展突飞猛进，鉴于生物质直接燃烧发电存在炉膛结焦及难以计量等技术问题难以解决，近年来，通过热化学转化技术，利用生物质气化后产生的生物质燃气发电技术发展迅速，目前以“生物质气化耦合燃煤机组发电技术”为主流技术路线。耦合形式为生物质经气化炉气化后转化为生物质燃气，然后将生物质燃气输送至燃煤锅炉进行燃烧发电，耦合程度较浅。用于生物质气化的气化剂主要有氧气、二氧化碳、水蒸气、空气。选择的气化剂不同，得到的燃气品质会有较大差别。虽然生物质氧气气化、二氧化碳气化及水蒸气气化的产气品质均高于生物质空气气化，但三者均需增设气化剂的制备系统来提供稳定的气源，投资成本高且设备复杂。而空气气化虽产气品质较低，但气化剂气源易获取，且无需单独的气化剂制备系统，具有投资小的优势。目前大型生物质气化炉均以空气作为气化剂，产生的生物质燃气中氮气成分占绝大部分，品质较低，导致生物质能利用率较低。
技术实现思路
本专利技术克服了上述现有技术的不足，提供一种高效生物质气化耦合燃煤锅炉发电系统，高效利用了锅炉辅汽，为生物质空气-水蒸气气化提供稳定气源，高效的利用辅汽的同时提高了生物质气化效率及燃气热值；本专利技术还提供一种提高生物质燃气品质的方法，添加了水蒸气气化剂，实现生物质的空气-水蒸气气化，极大地提高了生物质气化产气品质。本专利技术的技术方案：技术方案一一种高效生物质气化耦合燃煤锅炉发电系统，包括循环流化床气化炉、电厂辅汽联箱、阀组、辅汽管道、旋风除尘器、燃气换热器、燃气燃烧器、燃煤锅炉和送风机；所述循环流化床气化炉的进料口与给料系统的出料口连通，所述循环流化床气化炉的第一进气口通过管道与送风机连通，所述循环流化床气化炉的第二进气口通过辅汽管道与电厂辅汽联箱的输出口连通，所述辅汽管道设置有阀组，且靠近循环流化床气化炉的第二进气口；所述循环流化床气化炉的上输出口和下输入口分别与旋风分离器连通，所述旋风分离器的输出口通过管道与旋风除尘器的输入口连通，所述旋风除尘器的输出口通过管道与燃气换热器的输入口连通，所述燃气换热器的输出口通过管道与燃气燃烧器的输入口连通，所述燃气燃烧器输出口连通燃煤锅炉的输入口。进一步地，所述给料系统包括储料场和生物质料仓；所述储料场的出料口通过传输带与生物质料仓的进料口连通，所述生物质料仓的出料口通过管道与循环流化床气化炉的进料口连通。进一步地，还包括灰仓，所述灰仓的进灰口通过管道与旋风除尘器的出灰口连通。进一步地，所述各路管道均设置有阀门。进一步地，还包括流量测量装置；所述流量测量装置设置在辅汽管道，且靠近循环流化床气化炉的第二进气口的方向。进一步地，还包括加热装置，所述加热装置设置在辅汽管道，且靠近循环流化床气化炉的第二进气口的方向。技术方案二一种基于技术方案一所述一种高效生物质气化耦合燃煤锅炉发电系统实现的提高生物质燃气品质的方法，包括以下步骤：步骤a、开启循环流化床气化炉、电厂辅汽联箱、旋风除尘器、燃气换热器、燃气燃烧器、燃煤锅炉、送风机和给料系统；步骤b、通过给料系统向循环流化床气化炉内输送生物质原料，同时通过送风机向循环流化床气化炉输送空气，通过电厂辅汽联箱产生水蒸气，由辅汽管道输送，通过阀组包含的减压阀减压后，输送至循环流化床气化炉；步骤c、循环流化床气化炉内根据所述空气、水蒸气及生物质原料，完成空气-水蒸气气化，产出生物质燃气；步骤d、携带飞灰颗粒及焦油气的高温生物质燃气依次经过旋风分离器、旋风除尘器及燃气换热器，脱除飞灰颗粒，并降低高温生物质燃气温度；通过燃气换热器后的低温生物质燃气经管道，直接经燃气燃烧器喷入燃煤锅炉炉膛进行燃烧放热，引用热二次风做助燃剂；步骤e，重复步骤b至步骤d，直到关闭循环流化床气化炉、电厂辅汽联箱、旋风除尘器、燃气换热器、燃气燃烧器、燃煤锅炉、送风机和给料系统。