一种生物质气化耦合直燃发电系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种生物质气化耦合直燃发电系统，包括生物质气化系统和生物质直燃发电系统；生物质气化系统包括生物质气化炉和换热器；生物质气化炉与换热器连接；换热器与生物质直燃发电系统连接；生物质气化炉用于将生物质气化成高温燃气，并传输至换热器；换热器用于对高温燃气进行换热，并传输至生物质直燃发电系统；生物质直燃发电系统用于接收高温燃气，以进行发电；采用上述方案，可以增强发电系统原料适用性，解决生物质锅炉燃用农作物秸秆时热负荷不高的问题；本实用新型专利技术提供的方案，可有效省去原生物质气化发电系统中的除尘除焦油等净化装置，利用直燃发电系统的发电装置，具有系统总成本低、运行稳定、污染排放物少等优点。

A biomass gasification coupled direct-fired power generation system

【技术实现步骤摘要】
一种生物质气化耦合直燃发电系统
本技术属于生物质气化耦合直燃发电
，具体涉及一种生物质气化耦合直燃发电系统。
技术介绍
生物质能一直是人类赖以生存的重要能源，是仅次于煤炭、石油和天燃气而居于第四位的能源种类，在整个能源系统中占有重要的地位；我国生物质资源十分丰富，可作为能源利用的生物质资源总量约4.6亿吨（标准煤）/年，但目前利用量仅约3500万吨（标准煤）/年，利用率仅为7.6%，尚有较大提升空间；生物质燃烧过程具有CO2零排放的特点，这对于缓解日益严重的“温室效应”有着特殊意义；生物质发电是高效利用生物质的重要途径，能够同时实现生物质的规模化、资源化、能源化和清洁化利用，是国家政策重点鼓励的产业发展方向。现有的生物质发电技术主要有生物质直燃发电和生物质气化发电；生物质直燃发电技术存在生物质原料适应性不强的问题，特别是燃用农作物秸秆时，存在锅炉热负荷较低和碱金属腐蚀受热面的问题，大大限制了该技术的应用范围；生物质气化发电大多为小型发电系统（500kW以下），其效率只有18%左右，生物质燃气需经过除尘除焦油等净化工艺后才能送入内燃气或燃气轮机发电，同时新建烟气净化装置，系统工艺复杂，设备投资高，且存在污水污染、发电机运行不稳定等诸多问题。基于上述生物质发电过程中存在的技术问题，尚未有相关的解决方案；因此迫切需要寻求有效方案以解决上述问题。
技术实现思路
本技术的目的是针对上述技术中存在的不足之处，提出一种生物质气化耦合直燃发电系统，旨在解决现有生物能发电系统中生物质锅炉燃用农作物秸秆时热负荷不高的问题。本技术提供一种生物质气化耦合直燃发电系统，包括生物质气化系统和生物质直燃发电系统；生物质气化系统包括生物质气化炉和换热器；生物质气化炉与换热器连接；换热器与生物质直燃发电系统连接；生物质气化炉用于将生物质气化成高温燃气，并传输至换热器；换热器用于对高温燃气进行换热，并传输至生物质直燃发电系统；生物质直燃发电系统用于接收高温燃气，以进行发电。进一步地，生物质气化系统还包括旋风分离器；旋风分离器侧边进气口与生物质气化炉出气口连通；旋风分离器底部与生物质气化炉底部连通；旋风分离器出气口与换热器连通；旋风分离器用于对高温燃气进行气固分离。进一步地，生物质气化系统还包括旋风除尘器；旋风除尘器进气口与旋风分离器的出气口连通；旋风除尘器出气口与换热器进气口连通；旋风除尘器用于对高温燃气进行除尘。进一步地，生物质气化系统还包括引风机；生物质直燃发电系统包括生物质直燃锅炉；引风机分别连通换热器的出气口和生物质直燃锅炉的进气口连通；生物质直燃锅炉用于对生物质直接燃烧以产生过热蒸汽。进一步地，生物质气化系统还包括送风机；生物质直燃发电系统包括生物质直燃锅炉；换热器分别与生物质气化炉和/或生物质直燃锅炉连通；送风机与换热器连通；送风机用于将空气经过换热器内的预热并输送至生物质气化炉和/或生物质直燃锅炉。进一步地，生物质直燃发电系统还包括汽轮机和发电机；汽轮机与生物质直燃锅炉连接；生物质直燃锅炉通过产生过热蒸汽以带动汽轮机工作；汽轮机带动发电机发电。本申请方案还提供一种生物质气化耦合直燃发电方法，应用于上述所述的生物质气化耦合直燃发电系统；还包括以下步骤：S1：生物质气化炉将生物质气化成高温燃气，并传输至换热器；S2：换热器将所述高温燃气进行换热，并传输至生物质直燃锅炉进行耦合；S3：所述生物质直燃锅炉接收所述高温燃气并直接燃烧生物质产生过热蒸汽，以进行发电。进一步地，所述S1步骤前还包括：S10：将生物质粉碎及干燥，以使所述生物质粒径小于100mm，水分小于20%；所述生物质为玉米秸秆、小麦秸秆或稻秸秆；和/或，所述S1步骤后还包括：S11：将所述高温燃气送入旋风分离器进行初步气固分离；S12：再将初步气固分离后的高温燃气送入旋风除尘器进行除尘；S13：最好将除尘后的高温燃气送入所述换热器；所述换热器将所述高温燃气预热至200°C至300°C；所述S1步骤中，所述生物质气化炉内将生物质气化成高温燃气，以使所述高温燃气750°C至800°C。进一步地，所述S2步骤中包括：S21：换热器通过引风机将所述高温燃气传输至生物质直燃锅炉进行耦合；和/或，S23：送风机将空气经过所述换热器预热至200°C至300°C，并分别输送至所述生物质气化炉和/或所述生物质直燃锅炉。进一步地，所述S3步骤包括：S31：将生物质粉碎后直接送入所述生物质直燃锅炉，并与从引风机输送来的高温燃气在生物质锅炉中混合燃烧产生过热蒸汽，以带动汽轮机做功产生机械能，通过所述机械能使发电机发出电能。采用上述方案，本技术通过将生物质气化与生物质直燃有效耦合，利用气化装置处理碱金属含量高的农作物秸秆类生物质，净高温燃气通入直燃锅炉补燃发电，增强整套系统原料适用性，解决生物质锅炉燃用农作物秸秆时热负荷不高的问题；同时，本技术提供的方案，可有效省去原生物质气化发电系统中的除尘除焦油等净化装置，利用直燃发电系统的发电装置，具有系统总成本低、运行稳定、污染排放物少等优点。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明。以下将结合附图对本技术作进一步说明：图1为本技术一种生物质气化耦合直燃发电系统结构示意图。图中：1-生物质气化炉；2-旋风分离器；3-旋风除尘器；4-换热器；5-送风机；6-引风机；7-生物质直燃锅炉；8-汽轮机；9-发电机。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。如图1所示，本技术提供一种生物质气化耦合直燃发电系统，包括生物质气化系统和生物质直燃发电系统；生物质气化系统包括生物质气化炉1和换热器4；生物质气化炉1与换热器4连接；换热器4与生物质直燃发电系统连接；生物质气化炉1用于将生物质气化成高温燃气，并传输至换热器4；具体地，在生物质气化炉1中燃烧的生物质包括玉米秸秆、小麦秸秆、稻秸秆等秸秆类生物质，并且在燃烧前，先将玉米秸秆、小麦秸秆、稻秸秆等秸秆类生物质经过破碎干燥后，使其粒径小于100mm，水分小于20%，然后通过送料装置从生物质气化炉1底部密相区加入；，生物质在气化炉1内以750℃-800℃下发生充分气化反应，产生750℃高温燃气；换热器4用于对高温燃气进行换热，并传输至生物质直燃发电系统，经过换热器4换热的高温燃气温度降温至450℃；生物质直燃发电系统用于接收高温燃气，以进行发电；采用上述方案，生物质直燃发电系统与生物质气化系统，通过将气化系统产生的燃气通入生物质锅炉补燃的方式实现系统耦合，通过分类燃烧，再燃气耦合的方式，从而解决物质锅炉燃用农作物秸秆时热负荷不高的问题。优选地，结合上述方案，如图1所示，本实施例中，生物质气化系统还包括旋风分离器2；旋风分离器2侧边进气口与生物质气化炉1出气口连通；旋风分离器2底部与生物质气化炉1底部连通；旋风分离器2出气口与换热器4连通；旋风分离器2用于对高温燃气进行气固分离；具体地，生物质气化炉1出来的高温燃气首先经过旋风分离器2进行气固初分离，未反应的残炭收集后经返料装置回到生物质气化炉1进一步反应，分离后的燃气进入旋风除尘器3除尘。优选地，结合上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生物质气化耦合直燃发电系统，其特征在于，包括生物质气化系统和生物质直燃发电系统；所述生物质气化系统包括生物质气化炉和换热器；所述生物质气化炉与所述换热器连接；所述换热器与所述生物质直燃发电系统连接；所述生物质气化炉用于将生物质气化成高温燃气，并传输至所述换热器；所述换热器用于对所述高温燃气进行换热，并传输至所述生物质直燃发电系统；所述生物质直燃发电系统用于接收所述高温燃气，以进行发电。

【技术特征摘要】
1.一种生物质气化耦合直燃发电系统，其特征在于，包括生物质气化系统和生物质直燃发电系统；所述生物质气化系统包括生物质气化炉和换热器；所述生物质气化炉与所述换热器连接；所述换热器与所述生物质直燃发电系统连接；所述生物质气化炉用于将生物质气化成高温燃气，并传输至所述换热器；所述换热器用于对所述高温燃气进行换热，并传输至所述生物质直燃发电系统；所述生物质直燃发电系统用于接收所述高温燃气，以进行发电。2.根据权利要求1所述的生物质气化耦合直燃发电系统，其特征在于，所述生物质气化系统还包括旋风分离器；所述旋风分离器侧边进气口与所述生物质气化炉出气口连通；所述旋风分离器底部与所述生物质气化炉底部连通；所述旋风分离器出气口与所述换热器连通；所述旋风分离器用于对所述高温燃气进行气固分离。3.根据权利要求2所述的生物质气化耦合直燃发电系统，其特征在于，所述生物质气化系统还包括旋风除尘器；所述旋风除尘器进气口与所述旋风分离器的出气口连通；所述旋风除尘器出气口与所述换热器进...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘鸿飞，赵雅萱，赵喆，王利，常少英，陆诗原，李明明，伊然，
申请(专利权)人：北京国电龙源环保工程有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11