进一步地，所述降温后的生物质燃气温度控制在大于400℃。本专利技术相对于现有技术具有以下有益效果：本专利技术提供了一种高效生物质气化耦合燃煤锅炉发电系统，具有下列优势：1、提出一种高效的生物质气化耦合燃煤锅炉发电技术方案，将电厂辅汽引至气化炉，同空气一起送入气化炉作为生物质气化剂，为生物质空气-水蒸气气化提供稳定的气源，同时进一步加深了生物质气化系统与燃煤机组的耦合深度；2、高效利用了锅炉辅汽，为生物质空气-水蒸气气化提供稳定气源，高效的利用辅汽的同时提高了生物质气化效率及燃气热值，解决了生物质气化系统产气品质低的问题，此外，燃气品质的提高，使得单位质量生物质发电量增加，有效增加电厂收益。本专利技术还提供了一种提高生物质燃气品质的方法，具有下列优势：1、生物质空气-水蒸气气化所需水蒸气引自电厂辅汽联箱，蒸汽参数较高，温度350℃以上，且来源稳定，是较为理想的气化剂气源，同时，通过合理分配空气与水蒸气比例，实现最佳气化效果，解决了耦合系统中生物质气化燃气品质低的问题；又进一步加大了生物质气化系统与燃煤机组的耦合深度；2、添加了水蒸气气化剂，实现生物质的空气-水蒸气气化，极大地提高了生物质气化产气品质，实验表明，空气当量比，即实际供给每kg生物质燃烧空气的质量/每kg生物质燃烧所需空气的质量，为0.2-0.3时，合理控制S/B值，即水蒸气气量/生物质质量，有效改善气化产生的主要可燃成分，包括CO、H2、CH4；常规生物质空气气化，由于大量氮气的存在，气化效率70％-75％，所得燃气热值较低，一般在4-7MJ/m3，当在气化剂中加入水蒸气后，空气所占份额下降，氮气量减少，加之高温下大量水蒸气的存在促进了气化反应中的水煤气反应、水气变化反应和甲烷重整反应，使气化燃气品质向好的方向发展；当S/B达到合适范围时，生物质气化能够产出中热值燃气，为10-18MJ/m3，同时气化效率能够达到85％以上。附图说明图1是本专利技术结构图。图中：1循环流化床气化炉、2电厂辅汽联箱、3阀组、4辅汽管道、5旋风除尘器、6燃气换热器、7燃气燃烧器、8燃煤锅炉、9送风机、10流量测量装置、11加热装置。具体实施方式以下将结合附图对本专利技术进行详细说明。具体实施方式一一种高效生物质气化耦合燃煤锅炉发电系统，如图1所示，包括循环流化床气化炉1、电厂辅汽联箱2、阀组3、辅汽管道4、旋风除尘器5、燃气换热器6、燃气燃烧器7、燃煤锅炉8和送风机9；所述循环流化床气化炉1的进料口与给料系统的出料口连通，所述循环流化床气化炉1的第一进气口通过管道与送风机9连通，所述循环流化床气化炉1的第二进气口通过辅汽管道4与电厂辅汽联箱2的输出口连通，所述辅汽管道4设置有阀组3，且靠近循环流化床气化炉1的第二进气口；所述循环流化床气化炉1的上输出口和下输入口分别与旋风分离器连通，所述旋风分离器的输出口通过管道与旋风除尘器5的输入口连通，所述旋风除尘器5的输出口通过管道与燃气换热器6的输入口连通，所述燃气换热器6的输出口通过管道与燃气燃烧器7的输入口连通，所述燃气燃烧器7输出口连通燃煤锅炉8的输入口。具体地，电厂辅汽联箱2为电厂自备设备，用于提供辅助蒸汽，以满足电厂各个本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高效生物质气化耦合燃煤锅炉发电系统，其特征在于，包括循环流化床气化炉(1)、电厂辅汽联箱(2)、阀组(3)、辅汽管道(4)、旋风除尘器(5)、燃气换热器(6)、燃气燃烧器(7)、燃煤锅炉(8)和送风机(9)；所述循环流化床气化炉(1)的进料口与给料系统的出料口连通，所述循环流化床气化炉(1)的第一进气口通过管道与送风机(9)连通，所述循环流化床气化炉(1)的第二进气口通过辅汽管道(4)与电厂辅汽联箱(2)的输出口连通，所述辅汽管道(4)设置有阀组(3)，且靠近循环流化床气化炉(1)的第二进气口；所述循环流化床气化炉(1)的上输出口和下输入口分别与旋风分离器连通，所述旋风分离器的输出口通过管道与旋风除尘器(5)的输入口连通，所述旋风除尘器(5)的输出口通过管道与燃气换热器(6)的输入口连通，所述燃气换热器(6)的输出口通过管道与燃气燃烧器(7)的输入口连通，所述燃气燃烧器(7)输出口连通燃煤锅炉(8)的输入口。

【技术特征摘要】
1.一种高效生物质气化耦合燃煤锅炉发电系统，其特征在于，包括循环流化床气化炉(1)、电厂辅汽联箱(2)、阀组(3)、辅汽管道(4)、旋风除尘器(5)、燃气换热器(6)、燃气燃烧器(7)、燃煤锅炉(8)和送风机(9)；所述循环流化床气化炉(1)的进料口与给料系统的出料口连通，所述循环流化床气化炉(1)的第一进气口通过管道与送风机(9)连通，所述循环流化床气化炉(1)的第二进气口通过辅汽管道(4)与电厂辅汽联箱(2)的输出口连通，所述辅汽管道(4)设置有阀组(3)，且靠近循环流化床气化炉(1)的第二进气口；所述循环流化床气化炉(1)的上输出口和下输入口分别与旋风分离器连通，所述旋风分离器的输出口通过管道与旋风除尘器(5)的输入口连通，所述旋风除尘器(5)的输出口通过管道与燃气换热器(6)的输入口连通，所述燃气换热器(6)的输出口通过管道与燃气燃烧器(7)的输入口连通，所述燃气燃烧器(7)输出口连通燃煤锅炉(8)的输入口。2.根据权利要求1所述一种高效生物质气化耦合燃煤锅炉发电系统，其特征在于，所述给料系统包括储料场和生物质料仓；所述储料场的出料口通过传输带与生物质料仓的进料口连通，所述生物质料仓的出料口通过管道与循环流化床气化炉(1)的进料口连通。3.根据权利要求1所述一种高效生物质气化耦合燃煤锅炉发电系统，其特征在于，还包括灰仓，所述灰仓的进灰口通过管道与旋风除尘器(5)的出灰口连通。4.根据权利要求1所述一种高效生物质气化耦合燃煤锅炉发电系统，其特征在于，所述各路管道均设置有阀门。5.根据权利要求1所述一种高效生物质气化耦合燃煤锅炉发电系统，其特征在于，还包括流量测量装置(10)；所述流量测量装置(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：于强，徐彦辉，韩升利，于景泽，殷亚宁，佟力，
申请(专利权)人：哈尔滨锅炉厂有限责任公司，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23